JPH1026562A - Detecting method for stress using superconducting quantum interference device - Google Patents

Detecting method for stress using superconducting quantum interference device

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Publication number
JPH1026562A
JPH1026562A JP18177096A JP18177096A JPH1026562A JP H1026562 A JPH1026562 A JP H1026562A JP 18177096 A JP18177096 A JP 18177096A JP 18177096 A JP18177096 A JP 18177096A JP H1026562 A JPH1026562 A JP H1026562A
Authority
JP
Japan
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stress
measurement
inspection object
magnetic
interference device
Prior art date
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Pending
Application number
JP18177096A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Fujita
智 藤田
Itsuro Tamura
逸朗 田村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Osaka Gas Co Ltd filed Critical Osaka Gas Co Ltd
Priority to JP18177096A priority Critical patent/JPH1026562A/en
Publication of JPH1026562A publication Critical patent/JPH1026562A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a detecting method in which a stress applied to an object to be inspected can be detected by a method wherein the object to be inspected is not magnetized so as to be moved relatively to a SQUID sensor and a change in the DC magnetic-force characteristic of the object to be inspected is measured. SOLUTION: A tensile stress is applied to the length direction (the first direction) of an object 1 to be inspected, and the object 1 is arranged on a stage 2 without being magnetized. After that, an arm part 7a at an X-Y recorder 7 is moved, the stage 2 is pulled to the first direction by using a weight 21, the object 1 to be inspected is moved relatively to a sensor 3 using a SQUID 5, and the distribution of a DC magnetic force is measured. Then, the object 1 to be inspected is turned by 90 deg. each around the first direction, and a scanning operation is performed in the same manner. After that, the value of the stress to be applied to the length direction of the object 1 to be inspected is changed, and a measurement is performed in the same manner at 90 deg. each. Then, an obtained DC magnetic force is referred to a magnetic field-to-stress conversion table, and the stress applied to the object 1 to be inspected is measured. Thereby, the fatigue and the falw of the object 1 to be inspected can be detected.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は一般にSQUIDと
呼ばれる超伝導量子干渉素子を用いたセンサを利用する
応力検出方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stress detection method using a sensor using a superconducting quantum interference device generally called a SQUID.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の超伝導量子干渉素子(SQUI
D)を用いた非破壊検査方法には、例えば特開平7−7
7516で開示される、検査対象物を帯磁させた後、こ
の検査対象物より設定距離をおいてセンサを走査し、検
査対象物の磁力の変化を測定することにより、検査対象
物の疲労や欠陥などを検出する方法があった。
2. Description of the Related Art Conventional superconducting quantum interference devices (SQUI)
Non-destructive inspection methods using D) include, for example, JP-A-7-7
After magnetically magnetizing the inspection object disclosed in 7516, the sensor is scanned at a set distance from the inspection object, and a change in magnetic force of the inspection object is measured, whereby fatigue or defect of the inspection object is measured. There was a method to detect such.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このように超伝導量子
干渉素子(SQUID)を用いたセンサを利用する非破
壊検査方法では、一般的に検査対象物を帯磁させてから
検査する方法がとられるが、このように検査対象物を帯
磁させると、センサがこの帯磁による直流磁界を検出
し、検査対象物の疲労や欠陥などに起因する信号がこの
帯磁による直流磁界に起因する背景信号と比較して小さ
いことから、疲労や欠陥などに起因する信号の検出が困
難であるという問題があった。特に、超伝導量子干渉素
子(SQUID)を用いたセンサを利用して、検査対象
物の直流磁場を測定することにより検査対象物にかけら
れた例えば残留応力などの応力を検出しようとしても、
この磁場が帯磁した際に消されてしまい、検査対象物に
かけられた応力が特に降伏応力より小さい場合、検出す
ることが非常に困難あるいは、不可能であるという問題
があった。同様の理由から検査対象部に降伏応力以上の
応力がかかったかどうかの判定も困難であった。
In a nondestructive inspection method using a sensor using a superconducting quantum interference device (SQUID) as described above, a method of inspecting a test object after magnetizing the test object is generally employed. However, when the inspection object is magnetized in this way, the sensor detects the DC magnetic field due to the magnetization, and the signal due to the fatigue or defect of the inspection object is compared with the background signal due to the DC magnetic field due to the magnetization. Therefore, there is a problem that it is difficult to detect a signal caused by fatigue or a defect. In particular, if a sensor using a superconducting quantum interference device (SQUID) is used to measure a DC magnetic field of an inspection target to detect a stress such as a residual stress applied to the inspection target,
This magnetic field is extinguished when magnetized, and there is a problem that it is very difficult or impossible to detect when the stress applied to the inspection object is particularly smaller than the yield stress. For the same reason, it was difficult to determine whether or not a stress higher than the yield stress was applied to the inspection target portion.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明による超伝導量子干渉素子5を用いた応力検
出方法では、検査対象物1を測定領域に配置し、前記検
査対象物1を帯磁することなく、前記対象物1において
定義される所定の第1方向に沿って、超伝導量子干渉素
子のセンサを、前記検査対象物に相対的に走査すること
により、前記検査対象物の直流磁力特性を測定する第1
測定を行い、前記第1測定の結果に基づき前記検査対象
物に加えられた前記第1方向の応力を検出するのであ
る。
In order to solve the above-mentioned problems, in the stress detecting method using the superconducting quantum interference device 5 according to the present invention, the inspection object 1 is arranged in a measurement area, and the inspection object 1 By scanning the sensor of the superconducting quantum interference device relative to the test object along a predetermined first direction defined in the test object 1 without magnetizing, the direct current of the test object is First to measure magnetic force characteristics
The measurement is performed, and the stress in the first direction applied to the inspection object is detected based on the result of the first measurement.

【0005】このように、検査対象物を帯磁させること
なく直流磁力特性を測定するため、検査対象物の本来の
磁力特性を乱すことなく測定することができる。更に、
大きな磁場を検査対象物に印可することがないので、加
えられた応力に起因して物性的性質が変わることに基づ
く信号が比較的微弱であっても検出できるようになる。
これにより、検査対象物にかかった応力が比較的小さな
ものであっても、検出することができる。即ち、これま
で不可能であった、より早期の段階で微弱な疲労や欠陥
まで検知できるようになるのである。
As described above, since the DC magnetic force characteristics are measured without magnetizing the inspection object, the measurement can be performed without disturbing the original magnetic force characteristics of the inspection object. Furthermore,
Since a large magnetic field is not applied to the object to be inspected, it is possible to detect even a relatively weak signal based on a change in physical properties due to the applied stress.
Thereby, even if the stress applied to the inspection object is relatively small, it can be detected. That is, it is possible to detect even weak fatigue and defects at an earlier stage, which has been impossible so far.

【0006】また、本発明の好適な実施形態のように、
前記検査対象物が前記センサに対して、前記第1方向回
りで設定角度分、相対的に回転し複数の設定回転測定位
置毎に前記第1測定を行う第2測定を行い、少なくとも
45度以上の回転位相関係にある前記複数の設定回転測
定位置における前記検査対象物の直流磁力特性分布を得
て、前記第1方向の応力を検出してもよい。このような
第2測定を行うことにより、3次元のベクトル量で表さ
れる検査対象物の磁場を更に詳細に測定することができ
る。また、好適な実施形態においては、少なくとも前記
第1測定の測定結果と、あらかじめ用意された磁場応力
変換表に基づき前記対象物にかかる応力を測定すること
ができる。即ち、設定された条件下で、予め加えられた
応力に対応する検査対象物の磁場を測定しておけば、同
一条件下では、直流磁力特性を測定できれば検査対象物
にかけられた応力を測定することができる。
Further, as in a preferred embodiment of the present invention,
The test object performs a second measurement relative to the sensor relative to the sensor by a set angle around the first direction and performs the first measurement at each of a plurality of set rotation measurement positions, and at least 45 degrees or more. The stress in the first direction may be detected by obtaining a DC magnetic force characteristic distribution of the inspection object at the plurality of set rotation measurement positions having the rotation phase relationship. By performing such a second measurement, the magnetic field of the inspection object represented by the three-dimensional vector quantity can be measured in more detail. In a preferred embodiment, the stress applied to the object can be measured based on at least the measurement result of the first measurement and a prepared magnetic field stress conversion table. That is, under the set conditions, if the magnetic field of the test object corresponding to the stress applied in advance is measured, under the same conditions, if the DC magnetic force characteristic can be measured, the stress applied to the test object is measured. be able to.

【0007】また、本発明の好適な実施形態に開示され
るように前記第1と第2測定の少なくとも前記第1測定
の測定結果に基づき、検査対象物の磁気モーメントの方
向の変化を測定することにより、応力が降伏応力値を越
えていることを判断することも可能である。本発明にお
いて、検査対象物に加えられた応力が降伏応力値を越え
ているかどうかを判断する方法の一つの例として、次の
ような判断方法がある。即ち、前記第1方向の磁気モー
メント量である第1方向磁気モーメント量を、少なくと
も前記第1測定における前記直流磁力特性分布から推定
し、前記第1方向磁気モーメント量が支配的であり、前
記直流磁力特性分布が略正弦関数となる応力値は降伏応
力値を越えていると判断するのである。降伏応力値を判
断する別の例は次の通りである。すなわち、設定角度以
上、回転位相が異なった前記複数の設定回転測定値毎に
測定される前記直流磁力特性分布間で、前記直流磁力特
性分布間に所定値以上の差が認められなくなる応力値を
降伏応力値とするのである。本発明によるその他の特徴
と利点は、以下図面を用いた発明の実施の形態の説明で
明らかになるであろう。
Further, as disclosed in a preferred embodiment of the present invention, a change in the direction of the magnetic moment of the test object is measured based on at least the measurement result of the first and second measurements. This makes it possible to determine that the stress exceeds the yield stress value. In the present invention, as one example of a method of determining whether or not the stress applied to the inspection object exceeds the yield stress value, there is the following determination method. That is, a first direction magnetic moment amount, which is the first direction magnetic moment amount, is estimated from at least the DC magnetic force characteristic distribution in the first measurement, and the first direction magnetic moment amount is dominant. It is determined that the stress value at which the magnetic force characteristic distribution is substantially a sine function exceeds the yield stress value. Another example of determining the yield stress value is as follows. That is, a stress value at which a difference equal to or more than a predetermined value is not recognized between the DC magnetic force characteristic distributions between the DC magnetic force characteristic distributions measured for each of the plurality of set rotation measurement values having a different rotation phase and a different rotation phase. The yield stress value is used. Other features and advantages of the present invention will become apparent in the following description of the embodiments with reference to the drawings.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】次に図を用いて本発明による超伝
導量子干渉素子(SQUID)を用いた応力検出方法に
ついて説明する。図1は本発明による応力検出方法を実
施するための非破壊検査装置の模式図である。本発明に
よる非破壊検査を行うための装置は大まかには検査対象
物1を載置するステージ2や、SQUID5を含むセン
サシステムAや、このセンサシステムAにより検出され
た磁場を記録するX−Yレコーダ7を有する。センサシ
ステムAはSQUID5と、その周辺回路6と、SQU
ID5と磁気的に連結されているセンサ3でなる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, a method for detecting a stress using a superconducting quantum interference device (SQUID) according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of a non-destructive inspection device for implementing a stress detection method according to the present invention. An apparatus for performing a nondestructive inspection according to the present invention generally includes a stage 2 on which an inspection object 1 is mounted, a sensor system A including a SQUID 5, and an XY recording the magnetic field detected by the sensor system A. It has a recorder 7. The sensor system A includes SQUID 5, its peripheral circuit 6,
The sensor 3 is magnetically connected to the ID 5.

【0009】次にこの非破壊検査装置の各部分について
詳しく説明する。検査対象物1は本発明においては、わ
ずかでも磁化する材質であればどの様なものでも検査対
象物となり得る。本実施の形態においてはこの検査対象
物はステンレス鋼を用いている。検査対象物1は帯磁行
程を経ずにステージ2上に配置される。また、本発明に
おけるいずれの行程においても、帯磁行程を含まない。
Next, each part of the nondestructive inspection apparatus will be described in detail. In the present invention, any object to be inspected 1 can be an object to be inspected as long as it is a material that is slightly magnetized. In the present embodiment, the inspection object uses stainless steel. The inspection object 1 is arranged on the stage 2 without passing through the magnetizing process. Further, any of the steps in the present invention does not include the magnetizing step.

【0010】検査対象物を載せるステージ2は、木や樹
脂などの非磁性の素材で構成されていることが好まし
い。このステージ2の形状は検査対象物を載せる平面で
ある上面2aを有する長方形をしている。さらにこのス
テージ2には図1中のXで定義される方向に沿って移動
できるように4つの車輪2bが設けられている。また、
このステージ2の一端はプーリ20を介するケーブル9
bにより重り21と連結される。ステージ2の他端は、
ケーブル9aによりX−Yレコーダ7のアーム部7aと
連結されている。図には示されていないが、この4つの
車輪のための直線状のレール溝を設けることが好まし
い。
[0010] The stage 2 on which the object to be inspected is mounted is preferably made of a non-magnetic material such as wood or resin. The shape of the stage 2 is a rectangle having an upper surface 2a which is a plane on which the inspection object is placed. Further, the stage 2 is provided with four wheels 2b so as to be able to move along the direction defined by X in FIG. Also,
One end of the stage 2 is connected to a cable 9 via a pulley 20.
It is connected to the weight 21 by b. The other end of stage 2
It is connected to the arm 7a of the XY recorder 7 by a cable 9a. Although not shown, it is preferable to provide straight rail grooves for the four wheels.

【0011】次に、SQUID5を備えたセンサシステ
ムAについて説明する。本明細書では、SQUIDとは
図2の破線5で囲まれる部分を指す。SQUID5はセ
ンサ3と磁気的にカップリングしており、クライオスタ
ット4にはSQUID5とセンサ3と、SQUID5の
周辺回路6が収納されている。クライオスタット4は図
示されない支持部により床に対して固定されている。こ
の様に本実施形態では、検査対象物1が固定されたセン
サ3に対して相対的に移動するように構成されるが、セ
ンサ3が固定された検査対象物1に対して移動するよう
に構成することも可能である。
Next, the sensor system A having the SQUID 5 will be described. In this specification, the SQUID indicates a portion surrounded by a broken line 5 in FIG. The SQUID 5 is magnetically coupled to the sensor 3, and the cryostat 4 houses the SQUID 5, the sensor 3, and the peripheral circuit 6 of the SQUID 5. The cryostat 4 is fixed to the floor by a support (not shown). As described above, in the present embodiment, the inspection target 1 is configured to move relative to the fixed sensor 3, but the sensor 3 is configured to move relative to the fixed inspection target 1. It is also possible to configure.

【0012】センサ3は最下部にピックアップコイル3
aを有する磁束トランスであり、ピックアップコイル3
aの形状は図3(a)で示されるような一般的に2次グ
ラジオメータと呼ばれるものでもよいし、又、図3
(b)で示されるような平面グラジオメータでもよい。
図3(a)の2次グラジオメータには、4つのループが
形成され、図で示されるとおり、2つのループにおける
電流がもう2つのループに流れる電流の向きとは反対に
流れるようになっており、一番上のループと中間部の2
つのループの間隔と、一番下のループと中間部の2つの
ループの間隔はいずれもhである。いずれの形態を有す
るセンサ3も方向性を有し、磁場のこの方向の要素を検
知するものである。本明細書ではこの方向を感受方向と
呼び、ループが含まれる面とは垂直の方向である。セン
サ3は本実施形態ではクライオスタット4に収納されて
いるが、超伝導体でもよいし、常伝導体でも良い。ま
た、ピックアップコイル3a部分をクライオスタットの
外に延びるように構成することも可能である。また、こ
のピックアップコイル3aの部分とは反対側で、SQU
ID5に対向する部分には入力コイル3bが設けられて
おり、この入力コイル3bがSQUID5と磁気的に連
結しているのである。
The sensor 3 has a pickup coil 3 at the bottom.
a magnetic flux transformer having a pickup coil 3
The shape of a may be what is generally called a secondary gradiometer as shown in FIG.
A planar gradiometer as shown in FIG.
In the secondary gradiometer of FIG. 3A, four loops are formed, and as shown in the figure, the current in the two loops flows in the opposite direction to the current flowing in the other two loops. And the top loop and the middle 2
The interval between two loops and the interval between the bottom loop and the two loops in the middle are h. The sensor 3 having any form has directionality and detects an element in this direction of the magnetic field. In this specification, this direction is called a sensing direction, and is a direction perpendicular to the plane including the loop. Although the sensor 3 is housed in the cryostat 4 in the present embodiment, it may be a superconductor or a normal conductor. Further, the pickup coil 3a may be configured to extend outside the cryostat. On the opposite side of the pickup coil 3a,
An input coil 3b is provided at a portion facing the ID5, and the input coil 3b is magnetically connected to the SQUID5.

【0013】次にSQUID5について図2を用いて説
明する。上述された入力コイル3bは2つのジョセフソ
ン結合部分5bを有する超伝導ループ5aと隣接して位
置している。SQUID5の周辺回路6は、バッテリー
6aとバッテリー6aの電圧を調整するためのポテンシ
オメタ6b、トランス6c、コンデンサ6dを有し、更
に、増幅器6e,位相検波器6f,発信器6g、変調フ
ィードバックコイル6hが備えられている。即ち、この
SQUID5には線形化回路が連結され、超伝導ループ
5aより出力される磁束量子を周期とする周期的出力は
この線形化回路により単純増加形の出力に変換される。
出力ポート6iよりの出力値はケーブル8を介してX−
Yレコーダ7に送られる。
Next, SQUID 5 will be described with reference to FIG. The input coil 3b described above is located adjacent to a superconducting loop 5a having two Josephson coupling portions 5b. The peripheral circuit 6 of the SQUID 5 has a battery 6a, a potentiometer 6b for adjusting the voltage of the battery 6a, a transformer 6c, and a capacitor 6d, and further includes an amplifier 6e, a phase detector 6f, a transmitter 6g, and a modulation feedback coil 6h. Provided. That is, a linearization circuit is connected to the SQUID 5, and a periodic output having a cycle of the magnetic flux quantum outputted from the superconducting loop 5a is converted into a simple increasing output by the linearization circuit.
The output value from the output port 6i is transmitted to the X-
It is sent to the Y recorder 7.

【0014】X−Yレコーダ7は、好適には、これに内
蔵されるモータなどよりの電磁場によるセンサ3への影
響が少ないようにセンサシステムAより距離をおいて配
置されることが望ましい。X−Yレコーダ7のY軸は検
出された磁力に対応し、X軸はピックアップコイル3a
の検査対象物1に対する位置に対応する。X−Yレコー
ダ7にはX軸方向に移動可能であるアーム部7aが備え
られ、このアーム部7aにケーブル9aを介して機械的
にステージ2の一端が連結されている。ステージ2は重
り21によりX軸方向へ重力付勢されているため、X−
Yレコーダ7のアーム部7aがX軸方向へ移動すると、
ステージ2がケーブル9bに引っ張られ同じ距離だけ移
動することになる。この様にX−Yレコーダ7とステー
ジ2を直接、機械的に連結することにより、ステージ2
を検査対象物の位置を認識できる状態で移動させるため
にステッピングモータあるいは、ポテンシオメターなど
を備える必要が無くなる。ステージ2に、モータを備え
る必要がない事は非常にノイズの影響を受けやすいSQ
UIDを利用する上で重要である。また、この構成で
は、記録用紙のX軸方向の変位は実際の検査対象物とピ
ックアップコイル3aの相対変位であり、検査結果の解
釈が容易に行えるという利点もある。
The XY recorder 7 is preferably arranged at a distance from the sensor system A so that the electromagnetic field from a motor or the like incorporated in the XY recorder 7 has little effect on the sensor 3. The Y axis of the XY recorder 7 corresponds to the detected magnetic force, and the X axis is the pickup coil 3a.
Corresponding to the inspection object 1. The XY recorder 7 is provided with an arm 7a movable in the X-axis direction, and one end of the stage 2 is mechanically connected to the arm 7a via a cable 9a. Since the stage 2 is urged by the weight 21 in the X-axis direction, the X-
When the arm 7a of the Y recorder 7 moves in the X-axis direction,
The stage 2 is pulled by the cable 9b and moves by the same distance. By directly and mechanically connecting the XY recorder 7 and the stage 2 in this manner, the stage 2
There is no need to provide a stepping motor, a potentiometer, or the like to move the device in a state where the position of the inspection target can be recognized. The fact that there is no need to equip the stage 2 with a motor means that the SQ is very sensitive to noise.
This is important in using UIDs. Further, in this configuration, the displacement of the recording paper in the X-axis direction is the relative displacement between the actual inspection object and the pickup coil 3a, and there is an advantage that the inspection result can be easily interpreted.

【0015】次に本発明による応力検出方法について説
明する。まず、検査対象物1に対して所定の引っ張り応
力を加える。実際に実験で行われた応力の値などは、後
に実験結果として述べる。この実施形態においては検査
対象物1は長方形をしており、長手方向が定義されてい
る。この長手方向を第1方向と呼び、この長手方向に沿
って引っ張り応力が加えられる。次に、検査対象物1を
帯磁することなしに検査対象物1をステージ2に配置す
る。その後、X−Yレコーダ7のアーム部7aを移動さ
せることにより重り21がステージ2を引っ張り、検査
対象物1がセンサ3に対して移動する。この時、センサ
3が検査対象物1に対して、検査対象物1の長手方向に
沿って、即ち第1方向に沿って移動するように、検査対
象物1をステージ2に対して配置することが望ましい。
尚、センサ3のピックアップコイル3aの感受方向はス
テージ2の上面2aとは垂直の方向に延びるように方向
づけられている。このようにして、検査対象物1の長手
方向に一度センサ3を走査することにより得られたデー
タはワイヤ8を介してX−Yレコーダ7へ送られ随時記
録される。以上の測定の行程を第1測定と呼ぶ。この様
にして得られた直流磁力と対応するセンサ出力を縦軸と
し、センサ3の検査対象物に対する位置を横軸としたと
きに得られる曲線を直流磁力特性分布と呼ぶ。
Next, the stress detecting method according to the present invention will be described. First, a predetermined tensile stress is applied to the inspection object 1. The values of stress actually performed in the experiment will be described later as experimental results. In this embodiment, the inspection object 1 has a rectangular shape and a longitudinal direction is defined. This longitudinal direction is called a first direction, and a tensile stress is applied along the longitudinal direction. Next, the inspection object 1 is arranged on the stage 2 without magnetizing the inspection object 1. Thereafter, the weight 21 pulls the stage 2 by moving the arm 7 a of the XY recorder 7, and the inspection object 1 moves with respect to the sensor 3. At this time, the inspection object 1 is arranged on the stage 2 so that the sensor 3 moves along the longitudinal direction of the inspection object 1, that is, along the first direction. Is desirable.
The sensing direction of the pickup coil 3a of the sensor 3 is oriented so as to extend in a direction perpendicular to the upper surface 2a of the stage 2. In this manner, data obtained by scanning the sensor 3 once in the longitudinal direction of the inspection object 1 is sent to the XY recorder 7 via the wire 8 and is recorded as needed. The above measurement process is called first measurement. The vertical axis indicates the sensor output corresponding to the DC magnetic force obtained in this way, and the horizontal axis indicates the position of the sensor 3 with respect to the inspection object.

【0016】次にX−Yレコーダ7のアーム7aを初期
位置に戻すことにより、ステージ2および、検査対象物
1をセンサ3に対して初期位置にもどす。検査対象物1
を第1方向回りで、90度回転させ、再びセンサ3を検
査対象物1に対して移動させる。この様に、設定角度
分、前記検査対象物を前記センサに対して相対的に回転
し直流磁力分布を測定する行程を第2測定と呼ぶ。検査
対象物1を第1方向回りで更に90度回転させ、同様の
走査を行う。検査対象物1を第1方向回りで更に90度
回転させ、同様の走査を行う。次に、検査対象物1の長
手方向にかけられる応力の値を変えて、同様の測定を9
0度毎に行う。ここでは検査対象物1を90度づつ回転
させて、複数の測定を行っているが、重要なことはベク
トル量である磁場の成分を検出できればよいのであっ
て、例えば45度以上の角度であればこの目的を達成で
きる。この様にして得られた各引っ張り応力値に対応す
る直流磁力特性分布は記録され、磁場応力変換表として
後に利用される。即ち、後に、検査対象物1とセンサ3
の一般にリフトオフと呼ばれる間隔などの条件が同じで
あれば、後に検査対象物の磁場を測定することによりこ
れにかかった応力を推測することができるのである。
Next, the stage 2 and the inspection object 1 are returned to the initial position with respect to the sensor 3 by returning the arm 7a of the XY recorder 7 to the initial position. Inspection object 1
Is rotated 90 degrees around the first direction, and the sensor 3 is moved again with respect to the inspection object 1. Thus, the process of rotating the inspection object relative to the sensor by the set angle and measuring the DC magnetic force distribution is referred to as a second measurement. The inspection object 1 is further rotated by 90 degrees around the first direction, and the same scanning is performed. The inspection object 1 is further rotated by 90 degrees around the first direction, and the same scanning is performed. Next, the same measurement was performed by changing the value of the stress applied in the longitudinal direction of the inspection object 1 to 9 times.
Perform every 0 degrees. Here, the inspection object 1 is rotated by 90 degrees to perform a plurality of measurements, but it is important that the component of the magnetic field, which is a vector quantity, be detected. This goal can be achieved. The DC magnetic force characteristic distribution corresponding to each tensile stress value obtained in this way is recorded and used later as a magnetic field stress conversion table. That is, the inspection object 1 and the sensor 3 will be described later.
If the conditions such as the interval, generally called lift-off, are the same, the stress applied to this can be estimated by measuring the magnetic field of the inspection object later.

【0017】後に説明される実験結果でも明らかにされ
るとおり、検査対象物にかけられた応力の大きさに対応
してその直流磁力特性分布に変化が見られる。即ち、検
査対象物にかけられた応力がゼロであった場合、磁場は
非常に弱く、実質的にゼロである。降伏応力以下の弱い
応力をかけた場合、長手方向である第1方向とは垂直方
向の磁気モーメントが発生し、この方向の磁気モーメン
ト量が支配的である。しかし、降伏応力を上回る応力を
かけると、この応力の方向である例えば第1方向の磁気
モーメント量が支配的になる。第1方向とは垂直方向の
磁気モーメント量が支配的であると、例えば、図5
(b)の直流磁力特性分布で示されるように、検査対象
物の中央部付近において、センサ出力が最大値をとる。
この応力より更に応力を上げて行くと、この最大値は小
さくなり、次第に図5(e)で代表される略正弦関数の
直流磁力特性分布に変化してゆく。この様に検査対象物
の両端部近傍領域においてピークを有する略正弦関数の
直流磁力特性分布が得られる応力では第1方向磁気モー
メント量が支配的なのである。従って、検査対象物の降
伏応力を直流磁力を利用して測定するには、検査対象物
に対する応力を大きくしてゆき、長手方向とは垂直の磁
気モーメントが支配する領域から、応力付加方向である
長手方向に沿った磁気モーメントが支配する領域に遷移
する際の、遷移領域を測定することで行うことができ
る。
As will be apparent from the experimental results described later, there is a change in the DC magnetic force characteristic distribution in accordance with the magnitude of the stress applied to the inspection object. That is, when the stress applied to the inspection object is zero, the magnetic field is very weak and substantially zero. When a weak stress equal to or lower than the yield stress is applied, a magnetic moment is generated in a direction perpendicular to the first direction, which is the longitudinal direction, and the amount of the magnetic moment in this direction is dominant. However, when a stress exceeding the yield stress is applied, the amount of magnetic moment in the direction of the stress, for example, the first direction becomes dominant. If the amount of magnetic moment in the direction perpendicular to the first direction is dominant, for example, FIG.
As shown by the DC magnetic force characteristic distribution in (b), the sensor output has a maximum value near the center of the inspection object.
When the stress is further increased from this stress, the maximum value becomes smaller and gradually changes to a DC magnetic force characteristic distribution of a substantially sine function represented by FIG. As described above, the amount of magnetic moment in the first direction is dominant in the stress in which a substantially sinusoidal DC magnetic force characteristic distribution having a peak in the region near both ends of the inspection object is obtained. Therefore, in order to measure the yield stress of the test object by using the DC magnetic force, the stress on the test object is increased, and the longitudinal direction is the direction in which the stress is applied from the region where the magnetic moment perpendicular to the longitudinal direction is dominant. This can be done by measuring the transition region when transitioning to the region where the magnetic moment along the longitudinal direction is dominant.

【0018】即ち、本発明に基づく実験で使用された検
査対象物と同様の磁性特徴を備える検査対象物が与えら
れ、その直流磁力特性分布を測定した結果、応力がかけ
られた方向に沿った磁気モーメントが支配することが観
測されれば、その検査対象物は降伏応力以上の応力がか
けられた事がわかるのである。反対に、応力がかけられ
た方向とは垂直の方向の磁気モーメントが支配すること
が観測されれば、その検査対象物には降伏応力以下の応
力がかけられたことが推測されるのである。更に、降伏
応力を測定する別の方法について説明する。図5の
(a)より(e)を比較すると理解できる通り、応力に
より、直流磁力特性分布が異なっていることに加えて、
別角度における磁力特性分布の差が、応力が大きくなる
につれて小さくなっていることがわかる。即ち、図5
(b)においては、0度における磁力特性分布と、18
0度における磁力特性分布の差、あるいは両曲線の間隔
は非常に大きいが、この幅は図5(c)では比較的小さ
くなっており、図5(e)では非常に小さくなってい
る。この様に最大90度回転位相が異なった複数の設定
回転測定位置毎に測定される直流磁力特性分布間で、直
流磁力特性分布間に所定値以上の差が認められなくなる
応力値を降伏応力値と判断することが可能である。ま
た、後に記述される実験結果で明らかになるとおり、マ
ルテンサイト析出量は一定の引っ張り応力以上では、か
けられた応力とともに増加するため、直流磁力特性を測
定することによりマルテンサイト析出量を推測すること
が可能である。
That is, a test object having the same magnetic characteristics as the test object used in the experiment according to the present invention is provided, and as a result of measuring the direct current magnetic force characteristic distribution, it is found that the test object has a characteristic along the stressed direction. Observing that the magnetic moment is dominant indicates that the test object has been subjected to a stress higher than the yield stress. Conversely, if it is observed that the magnetic moment in the direction perpendicular to the direction in which the stress is applied is dominant, it is presumed that the test object has been subjected to a stress equal to or lower than the yield stress. Further, another method for measuring the yield stress will be described. As can be understood by comparing FIG. 5A with FIG. 5E, in addition to the fact that the DC magnetic force characteristic distribution differs depending on the stress,
It can be seen that the difference in the magnetic force characteristic distribution at different angles decreases as the stress increases. That is, FIG.
In (b), the magnetic force characteristic distribution at 0 degree and 18
The difference in the magnetic force characteristic distribution at 0 degrees or the interval between the two curves is very large, but this width is relatively small in FIG. 5C and very small in FIG. 5E. The stress value at which a difference equal to or more than a predetermined value is not recognized between the DC magnetic force characteristic distributions measured at a plurality of set rotation measurement positions having a maximum rotation phase difference of 90 degrees is referred to as a yield stress value. It is possible to judge. In addition, as will become clear from the experimental results described later, since the amount of martensite precipitation increases with applied stress above a certain tensile stress, the amount of martensite precipitation is estimated by measuring DC magnetic force characteristics. It is possible.

【0019】次に上記の応力検出方法を利用して行われ
た実験とその結果について説明する。この実験ではステ
ンレス鋼SUS304(JIS規格)を使用した。この
SUS304の化学組成を表1に示す。
Next, a description will be given of an experiment conducted using the above-described stress detection method and the results thereof. In this experiment, stainless steel SUS304 (JIS standard) was used. Table 1 shows the chemical composition of SUS304.

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】SUS304をJIS−Z2201(19
80)「金属材料引張試験片」に基づいて4号試験片に
加工した。この4号試験片は円筒対称性を有し、この加
工形状を図4に示す。図4に示されるL1とL2の値は
それぞれ、180mmと60mmであり、R1、R2の
値はそれぞれ20mm、14mmであり、R3は15m
m或いはそれ以上である。資料の引張試験は図示されな
い引張試験装置を利用してJIS Z2241(199
3)「金属材料引張試験方法」に基づいて行った。引張
応力は0.6〜61.8Kg/mm2の範囲で変化させ
た。引張試験後、SiC製ホイールを用いて、平行部を
切り出し、検査対象物とした。測定の際、熱を防止する
ために冷却水を資料に吹き付けながら切断した。また、
表面の不純物を除去するためにアセトン中で30分間超
音波洗浄を行った。
SUS304 is converted to JIS-Z2201 (19
80) A No. 4 test piece was processed based on the “metallic material tensile test piece”. This No. 4 test piece has cylindrical symmetry, and the processed shape is shown in FIG. The values of L1 and L2 shown in FIG. 4 are 180 mm and 60 mm, respectively, the values of R1 and R2 are 20 mm and 14 mm, respectively, and R3 is 15 m
m or more. The tensile test of the material was performed using a tensile tester (not shown) according to JIS Z2241 (199).
3) The test was performed based on the “metallic material tensile test method”. The tensile stress was changed in the range of 0.6 to 61.8 kg / mm 2 . After the tensile test, a parallel portion was cut out using a wheel made of SiC and used as an inspection object. At the time of measurement, the sample was cut while spraying cooling water on the sample to prevent heat. Also,
Ultrasonic cleaning was performed in acetone for 30 minutes to remove impurities on the surface.

【0022】上記の4号試験片には表2に示される引張
応力を加えた。
A tensile stress shown in Table 2 was applied to the above No. 4 test piece.

【0023】[0023]

【表2】 [Table 2]

【0024】前記試験片より平行部を切り出すことによ
り得られた検査対象物1に対してSUQUIDのセンサ
3を相対的に長手方向である第1方向Bに沿って移動し
た結果得られたSQUIDセンサシステムよりの出力を
図5に示す。図5の縦軸は検出された磁力を示し、横軸
はセンサ3の検査対象物1に対する位置を示している。
図5に記載されるとおり、図5(a)〜(e)に示され
る出力はそれぞれ引張応力が0Kg/mm2、3.2K
g/mm2、35Kg/mm2、47.8Kg/mm2
61.8Kg/mm2に対応している。図5に示される
aとbは検査対象物の両端に対応する位置を示してい
る。また、例えば図5(b)には4つの曲線が示されて
いるが、これらは、検査対象物を長手方向(第1方向)
回りで90度づつ回転させた後直流磁気を測定した結果
得られた曲線である。
A SQUID sensor obtained as a result of moving the SUQUID sensor 3 along the first direction B, which is a longitudinal direction, relative to the test object 1 obtained by cutting out a parallel portion from the test piece. The output from the system is shown in FIG. The vertical axis in FIG. 5 indicates the detected magnetic force, and the horizontal axis indicates the position of the sensor 3 with respect to the inspection target 1.
As shown in FIG. 5, the outputs shown in FIGS. 5A to 5E have tensile stresses of 0 kg / mm 2 and 3.2 K, respectively.
g / mm 2 , 35 kg / mm 2 , 47.8 kg / mm 2 ,
It corresponds to 61.8 kg / mm 2 . “A” and “b” shown in FIG. 5 indicate positions corresponding to both ends of the inspection object. Also, for example, FIG. 5B shows four curves, which are used to move the inspection object in the longitudinal direction (first direction).
It is the curve obtained as a result of measuring the direct current magnetism after rotating 90 degrees around.

【0025】図5(a)に示した引張試験を行わない
(0Kg/mm2)検査対象物ではセンサ出力に実質的
に変化が認められなかった。図5(b)に示した引張応
力(3.2Kg/mm2)に対応するセンサ出力は、検
査対象物中心部で最も大きな凸状の出力曲線を示した。
また、図中に示したように出力が最大値を取る位置を0
度位置として検査対象物を90度間隔で回転して測定を
行ったところ、90度及び270度の位置ではセンサ出
力はほとんど測定できなかった。これに対して180度
位置では0度位置とは全く逆の出力曲線が得られた。従
って、この実験で使用した検査対象物では長手方向に対
して垂直方向の磁気モーメントが支配的であると推測さ
れる。この長手方向に対して垂直方向の磁気モーメント
の最大値は5.0×10-10wb・mmであった。従っ
て、0度と180度の磁力特性分布の差は最大で約1.
0×10-9wb・mmである。更に引張応力を大きくす
ると、図5(c)で示されるとおり、中間部の凸部の大
きさが小さくなる。以下で説明されるとおり、この時の
応力(35Kg/mm 2)が降伏応力であると従来の方
法で判断されるのであるが、この時の0度の磁気特性分
布と180度の磁気特性分布の差は、図5(b)で示さ
れる応力が3.2Kg/mm2であるときの差と比較す
ると約30%になっている。
The tensile test shown in FIG. 5A is not performed.
(0Kg / mmTwo) Substantially the sensor output for the inspection object
No change was observed. The tension response shown in FIG.
Force (3.2Kg / mmTwoThe sensor output corresponding to
The largest convex output curve was shown at the center of the inspection object.
Further, as shown in FIG.
Rotate the inspection object at 90 degree intervals
At the 90 and 270 degrees, the sensor output
The force could hardly be measured. 180 degrees to this
In the position, an output curve completely opposite to the 0 degree position was obtained. Obedience
Therefore, in the inspection object used in this experiment,
Estimate that the perpendicular magnetic moment is dominant
It is. Magnetic moment perpendicular to this longitudinal direction
Is 5.0 × 10-Tenwb · mm. Follow
Therefore, the difference between the magnetic force characteristic distributions of 0 degrees and 180 degrees is about 1.
0x10-9wb · mm. Further increase tensile stress
Then, as shown in FIG. 5C, the size of the convex portion in the middle portion is large.
The size becomes smaller. As explained below,
Stress (35Kg / mm Two) Is the yield stress
The magnetic characteristic of 0 degree at this time.
The difference between the cloth and the magnetic property distribution at 180 degrees is shown in FIG.
3.2 kg / mmTwoCompare with the difference when
It is about 30%.

【0026】更に応力を大きくすると、図5(e)で示
されるとおり、検査対象物の端部近傍領域で出力の絶対
値が最大値をとり、中央部で出力の絶対値が最小値をと
った。また検査対象部の両端部では磁気モーメントの方
向が逆になっていることがわかる。従って、この実験で
使用した検査対象物では応力が大きい場合、この応力付
加方向である長手方向に対して平行の磁気モーメントが
支配的であると推測される。長手方向に平行の磁気モー
メントの最大値は4.6×10-10 wb・mmであっ
た。クーロム(Couomb)の法則を利用して検査対象物に
長手方向とは垂直の磁気モーメントが存在すると仮定し
た際のセンサ出力値をシミュレートすることにより得ら
れた曲線と図5(b)で得られた曲線が非常に正確に対
応することが確認された。また、検査対象物の長手方向
と平行の磁気モーメントが存在すると仮定した際のセン
サ出力値をシミュレートすることにより得られた曲線と
図5(e)で得られた曲線が非常に正確に対応すること
が確認された。従って、応力が全く加えられなかった場
合の磁気モーメントはゼロであり、降伏応力以下の応力
が加えられた際には応力が加えられた方向とは垂直の方
向に磁気モーメントが発生し、加える応力を大きくする
に従って、磁気モーメントの垂直成分が小さくなり、応
力が加えられた方向の成分が大きくなって行き、応力が
降伏応力を越えると垂直方向の磁気モーメントが支配的
になると考えられる。
When the stress is further increased, as shown in FIG. 5 (e), the absolute value of the output takes the maximum value in the region near the end of the test object, and the absolute value of the output takes the minimum value in the central portion. Was. Also, it can be seen that the directions of the magnetic moments are opposite at both ends of the inspection target portion. Therefore, in the test object used in this experiment, when the stress is large, it is presumed that the magnetic moment parallel to the longitudinal direction which is the stress applying direction is dominant. The maximum value of the magnetic moment parallel to the longitudinal direction was 4.6 × 10 −10 wb · mm. The curve obtained by simulating the sensor output value when it is assumed that a magnetic moment perpendicular to the longitudinal direction exists in the inspection object using Coulomb's law and the curve obtained in FIG. It was confirmed that the curves obtained corresponded very accurately. Also, the curve obtained by simulating the sensor output value when it is assumed that a magnetic moment parallel to the longitudinal direction of the test object exists and the curve obtained in FIG. It was confirmed that. Therefore, the magnetic moment when no stress is applied is zero, and when a stress equal to or lower than the yield stress is applied, a magnetic moment is generated in a direction perpendicular to the direction in which the stress is applied, and the applied stress is It is considered that the vertical component of the magnetic moment becomes smaller and the component in the direction in which the stress is applied becomes larger as the value is increased, and when the stress exceeds the yield stress, the magnetic moment in the vertical direction becomes dominant.

【0027】一般的に試験片の降伏応力を検出する方法
として、試験片を一定の歪み速度により引張り、この時
の応力を記録することにより得られた引張応力曲線の形
状より判断する方法がある。SUS304の上記形状を
有する試験片を一定の歪み速度により引張ることにより
得られた引張応力曲線には、弾性変形部分に対応する直
線部と、塑性変形部分と対応する変形曲線部分が検出さ
れた。弾性変形から塑性変形に変化する応力を降伏応力
と一般的に定義されるが、この方法で降伏応力を測定す
ると使用した試験片では降伏応力は約35Kg/mm2
であった。これらの観察をまとめると、次のようなこと
が言える。 (1)引張試験前の試料では、センサ出力は測定できな
かった。 (2)試料を3.2Kg/mm2での応力で引張ること
により、応力付加方向である長手方向に対して垂直方向
の磁気モーメントが発生した。 (3)引張応力が増加するにつれて、応力付加方向であ
る長手方向に対して垂直方向の磁気モーメントに起因す
ると考えられるセンサ出力は減少した。 (4)引張応力が降伏応力を越えると応力付加方向に対
して垂直方向の磁気モーメントに代わり、平行方向の磁
気モーメントが発生した。 (5)更に引張応力が増加するにつれて、応力付加方向
である長手方向に対して平行方向の磁気モーメントに起
因すると考えられるセンサ出力は増加した。 従って、降伏応力付近を境として磁気モーメントの方向
が変わっており、このことはSUS304材料では弾性
変形域と塑性変形域において、その磁界発生機構が異な
ることを示唆するものではないかと推測された。
In general, as a method for detecting the yield stress of a test piece, there is a method in which the test piece is pulled at a constant strain rate, and the stress at this time is recorded to judge from the shape of a tensile stress curve obtained. . In the tensile stress curve obtained by pulling the test piece of SUS304 having the above shape at a constant strain rate, a linear portion corresponding to an elastically deformed portion and a deformation curve portion corresponding to a plastically deformed portion were detected. The stress that changes from elastic deformation to plastic deformation is generally defined as yield stress. When the yield stress is measured by this method, the yield stress of the test piece used is about 35 kg / mm 2.
Met. Summarizing these observations, the following can be said. (1) In the sample before the tensile test, the sensor output could not be measured. (2) When the sample was pulled with a stress of 3.2 kg / mm 2 , a magnetic moment was generated in the direction perpendicular to the longitudinal direction, which is the direction in which the stress was applied. (3) As the tensile stress increases, the sensor output, which is considered to be caused by a magnetic moment perpendicular to the longitudinal direction, which is the direction in which the stress is applied, decreases. (4) When the tensile stress exceeds the yield stress, a magnetic moment in a direction parallel to the stress application direction is generated instead of a magnetic moment in a direction perpendicular to the stress application direction. (5) As the tensile stress further increased, the sensor output considered to be caused by the magnetic moment in the direction parallel to the longitudinal direction as the stress applying direction increased. Therefore, the direction of the magnetic moment changed around the vicinity of the yield stress, and it was speculated that this might suggest that the SUS304 material has a different magnetic field generation mechanism between the elastic deformation region and the plastic deformation region.

【0028】そこで、材料の引張応力の大きさに対応す
る結晶構造の変化について検討した。X先解析装置によ
りマルテンサイト析出量を計測すると、引っ張り応力の
増加にともなってマルテンサイト析出量が一定の引っ張
り応力以上では、増加することが観測された。更に具体
的に述べると、引っ張り応力52.2Kg/mm2の試
料で約4%、また引っ張り応力61.8Kg・mm2
試料で約13%のマルテンサイト析出量を測定した。こ
れ以下の応力ではマルテンサイト析出量が検出限界(約
1%)を下回り、測定することができなかった。従っ
て、SUS304材料では、弾性変形域から塑性変形域
に代わる降伏応力から永久歪みが発生し、同時にオース
テナイト相からマルテンサイト相への相移転が起こると
考えられる。本実施形態では試料に引張応力を加えて直
流磁力を測定したのであるが、一般的に、検査対象物の
疲労や、欠陥により、オーステナイト相よりマルテンサ
イト相への相転移転で代表される磁性特徴は変化するも
のであり、検査対象物を帯磁する行程を経る事なしに直
流磁場を測定することにより、従来技術では測定できな
かった磁性特徴の変化を測定することが可能になったの
である。
Therefore, a change in the crystal structure corresponding to the magnitude of the tensile stress of the material was examined. When the amount of martensite precipitation was measured by an X-point analyzer, it was observed that the amount of martensite precipitation increased with an increase in tensile stress when the amount of martensite precipitation exceeded a certain tensile stress. If described in further detail, about 4% in the sample of tensile stress 52.2 kg / mm 2, it was measured also tensile samples approximately 13% martensite precipitation amount of stress 61.8Kg · mm 2. At a stress lower than this, the amount of martensite precipitation was below the detection limit (about 1%), and measurement was not possible. Therefore, in the SUS304 material, it is considered that a permanent strain is generated from the yield stress replacing the elastic deformation region to the plastic deformation region, and at the same time, a phase transfer from the austenite phase to the martensite phase occurs. In the present embodiment, the DC magnetic force was measured by applying a tensile stress to the sample. The characteristics change, and by measuring the DC magnetic field without going through the process of magnetizing the test object, it becomes possible to measure changes in magnetic characteristics that could not be measured by the conventional technology. .

【0029】[別実施形態]上記の実施形態ではSQU
IDは一般にdcSQUIDと呼ばれる直流電流により
駆動される方式を有したものが移用されたが、ジョセフ
ソン接合が一つの交流電流を利用したrfSQUIDと
呼ばれるものでも、検査対象物の直流磁場を検出できる
ため、これを利用しても良い。
[Another Embodiment] In the above embodiment, the SKU
Although the ID having a method of being driven by a DC current generally called dcSQUID was transferred to the ID, it is possible to detect the DC magnetic field of the inspection object even if the Josephson junction is called rfSQUID using one AC current. Therefore, this may be used.

【0030】また、上記の第1実施形態では、SUS3
04試料を円筒対称性をを有する試料に加工し、更に平
行部を切り出して検査対象物としたが、図検査対象物は
円筒対称性を有する形状のままでもよい。これを測定領
域に配置し、帯磁する行程を経ることなく、前記検査対
象物の軸方向と周方向にSUQUIDのセンサを前記検
査対象物に対し相対的に移動することにより前記検査対
象物の直流磁力特性を測定し、前記測定の結果に基づき
前記検査対象物に加えられた応力を検出するように行っ
ても良い。
In the first embodiment, the SUS3
Although the 04 sample was processed into a sample having cylindrical symmetry, and a parallel portion was cut out to obtain an inspection object, the figure inspection object may be in a shape having cylindrical symmetry. This is arranged in the measurement area, and without passing through the process of magnetizing, the SUQUID sensor is moved relative to the inspection object in the axial direction and the circumferential direction of the inspection object, thereby making the DC of the inspection object small. Magnetic force characteristics may be measured, and the stress applied to the inspection object may be detected based on the result of the measurement.

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

【図1】本発明に使用される非破壊検査装置の模式図FIG. 1 is a schematic view of a non-destructive inspection device used in the present invention.

【図2】SQUIDと周辺回路を示した回路のブロック
FIG. 2 is a block diagram of a circuit showing a SQUID and peripheral circuits;

【図3】センサシステムのピックアップコイルの部分を
示した斜視図
FIG. 3 is a perspective view showing a pickup coil portion of the sensor system.

【図4】試験片の加工形状を示す平面図FIG. 4 is a plan view showing a processed shape of a test piece.

【図5】引張応力を変化させた場合の本発明による応力
検出方法のSQUIDよりの出力を示したグラフ
FIG. 5 is a graph showing the output from the SQUID of the stress detection method according to the present invention when the tensile stress is changed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 検査対象物 2 非磁化性ステージ 3 センサ 4 クライオスタット 5 SQUID 6 SQUIDの周辺回路 7 X−Yレコーダ 20 プーリ 21 重り DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inspection object 2 Non-magnetizable stage 3 Sensor 4 Cryostat 5 SQUID 6 SQUID peripheral circuit 7 XY recorder 20 Pulley 21 Weight

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 検査対象物を測定領域に配置し、 前記検査対象物を帯磁することなく、前記検査対象物に
おいて定義される所定の第1方向に沿って、超伝導量子
干渉素子のセンサを、前記検査対象物に相対的に走査す
ることにより、前記検査対象物の直流磁力特性分布を測
定する第1測定を行い、 前記第1測定の結果に基づき前記検査対象物に加えられ
た前記第1方向の応力を検出する超伝導量子干渉素子を
用いた応力検出方法。
An object to be inspected is arranged in a measurement area, and a sensor of a superconducting quantum interference device is arranged along a first direction defined in the object without magnetizing the object to be inspected. Performing a first measurement to measure a DC magnetic characteristic distribution of the inspection object by scanning relatively to the inspection object, and performing the first measurement added to the inspection object based on a result of the first measurement. A stress detection method using a superconducting quantum interference device that detects stress in one direction.
【請求項2】 前記検査対象物が前記センサに対して、
前記第1方向回りで設定角度分、相対的に回転し複数の
設定回転測定位置毎に前記第1測定を行う第2測定を行
い、 少なくとも45度以上の回転位相関係にある前記複数の
設定回転測定位置における前記検査対象物の直流磁力特
性分布を得て、前記第1方向の応力を検出する請求項1
による超伝導量子干渉素子を用いた応力検出方法。
2. The test object according to claim 1,
Performing a second measurement relative to the first direction by a set angle and performing the first measurement at each of a plurality of set rotation measurement positions, wherein the plurality of set rotations having a rotation phase relationship of at least 45 degrees or more; 2. The stress in the first direction is obtained by obtaining a DC magnetic force characteristic distribution of the inspection object at a measurement position.
Of stress detection using superconducting quantum interference device according to the method.
【請求項3】 少なくとも前記第1測定の測定結果と、
あらかじめ用意された磁場応力変換表に基づき前記対象
物にかかった応力を測定する請求項1による超伝導量子
干渉素子を用いた応力検出方法。
3. At least a measurement result of the first measurement,
2. A stress detecting method using a superconducting quantum interference device according to claim 1, wherein the stress applied to the object is measured based on a magnetic field stress conversion table prepared in advance.
【請求項4】 少なくとも前記第1測定の測定結果に基
づき、複数の応力値における検査対象物の磁気モーメン
トの方向の変化を測定することにより、前記応力値が降
伏応力値を越えたことを検出する請求項1〜3のいずれ
かによる超伝導量子干渉素子を用いた応力検出方法。
4. A method for detecting that the stress value exceeds a yield stress value by measuring a change in a direction of a magnetic moment of a test object at a plurality of stress values based on at least the measurement result of the first measurement. A stress detection method using the superconducting quantum interference device according to claim 1.
【請求項5】 前記第1方向の磁気モーメント量である
第1方向磁気モーメント量を、少なくとも前記第1測定
における前記直流磁力特性分布から推定し、前記第1方
向磁気モーメント量が支配的であり、前記直流磁力特性
分布が略正弦関数となる応力値は降伏応力値を越えてい
ると判断する請求項1〜4のいずれかによる超伝導量子
干渉素子を用いた応力検出方法。
5. A first direction magnetic moment amount, which is the first direction magnetic moment amount, is estimated from at least the DC magnetic force characteristic distribution in the first measurement, and the first direction magnetic moment amount is dominant. 5. The stress detection method using a superconducting quantum interference device according to claim 1, wherein it is determined that the stress value at which the DC magnetic characteristic distribution is substantially a sine function exceeds the yield stress value.
【請求項6】 設定角度以上、回転位相が異なった前記
複数の設定回転測定値毎に測定される前記直流磁力特性
分布間で、前記直流磁力特性分布間に所定値以上の差が
認められなくなる応力値は降伏応力値を越えているとす
る請求項2による超伝導量子干渉素子を用いた応力検出
方法。
6. A difference of a predetermined value or more between the DC magnetic force characteristic distributions between the DC magnetic force characteristic distributions measured for each of the plurality of set rotation measurement values having different rotation phases by a set angle or more is not recognized. 3. The method for detecting stress using a superconducting quantum interference device according to claim 2, wherein the stress value exceeds the yield stress value.
【請求項7】 軸方向と、前記軸方向とは垂直の周方向
が定義された円筒対称性を有する検査対象物を測定領域
に配置し、 前記検査対象物を帯磁することなく、前記検査対象物の
軸方向と周方向に超伝導干渉素子のセンサを前記検査対
象物に対し相対的に移動することにより前記検査対象物
の直流磁力特性を測定し、 前記測定の結果に基づき前記検査対象物に加えられた応
力を検出する超伝導量子干渉素子を用いた応力検出方
法。
7. An inspection object having a cylindrical symmetry in which an axial direction and a circumferential direction perpendicular to the axial direction are defined, is arranged in a measurement region, and the inspection object is not magnetized without magnetizing the inspection object. The DC magnetic force characteristic of the test object is measured by moving the sensor of the superconducting interference element relative to the test object in the axial direction and the circumferential direction of the object, and the test object is based on the measurement result. A stress detection method using a superconducting quantum interference device that detects a stress applied to a substrate.
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