MX2013012997A - Dispositivo de inspeccion de propiedad de superficie y metodo de inspeccion de propiedad de superficie. - Google Patents

Abstract

Para proporcionar un dispositivo de inspección de propiedad de superficie y un método de inspección de propiedad de superficie con el cual la condición de tratamiento superficial de material tratado tal como acero sometido a tales tratamientos superficiales como tratamiento de granallado o tratamiento térmico, nitruración, y similares pueden inspeccionarse de manera no destructiva y precisa, y que ofrece un alto grado de aplicación de propósito general. Un dispositivo 1 de inspección de propiedad de superficie incluye un suministro 10 de energía de CA, un circuito 20 de puente de CA, y un dispositivo 30 de juicio, y el circuito 20 de puente de CA tiene una resistencia 21 variable con una relación y de división variable, un detector 22 de punto de referencia, y un detector 23 de inspección. En la etapa Si de ajuste de resistencia variable, la relación y de división de una resistencia 21 variable se ajusta y se establece de modo que la salida del circuito 20 de puente de CA se incrementa; después de establecer una frecuencia en la cual se maximiza la salida del circuito 20 de puente de CA utilizando una etapa S2 de ajuste de la frecuencia, en la etapa S4 de juicio de pasa/no pasa, una muestra 5 de punto de referencia se pone en contacto con el detector 22 de punto de referencia, la muestra bajo inspección M se pone en contacto con el detector 23 de inspección, y la salida del LPF' 33 y se compara el valor de umbral establecido en la etapa S3 de ajuste de valor de umbral y un juicio de pasa/no pasa se hace de la condición de superficie de la muestra bajo inspección M.

Description

DISPOSITIVO DE INSPECCIÓN DE PROPIEDAD DE SUPERFICIE Y MÉTODO DE INSPECCIÓN DE PROPIEDAD DE SUPERFICIE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención pertenece a un dispositivo de inspección de propiedad de superficie y método de inspección de propiedad de superficie para realizar una inspección no destructiva de pasa/no pasa de la condición de tratamiento superficial del material procesado sometido a procesamiento superficial tal como granallado o tratamiento térmico, nitruración, o similares.

Los tratamientos superficiales, tales como endurecimiento superficial mediante tratamiento térmico, nitruración y similares, o granallado, se realizan en engranes, árboles u otros productos de acero utilizados en partes de automóviles y similares para mejorar la resistencia al desgaste, la resistencia a la fatiga, etc.

Convencionalmente, la evaluación de propiedades de superficie tales como tensión residual, dureza, y similares después del tratamiento superficial de estas partes se realizó mediante prueba destructiva de muestras. Esto llego al problema de que no todos los productos por lo tanto no podían probarse directamente, y debido a que la prueba era destructiva, los productos probados eran inutilizables .

Por lo tanto, existe una necesidad en aumento de desarrollar un dispositivo capaz de realizar pruebas no destructivas de propiedades de superficie de producto. El Documento de Patente 1, por ejemplo, describe un dispositivo de inspección no destructivo para superficies granalladas en donde una señal de CA (corriente alterna) se ingresa a medida que se varia la frecuencia en un circuito de inspección equipado con una bobina, dispuesto sobre una superficie de tratamiento de granallado, y las características de respuesta de frecuencia de la impedancia en el circuito de prueba se utilizan para inspeccionar el estado de la tensión residual en el objeto bajo inspección.

Referencias de Técnica Anterior Referencias de Patente Documento de Patente 1: JP-A- 2008-2973 Problemas que la Invención Busca Resolver Sin embargo, elementos de mediciones magnéticas tales como permeabilidad magnética y conductividad eléctrica, que cambian bajo tratamiento superficial, se ven afectadas por los cambios ambientales, por lo tanto en el dispositivo establecido en la JP-A-2008-2973, el problema surge en que los errores de medición tienden a ocurrir cuando el ambiente en el cual se mide una muestra de referencia difiere del ambiente en el cual se inspecciona una muestra bajo inspección .

En un método de inspección de superficie de tratamiento superficial que utiliza las características de respuesta de frecuencia de impedancia, la impedancia del detector y la muestra bajo inspección cambia con respecto a los cambios en la frecuencia de la potencia aplicada para medición, lo que hace difícil detectar con precisión los cambios electromagnéticos que surgen de la condición de tratamiento superficial de la muestra bajo inspección.

En la potencia de CA aplicada para medición, la frecuencia en la cual incrementa la sensibilidad al detectar el pase/no pase de una muestra bajo inspección cambia dependiendo del material y la condición de tratamiento superficial de la muestra bajo inspección. Por lo tanto en un dispositivo de medición equipado con sólo un detector, es necesario primero medir los valores de salida con respecto a los cambios de frecuencia para una parte tratada en la superficie y una parte no tratada, y seleccionar la frecuencia óptima en la cual la diferencia entre el valor de salida para la parte tratada en la superficie y para la parte no tratada se encuentra a un máximo. Esto da lugar al problema de que el tiempo y mano de obra deben gastarse en el trabajo de seleccionar frecuencias.

Cuando la forma, propiedades del material, y métodos de tratamiento superficial de una muestra bajo inspección difiere, el circuito de detección debe diseñarse para adaptarse a los cambios en la impedancia general del detector. Además, también es necesario calibrar la distribución de tensión residual con respecto al valor de impedancia, de manera que el dispositivo no tenga una alta aplicación de propósito general.

La presente invención por lo tanto tiene como objeto proporcionar un dispositivo de inspección de propiedad de superficie y el método de inspección de propiedad de superficie con los cuales la condición de tratamiento superficial del material tratado tal como acero sometido a tratamientos superficiales tales como tratamiento de granallado o tratamiento térmico, nitruración, y similares puedan inspeccionarse de manera menos destructiva y precisa, y ofrezca un alto grado de aplicación de propósito general.

Medios para Resolver el Problema Para lograr lo anterior, la invención de la reivindicación 1 que comprende: un circuito de puente de CA; un suministro de energía de CA para suministrar energía de CA al circuito de puente de CA; y un dispositivo de juicio para realizar un juicio de pasa/no pasa de la condición de tratamiento superficial de una muestra bajo inspección basada en la señal de salida del circuito de puente de CA; en donde el circuito de puente de CA incluye una resistencia variable constituida de manera que la relación dividida entre una primera resistencia y una segunda resistencia es variable, un detector de punto de referencia que tiene un primer sensor magnético para detectar las propiedades magnéticas de una muestra de referencia en una buena condición de tratamiento superficial, y un detector de inspección que tiene un segundo sensor magnético para detectar las propiedades magnéticas de una muestra bajo inspección para la cual una inspección de pasa/no pasa de la condición de tratamiento superficial se realizará; y la primera resistencia, la segunda resistencia, el detector de punto de referencia, y el detector de inspección constituyen un circuito de puente; y en donde el dispositivo de juicio juzga, el estado de pasa/no pasa de la condición de tratamiento superficial de una muestra bajo inspección basándose en la señal de salida del circuito de puente de CA en un estado en el cual se suministra energía de CA al circuito de puente de CA, el primer sensor magnético detecta las propiedades magnéticas de la muestra de referencia, y el segundo sensor magnético detecta las propiedades magnéticas de la muestra bajo inspección.

En la invención establecida en la reivindicación 1, un juicio de pasa/no pasa de la condición de tratamiento superficial de la muestra bajo inspección se realiza por el dispositivo de juicio basándose en la señal de salida producida del circuito de puente de CA, por lo tanto la condición de tratamiento superficial de la muestra bajo inspección puede inspeccionarse en el mismo ambiente de medición mientras se compara constantemente con la muestra de referencia, por lo que permite una inspección altamente precisa del estado superficial utilizando una configuración de circuito simple. Al adoptar la configuración de circuito de puente de CA, es innecesario corregir la temperatura, obtener datos de prueba basándose en el material de la muestra bajo inspección, o calibrar la salida del dispositivo con respecto a la distribución de tensión residual, etc. Y puesto que la relación dividida de la resistencia variable es variable, el circuito no tiene que rediseñarse incluso si la impedancia del detector de punto de referencia o el detector de inspección cambia.

Por lo tanto, un dispositivo de inspección de propiedad de superficie puede realizarse con el cual la condición de tratamiento superficial del material tratado tal como acero sometido a tratamientos superficiales como granallado o tratamiento térmico, nitruración, y similares pueden inspeccionarse de manera no destructiva y precisa, y un alto grado de aplicación de propósito general se ofrece.

En la invención establecida en la reivindicación 2, el dispositivo de inspección de propiedad de superficie de la reivindicación 1 además se encuentra equipado con un ajustador de frecuencia para ajustar y establecer la frecuencia de energía de CA suministrada desde el suministro de energía de CA.

En la invención establecida en la reivindicación 2, la frecuencia de la energía de CA suministrada desde el suministro de energía de CA puede ajustarse, por lo tanto, cambios de impedancia más amplios en el detector de punto de referencia y el detector de inspección pueden manejarse.

La invención establecida en la reivindicación 3, por lo cual en el dispositivo de inspección de propiedad de superficie de la reivindicación 2, se constituye en donde un estado en el cual el primer sensor magnético detecta las propiedades magnéticas de la muestra de referencia, y el segundo sensor magnético detecta las propiedades magnéticas de una muestra no tratada superficialmente o una muestra de referencia la cual es una muestra en una pobre condición de tratamiento superficial, la frecuencia se establece por el ajustador de frecuencia de manera que la amplitud de la señal de salida del circuito de puente de CA incrementa.

La invención establecida en la reivindicación 3 se constituye para variar la frecuencia de la energía de CA suministrada al circuito de puente de CA mediante el ajustador de frecuencia y establece una frecuencia en la cual la amplitud de la señal de salida del circuito de puente de CA incrementa, por lo tanto la frecuencia en la cual la salida del circuito de puente de CA incrementa puede establecerse por una sola operación en respuesta a las muestras bajo inspección en las cuales la condición de tratamiento superficial y la forma difieren y la impedancia cambia. La salida por lo tanto responde de manera sensible a cambios en la condición de tratamiento superficial, y la sensibilidad e inspección puede mejorarse.

La invención establecida en la reivindicación 4, por lo cual en el dispositivo de inspección de propiedad de superficie de la reivindicación 3, se constituye en donde un estado en el cual el primer sensor magnético detecta las propiedades magnéticas de la muestra de referencia, y el segundo sensor magnético detecta las propiedades magnéticas de una muestra no tratada superficialmente o una muestra de referencia la cual es una muestra en una pobre condición de tratamiento superficial, la relación dividida de la resistencia variable se establece de manera que la amplitud de la señal de salida del circuito de puente de CA incrementa .

En la invención establecida en la reivindicación 4, al constituir los dos lados del circuito de puente de CA como resistencias variables con relaciones divididas variables, la relación dividida se ajusta de manera que la salida del circuito de puente de CA se incrementa y se establece para permitir una inspección bajo condiciones adecuadas, de este modo permitiendo una expansión de margen de tipos de pieza inspeccionada y el tratamiento superficial al cual puede aplicarse el dispositivo de inspección de propiedad de superficie, y proporcionar un dispositivo con un alto grado de aplicación de propósito general, capaz de manejar varios tipos de detectores.

En la invención establecida en la reivindicación 5, el dispositivo de inspección de propiedad de superficie de la reivindicación 4 además se encuentra equipado con un comparador de fase para detectar la diferencia de fase entre la forma de onda de energia de CA suministrada desde el suministro de energia de CA y la forma de onda de la señal de salida del circuito de puente de CA, y en donde el dispositivo de juicio realiza un juicio de pasa/no pasa en cuanto a si la inspección se lleva a cabo de manera favorable, basándose en la diferencia de fase detectada por el comparador de fase.

Al utilizar la invención establecida en la reivindicación 5, las diferencias de fase entre la energia de CA suministrada desde el suministro de energia y el circuito de puente de CA producido pueden detectarse por el comparador de fase. Al monitorear esta diferencia de fase, puede realizarse un juicio en cuanto a si el estado de inspección es bueno o malo. Por ejemplo, si la diferencia de fase cambia en gran medida, incluso cuando la salida del circuito de puente de CA es la misma, puede realizarse un juicio de que existe riesgo de que un cambio en el estado de inspección pueda haber ocurrido.

En la invención establecida en la reivindicación 6, el primero y segundos sensores magnéticos en el dispositivo de inspección de propiedad de superficie de la reivindicación 5 se encuentra equipado respectivamente con un núcleo formado de un cuerpo magnético y una bobina enrollada en este núcleo, y el segundo sensor magnético detecta las propiedades electromagnéticas de la muestra bajo inspección al suministrar la energía de CA desde el suministro de energía de CA hasta la bobina para formar una trayectoria magnética cerrada en el núcleo y la superficie de la muestra bajo inspección .

En la invención establecida en la reivindicación 6, los núcleos del primero y segundo sensores magnéticos y la superficie de la muestra bajo inspección forman una trayectoria magnética cerrada, por lo que permite la prevención de atenuación o fuga de magnetismo entre la muestra bajo inspección y el sensor magnético. La sensibilidad de detección de las propiedades electromagnéticas por el detector de punto de referencia y el detector de inspección de este modo pueden mejorarse, y la sensibilidad de detección de las propiedades electromagnéticas se mejora de acuerdo con la condición de tratamiento superficial, por lo tanto, la condición de tratamiento superficial de una muestra bajo inspección puede evaluarse de manera no destructiva y precisa.

En la invención establecida en la reivindicación 7, el dispositivo de inspección de propiedad de superficie de la reivindicación 6 además tiene una muestra bajo el dispositivo de colocación de inspección para ajustar la ubicación y la carga de presión en la cual la muestra bajo inspección se pone en contacto con el segundo sensor magnético.

En la invención establecida en la reivindicación 7, la posición en la cual cada muestra se pone en contacto con cada sensor magnético y las cargas de presión en el mismo pueden ajustarse de manera esencial de la misma forma, por lo tanto, las condiciones de contacto entre cada muestra y cada sensor magnético pueden hacerse uniformes, y se mejora la precisión de detección.

La invención establecida en la reivindicación 8, es un método de inspección de propiedad de superficie que comprende las etapas de: una etapa de preparación para proporcionar un circuito de puente de CA y un suministro de energía de CA para suministrar energía de CA al circuito de puente de CA, el circuito de puente de CA que comprende una resistencia variable constituida de manera que la relación dividida entre una primera resistencia y una segunda resistencia es variable, un detector de punto de referencia que incluye un primer sensor magnético para detectar las propiedades magnéticas de una muestra de referencia en una buena condición de tratamiento superficial, y un detector de inspección que incluye un segundo sensor magnético para detectar las propiedades magnéticas de una muestra bajo inspección para la cual una determinación de pasa/no pasa de la condición de tratamiento superficial se realizará, y la primera resistencia, la segunda resistencia, el detector de punto de referencia y el detector de inspección constituyen un circuito puente; una etapa de colocación de muestra para colocar la muestra de referencia en contacto con o en proximidad con el primer sensor magnético y para colocar la muestra bajo inspección en contacto o proximidad con el segundo sensor magnético de manera que las propiedades magnéticas se detecten; una etapa de suministro de CA para suministrar energía de CA al circuito de puente de CA desde el suministro de energía de CA; y una etapa de juicio de pasa/no pasa para realizar un juicio de pasa/no pasa de la condición de tratamiento superficial de la muestra bajo inspección basándose en una señal de salida producida desde el circuito de puente de CA.

En la invención establecida en la reivindicación 8, un juicio de pasa/no pasa de la condición de tratamiento superficial de la muestra bajo inspección se realiza basándose en la señal de salida desde el circuito de puente de CA, por lo tanto la condición de tratamiento superficial de la muestra bajo inspección puede inspeccionarse en el mismo ambiente de medición mientras se compara constantemente con la muestra de referencia, por lo que permite una inspección altamente precisa del estado de superficie utilizando una configuración de circuito simple. Al adoptar la configuración de circuito de puente de CA, correcciones para temperatura, obtener datos de prueba basándose en el material de la muestra bajo inspección, y la calibración de la salida del dispositivo con respecto a la distribución de tensión residual, etc., se vuelve innecesarios.

Puesto que la relación dividida de la resistencia variable es variable, el circuito no tiene que rediseñarse incluso si la impedancia del detector de punto de referencia o el detector de inspección cambia.

Por lo tanto un método de inspección de propiedad de superficie puede realizarse con el cual la condición de tratamiento superficial del material tratado tal como acero sometido a tratamientos superficiales como granallado o tratamiento térmico, nitruración, y similares pueden inspeccionarse de manera no destructiva y precisa, y un alto grado de aplicación de propósito general se ofrece.

La invención establecida en la reivindicación 9, por lo cual el método de inspección de propiedad de superficie de la reivindicación 8, además se encuentra equipado con una etapa de ajuste de frecuencia para establecer la frecuencia de manera que la amplitud de la señal de salida desde el circuito de puente de CA incremente cuando la frecuencia de la energía de CA suministrada desde el suministro de energía de CA se varía, en un estado en el cual el primer sensor magnético detecta propiedades magnéticas de la muestra de marca de referencia y el segundo sensor magnético detecta propiedades magnéticas de una muestra no tratada superficialmente, o de una muestra de referencia la cual es una muestra en una pobre condición de tratamiento superficial; y en la etapa de suministro de CA, la energía de CA se suministra en la frecuencia establecida en la etapa de ajuste de frecuencia.

En la invención establecida en la reivindicación 9, al variar la frecuencia de la energía de CA suministrada al circuito de puente de CA para establecer una frecuencia en la cual la amplitud del voltaje producido del puente de CA incrementa, la frecuencia en la cual la salida del circuito del puente de CA incrementa puede establecerse por una sola operación en respuesta a las muestras bajo inspección en las cuales la condición de tratamiento superficial o la forma difieren de manera que la impedancia difiere. La salida por lo tanto responde de manera sensible a los cambios en la condición de tratamiento superficial, y la sensibilidad de inspección puede mejorarse.

La invención establecida en la reivindicación 10, por lo cual el método de inspección de propiedad de superficie de la reivindicación 9, además se encuentra equipado con una etapa de ajuste de resistencia variable para determinar una relación dividida al ajustar la resistencia variable de manera que la salida se incrementa en un estado en el cual el primer sensor magnético detecta las propiedades magnéticas de la muestra de referencia y el segundo sensor magnético detecta las propiedades magnéticas de una muestra no tratada superficialmente o de una muestra de referencia la cual es una muestra en una pobre condición de tratamiento superficial; y la etapa de suministro de CA, la resistencia variable se establece para lograr la relación dividida determinada en la etapa de ajuste de resistencia variable.

En la invención establecida en la reivindicación 10, al constituir los dos lados del circuito de puente de CA como resistencias variables con una relación dividida variable, la relación dividida puede ajustarse de manera que la salida del circuito de puente de CA se incrementa y se establezca para permitir la inspección bajo condiciones adecuadas, de este modo permitiendo una expansión de la gama de tipos de pieza inspeccionada y tratamiento superficial que se puede inspeccionar con el dispositivo de inspección de propiedad de superficie, y proporcionar un dispositivo con un alto grado de aplicación de propósito general, capaz de manejar varios tipos de detectores.

En la invención establecida en la reivindicación 11, el método de inspección de propiedad de superficie de la reivindicación 10 además se encuentra equipado con una etapa de ajuste de umbral para determinar un valor de umbral para realizar un juicio de pasa/no pasa basándose en la señal de salida desde el circuito de puente de CA en un estado en el cual el primer sensor magnético detecta las propiedades magnéticas de la muestra de referencia y el segundo sensor magnético detecta las propiedades magnéticas de una muestra no tratada superficialmente o de una muestra de referencia la cual es una muestra en una pobre condición de tratamiento superficial, y basándose en la señal de salida del circuito de puente de CA en un estado en el cual el primer y segundo sensores magnéticos detectan, respectivamente, las propiedades magnéticas de la muestra de referencia, y en la etapa de juicio de pasa/no pasa, un juicio de pasa/no pasa de la condición de tratamiento superficial de la muestra bajo inspección se realiza basándose en el valor de umbral.

En la invención establecida en la reivindicación 11, en un estado por lo cual el segundo sensor magnético detecta propiedades magnéticas de la muestra de punto de referencia y la muestra de referencia, los valores de umbral pueden establecerse, respectivamente, basándose en las señales de salida respectiva producida por el circuito de puente de CA y utilizadas para un juicio de pasa/no pasa de la condición de tratamiento superficial de la muestra bajo inspección en la etapa de juicio de pasa/no pasa.

En la invención establecida en la reivindicación 12, el método de inspección de propiedad de superficie de la reivindicación 11 además se encuentra equipado con una etapa de juicio de estado de inspección para detectar diferencias de fase entre la forma de onda de energía de CA suministrada desde el suministro de energía de CA y la forma de onda de señal de salida de circuito de puente de CA para realizar un juicio de pasa/no pasa del estado de inspección basándose en las diferencias de fase detectadas.

En la invención establecida en la reivindicación 12, la etapa de juicio de estado de inspección detecta las diferencias de fase entre la forma de onda de energía de CA suministrada desde el suministro de energía de CA y la forma de onda de señal producida desde el circuito de puente de CA, y es capaz de realizar un juicio de pasa/no pasa del estado de inspección basándose en las diferencias de fase detectadas. Por ejemplo, si la diferencia de fase cambia en gran medida incluso cuando la salida del circuito de puente de CA es la misma, puede realizarse un juicio de un riesgo de que un cambio en el estado de inspección pueda producirse.

En la invención establecida en la reivindicación 13, el primer y segundo sensores magnéticos en el método de inspección de propiedad de superficie de la reivindicación 12 se encuentra equipado respectivamente con un núcleo formado de un cuerpo magnético y una bobina enrollada en este núcleo, y el segundo sensor magnético detecta las propiedades electromagnéticas de la muestra bajo inspección al suministrar una energía de CA desde el suministro de energía de CA hasta la bobina para formar una trayectoria magnética cerrada del núcleo y la superficie de la muestra bajo inspección .

En la invención establecida en la reivindicación 13, los núcleos del primero y segundo sensores magnéticos y la superficie de la muestra bajo inspección forman una trayectoria magnética cerrada, por lo que permite la prevención de atenuación o fuga de magnetismo entre la muestra bajo inspección y el sensor magnético. La sensibilidad de detección de las propiedades electromagnéticas por el detector de punto de referencia y el detector de inspección de este modo pueden mejorarse, y la sensibilidad de detección de las propiedades electromagnéticas se mejora de acuerdo con las condiciones de tratamiento superficial, por lo tanto, la condición de tratamiento superficial de una muestra bajo inspección puede evaluarse de manera no destructiva y precisa.

La invención establecida en la reivindicación 14 es el método de inspección de propiedad de superficie de la reivindicación 13, en donde en la etapa de colocación de muestra, la carga de presión para poner el primer sensor magnético en contacto con la muestra de referencia y la carga de presión para poner el segundo sensor magnético en contacto con la muestra bajo inspección se establecen para que sean aproximadamente los mismos.

En la invención establecida en la reivindicación 14, las cargas de presión para poner cada muestra en contacto con cada sensor magnético son aproximadamente las mismas, y las condiciones de contacto entre cada muestra y cada sensor magnético pueden hacerse uniformes, por lo tanto, se mejora la precisión de detección.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1: Es una figura explicativa que muestra la configuración del circuito en un dispositivo de inspección de propiedad de superficie de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La Figura 2: Es una figura explicativa que muestra un ejemplo de un sensor magnético.

La Figura 3: Es un diagrama de circuito equivalente que explica la salida de un circuito de puente de CA.

La Figura 4: Es un diagrama de flujo que muestra un método de inspección de propiedad de superficie.

La Figura 5: Es una figura explicativa que muestra un ejemplo variante de la configuración del circuito en un dispositivo de inspección de propiedad de superficie de acuerdo con una modalidad alternativa de la presente invención .

Modalidades de la Invención Como se muestra en la Figura 1, el dispositivo 1 de inspección de propiedad de superficie de acuerdo con una modalidad de la presente invención se encuentra equipado con un suministro 10 de energía de CA, un circuito 20 de puente de CA, y un dispositivo 30 de juicio.

El suministro 10 de energía de CA es capaz de suministrar energía de CA de frecuencia variable al circuito 20 de puente de CA.

El circuito 20 de puente de CA se encuentra equipado con una resistencia 21 variable, un detector 22 de punto de referencia proporcionado con un sensor magnético para detectar las propiedades magnéticas de una muestra S de referencia, y un detector 23 de inspección proporcionado con un sensor magnético para detectar las propiedades magnéticas de una muestra bajo inspección M.

La resistencia 21 variable es capaz de dividir de manera variable una resistencia RA entre las resistencias Rl y R2 en una relación dividida ?. Las resistencias Rl y R2 forman un circuito de puente junto con el detector 22 de punto de referencia y el detector 23 de inspección. En la presente modalidad, el punto A que divide la resistencia Rl y la resistencia R2, y el punto B entre el detector 22 de punto de referencia y el detector 23 de inspección se conectan al suministro 10 de energía de CA del dispositivo 30 de juicio, y el punto C entre la resistencia Rl y el detector 22 de punto de referencia y el punto D entre la resistencia R2 y el detector 23 de inspección se conectan al amplificador 31. Para reducir el ruido, el lado del detector 22 de punto de referencia y el detector 23 de inspección se conectan a tierra .

El dispositivo 30 de juicio se encuentra equipado con un amplificador 31 para amplificar la señal de voltaje producida desde el circuito 20 de puente de CA, un circuito 32 de valor absoluto para realizar la rectificación de onda completa, un filtro 33 de paso bajo (LPF) para conversión de CD, un comparador 34 de fase para comparar las fases del voltaje de CA suministrado desde el suministro 10 de energía de CA y el voltaje producido desde el amplificador 31, un dispositivo 35 de ajuste de frecuencia para ajusfar la frecuencia del voltaje de CA suministrado desde el suministro 10 de energía de CA, un medio 36 de juicio para realizar un juicio de pasa/no pasa de la condición de superficie de la muestra bajo inspección M basándose en el resultado del LPF 33, y un medio 37 de visualización para desplegar y dar advertencia de los resultados del juicio por el medio 36 de juicio .

El amplificador 31 se conecta a los puntos C y D, y la diferencia de potencial eléctrico entre los puntos C y D se ingresa al mismo. También, el circuito 32 de valor absoluto y el LPF 33 se conectan en secuencia al medio 36 de juicio. El comparador 34 de fase se conecta al suministro 10 de energía de CA, el amplificador 31 y el medio 36 de juicio. El dispositivo 35 de ajuste de frecuencia se conecta al suministro 10 de energía de CA y el amplificador 31. El medio 36 de juicio se constituye para poder, al producir una señal de control, cambiar la posición del punto A en el circuito 20 de puente de CA, es decir, cambiar la relación dividida ? de resistencia R2 y resistencia R2, y por consiguiente ejecutar la prueba de ajuste de resistencia variable descrita a continuación .

Un sensor magnético conformado para formar una trayectoria magnética cerrada al poner un sensor magnético en contacto o proximidad con la superficie de una muestra bajo inspección se utiliza como el sensor magnético que constituye el detector 22 de punto de referencia y el detector 23 de inspección. En la presente modalidad, como se muestra en la Figura 2, un sensor magnético proporcionado con un núcleo en forma de E se adopta.

El sensor 40 magnético comprende un núcleo 41 en forma de E formado de un cuerpo magnético, en el cual una porción 41a de pie, y porciones 41b y 41c de pies, dispuestas en ambos flancos de la porción 41a de pie se producen a partir de la porción 41d de base hacia la superficie Ma de la muestra bajo inspección M para formar una E; y una bobina 42 enrollada en la porción 41a de pie.

Aquí, el núcleo 41 se forma por un cuerpo magnético, una densidad de flujo altamente magnética se crea dentro del núcleo 41 y la relación de S/N (S: magnetismo que penetra el material de acero, N: magnetismo en fuga) puede incrementarse, permitiendo una mejora en la sensibilidad de detección magnética del sensor magnético, lo cual es deseable. Ejemplos de cuerpos fuertemente magnéticos incluyen hierro, súper permalloy, permalloy, acero al silicio, ferrita (de n-Zn y de Ni-Zn) , polvo de hierro de carbonilo, permalloy de molibdeno, sendust, y similares.

En el sensor 40 magnético, las porciones finales de las porciones 41a, 41b y 41c de pies se forman respectivamente para poder hacer contacto con la superficie de una muestra bajo inspección M. Por ejemplo, cuando la muestra bajo inspección M es plana, las porciones de punta de las porciones 41a, 41b, y 41c de pies se forman para quedar sobre el mismo plano, y el sensor 40 magnético se dispone de manera que las porciones 41a, 41b y 41c de pies respectivamente entran en contacto con la superficie de la muestra bajo inspección .

Observe que el dispositivo 1 de inspección de propiedad de superficie de la presente modalidad se encuentra equipado con un dispositivo 51 de colocación de muestra de referencia para colocación de manera que la muestra S de referencia se pone en contacto con el sensor magnético del detector 22 de punto de referencia, y una muestra bajo el dispositivo 52 de colocación de inspección para colocación de manera que la muestra bajo inspección M se pone en contacto con el sensor magnético del detector 23 de inspección (Figura 1) · Ahora discutimos un ejemplo en el cual la muestra bajo inspección M es de acero, en el cual una capa Mb de tensión residual se forma por granallado. Cuando la energía de CA se suministra a una frecuencia predeterminada desde el suministro 10 de energía de CA hasta la bobina 42, un campo H magnético de CA se genera en el núcleo 41; el magnetismo penetra a una profundidad predeterminada de la capa Mb de tensión residual en la muestra bajo inspección M de acuerdo con la frecuencia, y se forma una trayectoria magnética cerrada por las porciones 41a, 41c de pies y la región en una profundidad predeterminada en la capa Mb de tensión residual en la muestra bajo inspección M.

El campo H magnético de CA que pasa a través de la bobina 12 cambia de acuerdo con las propiedades electromagnéticas de la capa Mb de la tensión residual en la cual penetra el magnetismo, por lo tanto la impedancia en la bobina 42 cambia de acuerdo con las propiedades (condición de tratamiento superficial) de la capa Mb de tensión residual.

Por lo tanto las propiedades magnéticas de la capa Mb de tensión residual pueden detectarse por la bobina 42.

La atenuación magnética o fuga entre la muestra bajo inspección M y el sensor 40 magnético de preferencia se evita al disponer el sensor 40 magnético para que haga contacto con la superficie Ma de la muestra bajo inspección M. Por este medio, la sensibilidad de detección a las propiedades magnéticas en respuesta a la condición de tratamiento superficial mejora, de este modo permitiendo que la condición de tratamiento superficial de las muestras bajo inspección se evalué de manera no destructiva y precisa. Los errores de fluctuación provocados por la separación también pueden reducirse.

Observe que cuando se forma una trayectoria magnética cerrada por el sensor 40 magnético y la superficie de la muestra bajo inspección M (la capa Mb de tensión residual) y un voltaje lo suficientemente grande se produce desde el circuito 20 de puente de CA, no es necesario provocar que el sensor 40 magnético entre en contacto con la muestra bajo la superficie Ma de inspección M; es suficiente ponerlos en proximidad.

A continuación, con referencia al circuito equivalente de la Figura 3, discutimos la salida del circuito 20 de puente de CA, ajustada para un estado sin equilibrio. La muestra S de referencia para la cual se garantiza una buena condición de tratamiento superficial, se pone en contacto con el detector 22 de punto de referencia, y la muestra bajo inspección M para la cual tiene que determinarse un pasa/no pasa de condiciones de tratamiento superficial se ponen en contacto con el detector 23 de inspección.

Cuando la relación dividida de resistencia variable RA es y, la resistencia Rl es RA/ (1 + ?) y la resistencia R2 es RAY (1 + ?) . La impedancia del detector 22 de punto de referencia se asume que es Rs+jcoLs, y la impedancia del detector 23 de inspección se asume que es RT+ja>LT. E es el potencial en el punto A, ii, i2 son las corrientes de excitación respectivas que fluyen en cada borde del puente cuando cada una de las muestras (muestra S de referencia, muestra bajo inspección M) no se pone en contacto con el detector 22 de punto de referencia o el detector 23 de inspección, e ia e ?ß son las corrientes respectivas que fluyen en respuesta a la cantidad de cambio en el magnetismo provocado al poner cada una de las muestras en contacto con el detector 22 de punto de referencia y el detector 23 de inspección. Los potenciales El y E2 y las corrientes de excitación ii e i2 en el detector 22 de punto de referencia y el detector 23 de inspección en este caso se expresan por las ecuaciones (1) a (4) siguientes.

Expresión 1 El=(Rs+jcoLs) (ia+ ) (1) Expresión 2 E2= (RT+j6)LT) (?ß+?2) Expresión 3 El voltaje producido en el amplificador 31 es la diferencia entre El y E2, y se expresa por la siguiente fórmula : Expresión 5 E2-E1=[{ (RT+ja>LT) ±fi-{Rs+ja>Ls) ia} + { {RT+jcoLT) i2- (Rs+ja>Ls) ii } ] (5) La siguiente expresión se deriva a partir de las expresiones (3) a (5) : Expresión 6 £2 -£l = [ { {RT -t- ^-fc + «¿s>« }+{ {Rr R y E (¾ } ] (6) El lado derecho de la expresión (6) puede dividirse en los siguientes componentes A y B para considerar cada uno de los componentes del voltaje diferencial.

Componente A: (i=?r+j¿yLr) ?ß- (Rs+jo)Ls) ia Componente B: El componente A se comprende de cada uno de los componentes del detector: (Rs+jcoLs) , (RT+jcoLx) , y la cantidad de corriente cambian cuando cada muestra se pone en contacto con cada detector que se comprende de ia e ?ß. El tamaño de ia r ?ß varia de acuerdo con la cantidad de magnetismo que pasa a través de la muestra debido a las propiedades magnéticas de cada muestra, tal como la permeabilidad magnética y la conductividad. Por lo tanto, es posible cambiar ia e ?ß al cambiar las corrientes de excitación ii e i2 que controlan la cantidad de magnetismo producido por cada detector. También puede observarse a partir de las expresiones (3) y (4) que las corrientes de excitación ii e ±2 cambian dependiendo de la relación dividida ? de la resistencia variable, por lo tanto el tamaño del componente A puede cambiarse al ajustar la relación dividida ? de la resistencia variable.

El componente B se compone de cada uno de los componentes del detector: (Rs+jcoLs) , (RT+jroLT) , y el parámetro de resistencia dividido por la relación dividida ? de la resistencia variable. Por tanto, como con el componente A, el tamaño del componente B puede cambiarse al ajustar la relación dividida ? de la resistencia variable.

A continuación, con referencia a la Figura 4, discutimos un método para inspeccionar las propiedades de la superficie de una muestra bajo inspección utilizando un dispositivo 1 de inspección de propiedad de superficie.

En primer lugar, en la etapa SI de preparación, un dispositivo 1 de inspección de propiedad de superficie de acuerdo con una modalidad de la presente invención se prepara. Una muestra de punto de referencia de la buena condición de tratamiento superficial garantizada y una muestra de referencia, la cual es una muestra no sometida a tratamiento superficial o una muestra con una pobre condición de tratamiento superficial, también se preparan.

A continuación, en la etapa S2 de ajuste de resistencia variable, la muestra S de punto de referencia se pone en contacto con el detector 22 de punto de referencia, y la muestra de referencia se pone en contacto con el detector 23 de inspección. Aquí, para mejorar la precisión de inspección, es preferible correlacionar las condiciones de contacto entre cada muestra y cada detector. En la modalidad, la relación de posición y la carga de presión entre la muestra S de punto de referencia y el detector 22 de punto de referencia se establece por el dispositivo 51 de colocación de la muestra de punto de referencia, y la relación de posición y la carga de presión entre la muestra de referencia o la muestra bajo inspección M y el detector 23 de inspección se establece por la muestra bajo el dispositivo 52 de colocación de inspección. El dispositivo 51 de colocación de muestra de punto de referencia y la muestra bajo el dispositivo 52 de colocación de inspección se establecen de manera que la relación de posición y la carga de presión entre cada muestra y cada detector es aproximadamente la misma. Observe que en la presente modalidad, el dispositivo 51 de colocación de muestra de punto de referencia y la muestra bajo el dispositivo 52 de colocación de inspección se constituyen por una etapa de posición ajustable XY en la cual cada muestra se carga, y mediante un dispositivo de ajuste de peso de carga para efectuar una carga de presión fija. El dispositivo de ajuste de peso de carga comprende una combinación de un micrómetro y un mecanismo conocido que gira cuando se aplica una carga fija. Además, debido a que el detector 22 de punto de referencia y el detector 23 de inspección se disponen en proximidad cercana, estos detectores pueden colocarse en el mismo ambiente de instalación, de manera que se ven menos afectados incluso si la temperatura, humedad, o ambiente electromagnético circundante cambian.

A continuación, la energía de CA se suministra desde el suministro 10 de energía CA hasta el circuito 20 de puente de CA. En este estado, la relación dividida ? de la resistencia 21 variable se ajusta de modo que la sensibilidad de detección a las muestras malas por un dispositivo 1 de inspección de propiedad de superficie se incrementa, es decir, en un estado por el cual la muestra S de punto de referencia se presiona sobre el detector 22 de punto de referencia, y la muestra de referencia se presiona sobre el detector 23 de inspección, la relación dividida ? en la resistencia 21 variable se ajusta de modo que una señal de salida grande se produce desde el circuito 20 de puente de CA. Al establecer de esta manera la resistencia 21 variable, la diferencia en la señal de salida incrementa entre el caso cuando la muestra bajo inspección M presionada sobre el detector 23 de inspección tiene una pobre condición de tratamiento superficial, y el caso en el cual la condición de tratamiento superficial es buena, permite una mejora en la precisión de detección. Específicamente, la amplitud del voltaje de la señal de salida desde el circuito 20 de puente de CA, o el voltaje producido desde el LPF 33, se monitorea en un dispositivo de visualizacion con una función de visualizacion de forma de onda tal como un osciloscopio (por ejemplo, proporcionado en el medio 36 de juicio), y la relación dividida por ? se ajusta de manera que se incremente la salida. La relación dividida ? de la resistencia 21 variable se ajusta de preferencia y se establece de modo que la salida tenga un valor máximo o valor máximo local (punto de equilibrio local) .

El ajuste de la relación dividida ? en la resistencia 21 variable se logra al incrementar la diferencia de salida en respuesta a las diferencias en la condición superficial al elevar el voltaje diferencial (E2-E1), por lo que mejora la precisión de inspección. Como se describe en lo anterior, puesto que los componentes A y B se cambian al ajustar la relación dividida ?, la relación dividida ? de la resistencia 21 variable puede ajustarse de acuerdo con las impedancias del detector 22 de punto de referencia y el detector 23 de inspección (Rs+jG>Ls) , (RT+jcoLT) para incrementar el voltaje diferencial (E2-E1) , el cual es la salida del circuito 20 de puente de CA, y por consiguiente mejoran la precisión de inspección.

En la etapa S3 de ajuste de frecuencia, con la muestra S de punto de referencia puesta en contacto con el detector 22 de punto de referencia y la muestra de referencia puesta en contacto con el detector 23 de inspección, la energía de CA se suministra desde el suministro 10 de energía de CA hasta el circuito 20 de puente de CA, y la frecuencia de la energía de CA suministrada al circuito 20 de puente de CA se cambia por el dispositivo 35 de ajuste de frecuencia cuando la amplitud de voltaje producida desde el circuito 20 de puente de CA o el voltaje producido desde el LPF 33 se monitorea .

El dispositivo 35 de ajuste de frecuencia produce una señal de control en el suministro 10 de energía de CA para establecer la frecuencia inicial fl establecida en el dispositivo 35 de ajuste de frecuencia, y el voltaje de salida Efl del amplificador 31 en la frecuencia fl se ingresa en el dispositivo 35 de ajuste de frecuencia y se almacena. A continuación, una señal de control se produce en el suministro 10 de energía de CA de manera que la frecuencia va a f2, la cual es mayor por un valor predeterminado-por ejemplo, 100 Hz-que la frecuencia fl; un voltaje de salida Ef2 del amplificador 31 a la frecuencia f2 se ingresa en el dispositivo 35 de ajuste de frecuencia y se almacena.

A continuación, se hace una comparación entre Efl y Ef2; si Ef2 > Efl, una señal de control se produce de manera que la frecuencia va a f3, la cual es mayor por un valor predeterminado que la frecuencia f2, y un voltaje Ef3 de salida producido desde el amplificador 31 en la frecuencia f3 se ingresa en el dispositivo 35 de ajuste de frecuencia y se almacena. Ef2 y Ef3 entonces se comparan. Esto se repite, y la frecuencia fn cuando Efn + 1 < Efn, es decir, la frecuencia fn en la cual es más grande la salida, se establece como la frecuencia utilizada en la etapa S4 de ajuste de umbral y la etapa S6 de suministro de CA. La frecuencia para incrementar la salida del circuito 20 de puente de CA en respuesta a las muestras bajo inspección M con diferentes condiciones de tratamiento superficial, forma, etc. y por lo tanto impedancias diferentes, de esta manera puede establecerse por una sola operación. Aunque la frecuencia óptima si cambia de acuerdo con el material, forma, y condiciones de tratamiento superficial de la muestra bajo inspección, no existe necesidad de establecer una frecuencia cuando ésta se conoce con anticipación. Por lo tanto, la salida corresponde de manera sensible a los cambios en la condición de tratamiento superficial, y puede mejorarse la sensibilidad de inspección.

Aquí, la etapa S3 de ajuste de frecuencia se ejecuta antes de la etapa S2 de ajuste de resistencia variable .

En la etapa S4 de ajuste de umbral, la muestra S de punto de referencia se pone en contacto con el detector 22 de punto de referencia, la muestra S de punto de referencia de la muestra de referencia se pone en contacto con el detector 23 de inspección, y la energía de CA en el ajuste de frecuencia en la etapa S3 de ajuste de frecuencia se suministra desde el suministro 10 de energía de CA hacia el circuito 20 de puente de CA. El voltaje producido en el circuito 20 de puente de CA se amplifica por el amplificador 31 y se rectifica en la onda completa por el circuito 32 de valor absoluto; se realiza una conversión de CD por LPF 33 y se produce en el medio 36 de juicio.

El valor de salida producido en el medio 36 de juicio cuando la muestra S de punto de referencia se pone en contacto con el detector 23 de inspección se establece como el valor de umbral normal, y el valor de salida producido en el medio 36 de juicio cuando la muestra de referencia se pone en contacto con el detector 23 de inspección se establece como el valor de umbral deficiente; estos se almacenan en el medio 26 de juicio.

En la relación entre la condición de tratamiento superficial y las propiedades electromagnéticas, la permeabilidad magnética se reduce, por ejemplo, cuando se forma la capa de compuesto. La permeabilidad también se eleva cuando la superficie se endurece. La permeabilidad magnética cae debido al efecto de magnetostriccion inversa cuando una tensión residual compresiva se ha impartido por el tratamiento de granallado o similares. El valor de umbral deficiente varia del valor de umbral normal de acuerdo con las diferencias en la permeabilidad magnética.

En la etapa de juicio de pasa/no pasa (S7) , el valor de salida y el valor de umbral normal y el valor de umbral deficiente se comparan cuando la muestra bajo inspección M se pone en contacto con el detector 23 de inspección, y un juicio de pasa/no pasa sobre la muestra bajo inspección se hace. Cuando el valor de umbral establecido es mayor que el valor de umbral deficiente, el producto se juzga bueno cuando el valor de salida de la muestra bajo inspección M es igual a o mayor que el valor de umbral normal, y el producto se juzga malo cuando el valor de salida de la muestra bajo inspección M es igual a o menor que el valor de umbral deficiente.

Observe que dependiendo del tipo de muestra bajo inspección, etc. , puede presentarse que el valor de umbral deficiente es mayor que el valor umbral normal. En tales casos, se juzga que el producto es bueno cuando el valor de salida de la muestra bajo inspección M es igual a o menor que el valor de umbral normal, y se juzga que el producto es malo cuando el valor de salida de la muestra bajo inspección M es igual a o mayor que el valor de umbral deficiente.

Cuando se realiza un juicio de pasa/no pasa de una muestra bajo inspección M como se describe en lo anterior, la determinación de pasa/no pasa puede realizarse cuando el valor de salida de la muestra bajo inspección M es un valor entre el valor de umbral normal y el valor de umbral deficiente. Se hace una medición de salida utilizando múltiples muestras de referencia de diferentes condiciones de superficie; el valor de umbral deficiente también puede establecerse para reducir la diferencia con respecto al valor de umbral normal. El valor de umbral deficiente también puede determinarse de manera más precisa por una inspección destructiva concurrente de la muestra bajo inspección.

En la etapa S5 de colocación de muestra, la muestra bajo inspección M, para la cual se realizará una determinación de pasa/no pasa de la condición de tratamiento superficial, se pone en contacto con el detector 23 de inspección. Observe que el detector 22 de punto de referencia se encuentra en un estado por el cual se pone en contacto con la muestra S de punto de referencia, la cual se puso en contacto en la etapa S4 de ajuste de umbral.

A continuación, en la etapa S6 de suministro de CA, la energía de CA en la frecuencia establecida en la etapa S3 de ajuste de frecuencia se suministra desde el suministro 10 de energía de CA hasta el circuito 20 de puente de CA. Como resultado de que la energía de CA se suministra al circuito 20 de puente de CA, se suministra una señal de salida de voltaje desde el circuito 20 de puente de CA. Esta señal de salida se amplifica por el amplificador 31, se rectifica por la onda completa mediante el circuito 32 de valor absoluto, y se convierte a DC por el LPF 33.

En la etapa S7 de juicio de pasa/no pasa, la señal convertida a DC en LPF 33 se ingresa en el medio 36 de juicio, y el medio 36 de juicio hace una función de pasa/no pasa de la condición de superficie de la muestra bajo inspección M basado en la señal de entrada. Los resultados del juicio por el medio 36 de juicio se despliegan por el medio 37 de visualización, y se emite una advertencia cuando la condición de superficie es deficiente.

El juicio de pasa/no pasa de la condición de tratamiento superficial de la muestra bajo inspección M se realiza al comparar el valor de salida (valor de medición) del LPF 33 con el valor de umbral normal y el valor de umbral deficiente establecido en la etapa S4 de ajuste de umbral.

En la etapa S8 de juicio de condición de inspección, la forma de onda de la energía de CA suministrada desde el suministro 10 de energía de CA y la forma de onda de voltaje de CA producida desde el circuito 20 de puente de CA se comparan por el comparador 34 de fase, y la diferencia de fase entre los mismos se detecta. Al monitorear esta diferencia de fase, puede realizarse un juicio en cuanto a si el estado de inspección es bueno o malo. Por ejemplo, puede ocurrir que, si el estado de contacto del detector 23 de inspección con la muestra bajo inspección M difiere y se separa entre el detector y la muestra bajo inspección cambia, la fase cambiará. Por lo tanto, aun cuando la salida del circuito 20 de puente de CA es la misma, los cambios se producen en el estado de inspección cuando la diferencia de fase cambia en gran medida, de manera que pueda realizarse un juicio que la inspección no puede haber realizado correctamente .

Las etapas anteriores permiten una inspección simple y altamente precisa de si la condición de tratamiento superficial de la muestra bajo inspección M es buena o mala. Para continuar la inspección, sólo la muestra bajo inspección M se intercambia y es suficiente repetir la etapa S5 de colocación de muestra, la etapa S6 de suministro de CA, la etapa S7 de juicio de pasa/no pasa, y la etapa S8 de juicio de condición. La etapa S2 de ajuste de resistencia variable, la etapa S3 de ajuste de frecuencia y la etapa S4 de ajuste de umbral nuevamente se ejecutan cuando el tipo de muestra bajo inspección M, el tipo de tratamiento superficial, etc., se cambian.

Aquí, al cambiar la relación dividida ? de la resistencia 21 variable, el margen de tipos de muestras que se pueden inspeccionar bajo inspección, los tipos de tratamiento superficial, y similares puede ampliarse. Por ejemplo, cuando se inspeccionan muestras bajo la inspección M de diferentes materiales, la ia e ?ß antes descritas se cambian y el voltaje diferencial (E2-E1) cambia. Al ajustar la relación dividida ? en la etapa SI de ajuste de resistencia variable y al establecer de tal manera que el voltaje diferencial (E2-E1) se incrementa de acuerdo con el material de la muestra bajo inspección M, cada muestra respectiva bajo inspección M de diferente material puede inspeccionarse en un estado adecuado.

En el dispositivo 1 de inspección de propiedad de superficie, varios tipos de detector 22 de punto de referencia y el detector 23 de inspección adecuados para formar una trayectoria magnética cerrada de acuerdo con el tamaño y forma de la muestra bajo inspección M, de preferencia se preparan e intercambian y utilizan de acuerdo con la muestra bajo inspección M . Aquí la impedancia difiere en cada detector, pero puesto que la relación dividida ? puede ajustarse en la etapa SI de ajuste de resistencia variable y establecerse de manera que el voltaje diferencial (E2-E1) incrementa de acuerdo con la impedancia del detector, la inspección en un estado adecuado es posible para cada uno de varios detectores.

Como se describe en lo anterior, al constituir los dos lados del circuito 20 de puente de CA por una resistencia 21 variable con una variable, una relación dividida ? el voltaje diferencial (E2-E1) puede ajustarse, por lo tanto, el dispositivo 1 de inspección de propiedad de superficie puede ser un dispositivo con una aplicación de propósito general elevada, capaz de manejar varios detectores y muestras bajo inspección.

En esta configuración de circuito, la relación dividida ? puede ajustarse para crear una gran diferencia en las proporciones de corrientes de excitación ii e i2 a continuación en el detector 22 de punto de referencia y el detector 23 de inspección, permitiendo un mayor incremento en el componente A, el cual se produce por las propiedades electromagnéticas de la muestra bajo inspección M y es necesario para inspección de la condición de tratamiento superficial .

(Ejemplo Variante) Como se muestra en la Figura 5, puede adoptarse una configuración de circuito para el circuito 20 de puente de CA en la cual el amplificador 31 se conecta al punto A y al punto B, y el suministro 10 de energía de CA se conecta al punto C y al punto D.

En la etapa S2 de ajuste de resistencia variable es capaz de realizar ajustes en un estado por el cual dos muestras S de punto de referencia se ponen respectivamente en contacto con el detector 22 de punto de referencia y el detector 23 de inspección. Mediante este método, también, existen casos en los cuales la sensibilidad de detección se incrementa al ajustar la relación dividida ? de la resistencia 21 variable de manera que el voltaje amplificado producido desde el circuito 20 de puente de CA o el voltaje producido desde el LPF 33 se incrementan. Para la resistencia 21 variable, es deseable establecer la relación dividida ? para incrementar la sensibilidad de detección de acuerdo con el tipo de muestra que se inspecciona, el tipo de tratamiento superficial, etc., cuando una muestra S de punto de referencia o la muestra de referencia se encuentra en contacto con el detector 23 de inspección.

Cuando la etapa S8 de juicio de condición de inspección no se ejecuta, el dispositivo 1 de inspección de propiedad de superficie puede omitir el comparador 34 de fase. El comparador 34 de fase, el dispositivo 35 de ajuste de frecuencia, o el medio 37 de visualización también puede disponerse de manera integral, tal como al construirlo en el medio 36 de juicio.

Cuando la salida del circuito 20 de puente de CA es lo suficientemente elevada durante la medición de la muestra bajo inspección M, la etapa S2 de ajuste de resistencia variable o la etapa S3 de ajuste de frecuencia pueden omitirse. Cuando la etapa S3 de ajuste de frecuencia se omite, el dispositivo 1 de inspección de propiedad de superficie puede omitir el dispositivo 35 de ajuste de frecuencia .

Siempre y cuando el detector 22 de punto de referencia y el detector 23 de inspección sean capaces de detectar cambios magnéticos asociados con los cambios en la condición de tratamiento superficial a una alta precisión, pueden adaptarse varios tipos de detectores.

El núcleo 41 del sensor 40 magnético puede constituirse para que pueda hacer contacto junto con la forma superficial de una muestra bajo inspección M. Por ejemplo, si la forma externa de la muestra bajo inspección M es cilindrica, la parte del núcleo 41 que hace contacto con la muestra bajo inspección M puede conformarse para seguir una superficie cilindrica. Esto permite que un área de superficie de contacto suficiente se asegure entre el núcleo 41 y la muestra bajo inspección M, y evite la atenuación y fuga de magnetismo entre la muestra bajo inspección y el sensor magnético .

Efecto de la Modalidad En el dispositivo 1 de inspección de propiedad de superficie de acuerdo con una modalidad de la presente invención, el circuito 20 de puente de CA se encuentra equipado con una resistencia 21 variable en la cual la relación dividida ? es variable, un detector 22 de punto de referencia para detectar las propiedades magnéticas de una muestra S de punto de referencia con una buena condición de tratamiento superficial garantizada, y un detector 23 de inspección para detectar propiedades magnéticas de una muestra bajo inspección M para la cual la determinación de pasa/no pasa de la condición de tratamiento superficial se realizará. El circuito 20 de puente de CA se constituye como circuito de puente en un estado de desequilibrio por la resistencia Rl, resistencia R2, detector 22 de punto de referencia, y detector 23 de inspección.

Utilizar el dispositivo 1 de inspección de propiedad de superficie y el método de inspección de propiedad de superficie de la presente invención, la calidad de la condición de tratamiento superficial de la muestra bajo inspección M se juzga por el dispositivo 30 de juicio basándose en el valor de voltaje producido desde el circuito 20 de puente de CA, por lo tanto, la condición de tratamiento superficial de la muestra bajo inspección M puede inspeccionarse en el mismo ambiente de medición mientras compara constantemente la muestra S de punto de referencia, de este modo permitiendo una inspección altamente precisa de la condición de tratamiento superficial utilizando una configuración de circuito simple.

Al adoptar la configuración de circuito 20 de puente de CA, es innecesario corregir la temperatura, obtener datos de prueba de acuerdo con el material de la muestra bajo inspección, o calibrar la salida del dispositivo con respecto a la distribución de tensión residual, etc. También, puesto que la relación dividida ? de la resistencia variable y la frecuencia del suministro 10 de energía de CA son variables, el circuito no tiene que rediseñarse incluso si la impedancia del detector 22 de punto de referencia o el detector 23 de inspección cambia.

También, al constituir dos lados del circuito 20 de puente de CA como una resistencia 21 variable con una relación dividida ? variable, la relación dividida se ajusta de manera que la salida del circuito 20 de puente de CA se maximiza y establece para permitir la inspección bajo condiciones óptimas, de este modo permitiendo una expansión del margen de tipos de piezas inspeccionados y tratamiento superficial que se puede inspeccionar con el dispositivo 1 de inspección de propiedad de superficie, y proporcionar un dispositivo con un alto grado de aplicación de propósito general, capaz de manejar varios tipos de detectores.

Al utilizar el dispositivo 35 de ajuste de frecuencia para cambiar la frecuencia de la energía de CA suministrada al circuito 20 de puente de CA y establecer la frecuencia en la cual la amplitud del voltaje producido desde el circuito 20 de puente de CA se maximiza, la frecuencia en la cual la salida del circuito 20 de puente de CA incrementa puede establecerse por una sola operación en respuesta a las muestras bajo inspección M en la cual la condición de tratamiento superficial o forma difieren de manera que la impedancia difiere. La salida por lo tanto responde de manera sensible a los cambios en la condición de tratamiento superficial, y la sensibilidad de inspección puede mejorarse.

Basándose en lo anterior, un dispositivo 1 de inspección de propiedad de superficie y el método de inspección de propiedad de superficie pueden lograrse con los cuales la condición de tratamiento superficial del material tratado tal como acero sometido a tratamientos superficiales tales como tratamiento de granalla o tratamiento térmico, nitruración, y similares pueden inspeccionarse de manera no destructiva y precisa, en una forma que ofrezca un alto grado de aplicación de propósito general.

Explicación de los Números de Referencia 1: dispositivo de inspección de propiedad de superficie 10: suministro de energía de CA 20: circuito de puente de CA 21: resistencia variable 22: detector de punto de referencia 23: detector de inspección 30: dispositivo de juicio 31: amplificador 32: circuito de valor absoluto 33: filtro de paso bajo (LPF) 34 : comparador de fase 35: dispositivo de ajuste de frecuencia 36: medio de juicio 37: medio de visualización 40 : sensor magnético 41: núcleo 42 : bobina S : muestra de punto de referencia M: muestra bajo inspección

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo de inspección de propiedad de superficie, caracterizado porque comprende: un circuito de puente de CA; un suministro de energía de CA para suministrar energía de CA al circuito de puente CA, y un dispositivo de juicio para realizar un juicio de pasa/no pasa de la condición de tratamiento superficial de una muestra bajo inspección basándose en la señal de salida del circuito de puente CA; en donde el circuito de puente de CA incluye una resistencia variable constituida de manera que la relación dividida entre una primera resistencia y una segunda resistencia es variable, un detector de punto de referencia que tiene un primer sensor magnético para detectar las propiedades magnéticas de una muestra de punto de referencia en una buena condición de tratamiento superficial, y un detector de inspección que tiene un segundo sensor magnético para detectar las propiedades magnéticas de una muestra bajo inspección para la cual una inspección de pasa/no pasa de la condición de tratamiento superficial se realizará, y la primera resistencia, la segunda resistencia, el detector de punto de referencia, y el detector de inspección constituyen un circuito de puente; y en donde el dispositivo de juicio juzga, el estado de pasa/no pasa de la condición de tratamiento superficial de la muestra bajo inspección basándose en la señal de salida del circuito de puente de CA en un estado en el cual la energía de CA se suministra al circuito de puente de CA, el primer sensor magnético detecta las propiedades magnéticas de la muestra de punto de referencia, y el segundo sensor magnético detecta las propiedades magnéticas de la muestra bajo inspección.

2. El dispositivo de inspección de propiedad de superficie de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende un ajustador de frecuencia para ajustar y establecer la frecuencia de la energía de CA suministrada desde el suministro de energía de CA.

3. El dispositivo de inspección de propiedad de superficie de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque un estado en el cual el primer sensor magnético detecta las propiedades magnéticas de la muestra de punto de referencia, y el segundo sensor magnético detecta las propiedades magnéticas de una muestra no tratada superficialmente o una muestra de referencia la cual es una muestra en una pobre condición de tratamiento superficial, la frecuencia se establece por el ajustador de frecuencia de manera que la amplitud de la señal de salida del circuito de puente de CA incrementa.

4. El dispositivo de inspección de propiedad de superficie de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque en un estado en el cual el primer sensor magnético detecta las propiedades magnéticas de la muestra de punto de referencia, y el segundo sensor magnético detecta las propiedades magnéticas de una muestra no tratada superficialmente o una muestra de referencia la cual es una muestra en una pobre condición de tratamiento superficial, la relación dividida de la resistencia variable se establece de manera que la amplitud de la señal de salida del circuito de puente de CA incrementa.

5. El dispositivo de inspección de propiedad de superficie de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque comprende un comparador de fase para detectar la diferencia de fase entre la forma de onda de energía de CA suministrada desde el suministro de energía de CA y la forma de onda de señal de salida del circuito de puente de CA, y en donde el dispositivo de juicio hace un ajuste de pasa/no pasa en cuanto a si la inspección se lleva a cabo de manera favorable, basándose en la diferencia de fase detectada por el comparador de fase.

6. El dispositivo de inspección de propiedad de superficie de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el primer y segundo sensores magnéticos comprenden respectivamente, un núcleo formado de un cuerpo magnético y una bobina enrollada en este núcleo, y el segundo sensor magnético detecta las propiedades electromagnéticas de la muestra bajo inspección al suministrar la energía de CA desde el suministro de energía de CA hasta la bobina para formar una trayectoria magnética cerrada en el núcleo y la superficie de la muestra bajo inspección.

7. El dispositivo de inspección de propiedad de superficie de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque comprende una muestra bajo el dispositivo de colocación de inspección para ajustar la ubicación y la carga de presión en la cual la muestra bajo inspección se pone en contacto con el segundo sensor magnético .

8. Un método de inspección de propiedad de superficie, caracterizado porque comprende las etapas de: una etapa de preparación para proporcionar un circuito de puente de CA y un suministro de energía de CA para suministrar energía de CA al circuito de puente de CA; el circuito de puente de CA comprende una resistencia variable constituida de manera que la relación dividida entre una primera resistencia y una segunda resistencia es variable, un detector de punto de referencia que incluye un primer sensor magnético para detectar las propiedades magnéticas de una muestra punto de referencia en una buena condición de tratamiento superficial, y un detector de inspección que incluye un segundo sensor magnético para detectar las propiedades magnéticas de una muestra bajo inspección para la cual una determinación de pasa/no pasa de la condición de tratamiento superficial se realizará, y la primera resistencia, la segunda resistencia, el detector de punto de referencia y el detector de inspección constituyen un circuito puente; una etapa de colocación de muestra para colocar la muestra de punto de referencia en contacto o proximidad con el primer sensor magnético y para colocar la muestra bajo inspección en contacto o proximidad con el segundo sensor magnético de manera que se detectan propiedades magnéticas; una etapa de suministro de CA para suministrar energía de CA al circuito de puente de CA desde el suministro de energía de CA, y una etapa de juicio de pasa/no pasa para realizar un juicio de pasa/no pasa y la condición de tratamiento superficial de la muestra bajo inspección basada en una señal de salida producida desde el circuito de puente de CA.

9. El método de inspección de propiedad de superficie de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque comprende una etapa de ajuste de frecuencia para establecer la frecuencia de manera que la amplitud de la señal producida desde el circuito de puente de CA incrementa cuando la frecuencia de la energía de CA suministrada desde el suministro de energía de CA se varia, en un estado en el cual el primer sensor magnético detecta propiedades magnéticas de la muestra de punto de referencia y el segundo sensor magnético detecta propiedades magnéticas de una muestra no tratada superficialmente, o de una muestra de referencia la cual es una muestra en una pobre condición de tratamiento superficial, y en la etapa de suministro de CA, la energía de CA se suministra en la frecuencia establecida en la etapa de ajuste de frecuencia.

10. El método de inspección de propiedad de superficie de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque comprende una etapa de ajuste de resistencia variable para determinar una relación dividida al ajustar la resistencia variable de manera que se incrementa la salida, en un estado en el cual el primer sensor magnético detecta propiedades magnéticas de la muestra de punto de referencia y el segundo sensor magnético detecta las propiedades magnéticas de la muestra no tratada superficialmente, o de una muestra de referencia la cual es una muestra en una pobre condición de tratamiento superficial, y en la etapa de suministro de CA, la resistencia variable se establece para lograr la relación dividida determinada en la etapa de ajuste de resistencia variable .

11. El método de inspección de propiedad de superficie de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque comprende una etapa de ajuste de umbral para determinar un valor de umbral para realizar un juicio de pasa/no pasa basándose en la señal de salida del circuito de puente de CA en un estado en el cual el primer sensor magnético detecta propiedades magnéticas de la muestra de punto de referencia y el segundo sensor magnético detecta propiedades magnéticas de una muestra no tratada superficialmente o de una muestra de referencia la cual es una muestra en una pobre condición de tratamiento superficial, y basándose en la señal de salida del circuito de puente de CA en un estado en el cual el primer y segundo sensores magnéticos detectan respectivamente, las propiedades magnéticas de la muestra de referencia; y en la etapa de juicio de pasa/no pasa, un juicio de pasa/no pasa de la condición de tratamiento superficial de la muestra bajo inspección se realiza basándose en el valor de umbral.

12. El método de inspección de propiedad de superficie de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado además porque comprende una etapa de juicio de estado de inspección para detectar diferencias de fase entre la forma de onda de energía de CA suministrada desde el suministro de energía de CA y la forma de onda de señal de salida del circuito de puente de CA para realizar un juicio de pasa/no pasa del estado de inspección basándose en las diferencias de fase detectadas.

13. El método de inspección de propiedad de superficie de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el primer y segundo sensores magnéticos comprenden respectivamente, un núcleo formado de un cuerpo magnético y una bobina enrollada en este núcleo, y el segundo sensor magnético detecta las propiedades electromagnéticas de la muestra bajo inspección al suministrar la energía de CA desde el suministro de energía de CA hasta la bobina para formar un trayecto magnético encerrado al núcleo y la superficie de la muestra bajo inspección.

14. El método de inspección de propiedad de superficie de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque en la etapa de colocación de muestra, la carga de presión para poner el primer sensor magnético en contacto con la muestra de punto de referencia y la carga de presión para poner el segundo sensor magnético en contacto con la muestra bajo inspección se establecen para ser aproximadamente los mismos. RESUMEN Para proporcionar un dispositivo de inspección de propiedad de superficie y un método de inspección de propiedad de superficie con el cual la condición de tratamiento superficial de material tratado tal como acero sometido a tales tratamientos superficiales como tratamiento de granallado o tratamiento térmico, nitruración, y similares pueden inspeccionarse de manera no destructiva y precisa, y que ofrece un alto grado de aplicación de propósito general. Un dispositivo 1 de inspección de propiedad de superficie incluye un suministro 10 de energía de CA, un circuito 20 de puente de CA, y un dispositivo 30 de juicio, y el circuito 20 de puente de CA tiene una resistencia 21 variable con una relación ? de división variable, un detector 22 de punto de referencia, y un detector 23 de inspección. En la etapa SI de ajuste de resistencia variable, la relación ? de división de una resistencia 21 variable se ajusta y se establece de modo que la salida del circuito 20 de puente de CA se incrementa; después de establecer una frecuencia en la cual se maximiza la salida del circuito 20 de puente de CA utilizando una etapa S2 de ajuste de la frecuencia, en la etapa S4 de juicio de pasa/no pasa, una muestra S de punto de referencia se pone en contacto con el detector 22 de punto de referencia, la muestra bajo inspección M se pone en contacto con el detector 23 de inspección, y la salida del LPF 33 y se compara el valor de umbral establecido en la etapa S3 de ajuste de valor de umbral y un juicio de pasa/no pasa se hace de la condición de superficie de la muestra bajo inspección M.