JP5668511B2 - Eddy current measuring sensor and eddy current measuring method - Google Patents

Eddy current measuring sensor and eddy current measuring method Download PDF

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Description

本発明は、渦流計測用センサ及び渦流計測方法に関し、より詳細には、渦流計測による計測精度を向上させる技術に関する。   The present invention relates to a sensor for eddy current measurement and a eddy current measurement method, and more particularly to a technique for improving measurement accuracy by eddy current measurement.

例えば自動車やオートバイのエンジン部品や足回り部品等の機械部品には、金属(導電体)を高周波誘導加熱して焼入れを行う、高周波焼入れを施した鋼材(以下、鋼材とする)が使用されている。前記鋼材の高周波焼入れにおいては、表面焼入れの硬化層深さ(以下、焼入れ深さとする)及びその硬度について、有効硬化層深さ及び全硬化層深さが規格されている。このため、鋼材の品質を保証するために、焼入れ深さ及び硬度を測定して評価する必要がある。   For example, mechanical parts such as automobile and motorcycle engine parts and undercarriage parts are made of steel (hereinafter referred to as steel) that has been subjected to induction hardening of metal (conductor) and induction-hardened. Yes. In the induction hardening of the steel material, the effective hardened layer depth and the total hardened layer depth are standardized with respect to the hardened layer depth (hereinafter referred to as a hardened depth) of surface hardening and its hardness. For this reason, in order to guarantee the quality of steel materials, it is necessary to measure and evaluate the quenching depth and hardness.

従来、前記鋼材の焼入れ深さ及び硬度は、サンプルとして抜き取られた鋼材を部分的に切断し、その断面強度をビッカース硬度計等の各種硬度計にて測定し、その結果から焼入れ深さ及び硬度を評価していた。
しかし、この破壊検査による手法ではサンプルとして使用した鋼材が廃棄されるため、材料コストの上昇に繋がっていた。また、検査に要する時間が長くなる上に、インラインでの全数検査が不可能であるため、単発的に発生する不良を発見できずに次工程に搬出してしまう可能性があった。
Conventionally, the quenching depth and hardness of the steel material are obtained by partially cutting the steel material sampled as a sample and measuring the cross-sectional strength with various hardness meters such as a Vickers hardness meter. Was evaluated.
However, this destructive inspection method discards the steel material used as a sample, leading to an increase in material costs. In addition, since the time required for the inspection becomes long, and in-line inspection is impossible, there is a possibility that a defect that occurs on a single occasion cannot be found and carried out to the next process.

そこで、非破壊検査である渦流式検査を用いて、鋼材の焼入れ深さ及び硬度を測定する技術が知られている(例えば、特許文献1から特許文献3を参照)。
渦流式検査は、交流電流を流した励磁コイルを前記鋼材の近くに接近させて交流磁場を発生させ、該交流磁場によって鋼材に渦電流を生じさせ、該渦電流により誘起された誘導磁場を検出コイルにより検出するものである。つまり、該渦流式検査により、鋼材を廃棄することなく、短時間で、かつ全数検査によって鋼材の焼入れ深さ及び硬度を定量的に測定することが可能となるのである。
前記渦流式検査は、上記の鋼材の焼入れ深さ及び硬度を測定するための焼入れ深さ/硬度測定試験(以下、焼入れ深さ測定試験とする)のほか、検査対象物の表面に生じた割れ等の傷を検出するための探傷試験や、検査対象物に含まれる異物を検出するための異材判別試験等にも用いられている。
Then, the technique of measuring the quenching depth and hardness of steel materials using the eddy current type | mold inspection which is a nondestructive inspection is known (for example, refer patent document 1 to patent document 3).
In the eddy current inspection, an alternating magnetic field is caused to approach the steel material to generate an alternating magnetic field, the eddy current is generated in the steel material by the alternating magnetic field, and an induced magnetic field induced by the eddy current is detected. It is detected by a coil. In other words, the eddy current type inspection can quantitatively measure the quenching depth and hardness of the steel material in a short time and through the 100% inspection without discarding the steel material.
The eddy current inspection includes a quenching depth / hardness measurement test (hereinafter referred to as a quenching depth measurement test) for measuring the quenching depth and hardness of the steel material, and cracks generated on the surface of the inspection object. It is also used for a flaw detection test for detecting a flaw such as a foreign material, a foreign material discrimination test for detecting a foreign substance contained in an inspection object, and the like.

前記鋼材は、母材と硬化層に生じるマルテンサイトとの間での透磁率に差が生じる。従って、渦電流センサを用いて鋼材を測定すれば、焼入れ深さの変化に伴って検出コイルが検出する電圧(振幅)が変化する。また、検出コイルが検出する電圧は硬化層深さの増加とともに単調に減少するのである。焼入れ深さ測定試験においては、これらの現象を利用して鋼材の焼入れ深さを算定することができるのである。   The steel material has a difference in magnetic permeability between the base material and martensite generated in the hardened layer. Therefore, when a steel material is measured using an eddy current sensor, the voltage (amplitude) detected by the detection coil changes as the quenching depth changes. Further, the voltage detected by the detection coil monotonously decreases as the hardened layer depth increases. In the quenching depth measurement test, the quenching depth of steel can be calculated using these phenomena.

例えば、前記特許文献1に記載の技術によれば、貫通コイルを用いて軸物部品の軸部の焼入れ深さを検査する構成としている。貫通コイルは、軸線方向を鋼材に対して垂直に向けたコイルでプローブを構成して焼入れ深さを行うプローブ型のコイル(以下、単に「プローブ型コイル」とする)に比較して磁界が強く、鋼材との距離を精密に制御する必要もないため、焼入れ深さ測定試験に適しているのである。
しかし、貫通コイルの測定部分である内周の径は一定であるため、測定部位の貫通コイルに対する充填率(貫通コイルの内周横断面積に対する鋼材の測定部位における横断面積の割合)は、鋼材の測定部位における外径によって変化する。充填率が低くなると渦流式検査の検査精度は指数関数的に低下するため、前記従来技術によれば、鋼材の外径が測定部位ごとに変化することにより、検査精度に差が発生するという問題があった。
また、検査対象物である鋼材は貫通コイルに挿通する必要があるため、外径がほぼ一定である軸物部品に限られていた。つまり、例えばクランクシャフトのように外径が大きく変化するような部品を検査対象物とすることは難しかったのである。
For example, according to the technique described in Patent Document 1, the penetration depth is used to inspect the quenching depth of the shaft portion of the shaft object component. The penetration coil has a stronger magnetic field than a probe-type coil (hereinafter simply referred to as a “probe-type coil”) in which the probe is composed of a coil whose axial direction is perpendicular to the steel material and the quenching depth is obtained. Since it is not necessary to precisely control the distance to the steel material, it is suitable for the quenching depth measurement test.
However, since the diameter of the inner circumference that is the measurement part of the penetration coil is constant, the filling ratio of the measurement site to the penetration coil (ratio of the cross-sectional area at the measurement site of the steel material to the inner circumference cross-sectional area of the penetration coil) is It varies depending on the outer diameter at the measurement site. Since the inspection accuracy of the eddy current type inspection decreases exponentially when the filling rate becomes low, according to the conventional technique, there is a problem that a difference in inspection accuracy occurs due to a change in the outer diameter of the steel material for each measurement site. was there.
Moreover, since it is necessary to insert the steel material which is a test object through a penetration coil, it was limited to the shaft object component in which an outer diameter is substantially constant. In other words, it has been difficult to make a part whose outer diameter changes greatly, such as a crankshaft, as an inspection object.

また、前記特許文献2の他の実施例に記載の技術によれば、プローブ型コイルを用いて鋼材の焼入れ深さを測定する構成としている。
前記焼入れ深さ測定試験については、他の探傷試験や異材判別試験と比較して、ノイズ成分に対する検出する信号成分の比率が小さいため、より高い検出精度が求められる。プローブ型コイルでは検出精度を確保するためにコイル径を大きくするなどして、強い磁界を発生させる必要がある。しかし、図11に示す如く鋼材における凹部(例えばクランクシャフトにおけるアームと、ピン部又はジャーナル部と、の間に形成されたフィレット部など)の焼入れ深さを測定する場合には、鋼材との干渉を避けるために、プローブ型コイルと測定部位との距離であるリフトオフが大きくなる。リフトオフが大きくなると測定精度が低下するため、前記のような測定部位においてプローブ型コイルを用いることは難しかったのである。
In addition, according to the technique described in another example of Patent Document 2, the quenching depth of the steel material is measured using a probe-type coil.
About the said quenching depth measurement test, since the ratio of the signal component to detect with respect to a noise component is small compared with another flaw detection test and a different material discrimination test, higher detection accuracy is calculated | required. In the probe type coil, it is necessary to generate a strong magnetic field by increasing the coil diameter in order to ensure detection accuracy. However, when measuring the quenching depth of a concave portion (for example, a fillet portion formed between an arm of a crankshaft and a pin portion or a journal portion) as shown in FIG. Therefore, the lift-off, which is the distance between the probe type coil and the measurement site, is increased. As the lift-off increases, the measurement accuracy decreases, so it is difficult to use a probe-type coil at the measurement site as described above.

また、前記特許文献3に記載の技術によれば、いわゆる電位差法を用いて鋼材の焼入れ深さを測定する構成としている。
電位差法とは、計測対象の焼入れ深さと電気抵抗率とに相関があることを利用したものであり、鋼材における任意の二点に探針を接触させて二点間の電位差から鋼材の焼入れ深さを算出する技術である。
しかし、本技術によれば、探針を鋼材に接触させる構成であるため、鋼材の表面性状や探針の摩耗による影響が大きくなる。また、鋼材は温度変化によって抵抗率が変化するため、温度変化を伴う環境下での計測が困難となるという問題があった。
Further, according to the technique described in Patent Document 3, the so-called potentiometric method is used to measure the quenching depth of the steel material.
The potential difference method uses the fact that there is a correlation between the quenching depth of the object to be measured and the electrical resistivity. The probe is brought into contact with any two points in the steel, and the quenching depth of the steel is determined from the potential difference between the two points. This is a technique for calculating the thickness.
However, according to the present technology, since the probe is in contact with the steel material, the influence of the surface properties of the steel material and the wear of the probe is increased. In addition, since the resistivity of steel materials changes due to temperature changes, there is a problem that it is difficult to measure in an environment with temperature changes.

特開2009−133694号公報JP 2009-133694 A 特開2007−40865号公報JP 2007-40865 A 特開2009−47664号公報JP 2009-47664 A

そこで本発明は上記現状に鑑み、外径が大きく変化したり、凹部を有したりするような高周波焼入れ部品を検査する場合であっても高い検出精度で焼入れ深さ測定試験を行うことができ、また、焼入れ深さの計測にあたってリフトオフの影響を排除することで計測精度を向上させることが可能となる、渦流計測用センサ及び渦流計測方法を提供するものである。   In view of the above, the present invention can perform a quenching depth measurement test with high detection accuracy even when inspecting an induction-hardened component whose outer diameter changes greatly or has a recess. In addition, the present invention provides a sensor for eddy current measurement and a eddy current measurement method that can improve the measurement accuracy by eliminating the influence of lift-off in measuring the quenching depth.

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。   The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.

即ち、請求項1においては、計測対象部品において二つの面が交わる交線に沿って形成される計測部位に対して所定の交流励磁信号を印加するための励磁部と、印加された前記交流励磁信号によって前記計測部位に発生する検出信号を検出するための検出部と、前記検出信号を渦流計測値として算出するための演算部と、を具備する、渦流計測用センサであって、前記励磁部は、前記二つの面を延長した二つの仮想面の交線と交差せず、かつ、前記二つの仮想面の一方と交差する直線を中心として巻回されたコイルがその一部で前記交線に沿って巻回されることにより、その外形形状が前記計測部位の形状と略同一となるように形成され、前記検出部が前記計測部位に対向する姿勢で前記励磁部を前記計測部位に近接配置した状態で、前記コイルに交流励磁信号として交流電圧を加え、前記計測部位に磁界を発生させるとともに、該磁界により渦電流を生じさせ、該渦電流により発生した誘起電圧を検出信号として前記検出部で検出し、前記演算部が前記検出信号を渦流計測値として算出し、該渦流計測値に基づいて計測対象部品における焼入れ深さの測定を行うものである。 That is, in claim 1, an excitation unit for applying a predetermined AC excitation signal to a measurement site formed along an intersecting line where two surfaces intersect in a measurement target component, and the applied AC excitation A sensor for eddy current measurement, comprising: a detection unit for detecting a detection signal generated in the measurement site by a signal; and a calculation unit for calculating the detection signal as an eddy current measurement value, wherein the excitation unit Is a coil wound around a straight line that intersects with one of the two virtual planes and does not intersect with the intersection of the two virtual planes. Is formed so that the outer shape thereof is substantially the same as the shape of the measurement site, and the excitation unit is close to the measurement site in a posture facing the measurement site. In the placed state, An AC voltage as an AC excitation signal is generated, and a magnetic field is generated in the measurement site, an eddy current is generated by the magnetic field, an induced voltage generated by the eddy current is detected by the detection unit as a detection signal, A calculation part calculates the said detection signal as an eddy current measurement value, and measures the hardening depth in measurement object components based on this eddy current measurement value.

請求項2においては、前記励磁部は、前記計測部位に対向しない部分が磁性体であるケースで被覆されるものである。   According to a second aspect of the present invention, the exciting portion is covered with a case in which a portion not facing the measurement site is a magnetic material.

請求項3においては、計測対象部品において二つの面が交わる交線に沿って形成される計測部位に対して所定の交流励磁信号を印加するための励磁部と、印加された前記交流励磁信号によって前記計測部位に発生する検出信号を検出するための検出部と、前記検出信号を渦流計測値として算出するための演算部と、を具備し、前記励磁部は、前記二つの面を延長した二つの仮想面の交線と交差せず、かつ、前記二つの仮想面の一方と交差する直線を中心として巻回されたコイルがその一部で前記交線に沿って巻回されることにより、その外形形状が計測部位の形状と略同一となるように形成された渦流計測用センサを用いた渦流計測方法であって、前記検出部が前記計測部位に対向する姿勢で前記励磁部を前記計測部位に近接配置した状態で、前記コイルに交流励磁信号として交流電圧を加え、前記計測部位に磁界を発生させるとともに、該磁界により渦電流を生じさせ、該渦電流により発生した誘起電圧を検出信号として前記検出部で検出し、前記演算部が前記検出信号を渦流計測値として算出し、該渦流計測値に基づいて計測対象部品における焼入れ深さの測定を行うものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an excitation unit for applying a predetermined AC excitation signal to a measurement site formed along an intersection line where two surfaces intersect in a measurement target component, and the applied AC excitation signal. A detection unit for detecting a detection signal generated in the measurement site; and a calculation unit for calculating the detection signal as an eddy current measurement value, and the excitation unit is formed by extending the two surfaces. A coil wound around a straight line that does not intersect the intersection line of the two virtual surfaces and intersects one of the two virtual surfaces is wound along the intersection line in a part thereof, An eddy current measurement method using an eddy current sensor formed so that an outer shape thereof is substantially the same as a shape of a measurement part, wherein the detection part measures the excitation part in a posture facing the measurement part. In a state of being placed close to the part An AC voltage is applied to the coil as an AC excitation signal, a magnetic field is generated in the measurement site, an eddy current is generated by the magnetic field, and an induced voltage generated by the eddy current is detected as a detection signal by the detection unit, The calculation unit calculates the detection signal as an eddy current measurement value, and measures the quenching depth in the measurement target component based on the eddy current measurement value.

請求項4においては、前記励磁部は、前記計測部位に対向しない部分が磁性体であるケースで被覆されるものである。   According to a fourth aspect of the present invention, the exciting portion is covered with a case where a portion not facing the measurement site is a magnetic material.

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。   As effects of the present invention, the following effects can be obtained.

本発明により、外径が大きく変化したり、凹部を有したりするような高周波焼入れ部品を検査する場合であっても高い検出精度で焼入れ深さ測定試験を行うことができ、また、焼入れ深さの計測にあたってリフトオフの影響を排除することで計測精度を向上させることが可能となる。   According to the present invention, it is possible to perform a quenching depth measurement test with high detection accuracy even when inspecting induction-quenched parts whose outer diameter greatly changes or has concave portions, It is possible to improve measurement accuracy by eliminating the effect of lift-off when measuring the height.

焼入部材の深さ方向の層状態、硬さ及び透磁率の関係を示す図。The figure which shows the relationship of the layer state of the depth direction of a hardening member, hardness, and magnetic permeability. 本実施形態に係る渦流計測を行うための装置構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the apparatus structure for performing the eddy current measurement which concerns on this embodiment. 渦流計測における交流励磁信号と検出信号との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the alternating current excitation signal and detection signal in eddy current measurement. 渦流計測用センサの計測対象の一例であるクランクシャフトを示した図。The figure which showed the crankshaft which is an example of the measuring object of the sensor for eddy current measurement. (a)から(c)はそれぞれ、コイルの概略的な形状、及び、クランクシャフトのジャーナル部及びアームとコイルとの位置関係を示した図。(A) to (c) is a diagram showing a schematic shape of a coil and a positional relationship between a journal portion and an arm of the crankshaft and the coil. (a)は第一実施形態に係る渦流計測用センサにおける励磁コイルを示した正面図、(b)は(a)におけるA−A線断面図。(A) is the front view which showed the exciting coil in the sensor for eddy current measurement which concerns on 1st embodiment, (b) is the sectional view on the AA line in (a). (a)は第一実施形態に係る渦流計測用センサを示した正面図、(b)は(a)におけるA−A線断面図。(A) is the front view which showed the sensor for eddy current measurement which concerns on 1st embodiment, (b) is the sectional view on the AA line in (a). (a)は第一実施形態に係る渦流計測用センサで渦流計測を行っている状態を示した正面図、(b)は(a)におけるA−A線断面図。(A) is the front view which showed the state which is performing the eddy current measurement with the sensor for eddy current measurement which concerns on 1st embodiment, (b) is the sectional view on the AA line in (a). (a)は第二実施形態に係る渦流計測用センサで渦流計測を行っている状態を示した正面図、(b)は(a)におけるA−A線断面図。(A) is the front view which showed the state which is performing the eddy current measurement with the sensor for eddy current measurement which concerns on 2nd embodiment, (b) is the sectional view on the AA line in (a). 第二実施形態に係る渦流計測用センサでシャフト部材の渦流計測を行っている状態を示した断面図。Sectional drawing which showed the state which is performing the eddy current measurement of the shaft member with the sensor for eddy current measurement which concerns on 2nd embodiment. 従来技術に係る渦流計測用センサで検出した渦流計測値を示した図。The figure which showed the eddy current measurement value detected with the sensor for eddy current measurement which concerns on a prior art.

次に、発明の実施の形態を説明する。
なお、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではなく、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。
Next, embodiments of the invention will be described.
It should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to the following examples, but broadly covers the entire scope of the technical idea that the present invention truly intends, as will be apparent from the matters described in the present specification and drawings. It extends.

本発明は渦流計測用センサが有する、励磁部である励磁コイル、及び、検出部である検出コイルの配置や連結方法等を工夫することにより、渦流計測の適用範囲の拡大を図ろうとするものである。以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明の実施の形態では、渦流計測用センサによる渦流計測が高周波焼入等による焼入部品の焼入品質(焼入深さ・焼入硬さ)の検査に用いられる場合を主な例として説明する。つまり、渦流計測用センサを用いた渦流計測が行われることにより、計測対象部品である焼入部品の焼入品質が検査される。   The present invention intends to expand the application range of eddy current measurement by devising the arrangement and connection method of the excitation coil, which is an excitation part, and the detection coil, which is a detection part, of the sensor for eddy current measurement. is there. Embodiments of the present invention will be described below. In the embodiment of the present invention, the eddy current measurement by the eddy current sensor is mainly used for the inspection of the quenching quality (quenching depth and quenching hardness) of the quenched part by induction hardening or the like. This will be described as an example. That is, by performing eddy current measurement using a sensor for eddy current measurement, the quenching quality of the quenched part that is the measurement target part is inspected.

図1に、焼入が施された鋼材(S45C等)である焼入部材の深さ(表面からの距離)方向の層状態、硬さ及び透磁率の関係を示す。図1に示すように、焼入部材においては、その概略的な組織構成として、表面側から、焼入が施された部分である硬化層1と、母材の部分である母層2とが、境界層3を介して形成される。硬さ変化曲線4を参照すると、硬化層1と母層2とは異なる硬さとなり、硬化層1の硬さが母層2のそれよりも大きくなる。境界層3においては、硬さは硬化層1側から母層2側にかけて漸減する。硬さの具体例としては、ビッカース硬さ(Hv)で、硬化層1ではHv=600〜700、母層2ではHv=300程度の硬さを示す。   FIG. 1 shows the relationship between the layer state, hardness, and magnetic permeability in the depth (distance from the surface) direction of a quenched member that is a hardened steel material (such as S45C). As shown in FIG. 1, in the quenched member, as a schematic structure of the hardened member, from the surface side, a hardened layer 1 that is a portion subjected to quenching and a mother layer 2 that is a portion of the base material are , Formed through the boundary layer 3. Referring to the hardness change curve 4, the cured layer 1 and the mother layer 2 have different hardnesses, and the hardness of the cured layer 1 is larger than that of the mother layer 2. In the boundary layer 3, the hardness gradually decreases from the hardened layer 1 side to the mother layer 2 side. As a specific example of the hardness, Vickers hardness (Hv) is shown, and the hardened layer 1 has a hardness of about Hv = 600 to 700, and the mother layer 2 has a hardness of about Hv = 300.

一方、透磁率変化曲線5を参照すると、焼入部材の表面からの距離に対する透磁率の変化は、焼入部材の表面からの距離に対する硬さの変化に対して略反比例の関係となる。つまり、透磁率については、硬化層1の透磁率が母層2のそれよりも小さくなるとともに、境界層3においては硬化層1側から母層2側にかけて漸増する。本実施形態に係る渦流計測においては、このような焼入部材における、表面からの距離に対する硬さと透磁率との関係が利用される。   On the other hand, referring to the permeability change curve 5, the change in the magnetic permeability with respect to the distance from the surface of the quenched member is substantially inversely proportional to the change in the hardness with respect to the distance from the surface of the quenched member. In other words, the magnetic permeability of the hardened layer 1 is smaller than that of the mother layer 2 and the boundary layer 3 gradually increases from the hardened layer 1 side to the mother layer 2 side. In the eddy current measurement according to the present embodiment, the relationship between the hardness and the permeability with respect to the distance from the surface in such a quenched member is used.

本実施形態に係る渦流計測を行うための装置構成の概略(計測原理)について、図2を用いて説明する。図2に示すように、渦流計測においては、計測対象部品であるワーク(磁性体)6の計測部位6aに対して、励磁部である励磁コイル7及び検出部である検出コイル8を有する渦流計測用センサ9が所定の位置にセットされる。このような構成において、励磁コイル7に電流が供給されると、励磁コイル7の周囲に磁界が発生する。すると、電磁誘導によって磁性体であるワーク6の計測部位6aの表面近傍に渦電流が発生する(図2中の矢印C1参照)。計測部位6aの表面における渦電流の発生にともない、検出コイル8を磁束が貫通し、検出コイル8に誘起電圧が発生する。そして、検出コイル8によって誘起電圧が計測されるのである。   An outline (measurement principle) of a device configuration for performing eddy current measurement according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, in the eddy current measurement, an eddy current measurement having an excitation coil 7 as an excitation part and a detection coil 8 as a detection part with respect to a measurement part 6a of a workpiece (magnetic body) 6 as a measurement target component. Sensor 9 is set at a predetermined position. In such a configuration, when a current is supplied to the exciting coil 7, a magnetic field is generated around the exciting coil 7. Then, an eddy current is generated in the vicinity of the surface of the measurement site 6a of the workpiece 6 that is a magnetic body by electromagnetic induction (see arrow C1 in FIG. 2). As the eddy current is generated on the surface of the measurement site 6a, the magnetic flux penetrates the detection coil 8, and an induced voltage is generated in the detection coil 8. Then, the induced voltage is measured by the detection coil 8.

励磁コイル7は、その両端(両端子)が、交流電源10に接続される。交流電源10は、励磁コイル7に対して所定の交流励磁信号(励磁用交流電圧信号)V1を印加する。検出コイル8は、その両端(両端子)が、計測装置11に接続される。計測装置11は、励磁コイル7に交流電源10からの交流励磁信号V1が印加されたときの検出コイル8から得られる検出信号(前記誘起電圧についての電圧信号)V2の大きさと、検出信号V2の交流励磁信号V1に対する位相差(位相遅れ)Φ(図3参照)とを検出する。ここで、計測装置11には、位相差Φを検出するため、増幅された位相検波として、交流励磁信号V1(波形)が与えられる。   Both ends (both terminals) of the exciting coil 7 are connected to the AC power source 10. The AC power supply 10 applies a predetermined AC excitation signal (excitation AC voltage signal) V <b> 1 to the excitation coil 7. Both ends (both terminals) of the detection coil 8 are connected to the measuring device 11. The measuring device 11 includes the magnitude of the detection signal (voltage signal for the induced voltage) V2 obtained from the detection coil 8 when the AC excitation signal V1 from the AC power supply 10 is applied to the excitation coil 7, and the detection signal V2. A phase difference (phase delay) Φ (see FIG. 3) with respect to the AC excitation signal V1 is detected. Here, in order to detect the phase difference Φ, the AC excitation signal V1 (waveform) is given to the measurement device 11 as the amplified phase detection.

検出コイル8によって検出される検出信号V2は、計測部位6a(ワーク6)の透磁率を反映する。つまり、計測部位6aの透磁率が高くなると、前述のような渦電流の発生にともなう磁束が増して検出信号V2が大きくなる。逆に、計測部位6aの透磁率が低くなると、渦電流の発生にともなう磁束が減って検出信号V2が小さくなる。この渦電流に基づく検出信号V2を定量化(数値化)するため、図3に示すように、検出信号V2の大きさの値である振幅値Yと、検出信号V2の交流励磁信号V1に対する位相差Φに起因する値である値X(=YcosΦ)とが着目され、次のような知見が得られている。   The detection signal V2 detected by the detection coil 8 reflects the magnetic permeability of the measurement site 6a (workpiece 6). That is, when the permeability of the measurement site 6a increases, the magnetic flux accompanying the generation of the eddy current as described above increases and the detection signal V2 increases. Conversely, when the permeability of the measurement site 6a is reduced, the magnetic flux accompanying the generation of eddy current is reduced and the detection signal V2 is reduced. In order to quantify (numerize) the detection signal V2 based on this eddy current, as shown in FIG. 3, the amplitude value Y, which is the magnitude of the detection signal V2, and the position of the detection signal V2 relative to the AC excitation signal V1. The value X (= Y cos Φ), which is a value resulting from the phase difference Φ, is focused and the following knowledge is obtained.

まず、検出信号V2の振幅値Yは、焼入表面硬さ(焼入された部分の硬さ)との間に相関を有するということがある。すなわち、図1における硬さ変化曲線4と透磁率変化曲線5との比較からわかるように、焼入表面硬さが低いときには透磁率は高いという関係がある。透磁率が高いと、交流励磁信号V1が励磁コイル7に印加されたときに生じる磁束は増し、計測部位6aの表面に誘導される渦電流も増大する。これにともない、検出コイル8によって検出される検出信号V2の振幅値Yも増大する。したがって、逆に、検出コイル8によって検出される検出信号V2の振幅値Yから、渦電流が発生している計測部位6aを貫く磁束、つまり透磁率が導かれる。これにより、図1に示す硬さ変化曲線4と透磁率変化曲線5との関係から焼入表面硬さがわかる。   First, the amplitude value Y of the detection signal V2 may have a correlation with the hardened surface hardness (hardness of the hardened portion). That is, as can be seen from a comparison between the hardness change curve 4 and the permeability change curve 5 in FIG. 1, there is a relationship that the permeability is high when the quenching surface hardness is low. When the magnetic permeability is high, the magnetic flux generated when the AC excitation signal V1 is applied to the excitation coil 7 increases, and the eddy current induced on the surface of the measurement site 6a also increases. Along with this, the amplitude value Y of the detection signal V2 detected by the detection coil 8 also increases. Therefore, conversely, from the amplitude value Y of the detection signal V2 detected by the detection coil 8, the magnetic flux penetrating the measurement site 6a where the eddy current is generated, that is, the magnetic permeability, is derived. Thereby, the quenching surface hardness can be understood from the relationship between the hardness change curve 4 and the permeability change curve 5 shown in FIG.

次に、検出信号V2の交流励磁信号V1に対する位相差Φに起因する値Xは、焼入深さ(焼入硬化層の深さ)との間に相関を有するということがある。すなわち、焼入深さが深くなること、つまり焼入部材において焼入された硬化層1が増大することは、透磁率の低い範囲が深さ方向に増すこととなり、交流励磁信号V1に対して検出信号V2の位相遅れが増すこととなる。これにより、位相差Φに起因する値Xの大小から、焼入深さの深浅がわかる。   Next, the value X resulting from the phase difference Φ of the detection signal V2 with respect to the AC excitation signal V1 may have a correlation with the quenching depth (depth of the quench-hardened layer). That is, when the quenching depth becomes deep, that is, the hardened layer 1 hardened in the quenching member increases, the low permeability range increases in the depth direction, and the AC excitation signal V1 is increased. The phase delay of the detection signal V2 will increase. Thereby, the depth of the quenching depth can be determined from the magnitude of the value X caused by the phase difference Φ.

以上のような計測原理によって焼入部品の焼入品質の検査を行うための渦流計測においては、前述したように励磁コイル及び検出コイルを有する渦流計測用センサが用いられる。以下、渦流計測用センサの構成を、本発明の実施形態として説明する。   In the eddy current measurement for inspecting the quenching quality of the hardened part by the measurement principle as described above, the eddy current measurement sensor having the excitation coil and the detection coil is used as described above. Hereinafter, the configuration of the eddy current measuring sensor will be described as an embodiment of the present invention.

[第一実施形態]
まず、第一実施形態に係る渦流計測用センサの計測対象の一例であるクランクシャフトCSについて、図4を用いて説明する。なお、本実施形態に係る渦流計測用センサの計測対象はクランクシャフトCSに限定されるものではなく、後述するような他の鋼材を計測対象とすることも可能である。
[First embodiment]
First, a crankshaft CS that is an example of a measurement target of the eddy current measurement sensor according to the first embodiment will be described with reference to FIG. Note that the measurement target of the eddy current measurement sensor according to the present embodiment is not limited to the crankshaft CS, and other steel materials as described later can be measured.

図4に示す如く、クランクシャフトCSは直列4気筒エンジンに用いられるものであり、鍛造加工によって一体的に形成された鋼材である。そして、クランクシャフトCSの軸心に沿って配列された五箇所のジャーナル部Jと、該ジャーナル部Jに隣接して連設されたアームAと、互いに対向して配置された一対のアームAの間にそれぞれ架設された四箇所のピン部Pと、を備えている。また、ジャーナル部JとアームAとの間、及び、ピン部PとアームAとの間のそれぞれ(ジャーナル部J及びピン部PとアームAとの境界である円周部分)には、隅肉部であるフィレット部Fが形成されている。本実施形態においては、ジャーナル部JとアームAとの間に形成されたフィレット部Fについて、渦流計測による焼入れ深さの測定を行うものとする(図8(b)を参照)。   As shown in FIG. 4, the crankshaft CS is used for an in-line four-cylinder engine, and is a steel material formed integrally by forging. Then, five journal portions J arranged along the axis of the crankshaft CS, an arm A continuously provided adjacent to the journal portion J, and a pair of arms A arranged opposite to each other And four pin portions P respectively installed between them. Further, fillet is provided between the journal portion J and the arm A and between the pin portion P and the arm A (circumferential portion that is a boundary between the journal portion J and the pin portion P and the arm A). A fillet portion F, which is a portion, is formed. In the present embodiment, the quenching depth is measured by eddy current measurement for the fillet portion F formed between the journal portion J and the arm A (see FIG. 8B).

次に、本実施形態に係る渦流計測用センサの励磁部に用いられるコイルCの概略的な形状、及び、ジャーナル部J及びアームAとコイルCとの位置関係について、図5(a)から(c)を用いて説明する。   Next, the schematic shape of the coil C used in the excitation part of the sensor for eddy current measurement according to the present embodiment and the positional relationship between the journal part J and arm A and the coil C are shown in FIG. This will be described using c).

図5に示す如く、コイルCは略矩形状に形成されている。そして、コイルCの先端側(図5(b)においてフィレット部Fに対向する側)の一辺は、他の三辺が位置する平面に対して約45度の角度をなすように、内側に弧状に突出して形成されている。詳細には、コイルCの先端側の一辺は、ジャーナル部Jの外形形状と略一致する曲率の弧状に形成されている。即ち、図5(a)及び(b)に示す如く、コイルCをアームAに対して約45度の角度でフィレット部Fに対向して配置した際に、その先端側の一辺がフィレット部Fに沿うように形成されているのである。   As shown in FIG. 5, the coil C is formed in a substantially rectangular shape. Then, one side of the tip side of the coil C (the side facing the fillet portion F in FIG. 5B) is inwardly arcuate so as to form an angle of about 45 degrees with respect to the plane on which the other three sides are located. Is formed to protrude. Specifically, one side of the coil C on the tip side is formed in an arc shape having a curvature that substantially matches the outer shape of the journal portion J. That is, as shown in FIGS. 5A and 5B, when the coil C is disposed opposite the fillet portion F at an angle of about 45 degrees with respect to the arm A, one side of the tip side is the fillet portion F. It is formed so as to follow.

上記の如く形成されたコイルCの集合体として、本実施形態に係る渦流計測用センサにおける励磁コイル51が形成される。そして、図6(a)及び(b)に示す如く、励磁コイル51の先端側に励磁部51aが形成されるのである。具体的には、コイルCが上下方向及び水平方向に並ぶような形状で導線を捲回することにより、励磁コイル51における先端部である励磁部51aの水平方向側の面は平面状に、下側の面は曲面状に形成されるのである。   As an assembly of the coils C formed as described above, the exciting coil 51 in the eddy current measuring sensor according to the present embodiment is formed. Then, as shown in FIGS. 6A and 6B, an exciting part 51 a is formed on the tip side of the exciting coil 51. Specifically, by winding the conducting wire in such a shape that the coils C are arranged in the vertical direction and the horizontal direction, the surface on the horizontal direction side of the exciting portion 51a which is the tip portion of the exciting coil 51 is flat, The side surface is formed into a curved surface.

本実施形態に係る渦流計測用センサを用いてクランクシャフトCSのフィレット部Fを渦流計測する際は、励磁コイル51をアームAに対して約45度の角度でフィレット部Fに対向して配置する。換言すれば、励磁コイル51は計測部位であるフィレット部Fと交差しない、アームAに対して45度となる方向に向けた軸心を中心として巻回されており、この状態で励磁部51aは励磁コイル51の一部において、励磁部51aの水平方向側面がアームAに対向し、下側面がジャーナル部Jに対向するように形成されているのである。つまり、励磁部51aは、励磁コイル51をフィレット部Fに対向して配置した際に、励磁部51aの外形形状がフィレット部Fの形状と略同一となるように(励磁部51aの水平方向側面及び下側面がアームA及びジャーナル部Jと近接した距離で平行となるように)形成されているのである(図8(a)及び(b)を参照)。   When eddy current measurement is performed on the fillet portion F of the crankshaft CS using the eddy current measurement sensor according to the present embodiment, the exciting coil 51 is disposed to face the fillet portion F at an angle of about 45 degrees with respect to the arm A. . In other words, the excitation coil 51 is wound around an axis centering in a direction of 45 degrees with respect to the arm A that does not intersect with the fillet portion F that is a measurement site. In this state, the excitation portion 51a is In a part of the exciting coil 51, the horizontal side surface of the exciting part 51 a is formed so as to face the arm A, and the lower side face is opposed to the journal part J. That is, when the exciting part 51a is arranged so that the exciting coil 51 is opposed to the fillet part F, the outer shape of the exciting part 51a is substantially the same as the shape of the fillet part F (the lateral side surface of the exciting part 51a). And the lower side surface is formed so as to be parallel to the arm A and the journal portion J (see FIGS. 8A and 8B).

なお、渦流計測用センサにおいて、励磁コイル51を計測部位であるフィレット部Fと交差しない方向のうち、アームAに対して平行となるジャーナル部Jの円周方向に向けた軸心を中心として巻回する構成とすることができる。この場合でも、励磁部51aを、励磁コイル51をフィレット部Fに対向して配置した際に、励磁部51aの外形形状がフィレット部Fの形状と略同一となるように形成することができるのである。換言すれば、励磁コイル51の軸心方向がフィレット部Fに交差する方向でなければ、渦流計測用センサを構成することができる。   In the eddy current measurement sensor, the excitation coil 51 is wound around the axis centered in the circumferential direction of the journal portion J that is parallel to the arm A among the directions not intersecting the fillet portion F that is the measurement site. It can be set as the structure rotated. Even in this case, the exciting part 51a can be formed so that the outer shape of the exciting part 51a is substantially the same as the shape of the fillet part F when the exciting coil 51 is arranged facing the fillet part F. is there. In other words, if the axial direction of the exciting coil 51 is not a direction that intersects the fillet portion F, a eddy current measuring sensor can be configured.

図7(a)に示す如く、本実施形態に係る渦流計測用センサは、励磁コイル51だけでなく、検出部である検出コイル61及び演算部41を備える。
励磁コイル51には前記の如く、計測対象部品であるクランクシャフトCSのフィレット部Fと対向して配置された状態で、所定の交流励磁信号(前記交流励磁信号V1参照)が印加される。検出コイル61は、交流励磁信号が印加された励磁部により計測対象部品に生じた渦電流による検出信号(前記検出信号V2参照)を検出するのである。また、演算部41は、後述する検出コイル61と電機的に接続されており、検出信号を渦流計測値として算出するのである。
As shown in FIG. 7A, the eddy current measurement sensor according to the present embodiment includes not only the excitation coil 51 but also a detection coil 61 and a calculation unit 41 which are detection units.
As described above, a predetermined alternating current excitation signal (see the alternating current excitation signal V1) is applied to the exciting coil 51 in a state of being disposed facing the fillet portion F of the crankshaft CS that is a measurement target component. The detection coil 61 detects a detection signal (see the detection signal V2) due to an eddy current generated in the measurement target component by the excitation unit to which the AC excitation signal is applied. Moreover, the calculating part 41 is electrically connected with the detection coil 61 mentioned later, and calculates a detection signal as an eddy current measurement value.

励磁コイル51の両端(両端子)は、図示しない交流電源に接続されている。つまり、励磁コイル51は計測対象部品に対して所定の交流励磁信号を印加するのである。
検出コイル61は、励磁部51aの水平方向側面に配設された複数の検出コイル61aと、励磁部51aの下側面に配設された複数の検出コイル61bと、を備える。
本実施形態においては、検出コイル61には薄膜プレーナコイルが用いられるが、パンケーキコイル等、他のコイルを用いることも可能である。
それぞれの検出コイル61の両端(両端子)は、演算部41が具備する図示しない計測装置に接続されている。つまり、検出コイル61は交流励磁信号が印加された計測対象部品から渦電流による検出信号を検出するのである。
Both ends (both terminals) of the exciting coil 51 are connected to an AC power source (not shown). That is, the excitation coil 51 applies a predetermined AC excitation signal to the measurement target component.
The detection coil 61 includes a plurality of detection coils 61a disposed on the horizontal side surface of the excitation unit 51a, and a plurality of detection coils 61b disposed on the lower side surface of the excitation unit 51a.
In the present embodiment, a thin film planar coil is used as the detection coil 61, but other coils such as a pancake coil can also be used.
Both ends (both terminals) of each detection coil 61 are connected to a measurement device (not shown) included in the calculation unit 41. That is, the detection coil 61 detects a detection signal due to eddy current from the measurement target component to which the AC excitation signal is applied.

上記の如く構成された渦流計測用センサを用いて、計測対象部品における焼入れ深さの測定を行う場合は、図8(a)及び(b)に示す如く、検出コイル61がフィレット部Fに対向する姿勢(検出コイル61aがアームA側のフィレット部Fに対向し、検出コイル61bがジャーナル部J側のフィレット部Fに対向する姿勢)で、励磁コイル51を計測対象部品に近接配置した状態で、交流電源により励磁コイル51に電圧を印加する。   When the quenching depth of the measurement target component is measured using the eddy current measurement sensor configured as described above, the detection coil 61 faces the fillet portion F as shown in FIGS. In a state in which the excitation coil 51 is disposed close to the measurement target component in a posture (the posture in which the detection coil 61a faces the fillet portion F on the arm A side and the detection coil 61b faces the fillet portion F on the journal portion J side). Then, a voltage is applied to the exciting coil 51 by an AC power source.

励磁コイル51に電流が流れた瞬間には、図8(b)に示す如く右ネジの法則に従って励磁部51aの周囲及びフィレット部Fに回転磁界が発生する。また、この回転磁界により電磁誘導を起こし、電磁誘導によって磁性体であるフィレット部Fに渦電流を発生させるのである。さらに、フィレット部Fの表面における渦電流の発生にともない、検出コイル61に磁束を貫通させ、検出コイル61に誘起電圧を発生させる。そして、検出コイル61によって誘起電圧を検出信号として計測するのである。そして、演算部41が検出信号を渦流計測値として算出し、該渦流計測値に基づいてフィレット部Fにおける焼入れ深さの測定を行うのである。   At the moment when a current flows through the exciting coil 51, a rotating magnetic field is generated around the exciting portion 51a and the fillet portion F in accordance with the right-handed screw law as shown in FIG. In addition, electromagnetic induction is caused by this rotating magnetic field, and eddy current is generated in the fillet portion F, which is a magnetic body, by electromagnetic induction. Further, as the eddy current is generated on the surface of the fillet portion F, the magnetic flux is passed through the detection coil 61 and an induced voltage is generated in the detection coil 61. Then, the detection coil 61 measures the induced voltage as a detection signal. And the calculating part 41 calculates a detection signal as an eddy current measurement value, and measures the quenching depth in the fillet part F based on this eddy current measurement value.

また、渦流計測用センサをフィレット部Fに近接させた状態で、ジャーナル部Jの円周方向に回転させることにより、円形状に形成されたフィレット部Fを全体的に渦流計測することができる。つまり、円周方向に発生した未焼入れ部分を検知することが可能となるのである。   Further, by rotating the eddy current measurement sensor in the circumferential direction of the journal portion J in a state where the sensor for eddy current is brought close to the fillet portion F, the circular fillet portion F can be measured as a whole. That is, it becomes possible to detect an unquenched portion generated in the circumferential direction.

本実施形態に係る渦流計測用センサによれば上記の如く、渦流計測用センサをフィレット部Fに近接させて渦流計測することにより、外径が大きく変化したり、凹部を有したりするような高周波焼入れ部品を検査する場合であっても高い検出精度で焼入れ深さ測定試験を行うことができる。即ち、図8(a)及び(b)に示す如く、渦流計測用センサの励磁部51aをフィレット部Fの形状に沿わせて形成することにより、渦流計測用センサと計測対象であるフィレット部Fとの距離であるリフトオフを小さくすることができるため、測定精度の低下を防止することが可能となるのである。   According to the eddy current measurement sensor according to the present embodiment, as described above, the eddy current measurement sensor is brought close to the fillet portion F to measure the eddy current, so that the outer diameter changes greatly or has a recess. Even when an induction-hardened part is inspected, a quenching depth measurement test can be performed with high detection accuracy. That is, as shown in FIGS. 8A and 8B, the excitation part 51a of the eddy current measurement sensor is formed along the shape of the fillet part F, so that the eddy current measurement sensor and the fillet part F to be measured are measured. Therefore, it is possible to reduce the lift-off, which is the distance between the two, and it is possible to prevent a decrease in measurement accuracy.

また、渦流計測用センサを計測対象に接触させることがないため、鋼材の表面性状や探針の摩耗による影響を受けることがなく、温度変化によって測定精度が悪くなることを防ぐことができるのである。   In addition, since the sensor for measuring eddy currents is not brought into contact with the measurement target, it is not affected by the surface properties of the steel material or the wear of the probe, and it is possible to prevent the measurement accuracy from being deteriorated due to temperature change. .

上記の如く本実施形態に係る渦流計測用センサによれば、外径が大きく変化したり、凹部を有したりするような高周波焼入れ部品を検査する場合であっても高い検出精度で焼入れ深さ測定試験を行うことができ、また、焼入れ深さの計測にあたってリフトオフの影響を排除することで計測精度を向上させることが可能となるのである。   As described above, according to the eddy current measurement sensor according to the present embodiment, the quenching depth can be obtained with a high detection accuracy even when inspecting an induction-quenched part whose outer diameter changes greatly or has a recess. A measurement test can be performed, and the measurement accuracy can be improved by eliminating the influence of lift-off in measuring the quenching depth.

[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態に係る渦流計測用センサについて、図9(a)及び(b)を用いて説明する。なお、本実施形態で説明する渦流計測用センサについて、既出の実施形態と共通する部分に関しては詳細な説明を省略するものとする。
[Second Embodiment]
Next, an eddy current measurement sensor according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about the eddy current measurement sensor demonstrated in this embodiment, detailed description shall be abbreviate | omitted regarding the part which is common in previous embodiment.

本実施形態に係る渦流計測用センサは、励磁部51aのうちフィレット部Fに対向しない部分(検出コイル61が配設されない部分)が磁性体であるケース52で被覆されている。具体的には図9(a)及び(b)に示す如く、励磁部51aにおいて、計測対象であるフィレット部F(アームA及びジャーナル部J)と対向しない面に、板筒状に形成した磁性体のケース52を被せて構成するのである。   In the sensor for eddy current measurement according to the present embodiment, a portion of the exciting portion 51a that does not face the fillet portion F (portion where the detection coil 61 is not disposed) is covered with a case 52 that is a magnetic body. Specifically, as shown in FIGS. 9A and 9B, a magnet formed in a plate cylinder shape on the surface of the excitation portion 51a that does not face the fillet portion F (arm A and journal portion J) to be measured. It is constructed by covering the body case 52.

本実施形態においては上記の如く構成することにより、渦流計測の際に励磁部51aの周囲に発生する回転磁界がケース52を透過するため、前記第一実施形態と比較して励磁部51aに対向するフィレット部Fに磁束を集中させることが可能となる。即ち、励磁コイル51に加える交流電圧が同じでも、フィレット部Fに発生する渦電流を大きくすることが可能となるため、より高い検出精度で焼入れ深さ測定試験を行うことが可能となるのである。   In the present embodiment, the rotating magnetic field generated around the excitation unit 51a during eddy current measurement is transmitted through the case 52 by the configuration as described above, so that the excitation unit 51a is opposed to the first embodiment. It is possible to concentrate the magnetic flux on the fillet portion F to be performed. That is, even if the AC voltage applied to the exciting coil 51 is the same, the eddy current generated in the fillet portion F can be increased, so that the quenching depth measurement test can be performed with higher detection accuracy. .

なお、ケース52は磁性体であれば良いため、鉄などを用いることが可能であるが、上記の如く磁束を集中させるという観点より、ケース52をフェライト、珪素鋼板やパーライトなどの強磁性体で形成することが望ましい。   Since the case 52 may be a magnetic material, iron or the like can be used. However, from the viewpoint of concentrating the magnetic flux as described above, the case 52 is made of a ferromagnetic material such as ferrite, silicon steel plate or pearlite. It is desirable to form.

本実施形態(又は前記第一実施形態)に係る渦流計測用センサは、クランクシャフト以外の鋼材を計測対象とすることができる。具体的には例えば図10に示す如く、表面に凹凸があるために外径が大きく変化するシャフト部材Sを渦流計測することができる。この場合においても、渦流計測用センサの励磁部51aをシャフト部材Sの形状に沿わせて形成し、渦流計測用センサをシャフト部材Sの凹部に近接させて渦流計測することができる。これにより、渦流計測用センサと計測対象の距離であるリフトオフを小さくすることができるため、測定精度の低下を防止することが可能となるのである。   The sensor for eddy current measurement according to the present embodiment (or the first embodiment) can measure a steel material other than the crankshaft. Specifically, for example, as shown in FIG. 10, eddy current measurement can be performed on a shaft member S whose outer diameter changes greatly due to unevenness on the surface. Even in this case, the excitation part 51a of the eddy current measuring sensor can be formed along the shape of the shaft member S, and the eddy current measurement can be performed by bringing the eddy current measuring sensor close to the recess of the shaft member S. As a result, the lift-off, which is the distance between the eddy current measurement sensor and the measurement target, can be reduced, so that it is possible to prevent a decrease in measurement accuracy.

41 演算部
51 励磁コイル
51a 励磁部
61 検出コイル
41 Calculation Unit 51 Excitation Coil 51a Excitation Unit 61 Detection Coil

Claims (4)

計測対象部品において二つの面が交わる交線に沿って形成される計測部位に対して所定の交流励磁信号を印加するための励磁部と、印加された前記交流励磁信号によって前記計測部位に発生する検出信号を検出するための検出部と、前記検出信号を渦流計測値として算出するための演算部と、を具備する、渦流計測用センサであって、
前記励磁部は、前記二つの面を延長した二つの仮想面の交線と交差せず、かつ、前記二つの仮想面の一方と交差する直線を中心として巻回されたコイルがその一部で前記交線に沿って巻回されることにより、その外形形状が前記計測部位の形状と略同一となるように形成され、
前記検出部が前記計測部位に対向する姿勢で前記励磁部を前記計測部位に近接配置した状態で、前記コイルに交流励磁信号として交流電圧を加え、前記計測部位に磁界を発生させるとともに、該磁界により渦電流を生じさせ、該渦電流により発生した誘起電圧を検出信号として前記検出部で検出し、
前記演算部が前記検出信号を渦流計測値として算出し、該渦流計測値に基づいて計測対象部品における焼入れ深さの測定を行う、
ことを特徴とする、渦流計測用センサ。
An excitation unit for applying a predetermined AC excitation signal to a measurement site formed along an intersecting line where two surfaces intersect in a measurement target component, and generated in the measurement site by the applied AC excitation signal An eddy current measurement sensor comprising: a detection unit for detecting a detection signal; and a calculation unit for calculating the detection signal as an eddy current measurement value,
The excitation unit does not intersect the intersection line of two virtual surfaces extending the two surfaces, and a coil wound around a straight line intersecting one of the two virtual surfaces is a part thereof. By being wound along the intersecting line, the outer shape is formed to be substantially the same as the shape of the measurement site,
In the state where the detection unit faces the measurement site and the excitation unit is disposed close to the measurement site, an AC voltage is applied to the coil as an AC excitation signal to generate a magnetic field in the measurement site, and the magnetic field Eddy current is generated by the above, and the detection unit detects the induced voltage generated by the eddy current as a detection signal,
The calculation unit calculates the detection signal as an eddy current measurement value, and measures the quenching depth in the measurement target component based on the eddy current measurement value.
A sensor for measuring eddy currents.
前記励磁部は、前記計測部位に対向しない部分が磁性体であるケースで被覆される、
ことを特徴とする、請求項1に記載の渦流計測用センサ。
The excitation part is covered with a case where the part that does not face the measurement site is a magnetic body,
The eddy current sensor according to claim 1, wherein
計測対象部品において二つの面が交わる交線に沿って形成される計測部位に対して所定の交流励磁信号を印加するための励磁部と、印加された前記交流励磁信号によって前記計測部位に発生する検出信号を検出するための検出部と、前記検出信号を渦流計測値として算出するための演算部と、を具備し、前記励磁部は、前記二つの面を延長した二つの仮想面の交線と交差せず、かつ、前記二つの仮想面の一方と交差する直線を中心として巻回されたコイルがその一部で前記交線に沿って巻回されることにより、その外形形状が計測部位の形状と略同一となるように形成された渦流計測用センサを用いた渦流計測方法であって、
前記検出部が前記計測部位に対向する姿勢で前記励磁部を前記計測部位に近接配置した状態で、前記コイルに交流励磁信号として交流電圧を加え、前記計測部位に磁界を発生させるとともに、該磁界により渦電流を生じさせ、該渦電流により発生した誘起電圧を検出信号として前記検出部で検出し、前記演算部が前記検出信号を渦流計測値として算出し、該渦流計測値に基づいて計測対象部品における焼入れ深さの測定を行う、
ことを特徴とする、渦流計測方法。
An excitation unit for applying a predetermined AC excitation signal to a measurement site formed along an intersecting line where two surfaces intersect in a measurement target component, and generated in the measurement site by the applied AC excitation signal A detection unit for detecting a detection signal; and a calculation unit for calculating the detection signal as an eddy current measurement value, wherein the excitation unit is an intersection of two virtual surfaces obtained by extending the two surfaces A coil wound around a straight line that intersects one of the two imaginary planes as a center is wound along the intersecting line, so that the outer shape is measured. An eddy current measurement method using an eddy current sensor formed to be substantially the same as the shape of
In the state where the detection unit faces the measurement site and the excitation unit is disposed close to the measurement site, an AC voltage is applied to the coil as an AC excitation signal to generate a magnetic field in the measurement site, and the magnetic field The eddy current is generated by the eddy current, the induced voltage generated by the eddy current is detected by the detection unit as a detection signal, the calculation unit calculates the detection signal as the eddy current measurement value, and the measurement target is based on the eddy current measurement value. Measure the quenching depth of parts
A method for measuring eddy currents.
前記励磁部は、前記計測部位に対向しない部分が磁性体であるケースで被覆される、
ことを特徴とする、請求項3に記載の渦流計測方法。
The excitation part is covered with a case where the part that does not face the measurement site is a magnetic body,
The eddy current measuring method according to claim 3, wherein:
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