JP3054778B2 - Ｓｑｕｉｄによる非破壊検査装置 - Google Patents
Ｓｑｕｉｄによる非破壊検査装置Info
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- JP3054778B2 JP3054778B2 JP2240290A JP24029090A JP3054778B2 JP 3054778 B2 JP3054778 B2 JP 3054778B2 JP 2240290 A JP2240290 A JP 2240290A JP 24029090 A JP24029090 A JP 24029090A JP 3054778 B2 JP3054778 B2 JP 3054778B2
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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、磁気を応用したSQUID装置による構造物お
よび機器に含まれる欠陥の非破壊検査装置に関する。
よび機器に含まれる欠陥の非破壊検査装置に関する。
SQUID（スクィド）による非破壊検査については、「S
QUID'85,超電導量子干渉素子とその応用:1985Waltor de
Gruyteis Co.Berlin・New York Printed in Germany S
QUID−'85−Superconducting Quantum Interference De
vices and their Applications）において論じられてい
る。
QUID'85,超電導量子干渉素子とその応用:1985Waltor de
Gruyteis Co.Berlin・New York Printed in Germany S
QUID−'85−Superconducting Quantum Interference De
vices and their Applications）において論じられてい
る。
従来技術として、特開昭63−235876号公報、特開昭63
−32384号公報、特開昭60−147646号公報、特開昭60−5
8565号公報が挙げられる。これらは、ピックアップコイ
ルが高次微分コイル構造のものである。
−32384号公報、特開昭60−147646号公報、特開昭60−5
8565号公報が挙げられる。これらは、ピックアップコイ
ルが高次微分コイル構造のものである。
従来技術においては、欠陥からの信号が鋼板または試
験片の表面形状（全体的な凹凸）に起因したバックグラ
ンド信号と重畳することが問題となっている。バックグ
ランド信号は非常に大きく、一方、欠陥からの信号は比
較的小さい。したがって、非常に感度の高いSQUID装置
で欠陥からの信号を検出するためには、測定レンジを何
度もリセットする必要があり、リセットに伴い、ある程
度の検出誤差が生じる。また、欠陥からの信号がかなり
小さい場合は、バックグランド信号に欠陥からの信号が
かくれてしまう問題もある。
験片の表面形状（全体的な凹凸）に起因したバックグラ
ンド信号と重畳することが問題となっている。バックグ
ランド信号は非常に大きく、一方、欠陥からの信号は比
較的小さい。したがって、非常に感度の高いSQUID装置
で欠陥からの信号を検出するためには、測定レンジを何
度もリセットする必要があり、リセットに伴い、ある程
度の検出誤差が生じる。また、欠陥からの信号がかなり
小さい場合は、バックグランド信号に欠陥からの信号が
かくれてしまう問題もある。
さらに、従来の装置においては、単一走査から欠陥の
表面積を求めることが困難であり、複数回走査した結果
を合成して欠陥の表面積を求めていた。
表面積を求めることが困難であり、複数回走査した結果
を合成して欠陥の表面積を求めていた。
本発明の目的は、バックグランドノイズを低減でき、
単一の走査で欠陥形状の種類を判定するとともに、欠陥
の表面積を求めることができるSQUIDによる非破壊検査
装置を提供することである。
単一の走査で欠陥形状の種類を判定するとともに、欠陥
の表面積を求めることができるSQUIDによる非破壊検査
装置を提供することである。
本発明は、上記目的を達成するために、被測定物から
の磁束信号を検知するピックアップコイルと、ピックア
ップコイルからの信号を受けるSQUID装置と、SQUID装置
からの出力信号を処理する演算処理部とを備えたSQUID
による非破壊検査装置において、被測定物からの距離が
異なる位置にピックアップコイルを複数個設け、各ピッ
クアップコイル毎にSQUID装置を設け、演算処理部が、
各SQUID出力の差をとり被測定物の表面形状に起因した
バックグランド信号を小さくする演算手段と、SQUID出
力値と被測定物からの距離と被測定物の欠陥形状の種類
との予め定められている関係に基づいて、実測された各
SQUID出力値から欠陥形状の種類を判定する演算手段と
を含むSQUIDによる非破壊検査装置を提案する。
の磁束信号を検知するピックアップコイルと、ピックア
ップコイルからの信号を受けるSQUID装置と、SQUID装置
からの出力信号を処理する演算処理部とを備えたSQUID
による非破壊検査装置において、被測定物からの距離が
異なる位置にピックアップコイルを複数個設け、各ピッ
クアップコイル毎にSQUID装置を設け、演算処理部が、
各SQUID出力の差をとり被測定物の表面形状に起因した
バックグランド信号を小さくする演算手段と、SQUID出
力値と被測定物からの距離と被測定物の欠陥形状の種類
との予め定められている関係に基づいて、実測された各
SQUID出力値から欠陥形状の種類を判定する演算手段と
を含むSQUIDによる非破壊検査装置を提案する。
被測定物とピックアップコイルの距離（ｈ）を20〜10
0mmとし、複数の各ピックアップコイルの間隔（△）を
２〜10mmに設定することが望ましい。
0mmとし、複数の各ピックアップコイルの間隔（△）を
２〜10mmに設定することが望ましい。
また、被測定物とピックアップコイルの距離（ｈ）
と、複数のピックアップコイルの間隔（△）とが、10≦
h/△≦20を満足する条件で設定されているものがよい。
と、複数のピックアップコイルの間隔（△）とが、10≦
h/△≦20を満足する条件で設定されているものがよい。
本発明は、また、上記目的を達成するために、被測定
物からの磁束信号を検知するピックアップコイルと、ピ
ックアップコイルからの信号を受けるSQUID装置と、SQU
ID装置からの出力信号を処理する演算処理部とを備えた
SQUIDによる非破壊検査装置において、被測定物からの
距離が異なる位置に巻き方向が異なるピックアップコイ
ルの対を複数対設け、各ピックアップコイルの対毎にSQ
UID装置を設け、演算処理部が、各SQUID出力の差をとり
被測定物の表面形状に起因したバックグランド信号を小
さくする演算手段と、SQUID出力値と被測定物からの距
離と被測定物の欠陥形状の種類との予め定められている
関係に基づいて、実測された各SQUID出力値から欠陥形
状の種類を判定する演算手段とを含むSQUIDによる非破
壊検査装置を提案する。
物からの磁束信号を検知するピックアップコイルと、ピ
ックアップコイルからの信号を受けるSQUID装置と、SQU
ID装置からの出力信号を処理する演算処理部とを備えた
SQUIDによる非破壊検査装置において、被測定物からの
距離が異なる位置に巻き方向が異なるピックアップコイ
ルの対を複数対設け、各ピックアップコイルの対毎にSQ
UID装置を設け、演算処理部が、各SQUID出力の差をとり
被測定物の表面形状に起因したバックグランド信号を小
さくする演算手段と、SQUID出力値と被測定物からの距
離と被測定物の欠陥形状の種類との予め定められている
関係に基づいて、実測された各SQUID出力値から欠陥形
状の種類を判定する演算手段とを含むSQUIDによる非破
壊検査装置を提案する。
いずれのSQUIDによる非破壊検査装置においても、演
算処理部は、欠陥の面積とSQUID出力との予め定められ
ている関係に基づいて、判定された欠陥形状の種類から
前記欠陥の面積を求める演算手段を含むことができる。
算処理部は、欠陥の面積とSQUID出力との予め定められ
ている関係に基づいて、判定された欠陥形状の種類から
前記欠陥の面積を求める演算手段を含むことができる。
ピックアップコイルと被測定物との距離（間隔）をｈ
とすれば、欠陥がない場合、SQUID出力Ｖとｈとの関係
は、次式（１）のように表わされる。
とすれば、欠陥がない場合、SQUID出力Ｖとｈとの関係
は、次式（１）のように表わされる。
VN＝αh-1 ……（１） ここで、αは定数である。
また、欠陥がある場合、Ｖとｈの関係は、次式（２）
または（３）で表わされる。矩形状欠陥の場合 VN＝βｈ−3.5 ……（２） 円形状欠陥の場合 VN＝γh-5 ……（３） ここで、β，γは定数である。上式（１）〜（３）の根
拠を以下に示す。
または（３）で表わされる。矩形状欠陥の場合 VN＝βｈ−3.5 ……（２） 円形状欠陥の場合 VN＝γh-5 ……（３） ここで、β，γは定数である。上式（１）〜（３）の根
拠を以下に示す。
SQUIDにおける各種欠陥信号の特性を調べた。第８図
〜第10図に示すように、SQUIDセンサ下部に無欠陥（バ
ックグランドノイズ）（第８図），スリット（第９
図），ホール（第10図）のある平板を配置し、ｈ方向に
移動した際のSQUIDの出力を測定した。この結果を第11
図に示す。
〜第10図に示すように、SQUIDセンサ下部に無欠陥（バ
ックグランドノイズ）（第８図），スリット（第９
図），ホール（第10図）のある平板を配置し、ｈ方向に
移動した際のSQUIDの出力を測定した。この結果を第11
図に示す。
SQUID出力Ｖと位置ｈとの関係を Ｖ＝ahX ……（Ａ） logV＝log a＋xlog h ……（Ｂ） と与えると、第11図の直線の傾きより、バックグランド
ノイズはｘ＝−1,スリットはｘ＝−3.5,ホールはｘ＝−
５が求まる。このように、欠陥形状の種類によりSQUID
の出力が変化することが実験的に得られる。
ノイズはｘ＝−1,スリットはｘ＝−3.5,ホールはｘ＝−
５が求まる。このように、欠陥形状の種類によりSQUID
の出力が変化することが実験的に得られる。
磁気を応用したSQUIDによる非破壊検査装置は、ピッ
クアップコイルからなるセンサを水平に走査したSQUID
出力を測定する。被測定物の表面は、かならずしも平面
ではない。したがって、センサを走査した場合、被測定
物の凹凸によってセンサと被測定物との距離ｈが変化
し、欠陥がない場合においても、上式（１）で表わされ
るように、SQUID出力は変化する。これがバックグラン
ド信号である。このバックグランド信号を小さくするた
めに、被測定物からの距離が異なる複数のピックアップ
コイルからなるセンサを設ける。例えば、２つのピック
アップコイルを用い、ピックアップコイル毎にSQUID装
置を設けた場合、両ピックアップコイルの間隔を△とす
れば、式（１）より、SQUID出力は、それぞれ、 VN1＝αh-1 ……（４） VN2＝α（ｈ＋△）-1 ……（５） となる。両出力の差をとれば、次式（６）のようにな
る。
クアップコイルからなるセンサを水平に走査したSQUID
出力を測定する。被測定物の表面は、かならずしも平面
ではない。したがって、センサを走査した場合、被測定
物の凹凸によってセンサと被測定物との距離ｈが変化
し、欠陥がない場合においても、上式（１）で表わされ
るように、SQUID出力は変化する。これがバックグラン
ド信号である。このバックグランド信号を小さくするた
めに、被測定物からの距離が異なる複数のピックアップ
コイルからなるセンサを設ける。例えば、２つのピック
アップコイルを用い、ピックアップコイル毎にSQUID装
置を設けた場合、両ピックアップコイルの間隔を△とす
れば、式（１）より、SQUID出力は、それぞれ、 VN1＝αh-1 ……（４） VN2＝α（ｈ＋△）-1 ……（５） となる。両出力の差をとれば、次式（６）のようにな
る。
VN1−VN2＝αΔ／（ｈ（ｈ＋Δ）） ……（６） ピックアップコイルと被測定物との初期設定距離をh0と
し、例えば、△/h0＝1/10に設定する。するとｈ≒h0よ
り、△/h≒1/10であり、式（６）は VN1−VN2≒0.091αh-1 ……（７） となる。
し、例えば、△/h0＝1/10に設定する。するとｈ≒h0よ
り、△/h≒1/10であり、式（６）は VN1−VN2≒0.091αh-1 ……（７） となる。
式（７）は、式（１）より約1/10小さい。すなわち、
バックグランド信号を小さくできる。
バックグランド信号を小さくできる。
なお、△/h0＝1/20に設定すれば、バックグランド信
号は約1/20に小さくできる。つまり、SQUID出力の差分
を測定することは、（△/h0）の値にほぼ一致して、バ
ックグランド信号を軽減できることになる。
号は約1/20に小さくできる。つまり、SQUID出力の差分
を測定することは、（△/h0）の値にほぼ一致して、バ
ックグランド信号を軽減できることになる。
欠陥がある個所における各SQUID出力は、矩形状欠陥
の場合、式（２）よりそれぞれ、以下の式で表わされ
る。
の場合、式（２）よりそれぞれ、以下の式で表わされ
る。
VS1＝βｈ−3.5 ……（８） VS2＝β（ｈ＋△）−3.5 ……（９） 前述と同様に△/h≒1/10とし、両者の差分をとれば、 VS1−VS2≒0.283βｈ−3.5 ……（10） となる。
また、円形状欠陥の場合は、式（３）より、それぞれ
以下の式で表わされる。
以下の式で表わされる。
VH1＝γh-5 ……（11） VH2＝γ（ｈ＋△）-5 ……（12） 前述と同様に△/h≒1/10とし、両者の差分をとれば、 VH1−VH2≒0.379γh-5 ……（13） となる。
式（10）は式（２）より約1/4、式（13）は式（３）
より約1/3小さい。したがって、SQUID出力の差分をとる
と、欠陥からの信号も小さくはなるが、前述の被測定物
の表面形状（凹凸）に起因するバックグランド信号の低
下（約1/10）までは小さくならない。以上より、SQUID
出力の差分を測定することは、欠陥からの信号を浮きだ
させる効果を有することが分かる。
より約1/3小さい。したがって、SQUID出力の差分をとる
と、欠陥からの信号も小さくはなるが、前述の被測定物
の表面形状（凹凸）に起因するバックグランド信号の低
下（約1/10）までは小さくならない。以上より、SQUID
出力の差分を測定することは、欠陥からの信号を浮きだ
させる効果を有することが分かる。
この効果は、連結した複数のピックアップコイルを設
けた場合も同様である。２つのピックアップコイルをセ
ンサとした場合、コイルの巻く方向を逆向きとする。し
たがって、磁界によってコイルに発生する電流は逆向き
となり、各ピックアップコイル出力の差分がセンサ本体
の出力となる。この出力をSQUID装置により増幅し、出
力する。この場合、SQUID装置のレンジ切換え（リセッ
ト）の回数を大幅に低減できる。よって、前述したよう
に、リセットに伴う測定誤差を小さくできるという効果
がある。
けた場合も同様である。２つのピックアップコイルをセ
ンサとした場合、コイルの巻く方向を逆向きとする。し
たがって、磁界によってコイルに発生する電流は逆向き
となり、各ピックアップコイル出力の差分がセンサ本体
の出力となる。この出力をSQUID装置により増幅し、出
力する。この場合、SQUID装置のレンジ切換え（リセッ
ト）の回数を大幅に低減できる。よって、前述したよう
に、リセットに伴う測定誤差を小さくできるという効果
がある。
さらに、式（１）から式（13）に示すようにバックグ
ランドや欠陥形状の種類によって測定位置によるSQUID
の信号が異なるため、これらの信号の種類を判定でき
る。すなわち、被測定物からの距離とSQUID出力の関係
が、欠陥形状に依存するという既知の性質を用いて、欠
陥形状を判定し、かつ、欠陥の表面積を単一走査によっ
て測定することが可能となる。
ランドや欠陥形状の種類によって測定位置によるSQUID
の信号が異なるため、これらの信号の種類を判定でき
る。すなわち、被測定物からの距離とSQUID出力の関係
が、欠陥形状に依存するという既知の性質を用いて、欠
陥形状を判定し、かつ、欠陥の表面積を単一走査によっ
て測定することが可能となる。
以下、本発明の実施例を示す。磁気を応用したSQUID
による非破壊検査において、２つのピックアップコイル
を用いた場合の本発明の概略を第１図に示す。
による非破壊検査において、２つのピックアップコイル
を用いた場合の本発明の概略を第１図に示す。
本発明は、ピックアップコイル１、励磁コイル２、ピ
ックアップコイル１に温度スイッチ３を介して連結され
たSQUID装置４、SQUID装置４を制御し、かつ、SQUID出
力を測定する制御装置５、SQUID出力を解析・演算処理
する計算機６、超電導状態とするための冷媒７、初期SQ
UID出力をバランスさせるためのバランスリング８から
構成される磁気を応用したSQUIDによる非破壊検査装置
において、被測定物表面９から距離の異なる２つのピッ
クアップコイル１−1,1−２を設けた構成となってい
る。
ックアップコイル１に温度スイッチ３を介して連結され
たSQUID装置４、SQUID装置４を制御し、かつ、SQUID出
力を測定する制御装置５、SQUID出力を解析・演算処理
する計算機６、超電導状態とするための冷媒７、初期SQ
UID出力をバランスさせるためのバランスリング８から
構成される磁気を応用したSQUIDによる非破壊検査装置
において、被測定物表面９から距離の異なる２つのピッ
クアップコイル１−1,1−２を設けた構成となってい
る。
ここで、ピックアップコイル（グラジオメータ）１の
詳細を第２図に示す。外側のコイルの巻き方向と内側の
それとが逆方向になっている。
詳細を第２図に示す。外側のコイルの巻き方向と内側の
それとが逆方向になっている。
さらに、２つのピックアップコイルを連結し、センサ
とする場合の例を第３図およびこの場合の装置の概略を
第４図に示す。第３図において、コイルの巻き方向は互
いに逆方向となっている。本センサに、磁力が働くとコ
イルに発生する電流の向きは、互いに逆方向となる。し
たがって、各ピックアップコイル出力の差分がセンサ本
体の出力となる。第４図において、当該センサ出力を温
度スイッチ３を介して、SQUID装置４により増幅する。
とする場合の例を第３図およびこの場合の装置の概略を
第４図に示す。第３図において、コイルの巻き方向は互
いに逆方向となっている。本センサに、磁力が働くとコ
イルに発生する電流の向きは、互いに逆方向となる。し
たがって、各ピックアップコイル出力の差分がセンサ本
体の出力となる。第４図において、当該センサ出力を温
度スイッチ３を介して、SQUID装置４により増幅する。
以上の装置構成により、前述したように、被測定物表
面９の形状に依存したバックグランド信号を小さくでき
る。
面９の形状に依存したバックグランド信号を小さくでき
る。
第１図と第４図において、２つのピックアップコイル
１−１と１−２の間隔を△とし、被測定物表面９とピッ
クアップコイル１−１との初期設定間隔をh0とし、20≦
h0≦100mm、２≦△≦10mmまたは10≦h/△≦20とする。
これらの寸法の設定は、ピックアップコイルの相互干
渉、感度等に基づいて経験的に定められるものである。
１−１と１−２の間隔を△とし、被測定物表面９とピッ
クアップコイル１−１との初期設定間隔をh0とし、20≦
h0≦100mm、２≦△≦10mmまたは10≦h/△≦20とする。
これらの寸法の設定は、ピックアップコイルの相互干
渉、感度等に基づいて経験的に定められるものである。
従来のSQUID非破壊検査装置による欠陥の測定結果の
概略を第５図（ａ）〜（ｃ）に示す。同図（ｃ）に示す
ように欠陥を有する被測定物上にSQUIDセンサを走査さ
せた場合、SQUID出力は同図（ａ）のようになる。SQUID
装置は、出力がある一定値（図中に１と表示）を超える
と、レンジを切換えてリセットする必要がある。これを
合成すると同図（ｂ）のようになる。この図（ｂ）から
分かるように、被測定物の表面形状に起因したバックグ
ランド信号はかなり大きく、これを軽減する必要がある
ことは前述の通りである。
概略を第５図（ａ）〜（ｃ）に示す。同図（ｃ）に示す
ように欠陥を有する被測定物上にSQUIDセンサを走査さ
せた場合、SQUID出力は同図（ａ）のようになる。SQUID
装置は、出力がある一定値（図中に１と表示）を超える
と、レンジを切換えてリセットする必要がある。これを
合成すると同図（ｂ）のようになる。この図（ｂ）から
分かるように、被測定物の表面形状に起因したバックグ
ランド信号はかなり大きく、これを軽減する必要がある
ことは前述の通りである。
第１図に示したピックアップコイル毎にSQUID装置を
設けた本発明の非破壊検査装置による欠陥の測定結果の
概略を第６図（ａ）（ｂ）に示す。SQUID出力V1およびV
2は、それぞれピックアップコイル１−１および１−２
に連結された各SQUID装置の出力である。V1−V2は両者
の差分であり、大幅にバックグランド信号を軽減でき
る。
設けた本発明の非破壊検査装置による欠陥の測定結果の
概略を第６図（ａ）（ｂ）に示す。SQUID出力V1およびV
2は、それぞれピックアップコイル１−１および１−２
に連結された各SQUID装置の出力である。V1−V2は両者
の差分であり、大幅にバックグランド信号を軽減でき
る。
欠陥からの信号△V1および△V2に注目し、式（１），
（２），（３）を考慮すれば、両者の比は、以下のよう
に表現できる。
（２），（３）を考慮すれば、両者の比は、以下のよう
に表現できる。
ΔV1/ΔV2＝（（h0＋Δ）/h0）Ｎ ……（14） ここで、Ｎは指数である。式（14）を変形して、 Ｎ＝log（ΔV1/ΔV2）/log（（h0＋Δ）/h0） ……（15） もし、Ｎ≒１ならば式（１）より、被測定物の表面形
状に依存したバックグランド信号と判定される。もし、
Ｎ≒3,5ならば、式（２）より矩形状欠陥であると、さ
らに、Ｎ≒５ならば式（３）より円形状欠陥であると判
定される。したがって、単一走査によって欠陥形状を判
定でき、従来、平面的に走査して欠陥形状を求めていた
ときに比べ、欠陥形状の測定時間を大幅に短縮できる。
状に依存したバックグランド信号と判定される。もし、
Ｎ≒3,5ならば、式（２）より矩形状欠陥であると、さ
らに、Ｎ≒５ならば式（３）より円形状欠陥であると判
定される。したがって、単一走査によって欠陥形状を判
定でき、従来、平面的に走査して欠陥形状を求めていた
ときに比べ、欠陥形状の測定時間を大幅に短縮できる。
欠陥形状が定まれば、欠陥の面積とSQUID出力の関係
は既知であり、容易に欠陥の面積を測定できる。以上の
処理は、第１図に示した計算機６により実行できる。ピ
ックアップコイルを３つ以上設けた場合の説明は省略す
るが、多くのピックアップコイルを設けるほど、測定精
度は向上する。
は既知であり、容易に欠陥の面積を測定できる。以上の
処理は、第１図に示した計算機６により実行できる。ピ
ックアップコイルを３つ以上設けた場合の説明は省略す
るが、多くのピックアップコイルを設けるほど、測定精
度は向上する。
なお、第４図に示したように、ピックアップコイルを
連結した場合、SQUID出力は第６図に示したV1−V2に等
しい。この場合、式（15）に示したような欠陥形成を決
定するための指数Ｎを求めることはできない。しかし、
SQUID出力は、レンジの切換えが必要とされる値（図中
１と表示）より小さく、すなわち欠陥の測定中において
レンジの切換えが不要となる。したがって、この場合
は、レンジの切換えに伴う測定誤差はなくすることがで
きる。
連結した場合、SQUID出力は第６図に示したV1−V2に等
しい。この場合、式（15）に示したような欠陥形成を決
定するための指数Ｎを求めることはできない。しかし、
SQUID出力は、レンジの切換えが必要とされる値（図中
１と表示）より小さく、すなわち欠陥の測定中において
レンジの切換えが不要となる。したがって、この場合
は、レンジの切換えに伴う測定誤差はなくすることがで
きる。
第７図は、バックグランドノイズ除去を考慮したピッ
クアップコイルを２重に組合せ、欠陥形状の種類の判定
も可能にした実施例である。具体的には第４図の例に、
同じSQUIDシステムを追加したものである。ピックアッ
プコイル１−１と１−１′および１−２と１−２′によ
りそれぞれバックグランドノイズを低減する。さらに、
１−１と１−１′の差分量と１−２と１−２′の差分量
を比較することで欠陥形状の種類を判定する。この実施
例によれば、バックグランドノイズを低減でき、欠陥に
よる信号を増幅できるため、高精度に欠陥が検出でき
る。第12図は配管（パイプ）の強度裕度を判定する装置
に上記SQUIDによる非破壊検査装置を利用した実施例を
示す。この装置はSQUID検査装置を駆動するための装
置、例えば、市販の多関節産業ロボット等の先端に、SQ
UIDセンサを配置し、配管などの被検査体を測定する。
その結果を基に配管の強度裕度を応力解析などにより演
算し、評価できる判定装置を備えている。これにより、
欠陥の検出と同時に検出体の強度評価ができるため、信
頼性が向上する。
クアップコイルを２重に組合せ、欠陥形状の種類の判定
も可能にした実施例である。具体的には第４図の例に、
同じSQUIDシステムを追加したものである。ピックアッ
プコイル１−１と１−１′および１−２と１−２′によ
りそれぞれバックグランドノイズを低減する。さらに、
１−１と１−１′の差分量と１−２と１−２′の差分量
を比較することで欠陥形状の種類を判定する。この実施
例によれば、バックグランドノイズを低減でき、欠陥に
よる信号を増幅できるため、高精度に欠陥が検出でき
る。第12図は配管（パイプ）の強度裕度を判定する装置
に上記SQUIDによる非破壊検査装置を利用した実施例を
示す。この装置はSQUID検査装置を駆動するための装
置、例えば、市販の多関節産業ロボット等の先端に、SQ
UIDセンサを配置し、配管などの被検査体を測定する。
その結果を基に配管の強度裕度を応力解析などにより演
算し、評価できる判定装置を備えている。これにより、
欠陥の検出と同時に検出体の強度評価ができるため、信
頼性が向上する。
本発明によれば、被測定物の表面形状に依存したバッ
クグランド信号を大幅に軽減できる効果がある。また、
ピックアップコイル毎にSQUID装置を設けたので、単一
走査によって欠陥形状の種類および欠陥の面積を計測で
きる。さらに、連結された２つの巻き方向が逆のピック
アップコイルの対毎にSQUID装置を連結した場合は、レ
ンジ切換えの回数が大幅に減少し、測定精度が向上する
効果を有する。
クグランド信号を大幅に軽減できる効果がある。また、
ピックアップコイル毎にSQUID装置を設けたので、単一
走査によって欠陥形状の種類および欠陥の面積を計測で
きる。さらに、連結された２つの巻き方向が逆のピック
アップコイルの対毎にSQUID装置を連結した場合は、レ
ンジ切換えの回数が大幅に減少し、測定精度が向上する
効果を有する。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図はピッ
クアップコイルの構造を示す斜視図、第３図は２つのピ
ックアップコイルの関係を示す斜視図、第４図は第３図
のピックアップコイルを用いた装置例を示す構成図、第
５図（ａ）〜（ｃ）は従来の測定結果を示す説明図、第
６図は本発明による測定結果を示す説明図、第７図は多
重ピックアップコイルの実施例を示す構成図、第８図な
いし第11図は本発明で用いる式（１）〜（３）の根拠を
説明する説明図、第12図は強度裕度判定装置にSQUID装
置を利用した構成図である。 １……ピックアップコイル、２……励磁コイル、３……
温度スイッチ、 ４……SQUID装置、５……制御および計測装置、６……
計算機、 ７……冷媒、８……バランスリング、９……被測定物。
クアップコイルの構造を示す斜視図、第３図は２つのピ
ックアップコイルの関係を示す斜視図、第４図は第３図
のピックアップコイルを用いた装置例を示す構成図、第
５図（ａ）〜（ｃ）は従来の測定結果を示す説明図、第
６図は本発明による測定結果を示す説明図、第７図は多
重ピックアップコイルの実施例を示す構成図、第８図な
いし第11図は本発明で用いる式（１）〜（３）の根拠を
説明する説明図、第12図は強度裕度判定装置にSQUID装
置を利用した構成図である。 １……ピックアップコイル、２……励磁コイル、３……
温度スイッチ、 ４……SQUID装置、５……制御および計測装置、６……
計算機、 ７……冷媒、８……バランスリング、９……被測定物。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大高 正広 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所機械研究所内 (72)発明者 吉村 敏彦 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所機械研究所内 (72)発明者 長谷川 邦夫 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所機械研究所内 (56)参考文献 特開 昭64−481（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−167463（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−64450（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−58565（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−131051（ＪＰ，Ａ) 特公 平２−52988（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (5)
- 【請求項１】被測定物からの磁束信号を検知するピック
アップコイルと、前記ピックアップコイルからの信号を
受けるSQUID装置と、前記SQUID装置からの出力信号を処
理する演算処理部とを備えたSQUIDによる非破壊検査装
置において、 前記被測定物からの距離が異なる位置に前記ピックアッ
プコイルを複数個設け、 前記各ピックアップコイル毎に前記SQUID装置を設け、 前記演算処理部が、各SQUID出力の差をとり被測定物の
表面形状に起因したバックグランド信号を小さくする演
算手段と、SQUID出力値と被測定物からの距離と被測定
物の欠陥形状の種類との予め定められている関係に基づ
いて、実測された各SQUID出力値から欠陥形状の種類を
判定する演算手段とを含むことを特徴とするSQUIDによ
る非破壊検査装置。 - 【請求項２】請求項１に記載のSQUIDによる非破壊検査
装置において、 前記被測定物と前記ピックアップコイルとの距離（ｈ）
を20〜100mmとし、 複数の各ピックアップコイルの間隔（△）を２〜10mmに
設定したことを特徴とするSQUIDによる非破壊検査装
置。 - 【請求項３】請求項１に記載のSQUIDによる非破壊検査
装置において、 前記被測定物と前記ピックアップコイルの距離（ｈ）
と、複数のピックアップコイルの間隔（△）とが、10≦
h/△≦20を満足する条件で設定されていることを特徴と
するSQUIDによる非破壊検査装置。 - 【請求項４】被測定物からの磁束信号を検知するピック
アップコイルと、前記ピックアップコイルからの信号を
受けるSQUID装置と、前記SQUID装置からの出力信号を処
理する演算処理部とを備えたSQUIDによる非破壊検査装
置において、 前記被測定物からの距離が異なる位置に巻き方向が異な
るピックアップコイルの対を複数対設け、 前記各ピックアップコイルの対毎に前記SQUID装置を設
け、 前記演算処理部が、各SQUID出力の差をとり被測定物の
表面形状に起因したバックグランド信号を小さくする演
算手段と、SQUID出力値と被測定物からの距離と被測定
物の欠陥形状の種類との予め定められている関係に基づ
いて、実測された各SQUID出力値から欠陥形状の種類を
判定する演算手段とを含むことを特徴とするSQUIDによ
る非破壊検査装置。 - 【請求項５】請求項１ないし４のいずれか一項に記載の
SQUIDによる非破壊検査装置において、 前記演算処理部が、欠陥の面積とSQUID出力との予め定
められている関係に基づいて、前記判定された欠陥形状
の種類から前記欠陥の面積を求める演算手段を含むこと
を特徴とするSQUIDによる非破壊検査装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2240290A JP3054778B2 (ja) | 1990-09-11 | 1990-09-11 | Ｓｑｕｉｄによる非破壊検査装置 |
| US07/757,585 US5331278A (en) | 1990-09-11 | 1991-09-11 | Apparatus for inspecting degradation/damage of a material using an AC magnet, a superconducting DC magnet and a SQUID sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2240290A JP3054778B2 (ja) | 1990-09-11 | 1990-09-11 | Ｓｑｕｉｄによる非破壊検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04120456A JPH04120456A (ja) | 1992-04-21 |
| JP3054778B2 true JP3054778B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=17057283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2240290A Expired - Fee Related JP3054778B2 (ja) | 1990-09-11 | 1990-09-11 | Ｓｑｕｉｄによる非破壊検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3054778B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0727743A (ja) * | 1993-07-12 | 1995-01-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 非破壊検査装置 |
| US5739685A (en) * | 1994-06-23 | 1998-04-14 | Sumitomo Metal Industries Limited | Method and apparatus for flaw detection by leakage fluexes and leakage flux sensor |
| DE19580847T1 (de) * | 1994-06-23 | 1996-11-21 | Sumitomo Metal Ind | Verfahren und Vorrichtung zur Fehlererkennung durch Streufluß und Streuflußsensor |
| US5747988A (en) * | 1994-06-23 | 1998-05-05 | Sumitomo Metal Industires Limited | Method and apparatus for flaw detection by leakage fluxes and leakage flux sensor |
| US6964990B2 (en) * | 1999-12-16 | 2005-11-15 | Kuraray Co., Ltd. | Ethylene-vinyl alcohol copolymer resin composition of improved long-run workability, and its shaped articles |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2526578B2 (ja) * | 1986-06-26 | 1996-08-21 | 日本鋼管株式会社 | 塗膜損傷検知方法 |
-
1990
- 1990-09-11 JP JP2240290A patent/JP3054778B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04120456A (ja) | 1992-04-21 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |