JP6597081B2 - Flaw detection probe and flaw detection method - Google Patents
Flaw detection probe and flaw detection method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6597081B2 JP6597081B2 JP2015175633A JP2015175633A JP6597081B2 JP 6597081 B2 JP6597081 B2 JP 6597081B2 JP 2015175633 A JP2015175633 A JP 2015175633A JP 2015175633 A JP2015175633 A JP 2015175633A JP 6597081 B2 JP6597081 B2 JP 6597081B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic sensors
- flaw detection
- substrate
- magnetic
- search
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 112
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims description 52
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 199
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 38
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 32
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 38
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 38
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Description
本発明は、金属表面のきずを探索するために用いる探傷プローブおよび探傷方法に関する。 The present invention relates to a flaw detection probe and a flaw detection method used for searching for a flaw on a metal surface.
金属表面のきず(JIS Z2300:2009)を非破壊的に探索するために探傷装置を用いる場合がある。探傷装置では、例えば、探索方向に探傷プローブを移動させながら金属表面に渦電流を生じさせ、その渦電流による磁場を検出コイルで検出し、その磁場の変化に基づいて金属表面のきずを特定する。 In some cases, a flaw detector is used to nondestructively search flaws on metal surfaces (JIS Z2300: 2009). In the flaw detection apparatus, for example, an eddy current is generated on the metal surface while moving the flaw detection probe in the search direction, a magnetic field due to the eddy current is detected by a detection coil, and a flaw on the metal surface is specified based on the change in the magnetic field. .
しかし、探傷装置は、金属表面にきずが存在する場合のみならず、探傷プローブと金属表面との距離が変化した場合の磁場の変化も検出してしまう。したがって、磁場の変化を検出したとしても、それが金属表面のきずによるものか、探傷プローブと金属表面との距離の変化(以下、単に「リフトオフ」という)によるものかを区別することができない。 However, the flaw detection apparatus detects not only the case where a flaw exists on the metal surface, but also the change in the magnetic field when the distance between the flaw detection probe and the metal surface changes. Therefore, even if a change in the magnetic field is detected, it cannot be distinguished whether it is caused by a flaw on the metal surface or a change in the distance between the flaw detection probe and the metal surface (hereinafter simply referred to as “lift-off”).
そこで、探傷プローブに検出コイルを4つ設け、対角に配置される検出コイル同士を逆相接続することで、リフトオフの影響を相殺する技術が提案されている(例えば、特許文献1)。 In view of this, a technique has been proposed in which four detection coils are provided in the flaw detection probe, and the detection coils arranged diagonally are connected in opposite phases to cancel the effect of lift-off (for example, Patent Document 1).
上述したように、4つの検出コイルを有する探傷プローブを用いることで金属表面のきず等による磁場の変化を検出することができる。しかし、このような探傷プローブでは、4つの検出コイルを平面上に並べて配置しなければならないため、その占有面積が大きくなってしまう。そうすると、金属表面において細かい凹凸が連続する場合、4つの検出コイルそれぞれと金属表面との距離が異なってしまい、やはり、探傷プローブがリフトオフの影響を受け、その磁場の変化を適切に検出できなくなってしまう。 As described above, the use of a flaw detection probe having four detection coils can detect a change in the magnetic field due to a flaw on the metal surface. However, in such a flaw detection probe, since four detection coils must be arranged side by side on a plane, the occupied area becomes large. Then, when fine irregularities continue on the metal surface, the distance between each of the four detection coils and the metal surface is different, and again, the flaw detection probe is affected by lift-off, and the change in the magnetic field cannot be detected properly. End up.
そこで本発明は、このような課題に鑑み、金属表面において細かい凹凸が連続する場合であっても、磁場の変化を適切に検出可能な探傷プローブおよび探傷方法を提供することを目的としている。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a flaw detection probe and a flaw detection method capable of appropriately detecting a change in a magnetic field even when fine irregularities are continuous on a metal surface.
上記課題を解決するために、本発明の探傷プローブは、基板と、中心軸が基板の表面に直交し、隣接する部位同士に流れる電流の方向が等しくなるように並置された複数の励磁コイルと、配置された面と平行する方向の磁場を検出する4つの磁気センサと、4つの磁気センサそれぞれの検出結果の相対量に基づく信号を出力する信号出力部と、を備え、基板の表面に、予め定められた探索方向に並ぶ2つの磁気センサの組み合わせが、それぞれ異なる励磁コイルに重なるように、探索方向に直交する探索直交方向に対向して配置されることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a flaw detection probe according to the present invention includes a substrate and a plurality of exciting coils arranged in parallel so that the central axis is orthogonal to the surface of the substrate and the directions of currents flowing between adjacent portions are equal. Four magnetic sensors that detect a magnetic field in a direction parallel to the arranged surface, and a signal output unit that outputs a signal based on the relative amount of the detection results of each of the four magnetic sensors, and on the surface of the substrate, advance the combination of the two magnetic sensors arranged in the search direction determined is, so as to overlap the different excitation coil respectively, and wherein opposite the search direction orthogonal to the search direction being placed.
上記課題を解決するために、本発明の他の探傷プローブは、基板と、中心軸が基板の表面に直交し、隣接する部位同士に流れる電流の方向が等しくなるように並置された複数の励磁コイルと、配置された面と平行する方向の磁場を検出する4つの磁気センサと、4つの磁気センサそれぞれの検出結果の相対量に基づく信号を出力する信号出力部と、を備え、基板の表面に、予め定められた探索方向に並ぶ2つの磁気センサの組み合わせが、それぞれ異なる励磁コイルに重なるように、探索方向に直交する探索直交方向に対向して配置され、4つの磁気センサからなる探傷ユニットが複数設けられ、励磁コイル1つに対し、複数の探傷ユニットのうち少なくとも2つの探傷ユニットの磁気センサが励磁コイルに重なるように配置されていることを特徴とする。In order to solve the above problems, another flaw detection probe according to the present invention includes a plurality of excitation probes arranged side by side so that the direction of the current flowing between adjacent portions is equal to the substrate and the central axis is orthogonal to the surface of the substrate. A surface of a substrate, comprising: a coil; four magnetic sensors for detecting a magnetic field in a direction parallel to the arranged surface; and a signal output unit for outputting a signal based on a relative amount of detection results of each of the four magnetic sensors. In addition, a flaw detection unit comprising four magnetic sensors, which is arranged opposite to a search orthogonal direction orthogonal to the search direction so that a combination of two magnetic sensors arranged in a predetermined search direction overlaps with different excitation coils, respectively. Are provided, and the magnetic sensors of at least two flaw detection units among the plurality of flaw detection units are arranged so as to overlap the excitation coil with respect to one excitation coil. And features.
4つの磁気センサは、それぞれの長手方向が探索方向と直交するように配置されるとしてもよい。 The four magnetic sensors may be arranged such that their longitudinal directions are orthogonal to the search direction.
磁気センサの組み合わせ中の個々の磁気センサは、対向する他の組み合わせ中の個々の磁気センサと探索方向の位置が異なるとしてもよい。 Individual magnetic sensors in a combination of magnetic sensors may have different positions in the search direction from individual magnetic sensors in other opposing combinations.
上記課題を解決するために、本発明の探傷方法は、基板と、中心軸が基板の表面に直交し、隣接する部位同士に流れる電流の方向が等しくなるように並置された複数の励磁コイルと、配置された面と平行する方向の磁場を検出する4つの磁気センサとを備え、基板の表面に、予め定められた探索方向に並ぶ2つの磁気センサの組み合わせが、異なる励磁コイルに重なるように、探索方向に直交する探索直交方向に対向して2組配置された探傷プローブを、探索方向に移動し、4つの磁気センサそれぞれの検出結果の相対量に基づく信号を出力する。
また、上記課題を解決するために、本発明の他の探傷方法は、基板と、中心軸が基板の表面に直交し、隣接する部位同士に流れる電流の方向が等しくなるように並置された複数の励磁コイルと、配置された面と平行する方向の磁場を検出する4つの磁気センサとを備え、基板の表面に、予め定められた探索方向に並ぶ2つの磁気センサの組み合わせが、異なる励磁コイルに重なるように、探索方向に直交する探索直交方向に対向して2組配置され、励磁コイル1つに対し、4つの磁気センサからなる複数の探傷ユニットのうち少なくとも2つの探傷ユニットの磁気センサが励磁コイルに重なるように配置された探傷プローブを、探索方向に移動し、4つの磁気センサそれぞれの検出結果の相対量に基づく信号を出力することを特徴とする。
In order to solve the above problems, a flaw detection method of the present invention includes a substrate and a plurality of exciting coils arranged in parallel so that the central axis is orthogonal to the surface of the substrate and the directions of current flowing between adjacent portions are equal. And four magnetic sensors for detecting a magnetic field in a direction parallel to the arranged surface, and a combination of two magnetic sensors arranged in a predetermined search direction on the surface of the substrate overlaps with different excitation coils. The two flaw detection probes arranged opposite to the search orthogonal direction orthogonal to the search direction are moved in the search direction, and signals based on the relative amounts of the detection results of the four magnetic sensors are output.
In order to solve the above-described problem, another flaw detection method of the present invention includes a plurality of substrates arranged in parallel so that the directions of the currents flowing between adjacent portions are equal to each other, with the central axis being orthogonal to the surface of the substrate. Excitation coils and four magnetic sensors for detecting a magnetic field in a direction parallel to the arranged surface, and the combination of two magnetic sensors arranged in a predetermined search direction on the surface of the substrate has different excitation coils. 2 sets are arranged opposite to the search orthogonal direction orthogonal to the search direction so as to overlap with each other, and for one excitation coil, the magnetic sensors of at least two flaw detection units among a plurality of flaw detection units composed of four magnetic sensors are provided. The flaw detection probe arranged so as to overlap the excitation coil is moved in the search direction, and a signal based on the relative amount of the detection result of each of the four magnetic sensors is output.
本発明によれば、金属表面において細かい凹凸が連続する場合であっても、磁場の変化を適切に検出し、ひいては、金属表面のきずを適切に探索することが可能となる。 According to the present invention, even when fine irregularities are continuous on the metal surface, it is possible to appropriately detect a change in the magnetic field and thus to appropriately search for a flaw on the metal surface.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.
(探傷装置10)
図1は、探傷装置10の概略的な構成を示す説明図である。図1では、説明の便宜のため、各要素間の電気接続を省略している。探傷装置10は、磁場を検出するための探傷プローブ(探触子)12と、探傷プローブ12から出力された信号に基づいて金属表面のきずを特定する受信器14とから構成される非破壊的試験装置である。ここでは、本実施形態の特徴である探傷プローブ12について詳述し、受信器14の説明は省略する。
(Flaw detection apparatus 10)
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the
探傷プローブ12は、基板20と、励磁コイル22と、磁気センサ24と、信号出力部26とを含んで構成され、探傷プローブ12を、図1に白抜き矢印で示した、探傷装置10に対し予め定められた探索方向に移動させながら金属表面のきずに相当する信号を出力する。かかる探傷プローブ12の移動は、電動機構により自動的に実行するとしてもよいし、手動で行ってもよい。
The
基板20は、例えば、変形可能な板形状のFPC(Flexible Printed Circuits)で形成され、その面上に薄い銅箔を貼付して電気的な配線が施される。かかる基板20は、変形可能であるが、変形によっては、配線の電気的特性が変わらない。
The
励磁コイル22は、図1に示すように、基板20の表面20a上において、渦巻状(グラウンド形状)に2つ(励磁コイル22a、22b)形成され、それぞれに交流電流を流すことで磁束を発生する。本実施形態においては、測定対象である金属に探傷プローブ12を接近させた状態で励磁コイル22に電流を流すことで金属表面に渦電流を生じさせる。
As shown in FIG. 1, two exciting coils 22 (
また、ここでは、発生させた磁束が相殺されるのを防止するため、励磁コイル22a、22bにおける、互いに隣接する部位(図1に一点鎖線で示す)同士に流れる電流の方向が等しくなるようにコイル巻回方向が定められている。例えば、励磁コイル22aにおいて破線の矢印で示される方向に電流が流れているとき、励磁コイル22bでも、破線の矢印で示される方向に電流が流れている。
Further, here, in order to prevent the generated magnetic flux from being canceled, the directions of the currents flowing in the portions adjacent to each other (indicated by a one-dot chain line in FIG. 1) in the
ここで、基板20の表面20a上に励磁コイル22を2つ並置する構成としたのは以下の理由からである。すなわち、渦巻状に励磁コイル22を形成した場合、金属表面のきずを探索するために必要な磁束が生じ得るコイルの巻数を実現しようとすると、励磁コイル22を2つに分割した方が、1つで形成した場合より、占有面積を小さく(約1/2)抑えられるからである。こうして、励磁コイル22a、22bは、小さな占有面積で十分に強い励磁を行うことができる。
Here, the reason why the two
磁気センサ24は、例えば、全長2.2mm、直径30μmのアモルファス磁性ワイヤ等、柱状(棒状、円柱状、線状)の磁気インピーダンス素子(Magneto Impedance element)で構成され、長手方向が基板20の上側の表面20aに沿うように配される。そして、磁気センサ24は、外部磁界によりインピーダンスが変化する磁気インピーダンス効果に基づいて、配置された面(基板20の上側の表面20a)の面方向の磁場の変化(乱れ)を検出する。ここでは、磁気センサ24として磁気インピーダンス素子を用いる例を挙げているが、外部磁界により抵抗が変化する磁気抵抗効果に基づいて周囲の磁場の変化を検出する平板状の磁気抵抗素子(magneto resistive element)等、比較的小型な様々なセンサ素子で構成することができる。ただし、磁気センサ24の形状は、上述した柱状、平板状に限定されず、様々な形状の磁気センサ24を用いることができる。
The
また、本実施形態において磁気センサ24は4つ準備され(磁気センサ24a、24b、24c、24d)、励磁コイル22a、22bの中心軸に直交する面(基板20の上側の表面20a)において、探索方向に並んだ2つの磁気センサ24の組み合わせ(磁気センサ24a、24bの組み合わせ、または、磁気センサ24c、24dの組み合わせ)が、ハッチングを施した矢印で示した、励磁コイル22a、22bの中心軸に直交する面における探索方向に直交する探索直交方向に対向して2組配置されている。かかる4つの磁気センサ24a、24b、24c、24dによって1つの探傷ユニット30が構成される。
In the present embodiment, four
ここでは、図1の拡大図に示すように、組み合わせ毎の磁気センサ24の距離d1(磁気センサ24a、24b間の距離、または、磁気センサ24c、24d間の距離)が大凡等しくなるように、かつ、組み合わせ同士で対向する磁気センサ24の探索直交方向の距離d2(磁気センサ24a、24c間の距離、磁気センサ24b、24d間の距離)が大凡等しくなるように、4つの磁気センサ24a、24b、24c、24dが配置されている。かかる配置や姿勢については後程詳述する。
Here, as shown in the enlarged view of FIG. 1, the distance d1 (the distance between the
このような4つの磁気センサ24a、24b、24c、24dは、それぞれ、励磁コイル22との位置関係が固定されており、それぞれ独立して、金属表面に生成した渦電流による磁場を検出する。
Each of the four
信号出力部26は、複数の差動増幅器を含んで構成され、4つの磁気センサ24a、24b、24c、24dそれぞれの検出結果の相対量に基づく信号を出力する。
The
図2は、信号出力部26の機能を説明するための図である。ここでは、図2(a)のように、3つの差動増幅器26a、26b、26cが準備されている。そして、磁気センサ24aの出力端子が差動増幅器26aの正極入力に接続され、磁気センサ24bの出力端子が差動増幅器26aの負極入力に接続される。したがって、差動増幅器26aからは、磁気センサ24aと磁気センサ24bとの差分(A−B)が出力される。また、磁気センサ24cの出力端子が差動増幅器26bの正極入力に接続され、磁気センサ24dの出力端子が差動増幅器26bの負極入力に接続される。したがって、差動増幅器26bからは、磁気センサ24cと磁気センサ24dとの差分が出力される(C−D)。ここで、A、B、C、Dは、それぞれ、磁気センサ24a、24b、24c、24dの出力である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the function of the
さらに、差動増幅器26aの出力端子が差動増幅器26cの正極入力に接続され、差動増幅器26bの出力端子が差動増幅器26cの負極入力に接続される。したがって、差動増幅器26cからは、差動増幅器26aと差動増幅器26bとの差分、すなわち、磁気センサ24aと磁気センサ24bとの差分から、磁気センサ24cと磁気センサ24dとの差分を減算した信号(A−B)−(C−D)が出力される。また、信号出力部26の接続態様は上記の場合に限らず、結果的に(A−B)−(C−D)となれば足り、例えば、A+Dの演算結果から、B+Cの演算結果を減算する等、様々な接続態様で代用できる。
Further, the output terminal of the
ここで、4つの磁気センサ24a、24b、24c、24dの位置関係は、上述したように、探索方向に並んだ2つの磁気センサ24の組み合わせが、探索直交方向に対向して2組形成され、組み合わせ毎の磁気センサ24の距離d1が大凡等しく、かつ、組み合わせ同士で対向する磁気センサ24の距離d2が大凡等しくなっている(図1の拡大図参照)。特に、ここでは、組み合わせ中の個々の磁気センサ24は、対向する他の組み合わせ中の個々の磁気センサ24(磁気センサ24aに対する磁気センサ24c、および、磁気センサ24bに対する磁気センサ24d)と探索方向の位置が等しい(探索方向の距離=0)場合を挙げて説明する。
Here, the positional relationship between the four
4つの磁気センサ24a、24b、24c、24dが上記の位置関係であると、図2(b)のように、探傷プローブ12と金属表面50との距離が離れたとしても、その距離の変化が磁気センサ24a、24b、24c、24dに対して均等に影響するので、差動増幅器26cの出力には影響しない。具体的に、磁気センサ24a、24b、24c、24dの出力A、B、C、Dがそれぞれ均等にαだけ変化したとしても、差動増幅器26cの出力(((A+α)−(B+α))−((C+α)−(D+α)))=(A−B)−(C−D)となり、リフトオフの影響を受けないのが理解できる。
If the four
また、図2(c)のように、探索方向を軸にして探傷プローブ12が回転した場合であっても、その距離の変化は差動増幅器26cの出力には影響しない。具体的に、磁気センサ24a、24bの出力A、Bがそれぞれ均等にαだけ変化し、磁気センサ24c、24dの出力C、Dがそれぞれ均等にβだけ変化したとしても、差動増幅器26cの出力(((A+α)−(B+α))−((C+β)−(D+β)))=(A−B)−(C−D)となり、リフトオフの影響を受けないのが理解できる。
Further, as shown in FIG. 2C, even when the
さらに、図2(d)のように、探索直交方向を軸にして探傷プローブ12が回転した場合であっても、その距離の変化は差動増幅器26cの出力には影響しない。具体的に、磁気センサ24a、24cの出力A、Cがそれぞれ均等にαだけ変化し、磁気センサ24b、24dの出力B、Dがそれぞれ均等にβだけ変化したとしても、差動増幅器26cの出力(((A+α)−(B+β))−((C+α)−(D+β)))=(A−B)−(C−D)となり、リフトオフの影響を受けないのが理解できる。
Further, as shown in FIG. 2D, even if the
このように、4つの磁気センサ24a、24b、24c、24dを上記のように配置し、その出力の相対量((A−B)−(C−D))に基づいて信号を生成することで(標準比較方式)、探傷プローブ12の姿勢の変化に伴い探傷プローブ12の各磁気センサ24a、24b、24c、24dと金属表面との距離が変化したとしても、そのリフトオフの影響を抑制することが可能となる。
Thus, by arranging the four
したがって、信号出力部26は、リフトオフの有無に拘わらず、金属表面にきずが存在する場合にのみ、そのきずに基づいて変化した信号を出力することが可能となる。例えば、金属表面のうち、磁気センサ24a、24b、24c、24dのいずれかに近い位置にきずが存在する場合、そのきずによる磁場の変化が、きずに近い磁気センサ24にのみ生じ、その結果、きずに対応する位置の磁気センサ24の信号のみが差動増幅器26cの信号となって現れる。
Therefore, the
また、4つの磁気センサ24a、24b、24c、24dは、図1に示すように、励磁コイル22の配線上に配されている。特に本実施形態において、4つの磁気センサ24a、24b、24c、24dは、2つの磁気センサ24の組み合わせ単位(磁気センサ24a、24bの組み合わせ、および、磁気センサ24c、24dの組み合わせ)で異なる励磁コイル22a、22bに重なるように(基板20の面方向の位置を等しくして)それぞれ配置されている。すなわち、磁気センサ24a、24bは励磁コイル22a上に配され、磁気センサ24c、24dは励磁コイル22b上に配される。
Further, the four
かかる配置により、大きな渦電流が生じる金属位置と磁気センサ24との距離を最小限に抑えることができるので、励磁コイル22によって生じる渦電流の磁場の変化を高感度に検出することが可能となる。
With this arrangement, the distance between the metal position where the large eddy current is generated and the
また、4つの磁気センサ24a、24b、24c、24dは、図1に示すように、それぞれの長手方向が探索方向と直交する姿勢で配置される。このように4つの磁気センサ24a、24b、24c、24dを同一の姿勢で配置することで、渦電流に対する4つの磁気センサ24a、24b、24c、24dの感度を統一することが可能となる。また、長手方向が探索方向と直交する姿勢とすることで、結果的に、磁気センサ24の長手方向を金属表面と平行な位置関係とすることができ、励磁コイル22によって生じる渦電流の磁場の変化を高感度で検出することが可能となる。
Further, as shown in FIG. 1, the four
また、本実施形態では、探傷プローブ12が、MIセンサ等、小型の磁気センサ24で構成されているので、磁気センサ24間の距離を短くすることができる(例えば、図1の拡大図における探傷ユニット30の占有面積(磁気検出領域)=1.6mm×1.2mm)。したがって、金属表面において細かい凹凸が連続する場合であっても、リフトオフの影響を受けることなく、金属表面のきずを適切に探索することが可能となる。
In this embodiment, since the
また、図1のように、励磁コイル22を2つに分割し、かつ、小型の4つの磁気センサ24a、24b、24c、24dを全て励磁コイル22(基板20)に配することができるので、探傷プローブ12を小型化(例えば、5.6mm×2.8mm)することが可能となる。
Further, as shown in FIG. 1, the
(変形例1)
上述した実施形態では、4つの磁気センサ24a、24b、24c、24dの位置関係として、組み合わせ中の個々の磁気センサ24を、対向する他の組み合わせ中の個々の磁気センサ24(磁気センサ24aに対する磁気センサ24c、および、磁気センサ24bに対する磁気センサ24d)と探索方向の位置を等しくする場合を挙げて説明した。しかし、このような磁気センサ24同士の探索方向の位置が異なっていたとしても、探索方向の位置が等しい場合同様に、リフトオフの影響を回避することができる。
(Modification 1)
In the above-described embodiment, as the positional relationship between the four
図3は、探傷プローブ12の他の例を示した説明図である。ここで、図3(a)に示すように、磁気センサ24の組み合わせ中の個々の磁気センサ24a、24bは、対向する他の組み合わせ中の個々の磁気センサ24c、24dと、それぞれ探索方向の位置が異なっている。具体的に、磁気センサ24aは、磁気センサ24cより探索方向前方に位置し、磁気センサ24bは、磁気センサ24dより探索方向前方に位置している。
FIG. 3 is an explanatory view showing another example of the
また、ここでは、図3(a)の拡大図に示すように、組み合わせ毎の磁気センサ24の距離d1(磁気センサ24a、24b間の距離、磁気センサ24c、24d間の距離)が大凡等しくなるように、また、組み合わせ同士で対向する磁気センサ24の探索直交方向の距離d2(磁気センサ24a、24c間の距離、磁気センサ24b、24d間の距離)が大凡等しく、探索方向の離間距離d3も等しくなるように、4つの磁気センサ24a、24b、24c、24dが配置されている。
Here, as shown in the enlarged view of FIG. 3A, the distance d1 (the distance between the
4つの磁気センサ24a、24b、24c、24dが上記の位置関係であると、図3(b)のように、探傷プローブ12と金属表面との距離が離れたとしても、その距離の変化が磁気センサ24a、24b、24c、24dに対して均等に影響するので、上述した組み合わせ間で対向する磁気センサ24同士の探索方向の位置が等しい場合同様、差動増幅器26cの出力には影響しない。また、図3(c)のように、探索方向を軸にして探傷プローブ12が回転した場合であっても、その距離の変化は差動増幅器26cの出力には影響しない。
If the four
また、図3(d)のように、探索直交方向を軸にして探傷プローブ12が回転した場合、磁気センサ24a、24bと磁気センサ24c、24dとの探索方向の位置が異なることによって、探傷プローブ12と金属表面との距離の変化が磁気センサ24a、24b、24c、24dに対して不均等な影響を与える。しかし、この場合であっても、その距離の変化は差動増幅器26cの出力には影響しない。具体的に、磁気センサ24aの出力Aの変化αに対し、磁気センサ24cの出力Cがα+βに変化したとする。この場合、磁気センサ24bの出力Bの変化γに対し、磁気センサ24dの出力Dはγ+βに変化することとなる。ここで、差動増幅器26cの出力(((A+α)−(B+γ))−((C+α+β)−(D+γ+β)))=(A−B)−(C−D)となり、影響を及ぼさないことが理解できる。
In addition, as shown in FIG. 3D, when the
また、このように磁気センサ24aと磁気センサ24c、または、磁気センサ24bと磁気センサ24dとを探索方向にずらすことで、磁気センサ24一つ分に相当する大きさのきずのみならず、2つの磁気センサ24を跨ぐ長さで探索直交方向に延在するような直線状のきずであっても、探索直交方向に並置された2つの磁気センサ24同士で信号が相殺されないので、適切に検出することが可能となる。
In addition, by shifting the
(変形例2)
また、上述した実施形態では、1つの探傷プローブ12に、4つの磁気センサ24a、24b、24c、24dからなる1組の探傷ユニット30を設ける例を挙げて説明した。しかし、かかる場合に限らず、1つの探傷プローブ12に複数の探傷ユニットを設けることもできる。
(Modification 2)
In the above-described embodiment, an example in which one set of
図4は、探傷プローブ12の他の例を示した説明図である。ここでは、基板20に5つの励磁コイル22a、22b、22c、22d、22eが、それぞれ隣接する部位同士に流れる電流の方向が等しくなるように探索直交方向に並置されている。また、ここでは、隣接する2つの励磁コイル22に1つの探傷ユニット30が跨がるように、4つの探傷ユニット30a、30b、30c、30dが配されている。
FIG. 4 is an explanatory view showing another example of the
したがって、5つの励磁コイル22のうち内側に位置する励磁コイル22bは、2つの探傷ユニット30aと探傷ユニット30bと重なるように配置され、励磁コイル22cは、2つの探傷ユニット30bと探傷ユニット30cと重なるように配置され、励磁コイル22dは、2つの探傷ユニット30cと探傷ユニット30dと重なるように配置されていることとなる。
Therefore, among the five
かかる1つの励磁コイル22を複数の探傷ユニット30と重なるように配置する構成により、励磁コイル22の占有面積を抑制しつつ、探傷プローブ12に、多くの探傷ユニット30を形成することが可能となる。
With the configuration in which the
また、探傷ユニット30を探索直交方向に複数並置する構成により、金属表面に対し、探傷プローブ12の幅方向(探索直交方向)のきずを一度に探索することができる。さらに、複数の探傷ユニット30はそれぞれ独立して金属表面のきずを探索するので、1つのきずを複数の探傷ユニット30で同時に検出することもでき、その検出結果を互いに補完することも可能となる。
Further, the configuration in which a plurality of
以上、説明したように、本実施形態の探傷装置10では、金属表面において細かい凹凸が連続する場合であっても、磁場の変化を適切に検出し、ひいては、金属表面のきずを適切に探索することが可能となる。
As described above, in the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変形例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made within the scope of the claims, and these are of course within the technical scope of the present invention. Is done.
例えば、上述した実施形態においては、励磁コイル22によって金属表面に渦電流を生じさせ、その磁場の変化を磁気センサ24で検出する例を挙げて説明した。しかし、かかる場合に限らず、磁気センサ24によって磁場の変化を検出する様々なアプリケーションに適用できる。
For example, in the above-described embodiment, an example in which an eddy current is generated on the metal surface by the
例えば、図5に示すように、強磁性材上に、所定間隔離隔させた状態で、2つの磁極(S極、N極)を配置すると、その磁極によって矢印で示すような磁束が発生する。ここで、図5のように、強磁性材表面60にきず62が生じている場合、磁束がきず62による空間を回避するように流れるので、強磁性材表面60に漏洩磁束64が生じる。したがって、当該磁気センサ24によって、強磁性材表面60の磁場を検出し、漏洩磁束64が生じている箇所にきずが存在すると判定することができる。このように、当該磁気センサ24を有する探傷プローブ12は、様々な磁場の変化を検出することができる。
For example, as shown in FIG. 5, when two magnetic poles (S pole and N pole) are arranged on a ferromagnetic material while being separated from each other by a predetermined distance, a magnetic flux as indicated by an arrow is generated by the magnetic poles. Here, as shown in FIG. 5, when a
また、上述した実施形態においては、基板20における金属と対向しない面(上側の表面20a)に磁気センサ24を配する構成を挙げて説明した、しかし、磁気センサ24の位置は、その位置に限らず、基板20における金属と対向する面(下側の表面)に設けられてもよい。
In the above-described embodiment, the configuration in which the
本発明は、金属表面のきずを探索するために用いる探傷プローブおよび探傷方法に利用することができる。 The present invention can be used for a flaw detection probe and a flaw detection method used for searching for a flaw on a metal surface.
12 探傷プローブ
20 基板
22 励磁コイル
24 磁気センサ
26 信号出力部
30 探傷ユニット
12
Claims (6)
中心軸が前記基板の表面に直交し、隣接する部位同士に流れる電流の方向が等しくなるように並置された複数の励磁コイルと、
配置された面と平行する方向の磁場を検出する4つの磁気センサと、
前記4つの磁気センサそれぞれの検出結果の相対量に基づく信号を出力する信号出力部と、
を備え、
前記基板の表面に、予め定められた探索方向に並ぶ2つの前記磁気センサの組み合わせが、それぞれ異なる前記励磁コイルに重なるように、該探索方向に直交する探索直交方向に対向して配置されることを特徴とする探傷プローブ。 A substrate,
A plurality of exciting coils juxtaposed so that the central axis is orthogonal to the surface of the substrate and the direction of the current flowing between adjacent parts is equal;
Four magnetic sensors for detecting a magnetic field in a direction parallel to the arranged surface;
A signal output unit that outputs a signal based on a relative amount of detection results of each of the four magnetic sensors;
With
On the surface of the substrate, a combination of two of the magnetic sensors arranged in the predetermined search direction, so as to overlap with different ones of the exciting coil, respectively, are placed in opposition to search a direction orthogonal to the search direction A flaw detection probe characterized by that.
中心軸が前記基板の表面に直交し、隣接する部位同士に流れる電流の方向が等しくなるように並置された複数の励磁コイルと、
配置された面と平行する方向の磁場を検出する4つの磁気センサと、
前記4つの磁気センサそれぞれの検出結果の相対量に基づく信号を出力する信号出力部と、
を備え、
前記基板の表面に、予め定められた探索方向に並ぶ2つの前記磁気センサの組み合わせが、それぞれ異なる前記励磁コイルに重なるように、該探索方向に直交する探索直交方向に対向して配置され、
前記4つの磁気センサからなる探傷ユニットが複数設けられ、
前記励磁コイル1つに対し、前記複数の探傷ユニットのうち少なくとも2つの探傷ユニットの磁気センサが該励磁コイルに重なるように配置されていることを特徴とする探傷プローブ。 A substrate,
A plurality of exciting coils juxtaposed so that the central axis is orthogonal to the surface of the substrate and the direction of the current flowing between adjacent parts is equal;
Four magnetic sensors for detecting a magnetic field in a direction parallel to the arranged surface;
A signal output unit that outputs a signal based on a relative amount of detection results of each of the four magnetic sensors;
With
On the surface of the substrate, a combination of two of the magnetic sensors arranged in the predetermined search direction, so as to overlap with different ones of the exciting coils respectively, are placed in opposition to search a direction orthogonal to the search direction,
A plurality of flaw detection units comprising the four magnetic sensors are provided,
The exciting coil one for flaw detection probe magnetic sensor of the at least two inspection units of the plurality of flaw detection units characterized that you have been arranged to overlap in the excitation coil.
前記4つの磁気センサそれぞれの検出結果の相対量に基づく信号を出力することを特徴とする探傷方法。 Detects a magnetic field in a direction parallel to the substrate, a plurality of exciting coils arranged in parallel so that the central axis is orthogonal to the surface of the substrate, and the direction of current flowing between adjacent parts is equal. Four magnetic sensors, and in the search orthogonal direction orthogonal to the search direction so that the combination of the two magnetic sensors arranged in a predetermined search direction overlaps the different excitation coils on the surface of the substrate. Two flaw detection probes arranged opposite to each other are moved in the search direction,
A flaw detection method characterized by outputting a signal based on a relative amount of detection results of each of the four magnetic sensors.
前記4つの磁気センサそれぞれの検出結果の相対量に基づく信号を出力することを特徴とする探傷方法。 Detects a substrate, a plurality of exciting coils arranged in parallel so that the central axis is orthogonal to the surface of the substrate, and the direction of current flowing between adjacent parts is equal, and a magnetic field in a direction parallel to the arranged surface Four magnetic sensors, and in the search orthogonal direction orthogonal to the search direction so that the combination of the two magnetic sensors arranged in a predetermined search direction overlaps the different excitation coils on the surface of the substrate. Two flaw detection probes are arranged so as to face each other, and the magnetic sensors of at least two flaw detection units among the plurality of flaw detection units composed of the four magnetic sensors are arranged so as to overlap the excitation coil with respect to one excitation coil. In the search direction,
A flaw detection method characterized by outputting a signal based on a relative amount of detection results of each of the four magnetic sensors.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015175633A JP6597081B2 (en) | 2015-09-07 | 2015-09-07 | Flaw detection probe and flaw detection method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015175633A JP6597081B2 (en) | 2015-09-07 | 2015-09-07 | Flaw detection probe and flaw detection method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017053635A JP2017053635A (en) | 2017-03-16 |
JP6597081B2 true JP6597081B2 (en) | 2019-10-30 |
Family
ID=58320703
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015175633A Expired - Fee Related JP6597081B2 (en) | 2015-09-07 | 2015-09-07 | Flaw detection probe and flaw detection method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6597081B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6882117B2 (en) * | 2017-08-24 | 2021-06-02 | 富士通株式会社 | Exciting coil, non-destructive inspection device, and non-destructive inspection method |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5814612B2 (en) * | 1974-10-15 | 1983-03-19 | 株式会社島津製作所 | Hiroshi Kenki Niokeru Kuratsukusentankenshiyutsusouchi |
JP3276295B2 (en) * | 1996-10-09 | 2002-04-22 | 三菱重工業株式会社 | Eddy current flaw detector |
JPH10197493A (en) * | 1997-01-14 | 1998-07-31 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Eddy-current flow detecting probe |
JP2002055083A (en) * | 2000-08-08 | 2002-02-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Eddy current flaw detection probe |
US20100001723A1 (en) * | 2004-12-28 | 2010-01-07 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Bridge type sensor with tunable characteristic |
JP2007205748A (en) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Fujikura Ltd | Magnetometric sensor and magnetic device |
EP1991862B1 (en) * | 2006-02-24 | 2013-07-10 | Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives | Method and device for non destructive evaluation of defects in a metallic object |
FR2944354B1 (en) * | 2009-04-10 | 2011-06-24 | Commissariat Energie Atomique | DEVICE FOR NON-DESTRUCTIVE CONTROL OF AN ELECTRICALLY CONDUCTIVE STRUCTURE |
JP2012242358A (en) * | 2011-05-24 | 2012-12-10 | Kobe Steel Ltd | Eddy current flaw detection device |
US20130249540A1 (en) * | 2012-03-22 | 2013-09-26 | Olympus Ndt Inc. | Eddy current array probe and method for lift-off compensation during operation without known lift references |
US9222917B2 (en) * | 2012-07-25 | 2015-12-29 | General Electric Company | Broadband eddy current probe |
JP2013101129A (en) * | 2012-12-25 | 2013-05-23 | Hamamatsu Koden Kk | Eddy current sensor and detection object discrimination circuit |
-
2015
- 2015-09-07 JP JP2015175633A patent/JP6597081B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017053635A (en) | 2017-03-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9182373B2 (en) | Apparatus and method for detecting crack in small-bore piping system | |
JP3843343B2 (en) | Eddy current sensor for nondestructive inspection | |
US8193805B2 (en) | Magnetic sensor | |
JP4776696B2 (en) | Method and apparatus for nondestructive evaluation of defects in metal objects | |
JP6255902B2 (en) | Magnetic field detector | |
JP2015219061A (en) | Magnetic field detection sensor and magnetic field detection device using the same | |
JP2006300906A (en) | Magneto-impedance sensor element | |
JP6460372B2 (en) | Magnetic sensor, method for manufacturing the same, and measuring instrument using the same | |
KR20140133402A (en) | Through-coil arrangement, test apparatus with through-coil arrangement and testing method | |
JP4003975B2 (en) | Metal inspection method and metal inspection apparatus | |
JP2009204342A (en) | Eddy current type sample measurement method and eddy current sensor | |
JP6597081B2 (en) | Flaw detection probe and flaw detection method | |
JP5783361B2 (en) | Current measuring device | |
JPWO2018199067A1 (en) | Magnetic sensor | |
JP7064662B2 (en) | Magnetic sensor | |
JP2005061940A (en) | Method and device for calibrating array-type magnetometric sensor | |
JP2006322860A (en) | Eddy current flaw detection probe | |
JP2023124388A (en) | magnetic sensor | |
JP2014066688A (en) | Eddy current flaw detection probe, and eddy current flaw detection device | |
JP5139822B2 (en) | Magnetic field probe | |
JP2016133459A (en) | Eddy current flaw detection probe, and eddy current flaw detection device | |
JP2013088345A (en) | Eddy current flaw inspection device | |
JP2016065813A (en) | Magnetic sensor array calibration method and magnetic sensor array calibration device | |
JP2015132514A (en) | Electric current detection structure | |
JP2003344362A (en) | Eddy current flaw detection probe and eddy current flaw detector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180723 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190417 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190604 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190725 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190903 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190916 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6597081 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |