JP2007205888A - 鉄系構造物の検査方法及び磁気インピーダンス効果センサ - Google Patents

Abstract

【課題】鉄系構造物を磁気インピーダンス効果センサにより適確・容易に検査できる方法を提供する。
【解決手段】磁気インピーダンス効果素子を備えたセンサを、磁気インピーダンス効果素子に励磁電流を通電すると共に直流分に交流分を重畳したバイアス磁界をかけながら鉄系構造物に沿い走行させる。鉄系構造物もバイアス磁界に対し磁気回路の一部となり、バイアス磁界の強さが鉄系構造物の傷・腐食・減肉の程度に応じて変化し、その出力変化から鉄系構造物の欠陥の程度を検査する。
【選択図】なし

Description

本発明は鉄系構造物の検査方法及びその検査方法に使用する磁気インピーダンス効果センサに関し、柱上トランスのケースや鋼管の内面など、鉄系構造物の欠陥やコンクリート建造物の鉄筋位置等を検出するのに有用である。

アモルファス合金ワイヤとして、自発磁化の方向がワイヤ周方向に対し互いに逆方向の磁区が交互に磁壁で隔てられた構成の外殻部を有する、零磁歪乃至は負磁歪のアモルファス合金ワイヤが開発されている。
かかる零磁歪乃至は負磁歪のアモルファス磁性ワイヤに高周波電流したときに発生するワイヤ両端間出力電圧中のインダクタンス電圧分は、ワイヤの横断面内に生じる円周方向磁束によって上記の円周方向に易磁化性の外殻部が円周方向に磁化されることに起因して発生する。従って、周方向透磁率μθは同外殻部の円周方向の磁化に依存する。
而るに、この通電中のアモルファスワイヤに外部磁界を作用させると、上記通電による円周方向磁束と外部磁束との合成により、上記円周方向に易磁化性を有する外殻部に作用する磁束の方向が円周方向からずれ、それだけ円周方向への磁化が生じ難くなり、上記周方向透磁率μθが変化し、上記インダクタンス電圧分が変動することになる。
而して、この変動現象が磁気インダクタンス効果と称され、この効果を奏するアモルファスワイヤ等が磁気インダクタンス効果素子と称されている。

更に、上記通電電流の周波数がＭＨｚオ−ダになると、高周波表皮効果が大きく現れ、表皮深さδ＝（２ρ／wμθ）^１／２（μθは前記した通り、円周方向透磁率、ρは電気抵抗率、wは角周波数をそれぞれ示す)がμθにより変化し、このμθが前記した通り、外部磁界によって変化するので、ワイヤ両端間出力電圧中の抵抗電圧分も外部磁界で変動するようになる。
而して、この変動現象が磁気インピーダンス効果と称され、この効果を奏するアモルファスワイヤ等が磁気インピーダンス効果素子と称されている。

そこで、この磁気インピーダンス効果素子を利用した外部磁界検出法（例えば、特許文献１参照）及び磁気インダクタンス効果を使用した外部磁界検出方法（例えば、特許文献２参照）が提案されている。

上記において、外部磁界の正負により上記磁界の周方向ずれφにも正負が生じるが、周方向の磁界の減少倍率cos(±φ)は変わらず、従ってμθの減少度は外部磁界の方向の正負によっては変化されない。従って、外部磁界−出力特性は磁界をｘ軸に、出力をｙ軸にとると、後述する図７の（イ）に示すように、ｙ軸に対してほぼ左右対称となる。また、図７の（イ）に示すように、非線形になることが知られている。

この磁気インピーダンス効果素子を使用した磁界検出回路は、基本的には、図８−１に示すように（１）磁気インピーダンス効果素子１’に高周波励磁電流を加えるための高周波電源２’と、（２）磁気インピーダンス効果素子１’と、（３）磁気インピーダンス効果素子に加わる外部磁界Ｈｅｘで前記高周波励磁電流（搬送波）を変調させた変調波を復調する検波回路３’と、（４）復調波を増幅する増幅器４’と、（５）被検出磁界表示部５’等から構成されている。
図８−２の（イ）は磁気インピーダンス効果素子に加えられる被検出磁界Ｈｅｘを、（ロ）は磁気インピーダンス効果素子に流される高周波励磁電流波（搬送波）Ｉｃを、（ハ）は磁気インピーダンス効果素子の出力としての変調波を、（ニ）は変調波の包絡線波形を、（ホ）は復調波をそれぞれ示している。図８−２の（ヘ）は増幅器の出力Ｖを示し、増幅器の電源電圧＋Ｖｃｃ、−Ｖｃｃに対し、後述の図７の（ハ）に示す出力Ｅｏｕｔを＋Ｖｃｃ〜０、−Ｖｃｃ〜０の範囲に納めるようにレベル調整している。

被検出磁界の振幅Ｈｅｘと出力Ｖの振幅との関係を図示すると前記の左右対称性及び非線形性から図７の（イ）のように表わすことができる。
そこで、図８−１の回路において、６’で示す負帰還用コイルで負帰還をかけて図７の（ロ）に示すように特性を直線化することが行われている。
更に、図７の（ハ）に示すように、図７の（ロ）の特性を、図７の（ハ）に示すようにバイアス磁界により矢印方向に移動させ、被検出磁界の最大範囲−Ｈmax〜＋Ｈmaxを一斜線領域Δw'の範囲内に納めて極性判別可能することも行われている。

従来、磁気インピーダンス効果センサを使用して漏洩磁束探傷法により鋼板内部の欠陥を検出することが公知である（非特許文献１）。
しかしながら、この欠陥検出法では被検査物に磁束を加える必要があり、その磁束印加上、検査対象が制限される。
また、図８−２の（ヘ）において、基準レベルが、磁気インピーダンス効果素子やその他の回路部品のバラツキ等によりずれることが往々に観られる。このために、従来では、演算増幅器のオフセット調整端子にボリュームを接続し、基準レベルの調整をボリュームにより行っている。
更に、磁気インピーダンス効果素子の特性のバラッキに対して演算増幅器の出力を調整するために、その増幅器のオフセット調整端子に電子ボリュームを接続し、前記バラッキに応じて補正データを入力したメモリ装置で電子ボリュームを操作して演算増幅器の出力を調整することも公知である（特許文献３）。
しかしながら、鉄系構造物の傷、減肉、錆び等の欠陥をセンサによるスキャニングで検出する場合、前記の何れの増幅器の出力調整でも、スキャニングルートに沿っての温度条件の変化や浮遊キャパシタンスの変動などにより前記基準レベルからのシフトが後発的に生じ、適確な検出を行い難い。

特開平７−１８１２３９号公報 特開平６−２８３３４４号公報 特開２００２−１９８５８２号公報の段落００４６、００４７ 藤本 幸二、毛利 佳年雄，ＭＡＧ−９８−８６，ｐ３９〜４３

本発明の目的は、鉄系構造物を磁気インピーダンス効果センサにより適確・容易に検査できる方法とその方法に好適な磁気インピーダンス効果センサを提供することにあり、例えば、柱上トランスのケース、鋼管の内壁面、あるいは、コンクリート構造物内部の鉄筋の劣化診断に適用できる。

請求項１に係る鉄系構造物の検査方法は、磁気インピーダンス効果素子を備えたセンサを、磁気インピーダンス効果素子に励磁電流を通電すると共に直流分に交流分を重畳したバイアス磁界をかけながら鉄系構造物に沿い走行させることを特徴とする。
請求項２に係る磁気インピーダンス効果センサは、磁気インピーダンス効果素子を備え、該素子に直流分に交流分を重畳したバイアス磁界と励磁電流を加えつつ走行させると共に磁気インピーダンス効果素子の出力を増幅器で増幅して検出出力を得るセンサであり、増幅器出力のオフセットを入力信号としてそのオフセットを打ち消すための補償用信号を発生させこの補償用信号を前記増幅器に前記オフセットを消去するための入力として加える補正回路を設けたことを特徴とする。
請求項３に係る磁気インピーダンス効果センサは、一対の磁気インピーダンス効果素子を備え、各素子に直流分に交流分を重畳したバイアス磁界と励磁電流を加えつつ走行させると共に両磁気インピーダンス効果素子の出力を差動増幅器で増幅して検出出力を得るセンサであり、差動増幅器出力のオフセットを入力信号としてそのオフセットを打ち消すための補償用信号を発生させこの補償用信号を前記差動増幅器に前記オフセットを消去するための入力として加える補正回路を設けたことを特徴とする。
請求項４に係る磁気インピーダンス効果センサは、一対の磁気インピーダンス効果素子を備え、各素子に直流分に交流分を重畳したバイアス磁界と励磁電流を加えつつ走行させると共に両磁気インピーダンス効果素子の出力を差動増幅器で増幅して検出出力を得るセンサであり、差動増幅器の両入力端子間に、差動増幅器出力のオフセットを入力信号としてそのオフセットを打ち消すための補償用信号を発生させこの補償用信号を前記増幅器に前記オフセットを消去するための入力として加える補正回路を設けたことを特徴とする。
請求項５に係る磁気インピーダンス効果センサは、請求項２〜４何れかの磁気インピーダンス効果センサにおいて、補正回路に、増幅器または差動増幅器出力のオフセットが所定値に達したときに補償用出力を発生する手段を付設したことを特徴とする。
請求項６に係る磁気インピーダンス効果センサは、請求項５の磁気インピーダンス効果センサにおいて、増幅器または差動増幅器出力のオフセットをｎ倍（ｎ＞１）して補正回路に入力する手段を付設したことを特徴とする。

（１）本発明に係る鉄系構造物の検査方法では、鉄系構造物もバイアス磁界に対し磁気回路の一部となり、バイアス磁界の強さが鉄系構造物の傷・腐食・減肉の程度に応じて変化する。このバイアス磁界が磁気インピーダンス効果素子としてのアモルファスワイヤ内を軸方向に通過するから、励磁電流による円周方向磁界が円周方向からずらされ、そのずれの程度が埋設鉄系材の腐食・減肉の程度に応じて変化される。従って、磁気インピーダンス効果素子の出力変化が鉄系構造物の傷・腐食・減肉の程度に相関し、その出力変化から鉄系構造物の欠陥の程度を検査できる。
（２）本発明に係る磁気インピーダンス効果センサでは、増幅器の出力がオフセットしようとしても、調整回路によりそのオフセットが自動的に消去される。従って、磁気インピーダンス効果センサの走行・スキャニング中、温度条件や浮遊キャパシタンスが変化しても、実際上、出力変化として現れないから、鉄系構造物の欠陥をセンサのバイアス磁界に対する出力変化に基づき適確に検出・測定できる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の鉄系構造物の検査方法において使用する磁気インピーダンス効果センサの一例の回路図を示している。
図１において、１は磁気インピーダンス効果素子であり、自発磁化の方向がワイヤ周方向に対し互いに逆方向の磁区が交互に磁壁で隔てられた構成の外殻部を有する、零磁歪乃至は負磁歪のアモルファス合金ワイヤが使用される。かかる零磁歪乃至は負磁歪のアモルファス磁性ワイヤに高周波励磁電流を流したときに発生するワイヤ両端間出力電圧中のインダクタンス電圧分は、ワイヤの横断面内に生じる円周方向磁束によって上記の円周方向に易磁化性の外殻部が円周方向に磁化されることに起因して発生する。従って、周方向透磁率μθは同外殻部の円周方向の磁化に依存する。而るに、この通電中のアモルファスワイヤの軸方向に信号磁界を作用させると、上記通電による円周方向磁束と信号磁界磁束との合成により、上記円周方向に易磁化性を有する外殻部に作用する磁束の方向が円周方向からずれ、それだけ円周方向への磁化が生じ難くなり、上記周方向透磁率μθが変化し、上記インダクタンス電圧分が変動することになる。この変動現象は磁気インダクタンス効果と称され、これは上記高周波励磁電流（搬送波）が信号磁界（信号波）で変調される現象ということができる。更に、上記通電電流の周波数がＭＨｚオ−ダになると、高周波表皮効果が大きく現れ、表皮深さδ＝（２ρ／wμθ）^１／２（μθは前記した通り円周方向透磁率、ρは電気抵抗率、wは角周波数をそれぞれ示す)がμθにより変化し、このμθが前記した通り、信号磁界によって変化するので、ワイヤ両端間出力電圧中の抵抗電圧分も信号磁界で変動するようになる。この変動現象は磁気インピーダンス効果と称され、これは上記高周波励磁電流（搬送波）が信号磁界（信号波）で変調される現象ということができる。

図１において、２は磁気インピーダンス効果素子に高周波励磁電流を加えるための高周波電流源回路、３は磁気インピーダンス効果素子の軸方向に作用する信号磁界Ｈ（信号波）で前記高周波励磁電流（搬送波）を変調させた被変調波を復調する検波回路、４は復調波を増幅する増幅回路、５は出力端、６は負帰還用コイル、７はバイアス磁界用コイルである。

本発明により鉄系構造物を検査するには、前記のセンサを、磁気インピーダンス効果素子に励磁電流を通電すると共に直流分に交流分を重畳したバイアス磁界をかけながら鉄系構造物に沿い走行またはスキャニングさせていく。
磁気インピーダンス効果素子や負帰還用コイル及びバイアス磁界用コイルを搭載する基板と高周波励磁電流源や検波回路や増幅回路や出力端を搭載する基板とを別体として磁気インピーダンス効果素子−負帰還用コイル及びバイアス磁界用コイルのみを走行またはスキャニングさせるようにしてもよい。

図２−１において、直線Ｐは図７の（ロ）で説明した磁気インピーダンス効果素子の出力特性を示し、磁界Ｈｂは直流磁界に交流磁界を重畳させたバイアス磁界を、Ｅはこのバイアス磁界のもとでの外部磁界Ｈｅｘ＝０のときの出力をそれぞれ示している。
センサの走行またはスキャニングにおいて、鉄系構造物例えば鉄パイプに傷、減肉、錆び等の欠陥が存在すると、バイアス磁界がその欠陥を通る磁気回路のリラクタンスが変化するために、その箇所を磁気インピーダンス効果センサが通過するときにバイアス磁界Ｈｂが変化し、出力が変化する。
従って、出力の変化から欠陥の存在を検知することができる。
上記バイアス磁界の振幅は図７の（ロ）のリニア範囲ｎまたはｍに納まるように設定される。
バイアス磁界の直流分に重畳する交流分の周波数は励磁電流の周波数よりも低く設定される。
この条件のもとで交流分の周波数を低く設定すれば、深部の欠陥もよく検出できる。欠陥が浅い位置にのみ存在する場合や鉄系構造物が薄い場合は、交流分の周波数を可及的に高くすることが検出感度上有利である。

図２−２は、鉄系構造物の欠陥上をセンサが通過するときのバイアス磁界の変化を示している。直流バイアス磁界の変化は△で示し、交流バイアス磁界の変化は波高値の差で現れている。
通常、スキャニングルートに沿い不均一に残留磁気が存在し、残留磁気による直流磁界が外部磁界としてセンサに作用する。
而るに、検出出力からコンデンサ等で直流分をカットすれば、図２−２のＥ、Ｅ’で示すように、交流出力変化分のみが現れる。 従って、残留磁気の影響を受けることなく鉄系構造物の欠陥を検出できる。
また、検出出力の直流分が大きくなって検出計が振り切れるといった不都合も排除できる。

スキャニングルートの如何によっては、ルートに沿い温度条件が大きく変化したり、浮遊キャパシタンスが大きく変化して増幅器のオフセット値が変化し、検出に支障を来す畏れがある。
請求項２〜６に係る磁気インピーダンス効果センサによればかかる不都合を排除できる。

図３−１は請求項２に係る磁気インピーダンス効果センサの一実施例の回路図を示している。
図３−１において、１は磁気インピーダンス効果素子、２は磁気インピーダンス効果素子に高周波励磁電流を加えるための高周波電流源回路、３は磁気インピーダンス効果素子の軸方向に作用する信号磁界Ｈ（信号波）で前記高周波励磁電流（搬送波）を変調させた被変調波を復調する検波回路、４は復調波を増幅する増幅回路、５は出力端、６は負帰還用コイル、７はバイアス磁界用コイルである。
８は出力補正回路であり、増幅器出力のオフセットを入力信号としてそのオフセットを打ち消すための補償用信号を発生させこの補償用信号を前記増幅器に前記オフセットを消去するための入力として加えるものである。

図３−２は出力補正回路の一例を示し、演算増幅器の出力と入力とを比較してオフセットを検出し、オフセットが正（負）であると、電子ボリュームのスイッチＳＷ_−１、ＳＷ_−２、……（ＳＷ_＋１、ＳＷ_＋２、……）が制御ＩＣで順次にオン・オフされて負（正）の出力電圧が演算増幅器のオフセット調整端子に送入されて増幅器出力のオフセットが減じられ、そのオフセットが０になると、その時のスイッチ状態が保持される。
演算増幅器の出力のオフセットを所定の範囲、例えば−１ｖ〜＋１ｖの範囲に納めるようにしてもよく、この場合、増幅器出力のオフセットが１ｖを越えると、電子ボリュームが操作される。
更に、ゲインが１以上、例えば２倍のバッファを制御ＩＣに組み込んで増幅器出力のオフセットが±０．５ｖを越えると電子ボリュームが操作されるようにして演算増幅器の出力のオフセットを−０．５ｖ〜＋０．５ｖの範囲に納めるようにすることもできる。

図４は請求項３に係る磁気インピーダンス効果センサの一実施例の回路図を示している。
図４において、１ａ，１ｂは一対の磁気インピーダンス効果素子であり、それぞれ負帰還用コイル６ａ，６ｂ及びバイアス磁界用コイル７ａ，７ｂを備えている。前記と同様にバイアス磁界には直流に交流を重畳したものが使用され、その振幅は図７の（ロ）のリニア範囲ｎまたはｍに納まるように設定されている。
２は磁気インピーダンス効果素子に高周波励磁電流を加えるための高周波電流源回路、３ａ，３ｂは各磁気インピーダンス効果素子１ａ，１ｂの軸方向に作用する信号磁界Ｈｅｘ（信号波）で前記高周波励磁電流（搬送波）を変調させた被変調波を復調する検波回路、４は両検波出力を差動増幅して検出出力を得るための演算差動増幅器である。６０は差動増幅器４の出力を各負帰還用コイル６ａ，６ｂに対し負帰還させるための負帰還回路である。５は検出出力端である。
８は出力補正回路であり、演算差動増幅器４のオフセットを入力信号としてそのオフセットを打ち消すための補償用信号を発生させこの補償用信号を前記増幅器に前記オフセットを消去するための入力として加えるものである。
この出力補正回路には前記と同様図３−２に示すものを使用でき、演算差動増幅器の出力と入力とを比較してオフセットを検出し、オフセットが正（負）であると、電子ボリュームのスイッチＳＷ_−１、ＳＷ_−２、……（ＳＷ_＋１、ＳＷ_＋２、……）が制御ＩＣで順次にオン・オフされて負（正）の出力信号が演算差動増幅器のオフセット調整端子に送入されて差動増幅器出力のオフセットが減じられ、そのオフセットが０になると、その時のスイッチ状態が保持される。
演算差動増幅器の出力のオフセットを所定の範囲、例えば−１ｖ〜＋１ｖの範囲に納めるようにしてもよく、この場合、差動増幅器出力のオフセットが１ｖを越えると、電子ボリュームが操作される。
更に、ゲインが１以上、例えば２倍のバッファを制御ＩＣに組み込んで差動増幅器出力のオフセットが±０．５ｖを越えると電子ボリュームが操作されるようにして演算差動増幅器の出力のオフセットを−０．５ｖ〜＋０．５ｖの範囲に納めるようにすることもできる。

図５−１は請求項４に係る磁気インピーダンス効果センサの一実施例の回路図を示している。
図５−１において、１ａ，１ｂは一対の磁気インピーダンス効果素子であり、それぞれ負帰還用コイル６ａ，６ｂ及びバイアス磁界用コイル７ａ，７ｂを備えている。前記と同様にバイアス磁界には直流に交流を重畳したものが使用され、その振幅は図７の（ロ）のリニア範囲ｎまたはｍに納まるように設定されている。
２は磁気インピーダンス効果素子に高周波励磁電流を加えるための高周波電流源回路、３ａ，３ｂは各磁気インピーダンス効果素子１ａ，１ｂの軸方向に作用する信号磁界Ｈｅｘ（信号波）で前記高周波励磁電流（搬送波）を変調させた被変調波を復調する検波回路、４は両検波出力を差動増幅して検出出力を得るための演算差動増幅器である。６０は差動増幅器４の出力を各負帰還用コイル６ａ，６ｂに対し負帰還させるための負帰還回路である。５は検出出力端である。
８は演算差動増幅器４の両入力端子間に接続した出力補正回路であり、差動増幅器出力のオフセットを入力信号としてそのオフセットを打ち消すための補償用信号を発生させこの補償用信号を前記増幅器に前記オフセットを消去するための入力として加えるものである。

図５−２の（イ）はその出力補正回路の一例を示し、差動増幅器の出力と差動増幅器の差出力とを比較して差動増幅器の出力のオフセットを検出し、そのオフセットを図５−２の（ロ）に示すボリューム操作により０にすることを、オフセットを入力信号として制御ＩＣで電子ボリュームのスイッチＳＷ_０、ＳＷ_−１、ＳＷ_−２、……、ＳＷ_０、ＳＷ_＋１、ＳＷ_＋２、……を操作させることにより行うものである。
前記と同様に演算差動増幅器の出力のオフセットを所定の範囲、例えば−１ｖ〜＋１ｖの範囲に納めるようにしてもよく、この場合は、演算差動増幅器の出力のオフセットが−１ｖまたは＋１ｖを越えると、電子ボリュームが操作される。この場合、ゲインが１以上、例えば２倍のバッファを制御ＩＣに組み込んで±０．５ｖを越えると電子ボリュームが操作されるようにして演算差動増幅器の出力のオフセットを−０．５ｖ〜＋０．５ｖの範囲に納めるようにすることもできる。

本発明に係る磁気インピーダンス効果素子センサにおいて、磁気インピーダンス効果素子１には、零磁歪乃至は負磁歪のアモルファスワイヤの外、アモルファスリボン、アモルファススパッタ膜等も使用できる。

本発明に係る磁気インピーダンス効果素子センサにおいて、磁気インピーダンス効果素子１には、遷移金属と非金属の合金で非金属が１０〜３０原子％組成のもの、特に遷移金属と非金属との合金で非金属量が１０〜３０原子％を占め、遷移金属がＦｅとＣｏで非金属がＢとＳｉであるかまたは遷移金属がＦｅで非金属がＢとＳｉである組成のものを使用することができ、例えば、組成Ｃｏ_７０．５Ｂ_１５Ｓｉ_１０Ｆｅ_４．５、長さ２０００μｍ〜６０００μｍ、外径３０μｍ〜５０μｍφのものを使用できる。

高周波励磁電流には、例えば連続正弦波、パルス波、三角波等の通常の高周波を使用でき、高周波励磁電流源としては、例えばハートレー発振回路、コルピッツ発振回路、コレクタ同調発振回路、ベース同調発振回路のような通常の発振回路の外、水晶発振器の矩形波出力を直流分カットコンデンサを経て積分回路で積分しこの積分出力の三角波を増幅回路で増幅する三角波発生器、ＣＭＯＳ−ＩＣを発振部として使用した三角波発生器等を使用できる。

検波回路としては、例えば被変調波を演算増幅回路で半波整流しこの半波整流波を並列ＲＣ回路またはＲＣローパスフィルターで処理して半波整流波の包絡線出力を得る構成、被変調波をダイオードで半波整流しこの半波整流波を並列ＲＣ回路またはＲＣローパスフィルターで処理して半波整流波の包絡線出力を得る構成等を使用できる。
また、被変調波（周波数ｆｓ）に同調させた周波数ｆｓの方形波を被変調波に乗算して信号波をサンプリングする同調検波を使用することができる。
上記の実施例では、被変調波の復調によって信号磁界（信号波）を取り出しているが、これに限定されず、磁気インピーダンス効果素子に作用する信号磁界（信号波）で変調された高周波励磁電流波（搬送波）から信号磁界を検波し得るものであれば、適宜の検波手段を使用できる。

負帰還用コイル及びバイアス磁界用コイルは磁気インピーダンス効果素子に巻き付けることができる。また、図６に示すように磁気インピーダンス効果素子とループ磁気回路を構成する鉄芯に負帰還用コイル及びバイアス磁界用コイルを巻き付けることもできる。
図６の（イ）は鉄芯コイル付き磁気インピーダンス効果ユニットの一例を示す側面図、図６の（ロ）は同じく底面図、図６の（ハ）は図６の（ロ）におけるハ−ハ断面図である。
図６において、１００は基板チップであり、例えばセラミックス板を使用できる。１０１は基板片の片面に設けた電極であり、磁気インピーダンス効果素子接続用突部１０２を備えている。この電極は導電ペースト、例えば銀ペーストの印刷・焼付けにより設けることができる。１ｘは電極１０１，１０１の突部１０２，１０２間にはんだ付けや溶接により接続した磁気インピーダンス効果素子であり、前記した通り零磁歪乃至負磁歪のアモルファスワイヤ、アモルファスリボン、スパッタ膜等を使用できる。１０３は鉄やフェライト等からなるＣ型鉄芯、６ｘはＣ型鉄芯に巻装した負帰還用コイル、７ｘは同じくバイアス磁界用コイルであり、磁気インピーダンス効果素子１ｘとＣ型鉄芯１０３とでループ磁気回路を構成するように、Ｃ型鉄芯１０３の両端を基板片１００の他面に接着剤等で固定してある。鉄芯材料としては、残留磁束密度の小さい磁性体であればよく、例えば、パーマロイ、フェライト、鉄、アモルファス磁性合金の他、磁性体粉末混合プラスチック等を挙げることができる。

本発明に係る磁気インピーダンス効果センサにおいて、負帰還動作は出力特性の直線化や動作の安定化に有効である。この負帰還は省略することも可能である。

本発明に係る鉄系構造物の検査方法は、例えば送電線の鉄塔として使用されている鉄系パイプや鉄系輸送管の内面の腐食、減肉、傷等の欠陥、コンクリート内に埋設された鉄系パイプの腐食、減肉、傷等の欠陥、そのパイプの埋設位置の検出、鉄金コンクリートの鉄筋の腐食、減肉、傷等の欠陥、その鉄筋の埋設位置の検出、等に使用できる。

本発明に係る鉄系構造物の検査方法に使用する磁気インピーダンス効果センサの一例を示す回路図である。 本発明に係る鉄系構造物の検査方法におけるバイアス磁界−センサ出力特性を示す図面である。 本発明に係る鉄系構造物の検査方法における欠陥通過時のバイアス磁界−センサ出力特性を示す図面である。 本発明に係る磁気インピーダンス効果センサの一実施例を示す回路図である。 図３−１の磁気インピーダンス効果センサの補正回路の一例を示す図面である。 本発明に係る磁気インピーダンス効果センサの上記とは別の実施例を示す回路図である。 本発明に係る磁気インピーダンス効果センサの上記とは別の実施例を示す回路図である。 図５−１の磁気インピーダンス効果センサの補正回路の一例を示す図面である。 本発明に係る磁気インピーダンス効果センサにおいて使用される磁気インピーダンス効果ユニットを示す図面である。 磁気インピーダンス効果素子の出力特性を示す図面である。 従来の磁気インピーダンス効果センサを示す図面である。 従来の磁気インピーダンス効果センサにおける各所での入・出力波形を示す図面である。

符号の説明

１ 磁気インピーダンス効果素子
１ａ 磁気インピーダンス効果素子
１ｂ 磁気インピーダンス効果素子
２ 励磁電流源
３ 検波回路
３ａ 検波回路
３ｂ 検波回路
４ 増幅器または差動増幅器
５ 検出出力端
６ 負帰還磁界用コイル
６ａ 負帰還磁界用コイル
６ｂ 負帰還磁界用コイル
７ バイアス磁界用コイル
７ａ バイアス磁界用コイル
７ｂ バイアス磁界用コイル
８ 補正回路

Claims (6)

1. 磁気インピーダンス効果素子を備えたセンサを、磁気インピーダンス効果素子に励磁電流を通電すると共に直流分に交流分を重畳したバイアス磁界をかけながら鉄系構造物に沿い走行させることを特徴とする鉄系構造物の検査方法。
2. 磁気インピーダンス効果素子を備え、該素子に直流分に交流分を重畳したバイアス磁界と励磁電流を加えつつ走行させると共に磁気インピーダンス効果素子の出力を増幅器で増幅して検出出力を得るセンサであり、増幅器出力のオフセットを入力信号としてそのオフセットを打ち消すための補償用信号を発生させこの補償用信号を前記増幅器に前記オフセットを消去するための入力として加える補正回路を設けたことを特徴とする磁気インピーダンス効果センサ。
3. 一対の磁気インピーダンス効果素子を備え、各素子に直流分に交流分を重畳したバイアス磁界と励磁電流を加えつつ走行させると共に両磁気インピーダンス効果素子の出力を差動増幅器で増幅して検出出力を得るセンサであり、差動増幅器出力のオフセットを入力信号としてそのオフセットを打ち消すための補償用信号を発生させこの補償用信号を前記増幅器に前記オフセットを消去するための入力として加える補正回路を設けたことを特徴とする磁気インピーダンス効果センサ。
4. 一対の磁気インピーダンス効果素子を備え、各素子に直流分に交流分を重畳したバイアス磁界と励磁電流を加えつつ走行させると共に両磁気インピーダンス効果素子の出力を差動増幅器で増幅して検出出力を得るセンサであり、差動増幅器の両入力端子間に、差動増幅器出力のオフセットを入力信号としてそのオフセットを打ち消すための補償用信号を発生させこの補償用信号を前記増幅器に前記オフセットを消去するための入力として加える補正回路を設けたことを特徴とする磁気インピーダンス効果センサ。
5. 補正回路に、増幅器または差動増幅器出力のオフセットが所定値に達したときに補償用出力を発生する手段を付設したことを特徴とする請求項２〜４何れか記載の磁気インピーダンス効果センサ。
6. 増幅器または差動増幅器出力のオフセットをｎ倍（ｎ＞１）して補正回路に入力する手段を付設したことを特徴とする請求項５記載の磁気インピーダンス効果センサ。

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