JPS58501194A - 機械的特性のために可動強磁性試験片を磁気試験する方法および装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 機械的特性の、ために可動強磁性試験片を磁気試験する方法および装置 技術分野 本発明は材料および製品の非破壊試験に関し、特に機械的特性のために可動強磁 性試験片を磁気試験する方法および装置に関する。

背面技術 強磁性材料および製品の非破壊試験の方法はすでに知られている。例えば、英国 特許明細書第１，０６７，７６４号、１９６７年３月３日発行は、硬度のために 強磁性材料を試験する方法および装置を開示している。その方法は、磁化ヘッド の助力によるパルス性磁束により試験材料を磁化し、読取りヘッドにより残留磁 界パラメータを実質的に読取る方法である。試験片（材料又は製品）は振動され 、該試験片がその断面が円筒である場合にはその対称軸について回転される。こ れらすべての場合において、読取りヘッドと試験片の間の空隙は変化する。

試験片と読取りヘッドとの間の空隙寸法の変化にもとづく信号の変化は負帰還に よる磁化パルスの振幅を変えることによって部分的に補償される。

しかしながら、上述の方法は試験片が飽和１で磁化されないために安定した試験 結果を確保するととができない。飽和まで試験片を磁化することは磁気飽和の場 合には負帰還が作用しないために望ましいものではない。試験結果の不安定性は かなりの厚みのある試験製品において特に著しい。

さらに、空隙寸法の変化にもとづく影響を減少させることは、単に短時間、すな わち、空隙の変化により生ずる信号が試験片の機械的特性を表わす信号より低い 時、以内にのみ可能である。

金属製品の非破壊試験の方法についての池の従来技術（ソ連邦発明者証第３４０ ，９５４号）においては、変換器として使用される鉄探針グラディオメータの励 磁電流が空隙センブの容量の変化に比例して変化する。空隙寸法の変化により生 ずる影響を除去するこのような方法は、空隙寸法による空隙七ン丈出力信号の依 存とその励磁電流による鉄探針グラディオメータ出力信号の依存が非直線である という理由から、小さな範囲でのみ可能である。

又、可動強磁性材料を磁気試験する従来技術の装置（ソ連邦発明者証、１９７９ 年１１月５日発行）は試験片に対して対称的な磁化素子を具備する。磁化素子は 試験片の一部を飽和まで磁化し該素子により設定される磁界が相対する関係であ るように接合される。試験片について対称な磁気変換器からの信号は、これらの 信号を加算し記録装置に伝送するブマタ−（ｓｕｍｍａｔｏｒ　）の入力に供給 される。

試験片は磁気変換器間の磁化素子により設定される磁界を通過する。磁化素子の コイルに流れるパルス性電流は試験片の機械的特性を表わす磁気マークを形成す る。磁化パルスの大きさは試験対象物が飽和まで磁化されるように選択される。

磁化マークが磁気変換器間を通るときにそこに信号を引起す。試験片が、磁気変 換器の間を動く間、これらの変換器から等しい距離にあるならば、後者の出力信 号は等しい。サマターの出力信号は磁気変換器からその入力に供給される信号の 合計に等しい。試験片が可動中に磁気変換器に対称な軸に関して変位されるとき は、磁気変換器の１つのグループに誘起される信号は強くなり磁気変換器の他の グループからの信号は弱くなるが、これらの信号の合計は振動の振幅が小さい場 合に、試、験片の特性が変らないならば一定に保たれる。

しかしながら、振動の振幅が大きい場合においては試験結果の精度は実質的に低 くなる。このような振動の振幅において磁気変換器の出力信号の強さは試験片ま での距離に依存し、その変位の性質上との特定の場合には直線ではなく準指数関 数的であり、それは、残留磁界の強さと試、験片の距離の間の依存もまたこの性 質となるからである。それゆえ試験片が１λ変喚器の１つの方向へ変位を生ずる 場合に、この変換器の出力信号の強さは他の磁気変換器の出力信号が減する量よ りも大きい量により増加する。

この事実にもとづきサマターの出力信号は該変位が起らない場合にはそれよりも 大きい量において一定不変である。これは試験結果の精度を損い該振動の影響が 除外される範囲内の変位量の範囲を減する。

発明の開示 本発明は、試験結果において試験片について縦軸方向の振動の影響を除去するこ とに基づき広い範囲において、より正確な安定した試験結果を得ることを可能に する方法および装置に関するものである。

本発明の目的は、機械的特性のために可動強磁性試験片を磁気試験する方法を得 ることであり、該方法は、パルス性の磁界によシ試験片を磁化すること、残留磁 界の勾配を読取ること、該勾配を合計すること、および得られた合計により試験 片の磁気的特性を決定すること、を具備し、それにより、本発明によれば、残留 磁界の勾配垂直成分の読取りの結果が、その合計以前に対数法則により変換され 、合計の結果が真数法則により変換される。

また、本発明の目的は、可動強磁性試験片を磁気試験する装置を得ることであり 、該装置は、試１験片について対称でありこれにより設定される磁界が相対する 関係にあるように回路に配置される磁化素子、試験片について対称でありその出 力が装置の出力に接続される丈マターの人力に電気的に接続される磁気変換器を 具備し、それにより、本発明によれば、対数法則により信号を変換する信号変換 器であって該信号変換？１器を通して磁気変換器はサマターの入力に電気的に接 続されるもの、およびラーマターの出力が真数法則により信号を変換する電気信 号変換器を通して装置の出力と接続されるもの、が提供される。

従って、提案の装置の構造は、残留磁界の垂直成分とその勾配および試験片への 距−離の間の依存関係の準指数関数的性質を考慮することにより実質的に減じら れる試験結果における振動に基づいて試験片の変位の影響を可能にする。

図面の簡単な説明 本発明は、添附図面で表わされるその実施例に関してより詳細に説明される。

第１図は、本発明の方法を実施する提案の装置の１つの変形例を示す図、 第２図は、異なる機械的特性を有する３つの鋼試験片の試験員−表面への距離に もとづく磁気変換器（鉄探針グラディオメータ）の出力信号の依存関係を示すグ ラフ、 第３図は、同様の鋼試験片の試験片への距離にもとづく磁気変換器の出力信号の 対数の依存関係を示すグラフ、および 第４図は、本発明による方法と従来技術の方法とを採用することによりその移動 路の軸からの試験片の変位にもとづく影響を除去することにより得られた結果を 示すグラフである。

本発明の実施における最良の形態 本発明の方法は以下のように実施される。例えばロンドのような可動試験片上に 、従来の磁化装置の助力により、試験片の機械的特性を表わす磁気マークが形成 される。磁化装置は例えばその出力がロッドを囲む磁化コイルに接続される電流 パルス発生器である。

磁化している間、磁化パルスの強さは、試験片が磁化の領域において磁気飽和に 磁化されるように選択される。試験片が試験片の周囲の磁気変換器の対称性を乱 すことなしに磁気変換器の間を通過するとき、磁気変換器に誘起される信号は等 しく信号の合計は１つの磁気変換器の出力においてコンバータの数の倍数の信号 に等しい。試験片は可動している間は磁気変換器からの空間は等しくなく、該変 換器に誘起される信号は変化するが真数をとった後のこの信号の対数の合計は試 験片の機械的特性が変らないならば一定に留まる。

提案の方法の好適な変形例において、変換器の対の数は試験片の振動の自由度の 数と同じに選択される。

試験片が振動の１つの自由度を有する場合の方法における上述の変形例は第１図 に示す装置の助力により実施される。装置は電流パルス発生器１および該発生器 の出力に接続される磁化コイルを具備する。

これらのコイルは互に接続されこれにより、これらのコイルにより設定されるパ ルス性の磁界が相対する関係にな９、残留磁界の垂直成分の最大勾配を得る磁化 コイルの間の最適な距離における高い精度の方法を許容する。試験片はこれらの コイルを通過する。第１図には、鉄探針グラディオメータ又はホール発生器であ る２個の磁気変換器が示される。これらの磁気変換器は振動による試験片の変位 が起る直線上に沿って対をなして配置される。磁気変換器はピーク検出器５を介 して対数法則により電気信号を変換するために適合されるコンバータ６に接続さ れる。これらのコンバータの出力は、真数法則により電気信号を変換するために 適合されるコンバータ８を介して、記録装置９に接続される出力を有する丈マタ ー７の入力に接続される。

装置は以下のように動作する。磁化コイルは試験片３における所定の期間におい て残留誘導の領域を設定し、該残留誘導の領域は試験片の機械的特性を表わして いる。磁化パルスの強さは残留誘導の領域が飽和まで磁化されるように選択され る。これらの領域は、磁気変換器４の間を通過する間後者に信号を誘起し、その 信号はピーク検出器５に供給される。

残留誘導の領域の通過の後、ピーク検出器５の出力信号は振動による試験片の変 位によって異なる。１つの変換器４の出力信号はＵ４であり、第２の変換器４の 出力信号はＵ／４である。これらの信号は法則Ｕｓ二ｔｎＵ５により該信号を変 換するコンバータ６の入力に供給され、Ｕ６はコンバータの出力信号であり、Ｕ ｓは同じコンバータの入力信号である。コンバータ６の出力信号はサマター７の 入力に供給されその出力信号は入力における信号の合計の２分の工 ＩＵ７二Ｔ　（ＬｎＵ４＋ｔｎＵ’４　）に等しい。サマター７の出力からの信 号はコンバータ８の入力に供給されその出力信号はＵｓ−１２（’ｎＵ４　＋Ｚ ｎ　Ｕ’４　）として決定される。この信号は記録装置９に供給され試験片の機 械的特性の判定に使用される。

第２図は、異なる機械的特性を有する３つの鋼製品の試験片表面への距離りにも とづく磁気変換器（鉄探針グラディオメータ）の出力信号Ｕの依存関係を示す。

Ａ、Ｂ、Ｃの３つの曲線は３つの該製品の該依存関係に対応する曲線である。

第３図は磁気変換器および同じ鋼製品の試験片表面との間の距離にもとづくその 入力に磁気変換器を備える対数コンバータの出力信号Ｕの依存関係を示す。

第２図に示されるように試験片表面への距離にもとづく磁気変換器の出力におけ る信号の依存は準指数関数的性質であり、一方、同じ距離にもとづくこれらの信 号の対数の依存（曲線Ａ’、Ｂ’、Ｃ’）は実質的に直線的な性質（第３図）で ある。それゆえ、合計の以前に、信号は対数法則により変換され、その結果とし て生ずる合計は真数法則により変換される。

結果として、試験結果にもとづく試験片の振動変位の影響は広い範囲にわたり最 小に減じられる。これは第４図から推論され、曲線＆’　、　Ｂ”　、σ′は従 来技術の方法を採用する場合を点線で示し、曲線ＩτＢ′７σ′ｒ本発明の方法 を採用する場合を示す。

磁気変換器の間の距離がＩＱ（７１１，試験片の変位が中心位置に関して±１Ｃ ｒＩＬ以内において、従来技術の方法では精度５％で一定の信号を維持すること ができることがわかる。すべてのものが等しく、提案の方法を採用する場合の誤 差は１．５係より以下である。

提案の方法は、振動にもとづき強磁性試験片の変位によと）狙する誤差、および 試験片への距離にもとづいて変換器により発生される信号の依存の準指数関数的 性質と関連する誤差、を数倍減することが可能である。提案の方法における機械 的特性への感度は、変位がない場合において両方の方法が同じ結果を生ずること から、従来技術の方法より低くはない。

工業上の利用可能性 機械的特性のためにｉｊＴ動強磁性試１験片を磁気試験する本発明の方法および 装置は、ロール巻きされた鋼材の製造において機械的特性を試験するために有利 に使用される。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１機械的特性のために可動強磁性試験片を磁気試験する方法であって、該方法 が、パルス性の磁界により試験片を磁化すること、残留磁界の勾配を読取ること 、該勾配を合計すること、および該勾配の合計から結果的に生ずる合計により試 験片の機械的特性を決定することを具備するものにおいて、合計の以前に残留磁 界の勾配垂直成分が対数法則によシ変換され、該勾配を合計することにより得ら れる合計が真数法則により変換されることを特徴とする機械的特性のために可動 強磁性試験片を磁気試験する方法。 ２　機械的特性のために可動強磁性試験片を磁気試験する装置であって、該装置 が、試験片（３）について対称でありこれにより設定される磁界が相対するよう に回路に設けられる磁化素子（２）、試験片について対称的に配置され装置の出 力に接続される出力を有するサマター（７）の入力に電気的に接続される磁気変 換器を具備するものにおいて、該装置はさらに、対数法則により電気的信号を変 換するコンバータ（６）が設けられ、該コンバータを通して、磁気変換器（４） が真数法則により電気信号を変換するコンバータ（８）を通して装置の出力に接 続される出力を有するブマター（７）の入力に接続されることを特徴とする、機 械的特性のために可動磁性試験片を磁気試験する装置。 ）