JPH07234205A - Nondestructive inspection device - Google Patents

Nondestructive inspection device

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Publication number
JPH07234205A
JPH07234205A JP6182884A JP18288494A JPH07234205A JP H07234205 A JPH07234205 A JP H07234205A JP 6182884 A JP6182884 A JP 6182884A JP 18288494 A JP18288494 A JP 18288494A JP H07234205 A JPH07234205 A JP H07234205A
Authority
JP
Japan
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inspection device
magnetic field
magnetic
inspection
inspected
Prior art date
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Pending
Application number
JP6182884A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuichi Hisagai
裕一 久貝
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

PURPOSE:To carry out precise nondestructive inspection by detecting a foreign matter existing in an object to be inspected and minute change in a magnetic field caused by a defect by means of a high sensitive magnetic flux sensor. CONSTITUTION:A magnetic field generating means 6 is installed on a bottom face of a heat insulating container 3, and both of them are covered by a magnetism shielding container 7A. In an inspection area formed in a flange part, 7C in the lower end of the magnetism shielding container 7A, a clearance between the device and an object 1 to be inspected is kept constant by means of a protecting member 8. A magnetic sensor 2 inside the container 3 is provided with a magnetic transformer 200 and a SQUID 201, and the transformer 200 consists of an input coil 202 and pick up coils 203, 204, which are arranged in the vicinity of the inspection area and are wound in reverse direction to each other. Therefore, a uniform fluctuation in a magnetic field such as a change in an environmental magnetic field is compensated by the reversely wound coils 203, 204 so as not to be detected (201). For a local change due to a defect and a foreign matter contained in the object 1 to be inspected, a differential in different magnetic fields is detected (201) by a difference of a relative position between the coils 203, 204 and the object 1 to be inspected, so that influence due to fluctuation in the environmental magnetic field is eliminated, and as a result, precise inspection can be carried out.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、非破壊検査装置に関す
る。より詳細には、本発明は、被検査物の内部に含まれ
る異物や欠陥を極めて高感度に検出できる性能を有し、
且つ、小型で可搬性を有する新規な非破壊検査装置の構
成に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nondestructive inspection device. More specifically, the present invention has the ability to detect foreign matter and defects contained inside the object to be inspected with extremely high sensitivity,
In addition, the present invention relates to a structure of a novel nondestructive inspection device that is small and portable.

【0002】[0002]

【従来の技術】航空機や宇宙船等の機体では僅かな欠陥
の存在が重大な事故に結びつく場合がある。従って、こ
の種の機体に対しては定期的な点検と保守が厳しく実施
されている。しかしながら、被検査物に対していわゆる
破壊試験を行うことはできないので、実施されている点
検は作業者による目視や音響的な検査等に止まり、特に
内部の欠陥に対しては充分な検査精度が得られない。ま
た、その検査作業の効率が低いという問題もある。
2. Description of the Related Art The presence of slight defects in an airframe such as an aircraft or a spacecraft may lead to a serious accident. Therefore, regular inspection and maintenance are strictly performed on this type of aircraft. However, since it is not possible to perform so-called destructive testing on the object to be inspected, the inspections performed are limited to visual and acoustic inspections by operators, and sufficient inspection accuracy is required especially for internal defects. I can't get it. There is also a problem that the efficiency of the inspection work is low.

【0003】また、敷設後の電力ケーブル、信号ケーブ
ルあるいは構造材としてのケーブルや条材等では、表面
の目視や伝送信号の品質等により表面や導体部分に対し
てはある程度の検査が可能だが、絶縁体の内部や抗張力
体まで検査できる方法は知られていない。同様に、構造
材としての長尺材も敷設後は内部まで検査することは難
しい。
In the case of a power cable, a signal cable or a cable or a strip as a structural material after being laid, it is possible to inspect the surface and the conductor part to some extent by visual inspection of the surface and the quality of the transmitted signal. There is no known method that can inspect the inside of insulators and tensile strength bodies. Similarly, it is difficult to inspect even the long material as a structural material even after the installation.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、長尺あ
るいは大型の部材に対して微細な欠陥や異物の存在を精
密に検出することが多くの分野で求められているが、実
際にこのような要求に応えられるような検査装置は開発
されていない。そこで、本発明は、大型の部材あるいは
構造物等に対して効率良く且つ非破壊で内部の検査を行
うことができる新規な検査装置を提供することをその目
的としている。また、建築用構造材や敷設後の信号ケー
ブル等、被検査物を移動させることができない場合にも
有効な非破壊検査を行うことができる検査装置を提供す
ることも本発明の目的のひとつである。
As described above, in many fields, it is required to accurately detect the presence of fine defects or foreign matter in a long or large member. No inspection device has been developed to meet such requirements. Therefore, it is an object of the present invention to provide a novel inspection device capable of efficiently and nondestructively inspecting a large member or a structure. It is also one of the objects of the present invention to provide an inspection device that can perform an effective nondestructive inspection even when an object to be inspected cannot be moved, such as a construction structural material or a signal cable after being laid. is there.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明に従うと、
磁気的に安定した検査領域を含む領域を画成する磁気遮
蔽容器と、該検査領域に所定の磁界を形成する磁界発生
手段と、SQUIDを用いて該検査領域内の磁界の変動
を検出する磁気センサと、該磁気センサを冷却する冷却
手段とを一体に備えた検査装置であり、被検査物が該検
査装置の検査領域内に常に位置するように、該非検査物
に対して所定の間隔を維持しつつ該被検査物に沿って搬
送できるように構成されていることを特徴とする非破壊
検査装置が提供される。
That is, according to the present invention,
A magnetic shielding container that defines a region including a magnetically stable inspection region, a magnetic field generating unit that forms a predetermined magnetic field in the inspection region, and a magnetic field that detects a variation of the magnetic field in the inspection region by using SQUID. It is an inspection device integrally provided with a sensor and a cooling means for cooling the magnetic sensor, and a predetermined interval is set with respect to the non-inspection object so that the inspection object is always located in an inspection area of the inspection device. There is provided a nondestructive inspection device characterized in that it can be conveyed along the inspection object while maintaining it.

【0006】[0006]

【作用】本発明に係る検査装置は、被検査物に内在する
異物や欠陥により生じる微小な磁界の変化を、高感度な
磁束センサであるSQUIDで検出することにより非破
壊で精密な検査を行うことができる。また、大型構造物
や敷設済のケーブルのような屋外で固定された被検査物
に対しても検査が実施できるように構成されている点に
その主要な特徴がある。
The inspection apparatus according to the present invention performs a nondestructive and precise inspection by detecting a minute magnetic field change caused by a foreign substance or a defect existing in an object to be inspected by the SQUID which is a highly sensitive magnetic flux sensor. be able to. Further, the main feature is that it is configured so that it can be inspected even for an object to be inspected that is fixed outdoors such as a large structure or a laid cable.

【0007】即ち、外部磁界の影響を遮断する磁気遮蔽
容器により画成された領域内に磁界発生手段により所定
の磁界を発生させて検査領域を形成した上でその磁界中
に被検査物が侵入すると、被検査物の磁化率または磁化
に応じて磁界には一定の変化が生じる。更に、その被検
査物に異物や欠陥等の特異点が含まれている場合、特異
点の存在により磁界の変化にも特異的な変動が生じる。
従って、SQUIDを用いた高感度な磁気センサでその
特異的な磁界の変動を検出して、被検査物を破壊するこ
となく、迅速且つ精密な検査を行うことができる。
That is, a predetermined magnetic field is generated by the magnetic field generating means in the area defined by the magnetic shielding container for blocking the influence of the external magnetic field to form an inspection area, and the object to be inspected enters the magnetic field. Then, a constant change occurs in the magnetic field according to the magnetic susceptibility or the magnetization of the inspection object. Furthermore, when the inspection object includes a singular point such as a foreign substance or a defect, the presence of the singular point causes a peculiar variation in the change of the magnetic field.
Therefore, the highly sensitive magnetic sensor using the SQUID can detect the specific fluctuation of the magnetic field to perform a quick and precise inspection without destroying the inspection object.

【0008】本発明に係る非破壊検査装置は、環境磁界
の影響を遮断した検査領域を画成する磁気遮蔽容器と、
この検査領域内に所定の磁界を発生させるための磁界発
生手段とを備えている。ここで、磁気遮蔽容器は、例え
ばパーマロイ等により形成することができる。
A non-destructive inspection apparatus according to the present invention comprises a magnetic shielding container which defines an inspection region in which the influence of an environmental magnetic field is cut off.
A magnetic field generating means for generating a predetermined magnetic field is provided in the inspection area. Here, the magnetic shielding container can be formed of, for example, permalloy or the like.

【0009】また、本発明に係る非破壊検査装置は、S
QUIDを用いた磁気センサのための冷却手段も備えて
いる。即ち、上記磁気センサで用いるSQUIDは、弱
結合を含む超電導ループを含んで形成されており、稼働
時には超電導臨界温度以下まで冷却して使用する必要が
ある。そこで、本発明の一実施態様に従うと、磁気セン
サは、例えば、冷却媒体を満たした断熱容器を備えてお
り、冷却媒体に浸漬された状態で使用される。また、具
体的に後述するように、使用時にSQUIDが常時冷却
媒体に浸漬されている状態を維持できるように、断熱容
器の形状並びにその支持方法が工夫されている。尚、液
体窒素温度付近までの冷却能力を有する小型の冷却機を
使用して本発明に係る検査装置を構成することもでき
る。
The nondestructive inspection apparatus according to the present invention is S
A cooling means for the magnetic sensor using the QUID is also provided. That is, the SQUID used in the magnetic sensor is formed to include a superconducting loop including weak coupling, and it is necessary to cool the SQUID to a temperature below the superconducting critical temperature before use. Therefore, according to one embodiment of the present invention, the magnetic sensor includes, for example, a heat insulating container filled with a cooling medium, and is used while being immersed in the cooling medium. Further, as will be specifically described later, the shape of the heat insulating container and the supporting method thereof are devised so that the SQUID can always be kept immersed in the cooling medium during use. The inspection device according to the present invention can be configured by using a small-sized cooler having a cooling capacity up to around the liquid nitrogen temperature.

【0010】尚、実際にこの非破壊検査装置を稼働させ
る場合は、少なくともSQUID付近の温度を監視し
て、温度が上昇した場合に何らかの警報を発するような
温度センサを設けておくことが望ましい。その理由は、
SQUIDを含む超電導回路が臨界温度以下の温度条件
でしか正常に動作しないからである。また、超電導状態
が破れると、超電導回路が正常に動作しないだけではな
く、冷却媒体の沸騰により甚だしい場合は破壊が生じる
こともある。
When actually operating this nondestructive inspection apparatus, it is desirable to provide a temperature sensor that monitors at least the temperature near the SQUID and issues some alarm when the temperature rises. The reason is,
This is because the superconducting circuit including the SQUID normally operates only under the temperature condition below the critical temperature. Further, when the superconducting state is broken, not only the superconducting circuit does not operate normally, but also the boiling of the cooling medium may cause destruction in the extreme case.

【0011】ここで、本発明の一実施態様に従うと、S
QUIDは酸化物超電導薄膜により形成されたものを使
用することが有利である。この種の超電導材料は液体窒
素温度付近でも有効な超電導特性を発揮するので、断熱
容器内に液体窒素とSQUIDとを収容して運搬可能な
非破壊検査装置を比較的容易に構成できる。
According to one embodiment of the present invention, S
It is advantageous to use the QUID formed of an oxide superconducting thin film. Since this type of superconducting material exhibits effective superconducting properties even in the vicinity of the temperature of liquid nitrogen, a nondestructive inspection device capable of accommodating and transporting liquid nitrogen and SQUID in a heat insulating container can be relatively easily constructed.

【0012】更に、本願発明に係る非破壊検査装置で
は、磁界発生手段に対しても可搬性が配慮されることが
好ましい。即ち、電源等を必要としない永久磁石を用い
たり、外部電源に容易に接続できるような構成とするこ
とが好ましい。
Further, in the nondestructive inspection device according to the present invention, it is preferable that the magnetic field generating means also be portable. That is, it is preferable to use a permanent magnet that does not require a power source or the like, or to be configured to be easily connectable to an external power source.

【0013】以下、実施例を挙げて本発明をより具体的
に説明するが、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎ
ず、本発明の技術的範囲を何ら限定するものではない。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the following disclosure is merely an example of the present invention and does not limit the technical scope of the present invention.

【0014】[0014]

【実施例】図1は、本発明に係る検査装置の基本的な構
成を模式的に示す図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a diagram schematically showing the basic structure of an inspection apparatus according to the present invention.

【0015】図1に示すように、この検査装置は、図中
に断面で示す棒状の被検査物1の検査を行うための非破
壊検査装置として構成されている。磁気センサ2は、断
熱容器3の内部に冷却媒体4と共に収容されている。断
熱容器3の上部の開口はそれ自体が断熱性を有する蓋5
により封止されている。
As shown in FIG. 1, this inspection apparatus is configured as a nondestructive inspection apparatus for inspecting a rod-shaped inspection object 1 shown in cross section in the drawing. The magnetic sensor 2 is housed inside the heat insulating container 3 together with the cooling medium 4. The upper opening of the heat insulating container 3 has a lid 5 having heat insulating property.
It is sealed by.

【0016】断熱容器3の底面には、1対の永久磁石6
Aおよび6Bからなる磁界発生手段6が装着されてい
る。また、断熱容器3および磁界発生手段6の側面は、
パーマロイ製の磁気遮蔽容器7Aにより覆われており、
磁気遮蔽容器7Aの上部は磁気遮蔽キャップ7Bにより
封止されている。また、磁気遮蔽容器7Aの下端は、磁
界発生手段6の側面および下面まで延在してフランジ部
7Cを形成している。
A pair of permanent magnets 6 is provided on the bottom surface of the heat insulating container 3.
A magnetic field generating means 6 composed of A and 6B is mounted. The side surfaces of the heat insulating container 3 and the magnetic field generating means 6 are
It is covered with a magnetic shielding container 7A made of Permalloy,
The upper portion of the magnetic shield container 7A is sealed by the magnetic shield cap 7B. Further, the lower end of the magnetic shielding container 7A extends to the side surface and the lower surface of the magnetic field generating means 6 to form a flange portion 7C.

【0017】更に、フランジ部7Cの内側端部により画
成された断熱容器3の底面の一部と磁界発生手段6の内
面とには、この検査装置と被検査物との間の間隔を一定
にするためのスペーサを兼ねた保護部材8が装着されて
いる。この保護部材8は、その機能に鑑みて、非磁性体
であり、耐摩耗性が高く、表面の摩擦係数が低い材料に
より形成されていることが好ましい。具体的には、種々
のセラミックスやフッ素樹脂等を例示することができ
る。
Further, a part of the bottom surface of the heat insulating container 3 defined by the inner end of the flange portion 7C and the inner surface of the magnetic field generating means 6 have a constant space between the inspection device and the object to be inspected. A protective member 8 also serving as a spacer is attached. In view of its function, the protection member 8 is preferably a non-magnetic material, has high wear resistance, and is formed of a material having a low surface friction coefficient. Specifically, various ceramics and fluororesins can be exemplified.

【0018】また更に、この非破壊検査装置全体は、磁
気遮蔽容器7の頂面に装着されたハンドル9によって吊
り下げて持ち歩くことができるように構成されており、
ハンドル9によりこの非破壊検査装置を取り扱う限り、
断熱容器3が傾き難いように構成されている。その理由
は、断熱容器3が大きく傾いてSQUIDが冷却媒体か
ら露出するとSQUID等の超電導状態が破れて磁気セ
ンサとして機能しなくなるからである。
Furthermore, the entire nondestructive inspection apparatus is constructed so that it can be hung and carried by a handle 9 mounted on the top surface of the magnetic shielding container 7,
As long as this non-destructive inspection device is handled by the handle 9,
The heat insulating container 3 is configured so as not to tilt. The reason is that if the heat insulating container 3 is largely inclined and the SQUID is exposed from the cooling medium, the superconducting state of the SQUID or the like is broken and the magnetic sensor does not function.

【0019】一方、磁気センサ2は、磁束トランス200
とSQUID201 とを備えており、SQUID201 は、
蓋5およびキャップ7Bを貫通したケーブル110 を介し
て外部の測定装置100 に接続されている。ここで使用す
るSQUID201 は、例えば酸化物超電導材料により構
成することができる。一方、磁束トランス200 は、SQ
UID201 の近傍に配置された巻き数の多いインプット
コイル202 と、検査領域近くに配置された巻き数の少な
いピックアップコイル203 、204 とを結合して構成され
ている。ここで、1対のピックアップコイル203 、204
は互いに逆巻きになっており、一方のピックアップコイ
ル203 は被検査物の直上に、他方のピックアップコイル
204 は、ピックアップコイル203 の側方に位置するよう
に構成されている。従って、磁気センサ2は全体として
グラジオメータを構成している。
On the other hand, the magnetic sensor 2 is a magnetic flux transformer 200.
And SQUID201 are provided, and SQUID201 is
It is connected to an external measuring device 100 via a cable 110 penetrating the lid 5 and the cap 7B. The SQUID 201 used here can be made of, for example, an oxide superconducting material. On the other hand, the magnetic flux transformer 200
The input coil 202 having a large number of turns arranged near the UID 201 and the pickup coils 203, 204 having a small number of turns arranged near the inspection area are connected to each other. Here, a pair of pickup coils 203, 204
Are wound in mutually opposite directions, one pickup coil 203 is directly above the object to be inspected, and the other pickup coil 203 is
204 is arranged to be located on the side of the pickup coil 203. Therefore, the magnetic sensor 2 constitutes a gradiometer as a whole.

【0020】即ち、このような構成では、環境磁場の変
動のような一様な磁界の変動は、互いに逆巻きのピック
アップコイル203 、204 により打ち消されるのでSQU
ID201 には検出されない。一方、非検査物に含まれる
欠陥や異物により生じた局所的な変化に対しては、各ピ
ックアップコイル203 、204 と被検査物1との間の相対
位置の差により異なる磁場が検出されるので、その差分
がSQUID201 に検出される。従って、環境磁場の変
動による影響を排除して、より精密な検査を行うことが
可能になる。
That is, in such a configuration, uniform magnetic field fluctuations, such as environmental magnetic field fluctuations, are canceled by the pickup coils 203 and 204, which are wound in opposite directions to each other.
Not detected in ID201. On the other hand, for a local change caused by a defect or a foreign substance included in the non-inspection object, a different magnetic field is detected due to a difference in relative position between the pickup coils 203 and 204 and the inspection object 1. , The difference is detected in SQUID201. Therefore, it is possible to eliminate the influence of the fluctuation of the environmental magnetic field and perform a more precise inspection.

【0021】図2は、図1に示した検査装置の動作原理
を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operating principle of the inspection apparatus shown in FIG.

【0022】図2(a) に示すように、磁石により発生し
たほぼ一様な磁界B内に被検査物1が存在するとき、被
検査物1の固有の磁化率または磁化に応じて磁界Bは一
定の状態で安定している。さらに、図2(b) に示すよう
に被検査物に欠陥Xが生じたり、図2(c) に示すように
被検査物内に異物Yが含まれていた場合、安定していた
磁界は欠陥Xまたは異物Yの磁化率または磁化に応じて
変動する。SQUIDはこの磁界の変動を検出して電圧
信号の変動として出力する。
As shown in FIG. 2 (a), when the object to be inspected 1 is present in a substantially uniform magnetic field B generated by a magnet, the magnetic field B is dependent on the magnetic susceptibility or magnetization of the object 1 to be inspected. Is stable in a constant state. Further, when a defect X is generated in the inspection object as shown in FIG. 2B or a foreign substance Y is contained in the inspection object as shown in FIG. 2C, the stable magnetic field is It varies depending on the magnetic susceptibility or magnetization of the defect X or the foreign substance Y. The SQUID detects the variation of this magnetic field and outputs it as the variation of the voltage signal.

【0023】図3は、航空機の機体等の大型構造物にお
ける平坦な被検査物を検査するために使用できる非破壊
検査装置の構成例を示す図である。尚、図1に示した非
破壊検査装置と共通の構成要素には、共通の参照番号を
付している。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of a nondestructive inspection apparatus that can be used for inspecting a flat object to be inspected in a large structure such as an aircraft body. It should be noted that common reference numerals are given to constituent elements common to the nondestructive inspection apparatus shown in FIG.

【0024】同図に示すように、この検査装置は、断面
で示される板材の被検査物1の検査を行うための非破壊
検査装置として構成されている。内部に冷却媒体4およ
び1対の磁気センサ2A、2Bを収容して蓋5で封止し
た断熱容器3と、断熱容器3の下方側部に装着された磁
界発生手段としての磁石6と、断熱容器3および磁石を
被覆するパーマロイ製の磁気遮蔽容器7とから主に構成
されている。更に、これらの部材からなる非破壊検査装
置全体は、磁気遮蔽容器7Dのキャップ7Bに装着され
たハンドル9によって持ち歩くことができるように構成
されている。
As shown in the figure, this inspection apparatus is constructed as a nondestructive inspection apparatus for inspecting an object 1 to be inspected of a plate material shown in cross section. A heat insulating container 3 in which a cooling medium 4 and a pair of magnetic sensors 2A, 2B are housed and sealed with a lid 5, a magnet 6 mounted on the lower side of the heat insulating container 3 as a magnetic field generating means, and heat insulating It is mainly composed of a container 3 and a magnetic shield container 7 made of Permalloy for covering a magnet. Further, the entire nondestructive inspection device including these members is configured to be carried by the handle 9 attached to the cap 7B of the magnetic shielding container 7D.

【0025】また、磁石6の側部には、非磁性体の車輪
10が装着されており、非破壊検査装置の底面と被検査物
1との間隔を一定に保ちつつ検査装置の移動を容易にし
ている。同図では、車輪10は1組だけが図示されている
が、磁気センサと被検査物との間隔を正確に維持するた
めには、3輪以上の車輪を装着することが好ましい。更
に、上述のような被破壊検査装置において、車輪10に駆
動手段を付加することにより被破壊検査装置が自走する
ように構成することもできる。このような構成とするこ
とにより、パイプラインの内部の検査や、原子力設備等
の人間が近づき難い環境でも検査が可能になる。
Further, a non-magnetic wheel is provided on the side of the magnet 6.
10 is mounted to facilitate the movement of the inspection device while keeping the distance between the bottom surface of the nondestructive inspection device and the inspection object 1 constant. Although only one set of wheels 10 is shown in the figure, it is preferable to mount three or more wheels in order to accurately maintain the distance between the magnetic sensor and the inspection object. Further, in the destructive inspection device as described above, the destructive inspection device may be configured to be self-propelled by adding driving means to the wheel 10. With such a configuration, it is possible to inspect the inside of the pipeline and even in an environment where humans are difficult to approach, such as nuclear power equipment.

【0026】更に、このこの検査装置で使用されている
磁気センサ2A、2Bは、それぞれSQUID201 A、
201 Bと、磁束トランス200 A、200 Bとを備えてい
る。ここで、磁束トランス200 A、200 Bは、それぞれ
SQUID201 の近傍に配置された巻き数の多いインプ
ットコイル202 A、202 Bと、検査領域近くに配置され
た巻き数の少ないピックアップコイル203 A/204 A、
203 B/204 Bとをそれぞれ結合して構成されている。
また、各1対のピックアップコイル203 A/204A、203
B/204 Bは互いに逆巻きになっており、一方のピッ
クアップ203 A、203 Bは、他方のピックアップコイル
204 A、204 Bよりも、被検査物1に対して遠い位置に
配置されている。従って、各磁気センサ2A、2Bはそ
れぞれ全体としてグラジオメータを構成している。
Further, the magnetic sensors 2A and 2B used in this inspection apparatus are SQUID 201A and SQUID 201A, respectively.
It has 201B and magnetic flux transformers 200A and 200B. Here, the magnetic flux transformers 200 A and 200 B are input coils 202 A and 202 B arranged near the SQUID 201 and having a large number of turns, respectively, and pickup coils 203 A / 204 arranged near the inspection region and having a small number of turns. A,
It is configured by combining 203 B and 204 B, respectively.
Also, each pair of pickup coils 203A / 204A, 203
B / 204 B are mutually wound in opposite directions, and one pickup 203 A, 203 B is the other pickup coil.
It is arranged at a position farther from the object to be inspected 1 than 204A and 204B. Therefore, each magnetic sensor 2A, 2B constitutes a gradiometer as a whole.

【0027】即ち、このような構成では、環境磁場の変
動のような一様な磁界の変動は、互いに逆巻きのピック
アップコイル203 A、Bと204 A、Bとにより打ち消さ
れるのでSQUID201 A、Bには検出されない。一
方、非検査物に含まれる欠陥や異物により生じた局所的
な変化に対しては、各ピックアップコイル203 A、Bお
よび204 A、Bと被検査物1との間の距離の差により異
なる磁場が検出されるので、その差分がSQUID201
A、Bに検出される。従って、環境磁場の変動による影
響を排除して精密な検査を行うことが可能になる。
That is, in such a configuration, uniform magnetic field fluctuations such as fluctuations in the environmental magnetic field are canceled by the pickup coils 203A, B and 204A, B which are wound in opposite directions, so that SQUIDs 201A, B are generated. Is not detected. On the other hand, with respect to a local change caused by a defect or a foreign substance included in the non-inspection object, a magnetic field different depending on a difference in distance between each pickup coil 203 A, B and 204 A, B and the inspection object 1 is generated. Is detected, the difference is SQUID201
Detected by A and B. Therefore, it is possible to perform the precise inspection by eliminating the influence of the fluctuation of the environmental magnetic field.

【0028】図4は、図3に示した非破壊検査装置で使
用できる磁界発生手段のひとつの好ましい構成例を概念
的に示す図である。
FIG. 4 is a diagram conceptually showing one preferred structural example of the magnetic field generating means usable in the nondestructive inspection device shown in FIG.

【0029】同図に示すように、この磁界発生手段6
は、1対の永久磁石組立体6A、6Bにより構成されて
いる。ここで、各永久磁石組立体6A、6Bは、それぞ
れ1対の永久磁石61、62を組み合わせて構成されてお
り、一方の永久磁石62は図中に点線で示すように回転さ
せることができる。
As shown in the figure, this magnetic field generating means 6
Is composed of a pair of permanent magnet assemblies 6A and 6B. Here, each permanent magnet assembly 6A, 6B is configured by combining a pair of permanent magnets 61, 62, respectively, and one permanent magnet 62 can be rotated as shown by the dotted line in the figure.

【0030】以上のように構成された磁気発生手段は以
下のように操作する。まず、非破壊検査装置を動作させ
るときは、永久磁石61、62を、図4(a) に示すような配
置にセットする。このとき、永久磁石61、62は互いに極
性が同じ向きになっているので外部に強い磁界を作ると
共に他の磁性体に対して強力な吸着力を発生する。
The magnetism generating means constructed as described above is operated as follows. First, when operating the nondestructive inspection device, the permanent magnets 61 and 62 are set in the arrangement as shown in FIG. 4 (a). At this time, since the permanent magnets 61, 62 have the same polarity as each other, they generate a strong magnetic field to the outside and generate a strong attractive force to other magnetic substances.

【0031】一方、検査が終了したときは磁石62を回転
させて磁石61と極性を逆にし、図4(b) に示すような配
置にする。この状態では、永久磁石61、62は互いに引き
つけ合い、外部に作られる磁界は非常に小さくなる。従
って、実質的に外部の磁界はほぼ消滅し、他の磁性体に
対する吸着力も実質的に消滅する。
On the other hand, when the inspection is completed, the magnet 62 is rotated to reverse the polarity with respect to the magnet 61, and the arrangement shown in FIG. In this state, the permanent magnets 61, 62 attract each other, and the external magnetic field is very small. Therefore, the external magnetic field substantially disappears, and the attraction force for other magnetic bodies also disappears substantially.

【0032】図5は、本発明に係る非破壊検査装置の他
の構成例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing another configuration example of the nondestructive inspection device according to the present invention.

【0033】図5(a) に示すように、この非破壊検査装
置は小型の冷却装置40を内蔵している点で他の構成例と
は異なっている。即ち、この非破壊検査装置は、頂部に
ハンドル90を装着され、底部に開口部を有する函状の磁
気遮蔽容器70の内部に構築されている。1対の永久磁石
からなる磁界発生手段60は、この磁気遮蔽容器70の底部
の開口部の側部に配置されている。非磁性体材料で構成
された温度遮蔽容器30は、磁界発生手段60の直上に配置
されており、磁気遮蔽容器70により完全に覆われてい
る。この温度遮蔽容器30の内部には、磁気センサとして
のSQUID20が収容されている。更に、温度遮蔽容器
30の側部には、冷却装置40が装着されている。
As shown in FIG. 5 (a), this nondestructive inspection device is different from the other structural examples in that a small cooling device 40 is incorporated. That is, this nondestructive inspection device is constructed inside a box-shaped magnetic shielding container 70 having a handle 90 mounted on the top and an opening at the bottom. The magnetic field generating means 60 composed of a pair of permanent magnets is arranged at the side of the opening at the bottom of the magnetic shielding container 70. The temperature shielding container 30 made of a non-magnetic material is arranged directly above the magnetic field generating means 60 and is completely covered by the magnetic shielding container 70. Inside the temperature shield container 30, a SQUID 20 as a magnetic sensor is housed. Furthermore, temperature shielded container
A cooling device 40 is attached to the side of 30.

【0034】ここで使用されている冷却装置40は、いわ
ゆるジュールトムソン型の冷却機42に冷却台43を組み合
わせて構成されており、冷却台43は断熱容器3内でSQ
UID2の近傍に配置されている。この種の冷却機は、
自身の冷却能力でSQUIDを液体窒素温度付近まで冷
却し、且つ、その温度を維持することができる。従っ
て、敷設後のケーブル等の検査のために長時間携帯して
屋外等で動作させることができる。尚、実際には、冷却
機42は、ダクト41A、41Bを介して外部の冷却媒体のタ
ンク、具体的には窒素等の高圧ボンベに接続されてい
る。以上のように構成された装置の検査装置としての機
能は、図1に示した装置と同じなので動作に関する詳細
な説明は省略する。
The cooling device 40 used here is constructed by combining a so-called Joule-Thomson type cooling machine 42 with a cooling table 43, and the cooling table 43 is SQ in the heat insulating container 3.
It is located near UID2. This type of chiller
With its own cooling capacity, the SQUID can be cooled to around the liquid nitrogen temperature and can be maintained at that temperature. Therefore, it is possible to carry it for a long time and operate it outdoors for inspection of cables and the like after installation. In reality, the cooler 42 is connected to an external tank of a cooling medium, specifically, a high-pressure cylinder of nitrogen or the like via the ducts 41A and 41B. The function of the apparatus configured as described above as an inspection apparatus is the same as that of the apparatus shown in FIG. 1, and therefore detailed description regarding the operation is omitted.

【0035】図5(b) は、図5(a) に示した装置の可搬
性を更に改良した例で、冷却媒体のタンクであるボンベ
44を検査装置の内部に収容しており、このボンベ44はダ
クト41Aを介して冷却機42に接続されている。この構成
では、検出信号のインターフェースさえとれれば非破壊
装置として単独で使用できるので、その用途はさらに広
くなる。また、取り扱いの面倒な冷却媒体の流通系を装
置に内蔵しているので取り扱いは更に容易になる。尚、
検査装置の外部へ延在しているダクト41Bは、使用済み
のガスを放出するためのものである。
FIG. 5 (b) is an example in which the portability of the apparatus shown in FIG. 5 (a) is further improved.
44 is housed inside the inspection device, and this cylinder 44 is connected to the cooler 42 via the duct 41A. With this configuration, as long as it can interface the detection signal, it can be used alone as a non-destructive device, so that its application is further widened. Further, since the cooling medium distribution system, which is troublesome to handle, is built in the apparatus, the handling becomes easier. still,
The duct 41B extending to the outside of the inspection device is for discharging the used gas.

【0036】以上のように構成された非破壊検査装置
は、図1および図3に示した他の構成例と異なり、検査
装置の姿勢を自由に変えることができるので、航空機の
機体の検査等の大型構造物の検査においても有利に使用
することができる。
The nondestructive inspection device configured as described above is different from the other configuration examples shown in FIGS. 1 and 3 in that the posture of the inspection device can be freely changed. It can also be advantageously used in the inspection of large structures.

【0037】尚、図5に示した検査装置では、磁気セン
サとしてSQUIDを単独で用いているが、既に図1お
よび図3を参照して説明したように、磁束トランスを付
加すること、また、対になった逆巻きのコイルにより磁
束トランスのピックアップコイルを形成し、磁気センサ
をグラジオメータとしてもよい。
In the inspection apparatus shown in FIG. 5, the SQUID is used alone as the magnetic sensor. However, as already described with reference to FIGS. 1 and 3, a magnetic flux transformer is added, and A pickup coil of a magnetic flux transformer may be formed by a pair of reversely wound coils, and the magnetic sensor may be a gradiometer.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る非破壊検査装置は、極めて微細な欠陥あるいは異物の
検出を迅速に行うことができる携帯型の検査装置であ
る。この装置は、単に欠陥や不純物の有無だけではな
く、欠陥や不純物のの位置や分布を検出するようにも構
成できる。
As described in detail above, the nondestructive inspection device according to the present invention is a portable inspection device capable of promptly detecting extremely fine defects or foreign matters. This device can be configured not only to detect the presence or absence of defects and impurities, but also to detect the position and distribution of defects and impurities.

【0039】また、冷却装置を工夫することによりいわ
ゆるフィールドワークに使用することができるので、屋
外に固定された敷設後のケーブルの検査や、船舶、航空
機等の機体や鉄骨、鉄筋構造物等の大型構造物の点検に
も好ましく使用することができる。
Further, since it can be used for so-called fieldwork by devising a cooling device, it can be used for inspection of cables fixed outdoors and after installation, and for airframes such as ships and aircraft, steel frames, rebar structures, etc. It can also be used favorably for inspection of large structures.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る非破壊検査装置の基本的な構成を
示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a nondestructive inspection device according to the present invention.

【図2】本発明に係る非破壊検査装置の動作を説明する
ための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the nondestructive inspection device according to the present invention.

【図3】本発明に係る非破壊検査装置の他の構成例を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing another configuration example of the nondestructive inspection device according to the present invention.

【図4】図3に示した非破壊検査装置で使用することが
できる磁界発生手段の具体的な構成例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a specific configuration example of a magnetic field generation unit that can be used in the nondestructive inspection device shown in FIG.

【図5】本発明に係る非破壊検査装置の更に他の構成例
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing still another configuration example of the nondestructive inspection device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・被検査物、 2・・・磁気センサ、 3・・・断熱容器、 4・・・冷却媒体(液体窒素)、 40・・・冷却装置、 41・・・ダクト、 42・・・ジュールトムソン冷却機、 43・・・冷却台、 44・・・ボンベ、 5・・・蓋、 6・・・磁界発生手段、 61、62・・・永久磁石、 7・・・磁気遮蔽容器、 8・・・スペーサ、 9・・・ハンドル、 10・・・車輪 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Inspected object, 2 ... Magnetic sensor, 3 ... Heat insulation container, 4 ... Cooling medium (liquid nitrogen), 40 ... Cooling device, 41 ... Duct, 42 ... Joule Thomson cooler, 43 ... Cooling stand, 44 ... Cylinder, 5 ... Lid, 6 ... Magnetic field generating means, 61, 62 ... Permanent magnet, 7 ... Magnetic shielding container, 8 ... Spacers, 9 ... Handles, 10 ... Wheels

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】磁気的に安定した検査領域を含む領域を画
成する磁気遮蔽容器と、該検査領域に所定の磁界を形成
する磁界発生手段と、SQUIDを用いて該検査領域内
の磁界の変動を検出する磁気センサと、該磁気センサを
冷却する冷却手段とを一体に備えた検査装置であり、被
検査物が該検査装置の検査領域内に常に位置するよう
に、該非検査物に対して所定の間隔を維持しつつ該被検
査物に沿って搬送できるように構成されていることを特
徴とする非破壊検査装置。
1. A magnetically shielded container defining an area including a magnetically stable inspection area, a magnetic field generating means for forming a predetermined magnetic field in the inspection area, and a magnetic field in the inspection area using SQUID. An inspection device integrally provided with a magnetic sensor for detecting a variation and a cooling means for cooling the magnetic sensor, wherein the object to be inspected is always located in an inspection area of the inspection device, with respect to the non-inspected object. The non-destructive inspection device is configured so as to be conveyed along the inspection object while maintaining a predetermined interval.
【請求項2】請求項1に記載された非破壊検査装置にお
いて、前記冷却手段が、前記磁気センサと共に超電導臨
界温度以下まで冷却された冷却媒体を収容した断熱容器
であることを特徴とする非破壊検査装置。
2. The nondestructive inspection apparatus according to claim 1, wherein the cooling means is an adiabatic container containing a cooling medium cooled to a superconducting critical temperature or lower together with the magnetic sensor. Destruction inspection device.
【請求項3】請求項2に記載された非破壊検査装置にお
いて、前記断熱容器が著しく傾かないように支持されて
おり、前記磁気センサが前記冷却媒体に常時浸漬される
ように構成されていることを特徴とする非破壊検査装
置。
3. The non-destructive inspection apparatus according to claim 2, wherein the heat insulating container is supported so as not to be significantly inclined, and the magnetic sensor is always immersed in the cooling medium. A nondestructive inspection device characterized in that
【請求項4】請求項1から請求項3までのいずれか1項
に記載された非破壊検査装置において、前記磁界発生手
段が、互いの磁界を打ち消す第1の相対位置と互いの磁
界を強め合う第2の相対位置との間を移動することがで
きるように構成された複数の永久磁石を備えていること
を特徴とする非破壊検査装置。
4. The nondestructive inspection device according to claim 1, wherein the magnetic field generating means strengthens the mutual magnetic field and the first relative position for canceling the mutual magnetic field. A non-destructive inspection device comprising a plurality of permanent magnets configured to be movable between a matching second relative position.
【請求項5】請求項1から請求項4までのいずれか1項
に記載された非破壊検査装置において、一端が該非破壊
検査装置の先端に、他端が前記被検査物の表面にそれぞ
れ接触するように形成された、非磁性体スペーサが装着
されていることを特徴とする非破壊検査装置。
5. The nondestructive inspection device according to claim 1, wherein one end is in contact with the tip of the nondestructive inspection device and the other end is in contact with the surface of the object to be inspected. A non-destructive inspection device having a non-magnetic spacer formed thereon.
【請求項6】請求項5に記載された非破壊検査装置にお
いて、前記スペーサが、前記被検査物の表面上を転動す
るように該非破壊検査装置に装着された非磁性体の車輪
であることを特徴とする非破壊検査装置。
6. The non-destructive inspection apparatus according to claim 5, wherein the spacer is a non-magnetic wheel mounted on the non-destructive inspection apparatus so as to roll on the surface of the inspection object. A nondestructive inspection device characterized in that
【請求項7】請求項1から請求項6までのいずれか1項
に記載された非破壊検査装置において、前記磁気センサ
の周辺に温度センサが配置されていることを特徴とする
非破壊検査装置。
7. The nondestructive inspection device according to claim 1, wherein a temperature sensor is arranged around the magnetic sensor. .
【請求項8】請求項1から請求項7までのいずれか1項
に記載された非破壊検査装置において、前記磁気センサ
が磁束トランスを備えていることを特徴とする非破壊検
査装置。
8. The nondestructive inspection apparatus according to claim 1, wherein the magnetic sensor includes a magnetic flux transformer.
【請求項9】請求項8に記載された非破壊検査装置にお
いて、前記磁束トランスが、互いに逆巻きの同数の捲線
を備えたピックアップコイルを備え、前記磁気センサが
グラジオメータを構成していることを特徴とする非破壊
検査装置。
9. The non-destructive inspection device according to claim 8, wherein the magnetic flux transformer includes a pickup coil having the same number of windings that are reversely wound with each other, and the magnetic sensor constitutes a gradiometer. Characteristic non-destructive inspection device.
JP6182884A 1993-07-12 1994-07-12 Nondestructive inspection device Pending JPH07234205A (en)

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JP19512593 1993-07-12
JP5-195125 1993-12-27
JP5-348837 1993-12-27
JP34883793 1993-12-27
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