JPS60225058A - 強磁性材料の機械的性質非破壊測定装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、強磁性材料の磁気特性を測定することＫよっ
て当該強磁性材料の機械的性質を非破壊で測定する装置
に関する。

本発明における「機械的性質」とは、鋼材、ニッケル合
金材の如き強磁性体材料の硬さ、強さ。

靭性及び外部負荷又は内部残留の応力状態の四種を意味
する。

従って、本発明は主として鉄鋼製品関連業界において利
用されるものである。

〔従来の技術〕

一般Ｋ、鋼、ニッケル合金の如き強磁性体材料の機械的
性質が変化すれば、当該強磁性体材料の磁化特性−保磁
力、透磁率及び残留磁気−も変化することはよく知られ
ておシ、この現象を利用して、強磁性体材料の磁化特性
の変化を測定することＫよって当該強磁性体材料の機械
的性質の変化を非破壊で測定する方法は古くから種々提
案されている。

例えば、古くから実用されている方法としては「特公昭
４１−２４５５号」公報に示されている強磁性体材料（
鋼材）の準静的磁化にょる保磁力と機械的性質（硬さ）
との対応性を利用するものがある。

また、「基礎磁気工学：（株）学献社：昭和５０年発行
−ＩＫ述べられている通り、渦流法に代表される交番磁
化による平均透磁率と機械的性質との対応性を利用する
ものがある。

前者に用いられる装置は、消磁装置を必須とするため大
型とならざるを得す、また磁化及び消磁に用いる電磁石
の形状を被測定物の形状に合せて変える必要がある。し
かも、磁化及び消磁の操作が極めて煩雑である。

後者に用いられる装置は、装置自体は前者と比較して小
型化されたものではあるが、周知のヒステリシスループ
（後出第５図参照）の「傾き」に対応する励磁（−次）
コイルのインピーダンス又は検出（二次）コイルの電圧
を検出して比較試料との差をブリッジ法によって測定す
るため測定値に磁界の強さ及び磁化の強さの変動による
影響を受けやすく、また測定値が検出端の形状、接触性
及び被測定物の形状によって変動しやすい、〔発明が解
決しようとする問題点〕 本発明は、従来の渦流法に代表される交番磁化による平
均透磁率と機械的性質との対応性を利用している装置に
見られる前記の諸問題を解決し、測定値に磁界の強さ及
び磁化の強さの変動圧よる影響を受けることなく、また
検出端の形状、接触性及び被測定物の形状による測定値
の変動が可及的に少ない測定装置の提供を主たる目的と
するものである。

更に、本発明の他の目的は、比較的単純な構造の検出端
を用いることができる測定装置を提供するにある。

更Ｋ、本発明の他の目的は、小型且つ軽量の可搬型測定
装置を提供するＫある。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明者は、前記問題点を解決するために次の通りの手
段を採った。

即ち、第１図は本発明に係る測定装置の構成を示すブロ
ック説明図（尚、一部を回路図及び模型図で示している
。）であり、同図圧水す通り、交流発振器１、交流発振
器１の出力する交流電流によって励磁される励磁コイル
２１と磁芯２２と検出コイル２３とから構成された検出
端２、検出コイル２３に誘起される被測定物の磁化速度
に比例した電圧波を磁化強さに比例した電圧波に変換す
る積分器３、励磁コイル２１に生じる前記被測定物の磁
界変化に比例した励磁電流を電圧波に変換する抵抗器４
、積分器３の出力する電圧波を方形波に変換する第１比
較器５、抵抗器４の出力する電圧波を方形波に変換する
第２比較器６、第２比較器６の出力する方形波の位相を
調整する比較電圧可変器７、第１比較器５の出力する方
形波と第２比較器６の出力する方形波とを逆相加算した
両方形波の位相差に比例した正・負のパルス列を正パル
ス列にする負パルス反転器８、負パルス反転器８の出力
する正パルス列のパルス波高値を揃える第５比較器９、
第５比較器９の出力するパルス電圧を平滑化してパルス
巾に比例した電圧又は電流とする平滑回路１０、平滑回
路１０の出力する平滑化電圧又は電流を表示する表示器
１１を備え、前記被測定物の磁界の変化に対する磁化の
遅れを前記表示器１１［表示させる強磁性材料の機械的
性質非破壊測定装置である（以下、これを本特定発明と
いう、）。

更Ｋ、本発明者は、前記問題点を解決するため忙次の通
りの手段も採った。即ち、第２図は本発明に係る測定装
置の構成を示すブロック説明図（尚、一部を回路図及び
模型図で示している。）であり、同図に示す通り、交流
発振器１、交流発振器１の出力する交流電流によって励
磁される励磁コイル２１と磁芯２２と検出コイル２３と
から構成された検出端２、前記交流発振器１の出力する
交流電流によって励磁される励磁コイル２１１と磁芯２
２’と検出コイル２３１とから構成された比較用検出端
２′、検出コイル２５Ｉ／Ｃ誘起される被測定物の磁化
速度に比例した電圧波を磁化強さに比例した電圧波に変
換する第１積分器３．検出コイル２３’ＫＷｌ！起され
る比較試料の磁化速度に比例した電圧波を磁化強さに比
例した電圧波に変換する第２積分器３１、第１積分器３
の出力する電圧波を方形波に変換する第１比較器５、第
２積分器３′の出力する電圧波を方形波に変換する第４
比較器６′、第１比較器５の出力する方形波と第４比較
器６′の出力する方形波とを逆相加算した両方形波の位
相差圧比例した正・負のパルス列を正パルス列にする負
パルス反転器８、負パルス反転器８の出力する正パルス
列のパルス波高値を揃える第３比較器９、第５比較器９
の出力するパルス電圧を平滑化してパルス巾に比例した
電圧又は電流とする平滑回路１０、平滑回路１０の出力
する平滑化電圧又は電流を表示する表示器１１を備え、
前記被測定物と前記比較試料との間の磁化の遅れの差を
前記表示器１１に表示させる強磁性材料の機械的性質非
破壊測定装置である（以下、これを本従属発明という。

）。

〔作用〕

本特定発明及び本従属発明の作用は次の通りである。

先づ１両発明に係る各装置の基礎とする測定原理につい
て説明する、 Ｋ３図は、周知の磁化ヒステリシスループ図であり、同
一成分の鋼材の硬度又は強度が変化すれば、磁界（６）
と磁化の強さく口）との間でヒステリシスループの「傾
き」と「幅」とに差異が生じることはよく知られている
通りである。

両発明は、交番磁化によるものではあるが、ヒステリシ
スループの「幅」Ｋ着目し、この「幅」を磁化の遅れと
して捕えることを骨子とし、この点において従来の渦流
法に代表される交番磁化による平均透磁率と機械的性質
との対応性を利用するものとけ全く異なるものである。

即ち、周知の一次（励磁）コイルと二次（検出コイル）
とを備えたプローブを用いて鋼材を交流磁化するとき、
磁界（ロ）は−次電流に比例するからその電流波を横軸
に入れ、二次電圧を積分すれば磁化の強さく口）に比例
した波が得られるから、これを縦軸に入れてヒステリシ
スループを描けば、第５図のヒステリシスループが得ら
れる。同図中の実線で示したループは焼鈍したものであ
り、点線で示したループは硬化したもの（例えば、加工
硬化又は焼入れ）である、 磁界（ロ）が変化すると、これよりや＼連れて磁化（補
が変化し、その遅れ時間（二つの波の位相差φ）はヒス
テリシスループの「幅」の％（準静的磁化の保持力Ｈｃ
に対応）に比例する、評言すれば、−次（励磁）電流１
が次式（１）で与えられるとすれば、 １＝ｉｏθ１ｎ試　・・−・・・（１）−次コイルの単
位長さ轟りの巻数をｎ、とするとき、磁界Ｈは次式（２
）で与えられるので、■＝ｎ１１　・・・・・・・−・
（２）二次コイルの出力電圧ｖ２は次式（６）で与えら
れることになるが、磁束を盃とすると、 ｄ盃 ｖ２＝　−Ｎ２Ｍ　−−Ｎ２８μｎ、　ｉｏｗｃｏｓｕ
＞ｔ　−・−（３）ヒステリシスループの「傾き」はμ
に関係し、磁化の遅れ時間は位相差φに関係するから、
実際に得られｂ二次コイルの出力電圧は次式（４）とな
る。

ｖ′２＝ｎ、Ｎ２８μ’１ｏｕ（ｃｏｓｃＡ）ｔ−１）
　−−−−−−（４）尚、　（３）、（４）式において
、Ｎ２け二次コイルの総巻数、μ５μｍは透磁率、Ｓは
磁路の断面積を表わす。

また、（４）式の通り、二次コイルの出力電圧”ｌｄ電
流（磁界）波に対し約９０’ずれているので、積分して
９００戻せば、積分された電圧は次式（５）で与えられ
る。

ｖ、　＝−ｎ、Ｎ２Ｓμ’１ｏｓｉｎ（ｕＪｔ−φ）−
−−−（５）積分後の二次コイルの出力電圧ｖＭは励磁
電流波に対して位相が反転しているが、これを反転補正
した後の磁界五−励磁電流に比例−と磁化Ｍ−積分後の
ｖＭに比例−との関係は、第４図の波形図の通りとなり
、その磁化遅れ時間は、励磁電流波（磁界変化波に比例
し、これと同位相）と二次コイルの出力電圧を積分した
波ｖ、（磁化変化波に比例し、これと同位相）との位相
差φによって示すことができる、 上述の通りの測定原理を実験例によって実証をすれば次
の通りである。

実験例１゜ 被測定試料として、直径４０　ｍ、長さ７５ｍの８５５
０円柱丸棒８本を、丸棒毎に条件を変えて高周波焼入れ
を行ない表面硬さをりｃ゛ツカース６００〜８５０程度
範囲Ｋ、硬化深さく硬さが５００　Ｋ低下する深さ）を
１．０〜＆５ｍの範囲に設定したものを用いた。

検出端（検出プローブ）として、Ｅ型フェライトコア（
２８Ｘ１７×１１１１１Ｉ）の中央の極Ｋ　５００回、
両側に各１００回、それぞれ巻線したものを用い、中央
極のコイルを検出用に、両側の各コイルを励磁用とした
。

また、比較用試料は、６０Ｍ５ブロツク状物でビッカー
ス硬度的６００　（ａｓｏ″Ｃ→水中で焼入れ）のもの
を用いた。比較用試料に対する検出端にも上記と同一構
造の検出端を用いた。

尚、上記各検出端は、磁路の開いている部分を試料の円
柱側面に当てて磁路が閉じるようにして使用する、 励磁電流は、はソ正弦波状の９００Ｈ！ｇの交番電流で
約７０ｍＡを流し、測定用検出端及び比較用検出端から
の雨検出電圧を、等しい回路定数の周知の積分回路並び
忙周知の増幅器を通して、各信号出力とする７尚、９０
０１１１ｚで励磁した時の磁束の浸透深さは試料表面下
約０．５＋ｗである。

検出信号出力と比較用出力信号とを、同時にユニバーサ
ル・カウンター（タケダ理研・製ｌＴＲ５８２１ｆｊｌ
　）の２ケのチャンネルに入力し、両者の電圧零レベル
通過時間差をマイクロ（μ）秒の単位で測定した。

一方、励磁電流の周波数を上記ユニバーサル・カウンタ
ーで測定（時間差測定の前後に測定した）し、その逆数
（周期）Ｔをめた。

測定した上記時間差Δｔｔ−Ｔ／２で除し、ルを乗じて
位相差φ（ラジアン）とした。

以上の通りの測定操作を各丸棒毎（１〜２個所について
）に行ない、丸棒毎忙位相差φをめた。

その結果を第５図に示す。第５図は縦軸に位相差（対・
比較用試料）を、横軸に各丸棒の表面（円柱端面）硬さ
のマイクロビッカース硬度計（明石製作所・製）で実測
した表面硬さくＨｖ）をとったものであり、同図より位
相差φ（磁化遅れ時間）と表面硬さとの間に、極めてよ
い相関関係があることが確認できる。

従って、位相差φに比例した電圧又は電流を精密測定す
ることによって磁化特性の変化を検知できるのである。

即ち、例えば、被測定物とする鋼材の焼入れ条件の差に
よる種々の硬さの材料について、その位相差φの値をあ
らかじめ測定し、硬さと位相差φとの関係をめておけば
、未知の同種の鋼材の硬度を測定することができるので
ある。

両発明に係る各装置は、上述の測定原理によって、ヒス
テリシスループの１幅」を、磁界の変化に対する磁化の
遅れ、換言すれば、位相差φとして測定するものであり
、強磁性体材料圧対し諸原因が加わることＫよってその
機械的性質が変化した場合に、諸原因が加わる前の強磁
性体材料の位相差φに比例した電圧又は電流の測定値と
諸原因が加わった後の当該強磁性体材料の位相差φに比
例した電圧又は電流の測定値との比較において機械的性
質の変化を測定することも可能である。

そして、ヒステリシスループの「幅」を磁化の遅れ（位
相差φ）として測定する場合には、実測に当って、両軍
圧波の零点通過時期の差を測定するととＫなるから、磁
界の強さ、磁化の強さの変動による影響を受けず、更に
前出（４）式から明らかな通り、透磁率μｍや磁路の断
面積Ｓは検出端の接触性、被測定物の形状等によって変
動するが、位相差φは、使用周波数を定めれば被測定物
の材質のみによって決まるので、正確且つ安定した測定
が可能となるのである。

第１図、第２図に則して説明すれば、次の通りである。

即ち、磁化遅れの位相差は、前記第１比較器５の出力す
る方形波と前記第２比較器６の出力す石方形波とを逆相
加算した両方形波の位相差圧比例した正・負のパルス列
又は前記第１比較器５の出力する方形波と前記第４比較
器６′の出力する方形波とを逆相加算した両方形波の位
相差に比例した正・負のパルス列として処理され、その
負パルスを前記負パルス反転器８によってすべて正パル
スとすることＫよって、回路系の零点移動による正パル
ス幅が大きくなれば負パルス幅が小さくなる如き変動は
平均化されて打消されるとともにパルス高を前記ｔ！Ｅ
３比較器９によって一定に保持させることＫよって、磁
化遅れに比例した値が安定した状態で電圧又は電流とし
て前記表示器１１に表示されるのであるつ尚、か＼る構
成によれば発振周波数の変動による影響もきわめて少な
くなる。

〔実施例〕

次に、両発明に係る各装置の作用、効果を実施例を挙げ
て説明する。

本特定発明の実施例 第１図に示した装置において、交流発振器１１Ｃは、数
十乃至数百ヘルツの低周波交流電流を出力する周知の交
流発振器（安定な三角波を発生する回路と最大出力電流
２００ｍＡ、最大出力電圧３ｖの増幅器よりなる。）を
用い、検出端２には、Ｅ型フェライトコア（２８Ｘ　１
７　Ｘ　１１側）の中央極に２００回１両側に各２５０
回、それぞれ巻線したものを用い、中央極のコイルを励
磁コイル２１とし、両側極のコイルを検出コイル２３と
した。

第１図に示す通り、上記交流発振器１の出力する電流は
、上記検出端２の励磁コイル２１に与えられ、該励磁電
流は励磁コイル２１に直列圧つないだ抵抗器（１０ｎの
市販品）４を通してアースされる。

この抵抗器４のコイル側の電圧は第２比較器（周知のコ
ンパレーター）６の反転入力側に入力Ｌ、該第２比較器
６の非反転入力側は出力とアースとの間の比較電圧可変
器（周知のポテンシオメータ−）７に接続されている。

この比較電圧可変器７から非反転側入力レベルを変える
ととＫより励磁電流波により生じる方形波出力の位相を
調整する。

一方、上記検出端２の磁芯２２は、同図中符号Ａで示す
被測定物である強磁性材料に接触して磁気的閉回路を形
成し、検出コイル２３に誘起される電圧は、周知の積分
器（１００にΩの抵抗器、０・１μνのコンデンサー及
び電界効果トランジスタ増幅器よりなる）３を通って第
１比較器（周知のコンパレーター）５に与えられ方形波
に変換される。

上記二つの方形波の位相は、それぞれ励磁磁界に比例し
た電圧波と磁化に比例した電圧波に一致しているから、
これら電圧波の位相差は方形波の位相差圧一致する。従
って、これら方形波電圧を逆相加算した正・負のパルス
列（同図中ａ点のパルス：第６図中ａを参照）は両方形
波の位相差圧比例している。尚、上記第１比較器５と上
記第２比較器６よりの両方形波が逆相となるように上記
検出端２の極性が設定されている、 次に、上記ａ点の正・負パルス列を負パルス反転器（バ
イポーラ型トランジスタのコレクタ側及びエミッタ側に
それぞれ１０にΩの抵抗を接続したもの：同図中８の回
路図を参照）８ＶＣ与え、負側ノハルス列を正パルスに
反転させて全てのパルスを正パルス列（同図中す点のパ
ルス：第６図中すを参照）とする。

次に、上記す点の正パルス列を第５比較器（周知のコン
パレーター）９に与え、比較電圧を越える正パルスを波
高の揃った正パルス列とし、上記第３比較器９の出力す
るパルス電圧を平滑回路（抵抗器及びコンデンサからな
る十分な時定数を有する周知の回路：同図中１０の回路
図参照）１０ＶＣ与え、パルスの幅と高さに比例した電
圧（同図中Ｃ点の電圧：第６図中Ｃを参照）ＶＣ平滑化
（平均化）し、前記平滑回路１０の出力を表示器（周知
のアナログ電流計）１１によって表示させる、上記表示
器１１には、被測定物Ａの磁界の変化に対する磁化の遅
れが表示される。

第７図は、本装置によって、降伏強さの異なる軟鋼材（
−殻構造用鋼８８４１　Ｃ引張り強さ４１叫−以上）の
ロッドの異なるもの５種とモリブデンが添加され強化さ
れた構造用鋼ｓＭ　５ｏ　（引張り強さ５０＃／／、２
以上）のロッドの異なるもの５種との計１０種を、厚さ
１６ｍ及び厚さ２５１Ｗの５１８１号引張り試験片とし
て作成１７、平面研削したもの合計２０本）を被測定物
Ａとし、励磁電流１５０Ｈｚで各軟鋼材の降伏強さを測
定１１．た結果を示したものである。

即ち、第７図は、゛横軸に上記表示器１１の読み取り値
：μＡ（上記２０本の軟鋼材を１本毎にその表面の１０
ケ所を測定１２、その平均値を示した。）をとり、縦軸
にあらかじめ実測（アムスラー型引張り試験器を用いて
、上記２０本の軟鋼材の１本毎について引張り試験を行
なって降伏強さをめた。）した各軟鋼材の降伏強さ：　
ｋｑｆ／、、２　をとったものである。図中の０印は板
厚１６Ｗの場合、○印は板厚２５ｍの場合を示す。

本従属発明の実施例 第２図に示した装置において、交流発振器ＩＫは、前出
実施例と同じものを用い、検出端２にも前出実施例と同
じものを用い、また比較用検出端２１には検出端２と同
一構成のものを用いた。

第２図圧水す通り、上記交流発振器１の出力する電流の
一部は、上記検出端２の励磁コイル２１に与えられ、ま
た当該電流の一部は上記比較用検出端２１の励磁コイル
２１’に与えられる。

上記検出端２の磁芯２２は、同図中符号Ａで示す被測定
物である強磁性材料に接触して磁気的閉回路を形成し、
検出コイル２３に誘起される電圧は、第１積分器（前記
実施例で用いている積分器と同一構成のもの）３を通っ
て第１比較器（前記実施例で用いている第１比較器と同
一構成のもの）５に与えられ方形波に変換される。

一方、上記比較用検出端２′の磁芯２２’は、同図中符
号ＡＩで示す比較試料である強磁性材料（被測定物Ａで
ある強磁性材料と類似する材料）Ｋ接触して磁気的閉回
路を形成し、検出コイル２３’　Ｋ誘起される電圧は、
第２積分器（第１積分器と同一構成のもの）ｓ＋を通っ
てｇ４比較器（第１比較器と同一構成のもの）６′に与
えられ方形波に変換される。

上記二つの方形波の位相は、それぞれ被測定物Ａの磁化
に比例した電圧波と比較試料ＡＩの磁化に比例した電圧
波に一致しているから、これら電圧波の位相差は方形波
の位相差に一致する。従って、これら方形波電圧を逆相
加算した正・負のパルス列は、前記実施例の場合と同様
に１両方形波の位相差圧比例している。

次に、同図中ａ点の正・負パルス列を負パルス反転器（
前記実施例で用いている負パルス反転器と同一構成のも
の）８に与え、これより後は前記実施例の場合と全く同
様圧して、表示器（前記実施例で用いているアナログ電
流計と同じもの）１１に被測定物Ａと比較試料ＡＩとの
間の磁化の遅れの差を表示させる。第８図は、本装置に
よって、降伏強さの異なる軟鋼材（前記実施例で用いた
ものと同一のもの）を被測定物Ａとし、軟鋼材（忙般構
造用鋼８８４１を５０ｘ５０ｘ３ｓｍに切出し、平面研
削したもの１ケ）を比較試料Ａ１として、励磁電流の周
波数を１５０Ｈｚ　として測定した結果を示したもので
ある。

即ち、第８図は、横軸に上記表示器１１の読み取り値：
μＡ（上記２０本の軟鋼材を１本毎忙その表面の１０ケ
所を測定しその平均値を示した、）をとり、縦軸にあら
かじめ上記実施例で実測した各軟鋼材の降伏強さ：＃ｆ
／、２をとったものである。

図中の０印は板厚１６ＩＩＭの場合、○印は板厚２５ｍ
の場合を示す。

尚、上掲二つの実施例に示した各装置の製作九当って、
周知の切換スイッチを用いて前者の装置における第２比
較器６の出力と後者の装置における第４比較器６１の出
力とを切換え可能とすれば、両装置の兼用タイプの装置
（以下、これを第２本従属発明という。）を製作するこ
とができる。第２本従属発明の構成を示すブロック説明
図（一部を回路図及び模型図で示している。）を第９図
として掲げる。第９図中の各付号は、第１図及び第２図
におけるものと同じものを示しており、１２）ｉ切換ス
イッチである、 〔効　果〕 第７図並びに第８図より、両発明に係る各装置を用いれ
ば、簡単に実用上十分な精度（アムスラー型引張り試験
器による実測精度と同程度又はそれ以上の高精度）で軟
鋼材の降伏強さを測定できることが理解されるであろう
、勿論、鋼材の表面硬さを始めとする機械的性質につい
ても同様に簡単に実用上十分な精度で測定できるのであ
る。

両発明に係る各装置は、その基礎としている測定原理に
ついて詳述したところから明らかな如く、零点通過時期
の差を測定するものであるから測定値に磁界の強さ及び
磁化の強さの変動による影響を受けることが殆んどない
− また、既に述べた通り、透磁率（μｍ）、磁路の断面積
（Ｆ３）は検出端の接触性、被測定物の形状等によって
変動するが、位相差（φ）は、使用周波数を定めれば被
測定物の材質のみによって決まるので、検出端の形状を
被測定物の形状に即して所要の形状とした場合にも、検
出端の形状に起因する影響を受けることがないから、種
々の形状の検出端を用いることが可能である、しかも、
検出端自体の構造を前出実験例にも示している通り、比
較的単純な構造とすることができるので、その形状を所
要の形状とすることは容易である６ 更Ｋ、第１図、第２図及び第９図から明らかな通り、両
発明に係る各装置の構成は比較的簡単なものであるから
、その設計に当っては、小型化、軽量化が容易であり、
コンパクトな可搬型測定装置を製作できる。

更にまた。測定に当っては強磁性材料の機械的性質に関
する測定値が表示計によって直接的に目読できるので、
素材、製品についての各種非破壊試験、品質管理及び使
用中の機械部品の劣化検査等を簡単に行なうことができ
、汎用性の極めて高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第９図は、いづれも本発明に係る装
置の構成を示すブロック説明図（一部を回路図及び模型
図で示している。）である。 第１図、第２図及び第９図において＝１＃−ｉ交流発振
器、２け検出端、２１は励磁コイル、２２け磁芯、２３
け検出コイル、３Ｆｉ積分器、４け抵抗器、５Ｖｉ第１
比較器、６は第２比較器、７は比較電圧可変器、８け負
パルス反転器、９は第５比較器、１０は平滑回路、１１
け表示器であり、２′は比較用検出端、２１１は励磁コ
イル、２２’は磁芯、２３１は検出コイル、５１は第２
積分器、６１は第４比較器である。まだ、１２は切換ス
イッチである、 Ａは被検査物、Ａ１は比較試料であり、いづれも強磁性
材料である、尚、図中の符号ａ、ｂ及びＣけ、後出第６
図の各波形に付した符号と一致ｌ、ている。 第５図は、鋼材の磁化ヒステリシスループ図である。 第４図は、励磁電流波と磁化検出電圧波との関係を示す
波形図であり、図中φは位相差（磁化の遅れ）を示す。 第５図は、実験例における位相差の値（ラジアン）と表
面硬さくＨｖ）との関係を示したグラフである７ 第６図は、本発明に係る装置における各波形の変換過程
を示す波形図である、 第７図は、本発明に係る装置（第１図に示した装置）で
得た表示器（アナログ電流計）１１の読み取り値（μＡ
）と被測定物である軟鋼材の降伏強さく　＃ｆ／、、２
）との関係を示したグラフである。 第８図は５本発明に係る装置（第２図に示した装置）で
得た表示器（アナログ電圧計）１１の読み取り値ｃμＡ
）と被測定物である軟鋼材の降伏強さくｋｌｆ／、、２
　）との関係を示したグラフである、特許出願人 北　川　茂 代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、交流発振器１、交流発振器１の出力する交流電流に
   よって励磁される励磁コイル２１と磁芯２２と検出コイ
   ル２３とから構成された検出端２、検出コイル２５に誘
   起される被測定物の磁化速度忙比例した電圧波を磁化強
   さに比例した電圧波に変換する積分器５、励磁コイル２
   １に生じる前記被測定物の磁界変化に比例した励磁電流
   を電圧波に変換する抵抗器４．積分器５の出力する電圧
   波を方形波に変換する第１比較器５、抵抗器４の出力す
   る電圧波を方形波に変換する第２比較器６、第２比較器
   ６の出力する方形波の位相を調整する比較電圧可変器７
   、第１比較器５の出力する方形波と第２比較器６の出力
   する方形波とを逆相加算した両方形波の位相差に比例し
   た正・負のパルス列を正パルス列だする負パルス反転器
   ８、負パルス反転器８の出力する正パルス列のパルス波
   高値を揃える第３比較器９、第６比較器９の出力するパ
   ルス電圧を平滑化してパルス巾に比例した電圧又は電流
   とする平滑回路１０、平滑回路１０の出力する平滑化電
   圧又は電流を表示する表示器１１を備え、前記被測定物
   の磁界の変化に対する磁化の遅れを前記表示器１１Ｖｃ
   表示させることを特徴とする強磁性材料の機械的性質非
   破壊測定装置。 ２、交流発振器１、交流発振器１の出力する交流電流に
   よって励磁される励磁コイル２１と磁芯２２と検出コイ
   ル２５とから構成された検出端２、前記交流発振器１の
   出力する交流電流によって励磁される励磁コイル２１’
   と磁芯２２’と検出コイル２３′とから構成された比較
   用検出端２１、検出コイル２３１Ｃ誘起される被測定物
   の磁化速度に比例した電圧波を磁化強さに比例した電圧
   波に変換する第１積分器３、検出コイル２５’に誘起さ
   れる比較試料の磁化速度に比例した電圧波を磁化強さに
   比例した電圧波に変換する第２積分器３１、第１積分器
   ３の出力する電圧波を方形波圧変換する第１比較器５、
   第２積分器３１の出力する電圧波を方形波に変換する第
   ４比較器６１１第１比較器５の出力する方形波と第４比
   較器６１の出力する方形波とを逆相加算した両方形波の
   位相差に比例した正・負のパルス列を正パルス列にする
   負パルス反転器８、負パルス反転器８の出力する正パル
   ス列のパルス波高値を揃える第３比較器９、第５比較器
   ９の出力するパルス電圧を平滑化してパルス中圧比例し
   た電圧又は電流とする平滑回路１０、平滑回路１０の出
   力する平滑化電圧又は電流を表示する表示器１１を備え
   、前記被測定物と前記比較試料との間の磁化の遅れの差
   を前記表示器１１に表示させることを特徴とする強磁性
   材料の機械的性質非破壊測定装置、３、交流発振器１、
   交流発振器１の出力する交流電流によって励磁される励
   磁コイル２１と磁芯２２と検出コイル２３とから構成さ
   れた検出端２、検出コイル２３に誘起される被測定物の
   磁化速度に比例した電圧波を磁化強さに比例した電圧波
   に変換する第１積分器５、励磁コイル２１に生じる前記
   被測定物の磁界変化に比例した励磁電流を電圧波に変換
   する抵抗器４、積分器３の出力する電圧波を方形波に変
   換する第１比較器５、抵抗器４の出力する電圧波を方形
   波に変換する第２比較器６、前記交流発振器１の出力す
   る交流電流によって励磁される励磁コイル２１′と磁芯
   ２２’と検出コイル２３’とから構成された比較用検出
   端２１、検出コイル２３′に誘起される比較試料の磁化
   速度に比例した電圧波を磁化強さに比例した電圧波に変
   換する第２積分器３１、第２積分器５′の出力する電圧
   波を方形波に変換する第４比較器６１を備えるとともに
   前記第２比較器６の出力と前記第４比較器６′の出力と
   を切換える切換スイッチ１２を備え、更に１前記第１比
   較器５の出力する方形波と前記切換スイッチ１２によっ
   て切換えられる前記第２比較器５の出力する方形波か或
   いは前記第４比較器６１の出力する方形波のいづれか一
   方の方形波とを逆相加算した両方形波の位相差圧比例し
   た正・負のパルス列を正パルス列にする負パルス反転器
   ８、負パルス反転器８の出力する正パルス列のパルス波
   高値を揃える第３比較器９、第３比較器９の出力するパ
   ルス電圧を平滑化してパルス巾に比例した電圧又は電流
   とする平滑回路１０、平滑回路１゜の出力する平滑化電
   圧又は電流を表示する表示器１１を備えてなり、前記被
   測定物の磁界の変化に対する磁化の遅れか或いは前記被
   測定物と前記比較試料との間の磁化の遅れの差のいづれ
   か一方を前記表示器１１に表示させることを特徴とする
   強磁性材料の機械的性質非破壊測定装置７