JP2617615B2 - 磁気測定方法およびその装置 - Google Patents
磁気測定方法およびその装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば鋼管や鉄板等に発生する漏洩磁束を
磁気センサーを用いて測定する磁気測定方法およびこの
磁気測定方法を用いた磁気測定装置に関する。
磁気センサーを用いて測定する磁気測定方法およびこの
磁気測定方法を用いた磁気測定装置に関する。
［従来の技術］ 例えば鋼管や鉄板等に発生する欠陥を検査する方法と
して、超音波探傷法、渦電流探傷法、漏洩磁束探傷法等
が用いられている。
して、超音波探傷法、渦電流探傷法、漏洩磁束探傷法等
が用いられている。
このうち漏洩磁束探傷法は肉厚鋼板の両面を片面側か
ら探傷可能であること、また鋼管の内外面に発生する欠
陥に対して高い検出感度を有することから比較的広く使
用されている。
ら探傷可能であること、また鋼管の内外面に発生する欠
陥に対して高い検出感度を有することから比較的広く使
用されている。
漏洩磁束探傷法について従来から公知の技術について
述べると、第６図に示すように、磁化ヨーク１に巻装さ
れた電磁石用コイル２に直流電源３から直流電力を供給
するようにしている。磁化ヨーク１の上には試験片４が
設置され磁化されるようになっている。そして試験片４
に欠陥部５があればその欠陥部５から試験片４の外側に
磁束の一部が図中点線で示すように漏洩する。そこで磁
気センサー６により漏洩磁束を検出し電気信号に変換す
ることによって欠陥部５を間接的に検出する。
述べると、第６図に示すように、磁化ヨーク１に巻装さ
れた電磁石用コイル２に直流電源３から直流電力を供給
するようにしている。磁化ヨーク１の上には試験片４が
設置され磁化されるようになっている。そして試験片４
に欠陥部５があればその欠陥部５から試験片４の外側に
磁束の一部が図中点線で示すように漏洩する。そこで磁
気センサー６により漏洩磁束を検出し電気信号に変換す
ることによって欠陥部５を間接的に検出する。
なお、詳細については非破壊検査便覧（日本非破壊検
査協会編）第IV編（P573〜599）を参照。
査協会編）第IV編（P573〜599）を参照。
ところで欠陥部５から漏洩する磁束密度は第７図に鋼
材表面と磁気センサーであるホール素子との距離との関
係で示されているように非常に微弱である。なお、第８
図は第７図の測定に使用される鋼材を示すもので、Ｗは
欠陥幅、ｄは欠陥の深さを示している。
材表面と磁気センサーであるホール素子との距離との関
係で示されているように非常に微弱である。なお、第８
図は第７図の測定に使用される鋼材を示すもので、Ｗは
欠陥幅、ｄは欠陥の深さを示している。
このことから漏洩磁束を検出する磁気センサー６とし
ては、微少磁界に対する検出感度が高いこと、磁気
センサーの初期バイアス電圧のバラツキが小さいこと、
温度特性が良好であること、が要求される。
ては、微少磁界に対する検出感度が高いこと、磁気
センサーの初期バイアス電圧のバラツキが小さいこと、
温度特性が良好であること、が要求される。
しかし現在市販されている磁気センサーの微小磁束に
対する検出感度は第９図に示すように極めて小さい。な
お、図中グラフａは磁気センサーとして磁気ダイオード
を使用したものであり、グラフｂは磁気抵抗素子を使用
したものであり、またグラフｃはホール素子を使用した
ものである。
対する検出感度は第９図に示すように極めて小さい。な
お、図中グラフａは磁気センサーとして磁気ダイオード
を使用したものであり、グラフｂは磁気抵抗素子を使用
したものであり、またグラフｃはホール素子を使用した
ものである。
また磁気抵抗素子の初期バイアス電圧のバラツキにつ
いて見ると12個の磁気抵抗素子に対して第10図に示すバ
ラツキがあった。すなわち各センサー間で大きなバラツ
キがあり、このため各センサー毎に初期バイアスを調整
しないと増幅時に飽和して探傷不能となる場合が発生す
る。
いて見ると12個の磁気抵抗素子に対して第10図に示すバ
ラツキがあった。すなわち各センサー間で大きなバラツ
キがあり、このため各センサー毎に初期バイアスを調整
しないと増幅時に飽和して探傷不能となる場合が発生す
る。
さらに第11図に示すように磁気ダイオード７を抵抗８
を介して直流電源９に接続して温度変化特性を測定した
ところ第12図に示す特性となり、温度による出力変化が
大きい問題があった。
を介して直流電源９に接続して温度変化特性を測定した
ところ第12図に示す特性となり、温度による出力変化が
大きい問題があった。
そこで本発明者は、先に微小磁界に対する検出感度が
高く、しかも温度変化に対する出力変化が小さく温度変
化特性の良好な磁気測定装置を開発し出願した。（特願
昭63−50539号） この先願の基本原理を述べると、第13図に示すように
定周波・定電圧電源である発振器11に固定インピーダン
ス12と強磁性体コア13に巻回されたコイル14との直列回
路を接続したものにおいて、発振器11から第14図の
（ａ）に示すような波形の交流電流をコイル14に供給し
たとすると、コイル14の両端に発生する電圧は固定イン
ピーダンス12の抵抗値Ｒとコイル14のインピーダンスZs
に対応して決定される。すなわち、 e0＝ｅ・Zs/（Ｒ＋Zs） で示される。なお、e0はコイル14の両端電圧、ｅは発振
器11の出力電圧である。
高く、しかも温度変化に対する出力変化が小さく温度変
化特性の良好な磁気測定装置を開発し出願した。（特願
昭63−50539号） この先願の基本原理を述べると、第13図に示すように
定周波・定電圧電源である発振器11に固定インピーダン
ス12と強磁性体コア13に巻回されたコイル14との直列回
路を接続したものにおいて、発振器11から第14図の
（ａ）に示すような波形の交流電流をコイル14に供給し
たとすると、コイル14の両端に発生する電圧は固定イン
ピーダンス12の抵抗値Ｒとコイル14のインピーダンスZs
に対応して決定される。すなわち、 e0＝ｅ・Zs/（Ｒ＋Zs） で示される。なお、e0はコイル14の両端電圧、ｅは発振
器11の出力電圧である。
そしてコイル11は強磁性体コア13に巻回されているの
で強磁性体コア13の透磁率に比例して変化する。
で強磁性体コア13の透磁率に比例して変化する。
今、外部磁界を与えるための磁石15を離した状態で、
すなわち外部磁界を加えない状態でコイル14に交流電流
を流し、強磁性体コア13を飽和域まで磁化すると、第15
図の（ａ）に示すように強磁性体コア13のヒステリシス
特性によって強磁性体コア13の透磁率特性は第15図の
（ｂ）に示すようになる。なお、ｎはコイル巻数、ｉは
コイル電流である。
すなわち外部磁界を加えない状態でコイル14に交流電流
を流し、強磁性体コア13を飽和域まで磁化すると、第15
図の（ａ）に示すように強磁性体コア13のヒステリシス
特性によって強磁性体コア13の透磁率特性は第15図の
（ｂ）に示すようになる。なお、ｎはコイル巻数、ｉは
コイル電流である。
このためコイル14の両端に発生する出力電圧は第14図
の（ｂ）に示すような波形となる。そして外部磁界を加
えられない状態では波形は正、負対称波形となり、正方
向の電圧v1と負方向の電圧v2は等しくなる。
の（ｂ）に示すような波形となる。そして外部磁界を加
えられない状態では波形は正、負対称波形となり、正方
向の電圧v1と負方向の電圧v2は等しくなる。
しかし磁石15を図中点線で示すようにコイル14に近接
させると強磁性体13を交差する磁束はコイル14で発生す
る磁界と外部磁界との合成磁束となる。このためコイル
14の両端に発生する波形は第14図の（ｃ）に示すように
v1＞v2となる。
させると強磁性体13を交差する磁束はコイル14で発生す
る磁界と外部磁界との合成磁束となる。このためコイル
14の両端に発生する波形は第14図の（ｃ）に示すように
v1＞v2となる。
従ってコイル14の両端に発生する出力電圧の正側の電
圧v1と負側の電圧v2を比較しその差を求めることによっ
て間接的に外部磁界を計測できる。従ってこの原理を漏
洩磁束探傷法に適用すれば外部磁界は欠陥によって発生
するので結局欠陥を探傷できることになる。
圧v1と負側の電圧v2を比較しその差を求めることによっ
て間接的に外部磁界を計測できる。従ってこの原理を漏
洩磁束探傷法に適用すれば外部磁界は欠陥によって発生
するので結局欠陥を探傷できることになる。
このような原理に基づいて具体的には第16図に示す回
路を使用している。これは発振器21に抵抗22と強磁性体
コア23に巻回されたコイル24との直列回路を接続し、そ
の直列回路に定周波、定電圧の交流電力を供給してい
る。そして前記コイル24の両端に発生する出力電圧を正
電圧検波器25及び負電圧検波器26にそれぞれ供給してい
る。そして前記各検波器25,26からの検波出力を加算器2
7に供給して加算し出力電圧V0を出力するようになって
いる。
路を使用している。これは発振器21に抵抗22と強磁性体
コア23に巻回されたコイル24との直列回路を接続し、そ
の直列回路に定周波、定電圧の交流電力を供給してい
る。そして前記コイル24の両端に発生する出力電圧を正
電圧検波器25及び負電圧検波器26にそれぞれ供給してい
る。そして前記各検波器25,26からの検波出力を加算器2
7に供給して加算し出力電圧V0を出力するようになって
いる。
この回路においては、先ず発振器21からコイル24に抵
抗22を介して交流電流を供給して強磁性体23を飽和する
まで磁化する。
抗22を介して交流電流を供給して強磁性体23を飽和する
まで磁化する。
そしてコイル24の両端に発生した出力電圧e0をそれぞ
れ検波器25,26で検出する。正電圧検波器25ではコイル2
4に発生する出力電圧e0の正電圧v1に比例した直流電圧V
1を得る。また負電圧検波器26ではコイル24に発生する
出力電圧e0の負電圧v2に比例した直流電圧V2を得る。
れ検波器25,26で検出する。正電圧検波器25ではコイル2
4に発生する出力電圧e0の正電圧v1に比例した直流電圧V
1を得る。また負電圧検波器26ではコイル24に発生する
出力電圧e0の負電圧v2に比例した直流電圧V2を得る。
しかしてこの各直流電圧V1,V2が加算器27に供給さ
れ、V1＋（−V2）の加算処理が行われその結果が出力電
圧V0として出力される。
れ、V1＋（−V2）の加算処理が行われその結果が出力電
圧V0として出力される。
従って強磁性体コア23に外部磁界が交差しなければ|V
1|＝|V2|となっているので出力電圧V0は0Vとなる。
1|＝|V2|となっているので出力電圧V0は0Vとなる。
また強磁性体コア23に外部磁界が交差すると外部磁界
の極性とその強さに対応して直流電圧V1,V2が変化する
ので、加算器27からの出力電圧V0＝V1＋（−V2）は外部
磁界に対応した値となる。しかしてこの出力電圧V0によ
って外部に発生した微小磁束を計測することができる。
の極性とその強さに対応して直流電圧V1,V2が変化する
ので、加算器27からの出力電圧V0＝V1＋（−V2）は外部
磁界に対応した値となる。しかしてこの出力電圧V0によ
って外部に発生した微小磁束を計測することができる。
そしてこの方式を使用したところ第17図に示すように
０〜10ガウスという微小な磁束密度に対して０〜略500m
Vという出力電圧V0が得られ検出感度の向上を図ること
ができた。
０〜10ガウスという微小な磁束密度に対して０〜略500m
Vという出力電圧V0が得られ検出感度の向上を図ること
ができた。
従ってこの磁気測定を鋼管や鋼板等の欠陥を検査する
漏洩磁束探傷法に適用すれば精度の高い欠陥検査が可能
となる。
漏洩磁束探傷法に適用すれば精度の高い欠陥検査が可能
となる。
［発明が解決しようとする課題］ しかしこの先願のものはコイルに交流電力を供給する
ものであるため消費電力が大きい問題がある。特に、バ
ッテリ駆動にはあまり適用できないという問題があり、
例えば長距離のパイプラインの欠陥を検査するときには
磁気センサーを備えた検査ヘッドをパイプ内に挿入して
ケーブルレス方式でその検査ヘッドを駆動して検査を行
なうことになるがこのような場合には検査ヘッドの動力
源はバッテリーとなるので、このような検査には向かな
いことになる。
ものであるため消費電力が大きい問題がある。特に、バ
ッテリ駆動にはあまり適用できないという問題があり、
例えば長距離のパイプラインの欠陥を検査するときには
磁気センサーを備えた検査ヘッドをパイプ内に挿入して
ケーブルレス方式でその検査ヘッドを駆動して検査を行
なうことになるがこのような場合には検査ヘッドの動力
源はバッテリーとなるので、このような検査には向かな
いことになる。
そこで本発明は、微小磁界に対する検出感度を向上で
き、しかも磁気センサーのコイルをパルス電圧で駆動さ
せることにより、省電力化を図ることができ、従ってバ
ッテリー駆動が実現できる磁気測定方法および磁気測定
装置を提供することを目的とする。
き、しかも磁気センサーのコイルをパルス電圧で駆動さ
せることにより、省電力化を図ることができ、従ってバ
ッテリー駆動が実現できる磁気測定方法および磁気測定
装置を提供することを目的とする。
また、パイプを検査するためにはパイプの内周面に沿
って多数の磁気センサーを並べることになるが、このよ
うに多数の磁気センサーを使用すると消費電力がさらに
増大することになる。
って多数の磁気センサーを並べることになるが、このよ
うに多数の磁気センサーを使用すると消費電力がさらに
増大することになる。
従って本発明は、このように多数の磁気センサーを使
用しても各磁気センサーのコイルをパルス電圧で駆動
し、各コイルに発生する電圧を順次択一的に取出すこと
によって省電力化を図ることができ、バッテリー駆動が
実現できる磁気測定装置を提供することを目的とする。
用しても各磁気センサーのコイルをパルス電圧で駆動
し、各コイルに発生する電圧を順次択一的に取出すこと
によって省電力化を図ることができ、バッテリー駆動が
実現できる磁気測定装置を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために、本発明の磁気測定方法に
おいては、強磁性体コアにコイルを巻回してなる磁気セ
ンサーを被測定磁界に近接させ、この磁気センサーのコ
イルに固定インピーダンスを介して、パルス周期Ｔとパ
ルス幅τとの比（T/τ）が５以上である周期的な正負の
パルス電圧を供給してコアを飽和域まで磁化し、コイル
の両端に発生する電圧の正負のピーク値をそれぞれ検出
し、この検出された正負のピーク値を加算し、この加算
値を前記被測定磁界に対応する測定値としている。
おいては、強磁性体コアにコイルを巻回してなる磁気セ
ンサーを被測定磁界に近接させ、この磁気センサーのコ
イルに固定インピーダンスを介して、パルス周期Ｔとパ
ルス幅τとの比（T/τ）が５以上である周期的な正負の
パルス電圧を供給してコアを飽和域まで磁化し、コイル
の両端に発生する電圧の正負のピーク値をそれぞれ検出
し、この検出された正負のピーク値を加算し、この加算
値を前記被測定磁界に対応する測定値としている。
また、本発明の磁気測定装置は、強磁性体コアにコイ
ルを巻回してなる磁気センサーと、この磁気センサーの
コイルに固定インピーダンスを介して、パルス周期Ｔと
パルス幅τとの比（T/τ）が５以上である周期的な正負
のパルス電圧を供給してコアを飽和域まで磁化するパル
ス電圧供給源と、コイルの両端に発生する電圧の正負の
ピーク値をそれぞれ検出する１対のピーク値検出手段
と、この両ピーク値検出手段にて検出された正負のピー
ク値を加算して測定出力を送出する加算器を設けたもの
である。
ルを巻回してなる磁気センサーと、この磁気センサーの
コイルに固定インピーダンスを介して、パルス周期Ｔと
パルス幅τとの比（T/τ）が５以上である周期的な正負
のパルス電圧を供給してコアを飽和域まで磁化するパル
ス電圧供給源と、コイルの両端に発生する電圧の正負の
ピーク値をそれぞれ検出する１対のピーク値検出手段
と、この両ピーク値検出手段にて検出された正負のピー
ク値を加算して測定出力を送出する加算器を設けたもの
である。
また別の発明の磁気測定装置は、パルス電圧供給源か
ら複数個の磁気センサーのコイルに固定インピーダンス
を介して、パルス周期Ｔとパルス幅τとの比（T/τ）が
５以上である周期的な正負のパルス電圧を供給してコア
を飽和域まで磁化し、各コイルの両端に発生する電圧を
選択手段にて順次択一的に取出し、その順次取出される
電圧の正負のピーク値を１対のピーク値検出手段でそれ
ぞれ検出して加算器で加算するものである。
ら複数個の磁気センサーのコイルに固定インピーダンス
を介して、パルス周期Ｔとパルス幅τとの比（T/τ）が
５以上である周期的な正負のパルス電圧を供給してコア
を飽和域まで磁化し、各コイルの両端に発生する電圧を
選択手段にて順次択一的に取出し、その順次取出される
電圧の正負のピーク値を１対のピーク値検出手段でそれ
ぞれ検出して加算器で加算するものである。
さらに別の発明の磁気測定装置は、パルス電圧供給源
から複数個の磁気センサーのコイルに固定インピーダン
スを介して、パルス周期Ｔとパルス幅τとの比（T/τ）
が５以上である周期的な正負のパルス電圧を順次択一的
に供給してコアを飽和域まで磁化し、各コイルの両端に
発生する電圧を選択手段によってパルス電圧供給源から
各コイルへのパルス電圧の供給に同期して順次択一的に
取出し、その順次取出される電圧の正負のピーク値を１
対のピーク値検出手段でそれぞれ検出して加算器で加算
するものである。
から複数個の磁気センサーのコイルに固定インピーダン
スを介して、パルス周期Ｔとパルス幅τとの比（T/τ）
が５以上である周期的な正負のパルス電圧を順次択一的
に供給してコアを飽和域まで磁化し、各コイルの両端に
発生する電圧を選択手段によってパルス電圧供給源から
各コイルへのパルス電圧の供給に同期して順次択一的に
取出し、その順次取出される電圧の正負のピーク値を１
対のピーク値検出手段でそれぞれ検出して加算器で加算
するものである。
［作用］ このような構成の磁気測定方法および磁気測定装置に
おいては、パルス電圧供給源から被測定磁界に近接され
た磁気センサーのコイルに、パルス周期Ｔとパルス幅τ
との比（T/τ）が５以上である周期的な正負のパルス電
圧が供給され、それによってコイル両端に発生する電圧
の正負のピーク値を１対のピーク値検出手段で検出し、
その各ピーク値を加算器で加算することによって磁気セ
ンサーが検出する被測定磁界（外部磁界）の変化を電圧
レベルの変化として測定することができる。さらに、磁
気センサーに印加する電圧波形をパルス周期Ｔとパルス
幅τとの比（T/τ）が５以上である周期的な正負のパル
ス電圧としているので、消費電力を大幅に抑制できる。
おいては、パルス電圧供給源から被測定磁界に近接され
た磁気センサーのコイルに、パルス周期Ｔとパルス幅τ
との比（T/τ）が５以上である周期的な正負のパルス電
圧が供給され、それによってコイル両端に発生する電圧
の正負のピーク値を１対のピーク値検出手段で検出し、
その各ピーク値を加算器で加算することによって磁気セ
ンサーが検出する被測定磁界（外部磁界）の変化を電圧
レベルの変化として測定することができる。さらに、磁
気センサーに印加する電圧波形をパルス周期Ｔとパルス
幅τとの比（T/τ）が５以上である周期的な正負のパル
ス電圧としているので、消費電力を大幅に抑制できる。
また別の発明の磁気測定装置においては、複数個の磁
気センサーのコイルに対して正負のパルス電圧を供給
し、各コイルの両端に発生する電圧を選択手段によって
順次択一的に取出し、その取出された電圧の正負のピー
ク値を１対のピーク値検出手段で検出して加算器で加算
される。従って加算器からは各磁気センサーが検出する
被測定磁界（外部磁界）の変化を電圧信号として順次出
力されることになる。
気センサーのコイルに対して正負のパルス電圧を供給
し、各コイルの両端に発生する電圧を選択手段によって
順次択一的に取出し、その取出された電圧の正負のピー
ク値を１対のピーク値検出手段で検出して加算器で加算
される。従って加算器からは各磁気センサーが検出する
被測定磁界（外部磁界）の変化を電圧信号として順次出
力されることになる。
さらに別の発明の磁気測定装置においては、複数個の
磁気センサーのコイルに対して正負のパルス電圧を順次
択一的に供給し、それに同期して各コイルに発生する電
圧を順次択一的に取出すことになる。従ってコイルに対
するパルス電圧の供給は常に１個毎となり、磁気センサ
ー１個のときと消費電力は変わらない。
磁気センサーのコイルに対して正負のパルス電圧を順次
択一的に供給し、それに同期して各コイルに発生する電
圧を順次択一的に取出すことになる。従ってコイルに対
するパルス電圧の供給は常に１個毎となり、磁気センサ
ー１個のときと消費電力は変わらない。
［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の磁気測定方法を適用した磁気測定装
置の概略構成を示すブロック図である。
置の概略構成を示すブロック図である。
図中101はパルス電圧供給手段を構成するパルス電圧
発生器で、このパルス電圧発生器101からは正負のパル
ス電圧が一定の間隔で発生するようになっている。この
パルス電圧発生器101の出力端子には固定インピーダン
スである抵抗102と、磁気センサー103のコイル103aとの
直列回路が接続されている。前記コイル103aは強磁性体
コア103bに巻回されている。
発生器で、このパルス電圧発生器101からは正負のパル
ス電圧が一定の間隔で発生するようになっている。この
パルス電圧発生器101の出力端子には固定インピーダン
スである抵抗102と、磁気センサー103のコイル103aとの
直列回路が接続されている。前記コイル103aは強磁性体
コア103bに巻回されている。
前記コイル103aの両端に発生する電圧の正負のピーク
値を１対のピーク値検出手段である正電圧ピーク検波器
104及び負電圧ピーク検波器105で検出している。これら
各ピーク検波器104,105からのピーク検出出力を加算器1
06に供給して加算処理し、測定出力V0を送出するように
している。
値を１対のピーク値検出手段である正電圧ピーク検波器
104及び負電圧ピーク検波器105で検出している。これら
各ピーク検波器104,105からのピーク検出出力を加算器1
06に供給して加算処理し、測定出力V0を送出するように
している。
このような構成の本実施例においては、磁気センサー
103のコイル103aにはパルス電圧発生器101からパルス電
圧が供給され、このパルス電圧によって強磁性体103bが
飽和状態に磁化される。そして強磁性体103bに被測定磁
界としての外部磁界が交差すると外部磁界の極性とその
強さに対応してコイル103aには正電圧と負電圧が発生す
る。
103のコイル103aにはパルス電圧発生器101からパルス電
圧が供給され、このパルス電圧によって強磁性体103bが
飽和状態に磁化される。そして強磁性体103bに被測定磁
界としての外部磁界が交差すると外部磁界の極性とその
強さに対応してコイル103aには正電圧と負電圧が発生す
る。
しかして正電圧のピーク値V1が正電圧ピーク検波器10
4によって検出され、負電圧のピーク値V2が負電圧ピー
ク検波器105によって検出され、加算器106でV1＋（−
V2）の加算処理が行われて測定出力V0が送出されること
になる。
4によって検出され、負電圧のピーク値V2が負電圧ピー
ク検波器105によって検出され、加算器106でV1＋（−
V2）の加算処理が行われて測定出力V0が送出されること
になる。
このように磁気センサー103のコイル103bに対してパ
ルス電圧を供給しているので、交流電力を供給するもの
に比べて消費電力は少なくなり、省電力化を図ることが
できる。例えばパルス電圧のパルス幅τとパルス周期Ｔ
との比を（10〜100）τ＝Ｔにすれば磁気センサー103に
供給する平均電力を1/10〜1/100程度に抑えることがで
き動力源としてバッテリーを使用することが充分に可能
となる。ここで、前述したパルス電圧のパルス幅τとパ
ルス周期Ｔとの関係を第４図を用いて説明する。第４図
（ｃ）は正側パルスと負側パルスとの２つのパルスを一
つのパルス周期Ｔとするパルス電圧の波形である。そし
て、正側パルスのパルス幅τ１と負側パルスのパルス幅
τ２とを加算したパルス幅（τ１＋τ２）をこのパルス
電圧のパルス幅τ（＝τ１＋τ２）としている。
ルス電圧を供給しているので、交流電力を供給するもの
に比べて消費電力は少なくなり、省電力化を図ることが
できる。例えばパルス電圧のパルス幅τとパルス周期Ｔ
との比を（10〜100）τ＝Ｔにすれば磁気センサー103に
供給する平均電力を1/10〜1/100程度に抑えることがで
き動力源としてバッテリーを使用することが充分に可能
となる。ここで、前述したパルス電圧のパルス幅τとパ
ルス周期Ｔとの関係を第４図を用いて説明する。第４図
（ｃ）は正側パルスと負側パルスとの２つのパルスを一
つのパルス周期Ｔとするパルス電圧の波形である。そし
て、正側パルスのパルス幅τ１と負側パルスのパルス幅
τ２とを加算したパルス幅（τ１＋τ２）をこのパルス
電圧のパルス幅τ（＝τ１＋τ２）としている。
また、コイル103aに発生する電圧のピーク値を検出す
るようにしているので、T/τを２〜100という広い幅で
変化させても第２図にグラフに示すように微小磁束の
検出感度の相対感度はほとんど変化しない。これに対し
て第16図に示すように振幅検波方式では第２図にグラフ
で示すようにT/τが５以上大きくなると感度が急激に
低下し省電力化を図ることが困難となる。
るようにしているので、T/τを２〜100という広い幅で
変化させても第２図にグラフに示すように微小磁束の
検出感度の相対感度はほとんど変化しない。これに対し
て第16図に示すように振幅検波方式では第２図にグラフ
で示すようにT/τが５以上大きくなると感度が急激に
低下し省電力化を図ることが困難となる。
第３図は本発明の他の実施例に係わる磁気測定装置の
概略構成を示すブロック図である。なお、第１図の実施
例と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細
説明を省略する。
概略構成を示すブロック図である。なお、第１図の実施
例と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細
説明を省略する。
この実施例装置においては、パルス電圧供給源を矩形
波発振器107、パルス電圧発生器108及びパルス電力増幅
器109で構成している。前記矩形波発振器107は第４図の
（ａ）に示す矩形波信号を発生し、前記パルス電圧発生
器108ではこの矩形波信号の立上がり及び立下がりに同
期して第４図の（ｃ）に示すような正負のパルス電圧を
一定間隔で発生している。そしてこのパルス電圧を前記
パルス電力増幅器109で増幅して出力している。
波発振器107、パルス電圧発生器108及びパルス電力増幅
器109で構成している。前記矩形波発振器107は第４図の
（ａ）に示す矩形波信号を発生し、前記パルス電圧発生
器108ではこの矩形波信号の立上がり及び立下がりに同
期して第４図の（ｃ）に示すような正負のパルス電圧を
一定間隔で発生している。そしてこのパルス電圧を前記
パルス電力増幅器109で増幅して出力している。
またｎ個の磁気センサー1031,1032,……103nを設け、
その各磁気センサー1031〜103nのコイル1031a,1032a,…
…103naをそれぞれ抵抗1021,1022,……102nを介して前
記パルス電力増幅器109の出力端子に接続している。
その各磁気センサー1031〜103nのコイル1031a,1032a,…
…103naをそれぞれ抵抗1021,1022,……102nを介して前
記パルス電力増幅器109の出力端子に接続している。
そして前記各磁気センサー1031〜103nのコイル両端電
圧をそれぞれ選択手段であるマルチプレクサ110に供給
している。
圧をそれぞれ選択手段であるマルチプレクサ110に供給
している。
前記マルチプレクサ110は入力される各コイル1031a〜
103naから発生する電圧を順次択一的に取出して正電圧
ピーク検波器104及び負電圧ピーク検波器105にそれぞれ
供給している。
103naから発生する電圧を順次択一的に取出して正電圧
ピーク検波器104及び負電圧ピーク検波器105にそれぞれ
供給している。
前記各ピーク検波器104,105は入力される各コイル103
1a〜103naからの出力電圧のピーク値を順次検出して第
４図の（ｅ）、（ｆ）に示す検出信号を加算器106に出
力するようにしている。
1a〜103naからの出力電圧のピーク値を順次検出して第
４図の（ｅ）、（ｆ）に示す検出信号を加算器106に出
力するようにしている。
また前記矩形波発振器107からの矩形波信号を分周器1
11に供給している。そしてこの分周器111で1/2分周を行
ない第４図の（ｂ）に示す分周信号を出力している。
11に供給している。そしてこの分周器111で1/2分周を行
ない第４図の（ｂ）に示す分周信号を出力している。
前記分周器111からの分周信号を放電パルス発生器112
及び移相器113にそれぞれ供給している。
及び移相器113にそれぞれ供給している。
前記放電パルス発生器112は第４図の（ｄ）に示すよ
うに入力される分周信号の立上がりに同期した放電パル
ス信号を発生して前記各ピーク検波器104,105にそれぞ
れ供給しその各検波器の出力電圧を「０」クリアするよ
うにしている。
うに入力される分周信号の立上がりに同期した放電パル
ス信号を発生して前記各ピーク検波器104,105にそれぞ
れ供給しその各検波器の出力電圧を「０」クリアするよ
うにしている。
前記移相器113は入力される分周信号を90゜移相して
マルチプレクサ制御器114に供給している。
マルチプレクサ制御器114に供給している。
前記マルチプレクサ制御器114は前記移相器113からの
信号に同期して第４図の（ｇ）に示すクロック信号を作
り、そのクロック信号を前記マルチプレクサ110に供給
している。
信号に同期して第４図の（ｇ）に示すクロック信号を作
り、そのクロック信号を前記マルチプレクサ110に供給
している。
前記マルチプレクサ110はクロック信号によって制御
されて選択切換え動作を行なうようになっている。
されて選択切換え動作を行なうようになっている。
このような構成の本実施例においては、パルス電圧発
生器108からの正負のパルス電圧が発生し、このパルス
電圧がパルス電力増幅器109で電力増幅されそれぞれ抵
抗1021〜102nを介して磁気センサー1031〜103nのコイル
1031a〜103naに供給される。
生器108からの正負のパルス電圧が発生し、このパルス
電圧がパルス電力増幅器109で電力増幅されそれぞれ抵
抗1021〜102nを介して磁気センサー1031〜103nのコイル
1031a〜103naに供給される。
一方、マルチプレクサ110はマルチプレクサ制御器114
からのクロック信号によって制御されて各コイル1031a
〜103naから発生する電圧を順次択一的に取出して各ピ
ーク検波器104,105にそれぞれ供給する。
からのクロック信号によって制御されて各コイル1031a
〜103naから発生する電圧を順次択一的に取出して各ピ
ーク検波器104,105にそれぞれ供給する。
しかして各ピーク検波器104,105からは各コイル1031a
〜103naから発生する電圧のピーク値が順次加算器106に
供給され、その加算器106で順次加算されて各磁気セン
サー1031〜103nの測定出力が送出されることになる。
〜103naから発生する電圧のピーク値が順次加算器106に
供給され、その加算器106で順次加算されて各磁気セン
サー1031〜103nの測定出力が送出されることになる。
このように多数の磁気センサーを使用しても各磁気セ
ンサーのコイルに供給されるのはパルス電圧であるので
すべての磁気センサーで消費される電力はごく僅かとな
る。
ンサーのコイルに供給されるのはパルス電圧であるので
すべての磁気センサーで消費される電力はごく僅かとな
る。
従ってこのように多数の磁気センサーを使用してもバ
ッテリー駆動が実現できる。また通常の交流電力を供給
するものでは多数の磁気センサーを使用するとそれらに
供給する電力が多大となるため大容量の増幅器等を使用
しなければならないが、本実施例ではパルス電力増幅器
109の容量が小さくてよい。
ッテリー駆動が実現できる。また通常の交流電力を供給
するものでは多数の磁気センサーを使用するとそれらに
供給する電力が多大となるため大容量の増幅器等を使用
しなければならないが、本実施例ではパルス電力増幅器
109の容量が小さくてよい。
従って長距離のパイプラインの欠陥をケーブルレス方
式で検査する場合にきわめて適している。
式で検査する場合にきわめて適している。
第５図はさらに別の実施例に係わる磁気測定装置を示
すブロック図である。前述した第３図の実施例と同一部
分には同一符号を付して重複する説明を省略している。
すブロック図である。前述した第３図の実施例と同一部
分には同一符号を付して重複する説明を省略している。
この実施例装置においては、固定インピーダンスとし
て１個の抵抗102を使用し、パルス電力増幅器109からの
パルス電圧をこの抵抗102を介してマルチプレクサ110と
は別のマルチプレクサ115に供給している。このマルチ
プレクサ115の各出力端子には各磁気センサー1031〜103
nのコイル1031a〜103naがそれぞれ接続されている。そ
して、このマルチプレクサ115も前記マルチプレクサ110
と同様に、マルチプレクサ制御器114からのクロック信
号によって制御されるようになっている。
て１個の抵抗102を使用し、パルス電力増幅器109からの
パルス電圧をこの抵抗102を介してマルチプレクサ110と
は別のマルチプレクサ115に供給している。このマルチ
プレクサ115の各出力端子には各磁気センサー1031〜103
nのコイル1031a〜103naがそれぞれ接続されている。そ
して、このマルチプレクサ115も前記マルチプレクサ110
と同様に、マルチプレクサ制御器114からのクロック信
号によって制御されるようになっている。
このような構成の実施例においては、マルチプレクサ
115によって各磁気センサー1031〜103nのコイル1031a〜
103naに順次択一的にパルス電圧が供給され、かつマル
チプレクサ110によって各コイル1031a〜103naに発生す
る電圧が順次択一的に取出されることになる。
115によって各磁気センサー1031〜103nのコイル1031a〜
103naに順次択一的にパルス電圧が供給され、かつマル
チプレクサ110によって各コイル1031a〜103naに発生す
る電圧が順次択一的に取出されることになる。
従って、多数の磁気センサー1031〜103nを使用しても
動作的には１個の磁気センサーを動作させることと同様
となる。すなわちマルチプレクサ115によって磁気セン
サー1031にパルス電圧が供給されたとき、その磁気セン
サー1031のコイル1031aに発生する電圧がマルチプレク
サ110によって取出されることになる。
動作的には１個の磁気センサーを動作させることと同様
となる。すなわちマルチプレクサ115によって磁気セン
サー1031にパルス電圧が供給されたとき、その磁気セン
サー1031のコイル1031aに発生する電圧がマルチプレク
サ110によって取出されることになる。
従って、この実施例装置ではさらに消費電力の省力化
を図ることができ、またパルス電力増幅器109の容量も
さらに小さくできる。
を図ることができ、またパルス電力増幅器109の容量も
さらに小さくできる。
［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、微小磁界に対す
る検出感度を向上でき、しかも磁気センサーのコイル
を、パルス周期Ｔとパルス幅τとの比（T/τ）が５以上
である周期的な正負のパルス電圧で駆動させることによ
り、省電力化を図ることできる。したがって、例えば本
発明の磁気測定方法および磁気測定装置をバッテリ駆動
により実現する上で非常に有効である。
る検出感度を向上でき、しかも磁気センサーのコイル
を、パルス周期Ｔとパルス幅τとの比（T/τ）が５以上
である周期的な正負のパルス電圧で駆動させることによ
り、省電力化を図ることできる。したがって、例えば本
発明の磁気測定方法および磁気測定装置をバッテリ駆動
により実現する上で非常に有効である。
また、多数の磁気センサーを使用しても各磁気センサ
ーのコイルをパルス電圧で駆動し、各コイルに発生する
電圧を順次択一的に取出すことによって省電力化を図る
ことができ、バッテリー駆動による場合に特に有効な磁
気測定方法および磁気測定装置を提供できる。
ーのコイルをパルス電圧で駆動し、各コイルに発生する
電圧を順次択一的に取出すことによって省電力化を図る
ことができ、バッテリー駆動による場合に特に有効な磁
気測定方法および磁気測定装置を提供できる。
第１図は本発明の一実施例に係わる磁気測定方法を適用
した磁気測定装置を示す回路ブロック図、第２図は同実
施例においてT/τを変化したときの微小磁束検出感度の
相対感度特性を示すグラフ、第３図及び第４図は本発明
の他の実施例装置を示すもので、第３図は回路ブロック
図、第４図は同実施例の各部の出力波形図、第５図はさ
らに別の実施例の回路ブロック図、第６図は従来の漏洩
磁束探傷法を説明するための構成図、第７図は第６図に
おける鋼材表面とホール素子との距離に対する漏れ磁束
密度特性を示す特性図、第８図は第７図の特性を得るた
めの鋼材における欠陥例を示す図、第９図は従来の各種
センサーの磁束密度−出力電圧特性を示す特性図、第10
図は従来の磁気抵抗素子の初期バイアス電圧のバラツキ
を示すグラフ、第11図は従来の磁気ダイオードの温度−
出力電圧特性を測定するための測定回路図、第12図は第
11図での温度−出力電圧特性を示す特性図、第13図は可
飽和形磁気センサーによる測定原理を説明するための回
路図、第14図は第13図におけるコイルへの供給電力波形
及びコイルの出力電圧波形を示す図、第15図は第13図に
おける強磁性体コアのヒステリシス特性及び透磁率を示
す特性図、第16図及び第17図は先願例を示すもので、第
16図は回路ブロック図、第17図は検出感度特性を示すグ
ラフである。 101,108……パルス電圧発生器、102,1021〜102n……抵
抗（固定インビーダンス）、103,1031〜103n……磁気セ
ンサー、103a,1031a〜103na……コイル、104……正電圧
ピーク検波器、105……負電圧ピーク検波器、106……加
算器、110,115……マルチプレクサ。
した磁気測定装置を示す回路ブロック図、第２図は同実
施例においてT/τを変化したときの微小磁束検出感度の
相対感度特性を示すグラフ、第３図及び第４図は本発明
の他の実施例装置を示すもので、第３図は回路ブロック
図、第４図は同実施例の各部の出力波形図、第５図はさ
らに別の実施例の回路ブロック図、第６図は従来の漏洩
磁束探傷法を説明するための構成図、第７図は第６図に
おける鋼材表面とホール素子との距離に対する漏れ磁束
密度特性を示す特性図、第８図は第７図の特性を得るた
めの鋼材における欠陥例を示す図、第９図は従来の各種
センサーの磁束密度−出力電圧特性を示す特性図、第10
図は従来の磁気抵抗素子の初期バイアス電圧のバラツキ
を示すグラフ、第11図は従来の磁気ダイオードの温度−
出力電圧特性を測定するための測定回路図、第12図は第
11図での温度−出力電圧特性を示す特性図、第13図は可
飽和形磁気センサーによる測定原理を説明するための回
路図、第14図は第13図におけるコイルへの供給電力波形
及びコイルの出力電圧波形を示す図、第15図は第13図に
おける強磁性体コアのヒステリシス特性及び透磁率を示
す特性図、第16図及び第17図は先願例を示すもので、第
16図は回路ブロック図、第17図は検出感度特性を示すグ
ラフである。 101,108……パルス電圧発生器、102,1021〜102n……抵
抗（固定インビーダンス）、103,1031〜103n……磁気セ
ンサー、103a,1031a〜103na……コイル、104……正電圧
ピーク検波器、105……負電圧ピーク検波器、106……加
算器、110,115……マルチプレクサ。
Claims (4)
- 【請求項１】強磁性体コアにコイルを巻回してなる磁気
センサーを被測定磁界に近接させ、固定インピーダンス
を介して、パルス周期Ｔとパルス幅τとの比（T/τ）が
５以上である周期的な正負のパルス電圧を前記磁気セン
サーのコイルに供給して前記コアを飽和域まで磁化し、
前記コイルの両端に発生する電圧の正負のピーク値をそ
れぞれ検出し、この検出された正負のピーク値を加算
し、この加算値を前記被測定磁界に対応する測定値とす
ることを特徴とする磁気測定方法。 - 【請求項２】強磁性体コアにコイルを巻回してなる磁気
センサーと、 固定インピーダンスを介して、パルス周期Ｔとパルス幅
τとの比（T/τ）が５以上である周期的な正負のパルス
電圧を前記磁気センサーのコイルに供給して前記コアを
飽和域まで磁化するパルス電圧供給源と、 前記コイルの両端に発生する電圧の正負のピーク値をそ
れぞれ検出する１対のピーク値検出手段と、 この両ピーク値検出手段にて検出された正負のピーク値
を加算して測定出力を送出する加算器と を設けたことを特徴とする磁気測定装置。 - 【請求項３】強磁性体コアにコイルを巻回してなる複数
個の磁気センサーと、 固定インピーダンスを介して、パルス周期Ｔとパルス幅
τとの比（T/τ）が５以上である周期的な正負のパルス
電圧を前記各磁気センサーのコイルに供給して前記コア
を飽和域まで磁化するパルス電圧供給源と、 前記各コイルの両端に発生する電圧を順次択一的に取出
す選択手段と、 この選択手段にて順次取出される電圧の正負のピーク値
をそれぞれ検出する１対のピーク値検出手段と、 この両ピーク値検出手段にて順次検出された各電圧毎の
正負のピーク値を加算して前記各磁気センサーに対応し
た測定出力を順次送出する加算器と を設けたことを特徴とする磁気測定装置。 - 【請求項４】強磁性体コアにコイルを巻回してなる複数
個の磁気センサーと、 固定インピーダンスを介して、パルス周期Ｔとパルス幅
τとの比（T/τ）が５以上である周期的な正負のパルス
電圧を前記各磁気センサーのコイルに順次択一的に供給
して前記各コアを飽和域まで磁化するパルス電圧供給源
と、 前記各コイルの両端に発生する電圧を前記パルス電圧供
給源から各コイルへのパルス電圧の供給に同期して順次
択一的に取出す選択手段と、 この選択手段にて順次取出される電圧の正負のピーク値
をそれぞれ検出する１対のピーク値検出手段と、 この両ピーク値検出手段にて検出された各電圧毎の正負
のピーク値を加算して前記各磁気センサーに対応した測
定出力を送出する加算器を設けたことを特徴とする磁気
測定装置。
Priority Applications (15)
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|---|---|---|---|
| JP2278918A JP2617615B2 (ja) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | 磁気測定方法およびその装置 |
| PCT/JP1991/000206 WO1991012524A1 (en) | 1990-02-19 | 1991-02-19 | Flaw detector for steel sheet |
| KR1019960701203A KR960009762B1 (ko) | 1990-02-22 | 1991-02-22 | 박강대의 자기탐상 장치 |
| DE69123797T DE69123797T2 (de) | 1990-02-22 | 1991-02-22 | Magnetischer fehlstellendetektor für dünne stahlbänder |
| KR1019910701415A KR960005364B1 (ko) | 1990-02-22 | 1991-02-22 | 박강대의 자기탐상 장치 |
| US07/768,986 US5235275A (en) | 1990-02-22 | 1991-02-22 | Magnetic inspection apparatus for thin steel strip having magnetizer and detection coil within a hollow roller rotated by the steel strip |
| PCT/JP1991/000224 WO1991013347A1 (fr) | 1990-02-22 | 1991-02-22 | Detecteur magnetique de defauts pour mince bande en acier |
| EP91904342A EP0469158B1 (en) | 1990-02-22 | 1991-02-22 | Magnetic flaw detector for thin steel belt |
| PCT/JP1991/000250 WO1991013366A1 (en) | 1990-02-28 | 1991-02-26 | Method and apparatus for magnetic detection |
| PCT/JP1991/000561 WO1991018299A1 (fr) | 1990-05-19 | 1991-04-25 | Dispositif detecteur de magnetisme |
| CA002064083A CA2064083A1 (en) | 1990-05-19 | 1991-04-25 | Magnetism detecting apparatus |
| KR1019920700115A KR920704150A (ko) | 1990-05-19 | 1991-04-25 | 자기검출 장치 |
| US07/807,863 US5287059A (en) | 1990-05-19 | 1991-04-25 | Saturable core magnetometer with a parallel resonant circuit in which the W3 DC level changes with a change in an external magnetic field |
| EP91908793A EP0483369A1 (en) | 1990-05-19 | 1991-04-25 | Device for sensing magnetism |
| US08/389,979 US5537038A (en) | 1988-12-15 | 1995-02-14 | Magnetic flux measuring method and apparatus for detecting high frequency components of magnetic flux with high speed orientation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2278918A JP2617615B2 (ja) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | 磁気測定方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03135780A JPH03135780A (ja) | 1991-06-10 |
| JP2617615B2 true JP2617615B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=17603904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2278918A Expired - Fee Related JP2617615B2 (ja) | 1988-12-15 | 1990-10-19 | 磁気測定方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2617615B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW534999B (en) | 1998-12-15 | 2003-06-01 | Tdk Corp | Magnetic sensor apparatus and current sensor apparatus |
| JP2006313108A (ja) * | 2005-05-09 | 2006-11-16 | Shimadzu Corp | 多軸フラックスゲート磁気検出器 |
| JP4856916B2 (ja) * | 2005-09-12 | 2012-01-18 | オンセミコンダクター・トレーディング・リミテッド | 磁気センサの信号検出回路 |
| JP4856915B2 (ja) * | 2005-09-12 | 2012-01-18 | オンセミコンダクター・トレーディング・リミテッド | 磁気センサの励磁コイル駆動回路 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5090319A (ja) * | 1973-12-10 | 1975-07-19 | ||
| JPS5948345B2 (ja) * | 1974-08-29 | 1984-11-26 | ミシマコウサン カブシキガイシヤ | 磁気制御装置 |
| JPS5621782U (ja) * | 1979-07-27 | 1981-02-26 |
-
1990
- 1990-10-19 JP JP2278918A patent/JP2617615B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03135780A (ja) | 1991-06-10 |
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