JPH09127217A - 探傷用磁気センサ - Google Patents
探傷用磁気センサInfo
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- JPH09127217A JPH09127217A JP28387495A JP28387495A JPH09127217A JP H09127217 A JPH09127217 A JP H09127217A JP 28387495 A JP28387495 A JP 28387495A JP 28387495 A JP28387495 A JP 28387495A JP H09127217 A JPH09127217 A JP H09127217A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 漏洩磁束探傷時、被検査材の健全部における
浮遊磁束に起因する影響を除去すると共に、被検査材の
欠陥部から発生する微小磁束を検出する磁気センサーを
提供する。 【解決手段】 強磁性のＥ型コア１１と、そのコア１１
の中央ポール１１ｂにコイル３を巻いてなるサーチコイ
ル１２とから構成される磁気センサ１０を、被検査鋼板
１３を磁化させる磁石１４の両ポールの間に設置した。
浮遊磁束に起因する影響を除去すると共に、被検査材の
欠陥部から発生する微小磁束を検出する磁気センサーを
提供する。 【解決手段】 強磁性のＥ型コア１１と、そのコア１１
の中央ポール１１ｂにコイル３を巻いてなるサーチコイ
ル１２とから構成される磁気センサ１０を、被検査鋼板
１３を磁化させる磁石１４の両ポールの間に設置した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、強磁性の被検査材
（各種鋼板，パイプ，バー材等）に存在する傷等の欠陥
部を検出する磁気センサに関するものである。
（各種鋼板，パイプ，バー材等）に存在する傷等の欠陥
部を検出する磁気センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】漏洩磁束探傷用の磁気センサとして、ホ
ール素子、磁気ダイオード、サーチコイル等が用いられ
ていることは従来より知られている。ホール素子や磁気
ダイオードは半導体からなり、静磁界も計測することが
可能であるが各々の特性にバラツキが生じ高精度の探傷
には不備があった。サーチコイルは古くから知られ、現
在も一部の分野で使用されている。
ール素子、磁気ダイオード、サーチコイル等が用いられ
ていることは従来より知られている。ホール素子や磁気
ダイオードは半導体からなり、静磁界も計測することが
可能であるが各々の特性にバラツキが生じ高精度の探傷
には不備があった。サーチコイルは古くから知られ、現
在も一部の分野で使用されている。
【０００３】図１１は従来のサーチコイルを説明する原
理図であり、図に示す如くサーチコイル１は、強磁性体
コア２と、そのコア２に巻回されたコイル３とから構成
される。サーチコイル１に例えば電磁石４を接近させて
交流磁束を交差させたときの誘起電圧Ｖは（１）式で表
される。
理図であり、図に示す如くサーチコイル１は、強磁性体
コア２と、そのコア２に巻回されたコイル３とから構成
される。サーチコイル１に例えば電磁石４を接近させて
交流磁束を交差させたときの誘起電圧Ｖは（１）式で表
される。
【０００４】
【数１】 ただし、μ2 ：強磁性体コア２の実行透磁率、Ｈ：強磁
性体コア２に交差する磁界強度、Ｎ：コイル３の巻数、
Ｓ：強磁性体コア２の断面積、φ：強磁性体コア２に交
差する磁束である。
性体コア２に交差する磁界強度、Ｎ：コイル３の巻数、
Ｓ：強磁性体コア２の断面積、φ：強磁性体コア２に交
差する磁束である。
【０００５】この（１）式からも明らかなように、強磁
性体コア２の断面積Ｓ、実行透磁率μ2 、コイル巻数Ｎ
が固定されると、強磁性体コア２に交差する磁界強度Ｈ
及びその単位時間毎の変化に比例した電圧Ｖがコイル３
に誘起される。
性体コア２の断面積Ｓ、実行透磁率μ2 、コイル巻数Ｎ
が固定されると、強磁性体コア２に交差する磁界強度Ｈ
及びその単位時間毎の変化に比例した電圧Ｖがコイル３
に誘起される。
【０００６】次に、従来のサーチコイル１において、電
磁石４より発生する外部磁界とサーチコイル１との相対
位置におけるコイル３の誘起電圧Ｖについて概要を説明
する。図１２は電磁石との相対位置におけるサーチコイ
ルの誘起電圧を説明する模式図、図１３は電磁石との相
対位置におけるサーチコイルの検出感度の特性図であ
る。強磁性体コア２の中心軸線Ｘc に直交するように電
磁石４を移動させると（Ｘ軸方向）、その中心軸線Ｘc
に接近するに従い、コイル３に誘起する電圧Ｖは増加
し、電磁石４が中心軸線Ｘc と交差したときにはその電
圧Ｖは最大になり、正規分布特性となる（図１３（Ａ）
参照）。また、中心軸線Ｘc に直交する線Ｙcに向かっ
て電磁石４を移動させると（Ｙ軸方向）、ある位置まで
はコイル３に誘起する電圧Ｖは最大になるが、電磁石４
が線Ｙc と交差したときにはその電圧Ｖは０Ｖになる
（図１３（Ｂ）参照）。
磁石４より発生する外部磁界とサーチコイル１との相対
位置におけるコイル３の誘起電圧Ｖについて概要を説明
する。図１２は電磁石との相対位置におけるサーチコイ
ルの誘起電圧を説明する模式図、図１３は電磁石との相
対位置におけるサーチコイルの検出感度の特性図であ
る。強磁性体コア２の中心軸線Ｘc に直交するように電
磁石４を移動させると（Ｘ軸方向）、その中心軸線Ｘc
に接近するに従い、コイル３に誘起する電圧Ｖは増加
し、電磁石４が中心軸線Ｘc と交差したときにはその電
圧Ｖは最大になり、正規分布特性となる（図１３（Ａ）
参照）。また、中心軸線Ｘc に直交する線Ｙcに向かっ
て電磁石４を移動させると（Ｙ軸方向）、ある位置まで
はコイル３に誘起する電圧Ｖは最大になるが、電磁石４
が線Ｙc と交差したときにはその電圧Ｖは０Ｖになる
（図１３（Ｂ）参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来のサーチコイルでは、温度特性は良好であるが、
図１３に示す如く強磁性体コア２の長手方向の上下及び
その外周方向に対しても外部磁界の強度に応じてコイル
３に誘起電圧Ｖが発生するため、漏洩磁束探傷用に用い
た場合には、不要な外乱磁束によるノイズ電圧が同時に
誘起されて探傷性能を低下させるという問題があった。
また、ホール素子や磁気ダイオードにおいては、前述し
たように各々に外部磁界に対する検出感度のバラツキや
温度変化による出力電圧の変動等があるため、高精度な
漏洩磁束探傷に適用できないという問題があった。
た従来のサーチコイルでは、温度特性は良好であるが、
図１３に示す如く強磁性体コア２の長手方向の上下及び
その外周方向に対しても外部磁界の強度に応じてコイル
３に誘起電圧Ｖが発生するため、漏洩磁束探傷用に用い
た場合には、不要な外乱磁束によるノイズ電圧が同時に
誘起されて探傷性能を低下させるという問題があった。
また、ホール素子や磁気ダイオードにおいては、前述し
たように各々に外部磁界に対する検出感度のバラツキや
温度変化による出力電圧の変動等があるため、高精度な
漏洩磁束探傷に適用できないという問題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る探傷用磁気
センサは、磁石に対向配置されて磁化された被検査材の
欠陥部を検出する磁気センサにおいて、突起部が被検査
材近傍まで延びて形成された強磁性体のＥ型コアと、Ｅ
型コアの中央突起部にコイルが巻回されてなり、前記欠
陥部から空気中に漏洩する磁束を検出するサーチコイル
とから構成されたものである。
センサは、磁石に対向配置されて磁化された被検査材の
欠陥部を検出する磁気センサにおいて、突起部が被検査
材近傍まで延びて形成された強磁性体のＥ型コアと、Ｅ
型コアの中央突起部にコイルが巻回されてなり、前記欠
陥部から空気中に漏洩する磁束を検出するサーチコイル
とから構成されたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態を示す磁
気センサの側面図である。なお、図１１で説明した従来
例と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略す
る。
気センサの側面図である。なお、図１１で説明した従来
例と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略す
る。
【００１０】図において、１０は磁気センサで、強磁性
体のＥ型コア１１と、Ｅ型コア１１の中央ポール１１ｂ
にコイル３が巻回されてなるサーチコイル１２とから構
成されている。この中央ポール１１ｂと両側のいずれか
一方のポール１１ａ，１１ｃ（以下、「左側ポール１１
ａ」、「右側ポール１１ｃ」という）に下方から外部磁
界Ｈが作用したときのみ、磁界強度とその変化に応じた
電圧Ｖがコイル３の出力端Ａ，Ｂに発生する。
体のＥ型コア１１と、Ｅ型コア１１の中央ポール１１ｂ
にコイル３が巻回されてなるサーチコイル１２とから構
成されている。この中央ポール１１ｂと両側のいずれか
一方のポール１１ａ，１１ｃ（以下、「左側ポール１１
ａ」、「右側ポール１１ｃ」という）に下方から外部磁
界Ｈが作用したときのみ、磁界強度とその変化に応じた
電圧Ｖがコイル３の出力端Ａ，Ｂに発生する。
【００１１】このように構成された磁気センサ１０にお
いては、前述した以外から外部磁界Ｈが作用しても中央
ポール１１ｂに交差しないようになっている。この点に
ついて図２に示す模式図に基づいて説明する。図２は電
磁石との相対位置における磁気センサの特性を説明する
模式図である。 （１）Ｅ型コア１１の左側ポール１１ａに電磁石４によ
る外部磁界Ｈが作用した場合、外部磁界Ｈが左側ポール
１１ａと交差して電磁石４とで磁気回路が構成される。
この場合、中央ポール１１ｂに磁界Ｈが交差しないた
め、サーチコイル１２には電圧が誘起されない。
いては、前述した以外から外部磁界Ｈが作用しても中央
ポール１１ｂに交差しないようになっている。この点に
ついて図２に示す模式図に基づいて説明する。図２は電
磁石との相対位置における磁気センサの特性を説明する
模式図である。 （１）Ｅ型コア１１の左側ポール１１ａに電磁石４によ
る外部磁界Ｈが作用した場合、外部磁界Ｈが左側ポール
１１ａと交差して電磁石４とで磁気回路が構成される。
この場合、中央ポール１１ｂに磁界Ｈが交差しないた
め、サーチコイル１２には電圧が誘起されない。
【００１２】（２）また、右側ポール１１ｃに外部磁界
Ｈが作用した場合でも、前記（１）と同様に中央ポール
１１ｂに外部磁界Ｈが交差することはないので、中央ポ
ール１１ｂに巻かれたコイル３の出力端Ａ，Ｂには電圧
Ｖが発生しない。
Ｈが作用した場合でも、前記（１）と同様に中央ポール
１１ｂに外部磁界Ｈが交差することはないので、中央ポ
ール１１ｂに巻かれたコイル３の出力端Ａ，Ｂには電圧
Ｖが発生しない。
【００１３】（３）さらに、Ｅ型コア１１に対して上方
から外部磁界Ｈを作用させた場合においても、（１）、
（２）と同様に電磁石４とで磁気回路が構成されて、Ｅ
型コア１１の中央ポール１１ｂと交差することはないた
め、サーチコイル１２には電圧が誘起されない。
から外部磁界Ｈを作用させた場合においても、（１）、
（２）と同様に電磁石４とで磁気回路が構成されて、Ｅ
型コア１１の中央ポール１１ｂと交差することはないた
め、サーチコイル１２には電圧が誘起されない。
【００１４】但し、（３）の状態において外部磁界Ｈが
強力であったり、またコア１１の厚みが十分でない場合
は、磁界Ｈが貫通して中央ポール１１ｂと交差し、サー
チコイル１２に微小ではあるが電圧が誘起されることが
ある。
強力であったり、またコア１１の厚みが十分でない場合
は、磁界Ｈが貫通して中央ポール１１ｂと交差し、サー
チコイル１２に微小ではあるが電圧が誘起されることが
ある。
【００１５】次に、磁気センサの検出感度について説明
する。図３は電磁石との相対位置におけるサーチコイル
の検出感度を説明する特性図であり、この特性図は、Ｅ
型コア１１の各ポール１１ａ，１１ｂ，１１ｃの厚みＥ
をそれぞれ１．０ｍｍとし、ポール間の間隔Ｄを１．０
ｍｍとし、各ポール１１ａ，１１ｂ，１１ｃの長さＬを
３．０ｍｍとし、またコイル３の巻数Ｎを１００Ｔとし
たときの検出感度を示す。この図からも明らかなよう
に、電磁石４をＥ型コア１１の中央ポール１１ｂの中心
軸線Ｘｃに交差するように移動させてその線Ｘｃ上に達
したとき、サーチコイル１２に誘起される電圧は最大と
なり、その出力電圧Ｖはビーム状の特性を示す。そし
て、−６ｄＢになる半値幅Ｗは約０．８ｍｍとなる。
する。図３は電磁石との相対位置におけるサーチコイル
の検出感度を説明する特性図であり、この特性図は、Ｅ
型コア１１の各ポール１１ａ，１１ｂ，１１ｃの厚みＥ
をそれぞれ１．０ｍｍとし、ポール間の間隔Ｄを１．０
ｍｍとし、各ポール１１ａ，１１ｂ，１１ｃの長さＬを
３．０ｍｍとし、またコイル３の巻数Ｎを１００Ｔとし
たときの検出感度を示す。この図からも明らかなよう
に、電磁石４をＥ型コア１１の中央ポール１１ｂの中心
軸線Ｘｃに交差するように移動させてその線Ｘｃ上に達
したとき、サーチコイル１２に誘起される電圧は最大と
なり、その出力電圧Ｖはビーム状の特性を示す。そし
て、−６ｄＢになる半値幅Ｗは約０．８ｍｍとなる。
【００１６】さらに、ポール間の間隔Ｄを変更したとき
のサーチコイル１１の誘起電圧の半値幅について説明す
る。
のサーチコイル１１の誘起電圧の半値幅について説明す
る。
【００１７】図４はサーチコイルのＥ型コアのポール間
隔を変更したときの半値幅特性図である。この図は、Ｅ
型コア１１の各ポール１１ａ，１１ｂ，１１ｃの厚みＥ
を１．０ｍｍとし、各ポール１１ａ，１１ｂ，１１ｃの
長さＬを３．０ｍｍとし、コイル３の巻数Ｎを１００Ｔ
とし、さらには各ポール間隔Ｄを０．５ｍｍ，１．０ｍ
ｍ，２．０ｍｍ，３．０ｍｍとそれぞれ変更したときの
特性図である。サーチコイル１１に誘起する電圧の半値
幅は、ポール間隔Ｄが大きくなるにつれ広くなり、この
場合、ビーム特性からブロード特性となる。
隔を変更したときの半値幅特性図である。この図は、Ｅ
型コア１１の各ポール１１ａ，１１ｂ，１１ｃの厚みＥ
を１．０ｍｍとし、各ポール１１ａ，１１ｂ，１１ｃの
長さＬを３．０ｍｍとし、コイル３の巻数Ｎを１００Ｔ
とし、さらには各ポール間隔Ｄを０．５ｍｍ，１．０ｍ
ｍ，２．０ｍｍ，３．０ｍｍとそれぞれ変更したときの
特性図である。サーチコイル１１に誘起する電圧の半値
幅は、ポール間隔Ｄが大きくなるにつれ広くなり、この
場合、ビーム特性からブロード特性となる。
【００１８】これからも明らかなように、検出対象の欠
陥寸法に対応してＥ型コアのポール間隔を設定すること
により、欠陥から発生する漏洩磁束を効率よく検出する
ことができる。
陥寸法に対応してＥ型コアのポール間隔を設定すること
により、欠陥から発生する漏洩磁束を効率よく検出する
ことができる。
【００１９】図５は本実施形態の磁気センサを漏洩磁束
探傷用に用いたときの図、図６は欠陥部から発生する漏
洩磁束とＥ型コアの各ポールとの交差を時系列的に示す
図である。図において、１３は被検査鋼板、１４はＸ方
向に移動する被検査鋼板１３を磁気飽和にするための磁
石で、例えば電磁石あるいは永久磁石からなっている。
Ｉは被検査鋼板１３に発生した欠陥部である。磁気セン
サ１０は、磁石１４の両ポールの間に設置され、各ポー
ル１１ａ，１１ｂ，１１ｃが被検査鋼板１３側に向けら
れている。
探傷用に用いたときの図、図６は欠陥部から発生する漏
洩磁束とＥ型コアの各ポールとの交差を時系列的に示す
図である。図において、１３は被検査鋼板、１４はＸ方
向に移動する被検査鋼板１３を磁気飽和にするための磁
石で、例えば電磁石あるいは永久磁石からなっている。
Ｉは被検査鋼板１３に発生した欠陥部である。磁気セン
サ１０は、磁石１４の両ポールの間に設置され、各ポー
ル１１ａ，１１ｂ，１１ｃが被検査鋼板１３側に向けら
れている。
【００２０】次に、図６に基づいて磁気センサの動作を
説明する。磁石１４で被検査綱板１３が磁化されると、
欠陥部Ｉには母材健全部と対比して磁気抵抗が大きいた
め局部磁極が形成され、この局部磁極により被検査鋼板
１３の外側に磁束φＩが漏洩する。この欠陥部Ｉが、Ｅ
型コア１１の左側ポール１１ａと中央ポール１１ｂとの
間の中央部に達すると、欠陥部Ｉから漏洩した磁束φ１
は左側ポール１１ａに交差した後、中央ポール１１ｂに
流れて磁気回路を構成する。このとき、サーチコイル１
２は、漏洩磁束φＩの強度に応じて誘起電圧を生じ、コ
イル３の出力端に電圧Ｖを発生する。被検査綱板１３の
移動に伴い欠陥部ＩがＥ型コア１１の中央ポール１１ｂ
の真下に来ると、欠陥部Ｉからの漏洩磁束φＩは、中央
のポール１２ｂとは交差せずに左側ポール１１ａと右側
ポール１１ｃのみに交差するので、この状態においては
サーチコイル１２には電圧が誘起されない。さらに、被
検査綱板１３の移動により欠陥部Ｉが中央ポール１１ｂ
と右側ポール１１ｃとの間の中央部に達すると、欠陥部
Ｉからの漏洩磁束φＩは中央ポール１１ｂに交差した
後、左側ポール１１ｃに流れて磁気回路を構成する。こ
のとき、サーチコイル１２は、前記と同様に漏洩磁束φ
Ｉの強度に応じて誘起電圧を発生し、コイル３の出力端
に電圧Ｖが現れる。
説明する。磁石１４で被検査綱板１３が磁化されると、
欠陥部Ｉには母材健全部と対比して磁気抵抗が大きいた
め局部磁極が形成され、この局部磁極により被検査鋼板
１３の外側に磁束φＩが漏洩する。この欠陥部Ｉが、Ｅ
型コア１１の左側ポール１１ａと中央ポール１１ｂとの
間の中央部に達すると、欠陥部Ｉから漏洩した磁束φ１
は左側ポール１１ａに交差した後、中央ポール１１ｂに
流れて磁気回路を構成する。このとき、サーチコイル１
２は、漏洩磁束φＩの強度に応じて誘起電圧を生じ、コ
イル３の出力端に電圧Ｖを発生する。被検査綱板１３の
移動に伴い欠陥部ＩがＥ型コア１１の中央ポール１１ｂ
の真下に来ると、欠陥部Ｉからの漏洩磁束φＩは、中央
のポール１２ｂとは交差せずに左側ポール１１ａと右側
ポール１１ｃのみに交差するので、この状態においては
サーチコイル１２には電圧が誘起されない。さらに、被
検査綱板１３の移動により欠陥部Ｉが中央ポール１１ｂ
と右側ポール１１ｃとの間の中央部に達すると、欠陥部
Ｉからの漏洩磁束φＩは中央ポール１１ｂに交差した
後、左側ポール１１ｃに流れて磁気回路を構成する。こ
のとき、サーチコイル１２は、前記と同様に漏洩磁束φ
Ｉの強度に応じて誘起電圧を発生し、コイル３の出力端
に電圧Ｖが現れる。
【００２１】この一連の動作におけるサーチコイル１２
には、Ｓ字特性の磁束φＩが交差することになる。サー
チコイル１２には、交差する磁束φＩの変化に比例する
ため、Ｓ字特性の磁束φＩを１次微分した波形の欠陥信
号が得られる。
には、Ｓ字特性の磁束φＩが交差することになる。サー
チコイル１２には、交差する磁束φＩの変化に比例する
ため、Ｓ字特性の磁束φＩを１次微分した波形の欠陥信
号が得られる。
【００２２】以上のように、被検査綱板１３を磁化する
磁石から発生する磁束をＥ型コアの１１の一対のポール
１１ａ，１１ｃを通過させて、中央ポール１１ｂと交差
しないようにしたので、外乱ノイズの除去効果が向上
し、また、Ｅ型コアの中央ポールにコイルを巻回した構
成により、外部磁界に対する検出感度特性は、鋭敏なビ
ーム特性を保持し、微小磁界に対する検出感度が向上す
るという効果が得られている。
磁石から発生する磁束をＥ型コアの１１の一対のポール
１１ａ，１１ｃを通過させて、中央ポール１１ｂと交差
しないようにしたので、外乱ノイズの除去効果が向上
し、また、Ｅ型コアの中央ポールにコイルを巻回した構
成により、外部磁界に対する検出感度特性は、鋭敏なビ
ーム特性を保持し、微小磁界に対する検出感度が向上す
るという効果が得られている。
【００２３】図７は被検査綱板に人工的に加工した欠陥
部を探傷したときの出力振幅値を示す図である。この図
は、板厚約０．１５ｍｍの被検査綱板１３に孔径が０．
１φｍｍ，０．２φｍｍ，０．３φｍｍのドリルホール
をそれぞれ欠陥部Ｉ３，Ｉ２，Ｉ１として加工し、これ
を磁気センサ１０で漏洩磁束探傷して得られた試験結果
である。孔径が０．１φｍｍのドリルホールを１０以上
のＳ／Ｎで検出することができる。
部を探傷したときの出力振幅値を示す図である。この図
は、板厚約０．１５ｍｍの被検査綱板１３に孔径が０．
１φｍｍ，０．２φｍｍ，０．３φｍｍのドリルホール
をそれぞれ欠陥部Ｉ３，Ｉ２，Ｉ１として加工し、これ
を磁気センサ１０で漏洩磁束探傷して得られた試験結果
である。孔径が０．１φｍｍのドリルホールを１０以上
のＳ／Ｎで検出することができる。
【００２４】なお、図７において、孔径が０．２φｍｍ
の欠陥部Ｉ２と０．３φｍｍの欠陥部Ｉ１の出力振幅値
が同じ値を示しているが、この理由は、記録計の設定レ
ンジに対して欠陥出力レベルがオーバーして出力が飽和
したためで、欠陥部Ｉの孔径の大きさに対する線形性は
保持されている。
の欠陥部Ｉ２と０．３φｍｍの欠陥部Ｉ１の出力振幅値
が同じ値を示しているが、この理由は、記録計の設定レ
ンジに対して欠陥出力レベルがオーバーして出力が飽和
したためで、欠陥部Ｉの孔径の大きさに対する線形性は
保持されている。
【００２５】図８はＥ型コアのポール長さに対する磁気
センサの検出感度を示す図である。これは、図５に示す
被検査鋼板１３に加工した孔径が０．１φｍｍのドリル
ホールの欠陥部Ｉを、ポール長さの異なるＥ型コア１１
をそれぞれ用いた磁気センサ１０で検出したときの図で
ある。Ｅ型コア１１のポール長さＬは１．５〜４．０ｍ
ｍの間で０．５ｍｍずつ長くしたものである。なお、こ
のＥ型コア１１のポール間の間隔Ｄは１．０ｍｍ、各ポ
ール１１ａ，１１ｂ，１１ｃの厚みＥは１．０ｍｍで、
コイルの巻数Ｎは５０Ｔである。
センサの検出感度を示す図である。これは、図５に示す
被検査鋼板１３に加工した孔径が０．１φｍｍのドリル
ホールの欠陥部Ｉを、ポール長さの異なるＥ型コア１１
をそれぞれ用いた磁気センサ１０で検出したときの図で
ある。Ｅ型コア１１のポール長さＬは１．５〜４．０ｍ
ｍの間で０．５ｍｍずつ長くしたものである。なお、こ
のＥ型コア１１のポール間の間隔Ｄは１．０ｍｍ、各ポ
ール１１ａ，１１ｂ，１１ｃの厚みＥは１．０ｍｍで、
コイルの巻数Ｎは５０Ｔである。
【００２６】図に示す如くポール長さＬが長くなるに従
い、ドリルホールによる欠陥部Ｉの検出感度は減少傾向
を示す。この理由は、Ｅ型コア１１のポール長さＬによ
り、欠陥部Ｉから発生する漏洩磁束φＩによる磁気回路
の平均長さが増加して、磁気回路の抵抗が増加するため
である。このため、ポール長さＬは可能な限り短かい方
が得策であるが、ポール長さＬが短かいと巻回可能なコ
イル巻数Ｎが減少するため、コイル実装技術との兼合で
決定する。例えば、被検査鋼板１３に代えて、バー材や
パイプの外形に応じてＥ型コア１１のポール長さＬを決
定して欠陥部Ｉを検出することができる。
い、ドリルホールによる欠陥部Ｉの検出感度は減少傾向
を示す。この理由は、Ｅ型コア１１のポール長さＬによ
り、欠陥部Ｉから発生する漏洩磁束φＩによる磁気回路
の平均長さが増加して、磁気回路の抵抗が増加するため
である。このため、ポール長さＬは可能な限り短かい方
が得策であるが、ポール長さＬが短かいと巻回可能なコ
イル巻数Ｎが減少するため、コイル実装技術との兼合で
決定する。例えば、被検査鋼板１３に代えて、バー材や
パイプの外形に応じてＥ型コア１１のポール長さＬを決
定して欠陥部Ｉを検出することができる。
【００２７】図９はＥ型コアの初透磁率の値に対する磁
気センサの検出感度を示す図であり、これは、初透磁率
μi の異なる強磁性体をＥ型コア１１に使用したときの
磁気センサ１０の検出感度を示す。強磁性体の初透磁率
μi の値は約１８００〜５５００である。なお、このＥ
型コア１１の各ポール１１ａ，１１ｂ，１１ｃの長さＬ
は３．０ｍｍ、ポール間の間隔Ｄは１．０ｍｍ、各ポー
ルの厚みＥは１．０ｍｍで、コイルの巻数Ｎは１００Ｔ
である。
気センサの検出感度を示す図であり、これは、初透磁率
μi の異なる強磁性体をＥ型コア１１に使用したときの
磁気センサ１０の検出感度を示す。強磁性体の初透磁率
μi の値は約１８００〜５５００である。なお、このＥ
型コア１１の各ポール１１ａ，１１ｂ，１１ｃの長さＬ
は３．０ｍｍ、ポール間の間隔Ｄは１．０ｍｍ、各ポー
ルの厚みＥは１．０ｍｍで、コイルの巻数Ｎは１００Ｔ
である。
【００２８】図に示す如くＥ型コア１１の初透磁率μi
の値に大きくなる従って、人工欠陥部（孔径が０．１φ
ｍｍ）の検出感度が向上している。この理由は、初透磁
率μi の増加に応じてＥ型コア１１における磁気抵抗が
減少することによるものである。
の値に大きくなる従って、人工欠陥部（孔径が０．１φ
ｍｍ）の検出感度が向上している。この理由は、初透磁
率μi の増加に応じてＥ型コア１１における磁気抵抗が
減少することによるものである。
【００２９】具体的には、図６に示すように欠陥部Ｉか
ら発生する磁束φＩは被検査鋼板１３上の空気層を介し
てＥ型コア１１と交差した後、被検査鋼板１３へと戻る
磁気回路が構成される。この磁気回路におけるＥ型コア
１１の磁気低抗Ｒφは（２）式で表示される。
ら発生する磁束φＩは被検査鋼板１３上の空気層を介し
てＥ型コア１１と交差した後、被検査鋼板１３へと戻る
磁気回路が構成される。この磁気回路におけるＥ型コア
１１の磁気低抗Ｒφは（２）式で表示される。
【００３０】
【数２】
【００３１】但し、Ｌ：Ｅ型コア１１の平均磁路長、μ
i ：Ｅ型コア１１の初透磁率μi 、Ｓ：Ｅ型コア１１の
断面積である。
i ：Ｅ型コア１１の初透磁率μi 、Ｓ：Ｅ型コア１１の
断面積である。
【００３２】従って、Ｅ型コア１１の磁気低抗Ｒφは、
Ｅ型コア１１の初透磁率μi の値に反比例して減少する
ため、欠陥部Ｉに発生する漏洩磁束φＩを効率よく検出
できるからである。
Ｅ型コア１１の初透磁率μi の値に反比例して減少する
ため、欠陥部Ｉに発生する漏洩磁束φＩを効率よく検出
できるからである。
【００３３】図１０はＥ型コアのポール間隔に対する磁
気センサの検出感度を示す図であり、これは、Ｅ型コア
１１の各ポール１２ａ，１２ｂ，１２ｃの断面積（厚み
Ｅ）を変更して人工の欠陥部Ｉを探傷したときの図であ
る。
気センサの検出感度を示す図であり、これは、Ｅ型コア
１１の各ポール１２ａ，１２ｂ，１２ｃの断面積（厚み
Ｅ）を変更して人工の欠陥部Ｉを探傷したときの図であ
る。
【００３４】磁気センサ１０のＥ型コア１１のポール厚
みＥを増加することは、前記（２）式からも明らかなよ
うにＥ型コア１１における磁気抵抗Ｒφが逆に減少する
ため、人工欠陥部Ｉに対する検出感度はポール厚みＥに
ほぼ比例した特性となる。ただし、ポール厚みＥが増加
すると人工欠陥部Ｉから発生する磁束φＩがＥ型コア１
１と交差する距離（被検査綱板１３の移動方向）が長く
なる。
みＥを増加することは、前記（２）式からも明らかなよ
うにＥ型コア１１における磁気抵抗Ｒφが逆に減少する
ため、人工欠陥部Ｉに対する検出感度はポール厚みＥに
ほぼ比例した特性となる。ただし、ポール厚みＥが増加
すると人工欠陥部Ｉから発生する磁束φＩがＥ型コア１
１と交差する距離（被検査綱板１３の移動方向）が長く
なる。
【００３５】この場合、人工欠陥部からの漏洩磁束検出
による信号もＥ型コア１１のポール厚みＥに比例して長
くなり、被検査鋼板１３の移動速度を一定で探傷した場
合、欠陥信号は低周波になる。Ｅ型コア１１のポール厚
みＥを厚くすることにより、Ｅ型コア１１の磁気抵抗Ｒ
φが減少し、人工欠陥部Ｉに対する相対検出感度は増加
するが、欠陥信号がより低域に移行するため、被検査綱
板１３に存在する各種ノイズ（局部的な板厚変動、機械
的歪等）により発生するノイズ電圧の周波数に近接する
場合には、ノイズを分離することができないため、Ｅ型
コア１１のポール厚みＥを増加することは得策ではな
い。
による信号もＥ型コア１１のポール厚みＥに比例して長
くなり、被検査鋼板１３の移動速度を一定で探傷した場
合、欠陥信号は低周波になる。Ｅ型コア１１のポール厚
みＥを厚くすることにより、Ｅ型コア１１の磁気抵抗Ｒ
φが減少し、人工欠陥部Ｉに対する相対検出感度は増加
するが、欠陥信号がより低域に移行するため、被検査綱
板１３に存在する各種ノイズ（局部的な板厚変動、機械
的歪等）により発生するノイズ電圧の周波数に近接する
場合には、ノイズを分離することができないため、Ｅ型
コア１１のポール厚みＥを増加することは得策ではな
い。
【００３６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、Ｅ型コア
とそのコアの中央突起部にコイルを巻いてなるサーチコ
イルとで磁気センサを構成して、その周囲に浮遊する磁
石からの外部磁界に対してＥ型コアの両側の突起部を通
過させて電圧が誘起されないようにしたので、外部磁界
に対する指向性が向上し、外部磁界によるノイズ電圧の
発生が抑制され、探傷時のＳ／Ｎ比の向上を計れるとい
う効果が得られている。
とそのコアの中央突起部にコイルを巻いてなるサーチコ
イルとで磁気センサを構成して、その周囲に浮遊する磁
石からの外部磁界に対してＥ型コアの両側の突起部を通
過させて電圧が誘起されないようにしたので、外部磁界
に対する指向性が向上し、外部磁界によるノイズ電圧の
発生が抑制され、探傷時のＳ／Ｎ比の向上を計れるとい
う効果が得られている。
【００３７】また、Ｅ型コアの強磁性体の初透磁率の値
を２０００以上にしたので、微小磁界に対する検出感度
が向上するという効果が得られている。
を２０００以上にしたので、微小磁界に対する検出感度
が向上するという効果が得られている。
【図１】 本発明の実施形態を示す磁気センサの側面図
である。
である。
【図２】 電磁石との相対位置における磁気センサの特
性を説明する模式図である。
性を説明する模式図である。
【図３】 電磁石との相対位置におけるサーチコイルの
検出感度を説明する特性図である。
検出感度を説明する特性図である。
【図４】 サーチコイルのＥ型コアのポール間隔を変更
したときの半値幅特性図である。
したときの半値幅特性図である。
【図５】 本実施形態の磁気センサを漏洩磁束探傷用に
用いたときの図である。
用いたときの図である。
【図６】 欠陥部から発生する漏洩磁束とＥ型コアの各
ポールとの交差を時系列的に示す図である。
ポールとの交差を時系列的に示す図である。
【図７】 被検査綱板に人工的に加工した欠陥部を探傷
したときの出力振幅値を示す図である。
したときの出力振幅値を示す図である。
【図８】 Ｅ型コアのポール長さに対する磁気センサの
検出感度を示す図である。
検出感度を示す図である。
【図９】 Ｅ型コアの初透磁率の値に対する磁気センサ
の検出感度を示す図である。
の検出感度を示す図である。
【図１０】 Ｅ型コアのポール間隔に対する磁気センサ
の検出感度を示す図である。
の検出感度を示す図である。
【図１１】 従来のサーチコイルを説明する原理図であ
る。
る。
【図１２】 電磁石との相対位置におけるサーチコイル
の誘起電圧を説明する模式図である。
の誘起電圧を説明する模式図である。
【図１３】 電磁石との相対位置におけるサーチコイル
の検出感度の特性図である。
の検出感度の特性図である。
１０ 磁気センサ １１ Ｅ型コアー １２ サーチコイル
Claims (2)
- 【請求項１】 磁石に対向配置されて磁化された被検査
材の欠陥部を検出する磁気センサにおいて、 突起部が被検査材近傍まで延びて形成された強磁性体の
Ｅ型コアと、 該Ｅ型コアの中央突起部にコイルが巻回されてなり、前
記欠陥部から空気中に漏洩する磁束を検出するサーチコ
イルとから構成されたことを特徴とする探傷用磁気セン
サ。 - 【請求項２】 Ｅ型コアの強磁性体の初透磁率の値が２
０００以上であることを特徴とする請求項１記載の探傷
用磁気センサ。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28387495A JPH09127217A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 探傷用磁気センサ |
| CNB961913177A CN1146729C (zh) | 1995-10-31 | 1996-10-31 | 磁传感器、使用磁传感器进行磁缺陷检测的方法及装置 |
| US08/860,122 US6057684A (en) | 1995-10-31 | 1996-10-31 | Magnetic flaw detection apparatus using an E-shaped magnetic sensor and high-pass filter |
| DE69615815T DE69615815T2 (de) | 1995-10-31 | 1996-10-31 | Vorrichtung zur magnetischen fehlerdetektion |
| KR1019970703651A KR100246244B1 (ko) | 1995-10-31 | 1996-10-31 | 자기탐상장치 |
| PCT/JP1996/003193 WO1997016722A1 (fr) | 1995-10-31 | 1996-10-31 | Capteur magnetique, procede et equipement de detection de defauts magnetiques utilisant ce capteur |
| EP96935511A EP0801304B1 (en) | 1995-10-31 | 1996-10-31 | Magnetic flaw detection apparatus |
| TW085113328A TW340905B (en) | 1995-10-31 | 1996-11-01 | Magnetic sensor, and magnetic flaw detection method and apparatus using the magnetic sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28387495A JPH09127217A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 探傷用磁気センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09127217A true JPH09127217A (ja) | 1997-05-16 |
Family
ID=17671299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28387495A Pending JPH09127217A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 探傷用磁気センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09127217A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018054301A (ja) * | 2016-09-26 | 2018-04-05 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 漏洩磁束探傷装置 |
-
1995
- 1995-10-31 JP JP28387495A patent/JPH09127217A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018054301A (ja) * | 2016-09-26 | 2018-04-05 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 漏洩磁束探傷装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011218 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050427 |