JP2009063441A - Device and method for measuring internal structure of magnetic body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,鋼板等の磁性体の溶接状態や内部欠陥等の内部構造を測定する装置および方法に関する。さらに詳細には,対象物である磁性体を非破壊で,かつ,表面状態の影響をなるべく受けずに内部構造を測定できる装置および方法に関するものである。 The present invention relates to an apparatus and a method for measuring an internal structure such as a weld state and internal defects of a magnetic material such as a steel plate. More specifically, the present invention relates to an apparatus and method that can measure the internal structure of a magnetic material that is an object in a non-destructive manner and with as little influence as possible from the surface state.
従来から,鋼板等の磁性体が,自動車はじめ各種の工業製品の構造材として多用されている。ここで,構造材である鋼板等は,製品としての必要から,スポット溶接されて使用される場合がある。鋼板のスポット溶接部は通常,ナゲット部と呼ばれる箇所を有している。これは,溶接時に一旦溶融してその後凝固することにより溶着した箇所である。このナゲット部の径,すなわちナゲット径は,スポット溶接の良否を示す重要な指標である。また,スポット溶接部においては通常,その表面部分が周囲に比べて少し凹んでいる。溶接時に受けた加圧のためである。 Conventionally, magnetic materials such as steel plates have been widely used as structural materials for various industrial products including automobiles. Here, a steel plate or the like, which is a structural material, may be used by spot welding because of the necessity as a product. A spot welded portion of a steel plate usually has a portion called a nugget portion. This is a place where welding was performed by melting once and then solidifying during welding. The diameter of the nugget portion, that is, the nugget diameter is an important index indicating the quality of spot welding. Further, in a spot welded portion, the surface portion is usually slightly recessed compared to the surroundings. This is because of the pressurization received during welding.
このようなスポット溶接部など,磁性体の内部構造を非破壊で測定する従来の技術としては,特許文献1に記載されたものが挙げられる。特許文献1に記載された技術では基本的に,被測定物である磁性体への静磁界の印加により,被測定物の内部構造に関する情報を取得する。このような手法により内部構造に関する情報を取得できるのは,ナゲット部のような顕著な熱履歴を経験した箇所とそうでない箇所とでは,磁気特性が大きく異なるからである。このため,同一の条件の静磁界を印加しても,それによる被測定物の磁化の状況は,内部構造の影響を受けるのである。
しかしながら前記した従来の技術には,次のような問題点があった。すなわち,測定結果が,内部構造ばかりでなく表面状態にも影響されてしまうのである。このため,測定結果から表面状態に起因する部分を除去して純粋に内部構造に起因する部分を取り出すことが難しい。特許文献1では,表面形状とナゲット径と等を分離して別々に測定できると述べているが,そこにおけるナゲット径の測定にしても,表面形状の影響自体は排除しがたい。 However, the conventional techniques described above have the following problems. In other words, the measurement results are affected not only by the internal structure but also by the surface state. For this reason, it is difficult to remove the part caused by the surface state from the measurement result and to take out the part purely caused by the internal structure. In Patent Document 1, it is stated that the surface shape and the nugget diameter can be separated and measured separately. However, even if the nugget diameter is measured there, it is difficult to eliminate the influence of the surface shape itself.
本発明は,前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは,鋼板等の磁性体の溶接状態や内部欠陥等の内部構造を,非破壊で,かつ,表面状態の影響をなるべく受けずに内部構造を測定できる装置および方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art. In other words, the problem is to provide an apparatus and method that can measure the internal structure of a magnetic material such as a steel plate, such as the welded state and internal defects, nondestructively and without being affected by the surface state as much as possible. There is to do.
この課題の解決を目的としてなされた本発明に係る磁性体の内部構造測定装置は,測定対象の磁性体に印加する磁界を発生する励磁コイルと,励磁コイルにより測定対象の磁性体に印加される磁界の経路に配置された磁気検出センサと,励磁コイルに電流を印加する電流印加部と,磁気検出センサの出力を取得するセンサ出力取得部とを有する装置であって,電流印加部は,励磁コイルに,第1の励磁パターンに従って時間とともに変化する電流を印加して,その後に電流を遮断するとともに,励磁コイルに,第1の励磁パターンによる印加電流が遮断された後に,第1の励磁パターンとは異なる第2の励磁パターンに従って時間とともに変化する電流を印加して,その後に電流を遮断するものであり,センサ出力取得部は,第1の励磁パターンによる印加電流が遮断されるときの磁気検出センサの出力を取得するとともに,第2の励磁パターンによる印加電流が遮断されるときの磁気検出センサの出力を取得するものであり,第1および第2の励磁パターンの少なくとも一方が,電流の遮断時に至っても測定対象の磁性体の磁化の程度を安定させるに至らないパターンであるものである。なお,内部構造とは,機械的な構造の他,磁気的性質や化学組成,結晶組織の場所による相違を含む。 An apparatus for measuring the internal structure of a magnetic body according to the present invention, which has been made for the purpose of solving this problem, is applied to a magnetic body to be measured by an excitation coil that generates a magnetic field to be applied to the magnetic body to be measured, and the excitation coil An apparatus having a magnetic detection sensor arranged in a magnetic field path, a current application unit for applying a current to an excitation coil, and a sensor output acquisition unit for acquiring an output of the magnetic detection sensor. A current that changes with time according to the first excitation pattern is applied to the coil, and then the current is cut off. After the applied current according to the first excitation pattern is cut off to the excitation coil, the first excitation pattern A current that changes with time is applied in accordance with a second excitation pattern different from that of the first excitation pattern, and then the current is interrupted. The output of the magnetic detection sensor when the applied current due to the current is interrupted is acquired, and the output of the magnetic detection sensor when the applied current due to the second excitation pattern is interrupted is acquired. At least one of the two excitation patterns is a pattern that does not stabilize the degree of magnetization of the magnetic substance to be measured even when the current is interrupted. The internal structure includes not only the mechanical structure but also the magnetic properties, chemical composition, and crystal structure location.
また,本発明に係る磁性体の内部構造測定方法は,測定対象の磁性体に印加する磁界を発生する励磁コイルと,励磁コイルにより測定対象の磁性体に印加される磁界の経路に配置された磁気検出センサとを用いて行われる。すなわち,励磁コイルに,第1の励磁パターンに従って時間とともに変化する電流を印加して,その後に電流を遮断するとともに,電流が遮断されるときの磁気検出センサの出力を取得し,励磁コイルに,第1の励磁パターンによる印加電流が遮断された後に,第1の励磁パターンとは異なる第2の励磁パターンに従って時間とともに変化する電流を印加して,その後に電流を遮断するとともに,電流が遮断されるときの磁気検出センサの出力を取得する。ここで,第1および第2の励磁パターンの少なくとも一方として,電流の遮断時に至っても測定対象の磁性体の磁化の程度を安定させるに至らないパターンを用いる。 In addition, the method for measuring the internal structure of a magnetic material according to the present invention is arranged in an excitation coil that generates a magnetic field to be applied to the magnetic material to be measured, and a path of the magnetic field applied to the magnetic material to be measured by the excitation coil. This is performed using a magnetic detection sensor. That is, a current that changes with time according to the first excitation pattern is applied to the excitation coil, and then the current is interrupted, and the output of the magnetic detection sensor when the current is interrupted is obtained. After the applied current due to the first excitation pattern is cut off, a current that changes with time is applied according to a second excitation pattern different from the first excitation pattern, and then the current is cut off and the current is cut off. The output of the magnetic detection sensor is acquired. Here, as at least one of the first and second excitation patterns, a pattern that does not stabilize the degree of magnetization of the magnetic substance to be measured even when the current is interrupted is used.
本発明においては,第1または第2の励磁パターンにより,変動する磁界を測定対象の磁性体に印加する。これにより,測定対象の磁性体の磁化を進展させる。このときの磁化の進展の程度は,測定対象の内部構造に左右される。すなわち,磁化されやすい組織を多く含む構造であれば,磁化の進展の程度は大きい。一方,磁化されにくい組織を多く含む構造であれば,磁化の進展の程度は小さい。しかも,この違いはかなり敏感に現れる。第1および第2の励磁パターンの少なくとも一方が,電流の遮断時に至っても測定対象の磁性体の磁化の程度を安定させるに至らないパターンだからである。 In the present invention, a varying magnetic field is applied to the magnetic material to be measured by the first or second excitation pattern. Thereby, the magnetization of the magnetic substance to be measured is advanced. The degree of progress of magnetization at this time depends on the internal structure of the object to be measured. That is, if the structure contains a lot of easily magnetized structures, the degree of magnetization progress is large. On the other hand, if the structure contains a lot of hard-to-magnetize structures, the degree of magnetization progress is small. Moreover, this difference appears quite sensitive. This is because at least one of the first and second excitation patterns is a pattern that does not stabilize the degree of magnetization of the magnetic substance to be measured even when the current is interrupted.
また当然,第1および第2の励磁パターンの,対象物を磁化させる能力にも左右される。励磁パターンによる違いは,特に,測定対象が,磁化されにくい組織を多く含む構造である場合に顕著に表れる。これに対し,磁化されやすい組織を多く含む構造である場合には,励磁パターンによる違いはさほど現れない。このため,第1および第2の励磁パターンによる磁化の進展度合の差は,測定対象の磁化のされやすさを表していると言える。そこで,両励磁パターンによる電流を遮断したときの磁気検出センサの出力をそれぞれ取得する。これにより磁化の戻り量を測定できる。よって,両励磁パターン後の戻り量を対比することで,測定対象が内部に,磁化されにくい組織を多く含むか少ししか含まないかを測定できるのである。 Of course, it also depends on the ability of the first and second excitation patterns to magnetize the object. The difference due to the excitation pattern is particularly prominent when the object to be measured has a structure containing many tissues that are difficult to be magnetized. On the other hand, in the case of a structure containing a lot of easily magnetized structures, the difference due to the excitation pattern does not appear so much. For this reason, it can be said that the difference in the degree of progress of magnetization due to the first and second excitation patterns represents the ease of magnetization of the measurement object. Therefore, the output of the magnetic detection sensor when the current due to both excitation patterns is interrupted is acquired. Thereby, the return amount of magnetization can be measured. Therefore, by comparing the return amounts after both excitation patterns, it is possible to measure whether the measurement object contains a lot of hard-to-magnetize tissues or little.
本発明で主として測定対象とするのは,鋼板のスポット溶接箇所である。この場合,第1の励磁パターンの電流印加後の遮断時の磁気検出センサの出力と,第2の励磁パターンの電流印加後の遮断時の前記磁気検出センサの出力との差により,スポット溶接箇所のナゲット形成状況を測定することができる。 In the present invention, the object of measurement is mainly the spot welded portion of the steel sheet. In this case, the spot welding location is determined by the difference between the output of the magnetic detection sensor when the first excitation pattern is interrupted after application of current and the output of the magnetic detection sensor when the second excitation pattern is interrupted after application of current. The nugget formation status can be measured.
ここにおいて,第1の励磁パターンの好ましい例として,パターン初期からパターン終期まで電流値を増加させ続けるパターンが挙げられる。その場合の第2の励磁パターンの好ましい例として,第1の励磁パターンの後半にパルスを付加したパターンが挙げられる。 Here, a preferable example of the first excitation pattern is a pattern in which the current value is continuously increased from the initial pattern to the final pattern. A preferable example of the second excitation pattern in that case is a pattern in which a pulse is added to the latter half of the first excitation pattern.
本発明によれば,鋼板等の磁性体の溶接状態や内部欠陥等の内部構造を,非破壊で,かつ,表面状態の影響をなるべく受けずに内部構造を測定できる装置および方法を提供することにある。 According to the present invention, there is provided an apparatus and a method capable of measuring an internal structure of a magnetic material such as a steel plate, such as a welded state and internal defects, in a nondestructive manner and without being affected by the surface state as much as possible. It is in.
以下,本発明を具体化した最良の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は,2枚の薄鋼板を重ね合わせてスポット溶接により接合した接合部の内部構造を測定する測定装置およびその測定装置による測定方法として,本発明を具体化したものである。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the best mode for embodying the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present embodiment embodies the present invention as a measuring device for measuring the internal structure of a joint portion obtained by superposing two thin steel plates and joining them by spot welding and a measuring method using the measuring device.
本形態に係る内部構造測定装置は,図1に示すように構成されている。図1の内部構造測定装置は,鉄心21と,鉄心21に巻回された励磁コイル22と,鉄心21の一方の磁極11の面上に配置された磁気センサアレイ3とを有している。磁気センサアレイ3は,多数のコイルを2次元的に配置したものである。個々のコイルが,当該箇所における磁界強度の変化率に比例する電流を出力するようになっている。すなわち,磁気センサアレイ3は位置分解能を有している。本形態の内部構造測定装置はさらに,励磁コイル22に電流を印加する電流印加部4,その電流印加のパターンを記憶するパターン記憶部5,磁気センサアレイ3の出力を取得するデータ取得部6を有している。
The internal structure measuring apparatus according to this embodiment is configured as shown in FIG. The internal structure measuring apparatus of FIG. 1 has an
本形態で測定対象となる磁性体は,薄鋼板である。より詳細には,2枚の薄鋼板90,91を重ね合わせてスポット溶接により接合したスポット溶接部92が,本形態の測定対象箇所である。スポット溶接部92の内部には,ナゲット部100が存在している。また,スポット溶接部92における薄鋼板90,91は,図1では分からない程度であるが,表面93,94がわずかに凹んでいる。
The magnetic body to be measured in this embodiment is a thin steel plate. More specifically, a spot welded
ナゲット部100においては,その熱履歴のため,結晶組織が,薄鋼板90,91の本来の結晶組織とは大きく異なっている。具体的には,結晶粒が細かく,配向がランダムとなっている。このためナゲット部100では,ナゲット部100以外の部分と比較して,磁界が掛かったときに磁化が進行しにくい。また磁界の印加を遮断したときにも磁化が戻りにくい。このためナゲット部100は,ナゲット部100以外の部分と比較して,透磁率が低く残留磁化が高い。
In the
本形態では,図1に示すように,電流印加部4により励磁コイル22に通電することにより鉄心21から発せられる磁界Hを,測定対象箇所であるスポット溶接部92に印加する。そして,励磁コイル22への通電を遮断した後における,磁極11と薄鋼板90との間の磁界の状況を,磁気センサアレイ3によりモニタするのである。具体的には,図2に示すように,励磁コイル22への印加電流(以下,コイル電流という)を,ゼロからピーク電流Iまで増加させる。そしてコイル電流を急激に減少させるのである。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, a magnetic field H generated from the
ここで,コイル電流の印加開始からピーク電流Iに達するまでの時間(励磁時間,時刻t0〜時刻t1)は,0.3〜4.0ミリ秒程度(好ましくは0.3〜1.5ミリ秒程度)とする。ピーク電流Iは,測定対象の薄鋼板90,91が飽和磁化に達しない程度の電流とする。励磁コイル22の巻き数などの要因にもよるが,ここでは例えば,0.5〜1.5アンペア程度の値とする。コイル電流がピーク電流Iからゼロに戻るまでの時間(遮断時間,時刻t1〜時刻t2)は,励磁時間より圧倒的に短く,0.5〜1.5マイクロ秒程度である。つまり図2のグラフ中の横軸は,時刻t1より右側では大幅に拡大して示されているのである。
Here, the time from the start of application of the coil current to the peak current I (excitation time, time t0 to time t1) is about 0.3 to 4.0 milliseconds (preferably 0.3 to 1.5 milliseconds). Seconds). The peak current I is a current that does not reach the saturation magnetization of the
このように本形態ではスポット溶接部92に,まず,時刻t0〜時刻t1の励磁時間において,変動磁界を印加する。そしてその終了時(時刻t1)における印加磁界の強さは,薄鋼板90,91を飽和磁化に至らせない程度の強さである。このため,時刻t1における薄鋼板90,91の励磁状態は,安定するには至っていない。時刻t1における薄鋼板90,91の内部は,未だ,印加磁界の影響による磁化の進展の途上にある。
As described above, in this embodiment, first, a varying magnetic field is applied to the spot welded
よって,時刻t1における薄鋼板90,91の実際の磁化の程度は,主として,次の2つの要因に支配される。1つは,薄鋼板90,91における磁化のしやすさである。ここに,スポット溶接部92の内部構造の影響が現れる。もう1つは,図2のグラフ中の励磁時間における電流波形である。電流波形如何により,磁化が実際に進行する程度が異なるからである。その一方で,薄鋼板90,91の表面93,94の状態にはあまり左右されない。
Therefore, the actual degree of magnetization of the
そこで本形態ではさらに,励磁時間におけるコイル電流のパターンとして,2種類の励磁パターンを使用する。図2に示したのはそのうちの第1の励磁パターンの1例である。第2の励磁パターンは,種々あり得るが例えば図3に示すものが挙げられる。図3の励磁パターンでは,ピーク電流Iの値や励磁時間の長さは図2中のものと同じである。しかし,励磁時間の途中でスパイク状のパルスPが存在する点で図2の励磁パターンと異なる。図3の励磁パターンでは,パルスPの時点でのコイル電流はピーク電流Iを超えている。このことは,それによって時刻t1の時点で薄鋼板90,91の励磁状態が安定してしまうのでない限り,問題ない。この,コイル電流の励磁パターンは,パターン記憶部5に記憶されている。
Therefore, in this embodiment, two types of excitation patterns are used as the coil current pattern in the excitation time. FIG. 2 shows an example of the first excitation pattern. There are various second excitation patterns, but examples include the one shown in FIG. In the excitation pattern of FIG. 3, the value of the peak current I and the length of the excitation time are the same as those in FIG. However, it differs from the excitation pattern of FIG. 2 in that spike-like pulses P exist during the excitation time. In the excitation pattern of FIG. 3, the coil current at the time of the pulse P exceeds the peak current I. This is not a problem unless the excited state of the
そして本形態では,コイル電流を時刻t1で遮断した後の遮断時間(時刻t1〜時刻t2)にわたり,磁気センサアレイ3の出力をデータ取得部6で取得してこれを積分する。遮断時間におけるコイル電流の減少のパターンおよび所要時間は,励磁時間における励磁パターンに関わらず一定とする。これにより,時刻t1と時刻t2とでの,薄鋼板90,91の磁化の差が検出される。むろんこの間,薄鋼板90,91の磁化は減衰していく途上にある。つまり,コイル電流の磁界により進展した磁化の戻り量が検出されるのである。これを,第1の励磁パターンによる励磁後と第2の励磁パターンによる励磁後とのそれぞれにおいて行うのである。
In this embodiment, the output of the
ここで両励磁パターン後の遮断時の電流パターンが同じであることから,ここでの磁気センサアレイ3の出力のうち,鉄心21から発せられる外部磁界Hの減少に起因する部分は同じである。よって,両励磁パターン間での磁気センサアレイ3の出力の差は,薄鋼板90,91の磁化の減少量の差に起因するのである。
Here, since the current pattern at the time of interruption after both excitation patterns is the same, the part resulting from the decrease in the external magnetic field H emitted from the
本形態の方法では,時刻t1の時点で,両励磁パターンともに,測定対象物の磁化状態が未だ安定するに至っていない。このため,この時点での磁化の進展量には,そこに至るまでの励磁のパターンの違いの影響がまともに現れるのである。そしてそれがそのまま,遮断後の磁化の戻り量として測定にかかるのである。こうして本形態の方法では,内部構造の違いがより敏感に測定結果に現れるのである。このため,測定対象物の表面に仮に凹みがあったとしても,その影響は従来の方法の場合に比して相対的に小さいことになる。こうして,表面状態の情報よりも主として内部構造の情報を得ることができるのである。 In the method of this embodiment, at the time t1, the magnetization state of the measurement object has not yet been stabilized for both excitation patterns. For this reason, the influence of the difference in the excitation pattern up to that point appears in the amount of progress of magnetization at this point. And it is taken as it is as a return amount of magnetization after interruption. Thus, in the method of this embodiment, the difference in internal structure appears more sensitively in the measurement result. For this reason, even if there is a dent on the surface of the object to be measured, the effect is relatively small compared to the case of the conventional method. In this way, it is possible to obtain mainly internal structure information rather than surface state information.
なお,本形態では,少なくとも一方の励磁パターンにて励磁後の磁化状態が安定に至っていなければ,従来の方法に比して一応の利点はある。ただし,両方の励磁パターンの双方ともにそうであった方がさらによい。 In the present embodiment, if the magnetized state after excitation is not stable with at least one of the excitation patterns, there is an advantage over the conventional method. However, it is even better if both excitation patterns are the same.
ここで,本形態で主として測定対象とする薄鋼板90,91のスポット溶接部92には,次のような因子による種々の種類がある。例えば,鋼板の厚さおよびその組み合わせ,鋼板の鋼種およびその組み合わせ,鋼板の表面処理の種類およびその組み合わせ,鋼板の圧延方向同士がなす角,周辺の加工状況,スポット溶接時の電極のサイズや電流量,などである。さらにいえば本形態の内部構造測定装置は,薄鋼板90,91のスポット溶接部92に限らず,磁性体であれば他の物でも測定対象としうるものである。
Here, there are various types of
ただ,図2および図3に例示した励磁パターンの組み合わせが,上記のような種々の種類の測定対象のいずれに対しても有効であるとは限らない。測定対象の種類によっては,図2および図3の励磁パターンの組み合わせでは良好な測定結果が得られないこともある。そのような場合でも,別の励磁パターンを用いることにより,良好な測定結果が得られることもある。つまり,測定対象の種類に応じて,励磁パターンの組み合わせを選択すべきなのである。 However, the combination of the excitation patterns illustrated in FIGS. 2 and 3 is not necessarily effective for any of the various types of measurement objects as described above. Depending on the type of measurement object, a good measurement result may not be obtained with the combination of the excitation patterns shown in FIGS. Even in such a case, a good measurement result may be obtained by using another excitation pattern. In other words, a combination of excitation patterns should be selected according to the type of measurement target.
測定対象の種類と励磁パターンの好ましい組み合わせとの関係は,理論的に解明できているわけではないが,トライアルアンドエラーにより,好ましい組み合わせを選択することが可能である。すなわち,同一の種類の測定対象について,実際のナゲット径が既知でありかつ異なる種々のサンプルを用意しておく。これらのサンプルの実ナゲット径とその測定結果との相関関係のよい組み合わせが,その種類の測定対象にとって好ましい組み合わせなのである。 The relationship between the type of measurement object and the preferred combination of excitation patterns is not theoretically elucidated, but a preferred combination can be selected by trial and error. That is, for the same type of measurement object, various samples having different actual nugget diameters are prepared. A combination having a good correlation between the actual nugget diameter of these samples and the measurement result is a preferable combination for the type of measurement object.
以上詳細に説明したように本実施の形態では,測定対象の磁性体である薄鋼板のスポット溶接箇所に,変動する外部磁界を印加する。ただし,薄鋼板の磁化が安定するには至らない程度とする。これにより,磁化の進展度合に測定対象の内部構造が敏感に反映されるようにしている。これを,電流遮断後の磁化の戻り量を測定することにより検出する。さらにこれを,磁化を進展させる能力に差がある2種類の励磁パターンにて行いその差を取ることで,表面状態にあまり影響されずに磁性体の内部構造を適切に測定できるようにしている。 As described above in detail, in the present embodiment, a varying external magnetic field is applied to a spot welded portion of a thin steel plate that is a magnetic body to be measured. However, the magnetization of the thin steel plate should not be stabilized. As a result, the internal structure of the object to be measured is sensitively reflected in the degree of magnetization. This is detected by measuring the return of magnetization after current interruption. Furthermore, this is done with two types of excitation patterns that have a difference in the ability to develop magnetization, and the difference is taken so that the internal structure of the magnetic material can be measured appropriately without being affected by the surface condition. .
なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。例えば,鉄心1の形状は図示の通りには限らない。測定対象の形状が許せば,2つの磁極で測定対象を表裏から挟み込むようなものとすることも可能である。第1および第2の励磁パターンの印加の順序は逆でもよい。 Note that this embodiment is merely an example, and does not limit the present invention. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, the shape of the iron core 1 is not limited to that illustrated. If the shape of the measurement object permits, it is possible to sandwich the measurement object from the front and back with two magnetic poles. The order of application of the first and second excitation patterns may be reversed.
21 鉄心
22 励磁コイル
3 磁気センサアレイ
4 電流印加部
5 パターン記憶部
6 データ取得部
21
Claims (4)
前記励磁コイルにより測定対象の磁性体に印加される磁界の経路に配置された磁気検出センサと,
前記励磁コイルに電流を印加する電流印加部と,
前記磁気検出センサの出力を取得するセンサ出力取得部とを有する磁性体の内部構造測定装置において,
前記電流印加部は,
前記励磁コイルに,第1の励磁パターンに従って時間とともに変化する電流を印加して,その後に電流を遮断するとともに,
前記励磁コイルに,前記第1の励磁パターンによる印加電流が遮断された後に,前記第1の励磁パターンとは異なる第2の励磁パターンに従って時間とともに変化する電流を印加して,その後に電流を遮断するものであり,
前記センサ出力取得部は,
前記第1の励磁パターンによる印加電流が遮断されるときの前記磁気検出センサの出力を取得するとともに,
前記第2の励磁パターンによる印加電流が遮断されるときの前記磁気検出センサの出力を取得するものであり,
前記第1および第2の励磁パターンの少なくとも一方が,電流の遮断時に至っても測定対象の磁性体の磁化の程度を安定させるに至らないパターンであることを特徴とする磁性体の内部構造測定装置。 An exciting coil that generates a magnetic field to be applied to the magnetic material to be measured;
A magnetic detection sensor disposed in a path of a magnetic field applied to a magnetic material to be measured by the excitation coil;
A current application unit for applying a current to the excitation coil;
In the internal structure measuring device for a magnetic body having a sensor output acquisition unit for acquiring an output of the magnetic detection sensor,
The current application unit is:
Applying a current that changes over time according to the first excitation pattern to the excitation coil, and then interrupting the current,
After the applied current by the first excitation pattern is cut off to the excitation coil, a current that changes with time is applied according to a second excitation pattern different from the first excitation pattern, and then the current is cut off To do,
The sensor output acquisition unit
Obtaining an output of the magnetic detection sensor when an applied current by the first excitation pattern is interrupted;
Obtaining an output of the magnetic detection sensor when an applied current due to the second excitation pattern is interrupted;
At least one of the first and second excitation patterns is a pattern that does not stabilize the degree of magnetization of the magnetic substance to be measured even when the current is cut off. .
前記励磁コイルにより測定対象の磁性体に印加される磁界の経路に配置された磁気検出センサとを用いて行う磁性体の内部構造測定方法において,
前記励磁コイルに,第1の励磁パターンに従って時間とともに変化する電流を印加して,その後に電流を遮断するとともに,電流が遮断されるときの前記磁気検出センサの出力を取得し,
前記励磁コイルに,前記第1の励磁パターンによる印加電流が遮断された後に,前記第1の励磁パターンとは異なる第2の励磁パターンに従って時間とともに変化する電流を印加して,その後に電流を遮断するとともに,電流が遮断されるときの前記磁気検出センサの出力を取得し,
前記第1および第2の励磁パターンの少なくとも一方として,電流の遮断時に至っても測定対象の磁性体の磁化の程度を安定させるに至らないパターンを用いることを特徴とする磁性体の内部構造測定方法。 An exciting coil that generates a magnetic field to be applied to the magnetic material to be measured;
In the method for measuring the internal structure of a magnetic material, which is performed using a magnetic detection sensor disposed in a magnetic field path applied to the magnetic material to be measured by the excitation coil,
Applying a current that changes with time according to a first excitation pattern to the excitation coil, and then interrupting the current and obtaining an output of the magnetic detection sensor when the current is interrupted,
After the applied current by the first excitation pattern is cut off to the excitation coil, a current that changes with time is applied according to a second excitation pattern different from the first excitation pattern, and then the current is cut off And obtaining the output of the magnetic detection sensor when the current is interrupted,
A method for measuring the internal structure of a magnetic material, wherein at least one of the first and second excitation patterns uses a pattern that does not stabilize the degree of magnetization of the magnetic material to be measured even when the current is interrupted. .
鋼板のスポット溶接箇所を測定対象とし,
前記第1の励磁パターンの電流印加後の遮断時の前記磁気検出センサの出力と,前記第2の励磁パターンの電流印加後の遮断時の前記磁気検出センサの出力との差により,スポット溶接箇所のナゲット形成状況を測定することを特徴とする磁性体の内部構造測定方法。 The method for measuring the internal structure of a magnetic body according to claim 2,
The spot welded part of the steel plate is the object of measurement,
The spot welding location is determined by the difference between the output of the magnetic detection sensor when the first excitation pattern is interrupted after application of current and the output of the magnetic detection sensor when the second excitation pattern is interrupted after application of current. A method for measuring the internal structure of a magnetic material, comprising measuring a nugget formation state of the magnetic material.
前記第1の励磁パターンが,パターン初期からパターン終期まで電流値を増加させ続けるパターンであり,
前記第2の励磁パターンが,前記第1の励磁パターンの後半にパルスを付加したパターンであることを特徴とする磁性体の内部構造測定方法。 In the internal structure measuring method of the magnetic body according to claim 2 or claim 3,
The first excitation pattern is a pattern that continuously increases the current value from the initial pattern to the final pattern,
The method for measuring the internal structure of a magnetic material, wherein the second excitation pattern is a pattern obtained by adding a pulse to the second half of the first excitation pattern.
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