JP2015078942A - 漏洩磁束探傷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】漏洩磁束探傷を行うに当たり、磁性材料の検査対象物の表面上に形成された傷の、長手方向の傾き角を、０°から±９０°までの範囲に亘って検出可能とする。
【解決手段】
演算部１４は、測定器１２を検査対象物２４表面上に二次元的に走査させる。走査の際に、測定器１２の磁気センサ２２によって検出された漏洩磁束の振幅成分及び位相成分の少なくとも一方から、漏洩磁束のそれぞれ異なる特性を反映させた複数の二次元分布を求める。さらに、演算部１４は、これらの二次元分布に基づいて、検査対象物２４表面上に形成された傷３４の長手方向の傾き角θを算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、漏洩磁束探傷装置に関する。

従来から、磁性材料の検査対象物表面上の傷を検出する手段として、漏洩磁束探傷装置が知られている。

図２６に示すように、検査対象物１００上に傷１０２が形成されている場合、検査対象物１００を磁化すると、検査対象物１００を流れる磁束は、傷１０２を跨ぐように空気中に漏洩する。検査対象物１００の表面上に磁気センサ１０４を設け、この漏洩磁束１０６を検出することで、検査対象物１００の傷の位置が特定できる。

さらに、検出した漏洩磁束１０６の各特性に基づいて、傷１０２の各特性が算出できる。例えば非特許文献１では、検知軸が直交する２つの磁気センサを、検査対象物上に走査して、それぞれ漏洩磁束の振幅成分を求める。さらにこれらの振幅成分に基づいて、傷の長手方向の傾き角を求める。

また、特許文献１では、検査対象物上に磁気センサを走査させるとともに、磁気センサの受信信号を同期検波して、参照信号と同位相の成分と、参照信号とは９０°遅らせた位相成分を求める。さらに両成分をＸＹ平面上にプロットし、その軌跡から、傷の長手方向の傾き角を求めている。

特開２００８−１２８７３３号公報

植竹、「漏洩磁束探傷試験における表面きずの定量的評価システムについて」、非破壊検査、一般社団法人日本非破壊検査協会、平成４年１１月、第４１巻、第１１号、ｐ．６５７−６６４

ところで、従来の漏洩磁束探傷装置では、傷の角度を０°（走査方向と平行）から±９０°までの全範囲に亘る検出が困難であった。例えば非特許文献１では、当該文献に記載されているが、走査方向に対する角度が１５°以下の傷の角度評価は困難となる。また、特許文献１では、実施例等から明らかに、走査方向に対する角度が７５°以上の傷の角度評価は困難となる。そこで、本発明は、傷の角度を０°から±９０°までの範囲に亘って検出可能な、漏洩磁束探傷装置を提供することを目的とする。

本発明は、漏洩磁束探傷装置に関する。当該装置は、磁性材料の検査対象物に対して交流磁界を印加する磁化手段と、前記磁化手段に対して位置固定されるとともに、前記検査対象物表面からの漏洩磁束を検出する磁気センサと、を備える測定器を備える。また、前記測定器を前記検査対象物表面上に二次元的に走査させた際の、前記磁気センサによって検出された漏洩磁束の振幅成分及び位相成分の少なくとも一方から、漏洩磁束のそれぞれ異なる特性を反映させた複数の二次元分布を求めるとともに、前記二次元分布に基づいて、前記検査対象物表面上に形成された傷の長手方向の傾き角を算出する演算部を備える。

また、上記発明において、前記演算部は、漏洩磁束の振幅成分及び位相成分の二次元分布を求めることが好適である。

また、上記発明において、前記演算部は、前記位相成分の二次元分布上の、隣り合う位相成分の変化率に基づいて、前記傷の傾き角を算出することが好適である。

また、上記発明において、前記演算部は、前記位相成分の変化率の最大値と最小値とを結んだ線分の傾き角に基づいて、前記傷の傾き角を算出することが好適である。

また、上記発明において、前記演算部は、前記振幅成分の二次元分布上の等値線形状に基づいて、前記傷の傾き角を算出することが好適である。

また、上記発明において、前記磁気センサは、前記磁気センサの検知軸に沿った、漏洩磁束の検知軸方向成分を検出し、前記演算部は、前記振幅成分の二次元分布を用いて、前記検知軸に対する角度が第１の角度範囲内にある前記傷の傾き角を算出し、前記位相成分の二次元分布を用いて、前記検知軸に対する角度が前記第１の角度範囲とは異なる第２の角度範囲内にある前記傷の傾き角を算出することが好適である。

また、上記発明において、前記第１の角度範囲は４５°以上９０°以下であって、前記第２の角度範囲は０°以上４５°以下であることが好適である。

本発明によれば、検査対象物の表面上の傷の傾き角を、０°から±９０°までの範囲に亘って検出可能となる。

本実施形態に係る漏洩磁束探傷装置を例示する図である。 本実施形態に係る測定プローブを例示する図である。 漏洩磁束探傷の原理を説明する模式図である。 漏洩磁束探傷の原理を説明する模式図である。 漏洩磁束探傷の原理を説明する模式図である。 漏洩磁束探傷の原理を説明する模式図である。 漏洩磁束探傷を行うサンプルについて説明する図である。 漏洩磁束探傷の結果を示す図である。 漏洩磁束探傷の結果を示す図である。 漏洩磁束探傷の結果を示す図である。 漏洩磁束探傷の結果を示す図である。 漏洩磁束探傷の結果を示す図である。 漏洩磁束探傷の結果を示す図である。 漏洩磁束探傷の結果を示す図である。 傷の傾き角の算出方法を説明する図である。 漏洩磁束探傷の結果を示す図である。 漏洩磁束探傷の結果を示す図である。 漏洩磁束探傷の結果を示す図である。 漏洩磁束探傷の結果を示す図である。 漏洩磁束探傷の結果を示す図である。 漏洩磁束探傷の結果を示す図である。 漏洩磁束探傷の結果を示す図である。 漏洩磁束探傷の結果を示す図である。 傷の傾き角の算出方法を説明する図である。 漏洩磁束探傷の算出精度を示す図である。 漏洩磁束探傷の原理を説明する図である。

図１に、本実施形態に係る漏洩磁束探傷装置１０を例示する。漏洩磁束探傷装置１０は、測定器１２及び演算部１４を備える。

測定器１２は、測定プローブ１５、移動ステージ１６、及びステージコントローラ１８を備える。移動ステージ１６は、検査対象物２４を固定するとともに、測定プローブ１５を移動させる。移動ステージ１６は、３軸ステージであってよい。例えば、鉛直方向であるＺ軸、Ｚ軸に直交する（水平面内の）Ｘ軸、及び、Ｘ軸及びＺ軸に直交するＹ軸の３軸方向に、測定プローブ１５を移動させるものであってよい。

なお、後述するように、検査対象物２４に関する二次元分布を得る上で、検査対象物２４と測定プローブ１５を相対移動させればよいのであるから、移動ステージ１６は、測定プローブ１５を固定させて検査対象物２４を移動させるものであってもよい。このことから、「測定プローブ１５を検査対象物２４表面上に走査させる」との態様は、検査対象物２４を固定して測定プローブ１５を移動させる場合、測定プローブ１５を固定させて検査対象物２４を移動させる場合、更には、両者を移動させる場合のいずれも含むものとしてもよい。なお、検査対象物２４に関する二次元分布を取得する際には、検査対象物２４よりも測定プローブ１５の方が小型、軽量である場合が多いことから、上記３つの態様のうち、検査対象物２４を固定して測定プローブ１５を移動させる態様を採ることが好適である。

ステージコントローラ１８は、移動ステージ１６に対して操作指令を与える操作手段である。ステージコントローラ１８は、演算部１４から指令を受けて、移動ステージ１６を操作するものであってよい。また、ステージコントローラ１８と移動ステージ１６とは、一体化されていてもよい。

図２に示すように、測定プローブ１５は、磁化器２０及び磁気センサ２２を備える。測定プローブ１５は、磁化器２０及び磁気センサ２２を保持する非磁性体のホルダを備えていてもよい。また、磁化器２０に交流定電流を供給するための定電流回路を備えていてもよい。

磁化器２０は、磁性材料の検査対象物２４に対して交流磁界を印加する磁化手段である。交流磁界は、１周期中に極が切り替わる交番磁界であってもよく、また、極が切り替わらずに大きさが変化する磁界であってもよい。

磁化器２０は、図２に示すように、コア２６及びコイル２８を備える。コア２６は、２つの腕部３０Ａ，３０Ｂと腕部３０Ａ，３０Ｂを繋ぐブリッジ部３２を備えた、コ字形状であってよい。コア２６は、高透磁率磁性材料から構成され、例えば、４５ＮｉＦｅ、積層珪素鋼板、またはフェライト等から構成される。腕部３０Ａ，３０Ｂの末端面は、検査対象物２４表面の形状に適合したものであることが好適である。例えば、検査対象物２４表面が平面である場合、腕部３０Ａ，３０Ｂの末端面も平面であることが好適である。例えば、末端面の平面度は、０．０５ｍｍ以下であってよい。

また、磁化器２０の重量や大きさは、移動ステージ１６による走査が容易に行えるものである、つまり小型であることが好適であり、例えば、その重量は１５０ｇ以上２００ｇであって、その長手方向長さＬは３０ｍｍ以上４０ｍｍ以下、短手方向幅Ｗは１５ｍｍ以上２５ｍｍ以下、高さＨは１５ｍｍ以上２５ｍｍ以下である。腕部３０Ａ，３０Ｂの間隔Ｄは、磁気センサ２２が配置可能なものであればよく、例えば、１１ｍｍ以上１２ｍｍ以下とする。

コイル２８は、コア２６に巻き付けられる励磁部材である。交流磁界を発生させるために、コイル２８には、交流定電流が供給される。コイル２８は、例えばコア２６の腕部３０Ａ，３０Ｂ，及びブリッジ部３２に巻き付けられてよい。コイル２８の線径は、例えば０．１５ｍｍであって、その巻き数は、例えば１６５ターンである。

磁気センサ２２は、検査対象物表面からの漏洩磁束を検出する。磁気センサ２２は、例えば磁気インピーダンス（ＭＩ）センサ、磁気抵抗効果（ＭＲ）センサ、またはホール素子であってよい。例えば磁気センサ２２を磁気インピーダンスセンサから構成する場合、磁気センサ２２は、漏洩磁束の強さに応じた電圧信号を出力する。

また、磁気センサ２２は特定方向の磁気成分のみを検出するように構成されており、この検出方向に沿った軸を以下では検知軸と呼ぶ。磁気センサ２２は、例えば、検知軸Ａを、ブリッジ部３２の長手方向と平行に（図２下段ではＸ軸と平行に）するようにして、腕部３０Ａ，３０Ｂの中間位置に固定される。このようにすることで、磁気センサ２２の周辺では、磁化器２０による磁化方向と、磁気センサ２２の検知軸とが一致する（平行になる）。

磁気センサ２２の磁化器２０への固定は、例えば、磁気センサ２２を基板に組み付け、その基板を樹脂ねじ等でコア２６に固定することで行う。このように、磁化器２０に対して磁気センサ２２を位置固定することで、計測中に両者が相対移動することを防止することができる。また、磁気センサ２２は、その底面が、磁化器２０の腕部３０Ａ，３０Ｂの末端面と略同一平面状に配置されることが好適である。例えば、末端面と磁気センサ２２の底面の、Ｚ軸方向（鉛直方向）の位置交差は０．０２ｍｍであってよい。

図３には、磁気センサ２２による漏洩磁束の検出の模式図が記載されている。磁化器２０によって検査対象物２４に交流磁界が印加されると、ハッチングで示すように検査対象物２４内に磁束が流れる。このとき、検査対象物２４の表面に傷３４が形成されている場合、傷３４の端面は磁界中に極を作り、その磁極間で空気中に磁束を漏洩する。この漏洩磁束Ｂを磁気センサ２２が検出する。

図４上段に示すように、漏洩磁束Ｂは、傷３４を中心にして、放射線状に空気中に発生するようになる。このことから、磁気センサ２２と傷３４との相対位置によって、検出される漏洩磁束Ｂの向きや大きさが異なる。この検出される漏洩磁束Ｂの向きや大きさの変化を利用して、傷３４の位置を特定することができる。例えば、本実施形態では、磁気センサ２２の検知軸Ａは、検査対象物２４の表面に平行となるように設定されている。このことから、磁気センサ２２は、漏洩磁束Ｂの水平成分Ｂｘを検出する。

図４下段には、傷３４と磁気センサ２２との相対位置ごとの、磁気センサ２２が検出した磁束の強さの変化を示している。漏洩磁束の水平成分Ｂｘは、上に凸の２次曲線的な軌跡を示し、磁気センサ２２が傷３４の真上に位置するときに、極大値を取る。したがって、測定プローブ１５の走査に応じた磁気センサ２２の値をモニタリングし、極大値を取った箇所に、傷３４が形成されていることがわかる。なお、図４下段の実線の曲線は、漏洩磁束Ｂの鉛直成分Ｂ_Zの軌跡を示している。

図１に戻り、演算部１４は、検波器３６及び演算処理器３８を備える。検波器３６と演算処理器３８とを統合して一台の装置としてもよい。

検波器３６は、磁気センサ２２が検出した信号（電圧信号）から、所望の信号を取り出す。例えば、検波器３６は、磁気センサ２２が検出した信号から、振幅成分と位相成分の少なくとも一方を取得する。ここで、位相成分とは、参照信号（例えばＳｉｎ（ωｔ））に対する受信信号（例えばＳｉｎ（ωｔ＋α））の位相差成分（α）を示す。検波器３６は、例えばロックインアンプであってよい。ロックインアンプの参照信号は、コイル２８に供給する交流電流（励磁電流）であってよい。

演算処理器３８は、検波器３６が取得した信号を演算処理して、傷３４の傾き角θを求める。また、演算処理器３８は、ステージコントローラ１８に対して測定プローブ１５の操作指令を送信する。演算処理器３８は、演算回路を備えたものであってよく、例えばコンピュータであってよい。

演算処理器３８は、ステージコントローラ１８を介して、測定プローブ１５を検査対象物２４の表面上に二次元的に走査させる。例えば、検査対象物２４のＸ軸方向の一端から他端まで測定プローブ１５を走査させ、他端に到達するとＹ軸方向に所定幅測定プローブ１５をシフトさせ、再び一端側に測定プローブ１５を走査させる。なお、この走査の際に、磁化方向や、磁化方向に対する磁気センサ２２の検知軸の向きが、検査対象物２４に対して一定となっていることが好適である。例えば、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の走査の際に、測定プローブ１５がＺ軸周りに回転しないようにする。

さらに演算処理器３８は、以下に説明するように、磁気センサ２２から取得した、漏洩磁束の振幅成分及び位相成分の少なくとも一方の二次元分布を求めるとともに、この二次元分布から、検査対象物２４上の傷３４の傾き角θを求める。

図５には、検査対象物２４の平面図が例示されている。また、この図には、磁化方向を示すために、磁化器２０の腕部３０Ａ，３０Ｂも示されている。腕部３０Ａ，３０Ｂの中心部分に着目すると、その磁化方向は、一方の腕部３０Ａから他方の腕部３０Ｂに、直線的に延びたものとなっている。

検査対象物２４の表面上には傷３４が形成されている。傷３４は、磁気センサ２２の検知軸Ａ（及び磁化方向）に対して角度θで傾斜している。この角度θ（傷３４の長手方向の、検知軸に対する角度）を以下では傾き角と呼ぶ。傷３４を跨ぐ漏洩磁束Ｂの水平成分Ｂｘ（磁化方向及び磁気センサ２２の検知軸と平行な成分）は、傷３４の傾き角θに応じて変化する。

図６には、傷３４の傾き角θに応じた、漏洩磁束Ｂの水平成分Ｂｘの変化の様子が示されている。横軸は傾き角θ、縦軸は、傾き角θ＝９０°（磁化方向と直交）のときの水平成分Ｂｘに対する、所定の傾き角θのときの漏洩磁束の水平成分Ｂｘの割合Ｂｘ₍θ₎／Ｂｘ₍₉₀ ^° ₎が示されている。これによると、傾き角θの減少に伴い、漏洩磁束の水平成分Ｂｘが減少する。つまり、同一幅、深さの傷３４であるにも関わらず、その傾き角θが異なると、漏洩磁束の水平成分Ｂｘが異なる。したがって、漏洩磁束の水平成分Ｂｘのみから傷３４の状態を把握しようとすると、実際の傷３４よりも狭い幅や浅い傷であるとの誤った演算結果が導かれるおそれがある。

ここで、水平成分Ｂｘの減少過程を示すカーブは、Ｓｉｎ²θによって表されることが知られている。したがって、傷３４の傾き角θが分かれば、磁気センサ２２が検出した漏洩磁束の水平成分Ｂｘの値を補正することができる。そこで、演算部１４は、以下のようにして、傷３４の傾き角θを求める。

まず、演算処理器３８は、磁気センサ２２が検出した漏洩磁束の水平成分Ｂｘの、振幅成分及び位相成分の少なくとも一方の二次元分布を求める。例えば、演算処理器３８は、検波器３６を通じて、漏洩磁束の水平成分Ｂｘの振幅成分及び位相成分を取得する。これと併せて、演算処理器３８は、ステージコントローラ１８への操作指令に基づいて、測定プローブ１５の現在位置座標を取得する。さらに演算処理器３８は、これらの位置座標と、振幅成分及び位相成分を関連付けて図示しない記憶部に記憶する。

さらに演算処理器３８は、記憶部に記憶された位置座標と振幅成分のデータを用いて、任意の平面座標上に、振幅成分の二次元分布図を生成する。同様にして、演算処理器３８は、任意の平面座標上に、位相成分の二次元分布図を生成する。なお、この平面座標について、横軸方向（Ｘ方向）を検知軸と平行として、縦軸方向（Ｙ方向）を検知軸とは直交するように定めることが好適である。

図８から図１４には、振幅成分の二次元分布が例示されている。なお、これらの二次元分布取得に当たって、図７に示す検査対象物２４のサンプルを用いた。この検査対象物２４は、ＳＳ４００鋼板から構成され、板厚５ｍｍ、幅１００ｍｍ、奥行き１２０ｍｍとした。また、検査対象物２４の表面中心部分に、人工的な傷３４を形成した。傷３４は、幅０．１５ｍｍ、長さ５．０ｍｍ、深さ１．０ｍｍとした。なお、傷３４は、ＳＳ４００鋼板の幅方向を長手方向とするように形成した。

さらに、測定に当たり、磁化器２０の腕部３０Ａ，３０Ｂの末端面と検査対象物２４の表面との距離を０ｍｍ（接触）とした。コイル２８に供給する交流電流は、１００Ｈｚ、２０ｍＡの正弦波とした。なお、図８から図２４について、二次元分布の中心を傷３４の中心に一致させている。

磁気センサ２２の検知軸（磁化方向と平行）に対する上記傷３４の傾き角θを、０°から９０°の間に設定して、それぞれの角度にて測定プローブ１５を検査対象物２４上にて走査させる。これにより得られた角度ごとの振幅成分を二次元分布化させたものが、図８から図１４に示されている。

図８は、傾き角θ＝０°、つまり傷３４の長手方向が検知軸（及び磁化方向）と平行であるときの、漏洩磁束の水平成分Ｂｘの振幅成分の二次元分布を示している。同様にして、図９、１０、１１、１２、１３、及び１４は、それぞれ、傾き角θが、１５°、３０°、４５°、６０°、７５°、及び９０°（つまり傷３４の長手方向が検知軸と直交する状態）であるときの、振幅成分の二次元分布を示している。なお、いずれの図も、ハッチングの密な領域は、振幅成分の値が相対的に大きいことを示しており、またハッチングの疎らな領域は、振幅成分の値が相対的に小さいことを示している。

図１１から図１４、つまり傾き角θ＝４５°〜９０°のときの二次元分布を参照すると、相対的に値の大きい領域を囲む等値線の形状が、略細長い楕円形状となっている。しかもその楕円の長軸は、それぞれの傾き角とよい一致を示している。このことから、演算処理器３８は、等値線の形状に基づいて、傷３４の長手方向の傾き角θを算出する。

図１５に示すように、二次元分布の等値線で囲まれた任意の楕円形状を指定して、その長軸を取得する。指定する楕円形状は、二次元分布の振幅成分の、最大値の７０％以上１００以下の値を示す任意の等値線によって形成された楕円形状であってよい。また、等値線によって囲まれた形状は、正確な楕円形状でない場合が多いため、楕円形状に近似した上でその長軸を求めるようにしてもよい。

楕円の長軸を求めた後に、演算処理器３８は、その傾き角θを求める。具体的には、図１５に示すように、長軸Ｌ０のＸ方向の長さ成分ｘ_L0とＹ方向の長さ成分ｙ_L0を求めるとともに、θ＝ｔａｎ^-1（ｙ_L0／ｘ_L0）によって傾き角θを求める。

次に、位相成分の二次元分布によって傾き角θを求めるプロセスについて説明する。演算処理器３８は、振幅成分と同様にして、位相成分についても二次元分布を作成する。図１６から図２２には、図８から図１４と同様にして、傷３４の長手方向の傾き角θを、０°、１５°、３０°、４５°、６０°、７５°、及び９０°としたときの、それぞれの位相成分の二次元分布図が示されている。なお、検査対象については振幅成分と同様に、図７に示す検査対象物２４を用いた。また、いずれの図も、図８から図１４と同様に、ハッチングの密な領域は、位相成分の値が相対的に大きい（参照信号との位相差が大きい）ことを示しており、またハッチングの疎らな領域は、位相成分の値が相対的に小さいことを示している。

ここで、図２３に、図１９の二次元分布を加工した分布図を示す。この図は、二次元分布上の、隣り合う位相成分の変化率を求めたものである。具体的には、図のＸ方向の微分値を求めてこれを平面座標上にプロットしたものである。言い換えると、図１９の二次元分布を、Ｘ方向に空間１次微分したものが図２３となる。

さらに、図２４のように、最大値（Ｘ方向の上り勾配が最大の値）を囲む等値線と、最小値（Ｘ方向の下り勾配が最大の値）を囲む等値線との中心を直線Ｌ１で結ぶ。この直線Ｌ１の傾きは、図２４における傷３４の傾き角（＝４５°）とよい一致を示していることが理解される。このことから、直線Ｌ１のＸ方向の長さ成分ｘ_L1とＹ方向の長さ成分ｙ_L1を求めるとともに、θ＝ｔａｎ^-1（ｙ_L1／ｘ_L1）によって傾き角θを求める。

以上のように、振幅成分及び位相成分の二次元分布から、傷３４の傾き角θを求めることができる。図２５には、上記算出によって求められた傾き角θの精度を示すグラフが示されている。このグラフでは、横軸には傷３４の実際の傾き角θが示され、縦軸には算出によって求めた傾き角と実際の傾き角との誤差が示されている。また、塗り潰し菱形プロット（◆）は、振幅成分の二次元分布による算出結果を示し、白抜き丸プロット（○）は、位相成分の二次元分布による算出結果を示す。

このグラフに示されているように、位相成分を用いた算出については傾き角θが０°以上４５°以下の範囲で高精度の結果が得られ、また振幅成分を用いた算出については傾き角が４５°以上９０°以下の範囲で高精度の結果が得られている。このようにして、位相成分による二次元分布と、振幅成分による二次元分布を用いることで、傷３４の長手方向の傾き角θが、０°から±９０°の範囲に亘って、±０．４°の高精度で求めることが可能となる。なお、上記実施形態では、０°から＋９０°の範囲しか示していないが、対象性によって、０°から−９０°の範囲も同様にして算出可能である。

なお、上記実施形態では、位相成分と振幅成分の二次元分布を用いることで、傾き角θを求めていたが、この形態に限られない。例えば、位相成分のみ、または振幅成分のみにて、傾き角θを、０°から９０°の範囲に亘って、求めることができる。

この場合、磁気センサ２２を、互いに検知軸が直交する第１の磁気センサ２２Ａ及び第２の磁気センサ２２Ｂから構成し、磁化器２０を、磁気センサ２２Ａ，２２Ｂの検知軸と磁化方向（磁気センサが挟まれる腕部３０Ａ，３０Ｂの対向方向）がそれぞれ等しい２つの磁化器２０Ａ，２０Ｂから構成する。

上記実施形態にて示したように、例えば位相成分であれば、０°から９０°の範囲のうち、４５°までは高精度に傾き角θを求めることができる。このことから、検知軸を９０°違えた２つの磁気センサ２２Ａ，２２Ｂを用いて、それぞれの位相成分の二次元分布を求めることで、傾き角θを、０°から９０°の範囲で検出することができる。

具体的には、磁化器２０Ａによって検査対象物２４を磁化し、このときの漏洩磁束を磁気センサ２２Ａで測定するとともに、測定された信号の位相成分の二次元分布を用いて、第１の角度範囲（例えば、０°以上４５°以下）にある傾き角θを求める。さらに、磁化器２０Ｂによって検査対象物２４を磁化し、このときの漏洩磁束を磁気センサ２２Ｂで測定するとともに、測定された信号の位相成分の二次元分布を用いて、第１の角度範囲とは異なる第２の角度範囲（例えば、４５°以上９０°以下）にある傾き角θを求める。このようにして、傾き角θを０°から±９０°の範囲に亘って求めることが可能となる。同様にして、磁気センサ２２Ａ，２２Ｂを用いて、それぞれの振幅成分の二次元分布から、傾き角θを０°から±９０°の範囲に亘って求めることが可能となる。

このようにして、本実施形態では、演算処理器３８が、磁気センサ２２によって検出された漏洩磁束の振幅成分及び位相成分の少なくとも一方から、漏洩磁束のそれぞれ異なる特性（振幅成分及び位相成分、検知軸が直交する２つの磁気センサからそれぞれ求めた振幅成分、及び、検知軸が直交する２つの磁気センサからそれぞれ求めた位相成分）を反映させた複数の二次元分布を求める。さらに、これら二次元分布に基づいて、検査対象物２４の表面上に形成された傷３４の長手方向の傾き角θを、０°から±９０°の範囲に亘り、算出する。

なお、上記した実施形態のうち、一つの磁気センサ２２から振幅成分及び位相成分を取り出して二次元分布を用いる実施形態では、検査対象物２４への磁化方向が一方向のみで済む。このため、例えば検査対象物２４に回転磁界を加えるなどの複雑な磁化器を必要とせずに、比較的簡素な構成の磁化器２０によって傷３４の傾き角θを求めることが可能となる。さらに、二つの磁気センサ２２Ａ，２２Ｂを用いる場合と比較して、それぞれの磁気センサの出力や感度のキャリブレーションが不要になることから、より簡便に探傷試験が行えるという利点がある。

また、本実施形態において、傷３４の傾き角θを求める際に、特性の異なる２種類の二次元分布（例えば、振幅成分と位相成分）が得られることになるが、どちらの二次元分布を選択するかについては、例えば以下のような方法を用いる。

例えば振幅成分であれば、図８から図１０に示すように、最大値の等値線領域が複数個所に分散されている場合、傾き角θは、算出誤差の大きい０°＜θ＜４５°の範囲である可能性が高い。そこで、演算処理器３８は、振幅成分の二次元分布について、その最大値の等値線形状の個数をカウントして、これが２以上である場合に、この二次元分布を傾き角θの算出には用いずに、もう一方の二次元分布を選択する。

また同様にして、位相成分であれば、図２０から図２２に示すように、最大値の等値線形状が円形から崩れていくにつれて、傾き角θは、算出誤差の大きい４５°＜θ＜９０°の範囲である可能性が高い。そこで、演算処理器３８は、位相成分の二次元分布について、その最大値の等値線形状の円形度を求めて、これが所定の上限閾値（例えば１．５）を超えるか、下限閾値（例えば０．５）未満である場合に、この二次元分布を傾き角θの算出には用いずに、もう一方の二次元分布を選択する。

１０ 漏洩磁束探傷装置、１２ 測定器、１４ 演算部、１５ 測定プローブ、１６ 移動ステージ、１８ ステージコントローラ、２０ 磁化器、２２ 磁気センサ、２４ 検査対象物、２６ コア、２８ コイル、３０Ａ，３０Ｂ 腕部、３２ ブリッジ部、３４ 傷、３６ 検波器、３８ 演算処理器。

Claims (7)

1. 磁性材料の検査対象物に対して交流磁界を印加する磁化手段と、前記磁化手段に対して位置固定されるとともに、前記検査対象物表面からの漏洩磁束を検出する磁気センサと、を備える測定器と、
   前記測定器を前記検査対象物表面上に二次元的に走査させた際の、前記磁気センサによって検出された漏洩磁束の振幅成分及び位相成分の少なくとも一方から、漏洩磁束のそれぞれ異なる特性を反映させた複数の二次元分布を求めるとともに、前記二次元分布に基づいて、前記検査対象物表面上に形成された傷の長手方向の傾き角を算出する演算部と、
   を備えることを特徴とする、漏洩磁束探傷装置。
2. 請求項１に記載の漏洩磁束探傷装置であって、
   前記演算部は、漏洩磁束の振幅成分及び位相成分の二次元分布を求めることを特徴とする、漏洩磁束探傷装置。
3. 請求項２に記載の漏洩磁束探傷装置であって、
   前記演算部は、前記位相成分の二次元分布上の、隣り合う位相成分の変化率に基づいて、前記傷の傾き角を算出することを特徴とする、漏洩磁束探傷装置。
4. 請求項３に記載の漏洩磁束探傷装置であって、
   前記演算部は、前記位相成分の変化率の最大値と最小値とを結んだ線分の傾き角に基づいて、前記傷の傾き角を算出することを特徴とする、漏洩磁束探傷装置。
5. 請求項２から４のいずれかに記載の漏洩磁束探傷装置であって、
   前記演算部は、前記振幅成分の二次元分布上の等値線形状に基づいて、前記傷の傾き角を算出することを特徴とする、漏洩磁束探傷装置。
6. 請求項２から５のいずれかに記載の漏洩磁束探傷装置であって、
   前記磁気センサは、前記磁気センサの検知軸に沿った、漏洩磁束の検知軸方向成分を検出し、
   前記演算部は、
   前記振幅成分の二次元分布を用いて、前記検知軸に対する角度が第１の角度範囲内にある前記傷の傾き角を算出し、
   前記位相成分の二次元分布を用いて、前記検知軸に対する角度が前記第１の角度範囲とは異なる第２の角度範囲内にある前記傷の傾き角を算出することを特徴とする、漏洩磁束探傷装置。
7. 請求項６に記載の漏洩磁束探傷装置であって、
   前記第１の角度範囲は４５°以上９０°以下であって、
   前記第２の角度範囲は０°以上４５°以下であることを特徴とする、漏洩磁束探傷装置。

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