WO2019171667A1 - 磁性体検査装置 - Google Patents

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WO2019171667A1
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magnetic
detection
magnetic field
magnetic body
steel wire
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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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    • B66B5/02—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators responsive to abnormal operating conditions
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    • G01N27/83—Investigating 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

Definitions

  • the present invention relates to a magnetic substance inspection apparatus, and more particularly to a magnetic substance inspection apparatus that inspects the state of a plurality of magnetic substances.
  • a magnetic substance inspection device for inspecting the state of a plurality of magnetic substances.
  • Such a magnetic substance inspection apparatus is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-89172.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-89172 discloses a magnetization detection unit having a plurality of guide paths for guiding each of a plurality of wire ropes and having an excitation unit including a permanent magnet and a detection coil below each guide path.
  • a magnetic substance inspection apparatus including The magnetic body inspection apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-89172 magnetizes a wire rope by a permanent magnet, and detects the state of the wire rope by a leakage magnetic flux method in which a magnetic field leaking from the surface of the wire rope is detected by a detection coil. It is configured to inspect.
  • the detection coil disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2005-89172 is formed in a concave curved surface shape that follows the shape of the guide path.
  • the leakage magnetic flux method performed by the magnetic substance inspection apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-89172 detects the magnetic field leaking from the surface of the magnetized wire rope with the detection coil, so that the inside of the wire rope It is difficult to accurately detect a scratch or a scratch on a portion of the wire rope that does not face the detection coil. Therefore, there is a problem that it is difficult to accurately inspect a plurality of wire ropes.
  • the magnetic substance inspection apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-89172 has a problem in that the number of parts increases because a permanent magnet is provided for each guide path.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to suppress the increase in the number of parts while maintaining the state of a plurality of magnetic bodies (presence or absence of scratches, etc.). ) Can be inspected with high accuracy.
  • a magnetic body inspection apparatus is a magnetic body inspection apparatus that inspects the states of a plurality of magnetic bodies by a total magnetic flux method for measuring magnetic flux inside the magnetic body, A plurality of detection coils for detecting each magnetic field of the magnetic material, an excitation unit provided for each of the plurality of magnetic materials, a detection signal output unit for outputting a detection signal based on each magnetic field of the magnetic material, and Is provided.
  • 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.
  • the magnetic body inspection apparatus includes a plurality of detection coils for detecting each magnetic field of the magnetic body, and an excitation unit provided for each of the plurality of magnetic bodies.
  • the inspection is performed by measuring the magnetic flux (total magnetic flux) inside the magnetic body. Therefore, it is possible to detect a flaw based on a change in the magnetic flux inside the magnetic material, regardless of the position of the magnetic material.
  • the magnetic field which arises from each magnetic body can be each detected by the some detection coil which detects each magnetic field of a magnetic body.
  • the multiple magnetic bodies are measured using the leakage magnetic flux method that measures the magnetic flux leaking from the surface of the magnetic body.
  • the state (presence / absence of scratches) of a plurality of magnetic bodies can be inspected with high accuracy.
  • it is possible to apply a magnetic field to a plurality of magnetic bodies at one time by one excitation unit compared to the case where one excitation unit is provided for one detection coil (magnetic body). It is possible to suppress an increase in the number of parts. Therefore, it is possible to accurately inspect the states (the presence or absence of scratches, etc.) of a plurality of magnetic bodies while suppressing an increase in the number of parts.
  • the plurality of detection coils are provided so as to surround each of the magnetic bodies, and one excitation unit is provided for the plurality of magnetic bodies. Is provided. If comprised in this way, a magnetic field can be applied with the one excitation part with respect to the several magnetic body each surrounded by the detection coil.
  • each detection coil can be arranged in each of the regions through which the magnetic substance passes, so that the apparatus is compared with a configuration in which each detection coil does not surround the magnetic substance. An increase in size can be suppressed.
  • the excitation unit is preferably configured to surround a plurality of detection coils. If comprised in this way, a some detection coil can be easily arrange
  • the detection coil includes a pair of differential coils
  • the excitation unit is configured to surround a plurality of sets of differential coils.
  • the magnetic body is preferably made of a long material, and the plurality of detection coils are positioned at least adjacent to each other in the direction in which the plurality of long materials extend. It arrange
  • the magnetic body inspection apparatus further includes a magnetic field application unit that applies a magnetic field to the magnetic body and applies a magnetic field in a predetermined direction to the magnetic body, It is configured to detect a change in the magnetic field of the magnetic material to which the magnetic field is applied in advance by the unit. If comprised in this way, since a magnetic field is previously applied with respect to a magnetic body, the direction of magnetization of a magnetic body can be made substantially constant. As a result, it is possible to reduce the noise of the detection signal output from the detection signal output unit, and to improve the S / N ratio of the detection signal. Therefore, by improving the S / N ratio of the detection signal, it is possible to more accurately inspect the states of the plurality of magnetic bodies (whether there are scratches or the like).
  • the magnetic body inspection apparatus further includes a determination unit that determines each state of the magnetic body based on a plurality of detection signals output by the detection signal output unit.
  • a threshold signal indicating that each of the detection signals exceeds the predetermined threshold is output to the outside for each magnetic body. Has been. If comprised in this way, the site
  • the excitation unit includes an excitation coil provided so as to be wound around the plurality of detection coils, and the excitation coil extends in a direction in which the magnetic body extends.
  • Each of the plurality of detection coils is configured to detect a change in each magnetic field of the magnetic body caused by applying the magnetic field by the excitation coil. If comprised in this way, since the magnetization state of parts, such as a damage
  • a magnetic body inspection apparatus capable of accurately inspecting the state (the presence or absence of scratches, etc.) of a plurality of magnetic bodies while suppressing an increase in the number of parts. be able to.
  • FIG. 5 is a schematic plan view taken along line 500-500 in FIG. 3 of the magnetic substance inspection apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic plan view taken along the line 600-600 in FIG. 3 of the magnetic substance inspection apparatus according to the first embodiment. It is the schematic diagram (A) and schematic diagram (B) for demonstrating the magnetization excitation of the exciting coil by 1st Embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic diagram (A) to (C) showing a case where a steel wire rope has scratches and the like. It is the schematic diagram which looked at the magnetic body test
  • the magnetic inspection apparatus 100 when the hoisting machine 402 winds the steel wire rope W, in the elevator 400 that can move the car 401 in the vertical direction (Z direction), the magnetic inspection apparatus 100 is It is an example in the case where it is configured to inspect the state of the steel wire rope W (whether there is a scratch or the like). As shown in FIG. 1, the magnetic substance inspection apparatus 100 is configured to inspect the state of the steel wire rope W (whether there is a scratch or the like) at a place where the steel wire rope W to be inspected is installed. Yes. Specifically, the magnetic substance inspection apparatus 100 is configured to inspect the state (the presence or absence of scratches, etc.) of the plurality of steel wire ropes W by the total magnetic flux method for measuring the magnetic flux inside the steel wire ropes W.
  • the elevator 400 includes a plurality of steel wire ropes W.
  • the X direction and the Y direction are two directions orthogonal to each other in a plane perpendicular to the direction in which the steel wire rope W extends.
  • the steel wire rope W is an example of the “magnetic body” and the “long material” in the claims.
  • the Z direction is an example of the “direction in which the long material extends” in the claims.
  • the steel wire rope W is a magnetic body made of a long material extending in the Z direction, which is formed by knitting (for example, strand knitting) a magnetic wire material. Further, when the car 401 is moved, the steel wire rope W passes through the hoisting machine 402 and is subjected to stress by the pulley 403 and the like. The steel wire rope W deteriorates due to stress, such as a broken wire.
  • the magnetic substance inspection apparatus 100 can detect the progress of deterioration of the steel wire rope W at an early stage by periodically inspecting the steel wire rope W. Therefore, when the steel wire rope W is deteriorated and needs to be replaced, the steel wire rope W can be replaced at an early stage.
  • the magnetic substance inspection apparatus 100 includes a detection unit 1 and a determination unit 2.
  • the detection unit 1 includes a plurality of detection coils 10 and an excitation unit 11.
  • the detection coils 10 are each configured to detect each magnetic field of the steel wire rope W.
  • the exciter 11 is configured to apply a magnetic field to each of the plurality of steel wire ropes W.
  • the excitation unit 11 includes an excitation coil 13 (see FIG. 3).
  • the determination unit 2 includes a detection signal output unit 12, a CPU (Central Processing Unit) 20, an excitation interface 21, a digital output interface 22, and a power supply circuit 23.
  • the determination unit 2 is configured to determine each state of the steel wire rope W based on the plurality of detection signals output from the detection signal output unit 12.
  • the detection signal output unit 12 is configured to output a detection signal based on each magnetic field of the steel wire rope W detected by the detection coil 10.
  • the detection signal output unit 12 includes an amplifier 24 and an AD converter 25.
  • the amplifiers 24 amplify currents based on the magnetic field strength of the steel wire rope W detected by the detection coil 10 and output the amplified currents to the AD converter 25.
  • the AD converter 25 converts the analog detection signal amplified by the amplifier 24 into a digital detection signal and outputs it to the CPU 20.
  • the CPU 20 performs a process of removing the AC component from the detection signal output from the detection signal output unit 12. Further, the CPU 20 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. Further, the CPU 20 outputs an alarm signal when the detection signal exceeds a predetermined threshold Th described later.
  • the excitation interface 21 supplies (outputs) an alternating current to the excitation unit 11 (excitation coil 13). Further, the CPU 20 controls the intensity of the current output from the excitation interface 21. Further, the CPU 20 determines the size of the steel wire rope W such as a scratch.
  • the digital output interface 22 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 and displays a graph with the passage of time of the signal magnitude.
  • the power supply circuit 23 is connected to an external power supply and is configured as a power supply that supplies power to each part of the magnetic substance inspection apparatus 100.
  • the CPU 20 when the detection signal output by the detection signal output unit 12 exceeds the first threshold Th1, the CPU 20 outputs a first threshold signal indicating that the detection signal has exceeded the first threshold Th1 to the outside.
  • the second threshold signal indicating that the detection signal exceeds the second threshold Th2 is output to the outside.
  • Each of the first threshold Th1 and the second threshold Th2 is an example of a “predetermined threshold” in the claims.
  • the elevator 400 has a plurality of steel wire ropes W. Specifically, the elevator 400 has four steel wire ropes W arranged in the X direction. The steel wire ropes W are arranged in the X direction at intervals P, respectively.
  • the detection coil 10 is provided in each of the plurality of steel wire ropes W, and is configured to detect the magnetic field of each of the steel wire ropes W.
  • the detection unit 1 includes four detection coils 10. One excitation unit 11 (excitation coil 13) is provided for a plurality of steel wire ropes W.
  • the detection signal output unit 12 is configured to output a detection signal based on each magnetic field of the steel wire rope W.
  • each of the plurality of detection coils 10 is provided so as to surround the periphery of the steel wire rope W, and the excitation unit 11 (excitation coil 13) is connected to the plurality of steel wire ropes W.
  • each of the detection coils 10 is a coil in which a conductive wire is wound around the steel wire rope W around the steel wire rope W in the extending direction (Z direction).
  • the excitation unit 11 (excitation coil 13) is configured to surround the plurality of detection coils 10.
  • the excitation unit 11 (excitation coil 13) is provided so as to be wound around the plurality of detection coils 10.
  • the exciting coil 13 is configured to apply a magnetic field in the direction in which the steel wire rope W extends (Z direction).
  • the excitation unit 11 surrounds four detection coils 10.
  • the detection coil 10 and the excitation coil 13 are each held by a coil holding part (not shown).
  • the length r1 in the Z direction of the excitation coil 13 is the distance r2 in the Z direction of the detection coil 10a, the length r2 in the Z direction of the detection coil 10b, and the distance between the detection coil 10a and the detection coil 10b. It is larger than the distance (2 ⁇ r2 + r3) obtained by adding r3. Further, the distance r3 between the detection coil 10a and the detection coil 10b is smaller than the interval P (see FIG. 3) between the steel wire ropes W in order to prevent detection of the magnetic field of the adjacent steel wire ropes W. Is preferred.
  • the detection coil 10 includes a pair of differential coils 14, and the excitation unit 11 (excitation coil 13) includes a plurality of sets of differential coils 14 (differential coils 14 a and differential coils 14 b). Is configured to surround.
  • the differential coil 14a is configured by two detection coils 10 (the detection coil 10a and the detection coil 10b).
  • the differential coil 14b is configured by two detection coils 10 (a detection coil 10c and a detection coil 10d).
  • two steel wire ropes W and two differential coils 14 at both ends of the four are illustrated. The remaining two steel wire ropes W (not shown) are also surrounded by the differential coil 14.
  • FIG. 6A is a schematic diagram of a steel wire rope W passing through the inside of the detection unit 1.
  • FIG. 6B is a schematic diagram when the magnetization state of the steel wire rope W is excited by applying a magnetic field in the Z direction by the excitation unit 11 (excitation coil 13) provided in the detection unit 1. .
  • the magnetic substance inspection device 100 inspects the state of the steel wire rope W (whether there is a scratch or the like) by the total magnetic flux method.
  • each of the plurality of detection coils 10 is configured to detect a change in each magnetic field of the steel wire rope W that is generated when a magnetic field is applied by the excitation coil 13.
  • the excitation unit 11 (excitation coil 13) saturates the magnetic field in the steel wire rope W.
  • FIG. 6A is an example in which the magnetic field inside the steel wire rope W is saturated in the Z direction.
  • the excitation unit 11 (excitation coil 13) is configured to saturate the magnetic field of the steel wire rope W by generating a magnetic field inside by an alternating current (excitation current) from the excitation interface 21. ing. Since the excitation current from the excitation interface 21 is an alternating current, the direction of the magnetic field generated by the excitation unit 11 (excitation coil 13) changes. Specifically, as shown in FIG. 6B, an alternating current (excitation current) having a constant magnitude and a constant frequency is passed from the excitation interface 21 to the excitation unit 11 (excitation coil 13).
  • a magnetic field is applied so as to vibrate in the direction in which the steel wire rope W extends (Z direction) (a magnetic field in the Z1 direction and a magnetic field in the Z2 direction appear periodically).
  • the magnitude (strength) of magnetization of the steel wire rope W changes due to 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 10, so that the detection wire 10 detects the change in the magnetic field.
  • the state of W can be determined.
  • FIG. 7 is an example of a steel wire rope W with scratches and the like.
  • how the strands are knitted is shown in a simplified manner.
  • the steel wire rope W of FIG. 7 (A) the strand of the surface part is disconnected. For this reason, the magnetic field leaks from the portion where the wire breakage occurs.
  • the steel wire rope W of FIG.7 (B) the dent has arisen in the surface part by thread or a dent.
  • the wire breakage has arisen inside the steel wire rope W of FIG.7 (C).
  • the cross-sectional areas SA1, SA2, and SA3 at the positions with these scratches are smaller than the cross-sectional areas SA0 of the portions without the scratches or the like, 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, since the total magnetic flux is reduced in a portion having a scratch or the like, the detected magnetic field changes.
  • the value of the detection voltage of the detection coil 10a located at a place where there is a scratch or the like decreases compared to the detection coil 10b.
  • the difference value (detection signal) increases. That is, the detection signal in a portion without a scratch is substantially zero, and the detection signal has a value larger than zero in a portion with a scratch or the like. Therefore, a clear signal (S / N ratio signal) is detected. Accordingly, the determination unit 2 can detect the presence of a scratch or the like on 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 Th1 or second threshold Th2. 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 excitation unit 11 since an alternating current is applied from the excitation interface 21 to the excitation unit 11 (excitation coil 13), the excitation unit 11 (without the relative movement of the steel wire rope W and the detection unit 1). It is possible to determine the state of the steel wire rope W arranged in the exciting coil 13) (whether there is a scratch or the like). Therefore, in the first embodiment, the movement of the detection unit 1 for the length r1 in the Z direction of the excitation unit 11 (excitation coil 13) and the determination of the state of the steel wire rope W (whether there is a scratch or the like) are repeated. Thus, the state of the steel wire rope W as a whole (whether there is a scratch or the like) is determined.
  • the magnetic body inspection apparatus 100 is a magnetic body inspection apparatus that inspects the states of a plurality of steel wire ropes W by the total magnetic flux method for measuring the magnetic flux inside the steel wire ropes W.
  • a detection signal output unit 12 for outputting the signals.
  • the excitation part 11 Compared with the case where the excitation part 11 is provided, it can suppress that a number of parts increases. Therefore, it is possible to accurately inspect the state (the presence or absence of scratches, etc.) of the plurality of steel wire ropes W while suppressing an increase in the number of parts.
  • the plurality of detection coils 10 are provided so as to surround each of the steel wire ropes W, and the excitation unit 11 includes the plurality of steel wire ropes W.
  • the excitation unit 11 includes the plurality of steel wire ropes W.
  • One is provided.
  • each detection coil 10 can be arranged in each of the regions through which the steel wire rope W passes, so that each detection coil 10 does not surround the steel wire rope W.
  • the excitation unit 11 is configured to surround the plurality of detection coils 10. Thereby, the some detection coil 10 can be arrange
  • the detection coil 10 includes a pair of differential coils 14, and the excitation unit 11 is configured to surround a plurality of sets of differential coils 14.
  • the state (the presence or absence of scratches, etc.) of the plurality of steel wire ropes W can be inspected by applying a magnetic field by one excitation unit 11.
  • a magnetic field can be applied to the differential coil 14 capable of suppressing the influence of an external magnetic field at a time by one excitation unit 11, so that the state of the steel wire rope W ( It is possible to improve the accuracy of the inspection of the presence or absence of scratches and the like, and to simplify the apparatus configuration.
  • the determination part 2 which further determines each state of the steel wire rope W based on the some detection signal output by the detection signal output part 12 is further provided, and a determination part 2, when the detection signal output by the detection signal output unit 12 exceeds a predetermined threshold Th (first threshold Th1 and second threshold Th2), each of the detection signals is a predetermined threshold Th (first threshold Th1). And a threshold signal (a first threshold signal and a second threshold signal) indicating that the second threshold Th2 has been exceeded is output to each steel wire rope W to the outside.
  • a threshold signal a first threshold signal and a second threshold signal
  • the excitation part 11 contains the excitation coil 13 provided so that it might wind so that the some detection coil 10 might be surrounded, and the excitation coil 13 is a steel wire rope.
  • Each of the plurality of detection coils 10 is configured to apply a magnetic field in a direction in which W extends (Z direction), and each of the plurality of detection coils 10 has a magnetic field applied to each of the steel wire ropes W generated by the excitation coil 13. It is configured to detect changes. Thereby, since the magnetizing state of the portion of the steel wire rope W such as a flaw is excited by the exciting coil 13, a change in the magnetic field can be easily detected from the portion of the steel wire rope W such as a flaw.
  • the magnetic field of the steel wire rope W also changes over time. Therefore, the magnetic field detected by the detection coil 10 can be changed and detected without moving the steel wire rope W and the detection coil 10 relative to each other.
  • inspection apparatus 200 (refer FIG. 2) by 2nd Embodiment is demonstrated.
  • the magnetic substance inspection apparatus 200 according to the second embodiment is arranged such that the positions of at least adjacent detection coils 10 in the Z direction are shifted from each other.
  • the plurality of detection coils 10 are arranged so that at least the positions of the adjacent detection coils 10 are shifted from each other in the direction (Z direction) in which the plurality of steel wire ropes W extend.
  • the excitation unit 11 (excitation coil 13) is configured to surround a plurality of detection coils 10 that are arranged at different positions.
  • the plurality of detection coils 10 are arranged such that at least adjacent detection coils 10 overlap in the Z direction. Since the plurality of detection coils 10 are arranged so as to overlap in the Z direction, the size of the excitation unit 11 (excitation coil 13) in the X direction can be reduced, and the size of the detection unit 1 in the X direction can be reduced. The thickness can be reduced.
  • the plurality of detection coils 10 are arranged so that at least the positions of the adjacent detection coils 10 are shifted from each other in the direction (Z direction) in which the plurality of steel wire ropes W extend.
  • the excitation unit 11 is configured so as to surround a plurality of detection coils 10 that are arranged at different positions. Thereby, even when the space
  • the magnetic substance inspection apparatus 200 can be used even when the intervals P between the plurality of steel wire ropes W are narrower than when the plurality of detection coils 10 are not shifted in the direction in which the steel wire rope W extends (Z direction). Since it becomes possible to test
  • the magnetic material is a long material
  • the present invention is not limited to this.
  • the magnetic body may be 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 made of the long material is the steel wire rope W
  • 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 excitation interface 21 causes an alternating current to flow through the excitation unit 11 (excitation coil 13)
  • the present invention is not limited to this.
  • the determination unit 2 may be configured to flow a direct current that does not change with time (becomes a constant value) to the excitation unit 11 (excitation coil 13) by the excitation interface 21.
  • a static magnetic field having a constant magnitude in the Z direction is generated in the excitation unit 11 (excitation coil 13).
  • the magnetic field of the Z direction of the steel wire rope W in the detection position of the detection part 1 is carried out by moving the steel wire rope W relative to the detection part 1 at a constant speed which becomes substantially constant in the Z direction. Changes can be detected.
  • the magnetic field detected by the detection coil 10 also changes with time.
  • the detection coil 10 passes through a portion of the steel wire rope W that is not damaged, the magnitude of the magnetic field in the detection coil 10 in the Z direction is substantially constant, so that the detection signal also has a constant value.
  • the detection coil 10 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 steel wire rope W was excited with the excitation part 11 (excitation coil 13), the example of the structure which detects the magnetic field of the steel wire rope W with the detection part 1 was shown, The present invention is not limited to this.
  • a magnetic field is applied to the steel wire rope W at a position spaced in the direction (Z direction) in which the steel wire rope W extends from the detection unit 1, and a predetermined direction with respect to the steel wire rope W.
  • the plurality of detection coils 10 may be configured to detect a change in the magnetic field of the steel wire rope W to which the magnetic field is applied in advance by the magnetic field application unit 30. .
  • the magnetic field application unit 30 can apply a magnetic field to the steel wire rope W before the excitation unit 11 (excitation coil 13) applies a magnetic field to the steel wire rope W. It is provided at a position separated from the excitation unit 11 (excitation coil 13) in the Z direction.
  • the magnetic field application unit 30 includes a plurality of magnets arranged in the X direction, and is configured to apply a magnetic field in the X direction to the plurality of steel wire ropes W.
  • the magnetic field is applied to the steel wire rope W in advance, the direction of magnetization of the steel wire rope W can be made substantially constant.
  • the noise of the detection signal output from the detection signal output unit 12 can be reduced, and the S / N ratio of the detection signal can be improved. Therefore, by improving the S / N ratio of the detection signal, it is possible to more accurately inspect the state of the plurality of steel wire ropes W (whether there is a scratch or the like).
  • the structure which has one magnet with respect to several steel wire rope W like the magnetic field application part 31 of FIG.
  • the magnetic field application unit 31 includes a magnet in which a length r4 in the X direction of the N pole and the S pole is larger than a distance r5 in the X direction in which a plurality of steel wire ropes W are arranged.
  • the magnetic field application unit 31 is arranged so that the N pole and the S pole face each other in the Y direction with a plurality of steel wire ropes W sandwiched therebetween. Therefore, the magnetic field application unit 31 can apply a magnetic field from the Y direction to the plurality of steel wire ropes W.
  • the cylindrical coil (the detection coil 10 and the excitation unit 11 (excitation coil 13)) is provided so as to surround the steel wire rope W.
  • the detection coil 10 may use a cylindrical coil 40 in which two semi-cylindrical (horse-shoe) coil portions 40a and two coil portions 40b are combined.
  • the exciting portion 11 (exciting coil 13) may use an elliptical cylindrical coil 50 in which two semi-elliptical cylindrical (horse-shoe-shaped) coil portions 50a and 50b are combined.
  • the detection coil 10 and the excitation coil 13 may be a rectangular tube-shaped detection coil 60 and an excitation coil 70.
  • the differential coil 14 is good also as the differential coil 80 which has the square-tube-shaped detection coil 60a and the detection coil 60b.
  • the determination unit 2 determines that the detection signal output from the detection coil 10 (detection unit 1) exceeds a predetermined threshold Th (first threshold Th1 and second threshold Th2).
  • a predetermined threshold Th first threshold Th1 and second threshold Th2
  • the determination unit 2 counts the number N of times that the detection signal exceeds the threshold Th, and when the counted number N exceeds a predetermined number M, the counted number N becomes the predetermined number M. You may comprise so that the signal which shows exceeding may be output outside. Thereby, the determination part 2 can count the frequency
  • the determination unit 2 compares the number N of times the threshold Th was exceeded during the previous measurement with the number N of times the threshold Th was exceeded during the current measurement, so It may be configured to determine a general change (for example, a progress speed of deterioration). Further, the number of the predetermined threshold Th may be one or a plurality (for example, three) other than two.
  • inspection apparatus 100 (200) showed the example of the structure which test
  • the number of magnetic bodies to be inspected by the magnetic body inspection apparatus 100 (200) may be any number.
  • excitation coil 13 In the first and second embodiments, an example in which one excitation unit 11 (excitation coil 13) surrounds four detection coils 10 (four steel wire ropes W) has been described. Not limited to.
  • the excitation part 11 (excitation coil 13) should just be comprised so that the two or more detection coils 10 (magnetic body) may be surrounded.
  • all the detection coils 10 provided in the magnetic substance inspection apparatus 100 (200) are connected to one excitation unit 11.
  • a configuration surrounded by (excitation coil 13) is preferable.
  • inspection of the some steel wire rope W provided in the elevator 400 was shown, this invention is limited to this. Absent.
  • the magnetic substance inspection apparatus 100 (200) can be applied to a device and infrastructure using wires, for example, a moving device such as a ropeway, and a plurality of wire portions such as a suspension bridge and a bridge pier. Furthermore, it is applicable not only to wires but also to various uses for measuring damage to a plurality of magnetic materials such as water and sewage piping, gas pipes, and pipelines.
  • the determination unit 2 may further include a notification unit that notifies a determination result such as a detection signal. If comprised in this way, the determination result can be alert
  • the determination unit 2 may further include a communication unit that transmits a detection signal or a signal based on the detection signal to an external device.
  • the signal (for example, determination result signal) based on the detection signal acquired by the detection part 1 or a detection signal can be transmitted to an external device.
  • the operator can perform signal analysis or the like based on the detection signal or a signal based on the detection signal by an external device.
  • the surface of the magnetic material is mainly detected as a “scratch or the like” of the magnetic material, but the wire is broken (the wire is broken if it is not a complete wire rope). Changes in thickness, corrosion (rust), cracks, and non-uniform magnetic permeability are also included in the detection target. Further, the detection target is not limited to the surface of the magnetic material, but may be inside. In addition, any state that causes magnetic field or magnetic field non-uniformity of the magnetic material can be detected as “the state of the magnetic material”.
  • the magnetic field in addition to the change in the magnetic field observed in the vicinity of the magnetic material to which the magnetic field is applied when the magnetic field is applied from the outside, the magnetic field is not applied from the outside. This includes changes in the magnetic field generated from the magnetic material itself.

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Abstract

この磁性体検査装置（１００）は、磁性体（Ｗ）内部の磁束を測定する全磁束法により複数の磁性体（Ｗ）の状態を検査する磁性体検査装置であって、磁性体（Ｗ）の各々の磁界を検知する複数の検知コイル（１０）と、複数の磁性体（Ｗ）に対して１つ設けられた励磁部（１１）と、磁性体（Ｗ）の各々の磁界に基づく検知信号をそれぞれ出力する検知信号出力部（１２）とを備える。

Description

磁性体検査装置
　本発明は、磁性体検査装置に関し、特に、複数の磁性体の状態を検査する磁性体検査装置に関する。
　従来、複数の磁性体の状態を検査する磁性体検査装置が知られている。このような磁性体検査装置は、たとえば、特開２００５－８９１７２号公報に開示されている。
　特開２００５－８９１７２号公報には、複数本のワイヤロープのそれぞれを導く複数本のガイド路を有し、各ガイド路の下側に永久磁石を含む励磁部と検知コイルとを有する磁化検出部を備えた磁性体検査装置が開示されている。特開２００５－８９１７２号公報に開示されている磁性体検査装置は、永久磁石によってワイヤロープを磁化し、ワイヤロープの表面から漏れた磁界を検知コイルによって検出する漏えい磁束法によってワイヤロープの状態を検査する構成となっている。なお、特開２００５－８９１７２号公報に開示されている検知コイルは、ガイド路の形状に沿うような凹曲面形状に形成されている。
特開２００５－８９１７２号公報
　しかしながら、特開２００５－８９１７２号公報に開示されている磁性体検査装置が行う漏えい磁束法は、磁化されたワイヤロープの表面から漏れ出した磁界を検知コイルによって検出するため、ワイヤロープの内部の傷や、ワイヤロープのうち、検知コイルに面していない部分にある傷は、正確に検知することが難しい。したがって、複数のワイヤロープを精度よく検査することが難しいという問題点がある。また、特開２００５－８９１７２号公報に開示されている磁性体検査装置は、ガイド路毎に永久磁石を設ける構成となっているため、部品点数が増加する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、部品点数が増加することを抑制しながら、複数の磁性体の状態（傷等の有無）を精度よく検査することが可能な磁性体検査装置を提供することである。
　上記目的を達成するために、この発明の一の局面における磁性体検査装置は、磁性体内部の磁束を測定する全磁束法により複数の磁性体の状態を検査する磁性体検査装置であって、磁性体の各々の磁界を検知する複数の検知コイルと、複数の磁性体に対して１つ設けられた励磁部と、磁性体の各々の磁界に基づく検知信号をそれぞれ出力する検知信号出力部とを備える。
　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。
　この発明の一の局面における磁性体検査装置は、上記のように、磁性体の各々の磁界を検知する複数の検知コイルと、複数の磁性体に対して１つ設けられた励磁部とを備える。ここで、全磁束法による磁性体の検査では、磁性体内部の磁束（全磁束）を測定することにより検査を行う。したがって、傷などが磁性体のどの位置にあったとしても、磁性体内部の磁束の変化に基づいて傷を検知することが可能となる。上記のように構成することにより、磁性体の各々の磁界を検知する複数の検知コイルによって各々の磁性体から生じる磁界をそれぞれ検知することができる。その結果、全磁束法によって複数の磁性体の状態（傷等の有無）を検査することが可能となるので、磁性体の表面から漏えいした磁束を測定する漏えい磁束法を用いて複数の磁性体の状態（傷等の有無）を検査する場合と比較して、複数の磁性体の状態（傷等の有無）を精度よく検査することができる。また、１つの励磁部によって複数の磁性体に対して一度に磁界を印加することが可能となるので、１つの検知コイル（磁性体）に対して、１つの励磁部を設ける場合と比較して、部品点数が増加することを抑制することができる。したがって、部品点数が増加することを抑制しながら、複数の磁性体の状態（傷等の有無）を精度よく検査することができる。
　上記一の局面における磁性体検査装置において、好ましくは、複数の検知コイルは、それぞれ、磁性体の各々の周囲を囲むように設けられており、励磁部は、複数の磁性体に対して１つ設けられている。このように構成すれば、それぞれ検知コイルによって周囲を囲まれた複数の磁性体に対して１つの励磁部によって磁界を印加することができる。その結果、磁性体検査装置において、磁性体を通過させる領域の各々に各検知コイルを配置することが可能となるので、各検知コイルが磁性体の周囲を囲まない構成と比較して、装置が大型化することを抑制することができる。
　上記一の局面における磁性体検査装置において、好ましくは、励磁部は、複数の検知コイルを取り囲むように構成されている。このように構成すれば、容易に、複数の検知コイルを励磁部の内部に配置することができる。その結果、励磁部内部に生じる磁界によって容易に、かつ、確実に複数の検知コイルが取り囲んでいる磁性体に磁界を印加することができる。
　この場合、好ましくは、検知コイルは、１対の差動コイルを含み、励磁部は、複数組の差動コイルを取り囲むように構成されている。このように構成すれば、複数組の差動コイルを用いた場合でも、１つの励磁部によって磁界を印加することができる。その結果、外部からの磁界の影響を抑制することが可能な差動コイルに対して、１つの励磁部により一度に磁界を印加することが可能となるので、磁性体の状態（傷等の有無）の検査の精度を向上させることが可能であるとともに、装置構成を簡素化することができる。
　上記一の局面における磁性体検査装置において、好ましくは、磁性体は、長尺材からなり、複数の検知コイルは、複数の長尺材が延びる方向において、少なくとも隣り合う検知コイル同士の位置が互いにずれるように配置されており、励磁部は、位置をずらして配置された複数の検知コイルを取り囲むように構成されている。このように構成すれば、複数の長尺材の間隔が狭い場合でも、長尺材が延びる方向において複数の検知コイルをずらして配置することにより、検知コイル同士を長尺材が延びる方向においてオーバーラップさせて配置することができる。その結果、複数の検知コイルを長尺材が延びる方向においてずらして配置しない場合と比較して、複数の長尺材の間隔が狭い場合でも磁性体検査装置を用いて検査することが可能となるので、磁性体検査装置を適用可能な範囲を広げることができる。
　上記一の局面における磁性体検査装置において、好ましくは、磁性体に対して磁界を印加し磁性体に対して所定方向の磁界を印加する磁界印加部をさらに備え、複数の検知コイルは、磁界印加部により予め磁界が印加された磁性体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、磁性体に対して予め磁界が印加されるので、磁性体の磁化の向きを略一定にすることができる。その結果、検知信号出力部から出力される検知信号のノイズを低減することが可能となり、検知信号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。したがって、検知信号のＳ／Ｎ比を向上させることによって、複数の磁性体の状態（傷等の有無）をより精度よく検査することができる。
　上記一の局面における磁性体検査装置において、好ましくは、検知信号出力部により出力された複数の検知信号に基づいて磁性体の各々の状態の判定を行う判定部をさらに備え、判定部は、検知信号出力部により出力された検知信号の各々が所定の閾値を超えた場合に、検知信号の各々が所定の閾値を超えたことを示す閾値信号を、磁性体ごとに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、出力された閾値信号を確認することにより、磁性体において傷等が生じている部位（位置）を容易に判定することができる。
　上記一の局面における磁性体検査装置において、好ましくは、励磁部は、複数の検知コイルを取り囲むように巻回されるように設けられた励磁コイルを含み、励磁コイルは、磁性体が延びる方向に磁界を印加するように構成されており、複数の検知コイルは、それぞれ、励磁コイルにより磁界が印加されることにより生じる磁性体の各々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、励磁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、交流電流等を励磁コイルに流す場合には、磁性体の磁界も時間変化する。そのため、磁性体と検知コイルとを相対移動させることなく、検知コイル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。
　本発明によれば、上記のように、部品点数が増加することを抑制しながら、複数の磁性体の状態（傷等の有無）を精度よく検査することが可能な磁性体検査装置を提供することができる。
第１実施形態による磁性体検査装置を用いたスチールワイヤロープの検査の一例を示す模式図である。 第１実施形態による磁性体検査装置の全体構成を示したブロック図である。 第１実施形態による磁性体検査装置をＹ方向から見た模式図である。 第１実施形態による磁性体検査装置の図３の５００－５００線に沿った平面の模式図である。 第１実施形態による磁性体検査装置の図３の６００－６００線に沿った平面の模式図である。 第１実施形態による励磁コイルの磁化の励振を説明するための模式図（Ａ）および模式図（Ｂ）である。 スチールワイヤロープに傷等がある場合を示す模式図（Ａ）～（Ｃ）である。 第２実施形態による磁性体検査装置をＹ方向から見た模式図である。 第１実施形態の第１変形例による磁性体検査装置をＹ方向から見た模式図である。 第１実施形態の第２変形例による検知コイルの模式図である。 第１実施形態の第２変形例による励磁コイルの模式図である。 第１実施形態の第３変形例による検知コイルおよび励磁コイルの模式図である。
　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７を参照して、第１実施形態による磁性体検査装置１００の構成について説明する。磁性体検査装置１００が、エレベータ４００のかご４０１の移動に用いられるスチールワイヤロープＷを検査する例について説明する。
　第１実施形態では、図１に示すように、巻き上げ機４０２がスチールワイヤロープＷを巻き上げることにより、かご４０１を上下方向（Ｚ方向）に移動可能なエレベータ４００において、磁性体検査装置１００が、スチールワイヤロープＷの状態（傷等の有無）を検査するように構成されている場合の例である。図１に示すように、磁性体検査装置１００は、検査対象となるスチールワイヤロープＷが設置されている場所において、スチールワイヤロープＷの状態（傷等の有無）を検査するように構成されている。具体的には、磁性体検査装置１００は、スチールワイヤロープＷ内部の磁束を測定する全磁束法により複数のスチールワイヤロープＷの状態（傷等の有無）を検査するように構成されている。なお、図１に示す例では、便宜上、スチールワイヤロープＷを1本しか図示していないが、エレベータ４００は、複数本のスチールワイヤロープＷを備えている。なお、Ｘ方向およびＹ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。また、スチールワイヤロープＷは、請求の範囲の「磁性体」および「長尺材」の一例である。また、Ｚ方向は、請求の範囲の「長尺材が延びる方向」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、Ｚ方向に延びる長尺材からなる磁性体である。また、スチールワイヤロープＷは、かご４０１を移動させる際に巻き上げ機４０２を通過し、滑車４０３等による応力が加えられる。スチールワイヤロープＷは、応力によって素線の断線などの劣化が生じる。磁性体検査装置１００は、スチールワイヤロープＷを定期的に検査することにより、スチールワイヤロープＷの劣化の進行を早期に検知することができる。したがって、スチールワイヤロープＷの劣化が進行し交換が必要になった場合には、スチールワイヤロープＷを早い段階で交換することができる。
　（磁性体検査装置の構成）
　次に、図２～図５を参照して、第１実施形態における磁性体検査装置１００の構成について説明する。
　図２に示すように、磁性体検査装置１００は、検知部１と、判定部２とを備えている。検知部１は、複数の検知コイル１０と、励磁部１１とを備えている。
　検知コイル１０は、それぞれ、スチールワイヤロープＷの各々の磁界を検知するように構成されている。励磁部１１は、複数のスチールワイヤロープＷの各々に対して磁界を印加するように構成されている。励磁部１１は、励磁コイル１３（図３参照）を含む。
　判定部２は、検知信号出力部１２と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）２０と、励磁インターフェース２１と、デジタル出力インターフェース２２と、電源回路２３とを含む。判定部２は、検知信号出力部１２により出力された複数の検知信号に基づいて、スチールワイヤロープＷの各々の状態の判定を行うように構成されている。
　検知信号出力部１２は、検知コイル１０が検知したスチールワイヤロープＷの各々磁界に基づく検知信号をそれぞれ出力するように構成されている。具体的には、検知信号出力部１２は、増幅器２４と、ＡＤ変換器２５とを含んでいる。増幅器２４は、検知コイル１０が検知したスチールワイヤロープＷの磁界の強さに基づく電流をそれぞれ増幅し、ＡＤ変換器２５に出力する。ＡＤ変換器２５は、増幅器２４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し、ＣＰＵ２０に出力する。
　ＣＰＵ２０は、検知信号出力部１２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う。また、ＣＰＵ２０は、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。また、ＣＰＵ２０は、検知信号が後述する所定の閾値Ｔｈを超えた場合に、警報信号を出力する。励磁インターフェース２１は、励磁部１１（励磁コイル１３）に交流電流を流す（出力する）。また、ＣＰＵ２０は、励磁インターフェース２１により出力される電流の強さを制御する。また、ＣＰＵ２０は、スチールワイヤロープＷの傷等の大きさを判定する。
　デジタル出力インターフェース２２は、外部の図示しないＰＣなどに接続されており、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を行う。また、電源回路２３は、外部電源に接続されており、磁性体検査装置１００の各部に電力を供給する電源として構成されている。
　また、ＣＰＵ２０は、検知信号出力部１２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１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。なお、第１閾値Ｔｈ１および第２閾値Ｔｈ２は、それぞれ、請求の範囲の「所定の閾値」の一例である。
　図３に示すように、エレベータ４００（図1参照）は、複数本のスチールワイヤロープＷを有している。具体的には、エレベータ４００は、Ｘ方向に並ぶ４本のスチールワイヤロープＷを有している。また、スチールワイヤロープＷは、それぞれ、間隔ＰでＸ方向に並んでいる。検知コイル１０は、複数のスチールワイヤロープＷの各々に設けられており、スチールワイヤロープＷの各々の磁界を検知するように構成されている。第１実施形態では、検知部１は、４個の検知コイル１０を備えている。また、励磁部１１（励磁コイル１３）は、複数のスチールワイヤロープＷに対して１つ設けられている。検知信号出力部１２は、スチールワイヤロープＷの各々の磁界に基づく検知信号をそれぞれ出力するように構成されている。
　図４に示すように、複数の検知コイル１０は、それぞれ、スチールワイヤロープＷの周囲を囲むように設けられており、励磁部１１（励磁コイル１３）は、複数のスチールワイヤロープＷに対して１つ設けられている。具体的には、検知コイル１０は、それぞれ、スチールワイヤロープＷを中心に、スチールワイヤロープＷの延びる方向（Ｚ方向）周りに導線が複数回巻回されたコイルである。また、励磁部１１（励磁コイル１３）は、複数の検知コイル１０を取り囲むように構成されている。具体的には、励磁部１１（励磁コイル１３）は、複数の検知コイル１０を取り囲むように巻回されるように設けられている。また、励磁コイル１３は、スチールワイヤロープＷが延びる方向（Ｚ方向）に磁界を印加するように構成されている。第１実施形態では、励磁部１１（励磁コイル１３）は、４個の検知コイル１０を取り囲んでいる。なお、検知コイル１０および励磁コイル１３は、それぞれ、コイル保持部（図示せず）によって保持されている。また、励磁コイル１３のＺ方向の長さｒ１は、検知コイル１０ａのＺ方向の長さｒ２と、検知コイル１０ｂのＺ方向の長さｒ２と、検知コイル１０ａと検知コイル１０ｂとの間の距離ｒ３を足した距離（２×ｒ２＋ｒ３）よりも大きい。また、検知コイル１０ａと検知コイル１０ｂとの間の距離ｒ３は、隣接するスチールワイヤロープＷの磁界を検出してしまうことを防ぐために、スチールワイヤロープＷの間隔Ｐ（図３参照）よりも小さい方が好ましい。
　図５に示すように、検知コイル１０は、１対の差動コイル１４を含み、励磁部１１（励磁コイル１３）は、複数組の差動コイル１４（差動コイル１４ａおよび差動コイル１４ｂ）を取り囲むように構成されている。図５に示す例では、差動コイル１４ａは、２個の検知コイル１０（検知コイル１０ａおよび検知コイル１０ｂ）によって構成されている。また、差動コイル１４ｂは、２個の検知コイル１０（検知コイル１０ｃおよび検知コイル１０ｄ）によって構成されている。なお、図５に示す例では、便宜上、４本のうちの両端の２本のスチールワイヤロープＷおよび２個の差動コイル１４を図示している。図示していない残りの２本のスチールワイヤロープＷも、それぞれの周囲を差動コイル１４が取り囲んでいる。
　（磁性体の状態を検査する構成）
　次に、図６および図７を参照して、第１実施形態における検知部１および判定部２がスチールワイヤロープＷの状態を検査する構成について説明する。
　図６（Ａ）は、検知部１の内部を通過するスチールワイヤロープＷの模式図である。図６（Ｂ）は、検知部１に設けられた励磁部１１（励磁コイル１３）によってＺ方向に磁界を印加することにより、スチールワイヤロープＷの磁化の状態を励振させる際の模式図である。
　磁性体検査装置１００は、全磁束法によってスチールワイヤロープＷの状態（傷等の有無）を検査する。具体的には、複数の検知コイル１０は、それぞれ、励磁コイル１３により磁界が印加されることにより生じるスチールワイヤロープＷの各々の磁界の変化を検知するように構成されている。図６（Ａ）に示すように、励磁部１１（励磁コイル１３）は、スチールワイヤロープＷ内の磁界を飽和させる。なお、図６（Ａ）に示す例は、スチールワイヤロープＷの内部の磁界をＺ方向に向けて飽和させた場合の例である。
　第１実施形態では、励磁部１１（励磁コイル１３）は、励磁インターフェース２１からの交流電流（励振電流）によって内部に磁界を発生させることにより、スチールワイヤロープＷの磁界を飽和させるように構成されている。励磁インターフェース２１からの励振電流は交流電流であるため、励磁部１１（励磁コイル１３）によって発生された磁界の向きは変化する。具体的には、図６（Ｂ）に示すように、励磁部１１（励磁コイル１３）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）が励磁インターフェース２１から流されることにより、スチールワイヤロープＷの延びる方向（Ｚ方向）に振動する（Ｚ１方向への磁界とＺ２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、励磁部１１（励磁コイル１３）に流れる時間変化する励振電流の向き（実線または破線）に伴って、励磁部１１（励磁コイル１３）により印加される磁界（実線１５または破線１６）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の磁化の大きさ（強さ）が変化し、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１０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１０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。
　図７は、傷等のあるスチールワイヤロープＷの例である。図７において、素線の編まれ方は、簡略化して示されている。図７（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７（Ｂ）のスチールワイヤロープＷは、スレまたは打痕により表面部に凹みが生じている。また、図７（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ＳＡ１、ＳＡ２、ＳＡ３は、傷等のない部分の断面積ＳＡ０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、傷等のある部分では、全磁束の減少が生じるため、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１０ａの検知電圧の値が検知コイル１０ｂと比較して減少するため、差動コイル１４（検知コイル１０ａおよび検知コイル１０ｂ）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１４において、傷等の存在をあらわす明確な信号（Ｓ／Ｎ比のよい信号）が検知される。これにより、判定部２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。
　第１実施形態では、励磁インターフェース２１から励磁部１１（励磁コイル１３）に対して交流電流が印加されるため、スチールワイヤロープＷと検知部１とを相対移動させなくても、励磁部１１（励磁コイル１３）内に配置されている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。したがって、第１実施形態では、励磁部１１（励磁コイル１３）のＺ方向の長さｒ１分の検知部１の移動と、スチールワイヤロープＷの状態（傷等の有無）を判定とを繰り返すことにより、スチールワイヤロープＷ全体の状態（傷等の有無）を判定する。
　（第１実施形態の効果）
　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。
　第１実施形態では、上記のように、磁性体検査装置１００は、スチールワイヤロープＷ内部の磁束を測定する全磁束法により複数のスチールワイヤロープＷの状態を検査する磁性体検査装置であって、スチールワイヤロープＷの各々の磁界を検知する複数の検知コイル１０と、複数のスチールワイヤロープＷに対して１つ設けられた励磁部１１と、スチールワイヤロープＷの各々の磁界に基づく検知信号をそれぞれ出力する検知信号出力部１２とを備える。これにより、スチールワイヤロープＷの各々の磁界を検知する複数の検知コイル１０によってスチールワイヤロープＷから生じる磁界を検知することができる。その結果、全磁束法によって複数のスチールワイヤロープＷの状態（傷等の有無）を検査することが可能となるので、スチールワイヤロープＷの表面から漏えいした磁束を測定する漏えい磁束法を用いて複数のスチールワイヤロープＷの状態（傷等の有無）を検査する場合と比較して、複数のスチールワイヤロープＷの状態（傷等の有無）を精度よく検査することができる。また、１つの励磁部１１によって複数のスチールワイヤロープＷに対して一度に磁界を印加することが可能となるので、１つの検知コイル１０（１本のスチールワイヤロープＷ）に対して、１つの励磁部１１を設ける場合と比較して、部品点数が増加することを抑制することができる。したがって、部品点数が増加することを抑制しながら、複数のスチールワイヤロープＷの状態（傷等の有無）を精度よく検査することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、複数の検知コイル１０は、それぞれ、スチールワイヤロープＷの各々の周囲を囲むように設けられており、励磁部１１は、複数のスチールワイヤロープＷに対して１つ設けられている。これにより、それぞれ検知コイル１０によって周囲を囲まれた複数のスチールワイヤロープＷに対して１つの励磁部１１によって磁界を印加することができる。その結果、磁性体検査装置１００において、スチールワイヤロープＷを通過させる領域の各々に各検知コイル１０を配置することが可能となるので、各検知コイル１０がスチールワイヤロープＷの周囲を囲まない構成と比較して、装置が大型化すること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、励磁部１１は、複数の検知コイル１０を取り囲むように構成されている。これにより、容易に、複数の検知コイル１０を励磁部１１の内部に配置することができる。その結果、励磁部１１内部に生じる磁界によって容易に、かつ、確実に複数の検知コイル１０が取り囲んでいるスチールワイヤロープＷに磁界を印加することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、検知コイル１０は、１対の差動コイル１４を含み、励磁部１１は、複数組の差動コイル１４を取り囲むように構成されている。これにより、複数組の差動コイル１４を用いた場合でも、１つの励磁部１１によって磁界を印加することにより、複数のスチールワイヤロープＷの状態（傷等の有無）を検査することができる。その結果、外部からの磁界の影響を抑制することが可能な差動コイル１４に対して、１つの励磁部１１により一度に磁界を印加することが可能となるので、スチールワイヤロープＷの状態（傷等の有無）の検査の精度を向上させることが可能であるとともに、装置構成を簡素化することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、検知信号出力部１２により出力された複数の検知信号に基づいてスチールワイヤロープＷの各々の状態の判定を行う判定部２をさらに備え、判定部２は、検知信号出力部１２により出力された検知信号が所定の閾値Ｔｈ（第１閾値Ｔｈ１および第２閾値Ｔｈ２）を超えた場合に、検知信号の各々が所定の閾値Ｔｈ（第１閾値Ｔｈ１および第２閾値Ｔｈ２）を超えたことを示す閾値信号（第１閾値信号および第２閾値信号）を、スチールワイヤロープＷごとに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において傷等が生じている部位（位置）を容易に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、励磁部１１は、複数の検知コイル１０を取り囲むように巻回されるように設けられた励磁コイル１３を含み、励磁コイル１３は、スチールワイヤロープＷが延びる方向（Ｚ方向）に磁界を印加するように構成されており、複数の検知コイル１０は、それぞれ、励磁コイル１３により磁界が印加されることにより生じるスチールワイヤロープＷの各々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、励磁コイル１３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、交流電流等を励磁コイル１３に流す場合には、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と検知コイル１０とを相対移動させることなく、検知コイル１０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。
　［第２実施形態］
　次に、図２および図８を参照して、第２実施形態による磁性体検査装置２００（図２参照）の構成について説明する。第２実施形態による磁性体検査装置２００は、第１実施形態とは異なり、検知コイル１０はＺ方向において少なくとも隣り合う検知コイル１０同士の位置が互いにずれるように配置されている。
　具体的には、図８に示すように、複数の検知コイル１０は、複数のスチールワイヤロープＷが延びる方向（Ｚ方向）において、少なくとも隣り合う検知コイル１０同士の位置が互いにずれるように配置されており、励磁部１１（励磁コイル１３）は、位置をずらして配置された複数の検知コイル１０を取り囲むように構成されている。また、複数の検知コイル１０は、少なくとも隣り合う検知コイル１０同士が、Ｚ方向においてオーバーラップするように配置されている。複数の検知コイル１０がＺ方向においてオーバーラップするように配置されているので、励磁部１１（励磁コイル１３）のＸ方向の大きさを小さくすることが可能となり、検知部１のＸ方向の大きさを小さくすることができる。
　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、複数の検知コイル１０は、複数のスチールワイヤロープＷが延びる方向（Ｚ方向）において、少なくとも隣り合う検知コイル１０同士の位置が互いにずれるように配置されており、励磁部１１は、位置をずらして配置された複数の検知コイル１０を取り囲むように構成されている。これにより、複数のスチールワイヤロープＷの間隔Ｐが狭い場合でも、スチールワイヤロープＷが延びる方向（Ｚ方向）において複数の検知コイル１０をずらして配置することにより、検知コイル１０同士をスチールワイヤロープＷが延びる方向（Ｚ方向）においてオーバーラップさせて配置することができる。その結果、複数の検知コイル１０をスチールワイヤロープＷが延びる方向（Ｚ方向）においてずらして配置しない場合と比較して、複数のスチールワイヤロープＷの間隔Ｐが狭い場合でも磁性体検査装置２００を用いて検査することが可能となるので、磁性体検査装置２００を適用可能な範囲を広げることができる。
　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。
　（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、請求の範囲によって示され、さらに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および第２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。たとえば、磁性体は、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、上記第１および第２実施形態では、長尺材からなる磁性体がスチールワイヤロープＷである例を示したが、本発明はこれに限られない。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および第２実施形態では、励磁インターフェース２１が励磁部１１（励磁コイル１３）に交流電流を流す構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、判定部２は、励磁インターフェース２１によって、励磁部１１（励磁コイル１３）に時間変化しない（一定値となる）直流電流を流すように構成されていてもよい。これにより、励磁部１１（励磁コイル１３）内には、Ｚ方向に一定の大きさとなる静磁界が生じる。このように構成しても、スチールワイヤロープＷを検知部１に対してＺ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１の検知位置におけるスチールワイヤロープＷのＺ方向の磁界の変化を検知することができる。
　その結果、検査時において、検知部１の検知コイル１０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１０により検知される磁界も時間変化する。検知コイル１０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１０内の磁界のＺ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１０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。
　また、上記第１および第２実施形態では、スチールワイヤロープＷを励磁部１１（励磁コイル１３）で励磁して検知部１でスチールワイヤロープＷの磁界を検知する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図９に示すように、検知部１からスチールワイヤロープＷが延びる方向（Ｚ方向）に離間した位置に、スチールワイヤロープＷに対して磁界を印加しスチールワイヤロープＷに対して所定方向の磁界を印加する磁界印加部３０をさらに備え、複数の検知コイル１０は、磁界印加部３０により予め磁界が印加されたスチールワイヤロープＷの磁界の変化を検知するように構成されていてもよい。具体的には、磁界印加部３０は、励磁部１１（励磁コイル１３）がスチールワイヤロープＷに磁界を印加するよりも前に、スチールワイヤロープＷに磁界を印加することが可能なように、励磁部１１（励磁コイル１３）からＺ方向に離間した位置に設けられている。なお、磁界印加部３０は、Ｘ方向に並ぶ複数の磁石を有しており、複数のスチールワイヤロープＷに対してＸ方向の磁界を印加するように構成されている。
　このように構成すれば、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の磁化の向きを略一定にすることができる。その結果、検知信号出力部１２から出力される検知信号のノイズを低減することが可能となり、検知信号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。したがって、検知信号のＳ／Ｎ比を向上させることによって、複数のスチールワイヤロープＷの状態（傷等の有無）をより精度よく検査することができる。なお、磁界印加部としては、図９の磁界印加部３１のように、複数のスチールワイヤロープＷに対して１つの磁石を有する構成でもよい。磁界印加部３１は、Ｎ極およびＳ極のＸ方向の長さｒ４が、複数のスチールワイヤロープＷを並べたＸ方向の距離ｒ５よりも大きい磁石を含む。磁界印加部３１は、複数のスチールワイヤロープＷを間に挟んだ状態で、Ｎ極およびＳ極がＹ方向において対向するように配置されている。したがって、磁界印加部３１は、複数のスチールワイヤロープＷに対してＹ方向から磁界を印加することができる。
　また、上記第１および第２実施形態では、円筒形のコイル（検知コイル１０および励磁部１１（励磁コイル１３））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。たとえば、検知コイル１０は、図１０に示すように、半円筒形（馬蹄形）のコイル部分４０ａおよびコイル部分４０ｂを２つ組み合わせた円筒型コイル４０を用いてもよい。また、励磁部１１（励磁コイル１３）は、図１１に示すように、半楕円筒形（馬蹄形）のコイル部分５０ａおよびコイル部分５０ｂを２つ組み合わせた楕円筒型コイル５０を用いてもよい。なお、半円筒型（馬蹄形）および半楕円筒型（馬蹄形）のコイルは、それぞれ、スチールワイヤロープＷ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。また、図１２に示すように、検知コイル１０および励磁コイル１３は、角筒形の検知コイル６０および励磁コイル７０としてもよい。また、差動コイル１４は、角筒形の検知コイル６０ａおよび検知コイル６０ｂを有する差動コイル８０としてもよい。
　また、上記第１および第２実施形態では、判定部２が、検知コイル１０（検知部１）により出力された検知信号が所定の閾値Ｔｈ（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。たとえば、判定部２を、検知信号が閾値Ｔｈを超えた回数Ｎを各々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、判定部２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Ｗの劣化の状態を判定することができる。また、判定部２を、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Ｔｈ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および第２実施形態では、磁性体検査装置１００（２００）が、４本のスチールワイヤロープＷの状態（傷等の有無）を検査する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。磁性体検査装置１００（２００）が検査する磁性体の数は任意の数でよい。
　また、上記第１および第２実施形態では１つの励磁部１１（励磁コイル１３）が４つの検知コイル１０（４本のスチールワイヤロープＷ）を取り囲む構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。励磁部１１（励磁コイル１３）は、２つ以上の検知コイル１０（磁性体）を取り囲むように構成されていればよい。しかし、励磁部１１の数が多くなれば、部品点数が増加するとともに、装置が大型化するため、磁性体検査装置１００（２００）に設けられている全ての検知コイル１０を１つの励磁部１１（励磁コイル１３）で取り囲む構成の方が好ましい。
　また、上記第１および第２実施形態では、磁性体検査装置１００（２００）をエレベータ４００に設けられた複数のスチールワイヤロープＷの検査に用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。磁性体検査装置１００（２００）は、ワイヤを利用した装置やインフラ、たとえば、ロープウエイなどの移動用装置や、つり橋・橋脚等の複数本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、上下水道配管、ガス管、パイプライン等、複数の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。
　また、上記第１および第２実施形態では、判定部２がデジタル出力インターフェース２２を介して、外部のパソコンなどへ検知信号などを出力する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、判定部２は、検知信号などの判定結果を報知する報知部をさらに備えていてもよい。このように構成すれば、磁性体検査装置１００（２００）を操作する操作者に判定結果を報知することができる。その結果、磁性体検査装置１００（２００）以外の装置を用いることなく、操作者に判定結果を認識させることができる。また、判定部２は、検知信号または検知信号に基づく信号を外部機器に送信する通信部をさらに備えていてもよい。このように構成すれば、検知部１により取得した検知信号または検知信号に基づく信号（たとえば、判定結果信号）を外部機器に送信することができる。その結果、操作者は、外部機器により検知信号または検知信号に基づく信号に基づいて、信号の解析等を行うことができる。
　また、上記第１および第２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、磁性体の磁界また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の変化をも含む。
　１０、６０　検知コイル
　１１、７０　励磁部
　１２　検知信号出力部
　１３　励磁コイル
　１４、８０　差動コイル
　３０　磁界印加部
　４０　円筒型コイル（検知コイル）
　５０　楕円筒型コイル（励磁部、励磁コイル）
　１００、２００　磁性体検査装置
　Ｔｈ　所定の閾値
　Ｔｈ１　所定の第１閾値
　Ｔｈ２　所定の第２閾値
　Ｚ方向　長尺材が延びる方向
　Ｗ　スチールワイヤロープ（磁性体、長尺材）

Claims (8)

  1. 　磁性体内部の磁束を測定する全磁束法により複数の磁性体の状態を検査する磁性体検査装置であって、
    　前記磁性体の各々の磁界を検知する複数の検知コイルと、
    　複数の前記磁性体に対して１つ設けられた励磁部と、
    　前記磁性体の各々の磁界に基づく検知信号をそれぞれ出力する検知信号出力部とを備える、磁性体検査装置。
  2. 　複数の前記検知コイルは、それぞれ、前記磁性体の各々の周囲を囲むように設けられており、
    　前記励磁部は、複数の前記磁性体に対して１つ設けられている、請求項１に記載の磁性体検査装置。
  3. 　前記励磁部は、複数の前記検知コイルを取り囲むように構成されている、請求項１に記載の磁性体検査装置。
  4. 　前記検知コイルは、１対の差動コイルを含み、
    　前記励磁部は、複数組の前記差動コイルを取り囲むように構成されている、請求項３に記載の磁性体検査装置。
  5. 　前記磁性体は、長尺材からなり、
    　複数の前記検知コイルは、複数の前記長尺材が延びる方向において、少なくとも隣り合う前記検知コイル同士の位置が互いにずれるように配置されており、
    　前記励磁部は、位置をずらして配置された複数の前記検知コイルを取り囲むように構成されている、請求項１に記載の磁性体検査装置。
  6. 　前記磁性体に対して磁界を印加し前記磁性体に対して所定方向の磁界を印加する磁界印加部をさらに備え、
    　複数の前記検知コイルは、前記磁界印加部により予め磁界が印加された前記磁性体の磁界の変化を検知するように構成されている、請求項１に記載の磁性体検査装置。
  7. 　前記検知信号出力部により出力された複数の前記検知信号に基づいて前記磁性体の各々の状態の判定を行う判定部をさらに備え、
    　前記判定部は、前記検知信号出力部により出力された前記検知信号の各々が所定の閾値を超えた場合に、前記検知信号の各々が前記所定の閾値を超えたことを示す閾値信号を、前記磁性体ごとに外部に出力するように構成されている、請求項１に記載の磁性体検査装置。
  8. 　前記励磁部は、複数の前記検知コイルを取り囲むように巻回されるように設けられた励磁コイルを含み、
    　前記励磁コイルは、前記磁性体が延びる方向に磁界を印加するように構成されており、
    　複数の前記検知コイルは、それぞれ、前記励磁コイルにより磁界が印加されることにより生じる前記磁性体の各々の磁界の変化を検知するように構成されている、請求項１に記載の磁性体検査装置。
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