JP2017026353A - 欠陥測定方法、欠陥測定装置および検査プローブ - Google Patents

Abstract

【課題】磁性体部材における欠陥を定量的に測定する。
【解決手段】磁石（２）と、磁石（２）および磁性体管（Ｐ）が形成する磁気回路上に配置され、当該磁気回路を流れる磁束密度を検出するホール素子（３）とを備える検査プローブ（１００）を用いてホール素子（３）の出力を測定し、ホール素子（３）の出力に基づいて、欠陥の有無および欠陥の深さを算出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、磁性体からなる部材の欠陥を測定する欠陥測定方法および欠陥測定装置、並びに上記欠陥の測定に用いられる検査プローブに関するものである。

従来、磁性体部材における減肉や亀裂等の欠陥の有無を調べるための検査方法として、特許文献１等に開示されている漏洩磁束法（ＭＦＬ；Magnetic Flux Leakage）等が知られている。

例えば、特許文献１では、電磁石および磁気センサを備える検査ピグが、検査対象の配管部分を磁気飽和するように磁化し、当該配管部分からの漏洩磁束を磁気センサで検出することで配管の欠陥の有無の判定を行っている。

特開２００４−２１２１６１号公報（２００４年７月２９日公開）

しかしながら、漏洩磁束法は、配管部分からの漏洩磁束に基づいて欠陥の有無を判定しているが、磁束の漏洩は、欠陥の端部等の配管の形状が不連続となっている部分でしか発生しない。そのため、配管の全周に亘って減肉が生じている場合や、緩やかに減肉が生じている場合には、磁束の漏洩が発生せず、欠陥を検知することができないという問題がある。また、漏洩磁束法は、磁束の漏洩に基づいて欠陥の有無を判定することはできるが、当該欠陥の深さ等を定量的に測定することはできないという問題もある。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、磁性体部材における欠陥を定量的に測定することにある。

本発明の一態様に係る欠陥測定方法は、磁性体部材の欠陥を検査するための欠陥測定方法であって、磁石と、前記磁石および前記磁性体部材が形成する磁気回路上に配置され、当該磁気回路を流れる磁束密度を検出する磁気センサとを備える検査プローブを用い、前記磁気センサの出力を測定する測定工程と、前記磁気センサの出力に基づいて、前記磁性体部材の欠陥の有無を判定し、前記磁性体部材と前記磁石とが対向する方向における前記磁性体部材の欠陥の深さを算出する算出工程とを含むことを特徴としている。

上記の方法によれば、磁石と、前記磁石および前記磁性体部材が形成する磁気回路上に配置され、当該磁気回路を流れる磁束を検出する磁気センサとを備える検査プローブを用い、前記磁気センサの出力を測定し、前記磁気センサの出力に基づいて欠陥の有無を判定し、欠陥の深さを算出することにより、磁性体部材における欠陥を定量的に測定することができる。

また、前記測定工程の前に、校正用の磁性体部材を用い、前記校正用の磁性体部材の欠陥の深さの実測値と、前記磁気センサの出力との対応付けを行うことで、前記磁気センサの出力と検査対象の磁性体部材の欠陥の深さとの関係式を算出する関係式算出工程を含み、前記算出工程において、前記関係式に基づいて前記磁気センサの出力から前記磁性体部材の欠陥の深さを算出するようにしてもよい。

上記の構成によれば、校正用の磁性体部材を用いて算出する、磁気センサの出力と検査対象の磁性体部材の欠陥の深さとの関係式を用いて前記磁性体部材の欠陥の深さを算出することで、精度良く欠陥の深さを測定することができる。

本発明の一態様に係る欠陥測定装置は、磁石と、前記磁石および磁性体部材が形成する磁気回路上に配置され、当該磁気回路を流れる磁束密度を検出する磁気センサとを備える検査プローブと、前記磁気センサの出力に基づいて、前記磁性体部材の欠陥の有無を判定し、前記磁性体部材と前記磁石とが対向する方向における前記磁性体部材の欠陥の深さを算出する欠陥深さ算出部とを備えることを特徴としている。

上記の構成によれば、磁石と、前記磁石および前記磁性体部材が形成する磁気回路上に配置され、当該磁気回路を流れる磁束密度を検出する磁気センサとを備える検査プローブを用い、前記磁気センサの出力を測定し、前記磁気センサの出力に基づいて欠陥の有無を判定し、欠陥の深さを算出することにより、磁性体部材における欠陥を定量的に測定することができる。

また、校正用の磁性体部材を用い、前記校正用の磁性体部材の欠陥の深さの実測値と、前記磁気センサの出力との対応付けを行うことで算出する、前記磁気センサの出力と検査対象の磁性体部材の欠陥の深さとの関係式が記憶されている記憶部を備え、前記欠陥深さ算出部は、前記関係式に基づいて、前記磁気センサの出力から前記磁性体部材の欠陥の深さを算出する構成としてもよい。

上記の構成によれば、校正用の磁性体部材を用いて算出する、磁気センサの出力と検査対象の磁性体部材の欠陥の深さとの関係式を用いて前記磁性体部材の欠陥の深さを算出することで、精度良く欠陥の深さを測定することができる。

本発明の一態様に係る検査プローブは、磁性体部材の欠陥を検査するための検査プローブであって、磁石と、前記磁石および前記磁性体部材が形成する磁気回路上に配置され、当該磁気回路を流れる磁束密度を検出する磁気センサとを備えることを特徴としている。

上記の構成によれば、磁気センサが、磁石および磁性体部材が形成する磁気回路を流れる磁束密度を検出することにより、磁気センサの出力値に基づいて、磁性体部材における欠陥を定量的に測定することができる。

また、前記磁石は、前記磁性体部材と対向する方向に分極しており、前記磁石における前記磁性体部材との対向面とは反対側の面で前記磁石に対向するように配設されたヨークを備え、前記ヨークは、前記磁石および前記磁性体部材と共に前記磁気回路を形成する構成としてもよい。

上記の構成によれば、磁性体部材における欠陥を定量的に測定することができる。

以上のように、本発明の欠陥測定方法、欠陥測定装置および検査プローブによれば、磁性体部材における欠陥を定量的に測定することができる。

本発明の一実施形態に係る減肉測定装置で用いられる検査プローブの構成を示す模式図である。 図１に示した検査プローブの減肉測定時における状態を示す模式図である。 図１に示した検査プローブが備えるホール素子から出力される電圧と、磁性体管の減肉率との関係を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、外部磁場Ｈと、外部磁場Ｈに置かれた磁性体管に作用する磁束密度Ｂと、Ｂ＝μＨの関係から求めた磁性体管の比透磁率μとの関係を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、複数の減肉を有する試験片の一例を示す説明図であり、（ａ）は、全面減肉の試験片を、（ｂ）は、局部減肉の試験片を示す図である。 図５の（ａ）および（ｂ）に示した試験片における、ホール素子の出力電圧と、磁性体管の減肉率および減肉範囲との関係を示す図である。 図５の（ａ）および（ｂ）に示した試験片、並びに、実機で使用された磁性体管における、図１に示した検査プローブが備えるホール素子の出力電圧と、減肉深さの実測値との関係を示す図である。 図１に示した検査プローブにおける、肉厚評価値と肉厚実測値との関係を示す図である。 本発明の一実施形態に係る減肉測定装置に備えられる処理部の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る減肉測定装置における処理の流れを示すフローチャートである。 漏洩磁束法において、ホール素子から出力される電圧と、磁性体管の減肉率との関係を示す図である。

本発明の磁性体部材は、磁性体からなる部材であり、例えば、磁性体からなるケーブル、ワイヤ、板状部材、各種構造物等が挙げられる。磁性体部材の欠陥としては、減肉状の欠陥（以下、減肉と称する）、亀裂状の欠陥等が挙げられる。該減肉とは、機械的な摩耗や、化学的な腐食によって厚みが薄くなる現象である。

本発明の一実施形態について説明する。本実施形態では、磁性体部材として磁性体管を検査対象とし、磁気センサとしてホール素子を用いて、減肉を検査する実施例について説明するが、本発明の適用対象は磁性体管に限るものでも、減肉の検査に限るものでもない。

本実施形態では、本発明の磁性体部材と磁石とが対向する方向における欠陥の深さを、「減肉深さ」と称し、本発明の磁気センサの出力に基づいて、欠陥の有無を判定し、磁性体部材と磁石とが対向する方向における欠陥の深さを算出する欠陥深さ算出部を、「減肉深さ算出部」と称し、本発明の欠陥測定装置を、「減肉測定装置」と称する。

（１．検査プローブ１００の構成）
図１は、本実施形態に係る検査プローブ１００の構成を示す模式図である。

本実施形態では、検査プローブ１００を磁性体管の管内に挿入して管内を移動させることにより、後述する磁束抵抗法（ＭＦＲ；Magnetic Flux Resistance）を用いて磁性体管の減肉の検査を行う。検査対象の磁性体管としては、例えば、炭素鋼、フェライト系ステンレス鋼、フェライト相およびオーステナイト相の二相からなる二相ステンレス鋼等の磁性体からなる管体を用いることができる。

図１に示すように、検査プローブ１００は、磁石２と、ホール素子３と、ヨーク１とを備える。

ヨーク１は、磁性体からなる中空円筒状の部材である。ヨーク１を構成する磁性体としては、例えば、炭素鋼や低合金鋼等の高透磁率金属を用いることができる。なお、ヨーク１の形状は特に限定されるものでは無く、例えば、棒状、板状、円柱状等の形状が挙げられる。

磁石２は、ヨーク１の外周面に沿って取り付けられており、検査プローブ１００が磁性体管内に挿入された際に、一方の磁極がヨーク１と対向し、他方（反対側）の磁極が磁性体管と対向するように、磁性体管の半径方向に磁極を向けて配置される。すなわち、磁石２は、磁性体管と対向する方向に分極している。なお、図１では、磁石２のＮ極がヨーク１側に配置され、Ｓ極が磁性体管側に配置される例を示したが、これに限られるものでは無く、Ｓ極をヨーク１側に配置し、Ｎ極を磁性体管側に配置してもよい。

ここで、図１に矢印で示すように、磁石２とヨーク１とは、磁気回路を形成している。ホール素子３は、当該磁気回路上に設けられており、図１では、ホール素子３が、磁石２における、磁性体管の軸方向の端部に設けられている例を示している。また、ホール素子３は、磁気抵抗が減少し、ホール素子３を通過する磁束密度が大きくなると、出力電圧が減少するように配置されている。

（２．磁束抵抗法の概要）
図２は、磁性体管Ｐの減肉測定時における検査プローブ１００を模式的に示した図であり、（ａ）は、磁性体管Ｐに減肉が生じていない場合を、（ｂ）は、磁性体管Ｐに減肉が生じている場合を示している。本実施形態に係る検査プローブ１００は、検査プローブ１００が磁性体管Ｐの内部に挿入されることにより、検査プローブ１００の磁石２およびヨーク１と、磁性体管Ｐとが磁気回路を形成する。図２の（ａ）に示すように、磁性体管Ｐに減肉が生じていない場合には、磁性体管Ｐの肉厚が大きいため、磁気回路における磁気抵抗が小さくなり、ホール素子３を通過する磁束密度は大きくなる。これに対して、図２の（ｂ）に示すように、磁性体管Ｐに減肉が生じている場合には、磁性体管Ｐの肉厚は、図２の（ａ）に示した状態よりも小さくなり、磁気回路における磁気抵抗が大きくなる。そのため、ホール素子３を通過する磁束密度も、図２の（ａ）に示す状態よりも小さくなる。ここで、ホール素子３は、ホール素子３を通過する磁束密度の多寡に応じて出力電圧が変化する。そのため、ホール素子３を通過する磁束密度が大きくなると、ホール素子３の出力電圧が減少するようにホール素子３を配置し、ホール素子３の出力電圧を測定することよって、磁性体管Ｐの減肉の有無を判定し、磁性体管Ｐの肉厚および減肉深さを算出する。なお、本実施形態における磁性体管Ｐの肉厚とは、磁性体管Ｐと磁石２とが対向する方向における磁性体管Ｐの厚みである。

図３は、ホール素子３から出力される電圧と、磁性体管Ｐの減肉率との関係を示す図であり、磁性体管Ｐに減肉が生じておらず、健全である場合のホール素子３の出力電圧を０Ｖとして示している。また、比較のために、図１１に漏洩磁束法においてホール素子３’から出力される電圧と、磁性体管Ｐの減肉率との関係を示す。

図３に示すように、検査プローブ１００が空中にある場合、すなわち、磁気回路内に検査対象の磁性体管Ｐが存在しない場合には、磁気回路における磁気抵抗は大きいため、ホール素子３を通過する磁束密度は小さく、ホール素子３の出力電圧は大きい値となる。一方、検査プローブ１００が、磁性体管Ｐの内部にあり、磁性体管Ｐに減肉が生じていない場合には、上述したように磁気回路における磁気抵抗が小さくなり、ホール素子３の出力電圧は小さい値となる。そして、磁性体管Ｐに減肉が生じている場合には、ホール素子３は、減肉率に応じた電圧を出力する。例えば、磁性体管Ｐに、２５％、５０％、７５％の減肉率で減肉が生じている場合には、ホール素子３は、それぞれの減肉率に応じた電圧を出力する。なお、本実施形態における減肉率とは、健全な状態における磁性体管Ｐの肉厚に対する、磁性体管Ｐと磁石２とが対向する方向における減肉部の深さの割合を示す値であり、減肉率が７５％であるといえば、磁性体管Ｐの厚みが健全な状態の１／４になっていることを示す。

これに対して、図１１に示すように、漏洩磁束法では、磁束の漏洩が発生するのが、磁性体管Ｐの形状が不連続となっている部分のみであり、そのため、ホール素子３’の出力電圧が変化するのも、磁性体管Ｐの形状が不連続となる部分のみである。また、ホール素子３’の出力電圧からは、磁性体管Ｐの肉厚および減肉深さを算出することはできない。

図４は、外部磁場Ｈと、外部磁場Ｈに置かれた磁性体管Ｐに作用する磁束密度Ｂと、Ｂ＝μＨの関係から求めた磁性体管Ｐの比透磁率μとの関係を示す図であり、図４の（ａ）では、横軸を外部磁場Ｈ、縦軸を比透磁率μおよび磁束密度Ｂとして、図４の（ｂ）では、横軸を磁束密度Ｂ、縦軸を比透磁率μとしてそれぞれの関係を示している。

図４の（ｂ）に示すように、磁束密度Ｂが小さい領域（図中領域α）は、磁気ノイズが発生し、比透磁率μが不安定な領域である。また、磁束密度Ｂが中程度の領域（図中領域β）は、磁気ノイズは抑制されるものの、磁束密度Ｂが増加しても比透磁率μの変化は小さく、ホール素子３を用いて磁性体管Ｐの減肉率を測定するには不適な領域である。

一方、磁束密度が大きい領域（図中領域γ）では、磁束密度Ｂが増加するに従って、比透磁率μが単調減少しており、磁性体管Ｐの減肉率を測定するのに適した領域である。特に、磁束密度Ｂが、磁性体管Ｐが完全には磁気飽和に達しない程度に大きい領域では、磁束密度Ｂが増加するにつれて、比透磁率μが直線的に減少している。そのため、磁性体管Ｐに当該領域の磁束密度Ｂが作用するように検査プローブ１００を構成し、磁性体管Ｐの減肉率の測定を行うと、磁性体管Ｐの減肉率と、ホール素子３の出力電圧との間には直線関係が成り立つ。そのため、検査プローブ１００に用いる磁石２は、強い磁場を発生する高性能磁石であることが好ましく、例えば、ネオジム磁石等の希土類磁石を用いる事ができる。

ここで、検査プローブ１００は、磁性体管Ｐの内部に挿入されるため、磁性体管Ｐの内径が小さく、検査プローブ１００に配設することができる磁石２の大きさに制約が有り、単一の磁石２のみでは図４の（ｂ）に示す領域γの磁束密度を達成することができない場合がある。そのような場合には、複数の磁石２をハルバッハ配列で配置する等の方法を用いて所望の磁束密度Ｂを実現するようにしてもよい。

図５は、複数の減肉を有する試験片の一例を示す説明図であり、（ａ）は、全面減肉の試験片を、（ｂ）は、局部減肉の試験片を示している。

図５の（ａ）および（ｂ）に示すような１２種類の減肉を有する試験片を作成し、それぞれの減肉におけるホール素子３の出力電圧を測定した。すなわち、〔減肉範囲，減肉率〕がそれぞれ〔４５°，２５％〕、〔４５°，５０％〕、〔４５°，７５％〕、〔９０°，２５％〕、〔９０°，５０％〕、〔９０°，７５％〕、〔１３５°，２５％〕、〔１３５°，５０％〕、〔１３５°，７５％〕、〔３６０°，２５％〕、〔３６０°，５０％〕、〔３６０°，７５％〕の減肉を有する試験片を作成した。ここで、減肉範囲とは、磁性体管Ｐの軸方向に垂直な断面における周方向の減肉が生じている範囲を角度で表したものである。すなわち、減肉範囲が３６０度であるといえば、磁性体管Ｐの全周に亘って減肉が生じていることを表している。

図６は、図５の（ａ）および（ｂ）に示した試験片における、ホール素子３の出力電圧と、磁性体管Ｐの減肉率および減肉範囲との関係を示す図である。

図６に示すように、減肉範囲が４５°、９０°、１３５°および３６０°の何れの場合であっても、ホール素子３の出力電圧と、減肉率との間には直線関係があるが、減肉範囲によって当該直線の傾きは変化し、減肉範囲が広くなるにつれて、傾きは小さくなっている。これは、減肉範囲が狭くなるほど、磁束が減肉部を迂回して健全部に流れやすくなるからである。すなわち、減肉範囲が狭い場合には、減肉率が多くなっても磁気抵抗が大きくならないため、減肉率が変化しても、ホール素子３を通過する磁束密度があまり変化しない。そのため、減肉範囲が狭い場合には、減肉率の変化に対してホール素子３の出力電圧の変化が小さく、ホール素子３の出力電圧と、減肉率との関係を示す直線の傾きは大きな値を示す。

図７は、上述した試験片、および、実機で使用された磁性体管における、ホール素子３の出力電圧と、減肉深さの実測値との関係を示す図である。なお、減肉深さの実測値は、超音波厚さ計、または水浸回転式超音波厚さ測定法を用いて測定した。

ここで、実機で使用された磁性体管においては、試験片とは異なり、なだらかな減肉や、孔食状の減肉といった様々な形態で減肉が生じる。しかしながら、実機で使用された磁性体管においても、図７に示すように、ホール素子３の出力電圧と、減肉深さの実測値との間には、相関係数Ｒの二乗値である決定係数Ｒ^２≒０．７２程度の相関があった。

そのため、実機で使用された磁性体管を校正用の磁性体管として用いて、ホール素子３の出力電圧と、磁性体管の減肉深さの実測値との関係式を算出した。具体的には、最小二乗法を用いて近似直線Ｌ（Ｙ＝ａＸ）を算出した。そして、このようにして算出した近似直線Ｌと、検査プローブ１００で測定した磁性体管における磁気センサの出力値とから、磁性体管の減肉深さを算出し、健全な状態における磁性体管の肉厚と該減肉深さとの差を求めることで、肉厚評価値を算出した。

図８は、肉厚評価値と肉厚実測値との関係を示す図である。図中において、肉厚評価値＝肉厚実測値となる線を実線で示し、肉厚評価値＋０．２ｍｍ＝肉厚実測値となる線を破線で、肉厚評価値−０．２ｍｍ＝肉厚実測値となる線を一点鎖線で示している。図８に示すように、肉厚評価値と肉厚実測値との間には良い相関があり、肉厚評価値と肉厚実測値との差は、肉厚に換算して概ね±０．２ｍｍ程度である。なお、肉厚実測値は、超音波厚さ計、または水浸回転式超音波厚さ測定法を用いて測定した。

このように、実機で使用された磁性体管を用いて、検査プローブ１００のホール素子３の出力電圧と、減肉深さの実測値との関係式を算出し、当該関係式を用いることで、検査プローブ１００で測定したホール素子３の出力電圧から、磁性体管の減肉深さおよび肉厚を求めることが可能となる。

（３．処理部２０の構成）
図９は、本実施形態に係る減肉測定装置２００に備えられる処理部２０の構成を示すブロック図である。なお、検査プローブ１００と処理部２０とにより、本実施形態に係る減肉測定装置２００が構成される。

本実施形態に係る減肉測定装置２００は、検査プローブ１００が備えるホール素子３の出力電圧に基づいて、磁束抵抗法を用いて、処理部２０が磁性体管の減肉を定量的に評価する。

図９に示すように、処理部２０は、検出部２１、記憶部２２、演算部２３を備える。また、演算部２３は、検出位置特定部２４および減肉深さ算出部２５を備える。

検出部２１は、ホール素子３の出力電圧値を取得し、取得した電圧値と当該各電圧値の検出時刻（検出タイミング）とを対応付けて記憶部２２に記憶させる。

記憶部２２の構成は特に限定されるものではなく、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系等の記録媒体を用いることができる。また、記憶部２２には、予め校正用の磁性体管を用いて算出する、ホール素子３の出力電圧と磁性体管の減肉深さとの関係を示す関係式が記憶されている。

検出位置特定部２４は、記憶部２２に記憶されているホール素子３の出力電圧値およびその検出時刻に基づいて、磁性体管におけるホール素子３の出力電圧に対応する検出位置を特定する。

減肉深さ算出部２５は、記憶部２２に保存されているホール素子３の出力電圧、および、ホール素子３の出力電圧と磁性体管の減肉深さとの関係を示す関係式に基づいて、減肉の有無を判定し、磁性体管の減肉深さを算出する。

なお、演算部２３は、ＡＳＩＣ（Application specific integrated circuit）等の集積回路（ハードウェアロジック）であってもよく、ＣＰＵ等のプロセッサを搭載したコンピュータがソフトウェアを実行することによって実現されるものであってもよく、それらを組み合わせて実現されるものであってもよい。

また、演算部２３は、検出部２１、記憶部２２と共通の筐体に備えられるものであってもよく、別体に備えられるものであってもよい。後者の場合、演算部２３は、記憶部２２に記憶された情報を、有線通信、無線通信、あるいは着脱可能な記憶媒体等を介して取得し、演算処理を行う。

（４．減肉測定処理）
図１０は、本実施形態における減肉測定処理の流れを示すフローチャートである。

まず、検査プローブ１００を検査対象の磁性体管に挿入して磁性体管内を軸方向に沿って移動させながらホール素子３による測定処理を行う（Ｓ１）。

次に、検出位置特定部２４が、記憶部２２に記憶されている情報に基づいて、ホール素子３の出力電圧値に対応する検出位置（磁性体管の軸方向の位置）を特定する（Ｓ２）。

次に、減肉深さ算出部２５が、記憶部２２に保存されているホール素子３の出力電圧、および、ホール素子３の出力電圧と磁性体管の減肉深さとの関係を示す関係式に基づいて、減肉の有無を判定し、磁性体管の減肉深さを算出する（Ｓ３）。そして、減肉深さ算出部２５は、算出した減肉深さと、検出位置特定部２４が特定した検出位置とを対応付け、処理を終了する。

（５．変形例）
なお、本実施形態においては、磁気回路を流れる磁束を検出する磁気センサとしてホール素子３を用いたが、磁気回路を流れる磁束密度の変化を検出することができる種々の磁気センサを用いる事ができる。

また、本実施形態においては、ホール素子３は、磁石２における磁性体管の長さ方向の端部に設けられている構成としたが、ホール素子３が設けられる位置はこれに限られるものでは無い。ホール素子３は、磁石２、磁性体管、および必要に応じてヨーク１で構成される磁気回路を流れる磁束密度を検出することができればよく、すなわち、当該磁気回路上であればどこに設けられていてもよい。

また、本実施形態においては、検査プローブ１００がホール素子３を１つ備える構成としたが、ホール素子３の数はこれに限られるものでは無く、検査プローブ１００は、複数のホール素子３を備えていてもよい。検査プローブ１００が複数のホール素子３を備えている場合には、ヨーク１が円筒あるいは円柱形状を有し、ヨーク１の外周に沿って複数の磁石２が等間隔で配置される。そして、複数のホール素子３は、複数の磁石２のそれぞれとヨーク１とが形成する磁気回路上に、当該磁気回路を流れる磁束密度が小さくなれば大きな電圧を出力するようにそれぞれ配置される。検査プローブ１００をこのような構成とすることで、複数のホール素子３のそれぞれから出力電圧を得ることができる。そのため、減肉範囲が狭く、磁束が当該減肉を迂回し、健全部を流れてしまうような局所的な減肉であっても、減肉の検知および減肉率の評価が可能となる。このように、検査プローブ１００が複数のホール素子３を備えている場合には、複数のホール素子３の出力電圧のうち、最大の値を示すものを用いて減肉の深さおよび肉厚の評価を行うことで、より正確に減肉の深さおよび肉厚の評価を行うことが可能となる。

また、本実施形態では、検査プローブ１００における磁石２の分極方向が、磁性体管と対向する方向となるよう、磁石２が配置されている構成を示したが、上述したように、図４の（ｂ）に示す領域γの磁束密度を達成することができればよく、検査プローブ１００に配置される磁石２の分極方向はこれに限られるものでは無い。例えば、磁石２は、磁性体管の軸方向と分極方向とが平行となるように配置されていてもよい。そのような場合であっても、ホール素子３およびヨーク１は、磁石２と磁性体管とで構成される磁気回路上に設けられていればよい。

また、本実施形態においては、検査プローブ１００が、ヨーク１を備えている構成を示したが、必ずしもヨーク１を備えている必要は無い。すなわち、検査プローブ１００は、図４の（ｂ）に示す領域γの磁束密度を磁性体管に作用することができればよい。

また、本実施形態では、検査プローブ１００を検査対象の磁性体管に挿入して、磁性体管内を軸方向に沿って移動させながらホール素子３による測定処理を行い、減肉の有無の判定、および、減肉深さの算出を行う構成としたが、検査対象の磁性体管のある一点における減肉の有無の判定、および、減肉深さの算出を行う場合には、検査プローブ１００を移動させる必要は無い。すなわち、検査プローブ１００を検査対象の磁性体管に挿入し、任意の箇所でホール素子３の出力を測定することで、磁性体管の任意の箇所における減肉の有無の判定、および、減肉深さの測定を行ってもよい。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、磁性体からなる部材の欠陥を測定する欠陥測定方法および欠陥測定装置、並びに上記欠陥の測定に用いられる検査プローブに適用できる。

１ ヨーク
２ 磁石
３ ホール素子（磁気センサ）
２０ 処理部
２５ 減肉深さ算出部（欠陥深さ算出部）
１００ 検査プローブ
２００ 減肉測定装置（欠陥測定装置）
Ｐ 磁性体管（磁性体部材）

Claims (6)

1. 磁性体部材の欠陥を検査するための欠陥測定方法であって、
   磁石と、前記磁石および前記磁性体部材が形成する磁気回路上に配置され、当該磁気回路を流れる磁束密度を検出する磁気センサとを備える検査プローブを用い、前記磁気センサの出力を測定する測定工程と、
   前記磁気センサの出力に基づいて、前記磁性体部材の欠陥の有無を判定し、前記磁性体部材と前記磁石とが対向する方向における前記磁性体部材の欠陥の深さを算出する算出工程とを含むことを特徴とする欠陥測定方法。
2. 前記測定工程の前に、校正用の磁性体部材を用い、前記校正用の磁性体部材の欠陥の深さの実測値と、前記磁気センサの出力との対応付けを行うことで、前記磁気センサの出力と検査対象の磁性体部材の欠陥の深さとの関係式を算出する関係式算出工程を含み、
   前記算出工程において、前記関係式に基づいて前記磁気センサの出力から前記磁性体部材の欠陥の深さを算出することを特徴とする請求項１に記載の欠陥測定方法。
3. 磁石と、前記磁石および磁性体部材が形成する磁気回路上に配置され、当該磁気回路を流れる磁束密度を検出する磁気センサとを備える検査プローブと、
   前記磁気センサの出力に基づいて、前記磁性体部材の欠陥の有無を判定し、前記磁性体部材と前記磁石とが対向する方向における前記磁性体部材の欠陥の深さを算出する欠陥深さ算出部とを備えることを特徴とする欠陥測定装置。
4. 校正用の磁性体部材を用い、前記校正用の磁性体部材の欠陥の深さの実測値と、前記磁気センサの出力との対応付けを行うことで算出する、前記磁気センサの出力と検査対象の磁性体部材の欠陥の深さとの関係式が記憶されている記憶部を備え、
   前記欠陥深さ算出部は、前記関係式に基づいて、前記磁気センサの出力から前記磁性体部材の欠陥の深さを算出することを特徴とする請求項３に記載の欠陥測定装置。
5. 磁性体部材の欠陥を検査するための検査プローブであって、
   磁石と、
   前記磁石および前記磁性体部材が形成する磁気回路上に配置され、当該磁気回路を流れる磁束密度を検出する磁気センサとを備えることを特徴とする検査プローブ。
6. 前記磁石は、前記磁性体部材と対向する方向に分極しており、
   前記磁石における前記磁性体部材との対向面とは反対側の面で前記磁石に対向するように配設されたヨークを備え、
   前記ヨークは、前記磁石および前記磁性体部材と共に前記磁気回路を形成することを特徴とする請求項５に記載の検査プローブ。

Images