JP5020285B2

JP5020285B2 - Nondestructive inspection apparatus and nondestructive inspection method

Info

Publication number: JP5020285B2
Application number: JP2009136893A
Authority: JP
Inventors: 明宏小川
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2009-06-08
Filing date: 2009-06-08
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2029-06-08
Also published as: JP2010281762A

Description

本発明は、非破壊検査装置および非破壊検査方法に関する。 The present invention relates to a nondestructive inspection apparatus and a nondestructive inspection method.

検査対象物を物理的に破壊することなく、きずや欠陥などの不連続部を検出する非破壊検査技術として、検査対象物表面からの磁界（磁場）を磁気センサによって測定するものが知られている。例えば、磁気センサとして、高感度のＦＧ（Flux-Gate：フラックスゲート）センサやＭＩ（Magneto-Impedance：磁気インピーダンス）センサ、さらに高感度のＳＱＵＩＤ（Superconducting QUantum Interference Device：超伝導量子干渉素子）などを用いて、検査対象物の内部や表面の不連続部に起因する漏洩磁束を測定することによって、当該不連続部を検出することができる。 As a non-destructive inspection technology that detects discontinuities such as flaws and defects without physically destroying the inspection object, one that measures the magnetic field (magnetic field) from the surface of the inspection object using a magnetic sensor is known. Yes. For example, high-sensitivity FG (Flux-Gate) sensor, MI (Magneto-Impedance) sensor, and high-sensitivity SQUID (Superconducting QUantum Interference Device) as magnetic sensors It is possible to detect the discontinuous portion by measuring the leakage magnetic flux caused by the discontinuous portion inside or on the surface of the inspection object.

また、コイルから発生する磁界によって検査対象物に渦電流を誘導し、当該渦電流によって発生する磁界を測定して検査対象物の不連続部を検出する、渦電流探傷試験（渦流探傷試験）と呼ばれる非破壊検査方法（以下、渦電流法と称する）も一般に知られている。例えば、特許文献１では、当該渦電流法によって測定された磁界の各周波数成分の振幅を算出し、異なる周波数成分の振幅間で差分を計算することによって、磁気センサと検査対象物との距離の変化による影響を低減することができる非破壊検査装置が開示されている。 In addition, an eddy current test (eddy current test) in which an eddy current is induced in a test object by a magnetic field generated from a coil and a discontinuous portion of the test object is detected by measuring the magnetic field generated by the eddy current; A so-called nondestructive inspection method (hereinafter referred to as eddy current method) is also generally known. For example, in Patent Document 1, the amplitude of each frequency component of a magnetic field measured by the eddy current method is calculated, and the difference between the amplitudes of different frequency components is calculated, whereby the distance between the magnetic sensor and the inspection object is calculated. A nondestructive inspection apparatus that can reduce the influence of changes is disclosed.

ところで、上記のような非破壊検査装置は、固定された磁気センサのセンサ面に対して略平行に検査対象物側を移動させる走査方式のものと、固定された検査対象物表面に対して略平行に磁気センサ側を移動させる走査方式のものとに大別することができる。そして、例えば電力設備などのように、検査対象物が大型構造物である場合には、一般に、磁気センサ側の走査方式が採用される。例えば、特許文献２では、多軸ロボットを用いて磁気センサを走査することによって、磁気センサと検査対象物との距離および角度を一定に保つ非破壊検査装置・方法が開示されている。 By the way, the non-destructive inspection apparatus as described above is of a scanning type that moves the inspection object side substantially parallel to the sensor surface of the fixed magnetic sensor, and the non-destructive inspection apparatus is substantially relative to the surface of the fixed inspection object. It can be roughly classified into a scanning type that moves the magnetic sensor side in parallel. For example, when the inspection object is a large structure such as a power facility, a scanning method on the magnetic sensor side is generally employed. For example, Patent Document 2 discloses a nondestructive inspection apparatus and method that keeps the distance and angle between a magnetic sensor and an inspection object constant by scanning the magnetic sensor using a multi-axis robot.

このようにして、電力設備などの検査対象物に対して多軸ロボットを用いて磁気センサを走査し、検査対象物表面からの磁界を一定の感度で測定することによって、検査対象物の不連続部を検出することができる。 In this way, the inspection object such as power equipment is scanned with a magnetic sensor using a multi-axis robot, and the magnetic field from the surface of the inspection object is measured with a certain sensitivity, thereby discontinuity of the inspection object. Part can be detected.

特開２００３−１４９２１２号公報JP 2003-149212 A 特開２００６−３２９６３２号公報JP 2006-329632 A

しかしながら、多軸ロボットを用いる上記の非破壊検査装置・方法では、まず多軸ロボットを設置する工程と、さらに、形状認識センサによって検査対象物の形状を計測し、当該形状に沿って磁気センサを走査させる経路や姿勢を決定する事前工程とを必要とする。特に、例えば発電所や変電所などのように、検査対象物が多軸ロボットの可動範囲より大きい場合には、多軸ロボットを設置しなおす必要があり、その都度、上記の設置工程と事前工程とに時間がかかることとなる。また、例えば送電鉄塔などのように、交通が不便な場所に検査対象物がある場合には、多軸ロボットを設置する場所を確保することが困難な場合もある。 However, in the above non-destructive inspection apparatus and method using a multi-axis robot, first, the step of installing the multi-axis robot, and further, the shape of the inspection object is measured by the shape recognition sensor, and the magnetic sensor is installed along the shape A pre-process for determining a scanning path and posture is required. In particular, when the object to be inspected is larger than the movable range of the multi-axis robot, such as a power plant or a substation, it is necessary to re-install the multi-axis robot. It will take time. In addition, when there is an inspection object in a place where traffic is inconvenient, such as a power transmission tower, it may be difficult to secure a place for installing the multi-axis robot.

そのため、当該非破壊検査装置・方法は、適用範囲が多軸ロボットを設置可能な場所に制限され、また、広範囲を検査する場合には作業効率が悪くなる。 Therefore, the application range of the nondestructive inspection apparatus / method is limited to a place where a multi-axis robot can be installed, and work efficiency is deteriorated when a wide range is inspected.

前述した課題を解決する主たる本発明は、検査対象物表面からの磁界を測定し、測定磁界データを出力する磁気センサと、前記磁気センサのセンサ部の前記検査対象物表面に対する垂直位置を検出し、垂直位置データを出力する１つ以上の垂直位置検出部と、前記測定磁界データと前記垂直位置データとに基づいて、前記検査対象物表面に平行な所定の基準面における基準磁界データを算出して出力するデータ処理部と、を有し、前記垂直位置検出部は、前記検査対象物表面に渦電流を誘導する磁界をコイルから発生させ、前記コイルのインピーダンスの変化に基づいて前記垂直位置を検出する渦電流式変位センサを備え、前記磁気センサは、前記渦電流によって発生する磁界を測定することを特徴とする非破壊検査装置である。 The main present invention that solves the above-mentioned problems is to detect a magnetic sensor that measures a magnetic field from the surface of an inspection object and outputs measurement magnetic field data, and a vertical position of the sensor portion of the magnetic sensor with respect to the surface of the inspection object. Calculating reference magnetic field data on a predetermined reference plane parallel to the surface of the object to be inspected based on one or more vertical position detectors that output vertical position data, the measurement magnetic field data, and the vertical position data. have a, a data processing unit for outputting Te, the vertical position detection unit, a magnetic field that induces eddy currents in the inspection object surface is generated from the coil, the vertical position based on a change in impedance of the coil An eddy current type displacement sensor is provided, and the magnetic sensor measures a magnetic field generated by the eddy current .

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。 Other features of the present invention will become apparent from the accompanying drawings and the description of this specification.

本発明によれば、多軸ロボットを用いることなく、人間の手で走査する場合や、自走式ロボットに搭載して走査する場合でも、検査対象物表面からの磁界を一定の感度で測定することができる。 According to the present invention, the magnetic field from the surface of the object to be inspected is measured with a constant sensitivity even when scanning with a human hand or scanning on a self-propelled robot without using a multi-axis robot. be able to.

本発明の第１実施形態における非破壊検査装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the nondestructive inspection apparatus in 1st Embodiment of this invention. 垂直位置データに基づいて、磁気センサのセンサ面の検査対象物表面に対する傾斜角度を算出する工程の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the process of calculating the inclination angle with respect to the test subject surface of the sensor surface of a magnetic sensor based on vertical position data. 測定磁界データと垂直位置データおよび傾斜角度とに基づいて、基準磁界データを算出する工程の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the process of calculating reference magnetic field data based on measurement magnetic field data, vertical position data, and an inclination angle. 本発明の第２実施形態における非破壊検査装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the nondestructive inspection apparatus in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態における非破壊検査装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the nondestructive inspection apparatus in 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態における非破壊検査装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the nondestructive inspection apparatus in 4th Embodiment of this invention.

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。 At least the following matters will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

＜第１実施形態＞
＝＝＝非破壊検査装置の構成＝＝＝
以下、図１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。 <First Embodiment>
=== Configuration of Nondestructive Inspection Apparatus ===
The configuration of the nondestructive inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

図１に示されている非破壊検査装置は、検査対象物９の内部や表面の不連続部９１を検出するための装置であり、走査部１、磁気センサ２、およびデータ処理部４ａを含んで構成されている。また、走査部１の内部には、磁気センサ２の検出コイル２１（センサ部）、および垂直位置検出部３ａないし３ｃが配置されている。なお、検査対象物９の表面に対する検出コイル２１の垂直位置を正確に検出することができるよう、検出コイル２１のコイル面（センサ面）と同一平面上に垂直位置検出部３ａないし３ｃを配置することが望ましい。 The nondestructive inspection apparatus shown in FIG. 1 is an apparatus for detecting a discontinuous portion 91 inside or on the surface of an inspection object 9, and includes a scanning unit 1, a magnetic sensor 2, and a data processing unit 4a. It consists of Inside the scanning unit 1, a detection coil 21 (sensor unit) of the magnetic sensor 2 and vertical position detection units 3a to 3c are arranged. The vertical position detectors 3a to 3c are arranged on the same plane as the coil surface (sensor surface) of the detection coil 21 so that the vertical position of the detection coil 21 with respect to the surface of the inspection object 9 can be accurately detected. It is desirable.

磁気センサ２からは、測定磁界データＨ２が出力されている。また、垂直位置検出部３ａおよび３ｃからそれぞれ出力される垂直位置データＲａおよびＲｃは、いずれも垂直位置検出部３ｂに入力されている。さらに、垂直位置検出部３ｂからは、入力された垂直位置データＲａおよびＲｃと、自身の垂直位置データＲｂとが合わせて出力されている。そして、データ処理部４ａには、測定磁界データＨ２と、垂直位置データＲａないしＲｃとが入力され、データ処理部４ａから出力される基準磁界データＨ０は、当該非破壊検査装置から出力されている。なお、垂直位置データＲａおよびＲｃは、データ処理部４ａに直接入力されていてもよい。 The magnetic sensor 2 outputs measurement magnetic field data H2. The vertical position data Ra and Rc output from the vertical position detectors 3a and 3c, respectively, are input to the vertical position detector 3b. Further, the vertical position detection unit 3b outputs the input vertical position data Ra and Rc together with its own vertical position data Rb. The measurement magnetic field data H2 and the vertical position data Ra to Rc are input to the data processing unit 4a, and the reference magnetic field data H0 output from the data processing unit 4a is output from the nondestructive inspection apparatus. . The vertical position data Ra and Rc may be directly input to the data processing unit 4a.

＝＝＝非破壊検査装置の動作＝＝＝
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、磁気センサ２は、検査対象物９の不連続部９１に起因する漏洩磁束Ｈ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、ＳＱＵＩＤを用いる場合について説明する。 === Operation of Non-Destructive Inspection Apparatus ===
Next, the operation of the nondestructive inspection apparatus in this embodiment will be described. In the present embodiment, it is assumed that the magnetic sensor 2 has sufficient sensitivity to measure the leakage magnetic flux H caused by the discontinuous portion 91 of the inspection object 9. In the present embodiment, as an example, a case where a SQUID is used will be described.

走査部１は、例えば人間の手や自走式ロボットによって保持され、固定された検査対象物９の表面に対して、検出コイル２１、および垂直位置検出部３ａないし３ｃが略平行に移動する。 The scanning unit 1 is held by, for example, a human hand or a self-propelled robot, and the detection coil 21 and the vertical position detection units 3a to 3c move substantially parallel to the surface of the fixed inspection object 9.

磁気センサ２は、検査対象物９の表面からの磁界を検出コイル２１によって検出し、検出コイル２１の位置における磁界の強さまたは磁束密度に応じた測定磁界データＨ２を出力する。以下の説明においては、検出コイル２１の位置を検出コイル２１の中心Ｍで代表させることとする。 The magnetic sensor 2 detects a magnetic field from the surface of the inspection object 9 by the detection coil 21 and outputs measured magnetic field data H2 corresponding to the magnetic field strength or magnetic flux density at the position of the detection coil 21. In the following description, the position of the detection coil 21 is represented by the center M of the detection coil 21.

垂直位置検出部３ａないし３ｃは、それぞれ検査対象物９の表面からの距離を測定することによって、検査対象物９の表面に対する検出コイル２１の垂直位置を検出し、垂直位置データＲａないしＲｃを出力する。また、垂直位置検出部３ａないし３ｃは、一例として、それぞれレーザ式変位センサを備える。レーザ式変位センサは、検査対象物９の表面にレーザ光を照射し、その反射光を受光することによって、検査対象物９の表面からの距離を測定することができる。 The vertical position detectors 3a to 3c measure the distance from the surface of the inspection object 9, thereby detecting the vertical position of the detection coil 21 with respect to the surface of the inspection object 9, and output the vertical position data Ra to Rc. To do. In addition, each of the vertical position detection units 3a to 3c includes a laser displacement sensor as an example. The laser displacement sensor can measure the distance from the surface of the inspection object 9 by irradiating the surface of the inspection object 9 with laser light and receiving the reflected light.

データ処理部４ａは、測定磁界データＨ２と垂直位置データＲａないしＲｃとに基づいて、検査対象物９の表面に平行な所定の基準面における基準磁界データＨ０を算出して出力する。基準磁界データＨ０の算出方法は、大別して、検査対象物９の表面に対する検出コイル２１のコイル面の傾斜角度θを算出する角度算出工程と、基準磁界データＨ０を算出するデータ補正工程とからなる。 The data processing unit 4a calculates and outputs reference magnetic field data H0 on a predetermined reference plane parallel to the surface of the inspection object 9 based on the measured magnetic field data H2 and the vertical position data Ra to Rc. The calculation method of the reference magnetic field data H0 is roughly divided into an angle calculation step for calculating the inclination angle θ of the coil surface of the detection coil 21 with respect to the surface of the inspection object 9, and a data correction step for calculating the reference magnetic field data H0. .

以下、一例として、検出コイル２１、および垂直位置検出部３ａないし３ｃの具体的な配置を示すとともに、当該配置の場合における基準磁界データＨ０の算出方法について、角度算出工程、データ補正工程の順に説明する。 Hereinafter, as an example, the specific arrangement of the detection coil 21 and the vertical position detectors 3a to 3c is shown, and the calculation method of the reference magnetic field data H0 in the case of the arrangement is described in the order of the angle calculation step and the data correction step. To do.

＝＝＝角度算出工程＝＝＝
まず、図２を参照して、垂直位置データＲａないしＲｃに基づいて傾斜角度θを算出する角度算出工程について説明する。 === Angle Calculation Step ===
First, with reference to FIG. 2, an angle calculation process for calculating the inclination angle θ based on the vertical position data Ra to Rc will be described.

図２において、垂直位置検出部３ａないし３ｃは、一例として、実線で示される正三角形ＡＢＣの頂点にそれぞれ配置されている。また、図示されていない検出コイル２１は、コイル面が正三角形ＡＢＣと同一平面上にあり、中心Ｍが正三角形ＡＢＣの重心と一致している。 In FIG. 2, the vertical position detectors 3 a to 3 c are arranged at the vertices of an equilateral triangle ABC indicated by a solid line as an example. Further, the detection coil 21 (not shown) has a coil surface on the same plane as the equilateral triangle ABC, and the center M coincides with the center of gravity of the equilateral triangle ABC.

ここで、図２に示すように、点Ａを原点（０，０，０）とし、検査対象物９の表面の法線方向をＺ軸とし、辺ＡＢがＸＺ平面上にあるような直交座標系を設定すると、点Ｂおよび点Ｃの座標は、それぞれ（Ｘｂ，０，Ｚｂ）および（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）と表すことができる。なお、ＺｂおよびＺｃは、それぞれ
Ｚｂ＝Ｒｂ−Ｒａ、
Ｚｃ＝Ｒｃ−Ｒａ
となり、いずれも垂直位置データＲａないしＲｃから求めることができる。また、図２において、短破線で示される三角形ＡＢ０Ｃ０は、正三角形ＡＢＣのＸＹ平面への正射影を示しており、長破線で示される三角形Ａ１Ｂ１Ｃ１は、正三角形ＡＢＣの検査対象物９の表面への正射影を示している。 Here, as shown in FIG. 2, the orthogonal coordinates such that the point A is the origin (0, 0, 0), the normal direction of the surface of the inspection object 9 is the Z axis, and the side AB is on the XZ plane. When the system is set, the coordinates of point B and point C can be expressed as (Xb, 0, Zb) and (Xc, Yc, Zc), respectively. Zb and Zc are respectively Zb = Rb-Ra,
Zc = Rc-Ra
And can be obtained from the vertical position data Ra to Rc. In FIG. 2, a triangle AB0C0 indicated by a short broken line indicates an orthogonal projection of the regular triangle ABC onto the XY plane, and a triangle A1B1C1 indicated by a long broken line is directed to the surface of the inspection object 9 of the regular triangle ABC. The orthographic projection of is shown.

以下、点Ａから点Ｂおよび点Ｃに向かうベクトルをそれぞれｖ＿ＡＢおよびｖ＿ＡＣと表すこととし、正三角形ＡＢＣの１辺の長さを２ａとすると、
｜ｖ＿ＡＢ｜^２＝Ｘｂ^２＋Ｚｂ^２＝４ａ^２、
｜ｖ＿ＡＣ｜^２＝Ｘｃ^２＋Ｙｃ^２＋Ｚｃ^２＝４ａ^２
の関係が成立する。また、正三角形ＡＢＣの内角は、いずれも６０°であるので、ベクトルｖ＿ＡＢおよびｖ＿ＡＣの内積（ドット積）を計算すると、
ｖ＿ＡＢ・ｖ＿ＡＣ＝ＸｂＸｃ＋ＺｂＺｃ＝２ａ^２
の関係が成立する。 Hereinafter, vectors from point A to point B and point C are represented as v_AB and v_AC, respectively, and the length of one side of the equilateral triangle ABC is 2a.
| V_AB | ² = Xb ² + Zb ² = 4a ² ,
| V_AC | ² = Xc ² + Yc ² + Zc ² = 4a ²
The relationship is established. In addition, since the inner angle of the equilateral triangle ABC is 60 °, when calculating the inner product (dot product) of the vectors v_AB and v_AC,
v_AB · v_AC = XbXc + ZbZc = 2a ²
The relationship is established.

以上の関係式から、Ｘｂ、ＸｃおよびＹｃは、それぞれ
Ｘｂ^２＝４ａ^２−Ｚｂ^２、
Ｘｃ^２＝（２ａ^２−ＺｂＺｃ）^２／Ｘｂ^２、
Ｙｃ^２＝４ａ^２−Ｚｃ^２−（２ａ^２−ＺｂＺｃ）^２／Ｘｂ^２
と表すことができる。 From the above relational expressions, Xb, Xc and Yc are respectively Xb ² = 4a ² −Zb ² ,
^{^{^{Xc 2 = (2a 2 -ZbZc)}}} 2 / Xb 2,
^{^{^{^{Yc 2 = 4a 2 -Zc 2 -}}}} (2a 2 -ZbZc) 2 / Xb 2
It can be expressed as.

一方、正三角形ＡＢＣの法線ベクトルｖ＿ｎをベクトルｖ＿ＡＢおよびｖ＿ＡＣの外積（クロス積）から求めると、
ｖ＿ｎ＝ｖ＿ＡＢ×ｖ＿ＡＣ＝（−ＺｂＹｃ，ＺｂＸｃ−ＸｂＺｃ，ＸｂＹｃ）
となり、法線ベクトルｖ＿ｎの大きさは、
｜ｖ＿ｎ｜＝｜ｖ＿ＡＢ｜｜ｖ＿ＡＣ｜ｓｉｎ６０°＝（２√３）ａ^２
である。また、検査対象物９の表面の単位法線ベクトルは、ＸＹ平面の単位法線ベクトルｖ＿ｚ＝（０，０，１）と等しく、傾斜角度θは、法線ベクトルｖ＿ｎと単位法線ベクトルｖ＿ｚとがなす角度に等しいので、両法線ベクトルの内積を計算すると、
ｖ＿ｎ・ｖ＿ｚ＝ＸｂＹｃ＝（２√３）ａ^２ｃｏｓθ
の関係が成立する。 On the other hand, when the normal vector v_n of the equilateral triangle ABC is obtained from the outer product (cross product) of the vectors v_AB and v_AC,
v_n = v_AB × v_AC = (− ZbYc, ZbXc−XbZc, XbYc)
The size of the normal vector v_n is
| V_n | = | v_AB || v_AC | sin60 ° = (2√3) a ²
It is. Further, the unit normal vector on the surface of the inspection object 9 is equal to the unit normal vector v_z = (0, 0, 1) on the XY plane, and the inclination angle θ is determined by the normal vector v_n and the unit normal vector v_z. Since the inner product of both normal vectors is
v_n · v_z = XbYc = (2√3) a ² cos θ
The relationship is established.

したがって、傾斜角度θは、
ｃｏｓ^２θ＝（１／１２ａ^４）［Ｘｂ^２（４ａ^２−Ｚｃ^２）−（２ａ^２−ＺｂＺｃ）^２］
＝１−（Ｚｂ^２＋Ｚｃ^２−ＺｂＺｃ）／３ａ^２
と表すことができる。前述したように、ＺｂおよびＺｃは、垂直位置データＲａないしＲｃから求めることができるため、垂直位置データＲａないしＲｃに基づいて傾斜角度θを算出することができる。なお、後述するように、基準磁界データＨ０の算出には、ｃｏｓθが用いられる。 Therefore, the inclination angle θ is
cos ² θ = (1 / 12a ⁴ ) [Xb ² (4a ² −Zc ² ) − (2a ² −ZbZc) ² ]
= 1- (Zb ² + Zc ² -ZbZc) / 3a ²
It can be expressed as. As described above, since Zb and Zc can be obtained from the vertical position data Ra to Rc, the inclination angle θ can be calculated based on the vertical position data Ra to Rc. As will be described later, cos θ is used to calculate the reference magnetic field data H0.

なお、三角形ＡＢＣが正三角形以外の場合であっても、２辺の長さおよびその間の角度から上記と同様に関係式を導くことができ、傾斜角度θを算出することができる。したがって、少なくとも３つの垂直位置検出部を用いて傾斜角度θを算出することができるため、走査部１に４つ以上の垂直位置検出部が配置されていてもよい。 Even if the triangle ABC is not a regular triangle, the relational expression can be derived in the same manner as described above from the length of the two sides and the angle between them, and the inclination angle θ can be calculated. Therefore, since the inclination angle θ can be calculated using at least three vertical position detection units, four or more vertical position detection units may be arranged in the scanning unit 1.

＝＝＝データ補正工程＝＝＝
次に、図３を参照して、測定磁界データＨ２と、垂直位置データＲａないしＲｃ、および傾斜角度θとに基づいて、基準磁界データＨ０を算出するデータ補正工程について説明する。なお、図３は、走査部１と検査対象物９との位置関係を、ＸＹ平面に平行な方向から見た図である。 === Data Correction Step ===
Next, a data correction process for calculating the reference magnetic field data H0 based on the measured magnetic field data H2, the vertical position data Ra to Rc, and the tilt angle θ will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a view of the positional relationship between the scanning unit 1 and the inspection object 9 as seen from a direction parallel to the XY plane.

前述したように、検出コイル２１のコイル面は、検査対象物９の表面に対して傾斜角度θだけ傾斜しているため、検出コイル２１のコイル面が検査対象物９の表面に平行な場合に測定されるべき補正磁界Ｈ１は、
Ｈ１＝Ｈ２／ｃｏｓθ
となり、傾斜角度θの影響を補正することができる。 As described above, the coil surface of the detection coil 21 is inclined by the inclination angle θ with respect to the surface of the inspection object 9, so that the coil surface of the detection coil 21 is parallel to the surface of the inspection object 9. The correction magnetic field H1 to be measured is
H1 = H2 / cos θ
Thus, the influence of the inclination angle θ can be corrected.

なお、例えば０°≦θ≦２０°の場合には、１≦Ｈ１／Ｈ２≦１．０６であるため、傾斜角度θの補正の効果は限定的である。そして、走査部１を人間の手で走査する場合には、傾斜角度θを２０°以下に保つことはさほど困難でないため、角度算出工程を省略することも可能である。この場合、代替手段として、当該非破壊検査装置から垂直位置データＲａないしＲｃも出力し、それらの最大値および最小値の差から、検出コイル２１のコイル面が検査対象物９の表面に対して傾斜し過ぎていることを検知できるようにしてもよい。 For example, when 0 ° ≦ θ ≦ 20 °, since 1 ≦ H1 / H2 ≦ 1.06, the effect of correcting the tilt angle θ is limited. When the scanning unit 1 is scanned by a human hand, it is not so difficult to keep the inclination angle θ at 20 ° or less, and therefore the angle calculation step can be omitted. In this case, as an alternative, vertical position data Ra to Rc are also output from the non-destructive inspection apparatus, and the coil surface of the detection coil 21 is compared with the surface of the inspection object 9 from the difference between the maximum value and the minimum value. You may enable it to detect that it has inclined too much.

一方、検出コイル２１の中心Ｍは、図２に示した正三角形ＡＢＣの重心と一致するため、検査対象物９の表面から中心Ｍで代表される検出コイル２１までの距離Ｒｍは、
Ｒｍ＝（Ｒａ＋Ｒｂ＋Ｒｃ）／３
となる。また、検査対象物９の表面から所定の基準面までの距離をＲ０とすると、基準磁界データＨ０は、
Ｈ０＝Ｈ１（Ｒｍ^２／Ｒ０^２）
＝Ｈ２（Ｒａ＋Ｒｂ＋Ｒｃ）^２／（９Ｒ０^２ｃｏｓθ）
と表すことができる。したがって、測定磁界データＨ２と、垂直位置データＲａないしＲｃ、および傾斜角度θとに基づいて、基準磁界データＨ０を算出することができる。 On the other hand, since the center M of the detection coil 21 coincides with the center of gravity of the equilateral triangle ABC shown in FIG. 2, the distance Rm from the surface of the inspection object 9 to the detection coil 21 represented by the center M is
Rm = (Ra + Rb + Rc) / 3
It becomes. When the distance from the surface of the inspection object 9 to a predetermined reference plane is R0, the reference magnetic field data H0 is
^{^{H0 = H1 (Rm 2 / R0}} 2)
= H2 (Ra + Rb + Rc) ² / (9R0 ² cos θ)
It can be expressed as. Therefore, the reference magnetic field data H0 can be calculated based on the measured magnetic field data H2, the vertical position data Ra to Rc, and the inclination angle θ.

このようにして、測定磁界データＨ２と垂直位置データＲａないしＲｃとに基づいて基準磁界データＨ０を算出することによって、検査対象物９の表面と検出コイル２１との距離Ｒｍおよび傾斜角度θの影響を補正することができる。したがって、本実施形態の非破壊検査装置は、走査部１を人間の手や自走式ロボットによって走査する場合でも、検査対象物９の表面からの磁界を一定の感度で測定することができる。 Thus, by calculating the reference magnetic field data H0 based on the measured magnetic field data H2 and the vertical position data Ra to Rc, the influence of the distance Rm and the inclination angle θ between the surface of the inspection object 9 and the detection coil 21 is obtained. Can be corrected. Therefore, the nondestructive inspection apparatus of this embodiment can measure the magnetic field from the surface of the inspection object 9 with a constant sensitivity even when the scanning unit 1 is scanned by a human hand or a self-propelled robot.

なお、本実施形態のように、各垂直位置検出部は、正多角形の頂点に配置し、検出コイル２１は、コイル面が当該正多角形と同一平面上にあり、中心Ｍが当該正多角形の重心と一致するように配置することによって、走査部１の傾斜方向を考慮する必要がなく、距離Ｒｍを各垂直位置データの算術平均として求めることができる。 As in this embodiment, each vertical position detector is arranged at the apex of a regular polygon, and the detection coil 21 has a coil surface on the same plane as the regular polygon, and the center M is the regular polygon. By arranging so as to coincide with the center of gravity of the square, it is not necessary to consider the inclination direction of the scanning unit 1, and the distance Rm can be obtained as an arithmetic average of each vertical position data.

＜第２実施形態＞
＝＝＝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。
本実施形態の非破壊検査装置は、第１実施形態の非破壊検査装置を、特に渦電流法に好適な構成としたものであり、垂直位置検出部３ａないし３ｃは、それぞれ渦電流式変位センサを備えている。なお、図４においては、垂直位置検出部３ａないし３ｃのうち、それぞれ渦電流式変位センサのコイル３１ａないし３１ｃのみが示されている。 Second Embodiment
=== Configuration of Nondestructive Inspection Apparatus ===
The configuration of the nondestructive inspection apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
The nondestructive inspection apparatus according to the present embodiment is the nondestructive inspection apparatus according to the first embodiment having a configuration particularly suitable for the eddy current method. The vertical position detectors 3a to 3c are respectively eddy current displacement sensors. It has. In FIG. 4, only the coils 31 a to 31 c of the eddy current type displacement sensor are shown among the vertical position detectors 3 a to 3 c.

＝＝＝非破壊検査装置の動作＝＝＝
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。
走査部１は、固定された検査対象物９の表面に対して、検出コイル２１、および渦電流式変位センサのコイル３１ａないし３１ｃが略平行に移動する。 === Operation of Non-Destructive Inspection Apparatus ===
Next, the operation of the nondestructive inspection apparatus in this embodiment will be described.
In the scanning unit 1, the detection coil 21 and the coils 31 a to 31 c of the eddy current displacement sensor move substantially parallel to the surface of the fixed inspection object 9.

垂直位置検出部３ａないし３ｃは、それぞれ渦電流式変位センサを用いて検査対象物９の表面からの距離を測定することによって、垂直位置データＲａないしＲｃを出力する。渦電流式変位センサは、まず、コイルから高周波磁界を発生させ、検査対象物９の表面に渦電流を誘導する。そして、当該渦電流が発生させる磁界によって高周波磁界の変化が妨げられるため、コイルのインピーダンスの変化に基づいて、検査対象物９の表面からの距離を測定することができる。 The vertical position detectors 3a to 3c output vertical position data Ra to Rc by measuring the distance from the surface of the inspection object 9 using eddy current displacement sensors, respectively. The eddy current displacement sensor first generates a high-frequency magnetic field from a coil and induces an eddy current on the surface of the inspection object 9. And since the change of a high frequency magnetic field is prevented by the magnetic field which the said eddy current generate | occur | produces, the distance from the surface of the test object 9 can be measured based on the change of the impedance of a coil.

本実施形態の非破壊検査装置では、コイル３１ａないし３１ｃの少なくとも１つから発生する交流磁界によって検査対象物９に渦電流を誘導し、磁気センサ２は、当該渦電流によって発生する磁界を検出コイル２１によって検出し、測定磁界データＨ２を出力する。なお、当該磁界の測定に用いる交流磁界の周波数を高くすると、表皮効果によって検査対象物９の略表面のみに渦電流が誘導され、検査対象物９の表面の不連続部９１を検出することができる。反対に、周波数を低くすると、表皮深さが大きくなるため、検査対象物９の内部の不連続部９１を検出することができるようになる。また、当該交流磁界は、複数の周波数成分を含んでいてもよい。 In the nondestructive inspection apparatus of this embodiment, an eddy current is induced in the inspection object 9 by an alternating magnetic field generated from at least one of the coils 31a to 31c, and the magnetic sensor 2 detects a magnetic field generated by the eddy current as a detection coil. 21 and outputs measured magnetic field data H2. In addition, when the frequency of the alternating magnetic field used for the measurement of the magnetic field is increased, an eddy current is induced only on the substantially surface of the inspection object 9 due to the skin effect, and the discontinuity 91 on the surface of the inspection object 9 can be detected. it can. On the contrary, when the frequency is lowered, the skin depth increases, so that the discontinuous portion 91 inside the inspection object 9 can be detected. The AC magnetic field may include a plurality of frequency components.

第１実施形態の非破壊検査装置と同様に、データ処理部４ａは、測定磁界データＨ２と垂直位置データＲａないしＲｃとに基づいて、基準磁界データＨ０を算出して出力する。 Similar to the nondestructive inspection apparatus of the first embodiment, the data processing unit 4a calculates and outputs the reference magnetic field data H0 based on the measured magnetic field data H2 and the vertical position data Ra to Rc.

このようにして、渦電流法を用いる本実施形態の非破壊検査装置において、垂直位置検出部３ａないし３ｃがそれぞれ渦電流式変位センサを備えることによって、コイル３１ａないし３１ｃの少なくとも１つから、磁界の測定に用いる交流磁界を発生させることもできる。 Thus, in the nondestructive inspection apparatus of this embodiment using the eddy current method, each of the vertical position detectors 3a to 3c includes the eddy current displacement sensor, so that the magnetic field is generated from at least one of the coils 31a to 31c. It is also possible to generate an alternating magnetic field used for the measurement.

＜第３実施形態＞
＝＝＝非破壊検査装置の構成＝＝＝
以下、図５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。
図５に示されている非破壊検査装置は、第１実施形態の非破壊検査装置に対して、データ処理部４ａの代わりにデータ処理部４ｂを含んで構成されている。また、走査部１の内部には、垂直位置検出部３ｂの代わりに垂直・水平位置検出部５が配置されている。 <Third Embodiment>
=== Configuration of Nondestructive Inspection Apparatus ===
The configuration of the nondestructive inspection apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
The nondestructive inspection apparatus shown in FIG. 5 is configured to include a data processing unit 4b instead of the data processing unit 4a with respect to the nondestructive inspection apparatus of the first embodiment. In addition, a vertical / horizontal position detection unit 5 is disposed inside the scanning unit 1 instead of the vertical position detection unit 3b.

第１実施形態の非破壊検査装置と同様に、磁気センサ２からは、測定磁界データＨ２が出力されている。また、垂直位置検出部３ａおよび３ｃからそれぞれ出力される垂直位置データＲａおよびＲｃは、いずれも垂直・水平位置検出部５に入力されている。さらに、垂直・水平位置検出部５からは、入力された垂直位置データＲａおよびＲｃと、自身の垂直位置データＲｂおよび水平変位データ（Ｄｘ，Ｄｙ）とが合わせて出力されている。そして、データ処理部４ｂには、測定磁界データＨ２と、垂直位置データＲａないしＲｃと、水平変位データ（Ｄｘ，Ｄｙ）とが入力され、データ処理部４ｂから出力される基準磁界データＨ０（ｘ，ｙ）は、当該非破壊検査装置から出力されている。なお、垂直位置データＲａおよびＲｃは、データ処理部４ｂに直接入力されていてもよい。 Similar to the nondestructive inspection apparatus of the first embodiment, the magnetic sensor 2 outputs measurement magnetic field data H2. The vertical position data Ra and Rc output from the vertical position detectors 3a and 3c, respectively, are input to the vertical / horizontal position detector 5. Further, the vertical / horizontal position detector 5 outputs the input vertical position data Ra and Rc together with its own vertical position data Rb and horizontal displacement data (Dx, Dy). Then, the measurement magnetic field data H2, the vertical position data Ra to Rc, and the horizontal displacement data (Dx, Dy) are input to the data processing unit 4b, and the reference magnetic field data H0 (x , Y) is output from the nondestructive inspection apparatus. Note that the vertical position data Ra and Rc may be directly input to the data processing unit 4b.

＝＝＝非破壊検査装置の動作＝＝＝
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。
走査部１は、固定された検査対象物９の表面に対して、検出コイル２１、垂直位置検出部３ａ、３ｃ、および垂直・水平位置検出部５が略平行に移動する。 === Operation of Non-Destructive Inspection Apparatus ===
Next, the operation of the nondestructive inspection apparatus in this embodiment will be described.
In the scanning unit 1, the detection coil 21, the vertical position detection units 3 a and 3 c, and the vertical / horizontal position detection unit 5 move substantially parallel to the surface of the fixed inspection object 9.

第１実施形態の非破壊検査装置と同様に、磁気センサ２は、検査対象物９の表面からの磁界を検出コイル２１によって検出し、測定磁界データＨ２を出力する。 Similar to the nondestructive inspection apparatus of the first embodiment, the magnetic sensor 2 detects a magnetic field from the surface of the inspection object 9 by the detection coil 21 and outputs measured magnetic field data H2.

垂直位置検出部３ａ、３ｃ、および垂直・水平位置検出部５は、それぞれ検査対象物９の表面からの距離を測定することによって、垂直位置データＲａ、Ｒｃ、およびＲｂを出力する。さらに、垂直・水平位置検出部５は、検査対象物９の表面に対する検出コイル２１の水平位置の変位を示す水平変位データ（Ｄｘ，Ｄｙ）を出力する。 The vertical position detectors 3a and 3c and the vertical / horizontal position detector 5 output vertical position data Ra, Rc, and Rb by measuring the distance from the surface of the inspection object 9, respectively. Further, the vertical / horizontal position detector 5 outputs horizontal displacement data (Dx, Dy) indicating the displacement of the horizontal position of the detection coil 21 with respect to the surface of the inspection object 9.

一例として、垂直・水平位置検出部５は、３軸の変位センサを備え、検査対象物９の表面に垂直な方向の距離を垂直位置データＲｂとして、検査対象物９の表面に平行な方向の移動量を水平変位データ（Ｄｘ，Ｄｙ）として、それぞれ出力する。また、他の例として、垂直・水平位置検出部５は、３軸の加速度センサを備え、当該３軸の方向の移動量と前述した法線ベクトルｖ＿ｎとを用いて、水平変位データ（Ｄｘ，Ｄｙ）を算出して出力する。 As an example, the vertical / horizontal position detection unit 5 includes a triaxial displacement sensor, and uses a distance in a direction perpendicular to the surface of the inspection object 9 as vertical position data Rb in a direction parallel to the surface of the inspection object 9. The movement amount is output as horizontal displacement data (Dx, Dy), respectively. As another example, the vertical / horizontal position detection unit 5 includes a three-axis acceleration sensor, and uses the amount of movement in the direction of the three axes and the normal vector v_n described above to generate horizontal displacement data (Dx, Dy) is calculated and output.

データ処理部４ｂは、水平変位データ（Ｄｘ，Ｄｙ）に基づいて、検査対象物９の表面に対する検出コイル２１の相対的な水平位置（ｘ，ｙ）を算出する。さらに、データ処理部４ｂは、基準磁界データＨ０を当該水平位置（ｘ，ｙ）と対応付け、基準磁界データＨ０（ｘ，ｙ）として出力する。 The data processing unit 4b calculates the relative horizontal position (x, y) of the detection coil 21 with respect to the surface of the inspection object 9 based on the horizontal displacement data (Dx, Dy). Further, the data processing unit 4b associates the reference magnetic field data H0 with the horizontal position (x, y) and outputs the reference magnetic field data H0 (x, y).

このようにして、基準磁界データＨ０を、検出コイル２１の相対的な水平位置（ｘ，ｙ）と対応付けることによって、出力される基準磁界データＨ０（ｘ，ｙ）から、検査対象物９の表面上の磁界分布図を作成することができる。 In this way, by associating the reference magnetic field data H0 with the relative horizontal position (x, y) of the detection coil 21, the surface of the inspection object 9 is obtained from the output reference magnetic field data H0 (x, y). The above magnetic field distribution map can be created.

＜第４実施形態＞
＝＝＝非破壊検査装置の構成＝＝＝
以下、図６を参照して、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について説明する。
本実施形態の非破壊検査装置は、第３実施形態の非破壊検査装置を、さらに望ましい構成としたものであり、垂直・水平位置検出部５は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）イメージセンサや、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor：相補型金属酸化膜半導体）イメージセンサなどを用いたカメラ５１を備えている。なお、図６においては、垂直・水平位置検出部５のうち、カメラ５１のみが示されている。 <Fourth embodiment>
=== Configuration of Nondestructive Inspection Apparatus ===
The configuration of the nondestructive inspection apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
The nondestructive inspection apparatus of the present embodiment is a more desirable configuration of the nondestructive inspection apparatus of the third embodiment, and the vertical / horizontal position detection unit 5 is, for example, a CCD (Charge Coupled Device). A camera 51 using an image sensor, a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) image sensor, or the like is provided. In FIG. 6, only the camera 51 of the vertical / horizontal position detection unit 5 is shown.

＝＝＝非破壊検査装置の動作＝＝＝
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。
第３実施形態の非破壊検査装置と同様に、走査部１は、固定された検査対象物９の表面に対して、検出コイル２１、垂直位置検出部３ａ、３ｃ、および垂直・水平位置検出部５が略平行に移動する。 === Operation of Non-Destructive Inspection Apparatus ===
Next, the operation of the nondestructive inspection apparatus in this embodiment will be described.
Similar to the nondestructive inspection apparatus of the third embodiment, the scanning unit 1 has a detection coil 21, vertical position detection units 3a and 3c, and vertical / horizontal position detection units with respect to the surface of the fixed inspection object 9. 5 moves substantially in parallel.

第３実施形態の非破壊検査装置と同様に、垂直位置検出部３ａ、３ｃ、および垂直・水平位置検出部５は、それぞれ検査対象物９の表面からの距離を測定することによって、垂直位置データＲａ、Ｒｃ、およびＲｂを出力する。さらに、垂直・水平位置検出部５は、カメラ５１を用いて検査対象物９の表面を撮像することによって、水平変位データを画像データＩｍとして出力する。 Similar to the nondestructive inspection apparatus of the third embodiment, the vertical position detectors 3a and 3c and the vertical / horizontal position detector 5 each measure the distance from the surface of the inspection object 9, thereby obtaining the vertical position data. Ra, Rc, and Rb are output. Further, the vertical / horizontal position detection unit 5 captures the surface of the inspection object 9 using the camera 51, and outputs horizontal displacement data as image data Im.

データ処理部４ｃは、水平変位データである画像データＩｍに基づいて、検査対象物９の表面に対する検出コイル２１の相対的な水平位置（ｘ，ｙ）を算出する。さらに、データ処理部４ｃは、基準磁界データＨ０および画像データＩｍを当該水平位置（ｘ，ｙ）と対応付け、基準磁界データＨ０（ｘ，ｙ）および画像データＩｍ（ｘ，ｙ）として出力する。 The data processing unit 4c calculates the relative horizontal position (x, y) of the detection coil 21 with respect to the surface of the inspection object 9, based on the image data Im that is horizontal displacement data. Further, the data processing unit 4c associates the reference magnetic field data H0 and the image data Im with the horizontal position (x, y), and outputs the reference magnetic field data H0 (x, y) and the image data Im (x, y). .

このようにして、基準磁界データＨ０および画像データＩｍを、検出コイル２１の相対的な水平位置（ｘ，ｙ）と対応付けることによって、出力される基準磁界データＨ０（ｘ，ｙ）および画像データＩｍ（ｘ，ｙ）から、検査対象物９の表面の撮像画像上に磁界分布をマッピングすることができる。 In this way, the reference magnetic field data H0 (x, y) and the image data Im are output by associating the reference magnetic field data H0 and the image data Im with the relative horizontal position (x, y) of the detection coil 21. From (x, y), the magnetic field distribution can be mapped onto the captured image of the surface of the inspection object 9.

前述したように、図１に示した非破壊検査装置において、測定磁界データＨ２と垂直位置データＲａないしＲｃとに基づいて、検査対象物９の表面と検出コイル２１との距離Ｒｍの影響を補正した基準磁界データＨ０を算出して出力することによって、走査部１を人間の手や自走式ロボットによって走査する場合でも、検査対象物９の表面からの磁界を一定の感度で測定することができる。 As described above, in the nondestructive inspection apparatus shown in FIG. 1, the influence of the distance Rm between the surface of the inspection object 9 and the detection coil 21 is corrected based on the measured magnetic field data H2 and the vertical position data Ra to Rc. By calculating and outputting the reference magnetic field data H0, the magnetic field from the surface of the inspection object 9 can be measured with a constant sensitivity even when the scanning unit 1 is scanned by a human hand or a self-propelled robot. it can.

また、垂直位置データＲａないしＲｃに基づいて、検査対象物９の表面と検出コイル２１との傾斜角度θを算出することによって、さらに傾斜角度θの影響を補正した基準磁界データＨ０を算出して出力することができる。 Further, by calculating the inclination angle θ between the surface of the inspection object 9 and the detection coil 21 based on the vertical position data Ra to Rc, the reference magnetic field data H0 in which the influence of the inclination angle θ is further corrected is calculated. Can be output.

また、検出コイル２１のコイル面と同一平面上の正多角形の頂点に各垂直位置検出部を配置し、中心Ｍが当該正多角形の重心と一致するように検出コイル２１を配置することによって、走査部１の傾斜方向を考慮する必要がなく、距離Ｒｍを各垂直位置データの算術平均として求めることができる。
さらに、当該正多角形が正三角形の場合に、必要な垂直位置検出部の個数が最小となる。 In addition, by arranging each vertical position detector at the apex of a regular polygon on the same plane as the coil surface of the detection coil 21 and arranging the detection coil 21 so that the center M coincides with the center of gravity of the regular polygon. The distance Rm can be obtained as an arithmetic average of the vertical position data without considering the inclination direction of the scanning unit 1.
Furthermore, when the regular polygon is a regular triangle, the number of necessary vertical position detection units is minimized.

また、図４に示した渦電流法を用いる非破壊検査装置において、垂直位置検出部３ａないし３ｃがそれぞれ渦電流式変位センサを備えることによって、コイル３１ａないし３１ｃの少なくとも１つから、磁界の測定に用いる交流磁界を発生させることができる。 In the nondestructive inspection apparatus using the eddy current method shown in FIG. 4, the vertical position detectors 3a to 3c are each provided with an eddy current displacement sensor, so that the magnetic field is measured from at least one of the coils 31a to 31c. An alternating magnetic field used for the can be generated.

また、垂直位置検出部３ａないし３ｃがそれぞれレーザ式変位センサを備えることによって、渦電流を誘導することができない検査対象物９の内部や表面の不連続部９１を検出するための非破壊検査装置を構成することができる。 Moreover, the non-destructive inspection apparatus for detecting the discontinuous part 91 of the inside of the test object 9 which cannot induce an eddy current, or the surface, since each of the vertical position detection units 3a to 3c includes a laser displacement sensor. Can be configured.

また、図５に示した非破壊検査装置において、検査対象物９の表面に対する検出コイル２１の相対的な水平位置（ｘ，ｙ）と対応付けられた基準磁界データＨ０（ｘ，ｙ）を出力することによって、検査対象物９の表面上の磁界分布図を作成することができる。 Further, in the nondestructive inspection apparatus shown in FIG. 5, reference magnetic field data H0 (x, y) associated with the relative horizontal position (x, y) of the detection coil 21 with respect to the surface of the inspection object 9 is output. By doing so, a magnetic field distribution map on the surface of the inspection object 9 can be created.

また、図６に示した非破壊検査装置において、垂直・水平位置検出部５が水平変位データを画像データＩｍとして出力するカメラ５１を備え、さらに水平位置（ｘ，ｙ）と対応付けられた画像データＩｍ（ｘ，ｙ）を出力することによって、検査対象物９の表面の撮像画像上に磁界分布をマッピングすることができる。 In the nondestructive inspection apparatus shown in FIG. 6, the vertical / horizontal position detection unit 5 includes a camera 51 that outputs horizontal displacement data as image data Im, and an image associated with the horizontal position (x, y) By outputting the data Im (x, y), the magnetic field distribution can be mapped on the captured image of the surface of the inspection object 9.

また、図１、および図４ないし図６に示した非破壊検査装置を用いて、検査対象物９の表面と検出コイル２１との距離Ｒｍの影響を補正した基準磁界データＨ０を算出することによって、検査対象物９の表面からの磁界を一定の感度で測定し、検査対象物９の内部や表面の不連続部９１を確実に検出することができる。 In addition, by using the nondestructive inspection apparatus shown in FIG. 1 and FIGS. 4 to 6, by calculating the reference magnetic field data H0 corrected for the influence of the distance Rm between the surface of the inspection object 9 and the detection coil 21. The magnetic field from the surface of the inspection object 9 can be measured with a constant sensitivity, and the discontinuity 91 in the inspection object 9 and the surface can be reliably detected.

また、検査対象物９の表面と検出コイル２１との距離Ｒｍおよび傾斜角度θの影響を補正した基準磁界データＨ０を算出することによって、例えば走査部１を自走式ロボットによって走査する場合のように、傾斜角度θを小さな値に保つことが困難な場合でも、検査対象物９の表面からの磁界を一定の感度で測定することができる。 Further, by calculating the reference magnetic field data H0 corrected for the influence of the distance Rm between the surface of the inspection object 9 and the detection coil 21 and the inclination angle θ, for example, when the scanning unit 1 is scanned by a self-propelled robot. Even when it is difficult to keep the inclination angle θ at a small value, the magnetic field from the surface of the inspection object 9 can be measured with a constant sensitivity.

なお、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。 In addition, the said embodiment is for making an understanding of this invention easy, and is not for limiting and interpreting this invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes equivalents thereof.

上記実施形態では、固定された検査対象物９に対して、内部に検出コイル２１が配置された走査部１を移動させる走査方式の非破壊検査装置について説明したが、これに限定されるものではない。本発明の非破壊検査装置は、固定された検出コイル２１に対して検査対象物９を移動させる走査方式の非破壊検査装置として用いてもよい。この場合も、同様に、検査対象物９の表面と検出コイル２１との距離Ｒｍおよび傾斜角度θの影響を補正することができる。 In the above embodiment, the scanning-type non-destructive inspection apparatus that moves the scanning unit 1 in which the detection coil 21 is disposed with respect to the fixed inspection object 9 has been described. However, the present invention is not limited to this. Absent. The nondestructive inspection apparatus of the present invention may be used as a scanning type nondestructive inspection apparatus that moves the inspection object 9 with respect to the fixed detection coil 21. In this case as well, the influence of the distance Rm between the surface of the inspection object 9 and the detection coil 21 and the inclination angle θ can be corrected.

上記実施形態では、検査対象物９の不連続部９１に起因する漏洩磁束Ｈを測定するのに十分な感度を有する磁気センサ２として、ＳＱＵＩＤを用いる場合について説明したが、これに限定されるものではない。このような高感度の磁気センサとして、ＳＱＵＩＤ以外にＦＧセンサやＭＩセンサを用いてもよい。 In the said embodiment, although the case where SQUID was used was demonstrated as the magnetic sensor 2 which has sufficient sensitivity to measure the leakage magnetic flux H resulting from the discontinuous part 91 of the test object 9, it is limited to this. is not. As such a high-sensitivity magnetic sensor, an FG sensor or MI sensor may be used in addition to the SQUID.

上記実施形態では、一例として、各垂直位置検出部は、レーザ式変位センサや渦電流式変位センサを用いて検査対象物９の表面からの距離を測定しているが、これに限定されるものではない。各垂直位置検出部が備える変位センサは、超音波式や接触式のものであってもよい。 In the above embodiment, as an example, each vertical position detection unit measures the distance from the surface of the inspection object 9 using a laser displacement sensor or an eddy current displacement sensor, but is not limited thereto. is not. The displacement sensor provided in each vertical position detection unit may be an ultrasonic type or a contact type.

１走査部
２磁気センサ
３ａ、３ｂ、３ｃ垂直位置検出部
４ａ、４ｂ、４ｃデータ処理部
５垂直・水平位置検出部
９検査対象物
２１検出コイル
３１ａ、３１ｂ、３１ｃコイル
５１カメラ
９１不連続部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Scan part 2 Magnetic sensor 3a, 3b, 3c Vertical position detection part 4a, 4b, 4c Data processing part 5 Vertical / horizontal position detection part 9 Inspection object 21 Detection coil 31a, 31b, 31c Coil 51 Camera 91 Discontinuous part

Claims

A magnetic sensor that measures the magnetic field from the surface of the inspection object and outputs the measured magnetic field data;
One or more vertical position detection units for detecting a vertical position of the sensor unit of the magnetic sensor with respect to the surface of the inspection object and outputting vertical position data;
Based on the measurement magnetic field data and the vertical position data, a data processing unit that calculates and outputs reference magnetic field data on a predetermined reference plane parallel to the inspection object surface;
I have a,
The vertical position detection unit includes an eddy current displacement sensor that generates a magnetic field that induces eddy current on the surface of the inspection object from a coil and detects the vertical position based on a change in impedance of the coil,
The nondestructive inspection apparatus , wherein the magnetic sensor measures a magnetic field generated by the eddy current .

Having three or more vertical position detectors;
The data processing unit further calculates an inclination angle of the sensor surface of the magnetic sensor with respect to the inspection object surface based on the vertical position data, and based on the measurement magnetic field data, the vertical position data, and the inclination angle. The nondestructive inspection apparatus according to claim 1, wherein the reference magnetic field data is calculated and output.

The vertical position detection unit is arranged at each of apexes of a regular polygon on the same plane as the sensor surface of the magnetic sensor, the center of which is the center of the sensor unit of the magnetic sensor. The nondestructive inspection device described.

The nondestructive inspection apparatus according to claim 3, wherein the regular polygon is a regular triangle.

The nondestructive inspection apparatus according to claim 4, wherein the data processing unit calculates and outputs the reference magnetic field data (H0) according to the following equation.

Here, H2 is measured magnetic field data, Ra, Rb, and Rc are vertical position data by three vertical position detectors, R0 is a distance from the surface of the inspection object to a predetermined reference plane, and a is one side of the equilateral triangle. 1/2 the length.

A horizontal position detector for outputting horizontal displacement data indicating a displacement of a horizontal position of the sensor unit of the magnetic sensor with respect to the surface of the inspection object;
The data processing unit further calculates a horizontal position of the sensor unit of the magnetic sensor with respect to the inspection target surface based on the horizontal displacement data, and outputs the reference magnetic field data in association with the horizontal position. nondestructive inspection apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized.

The horizontal position detection unit includes a camera that outputs the horizontal displacement data as image data,
The nondestructive inspection apparatus according to claim 6 , wherein the data processing unit outputs the reference magnetic field data and the image data in association with the horizontal position.

Generate a magnetic field from the coil that induces eddy currents on the surface of the inspection object,
A magnetic sensor measures the magnetic field from the surface of the inspection object generated by the eddy current ,
One or more eddy current type displacement sensors detect the vertical position of the sensor part of the magnetic sensor based on the change in impedance of the coil with respect to the surface of the inspection object,
A nondestructive inspection method, wherein a reference magnetic field in a predetermined reference plane parallel to the surface of the inspection object is calculated based on a magnetic field measured by the magnetic sensor and the vertical position.

Further calculating an inclination angle of the sensor surface of the magnetic sensor with respect to the surface of the inspection object based on the vertical position by three or more eddy current displacement sensors ;
The nondestructive inspection method according to claim 8 , wherein the reference magnetic field is calculated based on the measurement magnetic field, the vertical position, and the tilt angle.

The coils are respectively arranged at the apexes of equilateral triangles on the same plane as the sensor surface of the magnetic sensor, with the center of the sensor part of the magnetic sensor as the center of gravity.
10. The nondestructive inspection method according to claim 9, wherein the reference magnetic field (H0) is calculated according to the following equation.

Here, H2 is a measurement magnetic field, Ra, Rb, and Rc are vertical positions by three eddy current displacement sensors, R0 is a distance from the surface of the inspection object to a predetermined reference plane, and a is the length of one side of the equilateral triangle It is 1/2 of this.