JP2017026354A5 - - Google Patents

Claims (15)

1. 磁性体部材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知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、
   欠陥が前記磁性体部材における前記検査プローブとの対向面である表面に生じている表面欠陥であるのか、当該対向面の裏面に生じている裏面欠陥であるのかを判定する欠陥面判定工程と、
   表面欠陥および裏面欠陥のそれぞれについて予め設定された評価アルゴリズムのうち、前記欠陥面判定工程の判定結果に応じた評価アルゴリズムを前記磁気センサの出力信号に適用することにより、前記磁性体部材の欠陥の定量的評価を行う評価工程とを含むことを特徴とする欠陥測定方法。
2. 前記磁性体部材の渦流探傷検査を行う渦流探傷工程を含み、
   前記欠陥面判定工程では、
   前記渦流探傷検査の結果に基づいて欠陥が前記磁性体部材の表裏いずれの面に存在するのかを判定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. 前記検査プローブは、
   前記磁性体部材との対向面に沿ってハルバッハ配列を成すように配置されている複数の磁石と、
   前記複数の磁石のうちのハルバッハ配列の中央部に配置されている磁石における前記磁性体部材との対向面側に配置されている、前記渦流探傷検査を行うための渦流探傷用センサとを備え、
   前記磁気センサは、前記複数の磁石のうちのハルバッハ配列の端部に配置されている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知することを特徴とする請求項２に記載の欠陥測定方法。
4. 前記磁性体部材は磁性体管であり、
   前記測定工程では、前記検査プローブを前記磁性体管内で当該磁性体管の軸方向に沿って移動させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の欠陥測定方法。
5. 前記磁気センサは、磁束密度に応じた電圧値を出力し、
   前記評価工程は、前記磁性体管の軸方向に垂直な断面における断面積に対する欠損した断面積の比率である断面欠損率を算出する断面欠損率算出工程を含み、
   前記断面欠損率算出工程では、
   試験用磁性体管に形成された複数種類の欠陥を前記各磁気センサにより測定したときの前記各磁気センサの出力電圧値の合計値と試験用磁性体管に形成された前記各欠陥の実際の断面欠損率との関係に基づいて予め設定された断面欠損率算出式と、前記磁性体管を測定したときの前記各磁気センサの出力電圧値の合計値とに基づいて前記磁性体管の断面欠損率を算出することを特徴とする請求項４に記載の欠陥測定方法。
6. 前記評価工程は、前記磁性体管の軸方向に垂直な断面における周方向に沿った欠陥の範囲を示す欠陥範囲を算出する欠陥範囲算出工程を含み、
   前記欠陥範囲算出工程では、
   試験用磁性体管に形成された複数種類の欠陥を測定したときの前記各磁気センサの出力電圧値のうちの最大値、前記各磁気センサの出力電圧値を前記最大値で除算した値の合計値、および試験用磁性体管に形成された前記各欠陥の実際の欠陥範囲との関係に基づいて予め設定された欠陥範囲算出用データと、前記磁性体管を測定したときの前記各磁気センサの出力電圧値の最大値、および前記各磁気センサの出力電圧値を前記最大値で除算した値の合計値とに基づいて、前記磁性体管における欠陥の欠陥範囲を算出することを特徴とする請求項４または５に記載の欠陥測定方法。
7. 前記評価工程は、
   前記磁性体管の軸方向に垂直な断面における周方向に沿った欠陥の範囲を示す欠陥範囲を算出する欠陥範囲算出工程と、
   前記磁性体管に生じている欠陥の欠陥深さを算出する欠陥深さ算出工程とを含み、
   前記欠陥範囲算出工程では、
   試験用磁性体管に形成された複数種類の欠陥を測定したときの前記各磁気センサの出力電圧値のうちの最大値、前記各磁気センサの出力電圧値を前記最大値で除算した値の合計値、および試験用磁性体管に形成された前記各欠陥の実際の欠陥範囲との関係に基づいて予め設定された欠陥範囲算出用データと、前記磁性体管を測定したときの前記各磁気センサの出力電圧値の最大値、および前記各磁気センサの出力電圧値を前記最大値で除算した値の合計値とに基づいて、前記磁性体管における欠陥の欠陥範囲を算出し、
   前記欠陥深さ算出工程では、
   前記磁性体管の外径の半径をｒ（ｍｍ）、前記断面欠損率算出工程で算出した断面欠損率をＳ（％）、前記欠陥範囲算出工程で算出した欠陥範囲をθ（°）、欠陥深さをｄ（ｍｍ）とすると、
   欠陥が前記磁性体管における前記検査プローブとの対向面の裏面に存在する場合には、
   ｄ＝ｒ−｛ｒ^２−Ｓ・３６０／（π・θ）｝^１／２
   に基づいて欠陥深さを算出し、
   欠陥が前記磁性体管における前記検査プローブとの対向面である表面に存在する場合には、
   ｄ＝｛（ｒ−ｔ）^２＋Ｓ・３６０／（π・θ）｝^１／２−（ｒ−ｔ）
   に基づいて欠陥深さを算出することを特徴とする請求項５に記載の欠陥測定方法。
8. 磁性体部材の欠陥測定装置であって、
   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知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信号に基づいて前記磁性体部材の欠陥の定量的評価を行うことができる磁束抵抗演算部とを備え、
   前記磁束抵抗演算部は、
   欠陥が前記磁性体部材における前記検査プローブとの対向面である表面および当該対向面の裏面のいずれに形成されているかに応じて選択される評価アルゴリズムを前記出力信号に適用することにより、前記磁性体部材の欠陥の定量的評価を行うことができる欠陥測定装置。
9. 前記検査プローブは、
   前記磁性体部材との対向面に沿ってハルバッハ配列を成すように配置されている複数の磁石と、
   前記複数の磁石のうちのハルバッハ配列の中央部に配置されている渦流探傷用センサと、
   前記複数の磁石のうちのハルバッハ配列の端部に配置されている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知する磁気センサとを備えており、
   前記渦流探傷用センサを用いた渦流探傷検査の結果に基づいて欠陥が前記磁性体部材における表裏いずれの面に存在するのかを判定することができる欠陥面判定部を備え、
   前記出力信号に前記欠陥面判定部の判定結果に応じて選択される評価アルゴリズムを適用することにより、前記磁性体部材の欠陥の定量的評価を行うことができる請求項８に記載の欠陥測定装置。
10. 前記磁性体部材は磁性体管であり、
    前記磁束抵抗演算部は、前記検査プローブを磁性体管内で当該磁性体管の軸方向に沿って移動させたときの前記各磁気センサの出力信号に基づいて前記磁性体管の欠陥の定量的評価を行うことができる請求項８または９に記載の欠陥測定装置。
11. 前記磁気センサは、磁束密度に応じた電圧値を出力し、
    前記磁束抵抗演算部は、前記磁性体管の軸方向に垂直な断面における断面積に対する欠損した断面積の比率である断面欠損率を算出することができる断面欠損率算出部を備え、
    前記断面欠損率算出部は、
    試験用磁性体管に形成された複数種類の欠陥を前記各磁気センサにより測定したときの前記各磁気センサの出力電圧値の合計値と、試験用磁性体管に形成された前記各欠陥の実際の断面欠損率との関係に基づいて予め設定された断面欠損率算出式と、前記磁性体管を測定したときの前記各磁気センサの出力電圧値の合計値とに基づいて前記磁性体管の断面欠損率を算出することができる請求項１０に記載の欠陥測定装置。
12. 前記磁束抵抗演算部は、前記磁性体管の軸方向に垂直な断面における周方向に沿った欠陥の範囲を示す欠陥範囲を算出することができる欠陥範囲算出部を備え、
    前記欠陥範囲算出部は、
    試験用磁性体管に形成された複数種類の欠陥を測定したときの前記各磁気センサの出力電圧値のうちの最大値、前記各磁気センサの出力電圧値を前記最大値で除算した値の合計値、試験用磁性体管に形成された前記各欠陥の実際の欠陥範囲の関係に基づいて予め設定された欠陥範囲算出用データと、前記磁性体管を測定したときの前記各磁気センサの出力電圧値の最大値および前記各磁気センサの出力電圧値を前記最大値で除算した値の合計値とに基づいて、前記磁性体管の欠陥範囲を算出することができる請求項１０または１１に記載の欠陥測定装置。
13. 前記磁束抵抗演算部は、
    前記磁性体管の軸方向に垂直な断面における周方向に沿った欠陥の範囲を示す欠陥範囲を算出することができる欠陥範囲算出部と、
    前記磁性体管に生じている欠陥の欠陥深さを算出する欠陥深さ算出部を備え、
    前記欠陥範囲算出部は、
    試験用磁性体管に形成された複数種類の欠陥を測定したときの前記各磁気センサの出力電圧値のうちの最大値、前記各磁気センサの出力電圧値を前記最大値で除算した値の合計値、試験用磁性体管に形成された前記各欠陥の実際の欠陥範囲の関係に基づいて予め設定された欠陥範囲算出用データと、前記磁性体管を測定したときの前記各磁気センサの出力電圧値の最大値および前記各磁気センサの出力電圧値を前記最大値で除算した値の合計値とに基づいて、前記磁性体管の欠陥範囲を算出し、
    前記欠陥深さ算出部は、
    前記磁性体管の外径の半径をｒ（ｍｍ）、前記断面欠損率算出部の算出した断面欠損率をＳ（％）、前記欠陥範囲算出部の算出した欠陥範囲をθ（°）、欠陥深さをｄ（ｍｍ）とすると、
    欠陥が前記磁性体管における前記検査プローブとの対向面の裏面に存在する場合には、
    ｄ＝ｒ−｛ｒ^２−Ｓ・３６０／（π・θ）｝^１／２
    に基づいて欠陥深さを算出し、
    欠陥が前記磁性体管における前記検査プローブとの対向面である表面に存在する場合には、
    ｄ＝｛（ｒ−ｔ）^２＋Ｓ・３６０／（π・θ）｝^１／２−（ｒ−ｔ）
    に基づいて欠陥深さを算出することができる請求項１１に記載の欠陥測定装置。
14. 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、
    前記磁性体部材との対向面に沿ってハルバッハ配列を成すように配置されている複数の磁石と、
    前記複数の磁石のうちのハルバッハ配列の中央部に配置されている渦流探傷用センサと、
    前記複数の磁石のうちのハルバッハ配列の端部に配置されている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知する磁気センサとを備えていることを特徴とする検査プローブ。
15. 磁性体からなる円筒状のヨークを備え、
    前記各磁石は前記ヨークの軸方向に沿ってハルバッハ配列を成すように並べて配置され、かつそれぞれの前記磁石は前記ヨークの外周面に沿って円筒状に配置されており、
    前記磁気センサは、前記ヨークの周方向に沿って複数配置されていることを特徴とする請求項１４に記載の検査プローブ。