JPH04296648A - 磁気探傷方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、帯状金属板例えば帯状
鋼板の表面欠陥および内部欠陥を磁気探傷する欠陥検出
方法および検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】微小欠陥からの漏洩磁気を検出する場合
、漏洩磁気の水平成分を検出するか垂直成分を検出する
が、水平成分を検出する方法として例えば、特開昭６１
−１４７１５８号公報のように空芯コイルを使用した方
法がある。また垂直成分を高感度な磁気センサーを使用
して検出する装置として例えば、実開昭６２−１１１５
３９号公報のように、大型の磁化器２台を対向させそれ
ぞれの垂直磁界成分を打ち消すように磁化電流を流して
磁気センサーの磁気感度範囲内に垂直磁界を抑える装置
がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】磁気探傷法で欠陥を検
出する場合、必要な磁界強度はサンプル表面空間すなわ
ち磁気センサーを配置する位置での磁束密度が水平成分
で３０〜７０ｍＴ、垂直成分で０〜１００ｍＴ程度であ
る。 欠陥からの漏洩磁気を検出する場合、当該漏洩磁気を検
出する磁気センサーは当然この強い磁界中に設置される
ため、磁気に対する感度はサンプル表面空間の磁界以上
まで有している事が必要不可欠である。しかし、強磁性
金属薄膜素子型の磁気センサーや磁芯を有するコイルは
磁気感度は高いが１０〜２０ｍＴ以下で磁気飽和するた
め通常の磁気探傷の磁界条件のもとでは使用できない。 このため前記特開昭６１−１４７１５８号公報の例があ
るが、空芯である事から磁気に対する感度が低いため信
号処理回路が複雑になる事やノイズ対策などに問題があ
ると思われる。

【０００４】一方、漏洩磁気の垂直成分を検出する場合
の例として前記実開昭６２−１１１５３９号公報がある
が、サンプル全面を検査する場合には有効であるが構造
が複雑になり、設備的に非常に大規模となる。また該装
置は垂直磁界を補正する装置であって水平磁界は補正で
きないという問題がある。また、磁気シールドの例とし
て実開昭５９−１４６７０６号公報の装置が有るが磁気
シールド材および形状が異なることと、シールド材と鋼
板の間隙が明示されておらず、低磁界で飽和する高感度
な磁気センサーを使用するための磁界条件は形成出来な
いと思われる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、磁気探傷法で
欠陥を検査する方法に於いて、被験材表面欠陥または内
部欠陥からの漏洩磁気を検出する磁気センサーを配置し
た前記被験材表面の周辺空間に存在する高密度の磁束を
、強磁性体の物質でバイパスさせ、前記磁気センサーを
配置した周辺空間の磁束量を低減させる一方、前記被験
材内を通過する磁束には影響を与えないようにし、２０
ｍＴ程度以下の比較的低い磁束密度で飽和する磁気セン
サーを３０ｍＴ以上の磁束密度中で使用する事を特徴と
する磁気探傷方法である。さらに本発明は、被験材を磁
化する磁化器、前記被験材の表面欠陥または内部欠陥か
らの漏洩磁気を検出する磁気センサーおよび該磁気セン
サーで検出した漏洩磁気を処理する信号処理回路で構成
される磁気探傷装置に於いて、磁束をバイパスする強磁
性体の磁具を設けて該治具内に磁気センサーを配置した
事を特徴とする磁気探傷装置である。

【０００６】

【作用】以下、本発明について図面を参照しながら実施
例にもとづいて説明する。図１は本発明の実施例の構成
図である。図１に於いては本発明による装置は、被験材
ＴＰを磁化する磁化器Ｍと被験材ＴＰを磁化する事によ
って生じる被験材ＴＰの表面空間に分布する磁束Ｆをバ
イパスする強磁性体で作られた治具１および治具１内に
設置された磁気センサーＳを有し、磁気センサーＳで検
出された漏洩磁気は後段に設けられた信号処理回路Ｌで
処理され欠陥の有無を判定する装置構成からなる。

【０００７】磁気探傷法によって欠陥を検出する場合、
被験材に存在する欠陥から漏洩磁気を発生させるために
磁化器により被験材を磁気飽和するまで十分磁化し、被
験材欠陥から漏洩する磁気を磁気センサーで感知して欠
陥を検出する。直流磁界で磁気探傷を行う場合、被験材
欠陥から漏洩磁気を発生させるための磁界を与える結果
、被験材表面空間すなわち、磁気センサーを配置する空
間の磁束密度は３０ｍＴ〜７０ｍＴになる。被験材表面
空間の磁束密度が３０ｍＴ未満では欠陥の検出が難しく
なり、７０ｍＴを超える磁界を与えても欠陥検出能は向
上しないので通常の磁気探傷では、被験材表面空間の磁
束密度は３０ｍＴ〜７０ｍＴ程度となり、２０ｍＴ以下
の比較的低い磁界で飽和する磁気センサーは磁気に対す
る感度がなくなって磁気センサーとして機能しなくなる
。

【０００８】図６に強磁性金属薄膜型磁気センサーの磁
界感度特性の例を示す。図６から明らかなように該磁気
センサーは１５ｍＴ程度で磁気飽和しておりこの磁界以
上では機能しない。そこで図１に示す本発明による強磁
性体で作られた治具を設置することにより、磁気センサ
ーが配置された周辺空間の磁束をバイパスし、強磁性体
治具内の磁束量を磁気センサーの飽和磁束量以下に低減
し、前記磁気センサーを前記治具内に配置する事により
磁気センサーが正常に機能できるようにする。

【０００９】磁束バイパス用の強磁性体の治具は円筒状
の形状か或いは滑らかな曲線を有する円弧状のもので、
その設置方向は円筒状の治具の場合は図２に示すように
横置きに設置する。円弧状の治具の場合は図３に示すよ
うに縦置きあるいは横置きのいずれでも良く長手方向を
磁束に対して平行に置く。被験材と磁気バイパス用治具
の間隙は被験材内を通過する磁束量が極端に減少しない
よう０．５ｍｍ以上取る必要が有る。

【００１０】

【実施例】本発明による実施例の結果を図４に示す。図
４に示すグラフは被験材表面空間の磁束密度が５３ｍＴ
の場合に本発明を実施した例で、本発明による磁束バイ
パス用治具は鉄製の円筒状の物を使用しており、該治具
の寸法は外径３４ｍｍ、内径２８ｍｍ、高さ１０ｍｍで
あり横置きとし、被験材と磁束バイパス用治具の間隙は
１．０ｍｍにしたときの測定結果である。磁束密度分布
は市販のガウスメータを使用して測定した。破線は磁束
バイパス用治具を設置してないときの水平磁束密度分布
、実線は磁束バイパス用治具を設置したときの水平磁束
密度分布を示しており、磁束バイパス治具内の磁束密度
は全域にわたって２０ｍＴ以下に低減されており初期の
目標を達成している。しかも、この状態で被験材内を通
過する磁束量は磁束バイパス用治具がないときの８５％
以上を有しており、欠陥検出能には影響をあたえず磁束
バイパス治具が無いとき例えば、磁化器２台を対向させ
た時の探傷磁界条件での欠陥検出性能と比較して同等の
探傷結果を得た。

【００１１】また、本発明による装置構成で図２に示す
円筒状の治具に替えて図３に示す円弧状の治具を縦置き
或いは、横置きにして試験した結果でも、図４に示す磁
束密度分布の特性と同等の結果を得た。図４の磁界条件
下で図６の磁気感度特性を有する磁気センサーを使用す
る場合は、該磁気センサーは当然磁束バイパス治具内の
１５ミリテスラ以下の磁界内に設置しなければならない
。

【００１２】前述した本発明による装置により、帯状金
属板に存在する表面人工欠陥および内部欠陥の探傷結果
のチャートを図５に示す。探傷した前記表面欠陥の寸法
は０．４ｍｍφ×０．１５ｍｍ深さ、内部欠陥は磁粉探
傷の磁粉長さ約１ｍｍのもので、図５のチャートに示す
（ａ）は表面欠陥の検出信号、（ｂ）は内部欠陥の検出
信号で、いずれも高精度で欠陥を検出できた。なお、本
実施例では２０ｍＴ以下の比較的低い磁束密度で飽和す
る磁気センサーを５３ｍＴの磁束密度中で使用する例を
示したが、本発明はこれに限定される事無く２０ｍＴ以
下の磁束密度で磁気飽和する磁気センサーを３０ｍＴ〜
７０ｍＴの磁界中で使用する事により、同等の探傷結果
を得る事が出来る。

【００１３】また本発明の方法および、装置によれば、
例えば図６に示すような磁気に対する感度が直線的でな
い磁気センサーを使用する場合、磁気センサーの磁気に
対する感度が良好で直線的な範囲内の磁界中に磁気セン
サーを配置する事により磁気センサーを最適な条件で使
用できる利点もある。

【００１４】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば磁気セ
ンサーを配置する周辺空間の磁束をコンパクトな装置で
抑制することができ、磁気に対する感度は非常に高いが
、２０ｍＴ程度以下の比較的低い磁束密度で磁気飽和す
る磁気センサーを、通常の磁気探傷磁界条件で使用する
事が出来るようになり高感度な欠陥検査が可能となり、
製品の品質保証に寄与するところ大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例の構成図、

【図２】円筒状
の磁束バイパス用治具の形状と設置の方法を示す平面図
。

【図３】円筒状の磁束バイパス用治具の形状と設置の方
法を示す側面図。

【図４】磁束バイパス治具の有無による被験材表面の磁
束密度の相違を示すグラフ。

【図５】探傷結果のチャートの例。

【図６】強磁性体金属薄膜型磁気センサーの感度特性図
の例。

【符号の説明】

１　　　　　　磁束バイパス用治具 ＴＰ　　　　被験材 Ｍ　　　　　　磁化器 Ｓ　　　　　　磁気センサー Ｌ　　　　　　信号処理回路 Ｆ　　　　　　磁束 （ａ）　　表面欠陥の検出信号 （ｂ）　　内部欠陥の検出信号

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　磁気探傷法で欠陥を検査する方法に於
   いて、被験材表面欠陥または内部欠陥からの漏洩磁気を
   検出する磁気センサーを配置した前記被験材表面の周辺
   空間に存在する高密度の磁束を強磁性体の物質でバイパ
   スさせ、前記磁気センサーを配置した周辺空間の磁束量
   を低減させる一方、前記被験材内を通過する磁束には影
   響を与えないようにし、２０ミリテスラ（ｍＴ）程度以
   下の比較的低い磁束密度で飽和する磁気センサーを、３
   ０ｍＴ以上の磁束密度中で使用する事を特徴とする磁気
   探傷方法。
2. 【請求項２】　　被験材を磁化する磁化器、前記被験材
   の表面欠陥または内部欠陥からの漏洩磁気を検出する磁
   気センサーおよび、該磁気センサーで検出した漏洩磁気
   を処理する信号処理回路で構成される磁気探傷装置に於
   いて、磁束をバイパスする強磁性体の治具を設けて、該
   強磁性体治具内に磁気センサーを配置した事を特徴とす
   る磁気探傷装置。