JP4901917B2 - 磁気測定装置、非破壊検査装置および磁気センサの検出コイルの配置方法 - Google Patents
磁気測定装置、非破壊検査装置および磁気センサの検出コイルの配置方法 Download PDFInfo
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本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。
===非破壊検査装置の構成===
以下、図1および図3を参照して、本発明の第1の実施形態における非破壊検査装置の構成について説明する。なお、図3は、非破壊検査装置の構成の概略を示す斜視図であり、図1は、非破壊検査装置のうち、特にセンサ部群1および検出コイル群11の構成の詳細を示す平面図である。
次に、本実施形態における非破壊検査装置の動作について説明する。なお、本実施形態において、各センサ部は、検査対象物9の不連続部91に起因する漏洩磁束H1を測定するのに十分な感度を有しているものとする。本実施形態では、一例として、各センサ部がSQUIDを備えている場合について説明する。
以下、図1および図2を参照して、本実施形態における磁界分布の算出方法について説明する。
===非破壊検査装置の構成===
以下、図4を参照して、本発明の第2の実施形態における非破壊検査装置の構成について説明する。なお、本実施形態における非破壊検査装置の構成の概略は、第1実施形態と同様に、図3に示されている。また、図4は、非破壊検査装置のうち、特にセンサ部群1および検出コイル群11の構成の詳細を示す平面図である。
次に、本実施形態における非破壊検査装置の動作について説明する。なお、第1実施形態と同様に、本実施形態においても、各センサ部は、SQUIDを用いて漏洩磁束H1を測定するものとする。
以下、図4および図5を参照して、本実施形態における磁界分布の算出方法について説明する。
図5は、測定磁界データの値が1となるような不連続部が、矩形領域AないしIのいずれにも存在しない場合、または何れか1つに1個存在する場合における、測定磁界データHrないしHuの値を示している。
例えば、不連続部が矩形領域Aに1個存在する場合には、Hr=1,Hs=Ht=Hu=0となる。また、例えば、不連続部が矩形領域Eに1個存在する場合には、Hr=Hs=Ht=Hu=1となる。さらに、例えば、不連続部が矩形領域Fに1個存在する場合には、Hr=Ht=0,Hs=Hu=1となる。
複数の不連続部が存在する場合における各測定磁界データの値は、第1実施形態の場合と同様に、図5の各矩形領域における値(0または+1)を不連続部の個数分だけ加算すればよい。また、この場合には、図4において、測定箇所をx0(x1)方向またはy0(y1)方向に距離aだけ、すなわち、矩形領域1個分だけ移動させることによって、不連続部の分布を区別することが可能となる。
===非破壊検査装置の構成===
以下、図6を参照して、本発明の第3の実施形態における非破壊検査装置の構成について説明する。なお、図6は、非破壊検査装置の構成の概略を示す斜視図である。また、本実施形態における非破壊検査装置のうち、特にセンサ部群1および検出コイル群11の構成の詳細は、第1実施形態と同様に、図1に示されている。
次に、本実施形態における非破壊検査装置の動作について説明する。なお、第1実施形態と同様に、本実施形態においても、各センサ部は、SQUIDを備えているものとする。
以下、図1および図7を参照して、本実施形態における磁界分布の算出方法について説明する。
ここで、渦電流によって測定磁界データの値が2(矩形領域当たり1)となるような磁界H2が発生し、不連続部が存在する矩形領域にはまったく渦電流が流れないものとすると、不連続部による測定磁界データHrおよびHsの値の減少分は、図7の各上段の(括弧が付いていない)値のようになる。なお、これらの値は、図2の各値の正負を反転させたものとなる。また、この場合の測定磁界データHrおよびHsの値は、図7の各下段の(括弧が付いている)式のように求めることができる。
複数の不連続部が存在する場合における、不連続部による各測定磁界データの値の減少分は、第1実施形態における各測定磁界データの値の場合と同様に、図7の各矩形領域における値(0または−1)を不連続部の個数分だけ加算すればよい。
===非破壊検査装置の構成===
本発明の第4の実施形態における非破壊検査装置の構成の概略は、第3実施形態と同様に、図6に示されている。また、本実施形態における非破壊検査装置のうち、特にセンサ部群1および検出コイル群11の構成の詳細は、第2実施形態と同様に、図4に示されている。
以下、図4および図8を参照して、本実施形態における磁界分布の算出方法について説明する。
ここで、渦電流によって測定磁界データの値が4(矩形領域当たり1)となるような磁界H2が発生し、不連続部が存在する矩形領域にはまったく渦電流が流れないものとすると、不連続部による測定磁界データHrないしHuの値の減少分は、図8の各上段の値のようになる。なお、これらの値は、図5の各値の正負を反転させたものとなる。また、この場合の測定磁界データHrないしHuの値は、図8の各下段の式のように求めることができる。
複数の不連続部が存在する場合における、不連続部による各測定磁界データの値の減少分は、第3実施形態の場合と同様に、図8の各矩形領域における値(0または−1)を不連続部の個数分だけ加算すればよい。
検出コイル群11は、複数の検出コイルの一部を重ねて配置することによって、略同一面積の領域を検出コイルの個数より多く形成できればよく、図1および図4に示した検出コイルの配置例以外にも様々な構成が可能である。
1a〜1i センサ部
1r〜1u センサ部
2 データ処理部
3 磁界発生部
4 センサ部
9 検査対象物
11 検出コイル群
11a〜11i 検出コイル
11r〜11u 検出コイル
31 励磁コイル
41 検出コイル
91 不連続部
Claims (11)
- 略同一面積の複数の領域を形成するように一部が重なって配置された、前記複数の領域より少ない個数の複数の検出コイルを含み、当該複数の検出コイルによってそれぞれ検出される磁界に応じた複数の測定磁界データを出力する複数の磁気センサを有する磁気測定装置であって、
前記複数の検出コイルは、それぞれの略4分の1の面積の9個の矩形領域を形成するように一部が重なって配置された、略同一の4個の矩形コイルを含むことを特徴とする磁気測定装置。 - 略同一面積の複数の領域を形成するように一部が重なって配置された、前記複数の領域より少ない個数の複数の検出コイルを含み、当該複数の検出コイルによってそれぞれ検出される磁界に応じた複数の測定磁界データを出力する複数の磁気センサを有する磁気測定装置であって、
前記複数の検出コイルは、それぞれの略4分の1の面積の16個の矩形領域を形成するように一部が重なって配置された、略同一の8個の矩形コイルを含むことを特徴とする磁気測定装置。 - 略同一面積の複数の領域を形成するように一部が重なって配置された、前記複数の領域より少ない個数の複数の検出コイルを含み、当該複数の検出コイルによってそれぞれ検出される磁界に応じた複数の測定磁界データを出力する複数の磁気センサを有する磁気測定装置であって、
前記複数の検出コイルは、それぞれの略4分の1の面積の12個の三角形領域を形成するように一部が重なって配置された、略同一の6個の三角形コイルであることを特徴とする磁気測定装置。 - 略同一面積の複数の領域を形成するように一部が重なって配置された、前記複数の領域より少ない個数の複数の検出コイルを含み、当該複数の検出コイルによってそれぞれ検出される磁界に応じた複数の測定磁界データを出力する複数の磁気センサを有する磁気測定装置であって、
前記複数の検出コイルは、それぞれの略3分の1の面積の12個の菱形領域を形成するように一部が重なって配置された、略同一の6個の正六角形コイルであることを特徴とする磁気測定装置。 - 前記複数の磁気センサは、前記複数の検出コイルがそれぞれ接続された複数の超伝導量子干渉素子をさらに備えることを特徴とする請求項1ないし請求項4の何れかに記載の磁気測定装置。
- 請求項1ないし請求項5の何れかに記載の磁気測定装置と、
検査対象物表面からの磁界に応じた前記複数の測定磁界データに基づいて、前記検査対象物表面からの磁界の前記複数の領域ごとの分布を算出するデータ処理部と、
を備えることを特徴とする非破壊検査装置。 - 前記検査対象物に渦電流を誘導する磁界を励磁コイルから発生させる磁界発生部をさらに備え、
前記複数の磁気センサは、前記渦電流によって発生する磁界に応じた前記複数の測定磁界データを出力することを特徴とする請求項6に記載の非破壊検査装置。 - 複数の磁気センサがそれぞれ備える複数の検出コイルの一部を、前記複数の検出コイルより多い個数の略同一面積の複数の領域を形成するように重ねて配置する磁気センサの検出コイルの配置方法であって、
前記複数の検出コイルは、それぞれの略4分の1の面積の9個の矩形領域を形成するように一部が重なって配置された、略同一の4個の矩形コイルを含むことを特徴とする磁気センサの検出コイルの配置方法。 - 複数の磁気センサがそれぞれ備える複数の検出コイルの一部を、前記複数の検出コイルより多い個数の略同一面積の複数の領域を形成するように重ねて配置する磁気センサの検出コイルの配置方法であって、
前記複数の検出コイルは、それぞれの略4分の1の面積の16個の矩形領域を形成するように一部が重なって配置された、略同一の8個の矩形コイルを含むことを特徴とする磁気センサの検出コイルの配置方法。 - 複数の磁気センサがそれぞれ備える複数の検出コイルの一部を、前記複数の検出コイルより多い個数の略同一面積の複数の領域を形成するように重ねて配置する磁気センサの検出コイルの配置方法であって、
前記複数の検出コイルは、それぞれの略4分の1の面積の12個の三角形領域を形成するように一部が重なって配置された、略同一の6個の三角形コイルであることを特徴とする磁気センサの検出コイルの配置方法。 - 複数の磁気センサがそれぞれ備える複数の検出コイルの一部を、前記複数の検出コイルより多い個数の略同一面積の複数の領域を形成するように重ねて配置する磁気センサの検出コイルの配置方法であって、
前記複数の検出コイルは、それぞれの略3分の1の面積の12個の菱形領域を形成するように一部が重なって配置された、略同一の6個の正六角形コイルであることを特徴とする磁気センサの検出コイルの配置方法。
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