JPS6315153A - 物品を磁気的に記録検査する着磁装置 - 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〕 本発明は一般に測定技術に関するものであり、より特定
的には、物品の磁気検査に用いる着磁装置（マグネタイ
ザ）に関する。当該着磁装置の目的は磁気探傷時の、例
えば形状が複雑な強磁性成分の、或いはそれ等の個々の
表面領域の品質検査の場合に傷の限界を磁気的に記録す
ることにある。

〔従来技術、および発明が解決しようとする問題〕従来
の１つの着磁装置として数多くの直列に接続した電磁石
を備えた着磁装置（マグネタイザ）が知られている。こ
のような装置は磁気テープが配置しである溶接継目の畏
い部分にわたる磁化は可能にするが、溶接接合ゾーン内
に均一な磁界を形成することに成功していない。一方、
磁気テープは磁気的な記録が解読される時に展開される
付加的な歪を誘起する。このことは、例えば溶接強化す
る場合のように、被検査表面の形状が変化する時、着磁
装置が磁気テープのゾーン内で一様な磁束を提供するこ
とができないということに起因するものである。更に、
従来知られた着磁装置によりそのＢ−Ｈ特性曲線の直線
部分で磁気テープ動作を与えることは困難であった（例
えば、１９６８年刊行されたソ連邦発明者証第２１４，
８６９号、分類４２　Ｋ　４６１０３を参照されたい）
。

更に従来技術の他の着磁装置として、物品を磁気記録的
に検査する他の着磁装置も知られている。

この装置は、主電磁石と、（主電磁石と比べて低電力で
動作する）補助電磁石であって主電磁石の磁界の中心ゾ
ーンにおける主電磁石の磁極間に介在され、この補助電
磁石の本来的な磁界が主電磁石によって確立される磁界
と相互作用することが可能なように構成したものと、こ
れ等の電磁石の巻線に電力を供給する電源ユニ７トとを
具備するものである（例えば、１９７４年発刊行のソ連
邦発明者証第４１８，７８６号、クラスＧＯＩＮ２７／
８２を参照されたい）。

上記の補助電磁石は主電磁石で磁化された物品のゾーン
に付加的な磁束を形成し、この付加的な磁束が上記ゾー
ン内の主要磁界成分を補正する。

このような状況は、例えば、溶接ゾーン内に形成され、
溶接ビードを通して閉路されている主電磁石の磁束成分
を、付加的な磁束で補正するような溶接検査で見られる
ものである。

しかしながら、非常に多くの物品（例えば、ディーゼル
エンジンの骨組や各種のベッドやフレーム、肉厚の異な
るパイプの突合せ継手などの形状が複雑で、重量があり
、頑丈なもの）においては、被検査ゾーン内に溶接継目
が存在する他に、物品自体の形状が複雑で被検査ゾーン
にわたって厚みが変化するなどの特徴を存している。こ
のため、磁気記録的検査の途中で物品の厚い断面部に磁
束が漏洩したり、磁束の不均一が生じ、検査法の感度に
悪影響を及ぼし、その結果、磁気テープがその特性（Ｂ
　−Ｈ）曲線の直線部分で動作することを不可能にして
いる。その結果として、例えば、方向の異なる欠陥など
のような複雑なものの探Ｉ′の検出が不可能になり、或
いは欠陥の寸法の決定に誤差が生じている。

以上従来の方法の欠点に鑑み本発明は物品の磁気的な記
録検査を行う改良形着磁装置（マグネタイザ）を提供す
ることを目的とし、この着磁装置は、被検査物品の磁性
材料の断面寸法（厚み）の変化の影響を補償でき、断面
が厚いゾーンへの磁束の漏洩量を低減することができ、
更に磁気テープがそのＢ−Ｈ曲線の直線部分で動作する
ことを確実化する、被検査ゾーン内に磁気銹薄を形成す
る構成を特徴とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の本質は、物品の磁気
記録検査を実施する着磁装置において、主電磁石と、補
助電磁石であってその磁場が上記主電磁石の磁界と相互
作用するが可能なように、主電磁石のＬｍｈ間に介在さ
せた上記補助電磁石と、更にこれ等の電磁石の巻線を励
磁する電源ユニットとを具備することにある。本発明に
よれば、上記補助電磁石は主電磁石の磁力線の方向に直
角な方向の主電磁石の磁界の中心ゾーンに対して偏位（
オフセント）されて配置されている。

検査ゾーンのいずれかの側に対称的に断面が増加する、
物品検査を目的とした本発明による着磁装置は、電源ユ
ニットに接続した第２補助電磁石を備え、この第２補助
電磁石は第１補助電磁石に類似しており、且つ主電磁石
が確立する磁場の中心ゾーンに関して後者の第１補助電
磁石に対称に配置しである。

これ等の補助電磁石は隔置するか、まとめて配置できる
ようにすることが望まれる。

更に、管状物品の磁気的な記録検査を可能にするために
、本発明の着磁装置は第３の補助電磁石と第４の補助電
磁石から構成することが好適であり、これ等の両型磁石
の巻線は電源ユニットに接続され、また主電磁石の磁極
間空間の外側に配置され、更にこれ等電磁石の各々は、
主電磁石の磁力線と第３および第４の補助電磁石の磁力
線が互いに平行になるように主電磁石のｆｆｆ　＋にの
１つに対して配置され、そして上記第３および第４補助
電磁石の磁界は主電磁石の磁界と相互作用することが可
能なように構成されることが好適である。

磁気的な記録検査の信頼性と経済性を高くするために、
本発明の着磁装置は電源ユニットの出力と上記第１およ
び第２補助電磁石の巻線との間Ｑこ接続した多周波数パ
ルス発生装置を備えることが望まれる。

〔実施例〕

以下、本発明による着磁装置（マグネタイザ）が、具体
的な実施例の詳細な記述により図解される。

本発明による物品を磁気的に記録検査する着磁装置は主
電磁石１　（第１図）と、この主電磁石１の磁極Ｎ＋　
　Ｓ＋間に介在された補助電磁石２とを備えている。第
１図に示したように、上記補助電磁石２は、この補助電
磁石２によって確立される磁界が主電磁石１が発生した
磁界と相互作用することができるように電磁石１の磁力
線の方向と直角な方向に主電磁石１が確立する磁界の中
心ゾーンに関していく分片寄って（オフセットされて）
配置しである。第１図には、上記電磁石１と２の磁界が
平行で同一方向に分布して、互いに相互作用する場合が
示しである。２つの電磁石１．２のこのような構成は片
側だけに、即ち電磁石２に向けて断面積が可変的に増加
する物品検査に適している。この場合、補助電磁石２は
断面積が次第に増加する初めの部分に設定する。この電
磁石２の位置を変える手段は第１図には示していない。

このような手段としてはガイドやねし・ナンド駆動装置
などを備えたウオームギヤを用いる。この場合の電磁石
１の磁界の中心ゾーンは均一な磁界を与える磁極間空間
を意味している。また第１図では電磁石ｌと２の巻線を
励磁する電源ユニットは便宜上省略しである。

第２，３、および４図は中心部分から周辺に向けて対称
的に厚みが増加する物品を磁気的に記録検査する本発明
の着磁装置の実施例を示したものである。この着磁装置
の実施例は、磁心３と巻線４からなる主電磁石１の他に
、磁心５と巻線６からなる補助電磁石２と、この補助電
磁石２に類似し、同様に磁心５と巻線６からなる１つ以
上の補助電磁石７とを備えている。

上記補助電磁石２と７は主電磁石１の磁極間空間の中心
ゾーンに関して対称に配置されており、また横行手段８
を設けてこれ等の電磁石を隔置するかまとめて動作させ
ることができるように構成しである。上記横行手段８と
しては、例えばガイドロールやウオームギヤなどを用い
る。第４図はねし・ナツト駆動装置としての形状を持つ
補助電磁石２と７を横行させる手段８の実施例を示した
ものである。この場合、この手段の頭部でねじ９を回転
させると、電磁石２および７はまとめられて配設される
か、或いは隔置され、主電磁石１の磁力線の方向と直角
にこれ等の電磁石を移動させることができる。磁気テー
プ１０（第２，３図）はこの場合、被検製品の表面に固
く回着して主電磁石１の磁極間空間の中央ゾーンを通過
するように構成する。

電石荘石２と７の巻線６に直流を供給するために、着磁
装置は、実質的には整流電圧源である電源ユニット１１
とスイッチ１２とを備える。更に、多周波数パルス発生
装置１３が補助電磁石２と７に対して設けてあり、これ
は電源ユニット１１の出力と補助電磁石２および７の巻
線との間に接続しである。この多周波数パルス発生装置
１３には入力タイミングリレーとパルス整形装置とを備
えたサイリスク整流器を用いるか、或いは交流電圧源を
用いる。

第５図および６図は、断面が可変の曲り管或いはチュー
ブなどの管状製品を欠陥検査する本発明の着磁装置の実
施例を示したものである。

第１図および２図に示した着（■装置の実施例とは異な
って、第５図および６図に示した実施例では、第３の補
助電磁石１４と第４の補助電磁石１５を具備し、これ等
の電磁石の巻線は加減抵抗スイッチ１２を通して電源ユ
ニット１１に接続されている。これ等の補助電磁石１４
と１５は次のように構成しである。即ち、１方は主電磁
石１の磁極Ｎｌに対向させ、他方は主電磁石１の磁極Ｓ
＋に対向させ、主電磁石１の磁力線と補助電磁石１４の
磁力線が互いに平行になり、且つこれ等の補助電極１４
と１５の磁界が主電磁石１の磁界と相互作用することが
可能なように構成しである。

説明をわかり易くするために、第５図には次のような磁
束が示しである。即ち、Φ、：被検被検−ゾーンして閉
路する主電磁石の磁束、Φ１　′：管状物品の磁化不能
部分へ分岐する主電磁石１の磁束、およびφ２とΦ、：
それぞれの補助電磁石１４と１５からの磁束を示し、共
に磁束Φ１　′と相互作用することが可能である。当該
実施例の補助電磁石２と７は更に多周波数パルス発生装
置１３に接続され、この発生装置１３は同様に電源ユニ
ット１１の出力と補助電磁石２と７の巻線との間に介在
させである。

本発明による磁気的記録検査のための着磁装置は次のよ
うに動作する。

物品の磁気的記録検査を実施するために、本発明による
着磁装置を用いて物品内に磁束を誘起させる。得られた
磁界の磁力線はほぼ同じ方向に分布している。

被検査物品に亀裂やブローホール、「ふくれコなどの何
等かの傷があると、被試験物品の磁化によりその場所の
傷から、即ち物品表面の傷の上に漂′ｔｉ磁界が発生す
る。即ち、被試験物品ゾーンの表面に磁力線の１部が出
現し、その際この漂遊磁界が被検査ゾーンの表面と接触
する磁気テープに記録されるようにする。この磁気テー
プの記録を読取って解読、解釈するために、磁気テープ
に記録した磁束変化に応答し得るセンサを備えた磁気探
傷装置の従来の再生ユニットを使用する。この再生ユニ
ットは更に適当なスケールで傷の配置パターンを表示す
ることができる。

物品の磁気的検査を実施するために、本発明による着磁
装置と磁気テープ１０　（第１．２．３および４図）を
被検査物品の表面上に配置し、電源ユニット１１を電源
母線に接続する。次に、主電磁石１と補助電磁石２と７
を、磁気テープの種類、即ちその磁気特性（Ｂ−Ｈ曲線
）に従って、また被検査ゾーン内の物品の断面形状の評
価の結果により、初期位置に設定する。主電磁石１は物
品の被検査ゾーン（これは一般に物品断面の最も薄い部
分である。）の表面に配置する。被検査物品の断面積が
一方向に増加している場合は、補助電磁石２を備えた着
磁装置を用いるが、この補助電磁石２は主電磁石１の磁
極間空間内に配置され且つ被検査物品の断面積が増加す
る初めの部分にある主電磁石１が与える磁界の中心ゾー
ンに対してわずかに片寄らせて配置されている。被検査
物品の断面積が両側に対称に増加する場合は、２つの補
助電（１１石２と７を備えた着ｉｆｔ装置を用いるが、
これ等の補助電磁石は主電磁石１の磁極間空間内に配置
され、且つ物品の増加する断面積ゾーンのいずれかの端
点にある主電磁石１の磁界の中心ゾーンから反対方向に
片寄って設けである。

以下に、第２．３、および４図に示した、また第１図に
示したものも含む着磁装置の実施例の動作を更に詳細に
説明する。

電磁石１の巻線４を加減抵抗スイ・ノチ１２により励磁
し、これにより被検査物品領域と磁気テープ１０とを磁
化させる。その結果、生じた磁束の１部は被検査ゾーン
の薄い部分子ＢＪを通して閉路し、１方、その他の部分
は物品の厚くなった部分「Ｃ」に分岐する。被検査ゾー
ン内で準定常的な動作条件を設定すると、パルス発生器
１３　（補助電磁石２，７の巻線６の巻線に接続しであ
るもの）を、その入力に設けたタイミングリレーなどの
遅延要素により２〜３秒遅延させて付勢する。

その結果、電磁石２と７の付加的な磁束が被検査物品ゾ
ーンの部分子ＤＪに発生し、これにより上記部ｒＤＪに
ある被検査物品の強磁性成分が磁気的に飽和する。これ
は次に主磁束の金属製品のより厚い部分子ｃＪからの漏
洩を防止する。このようにして、零着磁装置を最大感度
で動作させることができる。補助電磁石の巻線６に供給
する電流パルスの形状は上記の被検査ゾーンの部分子Ｄ
Ｊを磁気的に飽和させ得る、即ち、最大低周波数成分を
取り込み得るように選択する。パルス発生装置１３の発
振周波数を変化させることにより、飽和部分子ＤＪの必
要な厚みと電磁石１の磁束の１部を逃がすための空隙ｒ
ａＪの大きさを与えることができる。

ねじ９の頭部を回転させることにより、従って、補助電
磁石２と７を相互にずらすことにより、即ちパルス発生
装置１３の発振周波数或いは電流パルスの形状に依存す
る一定の予めセットした磁化深度点における電磁石１の
磁力線の方向に直角な方向に上記補助電磁石をまとめる
か、隔置することにより、上記と同様の結果を得ること
ができる。

厚みが可変な物品の探傷に以上の方法或いはそれ等の組
合わせたものを適用すると、被検査ゾーン内の磁界誘導
値を等しくし且つ厚くなった部分「Ｃ」への磁束の漏洩
量を調節することができる。

従って、磁気テープ１０の、その磁気特性（Ｂ−Ｈ曲線
）の直線部分での動作が可能になる。

本発明による着磁装置を用いると、技術的に必らずしも
得ることができないような、例えば、寸法に制限がある
とか、検査ゾーンにアクセスする場合の制限などのよう
な、予め設定した誘導値に、厚くした部分も含む物品全
体を磁化する必要がなくなる点に注目されたい。従って
、より厚い断面に遷移する境界ゾーンにある部分子ＢＪ
を飽和レベルまで磁化すればよい。これにより、探傷プ
ロセスはより感度が高くなり、着磁装置自体がより経済
的なものになる。

管状物品に磁気探傷法を適用する場合は、第５゜６図に
示した着磁装置の実施例を用いる。

主電磁石１および補助電磁石１４と１５の巻線を加減抵
抗スイッチ１２により付勢する。その結果、被検査物品
内に主電磁石１の磁束Φ１とΦ１およびそれぞれの補助
電磁石１４と１５の磁束Φ２とΦ３が誘起される。準定
常動作条件を設定すると、多周波数パルス発生装置１３
（補助電磁石２と７の巻線６に接続しであるもの）が付
勢される。補助電磁石１４と１５は、これ等による磁束
Φ２とφ３が主電磁石１の漏′６１磁束Φ′、Φと共存
するように配置する。磁束Φ２　、Φ、は、漏洩磁束Φ
ｌ　′と相互作用しながら、磁束Φ１とΦ１　′の間の
比を変えることを可能にする状態が得られるまで漏洩磁
束を調節し、これにより物品の検査ゾーンに必要な磁気
誘導値を与える。

補助電磁石１４と１５をより有効に動作させるために、
第５図および６図に示したように主電磁石１の磁極Ｎ、
−３，に近接して補助電磁石のＥｉ極Ｎ３　　Ｓ３を配
置する。

上記の着磁装置の実施例によると、補助電磁石２と７は
、主電磁石ｌの磁力線の方向と直角な方向に物品の断面
積が増加する場合を扱った第２図第３図および第４図に
示した実施例による場合と同様に機能し、同様に動作す
る。これ等の電磁石は、準定常動作状態を検査ゾーン内
に設定した後に付勢される。上記の方向の物品の断面が
一定のままである時は常に、補助電磁石２と７は磁場誘
４値を等しくするように動作し、主電磁石１の磁極間空
間の境界に隣接した物品ゾーンへの磁束の漏洩を補償す
る。事実、これにより、このような簡単な場合には（即
ち、検査ゾーンの断面部分の厚みが一定であるような場
合には）電磁石１の磁力線の１部はこの電磁石１のエツ
ジを越えて拡がったり、「漏洩」したりしなくなる。

上記ゾーンへの磁化プロセスが終了すると、このプロセ
スは、被検査物品の次の部分に着磁装置を移した後、そ
の部分に対して同じシーケンスを反復する。

本発明は以上に例示した特定の好ましい実施例に限定さ
れることはなく、また添付した特許請求の範囲に規定し
た範囲と精神から逸脱せずに多くの変形が可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の物品の磁気的記録検査を
実施する着磁装置によれば、被検査物品ゾーンを、その
内部に厚みが変化する部分かあっても、均一に磁化させ
ることができるので、複雑な形状の物品の高感度探傷を
実施することが可能になる。

更に、本発明の着磁装置によれば、上記のような複雑な
条件の下でも磁気テープのＢ　−０曲線の直線部分で欠
陥或いは傷の磁気記録が可能になる。

これにより更に探傷結果の次の処理を容易にし、従って
検査の質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は被検査ゾーンの断面領域の１方が増加するよう
な物品を磁気的記録検査をする着磁装置の実施例の概略
平面図、 第２図は被検査ゾーンの断面領域が両側で対称的に増加
する物品を磁気的記録検査する着磁装置の実施例の一般
的な１部破断斜視図、 第３図は第２図の断面図、 第４図は第２図のラインＡに沿った補助電磁石の拡大斜
視図、 第５図は管状物品を磁気的に記録検査する着は装置の実
施例の断面図、 第６図は、第５図に示した着磁装置の磁気系統の概略平
面図、である。 （符号の説明） １・・・主電磁石、　　　　２・・・補助電磁石、３・
・・磁心、　　　　　　４・・・巻線、５・・・磁心、
　　　　　　　６・・・巻線、７・・・補助電磁石、　
　　８・・・横行手段、９・・・ねじ、　　　　　　　
１０・・・磁気テープ、１１・・・電源ユニット、　　
１２・・・スイッチ、１３・・・多周波数パルス発生装
置、 １４・・・補助電磁石、　　１５・・・補助電磁石。 ＣＩ下全余 白７５．２ 第４頁の続き ０発　　明　者　　パレリ　イリイチ　メ　　ン連国。 エロビチ　　　　　　　　１５．クバ ＠発　明　者　　アナトリ　ニコラエビ　　ン連国。 チ　セミゼルニコフ　　　プス　２ ０発　明　者　　ブラデイミル　プロコ　　ソ連国。 ピエビチ　ポカテイロ　　クバルチ レニングラド、ヤロスラフスキ　プロスペクト。 ルチーラ　５ レニングラドウフロスペクト　スラビ、　３８．　　コ
ル、クバルチーラ　７０ モスコー、ウリツア　９　パルコバヤ、　４３／２６゜
−ラ　１４１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、主電磁石（１）と、磁界が前記主電磁石（１）の磁
   界と相互作用することが可能なように前記主電磁石（１
   ）の磁極間に介在された第１の補助電磁石（２）と、前
   記主電磁石および補助電磁石（１、２）の巻線（４、６
   ）に電流を提供する電源ユニット（１１）を具備する物
   品を磁気的に記録検査する着磁装置において、 前記補助電磁石（２）が、前記主電磁石（１）の磁力線
   に対し直角方向に前記主電磁石（１）によって確立され
   る磁界の中心領域から偏位されて配設されていることを
   特徴とする、物品を磁気的に記録検査する着磁装置。 ２、前記着磁装置が、前記主電磁石（１）の磁極間空間
   に配置され且つ前記電源ユニット（１１）に接続された
   第２の補助電磁石（７）を具備し、該補助電磁石（７）
   が前記第１の補助電磁石（２）に類似し且つ前記主電磁
   石（１）により確立される磁界の中心領域に関し前記第
   ２の補助電磁石（２）と対称的に配置されていることを
   特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の着磁装置。 ３、前記第１および第２の補助電磁石（２、７）は相互
   に離して配置されるか、一体に配置され得ることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項に記載の着磁装置。 ４、前記着磁装置は第３および第４の補助電磁石（１４
   、１５）を具備し、 該補助電磁石の巻線が前記電源ユニット（１１）に接続
   され、 該補助電磁石が前記主電磁石（１）の磁極間空間の外側
   に配設され、さらに、前記第３および第４の補助電磁石
   が、前記主電磁石（１）、および前記第３および第４の
   補助電磁石（１４、１５）の磁力線が相互に平行し且つ
   前記第３および第４の補助電磁石（１４、１５）によっ
   て確立される磁界が前記主電磁石（１）によって確立さ
   れる磁界と相互作用することが可能なように、前記主電
   磁石（１）の磁極の１方に対してそれぞれ配設された、
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項又は第３項に記
   載の着磁装置。 ５、前記着磁装置は、前記電源ユニット（１１）の出力
   と前記第１および第２の補助電磁石（２、７）の巻線と
   の間に接続された多周波数パルス発生器（１３）を具備
   する、ことを特徴とする特許請求の範囲第１、２、３又
   は４項に記載の着磁装置。