JP2011021904A - 非破壊検査装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 検出コイルを含み、当該検出コイルによって検出される磁界に応じた測定磁界データを出力する磁気センサと、検査対象物表面の、前記検出コイルより面積が大きい領域からの磁界を前記検出コイルに集束する磁界集束部と、前記測定磁界データに基づいて、前記検査対象物表面からの磁界を求めるデータ処理部と、を備える。
【選択図】 図1
Description
図13に示されている一般的な非破壊検査装置において、センサ部1は、例えばSQUIDなどを備えており、検出コイル11が接続されて磁気センサを構成している。また、当該非破壊検査装置は、検査対象物9側または検出コイル11側を走査するが、いずれの場合も、検査対象物9全体の検査時間を短縮するためには、走査回数を減らす必要がある。
===非破壊検査装置の構成===
以下、図1および図2を参照して、本発明の第1の実施形態における非破壊検査装置の構成について説明する。なお、図1および図2は、それぞれ非破壊検査装置の構成を示す斜視図および側面図である。
集束磁性体4(磁界集束部)は、保磁力が小さく透磁率が大きい軟磁性材料を成形したものであり、検査対象物9表面と対向する側の周長が検出コイル11と対向する側の周長より長くなるよう、例えば円錐台の外形を有している。また、軟磁性材料としては、例えばパーマロイやセンダストなどが用いられる。そして、検出コイル11および集束磁性体4は、互いに平行となるように配置されており、さらに、それぞれの中心を通る垂線が一致するように配置することが望ましい。
次に、本実施形態における非破壊検査装置の動作について説明する。なお、本実施形態において、センサ部1は、検査対象物9の不連続部91に起因する漏洩磁束H1を測定するのに十分な感度を有しているものとする。本実施形態では、一例として、センサ部1がSQUIDを備えている場合について説明する。
===非破壊検査装置の構成===
以下、図3および図4を参照して、本発明の第2の実施形態における非破壊検査装置の構成について説明する。なお、図3および図4は、それぞれ非破壊検査装置の構成を示す斜視図および側面図である。
次に、本実施形態における非破壊検査装置の動作について説明する。なお、本実施形態において、センサ部1は、渦電流によって発生する磁界H2を測定するのに十分な感度を有しているものとする。本実施形態においても、第1実施形態と同様に、一例として、センサ部1がSQUIDを備えている場合について説明する。
===非破壊検査装置の構成===
以下、図5および図6を参照して、本発明の第3の実施形態における非破壊検査装置の構成について説明する。なお、図5および図6は、それぞれ非破壊検査装置の構成を示す斜視図および側面図である。
次に、本実施形態における非破壊検査装置の動作について説明する。なお、第2実施形態と同様に、本実施形態においても、センサ部1は、SQUIDを用いて渦電流によって発生する磁界H2を測定するものとする。
===非破壊検査装置の構成===
以下、図7を参照して、本発明の第4の実施形態における非破壊検査装置の構成について説明する。なお、本実施形態における非破壊検査装置の構成の概略は、第1実施形態と同様に、図1および図2に示されている。また、図7は、非破壊検査装置のうち、特にセンサ部1および検出コイル11の構成の詳細を示す平面図である。
次に、本実施形態における非破壊検査装置の動作について説明する。なお、本実施形態において、センサ部1aないし1iは、それぞれ漏洩磁束H1を測定するのに十分な感度を有しているものとする。本実施形態においても、第1実施形態と同様に、一例として、各センサ部がSQUIDを備えている場合について説明する。
===非破壊検査装置の構成===
以下、図8を参照して、本発明の第5の実施形態における非破壊検査装置の構成について説明する。なお、本実施形態における非破壊検査装置の構成の概略は、第4実施形態と同様に、図1および図2に示されている。また、図8は、非破壊検査装置のうち、特にセンサ部群1および検出コイル群11の構成の詳細を示す平面図である。
次に、本実施形態における非破壊検査装置の動作について説明する。なお、第4実施形態と同様に、本実施形態においても、各センサ部は、SQUIDを用いて漏洩磁束H1を測定するものとする。
以下、図8および図9を参照して、本実施形態における磁界分布の算出方法について説明する。
複数の不連続部が存在する場合における各測定磁界データの値は、図9の各矩形領域における値(0または+1)を不連続部の個数分だけ加算すればよい。
例えば、不連続部が測定領域D’およびE’に1個ずつ存在する場合、Hr=Ht=1+1=2,Hs=Hu=0+1=1となる。
===非破壊検査装置の構成===
以下、図10を参照して、本発明の第6の実施形態における非破壊検査装置の構成について説明する。なお、本実施形態における非破壊検査装置の構成の概略は、第2実施形態と同様に、図3および図4に示されている。また、図10は、非破壊検査装置のうち、特に交流電流供給部3および励磁コイル31の構成の詳細を示す平面図であり、集束磁性体4のうち、検査対象物9表面と対向する側の形状のみを示している。
次に、本実施形態における非破壊検査装置の動作について説明する。なお、第2実施形態と同様に、本実施形態においても、センサ部1は、SQUIDを用いて渦電流によって発生する磁界H2を測定するものとする。
第2実施形態と同様に、本実施形態の非破壊検査装置は、検査対象物9側および検出コイル11側のいずれを走査してもよい。
===非破壊検査装置の構成===
以下、図11を参照して、本発明の第7の実施形態における非破壊検査装置の構成について説明する。なお、本実施形態における非破壊検査装置の構成の概略は、第6実施形態と同様に、図3および図4に示されている。また、図11は、非破壊検査装置のうち、特に交流電流供給部3および励磁コイル群31の構成の詳細を示す平面図であり、集束磁性体4のうち、検査対象物9表面と対向する側の形状のみを示している。
次に、本実施形態における非破壊検査装置の動作について説明する。なお、第6実施形態と同様に、本実施形態においても、センサ部1は、SQUIDを用いて渦電流によって発生する磁界H2を測定するものとする。
第6実施形態と同様に、本実施形態の非破壊検査装置は、検査対象物9側および検出コイル11側のいずれを走査してもよい。
以下、図11および図12を参照して、本実施形態における磁界分布の算出方法について説明する。
例えば、不連続部が矩形領域DおよびEに1個ずつ存在する場合、励磁コイル31rまたは31tに交流電流I1が流れている間には、測定磁界データHqの値が2だけ減少し、Hq=4−2=2となる。また、励磁コイル31sまたは31uに交流電流I1が流れている間には、測定磁界データHqの値が1だけ減少し、Hq=4−1=3となる。
1a〜1i センサ部
1r〜1u センサ部
2 データ処理部
3 交流電流供給部
4 集束磁性体
9 検査対象物
11 検出コイル(群)
11a〜11i 検出コイル
11r〜11u 検出コイル
31 励磁コイル(群)
31a〜31i 励磁コイル
31r〜11u 励磁コイル
32 交流発生部
33 DEMUX(デマルチプレクサ)
34 カウンタ
39 集束コイル
91 不連続部
Claims (10)
- 検出コイルを含み、当該検出コイルによって検出される磁界に応じた測定磁界データを出力する磁気センサと、
検査対象物表面の、前記検出コイルより面積が大きい領域からの磁界を前記検出コイルに集束する磁界集束部と、
前記測定磁界データに基づいて、前記検査対象物表面からの磁界を求めるデータ処理部と、
を備えることを特徴とする非破壊検査装置。 - 前記検出コイルをそれぞれ含む前記磁気センサを複数備え、
前記データ処理部は、前記磁気センサからそれぞれ出力される前記測定磁界データに基づいて、前記検査対象物表面からの磁界を前記検出コイルによって形成される領域ごとに求めることを特徴とする請求項1に記載の非破壊検査装置。 - 前記検出コイルは、前記検出コイルより多い個数の略同一面積の複数の領域を形成するように一部が重なって配置されることを特徴とする請求項2に記載の非破壊検査装置。
- 励磁コイルを含み、当該励磁コイルに第1の交流電流を供給して前記検査対象物に渦電流を誘導する交流磁界を発生させる磁界発生部をさらに備え、
前記磁気センサは、前記渦電流によって発生する前記検査対象物表面からの磁界に応じた前記測定磁界データを出力することを特徴とする請求項1ないし請求項3の何れかに記載の非破壊検査装置。 - 前記磁界発生部は、前記励磁コイルを複数含み、当該励磁コイルのうちの何れか1つを順次選択して前記第1の交流電流を供給し、
前記データ処理部は、前記測定磁界データに基づいて、前記検査対象物表面からの磁界を前記励磁コイルによって形成される領域ごとに求めることを特徴とする請求項4に記載の非破壊検査装置。 - 前記励磁コイルは、前記励磁コイルより多い個数の略同一形状の複数の領域を形成するように一部が重なって配置されることを特徴とする請求項5に記載の非破壊検査装置。
- 前記磁界集束部は、軟磁性材料を成形した集束磁性体であることを特徴とする請求項1ないし請求項6の何れかに記載の非破壊検査装置。
- 前記集束磁性体は、前記検査対象物表面と対向する側の周長が前記検出コイルと対向する側の周長より長いことを特徴とする請求項7に記載の非破壊検査装置。
- 前記集束磁性体は、外形が円錐台であることを特徴とする請求項8に記載の非破壊検査装置。
- 前記磁界集束部は、前記第1の交流電流に同期する第2の交流電流が供給される集束コイルであることを特徴とする請求項4に記載の非破壊検査装置。
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