KR20190088518A - 자성체의 검사 장치 및 자성체의 검사 방법 - Google Patents

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가부시키가이샤 시마즈세이사쿠쇼
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Abstract

이 자성체의 검사 장치(100, 200, 300, 400)는 스틸 와이어 로프(W)에 대해 미리 자계를 인가해 스틸 와이어 로프(W)의 자화의 방향을 정돈하는 자계 인가부(1)를 구비하고, 자계의 변화를 검지부(2)에 의해 검지한다.

Description

자성체의 검사 장치 및 자성체의 검사 방법
본 발명은 자성체의 검사 장치 및 자성체의 검사 방법에 관한 것으로, 특히, 자성체의 자계를 검지하는 검지부를 구비하는 자성체의 검사 장치 및 자성체의 검사 방법에 관한 것이다.
종래, 자성체의 자계를 검지하는 검지부를 구비하는 자성체의 검사 장치가 알려져 있다. 이와 같은 자성체의 검사 장치는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2003-302379호 공보 참조).
일본 특허 공개 제2003-302379호 공보에는, 길이 방향으로 연장된 스틸 와이어 로프(자성체)의 외주에 스틸 와이어 로프에 대해 상대 이동 가능하게 마련된 코일 홀더와, 각각 스틸 와이어 로프를 중심으로 하여 스틸 와이어 로프가 연장되는 방향을 따르도록 코일 홀더의 외주에 감겨서 마련되는 여자 코일(검지부) 및 검출 코일(검지부)을 구비하는 와이어 로프 단선 검지 장치(자성체의 검사 장치)가 개시되어 있다. 여자 코일(검지부)은 스틸 와이어 로프에 비해 스틸 와이어 로프의 길이 방향으로 자계를 인가하도록 구성되어 있다. 또한, 검출 코일(검지부)은 스틸 와이어 로프로부터 생기는 스틸 와이어 로프의 길이 방향의 누설 자화를 검출(검지)하여 검지 신호를 출력하도록 구성되어 있다. 또한, 이 와이어 로프 단선 검지 장치는, 센서 홀더와 스틸 와이어 로프를 길이 방향으로 상대 이동시킴으로써, 스틸 와이어 로프가 단선된 위치에서 생기는 자계의 누설을 검지하여, 스틸 와이어 로프의 단선을 경보하도록 구성되어 있다.
일본 특허 공개 제2003-302379호 공보
그러나, 일본 특허 공개 제2003-302379호 공보의 와이어 로프 단선 검지 장치(자성체의 검사 장치)에서는, 스틸 와이어 로프(자성체)가 갖는 자화의 변동에 기인하는 노이즈를 검출해 버린다. 구체적으로는, 스틸 와이어 로프 등의 자성체 내부의 자화의 방향은, 제조시(제조 후)에, 일정한 방향으로 정렬되지 않은 경우가 있다. 또한, 도르래 등을 통과할 때에 응력이나 구부러짐 등이 증가함으로써 자성체 내부의 자화의 방향이 변화되어, 불균일해진다. 이 때문에, 스틸 와이어 로프에 단선이 없는 균일한 부분에서도, 스틸 와이어 로프가 갖는 자화의 방향의 변동에 기인하여 검출 코일(검지부)이 노이즈에 기초한 신호를 검출(검지)해 버리는 경우가 있다. 그 경우에는, 자성체의 상태(흠집 등의 유무)의 판정을 용이하게 행할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 본 발명의 하나의 목적은, 자성체의 상태(흠집 등의 유무)의 판정을 용이하게 행하는 것이 가능한 자성체의 검사 장치 및 자성체의 검사 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 1 국면에 있어서의 자성체의 검사 장치는, 검사 대상인 자성체에 대해 미리 자계를 인가하고 자성체의 자화의 방향을 정돈하는 자계 인가부와, 자계 인가부에 의해 자계가 인가된 후에, 자성체의 자계 또는 자계의 변화에 기초하는 검지 신호를 출력하는 검지부와, 검지부에 의해 출력된 검지 신호에 기초하여, 자성체의 상태 판정을 행하는 판정부를 구비하도록 구성되어 있다.
본 발명의 제1 국면에 의한 자성체의 검사 장치에서는, 상기한 바와 같이, 자계 인가부에 의해 미리 자계가 인가된 후의 자성체에 대해, 자성체의 자계 또는 자계의 변화에 기초하는 검지 신호를 출력하는 검지부와, 검지부에 의해 출력된 검지 신호에 기초하여, 자성체의 상태 판정을 행하는 판정부를 마련한다. 이에 의해, 자성체에 대해 미리 자계가 인가되므로, 자성체가 균일해지는 부분(흠집 등이 없는 부분)의 자화는 대략 정돈된다. 한편, 자성체에 흠집 등이 있는 부분의 자계는 정돈되지 않는다. 그 결과, 검지부로부터 출력되는 검지 신호가 흠집 등이 있는 부분과 없는 부분에서 상이하게 됨으로써, 판정부에서 자성체의 상태(흠집 등의 유무)의 판정을 용이하게 행할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 자성체의 「흠집 등」이란, 자성체의 스치기 흠집, 국소적 마모, 소선 단선, 패임부, 부식, 균열, 꺾임 등에 의해 생기는 검지 방향에 대한(자성체 내부에서 흠집 등이 생긴 경우의 공극에 기인하는 것을 포함하는) 단면적의 변화, 자성체의 녹, 용접 버닝, 불순물의 혼입, 조성 변화 등에 의해 생기는 투자율의 변화, 기타 자성체가 불균일해지는 부분을 포함하는 넓은 개념이다. 또한, 자계의 변화는, 자성체와 검지부를 상대 이동시키는 것에 의한 검지부에서 검지되는 자계의 강도의 시간적인 변화, 및 자성체에 인가하는 자계를 시간 변화시키는 것에 의한 검지부에서 검지되는 자계의 강도의 시간적인 변화를 포함하는 넓은 개념이다. 또한, 「교차」는, 직교에 한정되지 않고, 경사 방향에 교차되는 것도 포함하는 것으로 한다.
상기 제1 국면에 의한 자성체의 검사 장치에 있어서, 바람직하게는, 자계 인가부는, 검사 대상인 자성체에 대해 미리 제1 방향으로 자계를 인가하고 자성체의 자화의 방향을 정돈하고, 검지부는, 자계 인가부에 의해 제1 방향으로 자계가 인가된 후의 자성체에 대해, 제1 방향에 교차되는 제2 방향의 자계 또는 제2 방향의 자계의 변화 중 적어도 어느 한쪽을 검지함과 함께, 검지된 자성체의 제2 방향의 자계 또는 제2 방향의 자계의 변화에 기초하는 검지 신호를 출력하고, 판정부는, 검지부에 의해 출력된 검지 신호에 기초하여, 자성체의 상태 판정을 행하도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 자성체에 대해, 자계 또는 자계의 변화의 검지 방향인 제2 방향과 교차하는 제1 방향으로 미리 자계가 인가되므로, 자성체가 균일해지는 부분(흠집 등이 없는 부분)의 자화는 대략 제1 방향으로 정돈된다. 그 결과, 제1 방향으로 미리 자계를 인가하지 않는 경우와 비교하여, 제2 방향의 자계는 작아진다. 즉, 자화의 크기 및 방향의 변동이 저감되고, 또한, 검지 방향과 교차하는 방향을 향하므로, 이 변동에 기인하는 노이즈의 발생을 억제할 수 있다. 그 결과, 자성체의 상태(흠집 등의 유무)의 판정을 용이하게 행할 수 있다.
이 경우, 바람직하게는 자성체는, 긴 재료를 포함하고, 자계 인가부는, 긴 재료의 길이 방향과 교차하는 방향으로 자계를 인가하고, 검지부는, 긴 재료로 이루어지는 자성체의 제1 방향에 교차되는 제2 방향의 자계 또는 제2 방향의 자계의 변화를 검지하도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 짧은 방향(길이 방향에 교차되는 방향)으로 자계를 인가하기 때문에, 비교적 긴 길이 방향으로 인가하는 경우와 비교하여, 자성체의 자화가 작아지고 또한 검지부의 검출 방향과 교차하는 방향을 향한다. 이에 의해, 노이즈가 보다 저감되므로, 자성체의 상태(흠집 등의 유무)의 판정을 보다 용이하게 행할 수 있다.
상기 긴 재료로 이루어지는 자성체의 검사 장치에 있어서, 바람직하게는 자계 인가부는, 출력되는 자계가 검지부에서의 검지에 영향을 미치지 않도록, 검지부로부터 긴 재료가 연장되는 제2 방향으로 이격된 위치에 마련되어 있다. 여기서, 검지부와 자계 인가부의 상대적인 위치가 바뀌면, 검지부에서 검지되는 자계에 노이즈가 발생되는 요인이 된다. 또한, 이 노이즈는, 검지부와 자계 인가부의 거리가 가까울수록 커진다. 그 때문에, 자계 인가부를, 검지부에 있어서의 자계의 검지에 영향이 없을 정도까지 이격시켜 배치함으로써, 검지 신호의 S/N비의 정밀도가 높아진다. 그 결과, 검지부와 자계 인가부의 상대적인 위치가 바뀌는 것에 기인하는 노이즈의 발생을 억제할 수 있다.
이 경우, 바람직하게는 자계 인가부는, 긴 재료로 이루어지는 자성체에 대해 제1 방향으로 자계를 인가하는 제1 자계 인가부와, 제2 방향에 있어서, 검지부의 제1 자계 인가부의 측과는 반대측에 마련되고, 긴 재료로 이루어지는 자성체에 대해 제2 방향에 교차되는 면에 평행한 방향을 따라서 자계를 인가하는 제2 자계 인가부를 포함하도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 자계 인가부와 자성체를 제2 방향의 일방측 또는 제2 방향의 타방측에 대해 상대 이동시킴으로써 제2 방향의 자계의 변화를 검지하는 경우에, 제2 방향의 일방측 및 제2 방향의 타방측 중 어느 방향으로 상대 이동시켜도, 검지부에 의한 자계가 검지되기도 전에, 자계 인가부에 의해 자성체의 자화의 방향을 제1 방향으로 정돈된다.
상기 긴 재료로 이루어지는 자성체의 검사 장치에 있어서, 바람직하게는 검지부는, 긴 재료로 이루어지는 자성체를 중심으로 하여 자성체를 둘러싸는 자성체가 연장되는 방향을 따라서 권회하도록 마련되고, 자성체의 제2 방향의 자계의 변화를 검지하여 검지 신호를 발생시키는 검지 코일을 포함함과 함께, 판정부는, 검지 신호에 기초하여 긴 재료로 이루어지는 자성체의 상태를 판정하도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 검지 코일은, 검지 코일이 갖는 자성체가 연장되는 방향을 따라서 권회되는 도선이 형성하는 폐곡선 내부의 전체 자속 또는 전체 자속의 변화에 의해 전압을 발생하므로, 용이하게 자성체의 제2 방향의 자계의 변화를 검지할 수 있다.
이 경우, 바람직하게는 검지 코일은, 차동 코일을 포함하고, 판정부는, 제2 방향의 자계가 의해 차동 코일에 포함되는 두 코일 부분에 의해 발생하는 각각의 검지 신호의 크기의 차에 기초하여 긴 재료로 이루어지는 자성체의 상태를 판정하도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 차동 코일의 하나의 코일 부분과 다른 코일 부분에 의해 생기는 자성체의 흠집 등에 의해 생기는 검지 신호의 차를 검지함으로써, 자성체의 상태(흠집 등의 유무)의 국소적인 변화를 보다 용이하게 검지할 수 있다.
상기 제1 국면에 의한 자성체의 검사 장치에 있어서, 바람직하게는 판정부는, 검지부에 의해 출력된 검지 신호가 하나 또는 복수의 소정의 임계값을 초과한 경우에, 검지 신호가 하나 또는 복수의 소정의 임계값을 초과하였음을 나타내는 하나 또는 복수의 임계값 신호를 외부로 출력하도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 자성체의 상태(흠집 등의 유무)의 불균일해지는 부분을, 임계값 신호에 기초하여 용이하게 판정할 수 있다. 여기서, 본 발명에서는, 자성체의 자화의 방향을 제1 방향으로 정돈하고 있으므로, 제2 방향의 자계 검지에 노이즈가 생기기 어려워, S/N비가 양호해진다. 이 때문에, 임계값에 의한 판정에서도 잘못된 판정을 행하는 일이 일어나기 어렵게 할 수 있다.
이 경우, 바람직하게는 소정의 임계값은, 제1 임계값과 제1 임계값보다도 큰 값이 되는 제2 임계값을 포함하고, 판정부는, 검지부에 의해 출력된 검지 신호가 제1 임계값을 초과한 경우에, 검지 신호가 제1 임계값을 초과하였음을 나타내는 제1 임계값 신호를 외부로 출력함과 함께, 검지부에 의해 출력된 검지 신호가 제2 임계값을 초과한 경우에, 검지 신호가 제2 임계값을 초과하였음을 나타내는 제2 임계값 신호를 외부로 출력하도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 비교적 작은 제1 임계값을 초과한 제1 임계값 신호에 의해, 경과 관찰 등 주의를 요할 정도의 작은 흠집 등을 갖는 자성체의 상태를 판정함과 함께, 비교적 작은 제2 임계값을 초과한 제2 임계값 신호에 의해, 재빠르게 교환 등을 행할 필요가 있는 비교적 큰 흠집 등을 갖는 자성체의 상태를 판정할 수 있다.
상기 제1 국면에 의한 자성체의 검사 장치에 있어서, 바람직하게는 판정부는, 검지부에 의해 출력된 검지 신호가 하나 또는 복수의 소정의 임계값을 초과한 횟수를 각각 카운트함과 함께, 카운트된 횟수가 각각 소정의 횟수를 초과한 경우에, 카운트된 횟수가 소정의 횟수를 초과하였음을 나타내는 신호를 외부로 출력하도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 흠집 등의 수에 기초하여, 자성체의 열화 등의 상태를 판정할 수 있다.
상기 긴 재료로 이루어지는 자성체의 검사 장치에 있어서, 바람직하게는 검지부는, 자성체의 자화 상태를 여진하기 위한 여진 코일을 더 포함함과 함께, 여진 코일에 흐르는 여진 전류에 의해 발생된 자계에 의해 자화의 상태가 여진된 자성체의 제2 방향의 자계 또는 제2 방향의 자계의 변화를 검지하도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 여진 코일에 의해 자성체의 흠집 등의 부분의 자화 상태가 여진되므로, 자성체의 흠집 등의 부분으로부터의 제2 방향의 자계 또는 제2 방향의 자계의 변화를 용이하게 검지할 수 있다. 특히, 교류 전류 등을 여진 코일에 흘림으로써 자성체의 자화 상태에 시간 변화하는 여진을 부여하는 경우에는, 자성체의 자계도 시간 변화한다. 그 때문에, 자성체와 검지부를 상대 이동시키지 않고, 검지부에 의해 검지되는 자계를 변화시켜, 검지할 수 있다.
이 경우, 바람직하게는 자계 인가부에 의해 자성체에 인가되는 자계는, 여진 코일이 자성체의 자화 상태를 여진하기 위하여 발생시키는 자계보다도 커지도록 구성되어 있다. 여기서, 자성체의 자화의 방향이, 미리 자계 인가부가 인가하는 큰 자계에 의해 제1 방향으로 정돈되어 있으므로, 자성체의 상태 판정에 있어서, 제2 방향으로 자화의 상태를 여진하기 위하여 필요한 자계는, 제1 방향에서 인가되는 자화보다 작더라도 검지에는 충분한 크기이다. 즉, 제1 방향으로 자화의 방향이 정돈되지 않은 경우와 비교하여, 자화의 상태를 여진하기 위하여 필요한 자계의 크기를 작게 할 수 있다.
상기 긴 재료로 이루어지는 자성체의 검사 장치에 있어서, 필요에 따라, 검지부는, 자성체를 검지부에 대해 제2 방향으로 상대 이동시킴으로써 검지부의 검지 위치에 있어서의 자성체의 제2 방향의 자계 또는 제2 방향의 자계의 변화를 검지하도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 자성체의 검지부에 자계가 검지되는 부분이 상대 이동에 따라 변화하므로, 흠집 등이 있는 부분과 없는 부분의 비교에 의해, 용이하게 흠집 등을 검지할 수 있다.
상기 제1 국면에 의한 자성체의 검사 장치에 있어서, 바람직하게는 검지부는, 자성체의 자계 또는 자계의 변화를 검지하는 적어도 하나의 자기 센서 소자를 포함하도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 검지부를, 그 내부에 자성체를 통과시키도록 코일을 설치하는 경우와 달리, 자성체의 크기 또는 설치 상황의 제한이 완화되어, 응용 범위가 넓어진다.
상기 제1 국면에 의한 자성체의 검사 장치에 있어서, 바람직하게는 자성체는, 피검체에 대해 상대적으로 이동 가능하게 되게 X선 촬영 장치에 마련되는, 피검체에 X선을 조사하는 X선 조사부 또는 피검체를 투과한 X선을 검지하는 X선 검지부 중 적어도 어느 한 쪽을 이동시키기 위한 와이어를 포함하고, 검지부는, 와이어의 제2 방향의 자계를 검지하도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, X선 촬영 장치에 사용되는 와이어의 상태(흠집 등의 유무)를 용이하게 판정할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제2 국면에 있어서의 자성체의 검사 방법은, 검사 대상인 자성체에 대해 미리 제1 방향으로 자계를 인가하고 자성체의 자화의 방향을 정돈하는 스텝과, 제1 방향으로 자계를 인가한 후, 자성체에 대해, 제1 방향에 교차되는 제2 방향의 자계 또는 제2 방향의 자계의 변화를 검지함과 함께, 검지된 자성체의 자계 또는 자계의 변화에 기초하는 검지 신호를 출력하는 스텝과, 자성체의 상태를 판정하는 스텝을 구비하도록 구성되어 있다.
본 발명의 제2 국면에 의한 자성체의 검사 방법에서는, 상기한 바와 같이, 자계 인가부에 의해 제1 방향으로 자계를 인가한 후, 자성체에 대해, 제1 방향에 교차되는 제2 방향의 자계 또는 제2 방향의 자계의 변화 중 적어도 어느 한쪽을 검지함과 함께, 검지된 자성체의 제2 방향의 자계 또는 제2 방향의 자계의 변화에 기초하는 검지 신호를 출력하는 검지부를 마련한다. 이에 의해, 자성체에 대해, 자계 또는 자계의 변화의 검지 방향인 제2 방향과 교차하는 제1 방향으로 미리 자계가 인가되므로, 자성체에 대해, 자계 또는 자계의 변화의 검지 방향인 제2 방향과 교차하는 제1 방향으로 미리 자계가 인가되므로, 자성체가 균일해지는 부분(흠집 등이 없는 부분)의 자화는 대략 제1 방향으로 정돈된다. 그 결과, 제1 방향으로 미리 자계를 인가하지 않는 경우와 비교하여, 제2 방향의 자계는 작아진다. 즉, 자화의 크기 및 방향의 변동이 저감되고, 또한, 검지 방향과 교차하는 방향을 향하므로, 이 변동에 기인하는 노이즈의 발생을 억제할 수 있다. 그 결과, 자성체의 상태(흠집 등의 유무)의 판정을 용이하게 행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이, 자성체의 상태(흠집 등의 유무)의 판정을 용이하게 행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 내지 제3 실시 형태에 따른 자성체의 검사 장치를 구비하는 이동형 X선 투시 장치의 전체 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 내지 제3 실시 형태에 따른 자성체의 검사 장치의 전체 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 자계 인가부의 자계의 인가 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 여진 코일 및 검지 코일을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 여진 코일의 자화 여진을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 스틸 와이어 로프에 흠집 등이 있는 경우를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 전자 회로부를 나타낸 블록도이다.
도 8은 비교예에 의한 스틸 와이어 로프의 자화 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시 형태 및 비교예에 의한 자성체의 검지 신호의 값의 그래프이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 전자 회로부를 나타낸 블록도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 여진 코일과 자기 센서 소자를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 전자 회로부를 나타낸 블록도이다.
도 13은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 자계 인가부를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제1 내지 제3 실시 형태의 변형예에 의한 자계 인가부를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 제4 실시 형태의 변형예에 의한 자계 인가부를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 제1 및 제2 실시 형태의 변형예에 의한 여진 코일 및 검지 코일을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 제1 내지 제3 실시 형태의 변형예에 의한 여진 코일 및 검지 코일을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명의 제1 내지 제4 실시 형태의 변형예에 의한 검지 코일을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 발명의 제1 내지 제4 실시 형태의 변형예에 의한 여진 코일 및 검지 코일을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 발명의 제1 내지 제4 실시 형태의 변형예에 의한 X선 촬영 장치를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명을 구체화한 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.
(제1 실시 형태)
먼저, 도 1 내지 도 9를 참조하여, 제1 실시 형태에 따른 검사 장치(100)의 구성에 대해 설명한다. 제1 실시 형태에서는, 이동형 X선 촬영 장치(회진차)(900)에 내장되어 있는 스틸 와이어 로프 W를 검사하기 위하여 검사 장치(100)가 사용되는 예에 대해 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이동형 X선 촬영 장치(900)는 기둥 P에 대해 상하(X 방향) 이동 가능하게 구성되어 있는 X선 조사부 E1과, 가반형의 X선 검출부 E2를 구비하고, 차륜에 의해 이동 가능하게 구성되어 있다. X선 조사부 E1은, 피검체에 X선을 조사한다. 또한, X선 검출부 E2는, 피검체를 투과한 X선을 검출하고, X선 화상을 수상한다. 또한, X선 조사부 E1과 X선 검출부 E2는, 예를 들어 각각 X관과 FPD(플랫 패널 디텍터)에 의해 구성되어 있다. 또한, 기둥 P 내에는, X선 조사부 E1을 견인하고 지지하는 스틸 와이어 로프 W와, 스틸 와이어 로프 W가 연장되는 상하 방향(X 방향)에 대해 이동 가능하게 구성되어 있는 검사 장치(100)가 내장되어 있다. 또한, 스틸 와이어 로프 W는, 특허 청구 범위의 「자성체」, 「긴 재료」 및 「와이어」의 일례이다.
스틸 와이어 로프 W는, 자성을 갖는 소선 재료를 편직함으로써(예를 들어, 스트랜드 직조됨으로써) 형성되고, X 방향으로 연장되는 긴 재료로 이루어지는 자성체이다. 또한, 도시는 생략했지만, 스틸 와이어 로프 W는, X선 조사부 E1을 이동시킬 때에 도르래 등의 기구를 통과하고, 도르래 등에 의한 응력이 가해진다. 스틸 와이어 로프 W에 열화에 의한 절단이 일어나 X선 조사부 E1이 낙하되는 것을 방지하기 위해서, 평소로부터 스틸 와이어 로프 W의 상태(흠집 등의 유무)를 감시하고, 열화가 진행된 스틸 와이어 로프 W를 이른 단계에서 교환하는 것이 필요하다.
도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 검사 장치(100)는 스틸 와이어 로프 W의 자계(자속)의 변화를 검지하도록 구성되어 있다. 또한, 검사 장치(100)는 프레임 F에 마련되는 자계 인가부(1), 검지부(2) 및 전자 회로부(3)를 포함하는 검사 유닛 U(도 2 참조)와, 검사 유닛 U를 스틸 와이어 로프 W에 대해 이동 가능하게 하는 운전자(도시되어 있지 않음) 및 구동부(도시되어 있지 않음)를 구비한다. Y 방향 및 Z 방향은 스틸 와이어 로프 W가 연장되는 방향으로 수직인 면 내에서 직교하는 두 방향이다. 또한, 전자 회로부(3)는 특허 청구 범위의 「판정부」의 일례이다.
자계 인가부(1)는 검사 대상인 스틸 와이어 로프 W에 대해 미리 Y 방향으로 자계를 인가하고 자성체의 자화의 방향을 정돈하도록 구성되어 있다. 또한, 자계 인가부(1)는 긴 재료로 이루어지는 스틸 와이어 로프 W에 대해 Y2 방향으로 자계를 인가하는 제1 자계 인가부(11a 및 11b)와, X 방향에 있어서, 검지부의 제1 자계 인가부(11a 및 11b)의 측과는 반대측에 마련되고, 긴 재료로 이루어지는 스틸 와이어 로프 W에 대해 X 방향에 교차되는 면에 평행하고 또한 Y2 방향과 반대 방향이 되는 Y1 방향을 따라서 자계를 인가하는 제2 자계 인가부(12a 및 12b)를 포함한다. 즉, 자계 인가부(1)는 긴 재료의 길이 방향인 X 방향과 대략 직교하는 방향으로 자계를 인가하도록 구성되어 있다. 또한, Y 방향(Y1 방향 및 Y2 방향)은 특허 청구 범위의 「제1 방향」의 일례이다. 또한, X 방향(X1 방향 및 X2 방향)은 특허 청구 범위의 「제2 방향」의 일례이다.
구체적으로는, 자계 인가부(1)(제1 자계 인가부(11a 및 11b)와, 제2 자계 인가부(12a 및 12b))는 프레임 F에 대해 고정되어 있다(도 2 참조). 또한, 자계 인가부(1)는 예를 들어 영구 자석에 의해 구성되어 있다. 자계 인가부(1)에 의해 인가되는 자계의 크기는, 스틸 와이어 로프 W의 자화의 방향을(흠집 등이 없는 부분에서는) Y 방향으로 대략 균일하게 정돈되기 때문에, 비교적 강한 자계를 인가하는 것이 가능하게 구성되어 있다.
또한, 제1 자계 인가부(11a와 11b)는, 제1 자계 인가부(11a)의 Y2 방향을 향한 N극(사선 있음)과 제1 자계 인가부(11b)의 Y1 방향을 향한 S극(사선 없음)이 스틸 와이어 로프 W를 사이에 두고 대향하도록 마련되어 있다. 이에 의해, 제1 자계 인가부(11a 및 11b) 사이를 통과한 스틸 와이어 로프 W는, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제1 자계 인가부(11a 및 11b)에 의해 자계가 인가되고, 스틸 와이어 로프 W가 연장되는 방향과 직교하는 Y2 방향으로 자화의 방향을 정돈할 수 있다.
또한, 제2 자계 인가부(12a와 12b)는, 제2 자계 인가부(12a)의 Y2 방향을 향한 S극(사선 없음)과 제2 자계 인가부(12b)의 Y1 방향을 향한 N극(사선 있음)이 스틸 와이어 로프 W를 사이에 두고 대향하도록 마련되어 있다. 이에 의해, 제2 자계 인가부(12a 및 12b) 사이를 통과한 스틸 와이어 로프 W는, 제2 자계 인가부(12a 및 12b)에 의해 자계가 인가되고, 스틸 와이어 로프 W가 연장되는 방향과 직교하는 Y1 방향으로 자화의 방향을 정돈할 수 있다(자화 방향의 도시는 생략).
여기서, 검사 유닛 U를 X1 방향으로 이동시킴으로써, 검사 유닛 U에 마련된 자계 인가부(1) 및 검지부(2)와 스틸 와이어 로프 W를 상대 이동시키는 경우, 제1 자계 인가부(11a 및 11b)에 의해 검지부(2)에 의해 검사되는 부분에 미리 자계가 인가되고, 자화의 방향을 정돈할 수 있다. 또한, 검사 유닛 U를 X2 방향으로 이동시킴으로써, 검사 유닛 U에 마련된 자계 인가부(1) 및 검지부(2)와 스틸 와이어 로프 W를 상대 이동시키는 경우, 제2 자계 인가부(12a 및 12b)에 의해 검지부(2)에 의해 검사되는 부분에 미리 자계가 인가되고, 자화의 방향을 정돈할 수 있다. 따라서 어느 방향으로 상대 이동시키는 경우에도, 자계 인가부(1)는 스틸 와이어 로프 W에 대해, 미리 자계를 인가하여 자화의 방향을 정돈할 수 있다.
또한, 제1 자계 인가부(11a 및 11b)와, 제2 자계 인가부(12a 및 12b)는, 자계를 인가하는 방향이 Y2 방향과 Y1 방향이 되어 반대 방향이다. 따라서, 검사 전후에 있어서, 자계 인가부(1)에 의해 스틸 와이어 로프 W가 자화되는 방향이, 반대로 되므로, 검사 후의 스틸 와이어 로프 W에 자화가 잔존하기 어렵다.
또한, 자계 인가부(1)는 출력되는 자계가 검지부(2)에서의 검지에 영향을 미치지 않도록, 검지부(2)로부터 긴 재료인 스틸 와이어 로프 W가 연장되는 X 방향으로 이격된 위치에 마련되어 있다. 구체적으로는, 스틸 와이어 로프 W의 휨이나, 자계 인가부(1)와 검지부(2)가 고정하는 프레임 F의 덜걱거림 등에 의해, 스틸 와이어 로프 W에 대한 자계 인가부(1) 및 검지부(2)의 상대 위치의 관계가 변화하면, 검지 신호에 노이즈가 생기는 원인이 된다. 그 때문에, 자계 인가부(1)는 검지부(2)에 끼치는 영향이 문제가 되지 않을 정도로 이격된 위치에 마련되어 있다.
또한, 자계 인가부(1)에 의해 자성체에 인가되는 자계는, 여진 코일(21)(후술)이 스틸 와이어 로프 W의 자화의 상태를 여진하기 위하여 발생시키는 자계보다도 커지게 구성되어 있다. 구체적으로는, 자계 인가부(1)에 의해 인가되는 자계는, 스틸 와이어 로프 W의 자화의 방향을 대략 Y2 방향으로 정돈시키기(정렬시키기) 위해, 비교적 크게 할 필요가 있다. 한편, 여진 코일(21)에 의해 스틸 와이어 로프 W의 자화를 여진하는 데 필요한 자계는, 비교적 작은 것으로도 충분하다. 상세는 나중에 설명한다.
검지부(2)는 도 4에 도시된 바와 같이, 여진 코일(21)과 검지 코일(22)을 포함한다. 또한, 여진 코일(21) 및 검지 코일(22)은 도 3의 (a) 및 도 4에 도시된 바와 같이, 긴 재료로 이루어지는 자성체인 스틸 와이어 로프 W가 연장되는 방향을 중심축으로 하여, 길이 방향을 따르게 복수회 권회되어, 스틸 와이어 로프 W가 연장되는 X 방향(길이 방향)에 따라 원통형이 되도록 형성되는 도선 부분을 포함하는 코일이다. 따라서, 권회되는 도선이 형성되는 면은, 길이 방향에 대략 직교하고, 스틸 와이어 로프 W는 코일의 내부를 통과한다. 또한, 검지 코일(22)은 여진 코일(21)의 내측에 마련되어 있다.
또한, 여진 코일(21)에 여진 전류가 흐름으로써, 여진 코일(21)의 내부에 있어서, 여진 전류에 기초하여 발생하는 자계가 X 방향을 따라서 인가되도록 구성되어 있다. 이에 의해, 여진 코일(21)는 스틸 와이어 로프 W의 자화의 상태를 여진 한다. 구체적으로는, 도 5의 (a)와 같이, 자계 인가부(1)에 의해 미리 자화의 방향이 정돈되어 있으므로, 여진 코일(21)에 의한 자계의 인가가 없는 경우에는, 흠집 등이 없는 부분에 있어서, 스틸 와이어 로프 W의 자화의 방향은, Y2 방향으로 대략 정렬되어 있다. 여기서, 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이, 여진 코일(21)에 일정한 크기 또한 일정한 주파수를 갖는 교류 전류(여진 전류)가 외부로부터 흐름으로써, 스틸 와이어 로프 W가 연장되는 X 방향으로 진동하도록(X1 방향으로의 자계와 X2 방향으로의 자계가 주기적으로 나타나도록) 자계가 인가된다. 또한, 여진 코일(21)에 흐르는 시간 변화하는 여진 전류의 방향(실선 또는 점선)에 수반하여, 여진 코일(21)에 의해 인가되는 자계(실선 또는 점선)의 방향도 변화한다.
따라서, 시간 변화하는 자계에 의해 스틸 와이어 로프 W의 자화의 방향이 여진 되어, 스틸 와이어 로프 W로부터 발해지는 자계도 시간 변화한다. 그 결과, 스틸 와이어 로프 W와 검지 코일(22)의 상대 위치를 변화시키는 일 없이, 스틸 와이어 로프 W의 같은 부분에 의한 자계가 시간 변화하기 때문에, 자계의 변화를 검지하는 검지 코일(22)(후술)에 의해, 스틸 와이어 로프 W의 상태를 판정할 수 있다.
또한, 검지 코일(22)은 자성체의 X 방향의 자계의 변화를 검지하여 전압을 발생하도록 구성되어 있다. 또한, 검지 코일(22)은 자계 인가부(1)에 의해 Y2 방향으로 자계가 인가된 스틸 와이어 로프 W에 대해, Y2 방향에 교차되는 X 방향의 자계의 변화를 검지함과 함께, 검지한 스틸 와이어 로프 W의 X 방향의 자계의 변화에 기초하는 전압을 출력하도록 구성되어 있다. 또한, 검지 코일(22)은 여진 코일(21)에 의해 생기는 자계의 대략 모두가 검지 가능하게(입력되도록) 배치되어 있다.
또한, 검지 코일(22)은 두 코일 부분인 검지 코일(22a 및 22b)을 포함하는 차동 코일로 되어 있다. 또한, 검지 코일(22)은 여진 코일(21)에 흐르는 여진 전류에 의해 발생된 자계에 의해 자화의 상태가 여진된 스틸 와이어 로프 W의 X 방향의 자계의 변화를 검지한다.
도 6은, 흠집 등이 있는 스틸 와이어 로프 W의 예이다. 도 6에 있어서, 소선의 편직 방법은, 간략화하여 도시되어 있다. 도 6의 (a)의 스틸 와이어 로프 W는, 표면 부분의 소선이 단선되어 있다. 그 때문에, 소선 단선이 발생된 부분으로부터 자계가 누출되고 있다. 또한, 도 6의 (b)의 스틸 와이어 로프 W는, 스치기 흠집 또는 타흔에 의해 표면부에 오목부가 생기고 있다. 또한, 도 6의 (c)의 스틸 와이어 로프 W는, 내부에 소선 단선이 생기고 있다. 이들 흠집 등이 있는 위치의 단면적S1, S2, S3은, 흠집 등이 없는 부분의 단면적 S0와 비교하여, 각각 작게 되어 있기 때문에, 스틸 와이어 로프 W의 전체 자속(자계에 투자율과 면적을 곱한 값)은 흠집 등이 있는 부분에서 작아진다. 이상과 같이, 자계의 누설이나, 전체 자속의 감소가 생기기 때문에, 흠집 등이 있는 부분에서는 검지되는 자계에 변화가 발생된다.
그 결과, 예를 들어 흠집 등이 있는 장소에 위치하는 검지 코일(22a)의 검지 전압의 값이 검지 코일(22b)와 비교하여 감소되기 때문에, 차동 코일(검지 코일(22) 전체)에 의한 검지 전압의 차 값(검지 신호)가 커진다. 즉, 흠집 등이 없는 부분에서의 검지 신호는 대략 제로가 되고, 흠집 등이 있는 부분에서는 검지 신호가 제로보다 큰 값을 가지므로, 차동 코일에서, 흠집 등의 존재를 나타내는 명확한 신호(S/N비가 좋은 신호)가 검지된다. 이에 의해, 전자 회로부(3)(후술)는 검지 신호의 차의 값에 기초하여 스틸 와이어 로프 W의 흠집 등의 존재를 검출할 수 있다. 또한, 흠집 등의 크기(단면적의 감소량의 크기)가 클수록, 검지 신호의 값이 커지기 때문에, 흠집 등의 크기를 판정(평가)할 때에 어느 정도 이상으로 큰 흠집 등이 있으면, 검지 신호가 소정의 제1 임계값 Th1 또는 제2 임계값 Th2(후술)를 초과한 것을 자동으로 판정하는 것이 가능해진다. 또한, 흠집 등에는 녹 등에 의한 투자율의 변화도 포함되어, 마찬가지로 검지 신호로서 나타난다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 전자 회로부(3)는 검지 코일로부터의 신호에 기초하여 긴 재료로 이루어지는 스틸 와이어 로프 W의 상태를 판정하도록 구성되어 있는, 또한, 전자 회로부(3)는 교류 전원(31)과, 증폭기(32)와, AD 변환기(33)와, CPU(34)와, 디지털 출력 인터페이스(35)를 포함한다. 교류 전원(31)은 여진 코일(21)에 교류 전류를 흘린다(출력한다). 증폭기(32)는 검지 코일(22)로부터 출력되는 검지 신호(스틸 와이어 로프 W의 X 방향의 자계 강도에 기초하는 전류)를 증폭하고, AD 변환기(33)로 출력한다. AD 변환기(33)는 증폭기(32)에 의해 증폭된 아날로그의 검지 신호를, 디지털의 검지 신호로 변환한다. CPU(34)는, AD 변환기(33)로부터 출력되는 검지 신호로부터 교류 성분을 제거하는 처리를 행하고, 검지 신호의 절댓값 변화에 대응한 신호(DC 레벨 신호)로 변환되는 동기 검파 정류 처리를 행함과 함께, 검지 신호가 후술하는 소정의 임계값을 초과한 경우에, 경보 신호를 출력한다. 또한, CPU(34)는, 교류 전원(31)에 의해 출력되는 전류의 강도를 제어한다. 또한, 흠집 등의 크기를 판정하는 기능을 CPU(34)에 갖게 한다. 디지털 출력 인터페이스는, 외부의 도시되지 않은 PC 등에 접속되고, 처리가 된 검지 신호나 경보 신호의 디지털 데이터를 출력한다. 또한, 외부의 PC는, 입력된 신호의 크기를 메모리에 보존이나, 신호의 크기의 시간 경과에 수반되는 그래프의 표시와 함께, CPU(34)를 통하여, 검지부(2)(일체 구성된 프레임)의 스틸 와이어 로프 W에 대한 이동 속도의 제어 등을 행한다.
또한, 전자 회로부(3)는 검지 코일(22)(검지부(2))에 의해 출력된 검지 신호가 제1 임계값 Th1을 초과한 경우에, 검지 신호가 제1 임계값 Th1을 초과하였음을 나타내는 제1 임계값 신호를 외부로 출력함과 함께, 검지부(2)에 의해 출력된 검지 신호가 제2 임계값 Th2를 초과한 경우에, 검지 신호가 제2 임계값 Th2를 초과하였음을 나타내는 제2 임계값 신호를 외부로 출력하도록 구성되어 있다.
(비교예)
여기서, 자계 인가부(1)가 마련되지 않은 것을 제외하고는 마찬가지로 구성되어 있는 비교예에 의한 자성체의 검사 장치(101)와 비교하면서, 검사 장치(100)의 자계 인가부(1)에 의한 자화에 대해 설명한다.
자계 인가부(1)가 마련되지 않은 비교예에 의한 자성체의 검사 장치(101)(도시 생략)에서는, 여진 코일(21)에 의해, X 방향으로 자장이 인가된다. 이 때, 흠집 등이 없는 균일한 부분에서 검지되는 검지 신호(이동이나 여진 등에 수반되는 자계의 시간 변화도 포함하는 자성체의 자계 크기)가 동등해지도록, 여진 코일(21)에 의해 X 방향으로 인가하는 자계를 크게 할 필요가 있다. 또한, 미리 자화의 방향을 정돈하고(정렬시키고) 있지 않으므로, 여진 코일(21)에 의해 X 방향으로 인가되는 자계는, 자화의 방향을 대략 X 방향으로 정렬시킬 정도로 크게 할 필요가 있다.
여기서, 도 8에 나타내는 바와 같이, 자계를 인가하기 전에 있어서, 자성체인 스틸 와이어 로프 W 내는, 제조 시점에서, 내부의 구조마다 자화의 방향이 변동되어 있다. 또한, 도르래 등의 기구를 통과하고, 응력 등의 외력이 가해짐에 따라서도, 이들 자화의 방향은 변화되어 간다. 따라서, 흠집 등이 없는 균질한 부분에서도, 여진 코일(21)에 의해 자화의 방향을 X 방향으로 여진해도 자화의 방향의 변동을 전부 없앨 수는 없기 때문에, 스틸 와이어 로프 W의 장소별 자화의 크기 및 방향의 변동에 의해 검지 신호에 노이즈가 생기는 원인이 된다.
한편, 미리 자계를 인가함으로써 자화의 크기 및 방향을 정돈해(정렬시켜) 두는 경우에는, 자성체의 흠집 등이 없는 부분의 자계는 대략 일정한 크기가 되어 검지되기 때문에, 흠집으로부터의 신호와 구별이 용이해진다.
특히, 긴 재료인 스틸 와이어 로프 W라면, 길이 방향(X 방향)으로 자화시키는 경우와 비교하여, 짧은 방향(Y 방향)으로 자화시키는 경우의 스틸 와이어 로프 W(일반적으로 자성체)의 자화의 크기는, 스틸 와이어 로프 W의 굵기에 따라 수십분의 1로부터 수천분의 1 정도로 작아지고, 또한, 짧은 방향(Y 방향)으로 자화의 방향을 정돈시키기 때문에, 잔류 자화의 문제가 완화된다.
도 9의 그래프는, 비교예 및 제1 실시 형태에서의, 스틸 와이어 로프 W의 자계 변화의 그래프이다. 그래프의 종축은, 검지 신호의 크기에 대응하고, 그래프의 횡축은, 검지 위치(스틸 와이어 로프 W의 검지되는 장소)에 대응하고 있다. CPU(34)에 의해 동기 검파 정류 처리가 되어 있기 때문에, 여진 코일(21)에 의해 인가되는 자계의 시간 변화의 영향은 제거되어 있다.
자계 인가부(1)를 마련하지 않는 비교예에 의한 자성체의 검사 장치(101)에 있어서, 도 9의 정자 전의 그래프에 나타내는 바와 같이, 흠집 등이 없는 부분에서도, 자화의 크기 및 방향의 변동에 의한 노이즈가 검지되고 있다. 그 때문에, 이와 같은 비교예에 의한 자성체의 검사 장치(101)에서는, 경험이나 지식(예를 들어, 특징적인 검지 신호가 나타나는 패턴 방식 등)이 없는 비전문화가 흠집 등의 유무를 판단하기는 어렵다. 특히, 임계값 등을 마련하여 신호의 크기만을 기초로 하여 판정하는 경우, 오판정의 원인이 된다.
한편, 자계 인가부(1)가 마련된 제1 실시 형태에 따른 검사 장치(100)에 있어서, 도 9의 정자 후의 그래프에 나타내는 바와 같이, 노이즈는 거의 검지되지 않는다. 구체적으로는, 노이즈 크기가 상대적으로 작고, S/N비가 양호한 그래프가 되고, 검지 신호가 명확하게 도시되어 있다. 따라서, 자계 인가부(1)에 의해, 비전문가나 임계값에 의한 판정에서도, 오판정이 생기지 않을 정도로 노이즈를 저감시킬 수 있다. 또한, 도 9의 정자 후의 그래프에 있어서, 스틸 와이어 로프 W의 흠집 등이 있는 부분의 위치가 차동 코일의 일방측으로부터 타방측으로 옮겨진 것에 의한 검지 신호의 정부의 역전이 명료하게 나타나 있음을 알 수 있다.
(제1 실시 형태의 효과)
본 발명의 제1 실시 형태에서는, 이하와 같은 효과가 얻어진다.
본 발명의 제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 자계 인가부(1)에 의해 미리 자계가 인가된 후의 스틸 와이어 로프 W에 대해, 스틸 와이어 로프 W의 자계의 변화에 기초하는 검지 신호를 출력하는 검지부(2)와, 검지부(2)에 의해 출력된 검지 신호에 기초하여, 스틸 와이어 로프 W의 상태의 판정을 행하는 전자 회로부(3)를 마련한다. 이에 의해, 스틸 와이어 로프 W에 대해 미리 자계가 인가되므로, 스틸 와이어 로프 W가 균일해지는 부분(흠집 등이 없는 부분)의 자화는 대략 정돈된다. 한편, 스틸 와이어 로프 W에 흠집 등이 있는 부분의 자계는 정돈되지 않는다. 그 결과, 검지부(2)로부터 출력되는 검지 신호가 흠집 등이 있는 부분과 없는 부분에서 상이하게 됨으로써, 전자 회로부(3)에 있어서 스틸 와이어 로프 W의 상태(흠집 등의 유무)의 판정을 용이하게 행할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 자계 인가부(1)에 의해 Y2 방향으로 자계가 인가된 후의 스틸 와이어 로프 W에 대해, Y 방향에 대략 직교하는 X 방향의 자계의 변화를 검지함과 함께, 검지한 스틸 와이어 로프 W의 X 방향의 자계의 변화에 기초하는 검지 신호를 출력하는 검지부(2) 및 전자 회로부(3)를 마련한다. 이에 의해, 스틸 와이어 로프 W에 대해, 자계의 변화의 검지 방향인 X 방향과 대략 직교하는 Y 방향으로 미리 자계가 인가되므로, 스틸 와이어 로프 W가 균일해지는 부분(흠집 등이 없는 부분)의 자화는 대략 Y 방향으로 정돈시킬 수 있다. 그 결과, Y 방향으로 미리 자계를 인가하지 않는 경우와 비교하여, X 방향의 자계는 작게(대략 제로로) 된다. 즉, 자화의 크기 및 방향의 변동이 저감되고, 또한, 검지 방향과 직교하는 방향을 향하므로, 이 변동에 기인하는 노이즈의 발생을 억제할 수 있다. 그 결과, 스틸 와이어 로프 W의 상태(흠집 등의 유무)의 판정을 용이하게 행할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 스틸 와이어 로프 W는, 긴 재료를 포함하고, 자계 인가부(1)는 긴 재료인 스틸 와이어 로프 W의 길이 방향(X 방향)과 대략 직교하는 방향(Y 방향)으로 자계를 인가하고, 검지부(2) 및 전자 회로부(3)는 스틸 와이어 로프 W의 X 방향의 자계의 변화를 검지하도록 구성되어 있다. 이에 의해, 짧은 방향(길이 방향에 대략 직교하는 방향)으로 자계를 인가하기 위해서, 비교적 긴 길이 방향으로 인가하는 경우와 비교하여, 스틸 와이어 로프 W의 자화의 방향이 보다 정돈되기 쉬워진다. 그 결과, 노이즈가 보다 저감되므로, 스틸 와이어 로프 W의 상태(흠집 등의 유무)의 판정을 보다 용이하게 행할 수 있다. 또한, 길이 방향에 자화하는 경우와 비교하여, 자성체의 자화가 작아지고 또한 검지부의 검출 방향과 대략 직교하는 방향을 향한다. 이에 의해, 노이즈가 보다 저감되므로, 자성체의 상태(흠집 등의 유무)의 판정을 보다 용이하게 행할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 자계 인가부(1)는 출력되는 자계가 검지부(2)에서의 검지에 영향을 미치지 않도록, 검지부(2)로부터 긴 재료가 연장되는 X 방향으로 이격된 위치에 마련되어 있다. 이에 의해, 검지 신호의 S/N비의 정밀도가 높아진다. 그 결과, 검지부(2)와 자계 인가부(1)의 상대적인 위치가 바뀌는 것에 기인하는 노이즈를 억제할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 자계 인가부(1)를 긴 재료로 이루어지는 스틸 와이어 로프 W에 대해 Y2 방향으로 자계를 인가하는 제1 자계 인가부(11a 및 11b)와, X 방향에 있어서, 검지부(2)의 제1 자계 인가부(11a 및 11b)의 측과는 반대측에 마련되고, 긴 재료로 이루어지는 스틸 와이어 로프 W에 대해 X 방향에 교차되는 면에 평행한 Y1 방향을 따라서 자계를 인가하는 제2 자계 인가부(12a 및 12b)를 포함하도록 구성한다. 이에 의해, 자계 인가부(1)와 스틸 와이어 로프 W를 X 방향의 일방측인 X1 방향측 또는 X 방향의 타방측인 X2 방향측에 대해 상대 이동시킴으로써 X 방향의 자계의 변화를 검지하는 경우에, X1 방향측 또는 X2 방향측 중 어느 방향으로 상대 이동시켜도, 검지부(2)에 있어서 자계가 검지되기도 전에, 자계 인가부(1)에 의해 스틸 와이어 로프 W의 자화의 방향을 Y 방향(Y1 방향 또는 Y2 방향)으로 정돈할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 검지 신호를 발생시키는 검지 코일(22)을 마련하고, 전자 회로부(3)는 검지 신호에 기초하여 긴 재료로 이루어지는 스틸 와이어 로프 W의 상태를 판정하도록 구성되어 있다. 이에 의해, 검지 코일(22)은 검지 코일(22)이 갖는 스틸 와이어 로프 W가 연장되는 X 방향을 따라서 권회되는 도선이 형성되는 폐곡선 내부의 전체 자속에 기인하는 유전 전압이 발생하므로, 용이하게 스틸 와이어 로프 W의 X 방향의 자계의 변화를 검지할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 검지 코일(22)은 차동 코일을 구성하고, 전자 회로부(3)는 X 방향의 자계에 의해 차동 코일에 포함되는 두 코일 부분에 의해 생기는 전압의 크기 차에 기초하여 긴 재료로 이루어지는 스틸 와이어 로프 W의 상태를 판정하도록 구성되어 있다. 이에 의해, 차동 코일의 하나의 코일 부분과 다른 코일 부분에 의해 생기는 전압(검지 신호)의 차를 검지함으로써, 스틸 와이어 로프 W의 상태(흠집 등의 유무)의 국소적인 변화를 보다 용이하게 검지할 수 있다.
여기서, 여진 코일(21) 및 검지 코일(22)의 내부를 통과하는 스틸 와이어 로프 W는, 휨이 생김으로써, 검지 코일(22a 및 22b)의 중심축으로부터 조금 어긋난 위치(예를 들어, 도 4의 경우, 거리 r1>거리 r2)를 통과하는 경우가 있다. 검지 코일(22a 및 22b)은 스틸 와이어 로프 W를 중심축으로 하여 대칭형(원통 대칭)이 되도록 구성되어 있으므로, 스틸 와이어 로프 W의 중심축으로부터의 어긋남에 기인하는 노이즈는 억제된다.
또한, 차동 코일이 되도록, 검지 코일(22)에 두 검지 코일(22a 및 22b)을 마련하고 있으므로, 각각의 코일 부분에 있어서의 스틸 와이어 로프 W의 중심축으로부터의 어긋남이, 대략 동등해진다. 이에 의해서도, 스틸 와이어 로프 W의 중심축으로부터의 어긋남에 기인하는 노이즈는 억제된다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 전자 회로부(3)는 검지부(2)에 의해 출력된 검지 신호가 두 소정의 임계값 Th1 및 Th2를 초과한 경우에, 검지 신호가 두 소정의 임계값 Th1 및 Th2를 각각 초과하였음을 나타내는 두 임계값 신호(제1 임계값 신호 및 제2 임계값 신호)를 외부로 출력하도록 구성되어 있다. 이에 의해, 스틸 와이어 로프 W의 상태(흠집 등의 유무)가 불균일해지는 부분을, 임계값 신호에 기초하여 용이하게 판정할 수 있다. 여기서, 제1 실시 형태에서는, 스틸 와이어 로프 W의 자화의 방향을 Y 방향으로 정돈하고 있으므로, X 방향의 자계 검지에 노이즈가 생기기 어려워, S/N비가 양호해진다. 이 때문에, 임계값 Th에 의한 판정에서도 잘못된 판정이 행해지는 일이 일어나기 어렵게 할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 소정의 임계값 Th는, 제1 임계값 Th1과 제1 임계값 Th1보다도 큰 값이 되는 제2 임계값 Th2를 포함하고, 전자 회로부(3)는 검지부(2) 및 전자 회로부(3)에 의해 출력된 검지 신호가 제1 임계값 Th1을 초과한 경우에, 검지 신호가 제1 임계값 Th1을 초과하였음을 나타내는 제1 임계값 신호를 외부로 출력함과 함께, 검지부에 의해 출력된 검지 신호가 제2 임계값 Th2를 초과한 경우에, 검지 신호가 제2 임계값을 초과하였음을 나타내는 제2 임계값 신호를 외부로 출력하도록 구성되어 있다. 이에 의해, 비교적 작은 제1 임계값 Th1을 초과한 제1 임계값 신호에 의해, 경과 관찰 등 주의를 요할 정도의 작은 흠집 등을 갖는 스틸 와이어 로프 W의 상태를 판정함과 함께, 비교적 큰 제2 임계값 Th2를 초과한 제2 임계값 신호에 의해, 조속히 교환 등을 행할 필요가 있는 비교적 큰 흠집 등을 갖는 스틸 와이어 로프 W의 상태를 판정할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 여진 코일(21)에 흐르는 여진 전류에 의해 발생된 자계에 의해 자화의 상태가 여진된 스틸 와이어 로프 W의 X 방향의 자계의 변화를 검지하도록 구성되어 있다. 이에 의해, 여진 코일(21)에 의해 스틸 와이어 로프 W의 흠집 등의 부분의 자화 상태가 여진되므로, 스틸 와이어 로프 W의 흠집 등의 부분으로부터의 X 방향의 자계의 변화를 용이하게 검지할 수 있다. 특히, 교류 전류 등을 여진 코일(21)에 흘림으로써 스틸 와이어 로프 W의 자화의 상태에 시간 변화하는 여진을 부여하는 경우에는, 스틸 와이어 로프 W의 자계도 시간 변화한다. 그 때문에, 스틸 와이어 로프 W와 검지부(2)을 상대 이동시키지 않고, 검지부(2)에 의해 검지되는 자계를 변화시켜 검지할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 자계 인가부(1)에 의해 스틸 와이어 로프 W에 인가되는 자계는, 여진 코일(21)이 스틸 와이어 로프 W의 자화의 상태를 여진하기 위하여 발생시키는 자계보다도 커지도록 구성되어 있다. 여기서, 스틸 와이어 로프 W의 자화의 방향이 미리 자계 인가부(1)가 인가하는 큰 자계에 의해 Y 방향으로 정돈되어 있으므로, 스틸 와이어 로프 W의 상태의 판정에 있어서, X 방향으로 자화의 상태를 여진하기 위하여 필요한 자계는, Y 방향에서 인가되는 자화보다 작더라도 검지에는 충분한 크기이다. 즉, Y 방향으로 자화의 방향이 정돈되지 않은 경우와 비교하여, X 방향으로 자화의 상태를 여진하기 위하여 필요한 자계의 크기를 작게 할 수 있다.
또한, 여진 코일(21)에 의한 스틸 와이어 로프 W의 자화의 방향은, 자성체의 자계 인가부(1)에 의해 정돈된 자화의 방향(Y2 방향)과 대략 직교하기 때문에, 여진 코일(21)에 의해 인가되는 자계는, X1 또는 X2 방향으로 조금 흔들리게 하는 정도로도 검지 코일(22)에 의해 충분히 검지 가능하다. 따라서, 여진 코일(21)에 의한 자계는, 자계 인가부(1)에 의해 인가되는 자계보다도 충분히 작게 할 수 있다. 이에 의해, 여진 코일(21)에 흘리는 전류의 크기를 작게(전력 절약화) 할 수 있다. 또한, 자계 인가부(1)를 영구 자석에 의해 구성했으므로, 자화의 방향을 정돈시키기 위해 전력이 필요없다. 이러한 결과, 배터리 등에 의해 구동되는 이동형 X선 촬영 장치(900)에 사용되는 검사 장치(100) 등에서도 검사를 행할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 스틸 와이어 로프 W는, 피검체에 대해 상대적으로 이동 가능하게 되도록 이동형 X선 촬영 장치(900)에 마련되고, 검지부(2)는 X선 조사부 E1을 이동시키기 위한 스틸 와이어 로프 W의 X 방향의 자계를 검지하도록 구성되어 있다. 이에 의해, 이동형 X선 촬영 장치(900)에 사용되는 와이어의 상태(흠집 등의 유무)를 용이하게 판정할 수 있다.
(제2 실시 형태)
다음으로, 도 10을 참조하여, 제2 실시 형태에 따른 검사 장치(200)의 구성에 대해 설명한다. 제2 실시 형태에 따른 검사 장치(200)는 제1 실시 형태와는 달리, 여진 코일에 공급되는 여진 전류가 시간 변화하지 않는 직류 전류이다.
구체적으로는, 검사 장치(200)는 검사 유닛 U에 마련된 전자 회로부(302)를 포함한다. 또한, 전자 회로부(302)는 도 10에 도시하는 바와 같이, 직류 전원(312)을 포함한다. 직류 전원은, 여진 코일(21)에 시간 변화하지 않는(일정 값이 되는) 직류 전류를 흘린다. 이에 의해, 여진 코일(21) 내에는, X 방향으로 일정한 크기가 되는 정자계가 생긴다.
여기서, 제2 실시 형태에 따른 검사 장치(200)에서는, 검지부(202)는 스틸 와이어 로프 W를 검지부(2)에 대해 X 방향으로 대략 일정해지는 정속도로 상대 이동시킴으로써 검지부(2)의 검지 위치에 있어서의 스틸 와이어 로프 W의 X 방향의 자계의 변화를 검지하도록 구성되어 있다.
구체적으로는, 검사 시에, 검지부(202)의 검지 코일(22)에 의해 검지되는 스틸 와이어 로프 W의 위치가 시간 변화하는 것에 수반하여, 검지 코일(22)에 의해 검지되는 자계도 시간 변화한다. 검지 코일(22)이 스틸 와이어 로프 W의 흠집 등이 없는 부분을 통과하고 있는 경우에는, 검지 코일(22) 내의 자계 X 방향의 크기는 대략 일정해지므로, 검지 신호도 일정값이 된다. 한편, 검지 코일(22)이 스틸 와이어 로프 W의 흠집 등이 있는 부분에 위치하는 경우, 검지 위치에 있어서의 자계의 크기가 시간 변화하므로, 검지 신호가 변화된다. 이에 의해, 스틸 와이어 로프 W의 상태(흠집 등의 유무)를 판정할 수 있다.
제2 실시 형태의 그 밖의 구성에 대해서는, 제1 실시 형태와 동일하다.
(제2 실시 형태의 효과)
제2 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 검지부(202)는 스틸 와이어 로프 W를 검지부(2)에 대해 X 방향으로 대략 일정해지는 정속도로 상대 이동시킴으로써 검지부(202)의 검지 위치에 있어서의 스틸 와이어 로프 W의 X 방향의 자계의 변화를 검지하도록 구성되어 있다. 이에 의해, 스틸 와이어 로프 W의 검지부(202)에 자계가 검지되는 부분이 상대 이동에 따라 변화하므로, 흠집 등이 있는 부분과 없는 부분의 비교에 의해, 용이하게 흠집 등을 검지할 수 있다. 또한, 정속도로 상대 이동시킴으로써, 흠집 등이 없는 위치에서는 검지 신호가 대략 일정해지고, 흠집 등이 있는 위치에서는 다른 검지 신호가 출력되기 때문에, 스틸 와이어 로프 W의 흠집 등의 상태의 판정이 용이해진다.
제2 실시 형태의 그 밖의 효과에 대해서는, 제1 실시 형태와 동일하다.
(제3 실시 형태)
다음으로, 도 11 및 도 12를 참조하여, 제3 실시 형태에 따른 검사 장치(300)의 구성에 대해 설명한다. 제3 실시 형태에 따른 검사 장치(300)는 제1 실시 형태와는 달리, 스틸 와이어 로프 W의 자계를 검지하는 자기 센서 소자(23)가 마련되어 있다.
구체적으로는, 검사 장치(300)는 검사 유닛에 마련되는 검지부(203)와 전자 회로부(303)를 구비하고 있다. 또한, 검지부(203)는 스틸 와이어 로프 W의 길이 방향에 직교하는 면에 있어서, 스틸 와이어 로프 W를 원주형으로 둘러싸도록 복수(스틸 와이어 로프 W를 축으로 하여 대칭에 12개) 배치되어 있다. 또한, 자기 센서 소자(23)는 예를 들어 코일, 여진 코일이 구비된 코일, 여진 코일이 구비된 차동 코일, 홀 소자, 자기 임피던스 소자, 자기 저항 소자 등 중 어느 하나 또는 몇개가 복합됨으로써 구성되어 있다. 여기서, 단순히 코일을 사용하는 경우에는, 정자계를 검출할 수 없기 때문에, 자성체를 이동시키면서 측정을 행할 필요가 있는 데 비해, 여진 코일을 병용한 경우에는, 측정 대상의 자성체를 정지시킨 상태에 있어서도, 측정을 행하는 것이 가능해진다. 또한, 홀 소자, 자기 임피던스 소자, 자기 저항 소자를 사용했을 때는, 이들 소자 그 자체가 정자계를 측정하는 것이 가능한 점에서, 측정 대상의 자성체를 정지시킨 상태에 있어서도, 측정을 행하는 것이 가능해진다. 또한, 자기 센서 소자(23)를 두 방향 또는 세 방향을 검출하도록 복수의 자기 센서 소자(23)를 복수 개소에 배치해도 된다. 또한, 자기 센서 소자(23)는 자계의 변화 크기뿐만 아니라 자계의 크기도 검출하도록 구성할 수도 있다.
또한, 도 12에 나타내는 바와 같이, 전자 회로부(303)는 자기 센서 소자(23)를 전기적으로 제어하고, 검지부(203)로부터의 전기 신호를 처리하여 검지 신호로서 출력하도록 구성된다.
제3 실시 형태의 그 밖의 구성에 대해서는, 제1 실시 형태와 동일하다.
(제3 실시 형태의 효과)
제3 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 자계 인가부(1)에 의해 Y2 방향으로 자계가 인가된 후의 스틸 와이어 로프 W에 대해, 자계 또는 자계의 변화를 검지함과 함께, 검지한 스틸 와이어 로프 W의 자계에 기초하는 검지 신호를 출력하는 검지부(2)를 마련한다. 이것에 의해서도, 자화의 크기 및 방향의 변동이 저감된 상태에서 검지가 행해지기 때문에, 스틸 와이어 로프 W의 상태(흠집 등의 유무)의 판정을 용이하게 행할 수 있다.
또한, 제3 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 검지부(2)는 스틸 와이어 로프 W의 자계를 검지하는 적어도 하나의 자기 센서 소자(23)가 스틸 와이어 로프 W의 외측에 배치되도록 구성되어 있다. 이에 의해, 검지부(2)를 내부를 통과하는 스틸 와이어 로프 W의 자계의 변화를 검지하는 코일에 의해 구성하는 경우와는 달리, 스틸 와이어 로프 W의 치수(예를 들어, 굵기 등)의 제한으로부터 개방되어 응용 범위가 확대된다.
제3 실시 형태의 그 밖의 효과에 대해서는, 제1 실시 형태와 동일하다.
(제4 실시 형태)
다음으로, 도 13을 참조하여, 제4 실시 형태에 따른 검사 장치(400)의 구성에 대해 설명한다.
제4 실시 형태에 따른 검사 장치(400)는 검지 코일(224)로부터 출력되는 검지 신호가 입력되어 증폭하는 증폭부(324)와, AD 변환기(334)와, CPU(344)와, 전환 가능한 교류 전원(314) 및 직류 전원(364)이 마련된 전자 회로(304)를 구비하고 있다. 또한, 검사 장치(400)는 전환 가능한 교류 전원(314) 및 직류 전원(364)의 한쪽과 접속되는 코일부(44)와, 코일부(44)가 감기는 요크부(14y)를 구비한다.
또한, 제4 실시 형태에 따른 검사 장치(400)는 미리 스틸 와이어 로프 W에 자계를 인가할 때에는 코일부(44)에 직류 전원(316)을 접속한다. 이에 의해, 스틸 와이어 로프 W와 요크부(14y)에 자기 회로가 형성되고, 스틸 와이어 로프 W에 미리 자계가 인가된다. 즉, 스틸 와이어 로프 W가, 길이 방향(X 방향)에 대해 대략 평행이 되는 방향으로 미리 자화되게 된다. 이 경우, 요크부(14y)가 특허 청구 범위의 「자계 인가부」로서 기능하고 있다.
또한, 제4 실시예에서는, 측정 시에는 코일부(44)에 교류 전원(314)을 접속한다. 미리 스틸 와이어 로프 W의 측정 대상 영역을 길이 방향(X 방향)으로 자화한 후에 측정을 행하는 점은 변함없다.
또한, 코일부(44)에 흘리는 전류는, 상기와 같이 교류 전원(314)과 직류 전원(364)의 전환에 의해, 내부에 흐르는 전류를 각각 교류 전류와 직류 전류로 변경할 수 있다. 또한, 미리 자계를 인가할 때와 측정할 때의 전류원의 전환(선택)이나 전류량의 증감은, CPU(344)에 의해 변경된다.
(제4 실시 형태의 효과)
제4 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 미리 자계가 인가된 후의 스틸 와이어 로프 W에 대해, 스틸 와이어 로프 W의 상태의 판정을 행하도록 구성되어 있다. 이에 의해, 스틸 와이어 로프 W의 상태(흠집 등의 유무)의 판정을 용이하게 행할 수 있다.
즉, 상기한 바와 같이, 요크부(14y)에 의해 자성체에 미리 자계를 인가하는 방향(X 방향)과, 검지부(2)에 의해 자계를 검출하는 방향(X 방향)이 직교(교차)하고 있지 않은 경우에도, 스틸 와이어 로프 W의 흠집 등이 있는 부분에 대해서는, 다른 부분에 비교하여 발생되는 자계(또는 자계의 변화)가 흐트러지기 때문에, 그 후에 자계(또는 자계의 변화)를 측정하면, 스틸 와이어 로프 W 위에 흠집 등이 존재하는지 여부를 판정하는 것이 가능하다.
단, 검지부에 포함되는 여진 코일에 의해 교류 자계를 인가하여 측정을 행하는 경우에는, 제1 실시 형태과 같이, 스틸 와이어 로프 W의 길이 방향과 직교하는 방향으로 자화하는 쪽이, 스틸 와이어 로프 W의 흠집 등을 보다 고정밀도로 검출하는 것이 가능해진다.
(변형예)
또한, 금회 개시된 실시 형태는, 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기 실시 형태의 설명이 아닌, 특허 청구 범위에 의해 나타내며, 또한 특허 청구 범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경(변형예)이 포함된다.
예를 들어, 상기 제1 내지 제4 실시 형태에서는, 자성체를 긴 재료로 하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 자성체는, 예를 들어 긴 재료 이외의 박판, 철구(베어링) 등이어도 된다. 그밖에, 균일한 구조를 갖는 자성체 전반의 검사에 본 발명을 사용할 수 있다. 또한, 자성체가 박판 등인 경우, 박판 등의 면에 수직인 방향(두께의 방향)으로 자화를 인가하고, 박판 등의 면이 연장되는 방향의 자계 또는 자계의 변화를 검지하도록 구성해도 된다.
또한, 상기 제1 내지 제4 실시 형태에서는, 긴 재료로 이루어지는 자성체를 스틸 와이어 로프로 하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 예를 들어 긴 재료로 이루어지는 자성체는, 박판, 각재, 원통형 파이프, 철사, 체인 등이어도 된다.
또한, 상기 제1 내지 제4 실시 형태에서는, 자계 인가부가 검사 유닛과 일체 구성으로 되어 있는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 자계 인가부와 검지부의 상대 위치는 변경 가능하게 구성해도 된다. 구체적으로는, 스틸 와이어 로프의 자화 방향을 자계 인가부에 의해 길이와 직교하는 방향으로 정돈한 후, 자계 인가부만을 스틸 와이어 로프 W로 이격된 위치에 이동시켜도 된다. 이에 의해, 검지부에 의한 스틸 와이어 로프의 자계 또는 자계의 변화 검지시에, 자계 인가부의 자계가 검지부에 영향을 미치지 않도록 이격시킬 수 있다.
또한, 제1 내지 제3 실시 형태에 있어서, 스틸 와이어 로프가 연장되는 방향(X 방향)과 수직인 방향(Y 방향)으로 미리 자계를 인가하는 경우에, 자계 인가부(1)의 구성을, 도 14에 나타낸 바와 같은 구성으로 해도 된다. 구체적으로는, 도 14의 (a)에 나타내는 바와 같이, 제1 자계 인가부(11e 및 11f)와, 제2 자계 인가부(12e 및 12f)의 자계의 인가 방향은, 동일해도 된다. 또한, 도 14의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제1 자계 인가부(11g 및 11h)와, 제2 자계 인가부(12g 및 12h)의 자계의 인가 방향은, 평행하지 않아도 된다(각각, Y 방향과, Y 방향에 대해 각도 θ 기운 방향으로 되어 있음). 또한, 도 14의 (c)에 나타내는 바와 같이, 제1 자계 인가부(11i) 및 제2 자계 인가부(12i)와 같이, 단일 구성(대향하도록 마련되지 않은 구성)으로서 동일한 방향으로 자계를 인가해도 된다. 또한, 도 14의 (d) 및 (e)에 나타내는 바와 같이, 검지부의 편측에만 자계 인가부(13a 및 13b)(또는 자계 인가부(13c))를 마련하도록 구성해도 된다. 또한, 제1 자계 인가부 및 제2 자계 인가부의 자극의 방향은, 모두 동일한 방향(예를 들어, Y2 방향)이어도 되고, 서로 반대 방향이 되는 방향(예를 들어, Y1 방향과 Y2 방향)이어도 된다.
또한, 제1 내지 제3 실시 형태에서는, 자계 인가부(1)에 의한 자장의 인가 방향을 스틸 와이어 로프 W와 교차되는 방향으로 하는 경우에, 스틸 와이어 로프 W의 길이 방향에 직교하는 방향으로 했지만, 적어도 자계의 인가 방향이 스틸 와이어 로프의 길이 방향에 교차하도록(예를 들어, 검출 방향인 길이 방향에 대해 45도에서 135도의 범위로 교차하도록) 마련하면 된다.
또한, 상기 제1 내지 제3 실시 형태에서는, 자계 인가부를 영구 자석에 의해 구성하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 자계 인가부를 전자석(코일)에 의해 구성해도 된다.
또한, 제4 실시 형태에 있어서, 스틸 와이어 로프가 연장되는 방향으로 따른 방향(X 방향)으로 미리 자계를 인가할 때에 자계 인가부(14)의 구성을, 도 15에 나타낸 바와 같은 구성으로 해도 된다. 구체적으로는, 도 15의 (a)에 나타내는 바와 같이, 제1 자계 인가부(11j 및 11k)와, 제2 자계 인가부(12j 및 12k)의 자계의 인가 방향은, 동일(즉, 동일한 특성)해도 된다. 또한, 도 15의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제1 자계 인가부(11l 및 11m)와, 제2 자계 인가부(12l 및 12m)의 자계의 인가 방향은, 평행하지 않아도 된다(각각, X 방향과, Y 방향에 대해 각도 θ 기운 방향으로 되어 있음). 또한, 도 15의 (c)에 나타내는 바와 같이, 제1 자계 인가부(11n) 및 제2 자계 인가부(12n)와 같이, 단일 구성(대향하도록 마련되지 않는 구성)으로 하여 동일한 방향으로 자계를 인가해도(동일한 특성으로 해도) 된다. 또한, 도 15의 (d) 및 (e)에 나타내는 바와 같이, 검지부의 편측에만 자계 인가부(13d 및 13e)(또는 자계 인가부(13f))를 마련하도록 구성해도 된다. 또한, 제1 자계 인가부 및 제2 자계 인가부의 자극의 방향은, 모두 동일한 방향(예를 들어, X2 방향)이어도 되고, 서로 반대 방향이 되는 방향(예를 들어, X1 방향과 X2 방향)이어도 된다. 또한, 제4 실시 형태와 같이 요크부에 의해 미리 자계를 인가해도 되고, 영구 자석에 의해 미리 자계를 인가해도 된다.
또한, 상기 제1 및 제2 실시 형태에서는, 여진 코일(21)의 내측에 차동 코일이 되는 검지 코일(22a 및 22b)을 배치하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 도 17의 (a)에 나타내는 바와 같이, 차동 코일을 포함하는 검지 코일(22c 및 22d)을 여진 코일(21c)의 외측에 배치해도 된다. 또한, 도 17의 (b)에 나타내는 바와 같이, 차동 코일을 포함하는 검지 코일(22e 및 22f)을 여진 코일(21d)을 사이에 두도록 여진 코일(21d)의 X 방향(길이 방향)의 양측에 배열하여 배치해도 된다. 또한, 도 17의 (c)에 나타내는 바와 같이, 차동 코일이 아닌 단일 검지 코일(22g)을 여진 코일(21e)의 내측(또는 외측)에 배치해도 된다. 또한, 도 17의 (d)에 나타내는 바와 같이, 두 여진 코일(21f 및 21g)을 단일 검지 코일(22h)을 사이에 두도록 검지 코일(22h)의 X 방향(길이 방향)의 양측에 배열하여 배치해도 된다. 도 17의 (e)에 나타내는 바와 같이, 단일 여진 코일(21h)과 단일 검지 코일(22i)을 X 방향(길이 방향)으로 배열하여 배치해도 된다. 또한, 도 17의 (f)에 나타내는 바와 같이, 차동 코일이 되는 검지 코일(22j 및 22k)(또는 단일 검지 코일)을 배치하고, 여진 코일을 생략한 구성으로 해도 된다.
또한, 상기 제1 내지 제3 실시 형태에서는, 원통형의 코일(검지 코일 및 여진 코일)이 스틸 와이어 로프 W를 둘러싸게 마련되어 있는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명에서는, 도 18에 도시되는 바와 같이, 검지 코일(220)(여진 코일(210))을 각통형으로 해도 된다.
또한, 상기 제1 내지 제4 실시 형태에서는, 도 19에 나타내는 바와 같이, 검지 코일(221)을 스틸 와이어 로프 W를 둘러싸지 않고, 스틸 와이어 로프 W에 따르는 방향의 자계를 검지하도록 스틸 와이어 로프 W로 이격된 위치에 배치해도 된다. 또한, 도 20에 나타내는 바와 같이, 반원통형(말굽형)의 코일 부분(20a)(도 20의 (a) 참조)을 2개 조합한 원통형 코일(20b)(도 20의 (b) 참조)을 사용해도 된다. 또한, 반원통형(말굽형) 코일은, 스틸 와이어 로프가 설치된(단부가 막힌) 상태에서도, 용이하게 착탈 가능하다. 또한, 제4 실시 형태에 있어서, 여진 코일은 코일부에 상당한다.
또한, 상기 제3 실시 형태에서는, 복수의 자기 센서 소자가 스틸 와이어 로프를 둘러싸도록 배치되어 있는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 자기 센서 소자는, 스틸 와이어 로프의 자계를 검지할 수 있는 위치에 적어도 하나 배치되면 된다. 또한 자기 센서 소자(23)는 두 방향 또는 세 방향을 검출하도록 복수의 자기 센서 소자(23)를 배치해도 된다.
또한, 상기 제1 내지 제4 실시 형태에서는, 자성체의 검사 장치(검사 유닛)가 스틸 와이어 로프에 따라 이동 가능하게 구성되어 있는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 자성체의 검사 장치(검사 유닛)는 이동하지 않도록 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 자성체의 검사 장치는, 정위치에 있어서 내부 또는 부근을 통과하는 스틸 와이어 로프의 자계를 검지한다.
또한, 상기 제1 내지 제4 실시 형태에서는, 또한, 전자 회로부는, 검지 코일(검지부)에 의해 출력된 검지 신호가 소정의 임계값(제1 임계값 Th1 및 제2 임계값 Th2)을 초과한 경우, 외부에 신호를 출력하도록 구성되어 있는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 전자 회로부를, 검지 신호가 임계값 Th를 초과한 횟수 N을 카운트함과 함께, 카운트된 횟수 N이 소정의 횟수 M을 초과한 경우에, 카운트된 횟수 N이 소정의 횟수 M을 초과하였음을 나타내는 신호를 외부로 출력하도록 구성해도 된다. 이에 의해, 전자 회로부는, 임계값 Th를 초과한 횟수 N을 카운트하고, 흠집 등이 많음에 기초하여 스틸 와이어 로프의 열화 상태를 판정할 수 있다. 또한, 전회 측정 시에 있어서 임계값 Th를 초과한 횟수 N과 금회 측정 시에 임계값 Th를 초과한 횟수 N을 비교함으로써, 스틸 와이어 로프 W의 흠집 등의 유무의 상태의 단시적인 변화(예를 들어, 열화의 진행 속도)를 판정하도록 구성해도 된다. 또한, 소정의 임계값 수는, 하나나, 두개 이외의 복수(예를 들어, 세개)로 해도 된다.
또한, 상기 제1 내지 제4 실시 형태에서는, 검사 장치(100(200, 300))를 이동형 X선 촬영 장치(회진차)에 사용하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 검사 장치(100(200, 300))를 도 20의 (a)에 나타내는 바와 같이 거치형의 X선 조사 장치(X선 촬영 장치)(901), 도 20의 (b)에 나타내는 스탠드형의 X선 조사 장치(X선 촬영 장치)((902) 및 도 20의 (c)에 나타내는 스탠드형의 X선 검출 장치(X선 촬영 장치)(903)에 사용해도 된다. 또한, 와이어를 이용한 장치나 인프라, 예를 들어 엘리베이터, 케이블카 등의 이동용 장치나, 조교(弔橋)·교각 등의 와이어 부분에 대해서도 적용 가능하다. 또한, 와이어 뿐만 아니라, 전주, 상하수도 배관, 가스관, 파이프 라인 등, 자성체의 손상을 측정하는 모든 용도에 적용 가능하다. 또한, X선 조사부 E11 및 X선 조사부 E12는 모두 X선관 등을 포함해 X선을 조사하는 부분이며, X선 검출부 E23은, FPD(플랫 패널 디텍터) 등을 포함하는 X선을 검출하는 부분이다. 또한, X선 조사부 E11, X선 조사부 E12 및 X선 검출부 E23은, 각각 스틸 와이어 로프 W에 견인되어 지지되어 있다. 또한, 검사 장치(100(200, 300))는 스틸 와이어 로프 W에 따라 이동 가능하게 구성되어 있다.
또한, 상기 제1 내지 제4 실시 형태에서는, 자성체의 「흠집 등」으로서 주로 자성체 표면의 흠집을 검출 대상으로 하여 설명했지만, 단선(완전이 아니라 와이어 로프라면 소선의 단선), 굵기의 변화, 부식(녹), 균열, 투자율의 불균일도 검출 대상에 포함된다. 또한, 검출 대상은, 자성체의 표면에 한정되지 않고, 내부여도 된다. 그밖에, 자성체의 자계 또는 자계의 불균일성을 생기게 하는 상태이면, 「자성체의 상태」로서 검출 가능하다.
또한, 「자성체의 자계 또는 자계의 변화」에는, 외부로부터 자계를 인가한 경우의, 자계가 인가된 자성체의 근방에서 관측되는 자계 또는 자계의 변화 외에도, 외부로부터 자계를 인가하지 않는 경우의, 자성체 그 자체로부터 발생하는 자계 또는 자계의 변화도 포함한다.
1, 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f: 자계 인가부
2, 203: 검지부
3, 302, 303, 304: 전자 회로부(판정부)
11a, 11b, 11e, 11f, 11g, 11h, 11i, 11j, 11k, 11l, 11m, 11n: 제1 자계 인가부
12a, 12b, 12e, 12f, 12g, 12h, 12i, 12j, 12k, 12l, 12m, 12n: 제2 자계 인가부
14y: 요크부(자계 인가부)
21, 21a, 21b, 21c, 21d, 21e, 21f, 21g, 21h, 210: 여진 코일
22, 22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f, 22g, 22h, 22i, 22j, 22k, 220, 221, 224: 검지 코일
23: 자기 센서 소자
44: 코일부(자계 인가부, 여진 코일)
100, 200, 300: 검사 장치(자성체의 검사 장치)
900: 이동형 X선 촬영 장치(X선 촬영 장치)
901: 거치형 X선 조사 장치(X선 촬영 장치)
902: 스탠드형 X선 조사 장치(X선 촬영 장치)
903: 스탠드형 X선 검출 장치(X선 촬영 장치)
E1, E11, E12: X선 조사부
E2, E23: X선 검출부
Th: 소정의 임계값
Th1: 소정의 제1 임계값
Th2: 소정의 제2 임계값
M: 소정의 횟수
W: 스틸 와이어 로프(자성체, 긴 재료, 와이어)

Claims (16)

  1. 검사 대상인 자성체에 대해 미리 자계를 인가해 상기 자성체의 자화의 방향을 정돈하는 자계 인가부와,
    상기 자계 인가부에 의해 자계가 인가된 후에, 상기 자성체의 자계 또는 자계의 변화에 기초하는 검지 신호를 출력하는 검지부와,
    상기 검지부에 의해 출력된 상기 검지 신호에 기초하여, 상기 자성체의 상태 판정을 행하는 판정부를 구비하는, 자성체의 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 자계 인가부는, 검사 대상인 자성체에 대해 미리 제1 방향으로 자계를 인가해 상기 자성체의 자화의 방향을 정돈하고,
    상기 검지부는, 상기 자계 인가부에 의해 상기 제1 방향으로 자계가 인가된 후의 상기 자성체에 대해, 상기 제1 방향에 교차되는 제2 방향의 자계 또는 상기 제2 방향의 자계의 변화 중 적어도 어느 한쪽을 검지함과 함께, 검지된 상기 자성체의 상기 제2 방향의 자계 또는 상기 제2 방향의 자계의 변화에 기초하는 검지 신호를 출력하고,
    상기 판정부는, 상기 검지부에 의해 출력된 상기 검지 신호에 기초하여, 상기 자성체의 상태 판정을 행하도록 구성되어 있는, 자성체의 검사 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 자성체는, 긴 재료를 포함하고,
    상기 자계 인가부는, 상기 긴 재료의 길이 방향과 교차하는 방향으로 자계를 인가하고,
    상기 검지부는, 상기 긴 재료로 이루어지는 상기 자성체의 상기 제2 방향의 자계 또는 상기 제2 방향의 자계의 변화를 검지하도록 구성되어 있는, 자성체의 검사 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 자계 인가부는, 출력되는 자계가 상기 검지부에서의 검지에 영향을 미치지 않도록, 상기 검지부에서 상기 긴 재료가 연장되는 상기 제2 방향으로 이격된 위치에 마련되어 있는, 자성체의 검사 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 자계 인가부는, 상기 긴 재료로 이루어지는 상기 자성체에 대해 상기 제1 방향으로 자계를 인가하는 제1 자계 인가부와, 상기 제2 방향에 있어서, 상기 검지부의 상기 제1 자계 인가부의 측과는 반대측에 마련되고, 상기 긴 재료로 이루어지는 상기 자성체에 대해 상기 제2 방향에 교차되는 면에 평행한 방향을 따라서 자계를 인가하는 제2 자계 인가부를 포함하는, 자성체의 검사 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 검지부는, 상기 긴 재료로 이루어지는 상기 자성체를 중심으로 하여 상기 자성체를 둘러싸고 상기 자성체가 연장되는 방향을 따라서 권회하도록 마련되고, 상기 자성체의 상기 제2 방향의 자계의 변화를 검지하여 상기 검지 신호를 발생시키는 검지 코일을 포함하며,
    상기 판정부는, 상기 검지 신호에 기초하여 상기 긴 재료로 이루어지는 상기 자성체의 상태를 판정하도록 구성되어 있는, 자성체의 검사 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 검지 코일은, 차동 코일을 포함하고,
    상기 판정부는, 상기 제2 방향의 자계에 의해 상기 차동 코일이 포함되는 두 코일 부분에 의해 생기는 각각의 상기 검지 신호의 크기의 차에 기초하여 상기 긴 재료로 이루어지는 상기 자성체의 상태를 판정하는, 자성체의 검사 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 판정부는, 상기 검지부에 의해 출력된 상기 검지 신호가 하나 또는 복수의 소정의 임계값을 초과한 경우에, 상기 검지 신호가 하나 또는 복수의 소정의 임계값을 초과하였음을 나타내는 하나 또는 복수의 임계값 신호를 외부로 출력하도록 구성되어 있는, 자성체의 검사 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 소정의 임계값은, 제1 임계값과 상기 제1 임계값보다도 큰 값이 되는 제2 임계값을 포함하고,
    상기 판정부는, 상기 검지부에 의해 출력된 상기 검지 신호가 상기 제1 임계값을 초과한 경우에, 상기 검지 신호가 상기 제1 임계값을 초과하였음을 나타내는 제1 임계값 신호를 외부로 출력함과 함께, 상기 검지부에 의해 출력된 상기 검지 신호가 상기 제2 임계값을 초과한 경우에, 상기 검지 신호가 상기 제2 임계값을 초과하였음을 나타내는 제2 임계값 신호를 외부로 출력하도록 구성되어 있는, 자성체의 검사 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 판정부는, 상기 검지부에 의해 출력된 상기 검지 신호가 하나 또는 복수의 소정의 임계값을 초과한 횟수를 각각 카운트함과 함께, 카운트된 횟수가 각각 소정의 횟수를 초과한 경우에, 카운트된 횟수가 상기 소정의 횟수를 초과하였음을 나타내는 신호를 외부로 출력하도록 구성되어 있는, 자성체의 검사 장치.
  11. 제3항에 있어서, 상기 검지부는, 상기 자성체의 자화 상태를 여진하기 위한 여진 코일을 더 포함함과 함께, 상기 여진 코일에 흐르는 여진 전류에 의해 발생된 자계에 의해 자화의 상태가 여진된 상기 자성체의 상기 제2 방향의 자계 또는 상기 제2 방향의 자계의 변화를 검지하도록 구성되어 있는, 자성체의 검사 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 자계 인가부에 의해 상기 자성체에 인가되는 자계는, 상기 여진 코일이 상기 자성체의 자화 상태를 여진하기 위하여 발생시키는 자계보다도 큰, 자성체의 검사 장치.
  13. 제3항에 있어서, 상기 검지부는, 상기 자성체를 상기 검지부에 대해 상기 제2 방향으로 상대 이동시킴으로써 상기 검지부의 검지 위치에 있어서의 상기 자성체의 상기 제2 방향의 자계 또는 상기 제2 방향의 자계의 변화를 검지하도록 구성되어 있는, 자성체의 검사 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 검지부는, 상기 자성체의 자계 또는 자계의 변화를 검지하는 적어도 하나의 자기 센서 소자를 포함하는, 자성체의 검사 장치.
  15. 제2항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자성체는, 피검체에 대해 상대적으로 이동 가능해지도록 X선 촬영 장치에 마련되는, 상기 피검체에 X선을 조사하는 X선 조사부 또는 상기 피검체를 투과한 X선을 검출하는 X선 검출부 중 적어도 어느 한 쪽을 이동시키기 위한 와이어를 포함하고,
    상기 검지부는, 상기 와이어의 상기 제2 방향의 자계를 검지하도록 구성되어 있는, 자성체의 검사 장치.
  16. 검사 대상인 자성체에 대해 자계를 인가해 상기 자성체의 자화의 방향을 정돈하는 스텝과,
    상기 자계를 인가한 후, 상기 자성체의 자계 또는 자계의 변화를 검지함과 함께, 검지된 상기 자성체의 자계 또는 자계의 변화에 기초하는 검지 신호를 출력하는 스텝을 구비하고,
    출력된 상기 검지 신호에 기초하여, 상기 자성체의 상태를 판정하는 스텝을 구비하는, 자성체의 검사 방법.
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