JP2012198087A - 被検査体の磁化装置、磁粉探傷装置、被検査体の磁化装置の調整方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】三つの磁化要素が相互に120度の位相差をもって配置され、その三つの磁化要素の電線がΔ結線又はY結線されている三極ヨーク型磁化器10と、三極ヨーク型磁化器10と異なる向きで磁化領域1に対面する二極ヨーク型磁化器20と、三相交流電圧を三極ヨーク型磁化器10に印加するとともに、交流電圧を二極ヨーク型磁化器20に印加する電源装置100とを備える。X−Y平面には、三極ヨーク型磁化器10によって回転磁界Cが発生する。二極ヨーク型磁化器20が形成するZ軸方向の磁界Dと三極ヨーク型磁化器10がX−Y平面に形成する回転磁界Cとの合成ベクトルによって、Y−Z平面及びZ−X平面にも回転磁界が形成される。
【選択図】図6
Description
尚、X軸、Y軸及びZ軸は、三次元空間の直交座標系における座標軸であり、X軸とY軸とは直交する軸であり、Z軸は、X軸及びY軸の双方に直交する軸である。
本発明の第1の態様は、継鉄(ヨーク)に電線が巻かれた三つの磁化要素が相互に120度の位相差をもって配置され、その三つの磁化要素の電線がΔ結線又はY結線されている第1磁化器と、継鉄に電線が巻かれた磁化要素を含み、前記第1磁化器と異なる向きで被検査体に対面する第2磁化器と、三相交流電圧を前記第1磁化器に印加するとともに、交流電圧を前記第2磁化器に印加する電源装置と、を備える被検査体の磁化装置である。
本発明の第2の態様は、前述した本発明の第1の態様において、前記第1磁化器は、前記三つの磁化要素が同心円上に配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第1磁化器が形成する回転磁界(X−Y平面の回転磁界)の回転方向に対する磁界の強さをより均一にすることができるので、より安定的に高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
本発明の第3の態様は、前述した本発明の第1の態様又は第2の態様において、前記電源装置は、前記第1磁化器に印加する三相交流電圧の周波数と前記第2磁化器に印加する交流電圧の周波数とが異なる、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第1磁化器に印加する三相交流電圧と第2磁化器に印加する交流電圧との間に、両者の周波数比に応じた位相ずれが生ずる。それによって、第1磁化器が形成する回転磁界と第2磁化器が形成する磁界との合成ベクトルによる回転磁界(Y−Z平面及びZ−X平面の回転磁界)において、Z軸方向成分の磁界強度を高めることができる。したがって、より高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
本発明の第4の態様は、前述した本発明の第3の態様において、前記電源装置は、前記第1磁化器に印加する三相交流電圧の周波数と前記第2磁化器に印加する交流電圧の周波数とが非逓倍となる関係に設定されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第1磁化器に印加する三相交流電圧と第2磁化器に印加する交流電圧との間に不規則な位相ずれが生ずる。それによって、第1磁化器が形成する回転磁界と第2磁化器が形成する磁界との合成ベクトルによる回転磁界(Y−Z平面及びZ−X平面の回転磁界)において、Z軸方向成分の磁界強度をさらに高めることができる。したがって、さらに高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
本発明の第5の態様は、前述した本発明の第1〜第4の態様のいずれかにおいて、前記第2磁化器は、継鉄に電線が巻かれた三つの磁化要素が相互に120度の位相差をもって配置され、その三つの磁化要素の電線がΔ結線又はY結線されており、前記電源装置は、三相交流電圧を前記第2磁化器に印加する、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第1磁化器による回転磁界に加えて、さらに第1磁化器による回転磁界と異なる回転磁界が第2磁化器により形成される。それによって、第1磁化器が形成する回転磁界と第2磁化器が形成する回転磁界との合成ベクトルによる回転磁界(Y−Z平面及びZ−X平面の回転磁界)において、Z軸方向成分の磁界強度をさらに高めることができる。したがって、さらに高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
本発明の第6の態様は、前述した本発明の第5の態様において、前記第2磁化器は、前記三つの磁化要素が同心円上に配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第2磁化器が形成する回転磁界の回転方向に対する磁界の強さをより均一にすることができるので、より安定的に高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
本発明の第7の態様は、前述した本発明の第1〜第6の態様のいずれかにおいて、前記第2磁化器は、前記第1磁化器に対向して配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第1磁化器が形成する回転磁界と第2磁化器が形成する磁界との合成ベクトルは、対向方向の成分(Z軸方向成分)がより多くなる。それによって、その合成ベクトルによる回転磁界(Y−Z平面及びZ−X平面の回転磁界)において、Z軸方向成分の磁界強度を効果的に高めることができる。したがって、さらに高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
本発明の第8の態様は、前述した本発明の第7の態様において、前記第1磁化器と前記第2磁化器とは、対向角度をもって配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第1磁化器と第2磁化器との間の磁界分布に偏りが生じる。それによって、第1磁化器が形成する回転磁界と第2磁化器が形成する磁界との合成ベクトルによる回転磁界(Y−Z平面及びZ−X平面の回転磁界)において、Z軸方向成分の磁界強度をさらに高めることができる。したがって、さらに高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
本発明の第9の態様は、前述した本発明の第7の態様又は第8の態様において、前記第1磁化器と前記第2磁化器とは、前記第1磁化器の磁界中心と前記第2磁化器の磁界中心とが対向方向と交差する方向へずれるように配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第1磁化器が形成する回転磁界と第2磁化器が形成する磁界との間の磁界分布に勾配が生じる。それによって、第1磁化器が形成する回転磁界と第2磁化器が形成する磁界との合成ベクトルによる回転磁界(Y−Z平面及びZ−X平面の回転磁界)において、Z軸方向成分の磁界強度をさらに高めることができる。したがって、さらに高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
本発明の第10の態様は、前述した第5の態様又は第6の態様において、前記第1磁化器と前記第2磁化器とは、前記第1磁化器の三つの磁化要素と前記第2磁化器の三つの磁化要素とが相互に回転方向へ位相差をもって対向するように配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第1磁化器が形成する回転磁界と第2磁化器が形成する回転磁界との間に位相ずれが生じる。それによって、第1磁化器が形成する回転磁界と第2磁化器が形成する回転磁界との合成ベクトルによる回転磁界(Y−Z平面及びZ−X平面の回転磁界)において、Z軸方向成分の磁界強度をさらに高めることができる。したがって、さらに高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
本発明の第11の態様は、前述した本発明の第1〜第6の態様のいずれかにおいて、前記第2磁化器は、前記第1磁化器と90度異なる向きで被検査体に対面している、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第2磁化器によってZ−X平面又はY−Z平面に直接的にZ軸方向の磁界を形成することができる。それによって、第1磁化器が形成する回転磁界と第2磁化器が形成する磁界との合成ベクトルによる回転磁界(Y−Z平面及びZ−X平面の回転磁界)において、Z軸方向成分の磁界強度をさらに高めることができる。したがって、さらに高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
本発明の第12の態様は、前述した本発明の第1〜第11の態様のいずれかに記載の被検査体の磁化装置を備える磁粉探傷装置である。
本発明の第12の態様によれば、磁粉探傷装置において、前述した本発明の第1〜第11の態様のいずれかに記載の発明による作用効果が得られる。
本発明の第13の態様は、継鉄に電線が巻かれた三つの磁化要素が相互に120度の位相差をもって配置され、その三つの磁化要素の電線がΔ結線又はY結線されている第1磁化器と、継鉄に電線が巻かれた磁化要素を含み、前記第1磁化器と異なる向きで被検査体に対面する第2磁化器と、三相交流電圧を前記第1磁化器に印加するとともに、交流電圧を前記第2磁化器に印加する電源装置と、を備える被検査体の磁化装置の調整方法であって、被検査体が設置される領域におけるX軸、Y軸及びZ軸の磁界の強さを磁界検出素子で検出し、X軸の磁界の強さとY軸の磁界の強さとによる第1リサージュ波形、Y軸の磁界の強さとZ軸の磁界の強さとによる第2リサージュ波形、Z軸の磁界の強さとX軸の磁界の強さとによる第3リサージュ波形のいずれか一又は二以上を磁気測定器に接続した波形観測器で観測し、観測しているリサージュ波形のアスペクト比の値が1に近づくように、前記第1磁化器又は前記第2磁化器の位置又は向き、前記第1磁化器に印加する三相交流電圧と前記第2磁化器に印加する交流電圧との周波数比を調整する、ことを特徴とした被検査体の磁化装置の調整方法である。
三極ヨーク型磁化器10の構成について、図1〜図4を参照しながら説明する。
図1は、三極ヨーク型磁化器10の斜視図である。図2は、三極ヨーク型磁化器10の正面図である。図3は、三極ヨーク型磁化器10の構成を図示したものであり、図3(a)は三極ヨーク型磁化器10の構造図、図3(b)は三極ヨーク型磁化器10の結線図である。
尚、より強力で均一な磁界を形成する上では、コイルL11、コイルL12及びコイルL13の巻き数は多い方が望ましい。
三極ヨーク型磁化器10の変形例は、コイルL11〜L13の結線が異なる以外は、図1〜図3に図示した三極ヨーク型磁化器10と同じ構成である。三極ヨーク型磁化器10の変形例は、コイルL11、コイルL12及びコイルL13がY結線されている。より具体的には、コイルL11、コイルL12及びコイルL13は、一端が共通の接続点に接続されている。コイルL11の他端は端子A1に接続され、コイルL12の他端は端子A2に接続され、コイルL13の他端は端子A3に接続されている。
二極ヨーク型磁化器20の構成について、図5を参照しながら説明する。
図5は、二極ヨーク型磁化器20の構成を図示したものであり、図5(a)は二極ヨーク型磁化器20の斜視図、図5(b)は二極ヨーク型磁化器20の構造図である。
本発明に係る被検査体の磁化装置の第1実施例について、図6〜図8を参照しながら説明する。
図6は、第1実施例の被検査体の磁化装置の構成を図示した構成図である。図7は、第1実施例の被検査体の磁化装置の結線図である。
本発明に係る被検査体の磁化装置の第2実施例について、図9及び図10を参照しながら説明する。
図9は、第2実施例の被検査体の磁化装置の結線図である。
尚、それ以外の構成については、第1実施例と同様であるため詳細な説明を省略する。
本発明に係る被検査体の磁化装置の第3実施例について、図11及び図12を参照しながら説明する。
図11は、第3実施例の被検査体の磁化装置の構成を図示した構成図である。図12は、第3実施例の被検査体の磁化装置の結線図である。
尚、三極ヨーク型磁化器10a、10bについては、図1〜図4に図示して説明した三極ヨーク型磁化器10と同じ構成であるため、詳細な説明を省略する。
本発明に係る被検査体の磁化装置の第4実施例について、図13を参照しながら説明する。
図13は、第4実施例の被検査体の磁化装置の結線図である。
尚、それ以外の構成については、第3実施例と同様であるため詳細な説明を省略する。また整流器31、単相インバータ回路32及びスイッチング制御装置33の構成については、第2実施例と同様であるため詳細な説明を省略する。
本発明に係る被検査体の磁化装置の第5実施例について、図14及び図15を参照しながら説明する。
図14は、第5実施例の被検査体の磁化装置の構成を図示した構成図である。図15は、第5実施例の被検査体の磁化装置の結線図である。
本発明に係る被検査体の磁化装置の第6実施例について、図16を参照しながら説明する。
図16は、第6実施例の被検査体の磁化装置の結線図である。
本発明に係る被検査体の磁化装置の第7実施例について、図17を参照しながら説明する。
図17は、第7実施例の被検査体の磁化装置における三極ヨーク型磁化器10a及び三極ヨーク型磁化器10bを図示したものであり、図17(a)は三極ヨーク型磁化器10aの正面図、図17(b)は三極ヨーク型磁化器10bの正面図を図示したものである。
本発明に係る被検査体の磁化装置の第8実施例について、図18を参照しながら説明する。
図18は、第8実施例の被検査体の磁化装置の構成を図示した構成図である。
本発明に係る被検査体の磁化装置の第9実施例について、図19を参照しながら説明する。
図19は、第9実施例の被検査体の磁化装置の構成を図示した構成図である。
本発明は、上記説明した実施例に特に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変形が可能であること言うまでもない。
10、10a、10b 三極ヨーク型磁化器、
20 二極ヨーク型磁化器、
31 整流器、32 単相インバータ回路、34 三相インバータ回路、
33、35 スイッチング制御装置、51 三次元プローブ、52 テスラメータ、
53 オシロスコープ、100 電源装置
Claims (13)
- 継鉄に電線が巻かれた三つの磁化要素が相互に120度の位相差をもって配置され、その三つの磁化要素の電線がΔ結線又はY結線されている第1磁化器と、
継鉄に電線が巻かれた磁化要素を含み、前記第1磁化器と異なる向きで被検査体に対面する第2磁化器と、
三相交流電圧を前記第1磁化器に印加するとともに、交流電圧を前記第2磁化器に印加する電源装置と、を備える被検査体の磁化装置。 - 請求項1に記載の被検査体の磁化装置において、前記第1磁化器は、前記三つの磁化要素が同心円上に配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
- 請求項1又は2に記載の被検査体の磁化装置において、前記電源装置は、前記第1磁化器に印加する三相交流電圧の周波数と前記第2磁化器に印加する交流電圧の周波数とが異なる、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
- 請求項3に記載の被検査体の磁化装置において、前記電源装置は、前記第1磁化器に印加する三相交流電圧の周波数と前記第2磁化器に印加する交流電圧の周波数とが非逓倍となる関係に設定されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の被検査体の磁化装置において、前記第2磁化器は、継鉄に電線が巻かれた三つの磁化要素が相互に120度の位相差をもって配置され、その三つの磁化要素の電線がΔ結線又はY結線されており、前記電源装置は、三相交流電圧を前記第2磁化器に印加する、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
- 請求項5に記載の被検査体の磁化装置において、前記第2磁化器は、前記三つの磁化要素が同心円上に配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の被検査体の磁化装置において、前記第2磁化器は、前記第1磁化器に対向して配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
- 請求項7に記載の被検査体の磁化装置において、前記第1磁化器と前記第2磁化器とは、対向角度をもって配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
- 請求項7又は8に記載の被検査体の磁化装置において、前記第1磁化器と前記第2磁化器とは、前記第1磁化器の磁界中心と前記第2磁化器の磁界中心とが対向方向と交差する方向へずれるように配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
- 請求項5又は6に記載の被検査体の磁化装置において、前記第1磁化器と前記第2磁化器とは、前記第1磁化器の三つの磁化要素と前記第2磁化器の三つの磁化要素とが相互に回転方向へ位相差をもって対向するように配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の被検査体の磁化装置において、前記第2磁化器は、前記第1磁化器と90度異なる向きで被検査体に対面している、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
- 請求項1〜11のいずれかに記載の被検査体の磁化装置を備える磁粉探傷装置。
- 継鉄に電線が巻かれた三つの磁化要素が相互に120度の位相差をもって配置され、その三つの磁化要素の電線がΔ結線又はY結線されている第1磁化器と、継鉄に電線が巻かれた磁化要素を含み、前記第1磁化器と異なる向きで被検査体に対面する第2磁化器と、三相交流電圧を前記第1磁化器に印加するとともに、交流電圧を前記第2磁化器に印加する電源装置と、を備える被検査体の磁化装置の調整方法であって、
被検査体が設置される領域におけるX軸、Y軸及びZ軸の磁界の強さを磁界検出素子で検出し、
X軸の磁界の強さとY軸の磁界の強さとによる第1リサージュ波形、Y軸の磁界の強さとZ軸の磁界の強さとによる第2リサージュ波形、Z軸の磁界の強さとX軸の磁界の強さとによる第3リサージュ波形のいずれか一又は二以上を磁気測定器に接続した波形観測器で観測し、
観測しているリサージュ波形のアスペクト比の値が1に近づくように、前記第1磁化器又は前記第2磁化器の位置又は向き、前記第1磁化器に印加する三相交流電圧と前記第2磁化器に印加する交流電圧との周波数比を調整する、ことを特徴とした被検査体の磁化装置の調整方法。
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