JPS59202057A - 磁気探傷方法 - Google Patents

磁気探傷方法

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JPS59202057A
JPS59202057A JP58076670A JP7667083A JPS59202057A JP S59202057 A JPS59202057 A JP S59202057A JP 58076670 A JP58076670 A JP 58076670A JP 7667083 A JP7667083 A JP 7667083A JP S59202057 A JPS59202057 A JP S59202057A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
flaw detection
sensor
sensor unit
magnetic field
Prior art date
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Pending
Application number
JP58076670A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshikazu Toda
戸田 義和
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.)
Shimadzu Corp
Shimazu Seisakusho KK
Original Assignee
Shimadzu Corp
Shimazu Seisakusho KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp, Shimazu Seisakusho KK filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP58076670A priority Critical patent/JPS59202057A/ja
Publication of JPS59202057A publication Critical patent/JPS59202057A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/90Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
    • G01N27/9006Details, e.g. in the structure or functioning of sensors

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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

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】 (イ)産業上の利用分野 この発明は磁気探傷方法に関する。
(ロ)従来技術 例えは、鋼管や鋼棒等の磁気探傷は、検出しようとする
欠陥に対して直角方向に磁界を与えて、欠陥部からの漏
洩磁束を検出することにより行っている。
この漏洩磁束の検出方法として、11+1i1のセンサ
を探傷範囲内で揺動或いは回転することにより行うもの
がある。
しかしながら、この方法によれば探傷機の機械的構造が
複雑となり、また、摩耗部分が多くなるという欠点があ
る。
一方、前記欠点を排除するために例えば、多数の半導体
磁気抵抗素子を探傷範囲に連設固定して、各素子の出力
信号を電子スイッチにより順次取り出して時分割処理を
行う方法が提案実施されている。
第1図は連設固定された半導体磁気抵抗素子の出力信号
を時分割処理することにより探傷する方法を示した説明
図である。
図において、1は断面が角状の被検査材である鋼棒、2
は探傷面(この場合、鋼棒1の上面)を磁化するだめの
磁化コイル、3は探傷面に沿って連設固定される磁気セ
ンサである例えは、ゲルマニウム等からなる半導体磁気
抵抗素子、4ば各半導体磁気抵抗素子に接続されるイン
ピーダンス変換器、5は各半導体磁気抵抗素子3の出力
信号を順次取り出すために時系列的に切り換えられるス
イッチ、6は増幅率を微調整できる増幅器、7は増幅器
6の各出力信号を与えられる信号処理回路である。
即ち、インピーダンス変換器4及びスイ・ノチ5を介し
て順次取り出された各半導体磁気抵抗素子3の出力信号
は、各素子の磁気感度に応じて増幅率が設定された増幅
回路6で増幅される。そして、各出力信号が信号処理回
路7に与えられることにより、欠陥の判…iかなされる
しかじから、前述した複数の半導体磁気抵抗素子3はそ
れぞれ分離して形成されているものを連設したものであ
るから、各素子と探傷面との距!iliが精度よく均一
になりにくいため、各素子についてのリフトオフに差を
生じ易い。また、半導体磁気抵抗素子の構造上、各素子
の磁気感度のノくラツキが大きい。かかる理由によ一す
、従来の探傷方法では各半導体θケ気抵抗素子3の出力
信号を人力する増幅器6の増幅率をそれぞれ微調整して
、各半導体磁気抵抗素子3の探傷感度の)<ラツキを補
正した後、各出力信号を信号処理回路7で時分割処理す
るという各半導体磁気抵抗素子ごとの信号処理をしてい
る。
それ故、この方法による磁気探傷ば、信号処理が複雑に
なるという欠点がある。
(ハ)目的 この発明は機械的構造が簡単で、摩耗部分が少なく、且
つ、信号処理を容易に行うことができる磁気探傷方法を
提供することを目的としている。
(ニ)構成 不発明老は、探傷結果に基づき被検査材の欠陥部分に施
されるマーキングの幅は前述した1個の半導体磁気抵抗
素子の検出エリアよりも充分広いから、本来、欠陥の有
無も前記幅を単位として、その範囲内の欠陥の有無のみ
を問題にすれば足りるものであることに着目することに
よりこの発明をするに至った。
即ち、この発明に係る磁気探傷方法は、強磁性薄11り
よりなる磁気抵抗体が直交配置された磁気センサを連設
して一体に形成したセンサユニットを、被検査材の探傷
面近傍に連設固定し、前記センサユユノ1〜を構成する
磁気センサの出力信号の論理和を各センサユニットごと
に採り、その論理和信号を順次処理することに基づき探
傷するようにしたことを特徴としている。
(ポ)実施例 第2図はこの発明に係る磁気探傷方法の一実施例の説明
図であり、第1図と同一部分は同一符号で示しである。
30は被検査材1の探傷面の近傍に連設固定されたセン
サユニットである。ごのセンサユニット30は強磁性薄
膜よりなる磁気抵抗体が直交配置されたθヶ気センザ3
1を連設して一体に形成されている。
第3図は磁気センサ31の説明図である。磁気センサ3
1は例えば、シリコン基板上に形成されたN i−Co
等の強磁性金属薄膜を図に示すように4J’r K泉4
火のパターンにボトエノチングすることによってi’J
作される磁気抵抗体A、13を<Aiiえている。
この磁気抵抗体A、Bは長平方向が互いに直交するよう
に配置されて接続している。そして、磁気抵抗体A、B
の一端とその接続点は導出されて電極311.312.
313にそれぞれ接続している。前記磁気抵抗体A、B
に依って構成される感磁部の寸法は例えば、1.18 
X 2.36mmに設計されている。
次に磁気センサ31の特性を説明する。磁気センサ31
ば、磁気抵抗体の磁化方向と、これに流れる電流の方向
のなす角度θによって抵抗が異方的変化を示す。この変
化は電流と磁化方向が平行になったときに磁気抵抗体の
抵抗値が最大となる一方、これらが直交したときに抵抗
値が最小となるものである。それ故、電極311.33
3間に直流電流を流した状態において、磁界11をω多
気センサ31の長平方向に沿う方向(θ−〇)から順次
その向きを変化させていくと、電極312、即ち磁気抵
抗体A、Bの中点電位は第3図(ロ)に示すように磁界
の向きに対してcos2θの変化となる。
また、例えばθ−0の状態において磁界1−1の強度が
増していくと、磁気センサ31の中点電位は上昇してい
く。そして、一定磁界強度(可逆磁界強度)内において
、その中点電位は所謂履歴を示すが、前記磁界強度以上
では可逆的となる。磁界Hがさらに強くなると中点電位
は飽和する。従って、磁場の反転や小さい強度の磁界を
検出するには、履歴の影響を避けるため磁気センサ31
にバイアス磁界が加えられる。バイアス磁界の方向は、
同図に示したθ−0の方向であり、その強さは前記可逆
磁界強度と信号磁界の強さに応じて決定される。
さらに、強磁性薄膜の特性上、この磁気センサ31は感
磁部面に沿う磁界成分の感度に比べて感磁部面に垂直な
磁界成分の感度は約2桁悪いという面指向性を有するも
のである。
上述した如き磁気センサ31を連設させることによりセ
ンサユニット30が一体に形成される。
第4図はセンサユニットの実施例を示す説明図である。
同図(イ)は例えば111!、Iの矩形上のシリコン基
板上に°磁気センサ31A〜31Dを直列に接続したパ
ターンを形成したものであって、端子TO1To“間に
直流電流が流され、端子T1〜T4から各磁気センサの
中点電位が取り出される。一方、同図(ロ)は磁気セン
サ31A〜31Dを分離して形成したもので、各磁気セ
ンサの端子To、TO′間に直流電流が流され、端子T
1〜T4から各磁気センサの中点電位が取り出される。
この発明においては第4図(イ)又は(ロ)のい場゛れ
のセンサユニットを用いるものであってもよい。
次に第2図に示した実施例の動作について説明する。
被検査材1の長手方向の欠陥を検出する場合、同図に示
すように、長手方向に移動する被検査材1に磁化コイル
2によって前記欠陥と直交する方向に磁界を与えるとと
もに、複数個のセンサユニット30を前記磁界の方向に
沿って設ける。また前記磁化コイル1や複数のセンナユ
ニット30から探傷面までの距離を一定にするために、
これらは被検査材の曲がりや捩れに対して前記距離が一
定になるように追従する追従機構に関連して設けられる
のが望ましい。
このとき、探傷面の表面に沿った磁界は、センサユニッ
ト30に対してバイアス磁界として作用する。一方、探
傷面に長手方向の欠陥がある場合、該欠陥部から謡洩磁
束が生じるから、この部分にはl、11洩磁束とバイア
ス磁界との合成磁界が発生ずる。その結果、センサユニ
ット30の感磁部に作用する磁界の方向が変化すること
により、この欠陥013分に当たる磁気センサ31の中
点電位が変移する。
しかして、各センサユニット30の磁気センサ31の中
点電位である出力信号81〜S4ばインピーダンス変換
器4を介してOR回路8に入力する。従って、各OR回
路8からはそれぞれに入力する信号S1〜S4の時々刻
々の最大信号S5が出力される。各センサユニット30
の最大信号S5はスイッチ5を介して信号処理回路7に
順次与えられる。
ところで、欠陥部分の磁界の方向の変化は該欠陥の大き
さに応じて変わるから、磁気センサ31の中点電位も欠
陥の大きさに応じてその変化量が異なる。それ故、信号
処理回路7はこれに入力する信号S5の変動を検出する
ことにより該センサユニット30に対応する探傷面に欠
陥かあるか否かを検出することができる。
尚、上述の実施例では被検査材の平面部分の探(Wにつ
いて説明したが、この発明はこれに限られるものでなく
例えば、第5図に示すように曲面上の探傷面であっても
実施出来るものである。この場合も探傷面までの距離が
等しくなるように複数のセンサユニット30′が配設さ
れる。
(へ)リノ果 この発明に係る磁気探傷方法は、探傷面の近傍に設けら
れるセンサユニットは探傷面に対し゛ζ略固定されるも
のであるから、探傷装置の機械的構造を節単にし、且つ
、摩耗部分も少なくすることができる。
また、この発明に用いられるセンサユニ7 l・は強磁
性薄膜よりなる磁気抵抗体を直交配置された磁気センサ
を連設して一体に形成してなるものであるから、その構
造上、センサユニットを構成する磁気センサの特性のバ
ラツキはほとんどない。
従って、従来の方法のようにセンサの感度のバラツキを
補正する必要がないので、1個のセンサユニット内の磁
気センサの論理和をとることができる。それ故、この発
明に係る磁気探傷方法によれば、従来のように各センサ
ごとの信号処理が不要になり、例えばマーキング幅を単
位として複数の磁気センサの出力信号を一括して処理で
きるので、従来方法に比較して信号処理が大変容易にな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は連設した半導体磁気抵抗素子の出力信号を時分
割処理することにより探傷する方法を示した説明図、第
2図はこの発明に係る磁気探傷方法の一実施例の説明図
、第3図は磁気センサ31の説明図、第4図はセンサユ
ニットの実施例を示す説明図、第5図はこの発明の他の
実施例を示す説明図である。 1・・・被検査材、2・・・磁化コイル、4・・・イン
ピーダンス変換器、5・・・スイッチ、7・・・信号処
理回路、8・・・OR回路、3゜・・・センサユニット
、31・・・磁気センサ。 特許出願人  株式会社 島津盟作所 代理人  弁理士  大 西 孝 治 第3図 (イ) (ロ) 第4図 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)強磁性薄膜よりなる磁気抵抗体か直交配置された
    磁気センサを連設して一体に形成したセンザユニノトを
    、被検査材の探傷面近傍に連設固定し、前記センザユニ
    ソトを構成する磁気センサの出力信号の論理和を各セン
    ザユニソトごとに採り、その論理和信号を順次処理する
    ことに基づき探傷するようにしたことを特徴とする磁気
    探傷方法。
JP58076670A 1983-04-30 1983-04-30 磁気探傷方法 Pending JPS59202057A (ja)

Priority Applications (1)

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JP58076670A JPS59202057A (ja) 1983-04-30 1983-04-30 磁気探傷方法

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JP58076670A JPS59202057A (ja) 1983-04-30 1983-04-30 磁気探傷方法

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JPS59202057A true JPS59202057A (ja) 1984-11-15

Family

ID=13611848

Family Applications (1)

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JP58076670A Pending JPS59202057A (ja) 1983-04-30 1983-04-30 磁気探傷方法

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JP (1) JPS59202057A (ja)

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