WO2018138850A1 - 磁性体の検査装置および磁性体の検査方法 - Google Patents

磁性体の検査装置および磁性体の検査方法 Download PDF

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WO2018138850A1
WO2018138850A1 PCT/JP2017/002830 JP2017002830W WO2018138850A1 WO 2018138850 A1 WO2018138850 A1 WO 2018138850A1 JP 2017002830 W JP2017002830 W JP 2017002830W WO 2018138850 A1 WO2018138850 A1 WO 2018138850A1
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magnetic
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健二 飯島
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株式会社島津製作所
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    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/83Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws by investigating stray magnetic fields
    • GPHYSICS
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    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • GPHYSICS
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    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/24Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance for measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux

Definitions

  • the present invention relates to a magnetic substance inspection apparatus and a magnetic substance inspection method, and more particularly, to a magnetic substance inspection apparatus and a magnetic substance inspection method including a detection unit that detects a magnetic field of a magnetic substance.
  • a magnetic substance inspection apparatus including a detection unit that detects a magnetic field of a magnetic substance is known.
  • Such a magnetic substance inspection apparatus is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-302379).
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-302379 discloses a coil holder provided on the outer periphery of a steel wire rope (magnetic body) extending in the longitudinal direction so as to be relatively movable with respect to the steel wire rope, and steel around each steel wire rope.
  • a wire rope breakage detection device magnetotic material inspection device
  • the exciting coil is configured to apply a magnetic field in the longitudinal direction of the steel wire rope to the steel wire rope.
  • the detection coil (detection unit) is configured to detect (detect) the leakage magnetization in the longitudinal direction of the steel wire rope generated from the steel wire rope and output a detection signal.
  • this wire rope breakage detection device detects the leakage of the magnetic field generated at the position where the steel wire rope is broken by relatively moving the sensor holder and the steel wire rope in the longitudinal direction, and detects the breakage of the steel wire rope. Configured to alarm.
  • the wire rope breakage detection device (magnetic material inspection device) disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-302379 detects noise due to the magnetization variation of the steel wire rope (magnetic material).
  • the direction of magnetization inside a magnetic body such as a steel wire rope may not be aligned in a certain direction during manufacturing (after manufacturing).
  • the detection coil detects a signal based on noise (detection) due to variations in the magnetization direction of the steel wire rope even in a uniform part where the steel wire rope is not broken. May end up. In that case, there is a problem that it is not possible to easily determine the state of the magnetic material (whether there is a scratch or the like).
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to provide a magnetic material that can easily determine the state of the magnetic material (whether there is a scratch or the like). It is providing the inspection apparatus of this, and the inspection method of a magnetic body.
  • a magnetic body inspection apparatus for a curved surface includes a magnetic field application unit that preliminarily applies a magnetic field to a magnetic body to be inspected to adjust the magnetization direction of the magnetic body, and a magnetic field A detection unit that outputs a detection signal based on the magnetic field of the magnetic body or a change in the magnetic field after the magnetic field is applied by the application unit, and a determination that determines the state of the magnetic body based on the detection signal output by the detection unit And a portion.
  • the detection signal based on the magnetic field of the magnetic body or a change in the magnetic field is applied to the magnetic body after the magnetic field is applied in advance by the magnetic field applying unit.
  • a determination unit that determines the state of the magnetic body based on the detection signal output by the detection unit.
  • a magnetic field is applied to the magnetic material in advance, so that the magnetization of the uniform portion of the magnetic material (portion without scratches or the like) is substantially adjusted.
  • the magnetic field of a portion where the magnetic material is scratched is not arranged.
  • the detection signal output from the detection unit is different between a part having a scratch and the like and a part having no scratch, so that the determination unit can easily determine the state of the magnetic body (whether there is a scratch or the like).
  • the term “scratches etc.” of a magnetic material refers to the detection direction caused by threading, local wear, wire breakage, dents, corrosion, cracks, breakage, etc. (Including those caused by voids when it occurs) Changes in cross-sectional area, magnetic body rust, weld burn, impurity contamination, changes in magnetic permeability caused by composition changes, and other parts where the magnetic body is non-uniform It is a broad concept.
  • the change in the magnetic field is due to a temporal change in the strength of the magnetic field detected by the detection unit by relatively moving the magnetic body and the detection unit, and a time change in the magnetic field applied to the magnetic body. This is a broad concept including temporal changes in the strength of the magnetic field detected by the detector.
  • “intersection” includes not only orthogonal but also intersecting in an oblique direction.
  • the magnetic field application unit applies a magnetic field in the first direction to the magnetic material to be inspected in advance to adjust the magnetization direction of the magnetic material, and the detection unit. Detects at least one of a magnetic field in the second direction intersecting the first direction or a change in the magnetic field in the second direction with respect to the magnetic material after the magnetic field is applied in the first direction by the magnetic field application unit. And a detection signal based on the detected magnetic field in the second direction or the change in the magnetic field in the second direction is output, and the determination unit is configured to determine the state of the magnetic material based on the detection signal output by the detection unit. It is configured to make a determination.
  • the magnetic field is applied in advance to the magnetic body in the first direction that intersects the second direction, which is the direction in which the magnetic field or the change in the magnetic field is detected.
  • the magnetization of the non-equal part is arranged in the substantially first direction.
  • the magnetic field in the second direction is smaller than when no magnetic field is applied in the first direction in advance. That is, variations in the magnitude and direction of magnetization are reduced, and the direction of the magnetization intersects the detection direction, so that generation of noise due to this variation can be suppressed. As a result, it is possible to easily determine the state of the magnetic body (whether there is a scratch or the like).
  • the magnetic body is made of a long material
  • the magnetic field applying unit applies a magnetic field in a direction crossing the longitudinal direction of the long material
  • the detection unit is a first magnetic material made of a long material. It is configured to detect a change in the magnetic field in the second direction or the magnetic field in the second direction that intersects the one direction.
  • the magnetic field applying unit is spaced apart from the detection unit in the second direction in which the long material extends so that the output magnetic field does not affect detection by the detection unit. It is provided at the position.
  • the relative position of the detection unit and the magnetic field application unit changes, it causes noise in the magnetic field detected by the detection unit. Moreover, this noise becomes larger as the distance between the detection unit and the magnetic field application unit is shorter. For this reason, the accuracy of the S / N ratio of the detection signal is increased by arranging the magnetic field application unit so as to be separated to such an extent that the detection of the magnetic field in the detection unit is not affected. As a result, it is possible to suppress the occurrence of noise due to the change of the relative position between the detection unit and the magnetic field application unit.
  • the magnetic field application unit includes a first magnetic field application unit that applies a magnetic field in a first direction to a magnetic body made of a long material, and a first magnetic field application unit of the detection unit in the second direction. And a second magnetic field application unit configured to apply a magnetic field along a direction parallel to a plane intersecting the second direction with respect to the magnetic body made of a long material. .
  • the magnetic field application unit sets the first magnetization direction of the magnetic body before the magnetic field is detected by the detection unit. It can be arranged in the direction.
  • the detection unit is provided so as to surround the magnetic material around the magnetic material made of a long material and wind along the extending direction of the magnetic material
  • the detection unit includes a detection coil that detects a change in the magnetic field in the second direction of the magnetic body and generates a detection signal
  • the determination unit is configured to determine the state of the magnetic body made of a long material based on the detection signal. ing. If comprised in this way, since a detection coil generate
  • the detection coil includes a differential coil
  • the determination unit is based on a difference in magnitude between detection signals generated by the two coil portions included in the differential coil due to the magnetic field in the second direction.
  • the state of the magnetic body made of a long material is determined.
  • the state of the magnetic material (whether there is a scratch or the like) is detected by detecting a difference in detection signal caused by a scratch or the like of the magnetic material generated by one coil portion and the other coil portion of the differential coil. ) Can be detected more easily.
  • the determination unit includes one or more detection signals when the detection signal output by the detection unit exceeds one or more predetermined thresholds.
  • One or a plurality of threshold signals indicating that the predetermined threshold is exceeded are output to the outside. If comprised in this way, the part from which the state (the presence or absence of a damage
  • the magnetization direction of the magnetic material is adjusted to the first direction, noise is hardly generated in the detection of the magnetic field in the second direction, and the S / N ratio is improved. For this reason, even if it is the determination by a threshold value, it can be made difficult to make an incorrect determination.
  • the predetermined threshold value includes a first threshold value and a second threshold value that is larger than the first threshold value
  • the determination unit detects that the detection signal output by the detection unit exceeds the first threshold value.
  • the first threshold signal indicating that the detection signal exceeds the first threshold value is output to the outside, and the detection signal is set to the second threshold value when the detection signal output by the detection unit exceeds the second threshold value.
  • the second threshold signal indicating that the value exceeds the threshold value is output to the outside.
  • the determination unit counts the number of times that the detection signal output by the detection unit exceeds one or a plurality of predetermined thresholds, and is counted. When the number of times exceeds a predetermined number, a signal indicating that the counted number exceeds the predetermined number is output to the outside. If comprised in this way, states, such as deterioration of a magnetic body, can be determined based on the number of flaws.
  • the detection unit further includes an excitation coil for exciting the magnetization state of the magnetic body, and is magnetized by a magnetic field generated by an excitation current flowing through the excitation coil.
  • the magnetic field excited in the second state is configured to detect a magnetic field in the second direction or a change in the magnetic field in the second direction.
  • the excitation coil excites the magnetization state of the magnetic material such as a flaw, so that the second direction magnetic field or the change in the second direction magnetic field from the magnetic material flaw or the like can be reduced. It can be easily detected.
  • the magnetic field applied to the magnetic body by the magnetic field applying unit is preferably configured to be larger than the magnetic field generated by the excitation coil to excite the magnetization state of the magnetic body.
  • the magnetization direction of the magnetic body is adjusted in the first direction by a large magnetic field applied in advance by the magnetic field application unit, in order to excite the magnetization state in the second direction in the determination of the state of the magnetic body. Even if the magnetic field required for the detection is smaller than the magnetization applied in the first direction, it is sufficiently large for detection. That is, the magnitude of the magnetic field required to excite the magnetization state can be reduced as compared with the case where the magnetization direction is not adjusted in the first direction.
  • the detection unit moves the magnetic body relative to the detection unit in the second direction to move the second magnetic body at the detection position of the detection unit. It is configured to detect a change in the magnetic field in the direction or the magnetic field in the second direction. If configured in this way, the portion where the magnetic field is detected by the magnetic detection unit changes with relative movement, so it is possible to easily detect a scratch or the like by comparing the portion with and without the scratch. Can do.
  • the detection unit is configured to include at least one magnetic sensor element that detects a magnetic field of the magnetic body or a change in the magnetic field. If comprised in this way, unlike the case where a coil is provided so that a magnetic body may be passed through the inside of the detection unit, the restriction on the size of the magnetic body or the installation situation is relaxed, and the application range is expanded.
  • the magnetic body is provided in the X-ray imaging apparatus so as to be movable relative to the subject, and the subject is irradiated with X-rays. It includes a wire for moving at least one of the X-ray irradiation unit or the X-ray detection unit that detects X-rays transmitted through the subject, and the detection unit is configured to detect a magnetic field in the second direction of the wire. Has been. If comprised in this way, the state (the presence or absence of a damage
  • a method for inspecting a magnetic material includes a step of applying a magnetic field in advance in a first direction to a magnetic material to be inspected to adjust the magnetization direction of the magnetic material Then, after applying the magnetic field in the first direction, the magnetic body detects the magnetic field in the second direction crossing the first direction or the change in the magnetic field in the second direction and detects the magnetic field or magnetic field of the detected magnetic body. It is comprised so that the step which outputs the detection signal based on the change of and the step which determines the state of a magnetic body may be provided.
  • the magnetic material in the second direction intersecting the first direction is applied to the magnetic material.
  • a detection unit that detects at least one of the magnetic field and the change in the magnetic field in the second direction and outputs a detection signal based on the detected magnetic field in the second direction or the magnetic field in the second direction of the detected magnetic body is provided. Accordingly, since the magnetic field is applied in advance to the magnetic body in the first direction that intersects the second direction that is the detection direction of the magnetic field or the change in the magnetic field, the magnetic body or the change in the magnetic field is detected with respect to the magnetic body.
  • the magnetization of the uniform part of the magnetic material (the part without scratches or the like) is adjusted in the substantially first direction.
  • the magnetic field in the second direction is smaller than when no magnetic field is applied in the first direction in advance. That is, variations in the magnitude and direction of magnetization are reduced, and the direction of the magnetization intersects the detection direction, so that generation of noise due to this variation can be suppressed. As a result, it is possible to easily determine the state of the magnetic body (whether there is a scratch or the like).
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a mobile X-ray fluoroscopic apparatus including a magnetic substance inspection apparatus according to first to third embodiments of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a magnetic substance inspection apparatus according to first to third embodiments of the present invention.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the application direction of the magnetic field of the magnetic field application part by 1st Embodiment of this invention. It is a figure for demonstrating the excitation coil and detection coil by 1st Embodiment of this invention. It is a figure for demonstrating the excitation of the magnetization of the excitation coil by 1st Embodiment of this invention. It is a figure which shows the case where there are a crack etc. in a steel wire rope.
  • FIG. 1 It is the block diagram which showed the electronic circuit part by 1st Embodiment of this invention. It is a figure for demonstrating the direction of magnetization of the steel wire rope by a comparative example. It is a graph of the value of the detection signal of the magnetic body by 1st Embodiment of this invention and a comparative example. It is the block diagram which showed the electronic circuit part by 2nd Embodiment of this invention. It is a figure for demonstrating the excitation coil and magnetic sensor element by 3rd Embodiment of this invention. It is the block diagram which showed the electronic circuit part by 3rd Embodiment of this invention. It is a figure for demonstrating the magnetic field application part by 4th Embodiment of this invention.
  • FIG. 1st Embodiment of this invention It is a figure for demonstrating the direction of magnetization of the steel wire rope by a comparative example. It is a graph of the value of the detection signal of the magnetic body by 1st Embodiment of this invention and a comparative example
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a magnetic field application unit according to a modification of the first to third embodiments of the present invention. It is a figure for demonstrating the magnetic field application part by the modification of 4th Embodiment of this invention. It is a figure for demonstrating the excitation coil and detection coil by the modification of 1st and 2nd embodiment of this invention.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining an excitation coil and a detection coil according to modifications of the first to third embodiments of the present invention.
  • FIG. 10 is a view for explaining a detection coil according to a modification of the first to fourth embodiments of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining an excitation coil and a detection coil according to modifications of the first to fourth embodiments of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an X-ray imaging apparatus according to a modification of the first to fourth embodiments of the present invention.
  • a mobile X-ray imaging apparatus 900 includes an X-ray irradiation unit E1 configured to be movable up and down (X direction) with respect to a column P, and a portable X-ray detection unit E2. It is configured to be movable by wheels.
  • the X-ray irradiation unit E1 irradiates the subject with X-rays.
  • the X-ray detection unit E2 detects X-rays that have passed through the subject and receives an X-ray image.
  • the X-ray irradiation part E1 and the X-ray detection part E2 are each comprised by the X tube and FPD (flat panel detector), for example.
  • a steel wire rope W that pulls and supports the X-ray irradiation unit E1 and an inspection apparatus 100 configured to be movable in the vertical direction (X direction) in which the steel wire rope W extends is built in the column P.
  • the steel wire rope W is an example of “magnetic material”, “long material”, and “wire” in the claims.
  • the steel wire rope W is a magnetic body made of a long material that is formed by knitting (for example, strand knitting) a magnetic wire material and extending in the X direction. Although not shown, the steel wire rope W passes through a mechanism such as a pulley when the X-ray irradiation unit E1 is moved, and stress due to the pulley is applied. In order to prevent the steel wire rope W from being cut due to deterioration and dropping the X-ray irradiation part E1, the state of the steel wire rope W (whether there are scratches, etc.) is monitored from the usual, and the steel wire rope W that has deteriorated is removed. It is necessary to replace it at an early stage.
  • the inspection apparatus 100 is configured to detect a change in the magnetic field (magnetic flux) of the steel wire rope W.
  • the inspection apparatus 100 can move the inspection unit U (see FIG. 2) including the magnetic field application unit 1, the detection unit 2, and the electronic circuit unit 3 provided on the frame F, and the steel wire rope W.
  • the Y direction and the Z direction are two directions orthogonal to each other in a plane perpendicular to the direction in which the steel wire rope W extends.
  • the electronic circuit unit 3 is an example of the “determination unit” in the claims.
  • the magnetic field application unit 1 is configured to apply a magnetic field in the Y direction in advance to the steel wire rope W to be inspected to adjust the magnetization direction of the magnetic material.
  • the magnetic field application unit 1 includes first magnetic field application units 11a and 11b that apply a magnetic field in the Y2 direction to the steel wire rope W made of a long material, and a first magnetic field application unit 11a that is a detection unit in the X direction. And a second magnetic field applied to the steel wire rope W made of a long material parallel to the plane intersecting the X direction and along the Y1 direction opposite to the Y2 direction.
  • Magnetic field application units 12a and 12b are configured to apply a magnetic field in the Y direction in advance to the steel wire rope W to be inspected to adjust the magnetization direction of the magnetic material.
  • the magnetic field application unit 1 includes first magnetic field application units 11a and 11b that apply a magnetic field in the Y2 direction to the steel wire rope W made of a long material, and a first magnetic field application unit 11a that
  • the magnetic field application unit 1 is configured to apply a magnetic field in a direction substantially orthogonal to the X direction, which is the longitudinal direction of the long material.
  • the Y direction (Y1 direction and Y2 direction) is an example of the “first direction” in the claims.
  • the X direction (X1 direction and X2 direction) is an example of the “second direction” in the claims.
  • the magnetic field application unit 1 (the first magnetic field application units 11a and 11b and the second magnetic field application units 12a and 12b) is fixed to the frame F (see FIG. 2).
  • the magnetic field application part 1 is comprised with the permanent magnet, for example.
  • the magnitude of the magnetic field applied by the magnetic field applying unit 1 is such that a relatively strong magnetic field is applied in order to adjust the direction of magnetization of the steel wire rope W substantially uniformly in the Y direction (in a portion without scratches or the like). Is configured to be possible.
  • the first magnetic field application units 11a and 11b include an N pole (with diagonal lines) directed in the Y2 direction of the first magnetic field application unit 11a and an S pole (diagonal lines) directed in the Y1 direction of the first magnetic field application unit 11b. No) is provided so as to face each other across the steel wire rope W. As a result, the steel wire rope W that has passed between the first magnetic field application units 11a and 11b is applied with a magnetic field by the first magnetic field application units 11a and 11b as shown in FIG. The direction of magnetization is adjusted in the Y2 direction orthogonal to the direction in which the film extends.
  • the second magnetic field application units 12a and 12b include an S pole (no hatching) directed in the Y2 direction of the second magnetic field application unit 12a and an N pole (hatched line) directed in the Y1 direction of the second magnetic field application unit 12b.
  • S pole no hatching
  • N pole hatching line
  • Y1 direction of the second magnetic field application unit 12b are provided so as to face each other across the steel wire rope W.
  • the steel wire rope W that has passed between the second magnetic field application units 12a and 12b is magnetized in the Y1 direction perpendicular to the direction in which the steel wire rope W extends because the magnetic field is applied by the second magnetic field application units 12a and 12b. (The illustration of the magnetization direction is omitted).
  • the inspection unit U is moved in the X1 direction to move the magnetic field application unit 1 and the detection unit 2 provided in the inspection unit U and the steel wire rope W relative to each other, the first magnetic field application units 11a and 11b.
  • a magnetic field is applied in advance to the portion to be inspected by the detection unit 2, and the direction of magnetization is adjusted.
  • the second magnetic field application units 12a and 12b A magnetic field is applied in advance to the portion to be inspected by the detection unit 2, and the direction of magnetization is adjusted. Therefore, in the case of relative movement in any direction, the magnetic field application unit 1 can apply a magnetic field to the steel wire rope W in advance to adjust the direction of magnetization.
  • the first magnetic field application units 11a and 11b and the second magnetic field application units 12a and 12b are in opposite directions, in which the direction in which the magnetic field is applied is the Y2 direction and the Y1 direction. Therefore, before and after the inspection, the direction in which the steel wire rope W is magnetized by the magnetic field applying unit 1 is reversed, so that the magnetization hardly remains in the steel wire rope W after the inspection.
  • the magnetic field application unit 1 is provided at a position separated from the detection unit 2 in the X direction in which the steel wire rope W which is a long material extends so that the output magnetic field does not affect the detection by the detection unit 2. Yes. Specifically, the relationship between the relative positions of the magnetic field application unit 1 and the detection unit 2 with respect to the steel wire rope W due to the deflection of the steel wire rope W or the backlash of the frame F that the magnetic field application unit 1 and the detection unit 2 are fixed to. If this changes, it will cause noise in the detection signal. For this reason, the magnetic field application unit 1 is provided at a position separated to such an extent that the influence on the detection unit 2 does not matter.
  • the magnetic field applied to the magnetic body by the magnetic field applying unit 1 is configured to be larger than the magnetic field generated by the excitation coil 21 (described later) to excite the magnetization state of the steel wire rope W.
  • the magnetic field applied by the magnetic field applying unit 1 needs to be relatively large in order to adjust (align) the magnetization direction of the steel wire rope W in the substantially Y2 direction.
  • a relatively small magnetic field is sufficient for exciting the magnetization of the steel wire rope W by the excitation coil 21. Details will be described later.
  • the detection unit 2 includes an excitation coil 21 and a detection coil 22 as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 3A and FIG. 4, the excitation coil 21 and the detection coil 22 extend along the longitudinal direction with the extending direction of the steel wire rope W, which is a magnetic material made of a long material, as the central axis. Is a coil including a conductor portion formed so as to have a cylindrical shape along the X direction (longitudinal direction) in which the steel wire rope W extends. Therefore, the surface formed by the wound conductive wire is substantially orthogonal to the longitudinal direction, and the steel wire rope W passes through the inside of the coil.
  • the detection coil 22 is provided inside the excitation coil 21.
  • a magnetic field generated based on the excitation current is applied along the X direction inside the excitation coil 21 when an excitation current is passed through the excitation coil 21.
  • the excitation coil 21 excites the magnetization state of the steel wire rope W.
  • the direction of magnetization is adjusted in advance by the magnetic field application unit 1, and therefore, when there is no application of the magnetic field by the excitation coil 21,
  • the direction of magnetization of the steel wire rope W is substantially aligned with the Y2 direction.
  • an alternating current (excitation current) having a constant magnitude and a constant frequency is caused to flow from the outside to the excitation coil 21, so that the steel wire rope W extends in the X direction.
  • a magnetic field is applied so as to vibrate (a magnetic field in the X1 direction and a magnetic field in the X2 direction appear periodically).
  • the direction of the magnetic field (solid line or dotted line) applied by the excitation coil 21 also changes with the direction (solid line or dotted line) of the exciting current flowing through the excitation coil 21 over time.
  • the magnetization direction of the steel wire rope W is excited by the time-varying magnetic field, and the magnetic field emitted from the steel wire rope W also changes with time.
  • the magnetic field due to the same portion of the steel wire rope W changes over time without changing the relative position between the steel wire rope W and the detection coil 22, so that the detection coil 22 (described later) that detects the change in the magnetic field
  • the state of the steel wire rope W can be determined.
  • the detection coil 22 is configured to generate a voltage by detecting a change in the magnetic field in the X direction of the magnetic material.
  • the detection coil 22 detects a change in the magnetic field in the X direction intersecting the Y2 direction with respect to the steel wire rope W to which the magnetic field is applied in the Y2 direction by the magnetic field applying unit 1, and detects the detected steel wire rope W.
  • the voltage based on the change of the magnetic field in the X direction is output.
  • the detection coil 22 is arranged so that substantially all of the magnetic field generated by the excitation coil 21 can be detected (input).
  • the detection coil 22 is a differential coil composed of two detection coil portions 22a and 22b.
  • the detection coil 22 detects a change in the magnetic field in the X direction of the steel wire rope W whose magnetization state is excited by the magnetic field generated by the excitation current flowing in the excitation coil 21.
  • FIG. 6 is an example of a steel wire rope W with scratches and the like.
  • FIG. 6 how the strands are knitted is shown in a simplified manner.
  • the steel wire rope W of Fig.6 (a) the strand of the surface part has disconnected. For this reason, the magnetic field leaks from the portion where the wire breakage occurs.
  • the steel wire rope W of FIG.6 (b) has the dent in the surface part by thread or a dent.
  • the wire breakage has arisen inside the steel wire rope W of FIG.6 (c).
  • the total magnetic flux of the steel wire rope W (the magnetic The value obtained by multiplying by the area becomes smaller at the part with scratches. As described above, the leakage of the magnetic field and the decrease of the total magnetic flux occur, so that the detected magnetic field changes in a part having a scratch or the like.
  • the value of the difference in detection voltage (the entire detection coil 22) ( Detection signal) increases. That is, the detection signal in a portion without a scratch is substantially zero, and the detection signal has a value greater than zero in a portion with a scratch or the like, so that a clear signal (S / Signal with a good N ratio) is detected.
  • the electronic circuit unit 3 (described later) can detect the presence of a scratch or the like of the steel wire rope W based on the difference value of the detection signals.
  • the detection signal increases as the size of the scratches (the amount of decrease in the cross-sectional area) increases, the scratches that are larger than a certain degree when determining (evaluating) the size of the scratches, etc. If there is, it is possible to automatically determine that the detection signal has exceeded a predetermined first threshold value Th1 or second threshold value Th2 (described later). Note that a flaw or the like includes a change in magnetic permeability due to rust or the like, and similarly appears as a detection signal.
  • the electronic circuit unit 3 is configured to determine the state of the steel wire rope W made of a long material based on a signal from the detection coil.
  • An AC power supply 31, an amplifier 32, an AD converter 33, a CPU 34, and a digital output interface 35 are included.
  • the AC power supply 31 causes an AC current to flow (output) through the excitation coil 21.
  • the amplifier 32 amplifies the detection signal (current based on the strength of the magnetic field in the X direction of the steel wire rope W) output from the detection coil 22 and outputs the amplified signal to the AD converter 33.
  • the AD converter 33 converts the analog detection signal amplified by the amplifier 32 into a digital detection signal.
  • the CPU 34 performs a process of removing an AC component from the detection signal output from the AD converter 33, performs a synchronous detection rectification process for converting the signal into a signal (DC level signal) corresponding to a change in the absolute value of the detection signal, and detects the detection signal. When the signal exceeds a predetermined threshold described later, an alarm signal is output. Further, the CPU 34 controls the intensity of the current output from the AC power supply 31. In addition, the CPU 34 has a function of determining the size of a scratch or the like.
  • the digital output interface is connected to an external PC (not shown) and outputs digital data of processed detection signals and alarm signals.
  • the external PC stores the magnitude of the input signal in a memory, displays a graph of the signal magnitude over time, and displays the graph of the detection unit 2 (integrated frame) via the CPU 34. The moving speed of the steel wire rope W is controlled.
  • the electronic circuit unit 3 has a first threshold signal indicating that the detection signal exceeds the first threshold Th1 when the detection signal output by the detection coil 22 (detection unit 2) exceeds the first threshold Th1. And when the detection signal output by the detection unit 2 exceeds the second threshold Th2, a second threshold signal indicating that the detection signal exceeds the second threshold Th2 is output to the outside. It is configured.
  • a magnetic field is applied in the X direction by the excitation coil 21.
  • the excitation coil 21 causes the detection signal (magnitude of magnetic field including time change of magnetic field accompanying movement or excitation) to be equal in the X direction by the excitation coil 21 so as to be equalized in a uniform part without scratches. It is necessary to increase the applied magnetic field. Further, since the magnetization directions are not adjusted (aligned) in advance, the magnetic field applied in the X direction by the excitation coil 21 needs to be increased to the extent that the magnetization directions are substantially aligned in the X direction.
  • the direction of magnetization varies depending on the internal structure in the steel wire rope W, which is a magnetic body, at the time of manufacture. Further, the direction of the magnetization is changed by passing an external force such as a stress through a mechanism such as a pulley. Accordingly, even in a homogeneous portion without scratches or the like, even if the magnetization direction is excited in the X direction by the excitation coil 21, the variation in the magnetization direction cannot be completely eliminated. Variations in size and direction cause noise in the detection signal.
  • the magnitude and direction of magnetization are adjusted (aligned) by applying a magnetic field in advance, the magnetic field in a portion free from scratches or the like of the magnetic material is detected as a substantially constant magnitude. It becomes easy to distinguish from signals from scratches.
  • the steel wire rope W (generally a magnetic material) when magnetized in the short direction (Y direction) as compared with the case of magnetizing in the longitudinal direction (X direction). ) Is reduced to a few tenths to a few thousandths according to the thickness of the steel wire rope W, and the direction of magnetization is adjusted in the short direction (Y direction). The problem of residual magnetization is alleviated.
  • the graph of FIG. 9 is a graph of the change in the magnetic field of the steel wire rope W in the comparative example and the first embodiment.
  • the vertical axis of the graph corresponds to the magnitude of the detection signal
  • the horizontal axis of the graph corresponds to the detection position (where the steel wire rope W is detected). Since the synchronous detection and rectification processing is performed by the CPU 34, the influence of the time change of the magnetic field applied by the excitation coil 21 is removed.
  • noise is hardly detected as shown in the graph after magnetizing in FIG. Specifically, the noise level is relatively small and the S / N ratio is good, and the detection signal is clearly shown. Therefore, noise can be reduced by the magnetic field application unit 1 to such an extent that erroneous determination does not occur even when determination is made by a non-expert or a threshold.
  • the positive / negative reversal of the detection signal due to the position of the damaged portion of the steel wire rope W moving from one side of the differential coil to the other side is clearly shown. I understand that.
  • the detection signal based on the change of the magnetic field of the steel wire rope W is output with respect to the steel wire rope W after a magnetic field is previously applied by the magnetic field application part 1 as mentioned above.
  • a detection unit 2 and an electronic circuit unit 3 that determines the state of the steel wire rope W based on the detection signal output by the detection unit 2 are provided.
  • a magnetic field is applied to the steel wire rope W in advance, so that the magnetization of the steel wire rope W that is uniform (portion without scratches or the like) is substantially adjusted.
  • the magnetic field of the part where the steel wire rope W is scratched is not arranged.
  • the detection signal output from the detection unit 2 is different between a part having a scratch and the like and a part having no scratch, so that the electronic circuit unit 3 can easily determine the state of the steel wire rope W (whether there is a scratch or the like). be able to.
  • a change in the magnetic field in the X direction substantially perpendicular to the Y direction is detected with respect to the steel wire rope W after the magnetic field applying unit 1 applies the magnetic field in the Y2 direction.
  • a detection unit 2 and an electronic circuit unit 3 that output a detection signal based on the detected change in the magnetic field in the X direction of the steel wire rope W are provided.
  • a magnetic field is applied in advance to the steel wire rope W in the Y direction that is substantially orthogonal to the X direction, which is the direction in which the change in the magnetic field is detected.
  • the magnetization of the (part) is arranged in a substantially Y direction.
  • the magnetic field in the X direction is smaller (substantially zero) than when no magnetic field is previously applied in the Y direction. That is, variations in the magnitude and direction of magnetization are reduced and the direction is perpendicular to the detection direction, so that the generation of noise due to this variation can be suppressed. As a result, it is possible to easily determine the state of the steel wire rope W (whether there is a scratch or the like).
  • the steel wire rope W consists of a long material, and the magnetic field application part 1 is substantially orthogonal to the longitudinal direction (X direction) of the steel wire rope W which is a long material.
  • the magnetic field is applied in the direction (Y direction) to be detected, and the detection unit 2 and the electronic circuit unit 3 are configured to detect a change in the magnetic field in the X direction of the steel wire rope W.
  • the magnetization of the magnetic material is smaller than in the case of magnetization in the longitudinal direction, and the direction is substantially perpendicular to the detection direction of the detection unit. Thereby, since noise is further reduced, it is possible to more easily determine the state of the magnetic body (whether there is a scratch or the like).
  • the magnetic field application unit 1 is separated from the detection unit 2 in the X direction in which the long material extends so that the output magnetic field does not affect detection by the detection unit 2. In the position. This increases the accuracy of the S / N ratio of the detection signal. As a result, it is possible to suppress noise caused by a change in the relative position between the detection unit 2 and the magnetic field application unit 1.
  • the magnetic field application unit 1 includes the first magnetic field application units 11a and 11b that apply a magnetic field in the Y2 direction to the steel wire rope W made of a long material, and the X direction.
  • the magnetic field along the Y1 direction parallel to the plane intersecting the X direction with respect to the steel wire rope W made of a long material is provided on the side opposite to the first magnetic field application units 11a and 11b side of the detection unit 2. It includes so that 2nd magnetic field application parts 12a and 12b which apply may be included.
  • the magnetic field application unit 1 and the steel wire rope W are moved relative to the X1 direction side which is one side of the X direction or the X2 direction side which is the other side of the X direction, thereby changing the magnetic field in the X direction.
  • the direction of magnetization of the steel wire rope W by the magnetic field application unit 1 before the magnetic field is detected by the detection unit 2 regardless of the relative movement in either the X1 direction side or the X2 direction side.
  • the detection coil 22 which generates a detection signal is provided, and the electronic circuit part 3 determines the state of the steel wire rope W which consists of elongate materials based on a detection signal. It is configured as follows. As a result, the detection coil 22 generates a dielectric voltage due to the total magnetic flux inside the closed curve formed by the conductive wire wound along the X direction in which the steel wire rope W of the detection coil 22 extends. A change in the magnetic field in the X direction of the wire rope W can be detected.
  • the detection coil 22 constitutes a differential coil
  • the electronic circuit unit 3 is a voltage generated by two coil portions included in the differential coil by a magnetic field in the X direction.
  • the state of the steel wire rope W made of a long material is determined based on the difference in size. Thereby, a local change in the state of the steel wire rope W (whether there is a scratch or the like) is detected by detecting a difference in voltage (detection signal) generated by one coil portion of the differential coil and another coil portion. It can be detected more easily.
  • the steel wire rope W passing through the inside of the excitation coil 21 and the detection coil 22 is slightly displaced from the central axis of the detection coils 22a and 22b due to deflection (for example, the distance r1 in the case of FIG. 4). > Distance r2). Since the detection coils 22a and 22b are configured to have a symmetric shape (cylindrical symmetry) with the steel wire rope W as a central axis, noise due to deviation from the central axis of the steel wire rope W is suppressed.
  • the two detection coils 22a and 22b are provided in the detection coil 22 so as to be a differential coil, the deviation from the central axis of the steel wire rope W in each coil portion becomes substantially equal. This also suppresses noise caused by the deviation of the steel wire rope W from the central axis.
  • the electronic circuit unit 3 when the detection signal output from the detection unit 2 exceeds the two predetermined thresholds Th1 and Th2, the electronic circuit unit 3 has two predetermined detection signals. Two threshold signals (first threshold signal and second threshold signal) indicating that the threshold values Th1 and Th2 have been exceeded are output to the outside. Thereby, it is possible to easily determine a portion where the state of the steel wire rope W (whether there is a scratch or the like) is not uniform based on the threshold signal.
  • the first embodiment since the direction of magnetization of the steel wire rope W is adjusted in the Y direction, noise hardly occurs in the detection of the magnetic field in the X direction, and the S / N ratio becomes good. For this reason, even if the determination is based on the threshold Th, it is possible to make it difficult for an erroneous determination to be made.
  • the predetermined threshold value Th includes the first threshold value Th1 and the second threshold value Th2 that is larger than the first threshold value Th1
  • the electronic circuit unit 3 includes the detection unit. 2 and when the detection signal output by the electronic circuit unit 3 exceeds the first threshold Th1, the first threshold signal indicating that the detection signal exceeds the first threshold Th1 is output to the outside, and the detection unit When the output detection signal exceeds the second threshold Th2, the second threshold signal indicating that the detection signal exceeds the second threshold is output to the outside. Accordingly, the state of the steel wire rope W having a small scratch or the like that requires attention such as follow-up observation is determined based on the first threshold signal exceeding the relatively small first threshold Th1, and the relatively large second threshold Th2. Based on the second threshold signal exceeding the value, it is possible to determine the state of the steel wire rope W having a relatively large scratch or the like that needs to be replaced quickly.
  • the excitation coil 21 excites the magnetization state of the steel wire rope W such as a flaw, so that it is possible to easily detect a change in the magnetic field in the X direction from the steel wire rope W such as a flaw. it can.
  • an alternating current or the like is passed through the excitation coil 21 to give excitation that changes with time to the magnetization state of the steel wire rope W, the magnetic field of the steel wire rope W also changes with time. Therefore, the magnetic field detected by the detection unit 2 can be changed and detected without relatively moving the steel wire rope W and the detection unit 2.
  • the magnetic field applied to the steel wire rope W by the magnetic field applying unit 1 is more than the magnetic field generated by the excitation coil 21 to excite the magnetization state of the steel wire rope W. Is configured to be larger.
  • the direction of magnetization of the steel wire rope W is adjusted in the Y direction by a large magnetic field applied by the magnetic field applying unit 1 in advance, the state of magnetization in the X direction is excited in the determination of the state of the steel wire rope W. Even if the magnetic field required for this is smaller than the magnetization applied in the Y direction, it is sufficiently large for detection. That is, the magnitude of the magnetic field required to excite the magnetization state in the X direction can be reduced as compared with the case where the magnetization direction is not adjusted in the Y direction.
  • the magnetic field applied by the excitation coil 21 is The detection coil 22 can sufficiently detect even a slight swing in the X1 or X2 direction. Therefore, the magnetic field generated by the excitation coil 21 can be made sufficiently smaller than the magnetic field applied by the magnetic field applying unit 1. Thereby, the magnitude
  • the steel wire rope W is provided in the mobile X-ray imaging apparatus 900 so as to be relatively movable with respect to the subject, and the detection unit 2 is configured to It is comprised so that the magnetic field of the X direction of the steel wire rope W for moving the line irradiation part E1 may be detected. Thereby, the state (presence / absence of a flaw etc.) of the wire used for the mobile X-ray imaging apparatus 900 can be easily determined.
  • the inspection apparatus 200 according to the second embodiment is a direct current in which the excitation current supplied to the excitation coil does not change over time.
  • the inspection apparatus 200 includes an electronic circuit unit 302 provided in the inspection unit U. Moreover, the electronic circuit unit 302 includes a DC power supply 312 as shown in FIG.
  • the direct current power source passes a direct current that does not change over time (becomes a constant value) through the excitation coil 21. Thereby, a static magnetic field having a constant magnitude in the X direction is generated in the excitation coil 21.
  • the detection unit 202 moves the steel wire rope W relative to the detection unit 2 at a constant speed that is substantially constant in the X direction, thereby detecting the detection position of the detection unit 2.
  • the steel wire rope W is configured to detect a change in the magnetic field in the X direction.
  • the magnetic field detected by the detection coil 22 also changes with time.
  • the detection coil 22 passes through a portion of the steel wire rope W that is not scratched, the magnitude of the magnetic field in the detection coil 22 in the X direction is substantially constant, so that the detection signal also has a constant value.
  • the detection coil 22 is located at a part of the steel wire rope W with a scratch or the like, the magnitude of the magnetic field at the detection position changes with time, so that the detection signal changes. Thereby, the state (presence / absence of scratches) of the steel wire rope W can be determined.
  • the detection unit 202 moves the steel wire rope W relative to the detection unit 2 at a constant speed that is substantially constant in the X direction, thereby moving the steel at the detection position of the detection unit 202.
  • the wire rope W is configured to detect a change in the magnetic field in the X direction.
  • a crack etc. can be easily detected by comparing with a part with a crack etc. and a part without a crack. it can.
  • the detection signal becomes substantially constant at a position where there is no scratch or the like, and a different detection signal is output at a position where there is a scratch or the like. Becomes easy.
  • the inspection apparatus 300 according to the third embodiment is provided with a magnetic sensor element 23 that detects the magnetic field of the steel wire rope W.
  • the inspection apparatus 300 includes a detection unit 203 and an electronic circuit unit 303 provided in the inspection unit.
  • a plurality of detection units 203 (12 symmetrically about the steel wire rope W as an axis) are arranged on the surface orthogonal to the longitudinal direction of the steel wire rope W so as to surround the steel wire rope W in a circumferential shape.
  • the magnetic sensor element 23 is configured by, for example, any one or a combination of a coil, a coil with an excitation coil, a differential coil with an excitation coil, a Hall element, a magnetic impedance element, a magnetoresistive element, and the like. ing.
  • a static magnetic field cannot be detected, so it is necessary to perform measurement while moving the magnetic body.
  • the excitation coil is used together, the magnetic body to be measured is stationary. Measurement can be performed even in the state.
  • Hall elements, magneto-impedance elements, and magneto-resistive elements since these elements themselves can measure a static magnetic field, measurement is performed even when the magnetic material to be measured is stationary. It becomes possible.
  • a plurality of magnetic sensor elements 23 may be arranged at a plurality of positions so that the magnetic sensor elements 23 detect two or three directions. Further, the magnetic sensor element 23 can be configured to detect not only the magnitude of the change in the magnetic field but also the magnitude of the magnetic field.
  • the electronic circuit unit 303 is configured to electrically control the magnetic sensor element 23, process an electrical signal from the detection unit 203, and output it as a detection signal.
  • the detection unit 2 is configured such that at least one magnetic sensor element 23 that detects the magnetic field of the steel wire rope W is disposed outside the steel wire rope W. Yes.
  • the detection unit 2 is free from restrictions on the size (for example, thickness) of the steel wire rope W. The application range is expanded.
  • the inspection apparatus 400 includes an amplification unit 324 that receives and amplifies a detection signal output from the detection coil 224, an AD converter 334, a CPU 344, a switchable AC power supply 314, and a DC power supply 364.
  • An electronic circuit 304 is provided.
  • the inspection apparatus 400 includes a coil unit 44 connected to one of the switchable AC power source 314 and DC power source 364 and a yoke unit 14y around which the coil unit 44 is wound.
  • the inspection apparatus 400 connects a DC power source 316 to the coil portion 44 when a magnetic field is applied to the steel wire rope W in advance.
  • a magnetic circuit is formed in the steel wire rope W and the yoke part 14y, and a magnetic field is applied to the steel wire rope W in advance. That is, the steel wire rope W is magnetized in advance in a direction substantially parallel to the longitudinal direction (X direction).
  • the yoke portion 14y functions as a “magnetic field applying portion” in the claims.
  • the AC power source 314 is connected to the coil section 44 during measurement.
  • the point of performing the measurement after magnetizing the measurement target region of the steel wire rope W in the longitudinal direction (X direction) in advance remains the same.
  • the current flowing through the coil unit 44 can be changed between an alternating current and a direct current by switching between the alternating current power supply 314 and the direct current power supply 364 as described above. Further, the switching (selection) of the current source and the increase / decrease in the amount of current between when the magnetic field is applied in advance and when the measurement is performed are changed by the CPU 344.
  • the state of the steel wire rope W is determined with respect to the steel wire rope W after the magnetic field is applied in advance. Thereby, it is possible to easily determine the state of the steel wire rope W (whether there is a scratch or the like).
  • the measurement is performed by applying an alternating magnetic field by the excitation coil included in the detection unit, it is preferable to magnetize in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the steel wire rope W as in the first embodiment. It becomes possible to detect the scratches on the rope W with higher accuracy.
  • the magnetic body may be, for example, a thin plate other than a long material, an iron ball (bearing), or the like.
  • the present invention can be used for general inspection of magnetic materials having a uniform structure.
  • the magnetic body is a thin plate or the like, it is configured to apply magnetization in a direction perpendicular to the surface of the thin plate (thickness direction) and detect a magnetic field in the direction in which the surface of the thin plate extends or a change in the magnetic field. May be.
  • the magnetic body made of a long material is a steel wire rope
  • the present invention is not limited to this.
  • the magnetic body made of a long material may be a thin plate, a square member, a cylindrical pipe, a wire, a chain, or the like.
  • the relative position between the magnetic field application unit and the detection unit may be configured to be changeable. Specifically, after the direction of magnetization of the steel wire rope is adjusted to a direction orthogonal to the longitudinal direction by the magnetic field application unit, only the magnetic field application unit may be moved to a position away from the steel wire rope W. Thereby, when the magnetic field of the steel wire rope or the change of the magnetic field is detected by the detection unit, it can be separated so that the magnetic field of the magnetic field application unit does not affect the detection unit.
  • the configuration of the magnetic field application unit 1 is shown in FIG. It is good also as such a structure.
  • the magnetic field application directions of the first magnetic field application units 11e and 11f and the second magnetic field application units 12e and 12f may be the same.
  • the magnetic field application directions of the first magnetic field application units 11g and 11h and the second magnetic field application units 12g and 12h do not have to be parallel (respectively in the Y direction).
  • the direction is inclined by an angle ⁇ with respect to the Y direction).
  • a magnetic field is applied in the same direction as a single configuration (a configuration not provided to face each other) as in the first magnetic field application unit 11i and the second magnetic field application unit 12i. May be.
  • the magnetic field application units 13a and 13b may be provided only on one side of the detection unit. Note that the directions of the magnetic poles of the first magnetic field application unit and the second magnetic field application unit may be the same direction (for example, the Y2 direction) or may be opposite directions (for example, the Y1 direction and the Y2 direction). .
  • the direction of application of the magnetic field by the magnetic field application unit 1 is the direction intersecting with the steel wire rope W
  • the direction is perpendicular to the longitudinal direction of the steel wire rope W.
  • the application direction of a magnetic field may cross
  • the magnetic field application unit is configured by a permanent magnet.
  • the present invention is not limited to this.
  • the configuration of the magnetic field application unit 14 may be configured as shown in FIG. Specifically, as shown in FIG. 15A, the magnetic field application directions of the first magnetic field application units 11j and 11k and the second magnetic field application units 12j and 12k are the same (that is, the same characteristics). May be. Further, as shown in FIG. 15B, the magnetic field application directions of the first magnetic field application units 11l and 11m and the second magnetic field application units 121 and 12m may not be parallel (respectively in the X direction and The direction is inclined by an angle ⁇ with respect to the Y direction). Further, as shown in FIG.
  • a magnetic field is applied in the same direction as a single configuration (a configuration not provided to face each other) as in the first magnetic field application unit 11n and the second magnetic field application unit 12n. (With the same characteristics). Further, as shown in FIGS. 15D and 15E, the magnetic field application units 13d and 13e (or the magnetic field application unit 13f) may be provided only on one side of the detection unit. Note that the directions of the magnetic poles of the first magnetic field application unit and the second magnetic field application unit may be the same direction (for example, the X2 direction) or may be opposite directions (for example, the X1 direction and the X2 direction). . Note that, as in the fourth embodiment, a magnetic field may be applied in advance by a yoke portion, or a magnetic field may be applied in advance by a permanent magnet.
  • the detection coils 22a and 22b serving as differential coils are arranged inside the excitation coil 21
  • the present invention is not limited to this.
  • position the detection coils 22c and 22d which consist of a differential coil in the outer side of the excitation coil 21c.
  • the detection coils 22e and 22f made of differential coils may be arranged side by side on both sides in the X direction (longitudinal direction) of the excitation coil 21d so as to sandwich the excitation coil 21d.
  • the detection coils 22e and 22f made of differential coils may be arranged side by side on both sides in the X direction (longitudinal direction) of the excitation coil 21d so as to sandwich the excitation coil 21d.
  • FIG.17 (a) you may arrange
  • the detection coils 22e and 22f made of differential coils may be arranged side by side on both sides in the X direction (longit
  • a single detection coil 22g that is not a differential coil may be arranged inside (or outside) the excitation coil 21e. Further, as shown in FIG. 17D, the two excitation coils 21f and 21g may be arranged side by side on both sides in the X direction (longitudinal direction) of the detection coil 22h so as to sandwich the single detection coil 22h. . As shown in FIG. 17E, a single excitation coil 21h and a single detection coil 22i may be arranged side by side in the X direction (longitudinal direction). Also, as shown in FIG. 17 (f), a configuration may be adopted in which the detection coils 22j and 22k (or a single detection coil) serving as a differential coil are arranged and the excitation coil is omitted.
  • the detection coil 220 (excitation coil 210) may be a rectangular tube.
  • the detection coil 221 is not surrounded by the steel wire rope W and is detected from the steel wire rope W so as to detect a magnetic field in the direction along the steel wire rope W. You may arrange
  • a cylindrical coil 20b in which two semicylindrical (horse-shoe-shaped) coil portions 20a (see FIG. 20A) are combined may be used.
  • the semi-cylindrical (horse-shoe) coil can be easily attached and detached even in a state where a steel wire rope is installed (the end is closed).
  • the excitation coil corresponds to a coil portion.
  • the present invention is not limited to this.
  • at least one magnetic sensor element may be arranged at a position where the magnetic field of the steel wire rope can be detected.
  • the magnetic sensor element 23 may be provided with a plurality of magnetic sensor elements 23 so as to detect two directions or three directions.
  • the magnetic material inspection apparatus (inspection unit) is configured to be movable along the steel wire rope.
  • the present invention is not limited to this.
  • the magnetic inspection apparatus (inspection unit) may be configured not to move.
  • the magnetic body inspection device detects the magnetic field of the steel wire rope passing through or near the fixed position.
  • the electronic circuit unit also has a case where the detection signal output by the detection coil (detection unit) exceeds a predetermined threshold (first threshold Th1 and second threshold Th2).
  • a predetermined threshold first threshold Th1 and second threshold Th2
  • the electronic circuit unit counts the number N of times that the detection signal has exceeded the threshold Th, and when the counted number N exceeds the predetermined number M, the counted number N becomes the predetermined number M. It may be configured to output to the outside a signal indicating that the above has been exceeded.
  • the electronic circuit part can count the frequency
  • the number of predetermined thresholds may be one or a plurality (for example, three) other than two.
  • the inspection apparatus 100 (200, 300) includes a stationary X-ray irradiation apparatus (X-ray imaging apparatus) 901 shown in FIG. 20A and a stand-type X-ray irradiation apparatus shown in FIG. (X-ray imaging apparatus) 902 and a stand-type X-ray detection apparatus (X-ray imaging apparatus) 903 shown in FIG.
  • the present invention can also be applied to devices and infrastructure using wires, for example, moving devices such as elevators and ropeways, and wire portions such as suspension bridges and piers.
  • the X-ray irradiator E11 and the X-ray irradiator E12 both include X-ray tubes and the like and irradiate X-rays, and the X-ray detector E23 emits X-rays including FPD (flat panel detector) and the like. This is the part to detect.
  • the X-ray irradiation unit E11, the X-ray irradiation unit E12, and the X-ray detection unit E23 are supported by being pulled by the steel wire rope W, respectively.
  • the inspection apparatus 100 (200, 300) is configured to be movable along the steel wire rope W.
  • scratches on the surface of the magnetic material are mainly detected as “scratches, etc.” of the magnetic material.
  • the wire is broken (if the wire rope is not perfect, the wire is broken) Changes in thickness, corrosion (rust), cracks, and non-uniform magnetic permeability are also included in the detection target.
  • the detection target is not limited to the surface of the magnetic material, but may be inside.
  • any state that causes a magnetic field or magnetic field non-uniformity of the magnetic material can be detected as a “magnetic state”.
  • Magnetic magnetic field or change in magnetic field in addition to applying a magnetic field from the outside, in addition to a magnetic field observed in the vicinity of the magnetic material to which the magnetic field is applied or a change in the magnetic field, In this case, the magnetic field generated by the magnetic material itself or a change in the magnetic field is included.
  • Magnetic field application unit 2 203 Detection unit 3, 302, 303, 304 Electronic circuit unit (determination unit) 11a, 11b, 11e, 11f, 11g, 11h, 11i, 11j, 11k, 11l, 11m, 11n First magnetic field application unit 12a, 12b, 12e, 12f, 12g, 12h, 12i, 12j, 12k, 12l, 12m, 12n 2nd magnetic field application part 14y Yoke part (magnetic field application part) 21, 21a, 21b, 21c, 21d, 21e, 21f, 21g, 21h, 210 Excitation coil 22, 22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f, 22g, 22h, 22i, 22j, 22k, 220, 221, 224 Detection coil 23 Magnetic sensor element 44 Coil part (magnetic field application part, excitation coil) 100, 200, 300 Inspection device (magnetic material inspection device) 900 Mobile

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Abstract

この磁性体の検査装置(100、200、300、400)は、スチールワイヤロープ(W)に対して予め磁界を印加しスチールワイヤロープ(W)の磁化の方向を整える磁界印加部(1)を備え、磁界の変化を検知部(2)により検知する。

Description

磁性体の検査装置および磁性体の検査方法
 本発明は、磁性体の検査装置および磁性体の検査方法に関し、特に、磁性体の磁界を検知する検知部を備える磁性体の検査装置および磁性体の検査方法に関する。
 従来、磁性体の磁界を検知する検知部を備える磁性体の検査装置が知られている。このような磁性体の検査装置は、たとえば、特開2003-302379号公報参照)。
 特開2003-302379号公報には、長手方向に延びたスチールワイヤロープ(磁性体)の外周にスチールワイヤロープに対して相対移動可能に設けられたコイルホルダと、それぞれスチールワイヤロープを中心としてスチールワイヤロープの延びる方向に沿うようにコイルホルダの外周に巻き付けられて設けられる励磁コイル(検知部)および検出コイル(検知部)を備えるワイヤロープ断線検知装置(磁性体の検査装置)が開示されている。励磁コイル(検知部)は、スチールワイヤロープに対してスチールワイヤロープの長手方向に磁界を印加するように構成されている。また、検出コイル(検知部)は、スチールワイヤロープから生じるスチールワイヤロープの長手方向の漏洩磁化を検出(検知)して検知信号を出力するように構成されている。また、このワイヤロープ断線検知装置は、センサホルダとスチールワイヤロープとを長手方向に相対移動させることにより、スチールワイヤロープが断線した位置において生じる磁界の漏洩を検知して、スチールワイヤロープの断線を警報するように構成されている。
特開2003-302379号公報
 しかしながら、特開2003-302379号公報のワイヤロープ断線検知装置(磁性体の検査装置)では、スチールワイヤロープ(磁性体)が有する磁化のバラツキに起因するノイズを検出してしまう。具体的には、スチールワイヤロープ等の磁性体内部の磁化の方向は、製造時(製造後)に、一定の方向に揃っていない場合がある。さらに、滑車等を通過する際に応力や曲がり等が加わることによっても磁性体内部の磁化の方向が変化し、不均一となる。このため、スチールワイヤロープに断線がない均一な部分であっても、スチールワイヤロープが有する磁化の方向のバラツキに起因して、検出コイル(検知部)がノイズに基づいた信号を検出(検知)してしまう場合がある。その場合には、磁性体の状態(傷等の有無)の判定を容易に行うことができないという問題点がある。
 この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、磁性体の状態(傷等の有無)の判定を容易に行うことが可能な磁性体の検査装置および磁性体の検査方法を提供することである。
 上記目的を達成するために、この発明の1の曲面における磁性体の検査装置は、検査対象である磁性体に対して予め磁界を印加し磁性体の磁化の方向を整える磁界印加部と、磁界印加部により磁界が印加された後に、磁性体の磁界又は磁界の変化に基づく検知信号を出力する検知部と、検知部により出力された検知信号に基づいて、磁性体の状態の判定を行う判定部とを備えるように構成されている。
 この発明の第1の局面による磁性体の検査装置では、上記のように、磁界印加部により予め磁界が印加された後の磁性体に対して、磁性体の磁界又は磁界の変化に基づく検知信号を出力する検知部と、検知部により出力された検知信号に基づいて、磁性体の状態の判定を行う判定部とを設ける。これにより、磁性体に対して予め磁界が印加されるので、磁性体の均一となる部分(傷等のない部分)の磁化は略整えられる。一方で、磁性体に傷等のある部分の磁界は整わない。その結果、検知部から出力される検知信号が傷等のある部分とない部分とで異なることにより、判定部において磁性体の状態(傷等の有無)の判定を容易に行うことができる。
 なお、本発明において、磁性体の「傷等」とは、磁性体のスレ、局所的磨耗、素線断線、凹み、腐食、亀裂、折れ等により生じる検知方向に対する(磁性体内部で傷等が生じた場合の空隙に起因するものを含む)断面積の変化、磁性体の錆、溶接焼け、不純物の混入、組成変化等により生じる透磁率の変化、その他磁性体が不均一となる部分を含む広い概念である。また、磁界の変化とは、磁性体と検知部とを相対移動させることによる検知部で検知される磁界の強さの時間的な変化、および、磁性体に印加する磁界を時間変化させることによる検知部で検知される磁界の強さの時間的な変化を含む広い概念である。また、「交差」は、直交に限らず、斜め方向に交わることをも含むものとする。
 上記第1の局面による磁性体の検査装置において、好ましくは、磁界印加部は、検査対象である磁性体に対して予め第1方向に磁界を印加し磁性体の磁化の方向を整え、検知部は、磁界印加部により第1方向に磁界が印加された後の磁性体に対して、第1方向に交差する第2方向の磁界または第2方向の磁界の変化のうち少なくともいずれか一方を検知するとともに、検知した磁性体の第2方向の磁界または第2方向の磁界の変化に基づく検知信号を出力し、判定部は、検知部により出力された検知信号に基づいて、磁性体の状態の判定を行うように構成されている。このように構成すれば、磁性体に対して、磁界または磁界の変化の検知方向である第2方向と交差する第1方向に予め磁界が印加されるので、磁性体の均一となる部分(傷等のない部分)の磁化は略第1方向に整えられる。その結果、第1方向に予め磁界を印加しない場合と比較して、第2方向の磁界は小さくなる。すなわち、磁化の大きさおよび方向のバラツキが低減し、かつ、検知方向と交差する方向を向くので、このバラツキに起因するノイズの発生を抑制することができる。その結果、磁性体の状態(傷等の有無)の判定を容易に行うことができる。
 この場合、好ましくは、磁性体は、長尺材からなり、磁界印加部は、長尺材の長手方向と交差する方向に磁界を印加し、検知部は、長尺材からなる磁性体の第1方向に交差する第2方向の磁界または第2方向の磁界の変化を検知するように構成されている。このように構成すれば、短手方向(長手方向に交差する方向)に磁界を印加するため、比較的長い長手方向に印加する場合と比較して、磁性体の磁化が小さくなりかつ検知部の検出方向と交差する方向に向く。これにより、ノイズがより低減されるので、磁性体の状態(傷等の有無)の判定をより容易に行うことができる。
 上記長尺材からなる磁性体の検査装置において、好ましくは、磁界印加部は、出力される磁界が検知部での検知に影響しないように、検知部から長尺材が延びる第2方向に離間した位置に設けられている。ここで、検知部と磁界印加部との相対的な位置が変わると、検知部で検知される磁界にノイズが発生する要因となる。また、このノイズは、検知部と磁界印加部との距離が近いほど大きくなる。そのため、磁界印加部を、検知部における磁界の検知に影響がない程度にまで離間させて配置することにより、検知信号のS/N比の精度が上がる。その結果、検知部と磁界印加部との相対的な位置が変わることに起因するノイズの発生を抑制することができる。
 この場合、好ましくは、磁界印加部は、長尺材からなる磁性体に対して第1方向に磁界を印加する第1磁界印加部と、第2方向において、検知部の第1磁界印加部の側とは反対側に設けられ、長尺材からなる磁性体に対し第2方向に交差する面に平行な方向に沿って磁界を印加する第2磁界印加部とを含むように構成されている。このように構成すれば、磁界印加部と磁性体とを第2方向の一方側または第2方向の他方側に対して相対移動させることにより第2方向の磁界の変化を検知する場合に、第2方向の一方側および第2方向の他方側のうちいずれの方向に相対移動させても、検知部による磁界が検知されるよりも前に、磁界印加部により磁性体の磁化の方向を第1方向に整えることができる。
 上記長尺材からなる磁性体の検査装置において、好ましくは、検知部は、長尺材からなる磁性体を中心として磁性体を取り囲み磁性体の延びる方向に沿って巻回するように設けられ、磁性体の第2方向の磁界の変化を検知して検知信号を発生する検知コイルを含むとともに、判定部は、検知信号に基づいて長尺材からなる磁性体の状態を判定するように構成されている。このように構成すれば、検知コイルは、検知コイルの有する磁性体の延びる方向に沿って巻回される導線が形成する閉曲線内部の全磁束あるいは全磁束の変化により電圧を発生するので、容易に磁性体の第2方向の磁界の変化を検知することができる。
 この場合、好ましくは、検知コイルは、差動コイルを含み、判定部は、第2方向の磁界により差動コイルに含まれる2つのコイル部分により発生する各々の検知信号の大きさの差に基づいて長尺材からなる磁性体の状態を判定するように構成されている。このように構成すれば、差動コイルの一のコイル部分と他のコイル部分とにより発生する磁性体の傷等により生じる検知信号の差を検知することにより、磁性体の状態(傷等の有無)の局所的な変化をより容易に検知することができる。
 上記第1の局面による磁性体の検査装置において、好ましくは、判定部は、検知部により出力された検知信号が1つまたは複数の所定の閾値を超えた場合に、検知信号が1つまたは複数の所定の閾値を超えたことを示す1つまたは複数の閾値信号を外部に出力するように構成されている。このように構成すれば、磁性体の状態(傷等の有無)が不均一となる部分を、閾値信号に基づいて容易に判定することができる。ここで、本発明では、磁性体の磁化の方向を第1方向に整えているので、第2方向の磁界の検知にノイズが生じにくく、S/N比が良好となる。このため、閾値による判定であっても誤った判定が行われることが起こりにくくすることができる。
 この場合、好ましくは、所定の閾値は、第1閾値と第1閾値よりも大きい値となる第2閾値とを含み、判定部は、検知部により出力された検知信号が第1閾値を超えた場合に、検知信号が第1閾値を超えたことを示す第1閾値信号を外部に出力するとともに、検知部により出力された検知信号が第2閾値を超えた場合に、検知信号が第2閾値を超えたことを示す第2閾値信号を外部に出力するように構成されている。このように構成すれば、比較的小さな第1閾値を超えた第1閾値信号により、経過観察等注意を要する程度の小さな傷等を有する磁性体の状態を判定するとともに、比較的小さな第2閾値を超えた第2閾値信号により、早急に交換等を行う必要がある比較的大きな傷等を有する磁性体の状態を判定することができる。
 上記第1の局面による磁性体の検査装置において、好ましくは、判定部は、検知部により出力された検知信号が1つまたは複数の所定の閾値を超えた回数を各々カウントするとともに、カウントされた回数が各々所定の回数を超えた場合に、カウントされた回数が所定の回数を超えたことを示す信号を外部に出力するように構成されている。このように構成すれば、傷等の数に基づいて、磁性体の劣化等の状態を判定することができる。
 上記長尺材からなる磁性体の検査装置において、好ましくは、検知部は、磁性体の磁化の状態を励振するための励振コイルをさらに含むとともに、励振コイルに流れる励振電流により発生した磁界により磁化の状態が励振された磁性体の第2方向の磁界または第2方向の磁界の変化を検知するように構成されている。このように構成すれば、励振コイルにより磁性体の傷等の部分の磁化の状態が励振されるので、磁性体の傷等の部分からの第2方向の磁界または第2方向の磁界の変化を容易に検知することができる。特に、交流電流等を励振コイルに流すことにより磁性体の磁化の状態に時間変化する励振を与える場合には、磁性体の磁界も時間変化する。そのため、磁性体と検知部とを相対移動させることなく、検知部により検知される磁界を変化させ、検知することができる。
 この場合、好ましくは、磁界印加部によって磁性体に印加される磁界は、励振コイルが磁性体の磁化の状態を励振するために発生させる磁界よりも大きくなるように構成されている。ここで、磁性体の磁化の方向が、予め磁界印加部が印加する大きい磁界により第1方向に整えられているので、磁性体の状態の判定において、第2方向に磁化の状態を励振するために必要な磁界は、第1方向で印加される磁化より小さいものでも検知には十分な大きさである。すなわち、第1方向に磁化の方向が整えられていない場合と比較して、磁化の状態を励振するために必要な磁界の大きさを小さくすることができる。
 上記長尺材からなる磁性体の検査装置において、必要に応じて、検知部は、磁性体を検知部に対して第2方向に相対移動させることにより検知部の検知位置における磁性体の第2方向の磁界または第2方向の磁界の変化を検知するように構成されている。このように構成すれば、磁性体の検知部に磁界を検知される部分が相対移動に伴って変化するので、傷等のある部分とない部分との比較により、容易に傷等を検知することができる。
 上記第1の局面による磁性体の検査装置において、好ましくは、検知部は、磁性体の磁界または磁界の変化を検知する少なくとも1つの磁気センサ素子を含むように構成されている。このように構成すれば、検知部を、その内部に磁性体を通過させるようにコイルを設ける場合と異なり、磁性体の大きさあるいは設置状況の制限が緩和され、応用範囲が広がる。
 上記第1の局面による磁性体の検査装置において、好ましくは、磁性体は、被検体に対して相対的に移動可能となるようにX線撮影装置に設けられる、被検体にX線を照射するX線照射部または被検体を透過したX線を検知するX線検知部の少なくともいずれか一方を移動させるためのワイヤを含み、検知部は、ワイヤの第2方向の磁界を検知するように構成されている。このように構成すれば、X線撮影装置に用いられるワイヤの状態(傷等の有無)を容易に判定することができる。
 上記目的を達成するために、この発明の第2の局面における磁性体の検査方法は、検査対象である磁性体に対して予め第1方向に磁界を印加し磁性体の磁化の方向を整えるステップと、第1方向に磁界を印加した後、磁性体に対して、第1方向に交差する第2方向の磁界または第2方向の磁界の変化を検知するとともに、検知した磁性体の磁界または磁界の変化に基づく検知信号を出力するステップと、磁性体の状態を判定するステップとを備えるように構成されている。
 この発明の第2の局面による磁性体の検査方法では、上記のように、磁界印加部により第1方向に磁界を印加した後、磁性体に対して、第1方向に交差する第2方向の磁界または第2方向の磁界の変化のうち少なくともいずれか一方を検知するとともに、検知した磁性体の第2方向の磁界または第2方向の磁界の変化に基づく検知信号を出力する検知部を設ける。これにより、磁性体に対して、磁界または磁界の変化の検知方向である第2方向と交差する第1方向に予め磁界が印加されるので、磁性体に対して、磁界または磁界の変化の検知方向である第2方向と交差する第1方向に予め磁界が印加されるので、磁性体の均一となる部分(傷等のない部分)の磁化は略第1方向に整えられる。その結果、第1方向に予め磁界を印加しない場合と比較して、第2方向の磁界は小さくなる。すなわち、磁化の大きさおよび方向のバラツキが低減し、かつ、検知方向と交差する方向を向くので、このバラツキに起因するノイズの発生を抑制することができる。その結果、磁性体の状態(傷等の有無)の判定を容易に行うことができる。
 本発明によれば、上記のように、磁性体の状態(傷等の有無)の判定を容易に行うことができる。
本発明の第1~第3実施形態による磁性体の検査装置を備える移動型X線透視装置の全体構成を示した図である。 本発明の第1~第3実施形態による磁性体の検査装置の全体構成を示したブロック図である。 本発明の第1実施形態による磁界印加部の磁界の印加方向を説明するための図である。 本発明の第1実施形態による励振コイルおよび検知コイルを説明するための図である。 本発明の第1実施形態による励振コイルの磁化の励振を説明するための図である。 スチールワイヤロープに傷等がある場合を示す図である。 本発明の第1実施形態による電子回路部を示したブロック図である。 比較例よるスチールワイヤロープの磁化の方向を説明するための図である。 本発明の第1実施形態および比較例による磁性体の検知信号の値のグラフである。 本発明の第2実施形態による電子回路部を示したブロック図である。 本発明の第3実施形態による励振コイルと磁気センサ素子を説明するための図である。 本発明の第3実施形態による電子回路部を示したブロック図である。 本発明の第4実施形態による磁界印加部を説明するための図である。 本発明の第1~第3実施形態の変形例による磁界印加部を説明するための図である。 本発明の第4実施形態の変形例による磁界印加部を説明するための図である。 本発明の第1および第2実施形態の変形例による励振コイルおよび検知コイルを説明するための図である。 本発明の第1~第3実施形態の変形例による励振コイルおよび検知コイルを説明するための図である。 本発明の第1~第4実施形態の変形例による検知コイルを説明するための図である。 本発明の第1~第4実施形態の変形例による励振コイルおよび検知コイルを説明するための図である。 本発明の第1~第4実施形態の変形例によるX線撮影装置を説明するための図である。
 以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
 (第1実施形態)
 まず、図1~図9を参照して、第1実施形態による検査装置100の構成について説明する。第1実施形態では、移動型X線撮影装置(回診車)900に内蔵されているスチールワイヤロープWを検査するために検査装置100が用いられる例について説明する。
 図1に示すように、移動型X線撮影装置900は、柱Pに対して上下(X方向)移動可能に構成されているX線照射部E1と、可搬型のX線検出部E2とを備え、車輪により移動可能に構成されている。X線照射部E1は、被検体にX線を照射する。また、X線検出部E2は、被検体を透過したX線を検出し、X線画像を受像する。また、X線照射部E1とX線検出部E2とは、たとえば、それぞれX管とFPD(フラットパネルディテクター)により構成されている。また、柱P内には、X線照射部E1を牽引し支えるスチールワイヤロープWと、スチールワイヤロープWの延びる上下方向(X方向)に対して移動可能に構成されている検査装置100が内蔵されている。なお、スチールワイヤロープWは、特許請求の範囲の「磁性体」、「長尺材」および「ワイヤ」の一例である。
 スチールワイヤロープWは、磁性を有する素線材料が編みこまれる(たとえば、ストランド編みされる)ことにより形成され、X方向に延びる長尺材からなる磁性体である。また、図示は省略したが、スチールワイヤロープWは、X線照射部E1を移動させる際に滑車等の機構を通過し、滑車等による応力が加えられる。スチールワイヤロープWに劣化による切断が起こりX線照射部E1が落下するのを防ぐために、普段からスチールワイヤロープWの状態(傷等の有無)を監視し、劣化が進行したスチールワイヤロープWを早い段階で交換することが必要である。
 図3(a)に示すように、検査装置100は、スチールワイヤロープWの磁界(磁束)の変化を検知するように構成されている。また、検査装置100は、フレームFに設けられる磁界印加部1、検知部2および電子回路部3を含む検査ユニットU(図2参照)と、検査ユニットUをスチールワイヤロープWに対して移動可能にするドライバ(図示なし)および駆動部(図示なし)とを備える。Y方向およびZ方向はスチールワイヤロープWの延びる方向に垂直な面内で直交する2つの方向である。なお、電子回路部3は、特許請求の範囲の「判定部」の一例である。
 磁界印加部1は、検査対象であるスチールワイヤロープWに対して予めY方向に磁界を印加し磁性体の磁化の方向を整えるように構成されている。また、磁界印加部1は、長尺材からなるスチールワイヤロープWに対してY2方向に磁界を印加する第1磁界印加部11aおよび11bと、X方向において、検知部の第1磁界印加部11aおよび11bの側とは反対側に設けられ、長尺材からなるスチールワイヤロープWに対しX方向に交差する面に平行かつY2方向と反対方向となるY1方向に沿って磁界を印加する第2磁界印加部12aおよび12bとを含む。すなわち、磁界印加部1は、長尺材の長手方向であるX方向と略直交する方向に磁界を印加するように構成されている。なお、Y方向(Y1方向およびY2方向)は、特許請求の範囲の「第1方向」の一例である。また、X方向(X1方向およびX2方向)は、特許請求の範囲の「第2方向」の一例である。
 具体的には、磁界印加部1(第1磁界印加部11aおよび11bと、第2磁界印加部12aおよび12bと)は、フレームFに対して固定されている(図2参照)。また、磁界印加部1は、たとえば、永久磁石により構成されている。磁界印加部1により印加される磁界の大きさは、スチールワイヤロープWの磁化の方向を(傷等のない部分においては)Y方向に略均一に整えるために、比較的強い磁界を印加することが可能に構成されている。
 また、第1磁界印加部11aと11bとは、第1磁界印加部11aのY2方向に向けられたN極(斜線あり)と第1磁界印加部11bのY1方向に向けられたS極(斜線なし)とがスチールワイヤロープWを挟んで対向するように設けられている。これにより、第1磁界印加部11aおよび11bの間を通過したスチールワイヤロープWは、図3(b)に示すように、第1磁界印加部11aおよび11bにより磁界が印加され、スチールワイヤロープWの延びる方向と直交するY2方向に磁化の方向が整えられる。
 また、第2磁界印加部12aと12bとは、第2磁界印加部12aのY2方向に向けられたS極(斜線なし)と第2磁界印加部12bのY1方向に向けられたN極(斜線あり)とがスチールワイヤロープWを挟んで対向するように設けられている。これにより、第2磁界印加部12aおよび12bの間を通過したスチールワイヤロープWは、第2磁界印加部12aおよび12bにより磁界が印加され、スチールワイヤロープWの延びる方向と直交するY1方向に磁化の方向が整えられる(磁化方向の図示は省略)。
 ここで、検査ユニットUをX1方向に移動させることにより、検査ユニットUに設けられた磁界印加部1および検知部2とスチールワイヤロープWとを相対移動させる場合、第1磁界印加部11aおよび11bによって検知部2により検査される部分に予め磁界が印加され、磁化の方向が整えられる。また、検査ユニットUをX2方向に移動させることにより、検査ユニットUに設けられた磁界印加部1および検知部2とスチールワイヤロープWとを相対移動させる場合、第2磁界印加部12aおよび12bによって検知部2により検査される部分に予め磁界が印加され、磁化の方向が整えられる。したがっていずれの方向に相対移動させる場合にも、磁界印加部1は、スチールワイヤロープWに対して、予め磁界を印加して磁化の方向を整えることができる。
 また、第1磁界印加部11aおよび11bと、第2磁界印加部12aおよび12bとは、磁界を印加する方向がY2方向とY1方向となり反対方向である。したがって、検査の前後において、磁界印加部1によりスチールワイヤロープWが磁化される方向が、逆になるので、検査後のスチールワイヤロープWに磁化が残存しにくい。
 また、磁界印加部1は、出力される磁界が検知部2での検知に影響しないように、検知部2から長尺材であるスチールワイヤロープWが延びるX方向に離間した位置に設けられている。具体的には、スチールワイヤロープWのたわみや、磁界印加部1と検知部2とが固定するフレームFのガタツキなどにより、スチールワイヤロープWに対する磁界印加部1および検知部2の相対位置の関係が変化すると、検知信号にノイズが生じる原因となる。そのため、磁界印加部1は、検知部2に与える影響が問題とならない程度に離間した位置に設けられている。
 また、磁界印加部1によって磁性体に印加される磁界は、励振コイル21(後述)がスチールワイヤロープWの磁化の状態を励振するために発生させる磁界よりも大きくなるように構成されている。具体的には、磁界印加部1により印加される磁界は、スチールワイヤロープWの磁化の方向を略Y2方向に整える(揃える)ために、比較的大きくする必要がある。一方で、励振コイル21によりスチールワイヤロープWの磁化を励振するのに必要な磁界は、比較的小さいもので十分である。詳しくは後に説明する。
 検知部2は、図4に示すように、励振コイル21と検知コイル22とを含む。また、励振コイル21および検知コイル22は、図3(a)および図4に示すように、長尺材からなる磁性体であるスチールワイヤロープWの延びる方向を中心軸として、長手方向に沿うように複数回巻回され、スチールワイヤロープWの延びるX方向(長手方向)に沿って円筒形となるように形成される導線部分を含むコイルである。したがって、巻回される導線の形成する面は、長手方向に略直交し、スチールワイヤロープWはコイルの内部を通過する。また、検知コイル22は、励振コイル21の内側に設けられている。
 また、励振コイル21に励振電流が流されることにより、励振コイル21の内部において、励振電流に基づいて発生する磁界がX方向に沿って印加されるように構成されている。これにより、励振コイル21は、スチールワイヤロープWの磁化の状態を励振する。具体的には、図5(a)のように、磁界印加部1により予め磁化の方向が整えられているので、励振コイル21による磁界の印加がない場合には、傷等のない部分において、スチールワイヤロープWの磁化の方向は、Y2方向に略揃っている。ここで、図5(b)に示すように、励振コイル21に一定の大きさかつ一定の周波数を有する交流電流(励振電流)が外部から流されることにより、スチールワイヤロープWの延びるX方向に振動する(X1方向への磁界とX2方向への磁界が周期的にあらわれる)ように磁界が印加される。また、励振コイル21に流れる時間変化する励振電流の向き(実線または点線)に伴って、励振コイル21により印加される磁界(実線または点線)の方向も変化する。
 したがって、時間変化する磁界によりスチールワイヤロープWの磁化の方向が励振され、スチールワイヤロープWから発せられる磁界も時間変化する。その結果、スチールワイヤロープWと検知コイル22との相対位置を変化させることなく、スチールワイヤロープWの同じ部分による磁界が時間変化するため、磁界の変化を検知する検知コイル22(後述)により、スチールワイヤロープWの状態を判定することができる。
 また、検知コイル22は、磁性体のX方向の磁界の変化を検知して電圧を発生するように構成されている。また、検知コイル22は、磁界印加部1によりY2方向に磁界が印加されたスチールワイヤロープWに対して、Y2方向に交差するX方向の磁界の変化を検知するとともに、検知したスチールワイヤロープWのX方向の磁界の変化に基づく電圧を出力するように構成されている。また、検知コイル22は、励振コイル21によって発生する磁界の略全てが検知可能に(入力される様に)配置されている。
 また、検知コイル22は、2つのコイル部分である検知コイル22aおよび22bからなる差動コイルとなっている。また、検知コイル22は、励振コイル21に流れる励振電流により発生した磁界により磁化の状態が励振されたスチールワイヤロープWのX方向の磁界の変化を検知する。
 図6は、傷等のあるスチールワイヤロープWの例である。図6において、素線の編まれ方は、簡略化して示されている。図6(a)のスチールワイヤロープWは、表面部分の素線が断線している。そのため、素線断線の生じた部分から磁界が漏れ出ている。また、図6(b)のスチールワイヤロープWは、スレもしくは打痕により表面部に凹みが生じている。また、図6(c)のスチールワイヤロープWは、内部に素線断線が生じている。これら傷等のある位置の断面積S1、S2、S3は、傷等のない部分の断面積S0と比較して、それぞれ小さくなっているため、スチールワイヤロープWの全磁束(磁界に透磁率と面積とを掛けた値)は傷等のある部分で小さくなる。以上のように、磁界の漏れや、全磁束の減少が生じるため、傷等のある部分では検知される磁界に変化が生じる。
 その結果、たとえば、傷等のある場所に位置する検知コイル22aの検知電圧の値が検知コイル22bと比較して減少するため、差動コイル(検知コイル22全体)による検知電圧の差の値(検知信号)が大きくなる。すなわち、傷等のない部分での検知信号は略ゼロとなり、傷等のある部分では検知信号がゼロより大きい値を持つので、差動コイルにおいて、傷等の存在をあらわす明確な信号(S/N比の良い信号)が検知される。これにより、電子回路部3(後述)は、検知信号の差の値に基づいてスチールワイヤロープWの傷等の存在を検出することができる。また、傷等の大きさ(断面積の減少量の大きさ)が大きいほど、検知信号の値が大きくなるため、傷等の大きさを判定(評価)する際に、ある程度以上に大きな傷等があれば、検知信号が所定の第1閾値Th1または第2閾値Th2(後述)を超えたことを自動で判定することが可能となる。なお、傷等には錆等による透磁率の変化も含まれ、同様に検知信号としてあらわれる。
 図7に示すように、電子回路部3は、検知コイルからの信号に基づいて長尺材からなるスチールワイヤロープWの状態を判定するように構成されている、また、電子回路部3は、交流電源31と、増幅器32と、AD変換器33と、CPU34と、デジタル出力インターフェース35とを含む。交流電源31は、励振コイル21に交流電流を流す(出力する)。増幅器32は、検知コイル22から出力される検知信号(スチールワイヤロープWのX方向の磁界の強さに基づく電流)を増幅し、AD変換器33に出力する。AD変換器33は、増幅器32により増幅されたアナログの検知信号を、デジタルの検知信号に変換する。CPU34は、AD変換器33から出力される検知信号から交流成分を取り除く処理を行い、検知信号の絶対値の変化に対応した信号(DCレベル信号)に変換する同期検波整流処理を行うとともに、検知信号が後述する所定の閾値を超えた場合に、警報信号を出力する。また、CPU34は、交流電源31により出力される電流の強さを制御する。また、傷等の大きさを判定する機能をCPU34に持たせている。デジタル出力インターフェースは、外部の図示しないPCなどに接続され、処理がされた検知信号や警報信号のデジタルデータを出力する。また、外部のPCは、入力された信号の大きさをメモリに保存や、信号の大きさの時間経過に伴うグラフの表示とともに、CPU34を介して、検知部2(一体構成されたフレーム)のスチールワイヤロープWに対する移動速度の制御等を行う。
 また、電子回路部3は、検知コイル22(検知部2)により出力された検知信号が第1閾値Th1を超えた場合に、検知信号が第1閾値Th1を超えたことを示す第1閾値信号を外部に出力するとともに、検知部2により出力された検知信号が第2閾値Th2を超えた場合に、検知信号が第2閾値Th2を超えたことを示す第2閾値信号を外部に出力するように構成されている。
 (比較例)
 ここで、磁界印加部1が設けられていないことを除いて同様に構成されている比較例による磁性体の検査装置101と比較しながら、検査装置100の磁界印加部1による磁化について説明する。
 磁界印加部1が設けられていない比較例による磁性体の検査装置101(図示省略)では、励振コイル21により、X方向に磁場が印加される。このとき、傷等の無い均一な部分で検知される検知信号(移動や励振等に伴う磁界の時間変化も含む磁性体の磁界の大きさ)が等しくなるように、励振コイル21によりX方向に印加する磁界を大きくする必要がある。また、予め磁化の方向を整えて(揃えて)いないので、励振コイル21によりX方向に印加される磁界は、磁化の方向を略X方向に揃える程度に大きくする必要がある。
 ここで、図8に示すように、磁界を印加する前において、磁性体であるスチールワイヤロープW内は、製造時点で、内部の構造ごとに磁化の方向がバラついている。また、滑車等の機構を通過し、応力等の外力が加えられることによっても、これらの磁化の方向は変化していく。したがって、傷等の無い均質な部分であっても、励振コイル21により磁化の方向をX方向に励振しても磁化の方向のバラツキが消しきれないため、スチールワイヤロープWの場所ごとの磁化の大きさおよび方向のバラツキにより検知信号にノイズが生じる原因となる。
 一方で、予め磁界を印加することにより磁化の大きさおよび方向を整えて(揃えて)おく場合は、磁性体の傷等のない部分の磁界は概ね一定の大きさとなって検知されるため、傷からの信号と区別が容易となる。
 特に、長尺材であるスチールワイヤロープWであれば、長手方向(X方向)に磁化させる場合と比較して、短手方向(Y方向)に磁化させる場合のスチールワイヤロープW(一般に磁性体)の磁化の大きさは、スチールワイヤロープWの太さに応じて数十分の1から数千分の1程度に小さくなり、かつ、短手方向(Y方向)に磁化の方向を整えるため、残留磁化の問題が緩和される。
 図9のグラフは、比較例および第1実施形態における、スチールワイヤロープWの磁界の変化のグラフである。グラフの縦軸は、検知信号の大きさに対応し、グラフの横軸は、検知位置(スチールワイヤロープWの検知される場所)に対応している。CPU34により同期検波整流処理がされているため、励振コイル21により印加される磁界の時間変化の影響は取り除かれている。
 磁界印加部1を設けない比較例による磁性体の検査装置101において、図9の整磁前のグラフに示すように、傷等の無い部分であっても、磁化の大きさおよび方向のバラツキによるノイズが検知されている。そのため、このような比較例による磁性体の検査装置101では、経験や知識(たとえば、特徴的な検知信号のあらわれのパターン方など)のない非専門化が傷等の有無を判断することは難しい。特に、閾値等を設けて信号の大きさのみに基づいて判定する場合、誤判定の原因となる。
 一方で、磁界印加部1が設けられた第1実施形態による検査装置100において、図9の整磁後のグラフに示すように、ノイズはほとんど検知されない。具体的には、ノイズ大きさが相対的に小さく、S/N比の良好なグラフとなり、検知信号が明確にあらわれている。したがって、磁界印加部1により、非専門家や閾値による判定であっても、誤判定が生じない程度にノイズを低減することができる。なお、図9の整磁後のグラフにおいて、スチールワイヤロープWの傷等のある部分の位置が差動コイルの一方側から他方側に移ったことによる検知信号の正負の逆転が明瞭にあらわれていることがわかる。
 (第1実施形態の効果)
 本発明の第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
 本発明の第1実施形態では、上記のように、磁界印加部1により予め磁界が印加された後のスチールワイヤロープWに対して、スチールワイヤロープWの磁界の変化に基づく検知信号を出力する検知部2と、検知部2により出力された検知信号に基づいて、スチールワイヤロープWの状態の判定を行う電子回路部3とを設ける。これにより、スチールワイヤロープWに対して予め磁界が印加されるので、スチールワイヤロープWの均一となる部分(傷等のない部分)の磁化は略整えられる。一方で、スチールワイヤロープWに傷等のある部分の磁界は整わない。その結果、検知部2から出力される検知信号が傷等のある部分とない部分とで異なることにより、電子回路部3においてスチールワイヤロープWの状態(傷等の有無)の判定を容易に行うことができる。
 また、第1実施形態では、上記のように、磁界印加部1によりY2方向に磁界が印加された後のスチールワイヤロープWに対して、Y方向に略直交するX方向の磁界の変化を検知するとともに、検知したスチールワイヤロープWのX方向の磁界の変化に基づく検知信号を出力する検知部2および電子回路部3を設ける。これにより、スチールワイヤロープWに対して、磁界の変化の検知方向であるX方向と略直交するY方向に予め磁界が印加されるので、スチールワイヤロープWの均一となる部分(傷等のない部分)の磁化は略Y方向に整えられる。その結果、Y方向に予め磁界を印加しない場合と比較して、X方向の磁界は小さく(略ゼロと)なる。すなわち、磁化の大きさおよび方向のバラツキが低減し、かつ、検知方向と直交する方向を向くので、このバラツキに起因するノイズの発生を抑制することができる。その結果、スチールワイヤロープWの状態(傷等の有無)の判定を容易に行うことができる。
 また、第1実施形態では、上記のように、スチールワイヤロープWは、長尺材からなり、磁界印加部1は、長尺材であるスチールワイヤロープWの長手方向(X方向)と略直交する方向(Y方向)に磁界を印加し、検知部2および電子回路部3は、スチールワイヤロープWのX方向の磁界の変化を検知するように構成されている。これにより、短手方向(長手方向に略直交する方向)に磁界を印加するため、比較的長い長手方向に印加する場合と比較して、スチールワイヤロープWの磁化の方向がより整いやすくなる。その結果、ノイズがより低減されるので、スチールワイヤロープWの状態(傷等の有無)の判定をより容易に行うことができる。また、長手方向に磁化する場合と比較して、磁性体の磁化が小さくなりかつ検知部の検出方向と略直交する方向に向く。これにより、ノイズがより低減されるので、磁性体の状態(傷等の有無)の判定をより容易に行うことができる。
 また、第1実施形態では、上記のように、磁界印加部1は、出力される磁界が検知部2での検知に影響しないように、検知部2から長尺材が延びるX方向に離間した位置に設けられている。これにより、検知信号のS/N比の精度が上がる。その結果、検知部2と磁界印加部1との相対的な位置が変わることに起因するノイズを抑制することができる。
 また、第1実施形態では、上記のように、磁界印加部1を、長尺材からなるスチールワイヤロープWに対してY2方向に磁界を印加する第1磁界印加部11aおよび11bと、X方向において、検知部2の第1磁界印加部11aおよび11bの側とは反対側に設けられ、長尺材からなるスチールワイヤロープWに対しX方向に交差する面に平行なY1方向に沿って磁界を印加する第2磁界印加部12aおよび12bとを含むように構成する。これにより、磁界印加部1とスチールワイヤロープWとをX方向の一方側であるX1方向側またはX方向の他方側であるX2方向側に対して相対移動させることによりX方向の磁界の変化を検知する場合に、X1方向側またはX2方向側うちいずれの方向に相対移動させても、検知部2において磁界が検知されるよりも前に、磁界印加部1によりスチールワイヤロープWの磁化の方向をY方向(Y1方向またはY2方向)に整えることができる。
 また、第1実施形態では、上記のように、検知信号を発生する検知コイル22を設けて、電子回路部3は、検知信号に基づいて長尺材からなるスチールワイヤロープWの状態を判定するように構成されている。これにより、検知コイル22は、検知コイル22の有するスチールワイヤロープWの延びるX方向に沿って巻回される導線が形成する閉曲線内部の全磁束に起因する誘電電圧が発生するので、容易にスチールワイヤロープWのX方向の磁界の変化を検知することができる。
 また、第1実施形態では、上記のように、検知コイル22は、差動コイルを構成し、電子回路部3は、X方向の磁界により差動コイルに含まれる2つのコイル部分により発生する電圧の大きさの差に基づいて長尺材からなるスチールワイヤロープWの状態を判定するように構成されている。これにより、差動コイルの一のコイル部分と他のコイル部分とにより生じる電圧(検知信号)の差を検知することにより、スチールワイヤロープWの状態(傷等の有無)の局所的な変化をより容易に検知することができる。
 ここで、励振コイル21および検知コイル22の内部を通過するスチールワイヤロープWは、たわみが生じることにより、検知コイル22aおよび22bの中心軸から少しずれた位置(たとえば、図4の場合、距離r1>距離r2)を通ることがある。検知コイル22aおよび22bは、スチールワイヤロープWを中心軸として対称形(円筒対称)となるように構成されているので、スチールワイヤロープWの中心軸からのずれに起因するノイズは抑制される。
 さらに、差動コイルとなるように、検知コイル22に2つの検知コイル22aおよび22bを設けているので、それぞれのコイル部分におけるスチールワイヤロープWの中心軸からのずれが、略等しくなる。このことによっても、スチールワイヤロープWの中心軸からのずれに起因するノイズは抑制される。
 また、第1実施形態では、上記のように、電子回路部3は、検知部2により出力された検知信号が2つの所定の閾値Th1およびTh2を超えた場合に、検知信号が2つの所定の閾値Th1およびTh2を各々超えたことを示す2つの閾値信号(第1閾値信号および第2閾値信号)を外部に出力するように構成されている。これにより、スチールワイヤロープWの状態(傷等の有無)が不均一となる部分を、閾値信号に基づいて容易に判定することができる。ここで、第1実施形態では、スチールワイヤロープWの磁化の方向をY方向に整えているので、X方向の磁界の検知にノイズが生じにくく、S/N比が良好となる。このため、閾値Thによる判定であっても誤った判定が行われることが起こりにくくすることができる。
 また、第1実施形態では、上記のように、所定の閾値Thは、第1閾値Th1と第1閾値Th1よりも大きい値となる第2閾値Th2とを含み、電子回路部3は、検知部2および電子回路部3により出力された検知信号が第1閾値Th1を超えた場合に、検知信号が第1閾値Th1を超えたことを示す第1閾値信号を外部に出力するとともに、検知部により出力された検知信号が第2閾値Th2を超えた場合に、検知信号が第2閾値を超えたことを示す第2閾値信号を外部に出力するように構成されている。これにより、比較的小さな第1閾値Th1を超えた第1閾値信号により、経過観察等注意を要する程度の小さな傷等を有するスチールワイヤロープWの状態を判定するとともに、比較的大きな第2閾値Th2を超えた第2閾値信号により、早急に交換等を行う必要がある比較的大きな傷等を有するスチールワイヤロープWの状態を判定することができる。
 また、第1実施形態では、上記のように、励振コイル21に流れる励振電流により発生した磁界により磁化の状態が励振されたスチールワイヤロープWのX方向の磁界の変化を検知するように構成されている。これにより、励振コイル21によりスチールワイヤロープWの傷等の部分の磁化の状態が励振されるので、スチールワイヤロープWの傷等の部分からのX方向の磁界の変化を容易に検知することができる。特に、交流電流等を励振コイル21に流すことによりスチールワイヤロープWの磁化の状態に時間変化する励振を与える場合には、スチールワイヤロープWの磁界も時間変化する。そのため、スチールワイヤロープWと検知部2とを相対移動させることなく、検知部2により検知される磁界を変化させ、検知することができる。
 また、第1実施形態では、上記のように、磁界印加部1によってスチールワイヤロープWに印加される磁界は、励振コイル21がスチールワイヤロープWの磁化の状態を励振するために発生させる磁界よりも大きくなるように構成されている。ここで、スチールワイヤロープWの磁化の方向が予め磁界印加部1の印加する大きい磁界によりY方向に整えられているので、スチールワイヤロープWの状態の判定において、X方向に磁化の状態を励振するために必要な磁界は、Y方向で印加される磁化より小さいものでも検知には十分な大きさである。すなわち、Y方向に磁化の方向が整えられていない場合と比較して、X方向に磁化の状態を励振するために必要な磁界の大きさを小さくすることができる。
 また、励振コイル21によるスチールワイヤロープWの磁化の方向は、磁性体の磁界印加部1によりに整えられた磁化の方向(Y2方向)と略直交するため、励振コイル21により印加される磁界は、X1またはX2方向にわずかに振れさせる程度でも検知コイル22により十分検知可能である。したがって、励振コイル21による磁界は、磁界印加部1により印加される磁界よりも十分に小さくすることができる。これにより、励振コイル21に流す電流の大きさを小さくすること(省電力化)ができる。また、磁界印加部1を永久磁石により構成したので、磁化の方向を整えるために電力が必要ない。これらの結果。バッテリー等により駆動する移動型X線撮影装置900に用いられる検査装置100等であっても検査を行うことができる。
 また、第1実施形態では、上記のように、スチールワイヤロープWは、被検体に対して相対的に移動可能となるように移動型X線撮影装置900に設けられ、検知部2は、X線照射部E1を移動させるためのスチールワイヤロープWのX方向の磁界を検知するように構成されている。これにより、移動型X線撮影装置900に用いられるワイヤの状態(傷等の有無)を容易に判定することができる。
 (第2実施形態)
 次に、図10を参照して、第2実施形態による検査装置200の構成について説明する。第2実施形態による検査装置200は、第1実施形態とは異なり、励振コイルに供給される励振電流が時間変化しない直流電流である。
 具体的には、検査装置200は、検査ユニットUに設けられた電子回路部302を含む。また、電子回路部302は、図10に示すように、直流電源312を含む。直流電源は、励振コイル21に時間変化しない(一定値となる)直流電流を流す。これにより、励振コイル21内には、X方向に一定の大きさとなる静磁界が生じる。
 ここで、第2実施形態による検査装置200では、検知部202は、スチールワイヤロープWを検知部2に対してX方向に略一定となる定速度で相対移動させることにより検知部2の検知位置におけるスチールワイヤロープWのX方向の磁界の変化を検知するように構成されている。
 具体的には、検査時に、検知部202の検知コイル22により検知されるスチールワイヤロープWの位置が時間変化するのに伴って、検知コイル22により検知される磁界も時間変化する。検知コイル22がスチールワイヤロープWの傷等のない部分を通過している場合には、検知コイル22内の磁界のX方向の大きさは略一定となるので、検知信号も一定値となる。一方、検知コイル22がスチールワイヤロープWの傷等のある部分に位置する場合、検知位置における磁界の大きさが時間変化するので、検知信号が変化する。これにより、スチールワイヤロープWの状態(傷等の有無)を判定することができる。
 第2実施形態のその他の構成については、第1実施形態と同様である。
 (第2実施形態の効果)
 第2実施形態では、上記のように、検知部202は、スチールワイヤロープWを検知部2に対してX方向に略一定となる定速度で相対移動させることにより検知部202の検知位置におけるスチールワイヤロープWのX方向の磁界の変化を検知するように構成されている。これにより、スチールワイヤロープWの検知部202に磁界を検知される部分が相対移動に伴って変化するので、傷等のある部分とない部分との比較により、容易に傷等を検知することができる。また、定速度で相対移動させることによって、傷等のない位置では検知信号が略一定となり、傷等のある位置では異なる検知信号が出力されるため、スチールワイヤロープWの傷等の状態の判定が容易となる。
 第2実施形態のその他の効果については、第1実施形態と同様である。
 (第3実施形態)
 次に、図11および図12を参照して、第3実施形態による検査装置300の構成について説明する。第3実施形態による検査装置300は、第1実施形態とは異なり、スチールワイヤロープWの磁界を検知する磁気センサ素子23が設けられている。
 具体的には、検査装置300は、検査ユニットに設けられる検知部203と電子回路部303を備えている。また、検知部203は、スチールワイヤロープWの長手方向に直交する面において、スチールワイヤロープWを円周状に取り囲むように複数(スチールワイヤロープWを軸として対称に12個)配置されている。また、磁気センサ素子23は、たとえば、コイル、励振コイルつきコイル、励振コイルつき差動コイル、ホール素子、磁気インピーダンス素子、磁気抵抗素子などのいずれか1つあるいはいくつかが複合したものにより構成されている。ここで、単にコイルを用いる場合は、静磁界を検出できないため、磁性体を移動させながら測定を行う必要があるのに対し、励振コイルを併用した場合は、測定対象の磁性体を静止させた状態においても、測定を行うことが可能となる。また、ホール素子、磁気インピーダンス素子、磁気抵抗素子を用いたときは、これら素子そのものが静磁界を測定することが可能なことから、測定対象の磁性体を静止させた状態においても、測定を行うことが可能となる。なお、磁気センサ素子23を、2方向あるいは3方向を検出するように複数の磁気センサ素子23を複数個所に配置してもよい。また、磁気センサ素子23は、磁界の変化の大きさのみならず磁界の大きさも検出するように構成することもできる。
 また、図12に示すように、電子回路部303は、磁気センサ素子23を電気的に制御し、検知部203からの電気信号を処理して検知信号として出力するように構成される。
 第3実施形態のその他の構成については、第1実施形態と同様である。
 (第3実施形態の効果)
 第3実施形態では、上記のように、磁界印加部1によりY2方向に磁界が印加された後のスチールワイヤロープWに対して、磁界または磁界の変化を検知するとともに、検知したスチールワイヤロープWの磁界に基づく検知信号を出力する検知部2を設ける。これによっても、磁化の大きさおよび方向のバラツキが低減した状態で検知が行われるため、スチールワイヤロープWの状態(傷等の有無)の判定を容易に行うことができる。
 また、第3実施形態では、上記のように、検知部2は、スチールワイヤロープWの磁界を検知する少なくとも1つの磁気センサ素子23がスチールワイヤロープWの外側に配置されるように構成されている。これにより、検知部2を、内部を通過するスチールワイヤロープWの磁界の変化を検知するコイルにより構成する場合とは異なり、スチールワイヤロープWの寸法(たとえば、太さ等)の制限から開放され応用範囲が拡大する。
 第3実施形態のその他の効果については、第1実施形態と同様である。
 (第4実施形態)
 次に、図13を参照して、第4実施形態による検査装置400の構成について説明する。
 第4実施形態による検査装置400は、検知コイル224から出力される検知信号が入力され増幅する増幅部324と、AD変換器334と、CPU344と、切り替え可能な交流電源314および直流電源364とが設けられた電子回路304を備えている。また、検査装置400は、切り替え可能な交流電源314および直流電源364の一方と接続されるコイル部44と、コイル部44が巻かれるヨーク部14yとを備える。
 また、第4実施形態による検査装置400は、予めスチールワイヤロープWに磁界を印加する際にはコイル部44に直流電源316を接続する。これにより、スチールワイヤロープWとヨーク部14yとに磁気回路が形成され、スチールワイヤロープWに予め磁界が印加される。すなわち、スチールワイヤロープWが、長手方向(X方向)に対して略平行となる方向に予め磁化されることになる。この場合、ヨーク部14yが特許請求の範囲の「磁界印加部」として機能している。
 また、第4実施例では、測定時にはコイル部44に交流電源314を接続する。予めスチールワイヤロープWの測定対象領域を長手方向(X方向)に磁化した後に測定を行う点は変わらない。
 なお、コイル部44に流す電流は、上記のように交流電源314と直流電源364との切り替えにより、内部に流れる電流をそれぞれ交流電流と直流電流とに変更することができる。また、予め磁界を印加する際と測定する際との電流源の切り替え(選択)や電流量の増減は、CPU344により変更される。
 (第4実施形態の効果)
 第4実施形態では、上記のように、予め磁界が印加された後のスチールワイヤロープWに対して、スチールワイヤロープWの状態の判定を行うように構成されている。これにより、スチールワイヤロープWの状態(傷等の有無)の判定を容易に行うことができる。
 すなわち、上記のように、ヨーク部14yにより磁性体に予め磁界を印加する方向(X方向)と、検知部2により磁界を検出する方向(X方向)が直交(交差)していない場合でも、スチールワイヤロープWの傷等のある部分については、他の部分に比べて生ずる磁界(または磁界の変化)が乱れるため、その後に磁界(または磁界の変化)を測定すれば、スチールワイヤロープW上に傷等が存在するかどうかを判定することが可能である。
 ただし、検知部に含まれる励振コイルにより交流磁界を印加して測定を行う場合には、第1実施形態のように、スチールワイヤロープWの長手方向と直交する方向に磁化する方が、スチールワイヤロープWの傷等をより高精度に検出することが可能となる。
 (変形例)
 なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
 たとえば、上記第1~第4実施形態では、磁性体を長尺材とする例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、磁性体は、たとえば、長尺材以外の薄板、鉄球(ベアリング)等でもよい。その他、均一な構造をもつ磁性体全般の検査に本発明を用いることができる。また、磁性体が薄板等である場合、薄板等の面に垂直な方向(厚みの方向)に磁化を印加し、薄板等の面の延びる方向の磁界または磁界の変化を検知するように構成してもよい。
 また、上記第1~第4実施形態では、長尺材からなる磁性体をスチールワイヤロープとする例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、長尺材からなる磁性体は、薄板、角材、円筒状のパイプ、針金、チェーン等でもよい。
 また、上記第1~第4実施形態では、磁界印加部が検査ユニットと一体構成とされている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、磁界印加部と検知部との相対位置は変更可能に構成してもよい。具体的には、スチールワイヤロープの磁化の方向を磁界印加部により長手と直交する方向に整えた後、磁界印加部のみをスチールワイヤロープWから離した位置に移動させてもよい。これにより、検知部によるスチールワイヤロープの磁界または磁界の変化の検知時に、磁界印加部の磁界が検知部に影響しないように離間させることができる。
 また、第1~第3実施形態において、スチールワイヤロープの延びる方向(X方向)と垂直な方向(Y方向)に予め磁界を印加する場合に、磁界印加部1の構成を、図14に示すような構成としてもよい。具体的には、図14(a)に示すように、第1磁界印加部11eおよび11fと、第2磁界印加部12eおよび12fとの磁界の印加方向は、同一であってもよい。また、図14(b)に示すように、第1磁界印加部11gおよび11hと、第2磁界印加部12gおよび12hとの磁界の印加方向は、平行でなくてもよい(それぞれ、Y方向と、Y方向に対して角度θ傾いた方向となっている)。また、図14(c)に示すように、第1磁界印加部11iおよび第2磁界印加部12iのように、単一の構成(対向するように設けない構成)として同一方向に磁界を印加してもよい。また、図14(d)および(e)に示すように、検知部の片側にのみ磁界印加部13aおよび13b(または、磁界印加部13c)を設けるように構成してもよい。なお、第1磁界印加部および第2磁界印加部の磁極の向きは、共に同一の方向(たとえば、Y2方向)でもよいし、互いに逆向きとなる方向(たとえば、Y1方向とY2方向)でもよい。
 また、第1~第3実施形態では、磁界印加部1による磁場の印加方向をスチールワイヤロープWと交差する方向とする場合に、スチールワイヤロープWの長手方向に直交する方向としたが、少なくとも磁界の印加方向がスチールワイヤロープの長手方向に交差するように(たとえば、検出方向である長手方向に対して45度から135度の範囲で交差するように)設ければよい。
 また、上記第1から第3実施形態では、磁界印加部を永久磁石により構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、磁界印加部を電磁石(コイル)により構成してもよい。
 また、第4実施形態において、スチールワイヤロープの延びる方向と沿った方向(X方向)に予め磁界を印加する際に、磁界印加部14の構成を、図15に示すような構成としてもよい。具体的には、図15(a)に示すように、第1磁界印加部11jおよび11kと、第2磁界印加部12jおよび12kとの磁界の印加方向は、同一(すなわち、同じ特性)であってもよい。また、図15(b)に示すように、第1磁界印加部11lおよび11mと、第2磁界印加部12lおよび12mとの磁界の印加方向は、平行でなくてもよい(それぞれ、X方向と、Y方向に対して角度θ傾いた方向となっている)。また、図15(c)に示すように、第1磁界印加部11nおよび第2磁界印加部12nのように、単一の構成(対向するように設けない構成)として同一方向に磁界を印加して(同一の特性として)もよい。また、図15(d)および(e)に示すように、検知部の片側にのみ磁界印加部13dおよび13e(または、磁界印加部13f)を設けるように構成してもよい。なお、第1磁界印加部および第2磁界印加部の磁極の向きは、共に同一の方向(たとえば、X2方向)でもよいし、互いに逆向きとなる方向(たとえば、X1方向とX2方向)でもよい。なお、第4実施形態のようにヨーク部により予め磁界を印加してもよいし、永久磁石により予め磁界を印加してもよい。
 また、上記第1および第2実施形態では、励振コイル21の内側に差動コイルとなる検知コイル22aおよび22bを配置する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図17(a)に示すように、差動コイルからなる検知コイル22cおよび22dを励振コイル21cの外側に配置してもよい。また、図17(b)に示すように、差動コイルからなる検知コイル22eおよび22fを、励振コイル21dを挟むように励振コイル21dのX方向(長手方向)の両側に並べて配置してもよい。また、図17(c)に示すように、差動コイルではない単一の検知コイル22gを励振コイル21eの内側(または、外側)に配置してもよい。また、図17(d)に示すように、2つの励振コイル21fおよび21gを、単一の検知コイル22hを挟むように検知コイル22hのX方向(長手方向)の両側に並べて配置してもよい。図17(e)に示すように、単一の励振コイル21hと単一の検知コイル22iとをX方向(長手方向)に並べて配置してもよい。また、図17(f)に示すように、差動コイルとなる検知コイル22jおよび22k(または、単一の検知コイル)を配置し、励振コイルを省略した構成としてもよい。
 また、上記第1~第3実施形態では、円筒形のコイル(検知コイルおよび励振コイル)がスチールワイヤロープWを取り囲むように設けられている例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、図18に示すように、検知コイル220(励振コイル210)を角筒形としてもよい。
 また、上記第1~第4実施形態では、図19に示すように、検知コイル221を、スチールワイヤロープWを取り囲まず、スチールワイヤロープWに沿う方向の磁界を検知するようスチールワイヤロープWから離間した位置に配置してもよい。また、図20に示すように、半円筒形(馬蹄形)のコイル部分20a(図20(a)参照)を2つ組み合わせた円筒型コイル20b(図20(b)参照)を用いても良い。なお、半円筒型(馬蹄形)のコイルは、スチールワイヤロープが設置された(端部が塞がれた)状態でも、容易に着脱可能である。なお、第4実施形態において、励振コイルはコイル部に相当する。
 また、上記第3実施形態では、複数の磁気センサ素子がスチールワイヤロープを取り囲むように配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、磁気センサ素子は、スチールワイヤロープの磁界を検知することができる位置に少なくとも1つ配置されればよい。また磁気センサ素子23は、2方向あるいは3方向を検出するように複数の磁気センサ素子23を配置しても良い。
 また、上記第1~第4実施形態では、磁性体の検査装置(検査ユニット)がスチールワイヤロープに沿って移動可能に構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、磁性体の検査装置(検査ユニット)は移動しないように構成されていてもよい。この場合、磁性体の検査装置は、定位置において内部または付近を通過するスチールワイヤロープの磁界を検知する。
 また、上記第1~第4実施形態では、また、電子回路部は、検知コイル(検知部)により出力された検知信号が所定の閾値(第1閾値Th1および第2閾値Th2)を超えた場合、外部に信号を出力するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、電子回路部を、検知信号が閾値Thを超えた回数Nをカウントするとともに、カウントされた回数Nが所定の回数Mを超えた場合に、カウントされた回数Nが所定の回数Mを超えたことを示す信号を外部に出力するように構成してもよい。これにより、電子回路部は、閾値Thを超えた回数Nをカウントし、傷等の多さに基づいてスチールワイヤロープの劣化の状態を判定することができる。また、前回測定時において閾値Thを超えた回数Nと今回測定時に閾値Thを超えた回数Nとを比較することにより、スチールワイヤロープWの傷等の有無の状態の継時的な変化(たとえば、劣化の進行速度)を判定するように構成してもよい。また、所定の閾値の数は、1つや、2つ以外の複数(たとえば、3つ)としてもよい。
 また、上記第1~第4実施形態では、検査装置100(200,300)を、移動型X線撮影装置(回診車)に用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、検査装置100(200,300)を、図20(a)に示す据え置き型のX線照射装置(X線撮影装置)901、図20(b)に示すスタンド型のX線照射装置(X線撮影装置)902および図20(c)に示すスタンド型のX線検出装置(X線撮影装置)903に用いてもよい。さらに、ワイヤを利用した装置やインフラ、例えば、エレベータ、ロープウエイなどの移動用装置や、つり橋・橋脚等のワイヤ部分についても適用可能である。さらに、ワイヤのみならず、電柱、上下水道配管、ガス管、パイプライン等、磁性体の損傷を測定するあらゆる用途に適用可能である。なお、X線照射部E11およびX線照射部E12は、ともにX線管等を含みX線を照射する部分であり、X線検出部E23は、FPD(フラットパネルディテクター)等を含むX線を検出する部分である。また、X線照射部E11、X線照射部E12およびX線検出部E23は、それぞれスチールワイヤロープWに牽引され支えられている。また、検査装置100(200,300)は、スチールワイヤロープWに沿って移動可能に構成されている。
 また、上記第1~第4実施形態では、磁性体の「傷等」として主に磁性体表面の傷を検出対象として説明したが、断線(完全ではなくワイヤロープであれば素線の断線)、太さの変化、腐食(錆)、亀裂、透磁率の不均一も検出対象に含まれる。また、検出対象は、磁性体の表面に限らず、内部でもよい。その他、磁性体の磁界又は磁界の不均一性を生じさせる状態であれば、「磁性体の状態」として検出可能である。
 また、「磁性体の磁界又は磁界の変化」には、外部から磁界を印加した場合の、磁界が印加された磁性体の近傍で観測される磁界又は磁界の変化の他、外部から磁界を印加しない場合の、磁性体そのものから生ずる磁界又は磁界の変化をも含む。
 1、13a、13b、13c、13d、13e、13f 磁界印加部
 2、203 検知部
 3、302、303、304 電子回路部(判定部)
 11a、11b、11e、11f、11g、11h、11i、11j、11k、11l、11m、11n 第1磁界印加部
 12a、12b、12e、12f、12g、12h、12i、12j、12k、12l、12m、12n 第2磁界印加部
 14y ヨーク部(磁界印加部)
 21、21a、21b、21c、21d、21e、21f、21g、21h、210 励振コイル
 22、22a、22b、22c、22d、22e、22f、22g、22h、22i、22j、22k、220、221、224 検知コイル
 23 磁気センサ素子
 44 コイル部(磁界印加部、励振コイル)
 100、200、300 検査装置(磁性体の検査装置)
 900 移動型X線撮影装置(X線撮影装置)
 901 据え置き型X線照射装置(X線撮影装置)
 902 スタンド型X線照射装置(X線撮影装置)
 903 スタンド型X線検出装置(X線撮影装置)
 E1、E11、E12 X線照射部
 E2、E23 X線検出部
 Th 所定の閾値
 Th1 所定の第1閾値
 Th2 所定の第2閾値
 M 所定の回数
 W スチールワイヤロープ(磁性体、長尺材、ワイヤ)

Claims (16)

  1.  検査対象である磁性体に対して予め磁界を印加し前記磁性体の磁化の方向を整える磁界印加部と、
     前記磁界印加部により磁界が印加された後に、前記磁性体の磁界又は磁界の変化に基づく検知信号を出力する検知部と、
     前記検知部により出力された前記検知信号に基づいて、前記磁性体の状態の判定を行う判定部とを備える、磁性体の検査装置。
  2.  前記磁界印加部は、検査対象である磁性体に対して予め第1方向に磁界を印加し前記磁性体の磁化の方向を整え、
     前記検知部は、前記磁界印加部により前記第1方向に磁界が印加された後の前記磁性体に対して、前記第1方向に交差する第2方向の磁界または前記第2方向の磁界の変化のうち少なくともいずれか一方を検知するとともに、検知した前記磁性体の前記第2方向の磁界または前記第2方向の磁界の変化に基づく検知信号を出力し、
     前記判定部は、前記検知部により出力された前記検知信号に基づいて、前記磁性体の状態の判定を行うように構成されている、請求項1に記載の磁性体の検査装置。
  3.  前記磁性体は、長尺材からなり、
     前記磁界印加部は、前記長尺材の長手方向と交差する方向に磁界を印加し、
     前記検知部は、前記長尺材からなる前記磁性体の前記第2方向の磁界または前記第2方向の磁界の変化を検知するように構成されている、請求項2に記載の磁性体の検査装置。
  4.  前記磁界印加部は、出力される磁界が前記検知部での検知に影響しないように、前記検知部から前記長尺材が延びる前記第2方向に離間した位置に設けられている、請求項3に記載の磁性体の検査装置。
  5.  前記磁界印加部は、前記長尺材からなる前記磁性体に対して前記第1方向に磁界を印加する第1磁界印加部と、前記第2方向において、前記検知部の前記第1磁界印加部の側とは反対側に設けられ、前記長尺材からなる前記磁性体に対し前記第2方向に交差する面に平行な方向に沿って磁界を印加する第2磁界印加部とを含む、請求項4に記載の磁性体の検査装置。
  6.  前記検知部は、前記長尺材からなる前記磁性体を中心として前記磁性体を取り囲み前記磁性体の延びる方向に沿って巻回するように設けられ、前記磁性体の前記第2方向の磁界の変化を検知して前記検知信号を発生する検知コイルを含み、
     前記判定部は、前記検知信号に基づいて前記長尺材からなる前記磁性体の状態を判定するように構成されている、請求項3に記載の磁性体の検査装置。
  7.  前記検知コイルは、差動コイルを含み、
     前記判定部は、前記第2方向の磁界により前記差動コイルに含まれる2つのコイル部分により発生する各々の前記検知信号の大きさの差に基づいて前記長尺材からなる前記磁性体の状態を判定する、請求項6に記載の磁性体の検査装置。
  8.  前記判定部は、前記検知部により出力された前記検知信号が1つまたは複数の所定の閾値を超えた場合に、前記検知信号が1つまたは複数の所定の閾値を超えたことを示す1つまたは複数の閾値信号を外部に出力するように構成されている、請求項1に記載の磁性体の検査装置。
  9.  前記所定の閾値は、第1閾値と前記第1閾値よりも大きい値となる第2閾値とを含み、
     前記判定部は、前記検知部により出力された前記検知信号が前記第1閾値を超えた場合に、前記検知信号が前記第1閾値を超えたことを示す第1閾値信号を外部に出力するとともに、前記検知部により出力された前記検知信号が前記第2閾値を超えた場合に、前記検知信号が前記第2閾値を超えたことを示す第2閾値信号を外部に出力するように構成されている、請求項8に記載の磁性体の検査装置。
  10.  前記判定部は、前記検知部により出力された前記検知信号が1つまたは複数の所定の閾値を超えた回数を各々カウントするとともに、カウントされた回数が各々所定の回数を超えた場合に、カウントされた回数が前記所定の回数を超えたことを示す信号を外部に出力するように構成されている、請求項1に記載の磁性体の検査装置。
  11.  前記検知部は、前記磁性体の磁化の状態を励振するための励振コイルをさらに含むとともに、前記励振コイルに流れる励振電流により発生した磁界により磁化の状態が励振された前記磁性体の前記第2方向の磁界または前記第2方向の磁界の変化を検知するように構成されている、請求項3に記載の磁性体の検査装置。
  12.  前記磁界印加部によって前記磁性体に印加される磁界は、前記励振コイルが前記磁性体の磁化の状態を励振するために発生させる磁界よりも大きい、請求項11に記載の磁性体の検査装置。
  13.  前記検知部は、前記磁性体を前記検知部に対して前記第2方向に相対移動させることにより前記検知部の検知位置における前記磁性体の前記第2方向の磁界または前記第2方向の磁界の変化を検知するように構成されている、請求項3に記載の磁性体の検査装置。
  14.  前記検知部は、前記磁性体の磁界または磁界の変化を検知する少なくとも1つの磁気センサ素子を含む、請求項1に記載の磁性体の検査装置。
  15.  前記磁性体は、被検体に対して相対的に移動可能となるようにX線撮影装置に設けられる、前記被検体にX線を照射するX線照射部または前記被検体を透過したX線を検出するX線検出部の少なくともいずれか一方を移動させるためのワイヤを含み、
     前記検知部は、前記ワイヤの前記第2方向の磁界を検知するように構成されている、請求項2~14のいずれか1項に記載の磁性体の検査装置。
  16.  検査対象である磁性体に対して磁界を印加し前記磁性体の磁化の方向を整えるステップと、
     前記磁界を印加した後、前記磁性体の磁界または磁界の変化を検知するとともに、検知した前記磁性体の磁界または磁界の変化に基づく検知信号を出力するステップを備え、
     出力された前記検知信号に基づいて、前記磁性体の状態を判定するステップとを備える、磁性体の検査方法。
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