JPS5877653A - 非破壊検査装置 - 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】 本発明は、強磁性体の構造上のキズを非破壊検査するた
めの装置に関し、被検体を磁化することによって構造上
のキズにより磁界の特性に変化を引き起し、これを被検
体の表面上または近傍に設けた磁界検出器によって検出
するような非破壊検査装置に関するものである。

一般に、強磁性体材料のクラ、り、アワおよび孔を検査
するに当り、ワークピースを飽和するまで磁化すること
が知られている。この材料の構造上の欠陥や不規則性に
よって、この欠陥の場所で材料の表面の部分的に外側へ
延在する漂遊磁束（５ｔｒａｙ　ｆｌｏｗｓ　）が゛形
成されてしまう。

との漂遊磁束を磁界検出器によって検出している。従っ
てこの磁界検出器によって構造上の不規則性の存在位置
を確認できる。この磁界検出器として、コイル、磁界板
、ホール素子発生器または磁性粉等が使用されている。

また、複雑な形状のワークピースの検査装置には、ハン
ドマグネ、トヨークが装着されており、これによって、
磁性粉がワークピースの表面上に整列される。他方、簡
単な形状のワークピース、例えばチューブに対しては、
電磁石または永久磁石を用いて回転しているワークピー
ス中に磁界を発生させている。２個の磁極間のほぼ中心
のワークピースの表面忙近接シテ、一対の磁界検出器を
評価装置に接続する。これら材料の欠陥が、磁界ゾンデ
を通過する場合にこれを検出できる。但いこの欠陥は回
転軸方向に延在するものとする。しかし乍ら、このよう
な検出装置では、回転軸に対して垂直な方向に延在する
欠陥を検出することはできない。この横方向のキズ、即
ち、回転軸に対して垂直な方向に延在する欠陥は、追加
の検査装置を用いて、縦軸方向にワークピースを磁化す
る必要がある。

また、磁界ゾンデのベルトにけワークピース用の通路が
包含されている。従って、これらワークピースをこのベ
ルトを介して軸方向に移動させている。これによって、
磁界ゾンデにより横方向のキズを検出している。同様に
、ワークピースを回転させないように構成することもで
き、また磁界およびゾンデをワークピースの周りに回転
させることができる。

ワークピースを回転させないように装着する場合には電
動機のような装ｆｆ１ｉＫよって回転磁界を発生させる
ことが可能である。これＫよって大規模な回転に必要な
費用およびエネルギを節約できる。しかし磁界グローブ
を、ワークピースの周りにこの回転磁界と同期して回転
する必要がある。

被検体物体および磁界を互いに対して回転させると、こ
れら物体中にうず電流が誘導されるようＫなる。磁界の
偏位忙よって生じるこれらうず電流により、内部磁界が
弱まるようになる。

従って、測定した値の振幅が内側に存在する欠陥によっ
て減少するようＫなる。この欠陥を十分な精度で位置決
定するためには、磁界と被検体との間の相対回転速度を
数百ｒｐｍ以上にすることはできない。このため、完全
な検出を行なうためＫは長時間の検査が必要である。磁
界グローブを並列に配置して測定時間を短縮することが
可能であるが、これらグローブの配置構成の長さには限
度がある。仁の限度長は約２００■である。即ち、被検
体に伝送すべきエネルギはかなり大きなものであるため
に、長い被検体部分を磁化するＫは極めて高価なものと
なってしまう。更に、そのような長いグローブ構成で祉
同時に多数の測定値を評価する必要があるからである。

Ｓ接の継目等の狭い溝状ゾーンの非破壊検査に当りては
、検査ゾーンを磁化する固定の磁極およびゾーン表面に
対して接線方向に回転する磁界グローブを具えた検出装
置を使用する。これらプローブを成るレベル上に移動す
るので、被検体の表面の距離が一定に変化するようにな
る。測定感度は、被検体の表面と磁界グローブとの間の
距離に極めて密接するので、上述の測定装置ではこのよ
うなかなり狭いゾーンの測定しか行なえず、しかも精度
も制限されてしまう。

溶接の継目が被検体であれば、上述の条件に合致する。

しかし乍ら、継目を磁界プローブの前面に正確に配置す
る必要がある。結局、例え、高価な装置を用いても、総
ての条件を満すことができない。

本発明の目的は、回転磁石や回転磁界グローブを用いる
ことなく、強磁性体材料から成る被検体を高い測定精度
で且つ、短い測定時間で検査し得る非破壊検査装置を提
供することにある。

本発明によれば、少なくとも２個の固定磁界を縦方向に
移動可能な被検体上に、交互にこの縦方向に沿って整列
させ、これら磁界の中心軸を互いに角度αを成して傾斜
させる。この角度は、磁界の数および１８０’の商によ
って決められる。また、磁界検出器の極間の空間に固定
された磁界検出器の列を配置ｔｌ　Ｌ、各々の列によっ
て被検体の移動装置に垂直な方向に検査する被検体部分
に＠当するゾーンを包囲するようにし、これら磁界検出
器の出力端子を時間多重的に評価回路に接続したことを
特徴とするものである。

固定的に発生させた磁界および装着した磁界プローブに
よるこの検査装置を駆使して、被検体を縦軸線方向に移
動させる。被検体および磁界との間には相対速度が存在
しているが、この相対速度は軸方向にのみ存在するだけ
である。

被検体または磁極を回転させると、相対速度が被検体の
表面および磁界間の被検体の縦軸線と垂直な方向の平面
に存在するようになる。従って、ヒステリシスが発生し
ないので、上述の検査装置によって、測定装置の精度に
は誘導されたうず電流の影響を受けない。従って、長方
形の被検体の速度を軸方向に増大できる。この構成によ
って検査時間を短縮できる。結局、被検体当りの検査費
用を実質的に減少できる効果がある。磁界グローブの出
力信号の時間多重評価を迅速に行ない得るので、例え被
検体を縦軸方向に高速で移動させても、極めて小さな表
面ゾーンを欠陥に関して検査できる利点がある。

一実施例によれば、磁界検出器としてホール素子による
電圧発生器を採用し、これに／９ルス信号列として制御
電流を供給できるので、これらホール素子発生器の時間
多重走査を同期させることができる。

またホール素子発生器をｐ４ルス的に作動させることに
よって、ノ臂うメータを改善できる。仁の結果、感度が
増大するようＫなる。従って、通常位置センサとしての
み使用しているホール素子発生器を、２つの磁極間の異
った場所における磁界レベルの差の測定に使用できる。

このようなホール素子発生器Ｋ）よって、磁極による静
止磁界（ｌｋがウスまでの強さ）に対して、欠陥信号を
５０が９ス位の値で検出できる。

制御電流のパルスインターノ々ル対、／クルス幅の比率
は約１対１０であることが望ましい。ホール素子発生器
への制御電流を／臂ルス電流にすることＫよる利点とし
ては、グローブ／ぐラメータを／譬ルスインターノぐル
中に制御できることでめる。例えば、温度Ｐす７トを感
知できることである。制御電流を供給している間に、ホ
ール素子発生器に対してセットし直すための補償値を得
られるので測定精度を増大できる。

また、ホール素子発生器の長辺を被検体表面に対して整
合させることが可能である。

また、列中のホール素子発生器の長辺を被検体の対向表
面要素に対して垂直に配置することも可能である。この
ような配置によって、より多くのホール素子発生器を装
着することができる。またこの方法によって、欠陥を極
めて小さな値でも検出できる。

更Ｋまた、少なくとも２層のホール素子発生器を各々の
列において上下に設けることもできる。これによって測
定装置の精密度に対する問題点を解決できる。垂直磁界
成分を測定するために１被検体中の欠陥の寸法に応じて
、ホール素子発生器の内側列または外側列、或いは２つ
の列の差を用いることができる。

２つのホール素子発生器の並置した出力端子を差動回路
に接続することもできる。これＫよって、磁界の差また
は磁界強度の傾きを測定できる。

また、他の実施例によれば、ホール素子発生器の出力信
号を補償増幅器に接続することができ、この信号に特別
な入力端子を経て測定精度を減少させるホール電圧にお
ける信号成分に対する補償値を与えることができる。こ
れＫよって、ホール電圧に含まれている静止妨害成分を
信号を処理する前に除去できる。被検体の縦軸線に沿り
て延在する磁界の軸に対する各々のホール素子発生器の
角度位置に依存して、上述の測定装置によって除去し得
る異った大きさの妨害信号成分が生じるので、上述のよ
うな妨害成分が現われるととＫなる。更に、被検体を磁
界に対向する検査位置へ移動すると不所望な信号成分が
１われる。この偏位を測定することができる。この偏位
に相当する補償値によって測定誤差を除去する。

また、検出用フィルタをこの補償増幅器の後段に接続す
ることが望ましい。このフィルタは、整合フィルタとし
て知られている。このようなフづルタを、有効信号の特
別な形態に合致させた妨害信号を除去するために用いる
。これによって、ＳＡを更に向上できる。

また、前述の評価回路忙パスラインに接続さレタプロセ
ッサを設け、このゾロセ、すに更にトリが回路を接続し
、このトリが回路によって、一定電流発生器の制御電流
を同期させてホール素子発生器に供給できる。また、プ
ロセッサをハスラインヲ経て整合フィルタおよびマルチ
プレクサの制御入力端子に接続し、このマルチプレクサ
の出力端子を補償増幅器の入力端子に接続する。このよ
うな構成によって、ホール電圧を感知、補償、および被
検体の表面の特別な領域に正確に合せることができる。

従って、これＫよって欠陥の位置測定をより容易に行な
うことができる。　　′ また、他の実施例によれば、軸方向に被検体を追加の磁
界によりて磁化し、ここでホール素子発生器の縦軸線を
中心軸に対してねじり角度で列内に配置する。この構成
によって被検体の縦軸線に対して垂直に延在する欠陥を
検出できる。

また、他の実施例によれとい軸方向の被検体を追加の磁
界で磁化する一方、少なくとも２つの列のホール素子発
生器を並置し、これらは互いに９０°の角度を成し、こ
れの出力信号を差動回路に供給している。これＫよって
、磁界の方向を感知できると共に一不適当な磁界方向を
感知できる。

また、この追加の磁界を低周波の交流磁界にすることも
できる。

以下図面を参照し乍ら本発明を詳述する。

第１図および第２図に示すように、強磁性体材料から成
る管状被検体ｌの非破壊検査装置では、この被検体１の
縦軸線方向に２対のマグネ、）ｊ、ｊから成る磁化シス
テムを配列している。このマグネ、トペア２は第１磁極
４および第２磁極６が形成されており、第１磁極４の端
部が例えばＮ極であり、被検体１に対向し、第２磁極５
の端部は磁極４の端部に被検体Ｉを介して対向している
。これら磁極４および５を同一中心軸θに沿って配置す
る。また、マグネットベア３も同様に２つの磁極７およ
び８から構成されており、この磁極７は被検体２に対向
している前面がＮ極であり、磁極８は被検体Ｉに対向し
ている前面がＳ極となっている。同様に、これらベア３
も共通の中心軸９Ｆｃ沿って配列しである。これらｉグ
ネットベア２および３を固定的に装着し、検査中、被検
体１をＷｉ’ｔ４．５゜１および８間を縦軸線１０の方
向に移動する。

これら磁極４．５．７および８によって２つの磁界が被
検体１に与えられる。これら磁界の中心軸は磁極４，５
または７，８の中心軸６および９ＪｆＣ，一致している
。これら中心軸６および９は互いに所定の角度を成して
傾斜しており、この角度は１８０°の商であり（後述す
る）、磁界が被検体ＩＦＣ向っている。２つの磁界が被
検体Ｉに向っているので、角度αは９０°である（第２
図参照）。この被検体中の磁力線は主に壁内を延在して
いる。この磁界を強力に設計したので、被検体壁を磁気
的忙飽和できる。

この被検体壁中のクラ、り、キズおよび小孔によって磁
気抵抗が極めて増大するようになる。

磁界の一部分は、クラ、り、キズまたは小孔を越えて閉
回路を形成することはないが、被検体の外側または内側
表面の外側の空隙を越えるものである。この磁界の一部
分を磁界検出器で検出できる。被検体の表面の外側に延
在するこのような磁界を測定することによって、材料中
のキズや、被検体壁中の構造上の不規則性を検出できる
ようになる。

被検体ＩＫ向う磁界方向にある磁極４．５または７．８
間に、被検体１の表面に沿って磁界検出器の列（ｒｏｗ
　）　１２　、１３を配列する。これら列１２．１３を
被検体１の表面から僅かな距離離間させて配列する。第
１図および第２図において、列１２および１３を被検体
１の外壁に近接して設ける。勿論、これら磁界検出器の
列を被検体ｌの内側に配置することもでき、この場合、
列を内側表面に沿って延在させる。

とれら列１２．１３によって、軸線１０方向に延在し、
各々の列１２またはｚ３の長さに対応する幅を有する、
被検体２中の検査ゾーンを包囲する。これら列１２．１
３はマグネットにア２，３と同様に固定して配置する。

２つの列１２および２つの列１３の各々は被検体１の表
面上の２つのゾーンを包囲しており、各ゾーンは角度β
を成しており、この角度は磁極の数で１８０°を割った
商から得られるものである。各々の備々の列１２．１３
は少なくともβ＝４５゜を成している。これら列１２．
１３は大きな長さを有することもできるので、角度βを
４５°より大きく取ることもできる。第１図および第２
図で示すように列１２．１３の寸法によって被検体１の
全体に亘って検査することができる。

場合によっては、この検査装置を用いて、被検体１の全
体に亘ってでなく、一部分のみ、例えば溶接の継目の幅
に等しい寸法のみ検査してもよく、磁界検出器の列を全
体の内の所望の部分の幅だけの寸法で設けることが可能
である。

これＫよって、１個のマグネ、トイアのみで十分なこと
もある。第１，２図に示す検査装置を全体だけでなく、
一部分のみスイッチングすることによって操作すること
ができる。このことは後で詳述する。

これら列１２．１３中に、磁界検出器としてホール素子
発生器を設ける。これら発生器に制御電流としてパルス
信号列を供給する。時間多重のホール素子による電圧発
生器の出力端子を評価回路に接続する。。これＫついて
は詳述する。

このホール素子発生器の時間多重走査を制御電流のノ母
ルス信号列と同期させる。これらホール素子発生器とし
て、シーメンス社のＫＳＹ　１０タイグの製品が使用で
きる。

列１２．１３において、ホール素子発生器１４．１５を
被検体１０表面の整列状態とは異って配置できる。第４
図および６図に、ホール素子発生器を表わし、これの長
辺１６を被検体１０表面に合せる。２層のホール素子発
生器１１．１８を上下方向に設けである。検査の種＠に
応じて、どちらの層１７ｒ、１Ｂのホール素子発生ｉ！
ｓ１４を欠陥の検出用に使用するかが決められる。欠陥
の検出感度の最も高い結果が得られるのＫは、層１７お
よび１８中の隣接するホール素子発生器の異った回路処
理によって決められる。

ＩＥＢ図および５図に示すように、ホール素子発生５Ｚ
５の長辺Ｉ９を被検体１の対向する表面素子に垂直に配
列する。これら発生器ｚ５を２層２０．２１状に上下配
貨する。第４図に示す構成と同様に１欠陥の検査のため
にどの層２０．２１を用いるのかは、欠陥の性質によっ
て決められるものである。第３図の実施例によれば、ホ
ール素子発生器１５を並べて密着できる。このよう表記
列によって、被検体中の欠陥を良好に位置させることが
できる。

第７図は、ホール素子発生器２２．２３およびそれらの
電極の接続回路を示す。構成１４゜Ｉ５の種類に応じて
、列１２．１３をホール素子発生器から構設する。層１
１．１８または２０．２１ＶＣおいて隣接イアを形成す
る総てのホール素子発生器１４．Ｉｓの接続方法は、２
個のホール素子発生器２２．２３の一方の接続方法に対
応するものである。

ホール素子発生器２２．２３の制御電流用の供給電極を
直列接続する。一定電流発生器２４から、制御電流用の
供給電極を接続する。ホール素子発生器２２．２３から
のホール電圧を受けるための電極を増幅器２５．２６の
入力端子に接続する。

一定電流発生器２４によって、ノ臂ルスインター／母ル
対幅の比が１：１０のパルス信号列を発生する。ホール
素子発生器２２．２３へ／臂ルスを印加することｋよっ
て、熱的ストレスを減少できる。従って、制御電流の大
きな振幅が供給できる。ホール電圧は制御電流に比例す
るので、例え小さな磁界であっても十分に高いホール電
圧を発生できるようになる。従って、ホール素子発生器
２２．２３として、安価なセンサ、例えば通常、！ダネ
、トの位置の走査用に用いられるシーメンス社のタイｆ
　ＫＳＹ　１０を用いることができる。制御電流と共に
ホール素子発生器ｘｚ、ｔｚの／々ルス状電圧の印加に
よって、ノｆルスインター・ヤルにおける選択した値の
計測が同様に可能となる。この方法によって、パルスイ
ンターフクル中のホール素子発生器２２，２３０ｍｖｔ
条件による一定な′零９を決定できると共に１温変値に
よる正しい値を固定でき、これによって測定した値を、
温度変化の影響を受けずく補正できる。

増幅＠２５，２６の出力端子をマルチプレクサ２ｒの入
力端子に接続し、同様に１他のホール素子発生器１４．
１５ＦＣよって供給された増幅器の出力端子も接続する
。これら増幅器２５゜２６またけ他の増幅器（図示せず
）によって得られたアナログ信号が送給されるｉルナプ
レクサ２１の出力信号端子を補償増幅器２８の２入力端
子Ｉ／ｃ１ｉＩ続する。この補償増幅器２°８には補償
値を受は入れる２個の入力端子２９が設けられている。

この増幅器２８としては、例えばハリス社のタイｆ２５
２５の数種類のオ（アンプを用いることができる。これ
の入力端子２９にレジスタ３０の出力端子を接続する。

このレジスタ３０１Ｃは、補償増幅器２８の信号を補償
している間に、ディジタル補償値が中間的に記憶される
ようＫなっている。また、このレジスタ３０には更Ｋ　
Ｄ／Ａ変換器（図示せず）、例えばＤａｔ會１社のタイ
プＤＣＡ１２ＨＡＫよって製造した変換器を設けである
。この変換器の出力信号が上述の入力端子に供給される
。補償することによって、ホール素子発生器：Ｉ２．１
！３１Ｃよって発生した信号は、静止信号部分の干渉か
ら回避されている。またこの補償増幅器２８１１Ｃよっ
て、ホール素子発生器の信号に差を形成する。この差が
形成される結果、ホール素子発生器２２゜２３の設置場
所における磁界強度の傾きに相当する信号が得られ、こ
の傾き信号を、基準信号による局所的な直流磁界部分に
対しで減少させている。また、この信号の差を増大する
と共に、補償増幅Ｗｉｊｚｔｔに接続したトレースフィ
ルタ（整合フィルタ）３１に供給する。このトレースフ
ィルタ３１は、ホール素子発生器２２．２３の有効な信
号の形態に適合した特性曲線を有しているので、干渉信
号が更に抑圧される。このようなトレースフィルタによ
って、Ｓ／Ｎ　カ１０〜２００間で改善される。の変換
器３９をこ（７））Ｌ／−Ｉ７．　ルｌ１３　ｊｉ／ｃ
接続する。このい変換＠３９によってディジタル信号が
発生され、この信号は局部的直流磁界部分より少ない発
生器２２．２３のホール電圧の差に相当するも、のであ
る。このデづジタル信号は数個の・々イナリコードを有
する。このい変換器３９の出力端子をパス３２に接続す
る。同様に、このパス３２をレジスタ３ｏの入力端子に
も接続する。

更に、マルチプレクサ２７の制御入力端子をパｘｓｘＶ
Ｃ接続する。／ヤス３２は独立のアドレスおよびデータ
ライ・ンを設ける方が好適で′ある。

このパス３２を更に、ゾロセッサ３’３　Ｋ接続し、こ
れＫよって割合てたアドレスおよびデータの転送（）９
ス３２上の）を制御する。このプロセッサ３３をトリが
装ａｉＳａに接続し、この装置３４を一定電流発生器２
４に接続する。このトリが装置３４はプロセッサ３３の
動作に応じて一定電流発生器の制御電１５！／ｆルスに
同期させ得る。

列１２．１３のホール素子発生器１４．１５の位置によ
って規定された順序に従って、ヒれらホール素子発生器
１４．１５を交互にマルチプレクサ２７を経て補償増幅
器２８にプロセッサ３３の制御の下で接続する。この様
なホール素子発生器１４．１５の電子的走査によって、
磁界プローブの回転を電子的にシ、ミＶ−シ。

ンしている。非接触型制御素子を駆使することＫよりて
、ホール素子発生器１４．１５の順次の嚢査をかなり高
速で行なうことができる。これＫよって、１回転速度”
途シ、きレージ、ンされたことＫなり、との速度は、機
械的手段によって達成され得る回転磁界の速度よ、ｂ実
質的に速いものである。

ホール素子発生＠１４．１５の選択および順序は、対応
するマルチプレクサ２７のアドレスによって任意に変更
できる。従って、第７図の装置を異った検査条件の下で
作動させ得る。例えばはんの僅かな部分の被検体の検査
であれば、走査は、この被検体のこの部分に面したホー
ル素子発生器１４．１５に限定することができる。

更に、マルチプレクサの迅速なアドレスによって、被検
体の他の部分より更に重要な部分を走査することができ
る。従って、このような装置は、最初に説明した検査装
置より、更に広範に使用できる利点がある。

同様に、磁界プローブの列１２．１３を円形の横断面を
有しない長方形の被検体にも適用できるのに対して、前
述した従来の装置では、円形の横断面を有しない被検体
忙は適用できない。

着し、との装置を小さな被検体部分のみの検査に使用す
る場合には、磁界グローブの列１２、またはｚ３をこれ
らの領琥範四まで、適用できる。

被検体に対して適轟な距離を選定することによって、各
々の列１２．１３におけるプローブの配電を容ｎＫ表面
の輪郭に合致させ得る。これによって、被検体の極めて
正確な案内のための高額の費用を節約できる特徴がある
。各々のセグメントをかなり小さな値に選択できるので
、こノ寸法ヲハンドヨークマグネ、トの寸法に対応させ
ることが可能である。従って、これＫよってこの装置を
ノ・ンドヨークマグネ、トと共に操作できるようになる
。この方法において、あラユる形状のワークピースでも
篭グメント毎に検査することができる特徴がある。

列ｘｚ、ｚｓＦｃ配置し九ホール素子発生器Ｚ４ｔたは
１５０磁極４，５ｔたは７　、８ＳＩＣ対する距離が異
るために、発生したホール電圧も同様に異る。第８図は
、角度位置αを条件としての列に配置したホール素子発
生器のホール電圧ＵＩ曲線である。これによって、角度
Ｃは２個の磁極４．５またけ２．８の中間となっている
。

４５°と印した場所では、磁極４，５ま゛たは１゜８の
上側縁部が存在するものとする。これら磁極の近傍では
、ホール電圧Ｕ、Ｉｔｉ　Ｏ’における電圧より高いも
のである。従って、ホール電ＥＥＵＨはａ４うＣう状と
なる。被検体１の縦軸ＩＯがマグネ、ト（ア４．５；１
，８の縦軸に対して中心的に延在する場合には、Ｉの状
態の曲線となる。若し、被検体２を中心から偏位して配
置する場合には、ホール電圧ＵＨは異った曲線となる。

次に％窟の曲線は、被検体Ｉをその縦軸線ＩＱが＠１図
、第２図に示した位置から右側へ偏位した場合のもので
ある。最後に■のホール電圧曲線は、図示の位置から左
側へ偏位した場合のものである。

ホール電圧発生器のホール電［３：ＵＨの位置に、よる
これらの影響は、正確な測定精度舎得るためには除去し
なければならない。また、プロセッサ３３には記憶ユニ
ット（図示せず）が設けられており、このユニットには
ホール素子発生器１４またはＬ５の異りた位置に対する
補正値が記憶されている。これら補正値には被検体１の
中心上の配置および中心より偏れた時の配置用の値が含
まれている。構造上の欠陥を検査する前に、被検体ｌの
位置を第８図に示したホール電圧曲線に照合して決定す
る。このホール電圧曲線によって各々のホール電圧発生
器１４．１！；の位置に対する補償値を供給し、これを
次に記憶している。各々のホール素子発生器の走査を開
始する前に、整合用の補償値をレジスタ３０に供給する
。次に１補償増幅器２８に供給したホール電圧ｆｖｌス
タ３０からの補償値で補正する。

非接触制御素子によるホール素子発生器ｚ４または１５
の順次の走査によって、例え、被検体１を縦軸１０方向
に高速で移動させても十分に高い識別力で欠陥を検出で
きる。場合によりては、迅速なスイッチング回路により
て一連の゛　　走査を十分に行なえないような移動速度
を所望するならば、ホール素子発生器１４ｔたは１５を
同時に走査できる。このために１高価なスイッチング装
置のみを準備すれば良い０例えば、数個のマルチプレク
サおよび補償値用のレジスタと一緒に補償増幅器が必要
となる。ホール素子電圧発生器１４またけＩ５を非鉄金
属の支持プロ、り忙装着し、ここでこれら発生器を互い
に近接して配着することによってこれらの間でデッドゾ
ーンを構成しなくなる。

被検体ｌの表面からのホール素子電圧発生器１４または
１５の好適な距離は１智〜１．５簡の範囲内であった。

上述の方法によりホール素子発生器を用い、直径６５ｍ
、壁厚５■の強磁性体から成る被検体を検査した場合、
キズの深さおよび位置の条件の下で、次表のようなＳ／
Ｎ結来が得られた。

欠陥の深さ　　欠陥の位置　　ＳＡ ５％　　　　　　内側　　　　６ｄＢ １０チ　　　　　〃 一−−−−−−−−−−−−−−−−−一−−−−−−
−−１−〇−ｄｐ−５チ　　　　　外側　　　　８ｄＢ １０％　　　　　＃　　　　　１７　ｄＢこれらの結果
は、ホール素子発生器の角度位置に無関係に得られたも
のである。これら測定値はトレースフィルタ３１の出力
端子に得られたものである。

上述した検査装置によって被検体１の縦軸方向に対して
垂直に延在する欠陥を検出できない。

欠陥は常に空間的寸法を有していると共に、ホール素子
による電圧発生器は小さな寸法しか有しないために、こ
のような欠陥は、漂遊磁束に。

よりて検出する。しかし乍ら、上述した検査装置を駆使
するととｋよって高精度で純粋に横方向の欠陥を検出で
きる。この目的のため、同様に被検体を縦軸方向に磁化
する。この縦軸方向の１化をマグネ、トシステムによる
２個の環状磁極３５．３６によって行なう。これら磁極
３５．３６を被検体１の外側表面の周りに垂直に係止す
る。これら磁極３５．３６を被検体表面の異る場所に互
いに所定距離離間して設ける。

また、これら磁極！１５．３６１１Ｃよる縦軸方向の磁
化によって、被検体の縦軸方向の移動を妨げるものでは
ない。

被検体ｌ中の欠陥の場合、縦軸方向およびそれに垂直な
方向における磁界の傾きを検出するために、ホール素子
発生器１４ｔたは１５およびこれらの平面を列１２．１
３中に回動自在に配置する。これによって、これら平面
（図示せず）゛の縦軸−磁界の中心軸６，９に対して傾
斜するようになる。これら中心軸６．９に対して小さな
平面の傾斜の程度は、上述の縦軸およびこれに垂直な軸
方向の磁界の強さに付随するようＫなる。これら磁極３
５．３６は電磁石の一部であることが望ましく、これｋ
よって低周波の交流磁界を発生できる。これＫよって、
磁界強度のベクトルが主軸の周りに同期的に振動するよ
うな磁界を被検体中に発生できる。この様な強い磁界強
度示得られるので、欠陥の表示が最良となる。

被検体２の軸方向か−ら見てホール素子発生器１４また
はｘｓｅｖ各列１２．１３ｆＣ隣接して、ホール素子発
生器の第２の列ｓｒ、ｓｓを配置できる。これによって
、隣接の列１２．３７または１３．３８のホール素子発
生器の小さな平面の縦軸線は互いに垂直に延在している
。異った列１１．１３．３１．３８におけルホール素子
発生器によって、磁界の強さの傾き（互いに垂直に延在
している）を検出できる。これら２つの傾きからキズの
延在方向を見つけられる。

第９図は、トレースフィルタ３１の構成を示す。このフ
ィルタ３１の入力端子に、タ、ｆ付きの遅延素子４０が
接続される。これらタ、ｆ忙抵抗４１が接続され、これ
ら抵抗値は、入力信号の形ａＫ合せて決められる。これ
ら抵抗値４１１１Ｃ加算回路４２が接続され、これＫよ
って出力信号が発生される。この遅延素子として、Ｄａ
ｔａ　Ｄｅｌａｙ　２２１４−２０００Ｇタイ／の製品
が使用可能である・

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による非破壊検査装置の一実施例の斜
視図、第２図社、＠１図の正面図、ｖＸ３図は第１図の
磁界検出器の列の正面図、第４図は第３図の列の変形例
の正面図、第５図は、第２図の列の断面図、第６図は第
３図の列の断り線図、第８図はホール電圧の列の位置に
よる発生電圧を示すグラフ、第９図は検出フィルタのプ
ロ、り線図である。 Ｉ・・・被検体、２，３．３５．３６・・・マ゛グネッ
トペア、４，５，７！、８・・・磁極、１２．１３・・
・磁界検出器の列、１７．１Ｂ、２０．２ｌ−ｆＪ＜−
ル素子発生器、２４・・・定流発生器、２７・・・マル
チプレクサ、２９・・・補償増幅器、３ｏ・・・レノス
タ、３１・・・トレースフ１ルタ、３３・・・デロセ、
す、３４・・・トリが装置。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦手続補正書働
刻 昭和　−７・１″月１５日 特許庁長官　　若　杉　和　夫　　殿 １、事件の表示 特願昭５７〜１４２７４８号 ２、発明の名称 非破壊検査装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 ヌーケン・グーエムペーハー ４、代理人 昭和５７年１１月３０日 ６、補正の対象 明細書 ７、補正の内容　　　別紙の通り 明細書の浄書（内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、強磁性体の被検体を磁化することＫよって構造上の
   不規則性により、磁界曲線に変化が現れ、この変化をこ
   の被検体の表面上または近傍に配置した検出器によって
   磁気的に検出して非破壊検査する装置において、縦軸方
   向に偏位可能な被検体（７）の上に少なくとも２つの静
   止磁界を、上述の縦軸方向に沿って交互に配置し、この
   静止磁界の中ノロ軸（６’、　ｓ　）を、これら磁界の
   数および１８０°から得た商に相当する角度（α）で互
   いに傾斜させ、前記静止磁界発生器の磁極（４，５”、
   ７．８）間の空間中ｋ、固定の磁界検出器（１４，ｒｇ
   ）の列（ｚｚ。 １３）を配列し、これら列を被検体（１）の偏位方向に
   垂直な方向の被検体の検査領斌に相当するゾーンを含ん
   で延在させ、これら磁界検出器（ｌ＜、１５）の出力端
   子を評価回路（２４゜２５．２６，２７．：！Ｉｊ、３
   ０．３１　．３２゜ｓｓ、ｓａ）に時間多重的に接続し
   たことを特徴とする非破壊検査装置。 ２、前配列（１，ｙ、ＺＪ）を各磁界の中心軸Ｃ６，９
   ）Ｋ対して対称に配置し、これら各列（ｒ２．ｒ３）を
   、前記磁界発生器の磁極（４゜５：ｒ、Ｉｔ）の数で少
   なくとも１８０°を割った角Ｗ（β）を有するゾーンを
   包含して延在させたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の非破壊検査装置。 ３、前記磁界検出器（１４，１５）をホール素子による
   電圧発生＠（２２，２３）とし、このホール素子発生Ｄ
   Ｃ２ｚ、ｚｓ）にノクルス信号列として制御電流を供給
   し、これによってこの発生器（ｚｚ、ｘ３）の時間多重
   読取りを同期化したことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項ないし＠２項のいずれかに記載の非破壊検査装置。 ４、　前記制御電流のノｆルス幅とノ４ルスインターバ
   ルとの割合を約１対１０としたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１３Ｊ記載の非破壊検査装置。 ５、前記列（１２，ｒｓ）中のホール素子発生器（ｘｉ
   、ｘｓ、ｔｚ、ｚｓ）の長辺（Ｉ６）を前記被検体（−
   １）の表面Ｋｎぼ平行に整列させたことを特徴とする特
   許請求の範囲第３項ないし第４項のいずれかに記載の非
   破壊検査装置。 ６、前配列（１２，１３）中のホール素子発生器（ｘｔ
   、ｒｓ、ｘｚ、２ｓ）の長辺（１９）を前記被検体（ｆ
   ）の対向する表面領域に対して垂直に整列させたことを
   特徴とする特許請求の範囲第３３Ｊないし第４項のいず
   れかく記載の非破壊検査装置。 ７、　前記各々の列（ｒｚ、ｒｓ）中に、少なくとも２
   層（ｒｇ、ｒｙ：ｚｌ、ｏ）の前記ホール素子発生器（
   １４，ｘｓ、：ｒｘ、ｚｓ）を上下関係に配置したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第５項ないし第６項のいず
   れかに記載の非破壊検査装置。 ８．２個の前記ホール素子発生＠（１２，２３）の出力
   端子を差動回路（２８）に接続したことを特徴とする特
   許請求の範囲第３項記載の非破壊検査装置。 ９、配列ホール素子発生器（２２，２３）の出力信号を
   補償増幅器（２８）Ｋ供給し、この増幅器（２１ｔ）の
   他の入力端子（２９）Ｋ測定精度を劣化する、ホール素
   子発生器（Ｘ、ＺＳ）のホール電圧中の信号成分に対す
   る補償値を供給したことを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項記載の非破壊検査装！。 １０、トレースフづルタ（３１）を前記補償増幅器（２
   ８）の後段に接続したことを特徴とする特許請求の範囲
   第３項記載の非破壊検査装置。 １１、前記評価回路にパスライン（３２）に接続された
   プロセッサ（３３）を設け、このプロセ、す（３３）を
   トリが回路（３４）に接続し、このトリが回路（３４）
   の出力信号によって一定電流発生器をホール素子発生器
   （ｚ　ｚ、ｘｓ）と同期させ、このグロセ、す（３２）
   をトレースフ４ルタ（３ｚ）に接続すると共に゛、マル
   チプレクサ（２７）の制御入力端子にも接続し、このマ
   ルチグレク？（ＪＰ）を補償増幅器（２８）およびレジ
   スタ（３０）の入力端子ならびにホール素子発生器の出
   力端子間に接続し、このレジスタ（３０）の出力端子を
   補償増幅器（２８）の入力端子（２９）に接続したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の非破壊検査装
   置。 １２、前記列（１２，１３）のホール素子発生器（１４
   ，ｒｓ）を非鉄金属のプロ、りに配置したことを特徴と
   する特許請求の範囲第３項記載の非破壊検査装置。 １３、前記ホール素子発生１Ｓ（１４，１５）を被検体
   （Ｚ）の表面から１■〜１．５−の距離離間して配置し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の非破壊
   検査装置。 １４、前記被検体（１）を軸方向に追加の磁界によって
   磁化すると共に、前記列（ｒｚ、ｘｉ）中のホール素子
   発生器（Ｚ４．ＺＳ）の縦軸線を前記中心軸（５，９）
   Ｋ対してねじった状態で配置したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の非破壊検査装置・ １５、前記被検体（ｌを軸方向に、追加の磁界で磁化し
   １、少なくとも２列のホール素子発生器Ｃｒ２．ｓｒ；
   ｘｓ、５ｔｔ）を並置し、隣接する列におけるホール素
   子発生器（１４，１５）の小さな平面の縦軸線が互いに
   ９０°の角度を成すようにし、前記列（，１’２．３７
   　：　１３，３Ｂ’）の隣接のホール素子発生器（ｔ４
   ．ｔｓ’）の出力端子を互いに差動回路に接続したこと
   を特徴とする特許請求の範囲＠１項ないし第１３項のい
   ずれかに記載の非破壊検査装置。 １６、前記追加の磁界を２個の磁極で発生させ、これら
   磁極を被検体（１）の周りでクランプし、互いに離間し
   て被検体（１）の縦軸線方向に装着し、前記ホール素子
   発生器（ｒ４．ＺＳ）の列（１ｚ、ｓｒ；ｘｓ、５ｔｔ
   ）を磁極（３５゜３６）関に配置したことを特徴とする
   特許請求の範囲第１４項ないし第１５項の込ずれかに記
   載の非破壊検査装置。 １７、前記追加磁界を低周波の交流磁界で発生したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１４項ないし第１６項の
   いずれかに記載の非破壊検査装置。