JP2011007565A - 漏洩磁束探傷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被検体から磁化器を容易に脱離させることができ、また大きな電力の供給が困難な環境下でも被検体の健全性を評価することができる漏洩磁束探傷装置を提供すること。
【解決手段】漏洩磁束探傷装置を構成する磁化器は、被検体とＮ極とが接するように設けられる第１の永久磁石と、第１の永久磁石と間隔をあけて配され被検体とＳ極とが接するように設けられる第２の永久磁石と、第１の永久磁石及び第２の永久磁石における被検体と接しない側の磁極同士を連結する第３の永久磁石とからなり、第３の永久磁石は、該第３の永久磁石のＮ極及びＳ極と第１の永久磁石及び第２の永久磁石との相対位置関係を変化可能に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、漏洩磁束探傷装置に関し、特には、磁化性能を可変可能な磁化器を有する漏洩磁束探傷装置に関する。

従来より、被検体の健全性（被検体の内部欠陥、表面欠陥）を探傷する方法として漏洩磁束探傷方法が知られており、当該方法では磁化器と磁気センサとから構成され、被検体を磁化器により磁化（励磁）させたのち被検体から漏洩する磁束を磁気センサにより検出することで被検体の健全性を探傷可能な漏洩磁束探傷装置が広く用いられている。磁化器により被検体を磁化させる方法としては、磁化器として永久磁石を用いて被検体を磁化させる永久磁石方式（例えば、特許文献１）や、磁化器として電磁石を用いて被検体を磁化させる電磁石方式（例えば、特許文献２）が挙げられる。

永久磁石方式は、外部電源等を用いることなく予め永久磁石が有する磁化性能により被検体を磁化させることができることから、外部電源等を用いることができない環境において好適に用いることができる。しかしながら、永久磁石は磁化性能の調整ができないことから、磁化性能の強い永久磁石を用いた場合には被検体からの脱離に大規模な脱離装置が必要となる。脱離を容易にするために磁化性能の弱い永久磁石を用いることも考えられるが、被検体の肉厚が厚い場合には、正確に被検体の健全性を評価できない問題が生じてしまう。

一方で、例えば、磁性材料の芯の回りに巻きつけられたコイルに通電することで被検体を磁化させることができる電磁石方式の磁化器では、通電を止めることによって磁力を調節することができることから、永久磁石方式のように脱離装置を用いることなく、被検体から容易に脱離することが可能となる。

しかしながら、電磁石方式ではオンオフで脱離が容易であるものの、被検体を磁化させるには大きな電力が必要となり、大きな電力を供給することができない環境（現地計測）には向かない。

特開２００２−１５６３６３号公報 特開２００４−２７９２４５号公報

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、容易に被検体から磁化器を脱離させることができる漏洩磁束探傷装置を提供することを主たる課題とする。

上記課題を解決するための本発明は、被検体を磁化する磁化器と、該磁化器によって磁化された被検体からの漏洩磁束を検知する磁気センサとを備えた漏洩磁束探傷装置であって、前記磁化器は、被検体とＮ極とが接するように設けられる第１の永久磁石と、前記第１の永久磁石と間隔をあけて配され、被検体とＳ極とが接するように設けられる第２の永久磁石と、前記第１の永久磁石及び前記第２の永久磁石における前記被検体と接しない側の磁極同士を連結する第３の永久磁石とからなり、前記第３の永久磁石は、該第３の永久磁石のＮ極及びＳ極と前記第１の永久磁石及び前記第２の永久磁石との相対位置関係が変化可能となるように設けられていることを特徴とする。

また、前記第３の永久磁石は、その中心を起点として水平方向に回転させることで前記第１の永久磁石及び前記第２の永久磁石との相対位置関係を変化可能であってもよく、前記第３の永久磁石が略円筒状の永久磁石であってもよい。

また、前記磁化器は、被検体を磁化するための磁化性能を可変可能な磁化器であってもよい。

本発明によれば、被検体から磁化器を容易に脱離させることができ、また大きな電力の供給が困難な環境下でも被検体の健全性を評価することができる。

本発明の漏洩磁束検出装置の一例を示す概要図ある。 本発明の漏洩磁束検出装置における測定時の第３の永久磁石と第１の永久磁石及び第２の永久磁石との相対位置関係を示す図である。 本発明の漏洩磁束検出装置における脱離時の第３の永久磁石と第１の永久磁石及び第２の永久磁石との相対位置関係を示す図である。 第３の永久磁石の構成例を示す図である。 第３の永久磁石の構成例を示す図である。

以下に、本発明の漏洩磁束検出装置について図面を用いて具体的に説明する。図１は、本発明の一実施形態における漏洩磁束検出装置の例を示す概要図である。

図１に示すように、本発明の漏洩磁束検出装置１０は、被検体を磁化する磁化器２０と、該磁化器２０によって磁化された被検体３０からの漏洩磁束を検知する磁気センサ４０とから構成される。特に、本発明の漏洩磁束探傷装置１０を構成する磁化器２０は、被検体３０とＮ極（２１ａ）とが接するように設けられる第１の永久磁石２１と、前記第１の永久磁石２１と間隔をあけて配され、被検体３０とＳ極（２２ｂ）とが接するように設けられる第２の永久磁石２２と、前記第１の永久磁石２１及び前記第２の永久磁石２２における前記被検体と接しない側の磁極同士（２１ｂ、２２ａ）を連結する第３の永久磁石２３とからなり、前記第３の永久磁石は、該第３の永久磁石のＮ極２３ａ及びＳ極２３ｂと前記第１の永久磁石２１及び前記第２の永久磁石２２との相対位置関係が変化可能となるように設けられていることに特徴を有する。本発明の漏洩磁束探傷装置１０はこの要件を具備するものであれば特に限定されるものではなく、磁化器２０により磁化させることが可能なあらゆる被検体３０に適用することができる。また、磁化器２０形状についても図１の形状（門型の形状）に限定されることはない。

（磁化器）
磁化器２０は本発明の漏洩磁束探傷装置１０における必須の構成であり、被検体３０とＮ極（２１ａ）とが接するように設けられる第１の永久磁石２１と、第１の永久磁石２１と所定の間隔をあけて配され、被検体３０とＳ極（２２ｂ）とが接するように設けられる第２の永久磁石２２と、第１の永久磁石２１及び第２の永久磁石２２における被検体３０と接しない側の磁極同士（第１の永久磁石のＳ極２１ｂ、第２の永久磁石のＮ極２２ａ）を連結する第３の永久磁石２３とからなる。さらに、第３の永久磁石は、該第３の永久磁石２３のＮ極（２３ａ）及びＳ極（２３ｂ）と前記第１の永久磁石２１及び前記第２の永久磁石２２との相対位置関係が変化可能となるように設けられている。

第１の永久磁石２１及び第２の永久磁石２２は、少なくとも被検体３０と対向する磁極が第１の永久磁石２１と第２の永久磁石２２とで異なるように設けられていればよく、この要件を具備すれば第１の永久磁石２１及び第２の永久磁石の形状についていかなる限定もされない。また、第１の永久磁石２１と第２の永久磁石２２との間隔についても特に限定はなく適宜設定することが可能である。

上記のように第１の永久磁石２１及び第２の永久磁石２２を設けることにより磁化器２０により被検体３０を磁化させる際の磁束の流れは、「第１の永久磁石２１のＮ極（２１ａ）→被検体３０→第２の永久磁石２２のＳ極（２２ｂ）→第２の永久磁石２２のＮ極」・・・となる（以下、被検体３０を磁化させる際の磁束の流れを正方向の磁束の流れ（符号Ｘ）という場合がある。）

（第３の永久磁石）
第３の永久磁石２３は第１の永久磁石２１のＳ極（２１ｂ）と第２の永久磁石のＮ極（２２ａ）との間に、第３の永久磁石２３のＮ極（２３ａ）及びＳ極（２３ｂ）と第１の永久磁石２１及び第２の永久磁石２２との相対位置関係が変化可能となるように設けられる。

まず初めに、第３の永久磁石のＮ極（２３ａ）及びＳ極（２３ｂ）と第１の永久磁石２１及び第２の永久磁石２２との相対位置関係を変化させた場合の動作について図２、図３を用いて具体的に説明する。図２は測定時の第３の永久磁石２３と第１の永久磁石２１及び第２の永久磁石２２との相対位置関係を示す図であり、図３は脱離時の第３の永久磁石２３と第１の永久磁石２１及び第２の永久磁石２２との相対位置関係を示す図である。

（１）測定時の動作
上記のように、磁化器２０により被検体３０を磁化させる際の磁束の流れは「第１の永久磁石２１のＮ極（２１ａ）→被検体３０→第２の永久磁石２２のＳ極（２２ｂ）→第２の永久磁石２２のＮ極」（正方向の流れ（符号Ｘ）となる。ここで、図２に示すように第３の永久磁石２３のＳ極（２３ｂ）と第２の永久磁石２２のＮ極（２２ａ）とが対向するような相対位置関係（換言すれば、第３の永久磁石２３のＮ極（２３ａ）と第１の永久磁石２１のＳ極（２１ｂ）とが対向するような相対位置関係）となるように第３の永久磁石２３を設けた場合には、第３の永久磁石２３における磁束方向（着磁方向）は正方向の流れ（符号Ｘ）と同方向の流れ（符号Ｙ）となる。

このように、第３の永久磁石２３のＮ極（２３ａ）及びＳ極（２３ｂ）と第１の永久磁石２１及び第２の永久磁石２２との相対位置関係が、磁束の流れ（符号Ｘ）＝（符号Ｙ）となるように第３の永久磁石２３を設けることで、「第１の永久磁石２１→被検体３０→第２の永久磁石２２→第３の永久磁石２３→第１の永久磁石・・・」の磁気回路を形成することができる。これにより、第１の永久磁石２１及び第２の永久磁石２２の磁化性能を妨げることなく、被検体３０を磁化させることができる。

（２）脱離時の動作
一方で、磁束の流れ（符号Ｘ）＝（符号Ｙ）となるように第３の永久磁石２３を設けた場合には、第１の永久磁石２１及び第２の永久磁石２２に応じた磁力で被検体３０と磁化器２０とは吸着することとなり、強い磁化性能の第１の永久磁石２１、第２の永久磁石２２を用いた場合には被検体３０から磁化器２０を脱離させることが困難となる。

この場合においても、第１の永久磁石２１及び第２の永久磁石２２との相対位置関係が変化可能となるように設けられた第３の永久磁石２３によれば、上記の測定時における正方向の磁束の流れと反対方向の流れ（逆方向の磁束の流れ（符号Ｚ））となるように第３の永久磁石２３を変化させることで被検体３０と磁化器２０との吸着力を低下させることができ、被検体３０から磁化器２０を容易に脱離させることができる。

具体的には、図３に示すように、第３の永久磁石２３のＮ極（２３ａ）と第２の永久磁石２２のＮ極（２２ａ）とが対向するような相対位置関係（換言すれば、第３の永久磁石２３のＳ極（２３ｂ）と第１の永久磁石２１のＳ極（２１ｂ）とが対向するような相対位置関係）となるように第３の永久磁石２３を変化させることで、第３の永久磁石２３における磁束の流れ（着磁方向）は上記正方向の流れ（符号Ｘ）とは異なる逆方向の流れ（符号Ｚ）となる。

このように磁化器２０と被検体３０とで形成される磁気回路中（「第１の永久磁石２１→被検体３０→第２の永久磁石２２→第３の永久磁石２３→第１の永久磁石・・・」）に、第３の永久磁石２３により逆方向の磁束の流れ（符合Ｚ）を発生させることで磁化器２０内部に磁気抵抗を発生させることができ、磁化器２０の磁化性能を低下させることが可能となる。

第３の永久磁石２３の構成は、上記のように第３の永久磁石２３のＮ極（２３ａ）及びＳ極（２３ｂ）と第１の永久磁石２１及び第２の永久磁石２２との相対位置関係が変化可能となるように設けられていればよく、この要件を具備する構成であれば限定はされない。

例えば、図４に示すように略円筒状の永久磁石を第３の永久磁石２３として用い、該永久磁石の中心を基点として水平方向に回転させることにより、相対位置関係を変化させることが可能な（換言すれば、第３の永久磁石２３の磁束の流れを変化させることが可能な）構成であってもよい。なお、図４は、図１のＴ方向からみた磁化器２０を示す図である。

また、図５に示すように第１の永久磁石２１のＳ極（２１ｂ）及び第２の永久磁石２２のＮ極（２２ａ）を連結するように第３の永久磁石２３が埋設された磁性体２５を設けてもよい。埋設された第３の永久磁石２３を該永久磁石の中心を基点として水平方向に回転させることで第３の永久磁石２３の磁束の流れ（第３の永久磁石２３が埋設された磁性体全体の磁束の流れ）を変化させることができる。なお、磁性体２５は第３の永久磁石２３により磁化される材料であって、第１の永久磁石２１のＳ極（２１ｂ）及び第２の永久磁石２２のＮ極（２２ａ）とを連結可能な形状であればよい。なお、図５は当該形態における第３の永久磁石の断面図である。

第３の永久磁石２３を回転させる方法について特に限定はなく、例えば、図４、図５に示すように第３の永久磁石２３の表面に回転機構としてのハンドル２６を設け該ハンドル２６を手動で回すことにより第３の永久磁石２３を回転させる方法や、機械的に第３の永久磁石２３を回転させる方法等が挙げられる。なお、第３の永久磁石２３の表面に設けられるハンドル２６は、例えば従来公知のマグネットベースとクランプ等により構成することができる。

また、２１の永久磁石２１は、予め磁気性能を有する機能を有するものであれば、いずれの材料からなる永久磁石２１であってもよく、例えば、アルニコ磁石、フェライト磁石、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石などが挙げられる。

（磁気センサ）
図１に示すように、磁化器２０の中心近傍には磁気センサ４０が設けられている。磁気センサ４０は被検体３０からの漏洩磁束を検出するために設けられ、漏洩磁束を検出する機能を有するものであれば従来公知の磁気センサを適宜選択して用いることができる。磁気センサ４０の設置位置について特に限定はなく、図１に示すように磁化器２０側に設けてもよく、被検体を挟んで磁化器２０と対向する位置に設けてもよい。また、複数の磁気センサ４０を設けることとしてもよい。

１０・・・漏洩磁束探傷装置
２０・・・磁化器
２１・・・第１の永久磁石
２２・・・第２の永久磁石
２３・・・第３の永久磁石
３０・・・被検体
４０・・・磁気センサ

Claims (4)

1. 被検体を磁化する磁化器と、該磁化器によって磁化された被検体からの漏洩磁束を検知する磁気センサとを備えた漏洩磁束探傷装置であって、
   前記磁化器は、被検体とＮ極とが接するように設けられる第１の永久磁石と、
   前記第１の永久磁石と間隔をあけて配され、被検体とＳ極とが接するように設けられる第２の永久磁石と、
   前記第１の永久磁石及び前記第２の永久磁石における前記被検体と接しない側の磁極同士を連結する第３の永久磁石とからなり、
   前記第３の永久磁石は、該第３の永久磁石のＮ極及びＳ極と前記第１の永久磁石及び前記第２の永久磁石との相対位置関係が変化可能となるように設けられていることを特徴とする漏洩磁束探傷装置。
2. 前記第３の永久磁石は、その中心を起点として水平方向に回転させることで前記第１の永久磁石及び前記第２の永久磁石との相対位置関係を変化可能であることを特徴とする請求項１に記載の漏洩磁束探傷装置。
3. 前記第３の永久磁石が略円筒状の永久磁石であることを特徴とする請求項１または２に記載の漏洩磁束探傷装置。
4. 前記磁化器は、前記被検体を磁化するための磁化性能を可変可能な磁化器であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の漏洩磁束探傷装置。

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