WO2019220953A1 - 磁性体検査装置および磁性体検査方法 - Google Patents

磁性体検査装置および磁性体検査方法 Download PDF

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WO2019220953A1
WO2019220953A1 PCT/JP2019/018273 JP2019018273W WO2019220953A1 WO 2019220953 A1 WO2019220953 A1 WO 2019220953A1 JP 2019018273 W JP2019018273 W JP 2019018273W WO 2019220953 A1 WO2019220953 A1 WO 2019220953A1
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magnetic
wire rope
steel wire
detection
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PCT/JP2019/018273
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Inventor
健二 飯島
Original Assignee
株式会社島津製作所
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • 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

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 extending in the longitudinal direction so as to be relatively movable with respect to the steel wire rope, and the steel wire rope extending around the steel wire rope.
  • a magnetic substance inspection device is disclosed that includes an excitation coil and a detection coil that are wound around an outer periphery of a coil holder so as to follow the direction.
  • 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 is configured to detect a leakage magnetization in the longitudinal direction of the steel wire rope generated from the steel wire rope and output a detection signal.
  • the magnetic substance inspection apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-302379 moves the coil holder and the steel wire rope relative to each other in the longitudinal direction, thereby preventing leakage of the magnetic field generated at the position where the steel wire rope is disconnected. It is configured to detect and warn of disconnection of the
  • the magnetic substance inspection apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-302379 detects noise due to the magnetization variation of the steel wire rope.
  • the magnitude and direction of magnetization inside a magnetic body such as a steel wire rope may not be aligned with a certain magnitude and direction during manufacturing (after manufacturing).
  • the detection coil may detect a signal based on noise due to variations in the magnitude and direction of magnetization of the steel wire rope. . 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).
  • An inspection apparatus and a magnetic substance inspection method are provided.
  • a magnetic substance inspection apparatus is a magnetic field application unit that applies a magnetic field in advance to a magnetic substance to be inspected to adjust the magnitude and direction of magnetization of the magnetic substance.
  • a detection unit that outputs a detection signal based on the magnetic field of the magnetic material to which the magnetic field is applied by the magnetic field application unit or a change in the magnetic field. Including a magnet arranged to.
  • 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 pole surface is a surface including a point having the strongest magnetic field strength in the magnetic field application unit.
  • “facing magnets” is a broad concept including a state in which a pair of magnets face each other and a magnetic body is surrounded by an annular magnet.
  • the magnetic body inspection apparatus includes the magnets disposed so that the magnetic pole faces of the same polarity face each other on both sides of the magnetic body.
  • a magnetic field application unit for adjusting As a result, a magnetic field is applied in advance to the magnetic material, so that the magnitude and direction of the magnetization of the portion free from scratches or the like of the magnetic material are substantially adjusted.
  • the magnitude and direction of the magnetization of the part where the magnetic material is scratched or the like are not aligned.
  • the detection signal output from the detection unit is different between a part having a scratch or the like and a part having no scratch, so that it is possible to easily determine the state of the magnetic body (whether there is a scratch or the like).
  • the magnitude and direction of the magnetization of the magnetic material can be adjusted by applying a magnetic field from both sides of the magnetic material, the magnetization of the magnetic material can be compared with the case where the magnetic field is applied from one side of the magnetic material.
  • the size and orientation can be adjusted efficiently.
  • the magnets arranged on opposite sides of the magnetic substance so that the magnetic pole faces having the same polarity are opposed to each other cause an area in which the magnetic field is canceled with respect to the magnetic substance.
  • a magnetic field is applied to the magnetic material to generate a magnetic shunt region that adjusts the magnitude and direction of the magnetization of the magnetic material.
  • a magnetic pole is generated in the minor axis direction of the magnetic body when a magnetic field is applied to the magnetic body by the magnetic field applying unit.
  • the magnetic material is attracted to the magnetic field application unit in the minor axis direction of the magnetic material. Therefore, in order to prevent the magnetic body from being attracted to the magnetic field application unit, it is necessary to increase the tension applied to the magnetic body. If comprised as mentioned above, when detecting the state (the presence or absence of a flaw etc.) of a magnetic body, a magnetic body can be passed in order of a magnetic shunt area
  • the magnetic material can be magnetized by the magnetic domain. As a result, compared with the case where the magnetic field application unit does not generate a region that cancels the magnetic field, the magnetic material is suppressed from being attracted to the magnetic field application unit in the short axis direction, so that the tension applied to the magnetic material is not increased.
  • the magnetic material can be magnetized.
  • the magnetic field application unit is configured to reverse the direction of the magnetic field applied to the magnetic body across the region for canceling the magnetic field in the magnetic shunt region.
  • the magnetic body is arranged in the order of the magnetizing region, the magnetization canceling region, and the magnetizing region. Therefore, the long material can be easily and reliably magnetized.
  • the direction of the magnetic field generated by the magnetic field application unit is reversed before and after the region where the magnetic field is canceled. As a result, it has been found that the change in the magnetic field can be detected more accurately than in the case where the direction of the magnetic field does not reverse.
  • a pair of magnets is provided so as to sandwich the magnetic body, and the magnetic body is made of a long material and a pair of magnets.
  • the magnet emits a magnetic field from one magnetic pole surface toward the other magnetic pole surface, so that the direction of the magnetic field is a curve including a direction along the direction in which the long material extends as the distance from the center of the magnetic pole surface increases. become.
  • the magnetization of the magnetic material can be easily performed even when a pair of magnets are arranged so as to sandwich the magnetic material.
  • the size and orientation of the can be adjusted.
  • the pair of magnets do not face one of the magnetic pole surfaces of the same polarity of each magnet.
  • the other magnetic pole surfaces of the same polarity are arranged so as to face each other. If comprised in this way, for example, even when using a pair of rod-shaped magnets having magnetic pole faces on both end faces, the same poles of the magnets face each other, and a pair of long materials are directed toward the short direction. A magnet can be placed. As a result, it is possible to apply a magnetic field from the short direction of the long material toward the long material, so that it is possible to easily generate a region for canceling the magnetic field and a magnetic shunt region.
  • the magnetic field application unit is located at a position separated from the detection unit by a predetermined distance in the direction in which the long material extends. Is provided.
  • the magnetic field from the magnetic field application unit detected by the detection unit changes.
  • the change in the magnetic field from the magnetic field application unit detected by the detection unit becomes a factor that causes noise in the magnetic field detected by the detection unit.
  • this noise becomes larger as the distance between the detection unit and the magnetic field application unit is shorter.
  • the accuracy of the S / N ratio of the detection signal is increased by arranging the magnetic field application unit separated by a predetermined distance so as not to affect the detection of the magnetic field in the detection unit.
  • the relative position between the detection unit and the magnetic field application unit is changed, so that the generation of noise due to the change of the magnetic field from the magnetic field application unit detected by the detection unit can be suppressed.
  • the magnetic field application unit includes a first magnetic field application unit that applies a magnetic field to the long material, And a second magnetic field application unit that is provided on the opposite side of the detection unit from the first magnetic field application unit in the extending direction of the measurement material and applies a magnetic field to the long material. If comprised in this way, a magnetic field application part can be arrange
  • the detection unit surrounds the magnetic body around the long material, and the direction along the direction in which the magnetic body extends. And a detection coil that generates a detection signal by detecting a change in the magnetic field in the extending direction of the magnetic body. If comprised in this way, since a detection coil generate
  • the detection coil includes a differential coil, and is configured to output each detection signal generated by the two coil portions included in the differential coil by a magnetic field in a direction in which the magnetic body extends. Yes.
  • the state of the magnetic body (whether there is a scratch or the like) is detected by detecting a difference in detection signal caused by a scratch on the magnetic body generated by one coil portion and the other coil portion of the differential coil. ) Can be detected more easily.
  • the magnetic substance inspection apparatus preferably further includes a determination unit that determines a state of the magnetic body based on the detection signal output by the detection unit, and the determination unit is output by the detection unit.
  • a determination unit that determines a state of the magnetic body based on the detection signal output by the detection unit, and the determination unit is output by the detection unit.
  • the detection unit When the detected signal exceeds one or more predetermined thresholds, one or more threshold signals indicating that the detected signal exceeds one or more predetermined thresholds are output to the outside Has been. If comprised in this way, the part from which the state (the presence or absence of a damage
  • the determination unit counts the number of times that the detection signal output by the detection unit exceeds one or more predetermined threshold values, and each counted number exceeds the predetermined number of times. In this case, 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 the magnetization of the magnetization is generated by the magnetic field generated by the excitation current flowing through the excitation coil. It is configured to detect a magnetic field in the extending direction of the magnetic material whose state is excited or a change in the magnetic field.
  • the excitation coil excites the magnetization state of the magnetic material such as a flaw, so that the magnetic field in the direction in which the magnetic material extends from the magnetic material flaw or the like can be easily changed. Can be detected.
  • the magnetic field applied to the magnetic body by the magnetic field applying unit is larger than the magnetic field generated by the excitation coil to excite the magnetization state of the magnetic body.
  • excitation is performed by an excitation coil in an area where the magnetic material is not damaged.
  • the change in the magnetic field when applied is uniform.
  • the change in the magnetic field when excited is not uniform compared to the region where there are no scratches or the like.
  • the magnetic field necessary to excite the magnetization state in the direction in which the magnetic material extends is sufficiently large for detection even if it is smaller than the magnetization applied for magnetic conditioning. is there. That is, the magnitude of the magnetic field required to excite the magnetization state can be reduced compared to the case where the magnitude and direction of magnetization are not adjusted.
  • the detection unit moves the magnetic body relative to the detection unit in the direction in which the magnetic body extends, so that the magnetic body extends in the detection position of the detection unit. It is configured to detect a magnetic field or a change in the magnetic field. 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 includes 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 detection part containing the coil which lets a magnetic body pass inside, since the restriction
  • the magnetic body is provided in the X-ray imaging apparatus so as to be movable relative to the subject.
  • a magnetic body inspection method for a magnetic body by a magnetic field application unit including magnets disposed so that opposite magnetic pole faces are opposite to each other of a magnetic body to be inspected.
  • a step of adjusting the magnitude and direction of magnetization of the magnetic material by applying a magnetic field in advance, a magnetic field of the magnetic material to which the magnetic field is applied or a change in the magnetic field, and a detection signal based on the detected magnetic field of the magnetic material or a change in the magnetic field Output.
  • the magnetic field application unit including magnets arranged so that the magnetic pole surfaces of the same polarity face each other on both sides of the magnetic body to be inspected, A step of preliminarily applying a magnetic field to the magnetic material to adjust the magnitude and direction of magnetization of the magnetic material; As a result, a magnetic field is applied in advance to the magnetic material, so that the magnitude and direction of the magnetization of the portion free from scratches or the like of the magnetic material are substantially adjusted. On the other hand, the magnitude and direction of the magnetization of the part where the magnetic material is scratched or the like are not aligned.
  • the magnetic body inspection method can easily determine the state of the magnetic body (whether there is a scratch or the like), because the detection signal output from the detection unit is different between the portion with and without the scratch. Can be provided.
  • the magnitude and direction of the magnetization of the magnetic material can be adjusted by applying a magnetic field from both sides of the magnetic material, the magnetization of the magnetic material can be compared with the case where the magnetic field is applied from one side of the magnetic material. It is possible to provide a magnetic substance inspection method capable of efficiently adjusting the size and orientation.
  • FIG. 1 It is the figure which showed the whole structure of the movable X-ray fluoroscope provided with the magnetic body test
  • FIG. 2 is a schematic diagram (A) to a schematic diagram (C) showing a case where a steel wire rope has scratches or the like. It is a schematic diagram for demonstrating the magnitude
  • FIG. 1 It is the schematic diagram (A) and (B) for demonstrating the application direction of the magnetic field in the case of the magnetic shunt by 1st Embodiment and a 2nd comparative example. It is a graph (A) and (B) of a value of a detection signal of a magnetic material by a 1st embodiment and the 2nd comparative example. It is the block diagram which showed the electronic circuit part by 2nd Embodiment. It is the schematic diagram (A) and schematic diagram (B) for demonstrating the excitation coil and magnetic sensor element by 3rd Embodiment. It is the block diagram which showed the electronic circuit part by 3rd Embodiment. FIG.
  • FIG. 6 is a schematic diagram (A) to a schematic diagram (C) for explaining a magnetic field application unit according to a first modification. It is the schematic diagram (A) and schematic diagram (B) for demonstrating the magnetic field application part by a 2nd modification.
  • FIG. 10 is a schematic diagram (A) to a schematic diagram (F) for explaining an excitation coil and a detection coil according to a third modification. It is a schematic diagram for demonstrating the excitation coil and detection coil by a 4th modification. It is a schematic diagram for demonstrating the detection coil by a 5th modification. It is the schematic diagram (A) and schematic diagram (B) for demonstrating the detection coil by a 6th modification.
  • FIG. 10 is a schematic diagram (A) to a schematic diagram (C) for explaining an X-ray irradiation apparatus according to a seventh modification.
  • 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 a magnetic body inspection device 100 configured to be movable in the vertical direction (X direction) in which the steel wire rope W extends.
  • the steel wire rope W is an example of the “magnetic body”, “long material”, and “wire” in the claims.
  • the X direction is an example of the “direction in which the magnetic material extends”, the “direction in which the long material extends”, and 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 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 magnetic substance inspection apparatus 100 outputs a detection signal based on a magnetic field application unit 1 that applies a magnetic field to the steel wire rope W and a magnetic field of the steel wire rope W to which the magnetic field is applied or a change in the magnetic field.
  • the detection part 2 which performs and the electronic circuit part 3 which determines the state of the steel wire rope W are provided.
  • the magnetic field application unit 1, the detection unit 2, and the electronic circuit unit 3 are provided on the frame F and are configured as an inspection unit U.
  • the magnetic substance inspection apparatus 100 includes a driver (not shown) and a drive unit (not shown) that allow the inspection unit U to move with respect to 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 advance to the steel wire rope W to be inspected to adjust the magnitude and direction of the magnetization of the steel wire rope W.
  • the magnetic field application unit 1 includes magnets 11 arranged on both sides (Y1 side and Y2 side) of the steel wire rope W so that the same magnetic pole surfaces Pf face each other.
  • a pair of magnets 11 are provided so as to sandwich the steel wire rope W, and one homopolar surface of each magnet 11 does not face each other, and the other homopolar surfaces face each other.
  • the magnet 11 is arranged so that the N poles face each other.
  • FIG. 2 the example shown in FIG.
  • the N pole of the magnet 11 is hatched with hatching. Further, the S pole of the magnet 11 is shown without hatching.
  • the N-pole magnetic pole surface Pf of the magnet 11 is defined as the magnetic pole surface Pf1 and the S-pole magnetic pole surface Pf2.
  • a side surface of the magnet 11 other than the magnetic pole surface Pf is defined as a side surface portion Sf other than the magnetic pole surface.
  • the N pole side is defined as a side surface portion Sf1 other than the magnetic pole
  • the S pole side is defined as a side surface portion Sf2 other than the magnetic pole.
  • the magnetic field application unit 1 is provided at a position separated from the detection unit 2 by a predetermined distance in the X direction. 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. Changes.
  • 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 changes, the magnetic field from the magnetic field application unit 1 detected by the detection unit 2 changes.
  • the change in the magnetic field from the magnetic field application unit 1 detected by the detection unit 2 causes noise in the magnetic field detected by the detection unit 2. Therefore, the magnetic field application unit 1 is provided at a position separated by a predetermined distance so that the influence of the change of the magnetic field on the detection unit 2 does not matter.
  • the magnetic field application unit 1 is provided on the opposite side (X2 side) of the first magnetic field application unit 1a that applies a magnetic field to the steel wire rope W and the first magnetic field application unit 1a of the detection unit 2 in the X direction. And a second magnetic field applying unit 1b that applies a magnetic field to the steel wire rope W.
  • the first magnetic field application unit 1a and the second magnetic field application unit 1b are fixed to the frame F, respectively.
  • the first magnetic field application unit 1a includes a pair of magnets 11a and 11b.
  • Second magnetic field application unit 1b includes a pair of magnets 12a and 12b.
  • the magnets 11a, 11b, 12a, and 12b are each composed of a permanent magnet, for example.
  • the magnitude of the magnetic field applied by the magnetic field application unit 1 is set to a magnitude that allows the magnitude and direction of the magnetization of the steel wire rope W to be adjusted substantially uniformly (in a portion having no scratch or the like). .
  • the magnetic pole surface Pf of the pair of magnets 11 facing each other in the first magnetic field application unit 1a and the magnetic pole surface Pf of the pair of magnets 11 facing each other in the second magnetic field application unit 1b. are the same polarity.
  • the magnetic field applied to the magnetic body by the magnetic field applying unit 1 is set 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 set to a size that can arrange (align) the magnitude and direction of the magnetization of the steel wire rope W in the substantially X direction.
  • the magnetic field required to excite the magnetization of the steel wire rope W by the excitation coil 21 is a magnetic field applied from the magnetic field application unit 1 to adjust (align) the magnitude and direction of the magnetization of the steel wire rope W. Can be set smaller. Details will be described later.
  • the detection unit 2 is configured to output a detection signal based on the magnetic field of the steel wire rope W to which the magnetic field is applied by the magnetic field application unit 1 or a change in the magnetic field.
  • the detection unit 2 includes an excitation coil 21 and a detection coil 22 as shown in FIG. Further, the excitation coil 21 and the detection coil 22 are wound a plurality of times along the longitudinal direction around the direction in which the steel wire rope W, which is a magnetic material made of a long material, extends, and are cylindrical along the X direction. It is a coil containing the conducting wire part formed so that it may become a shape.
  • the surface formed by the wound conducting wire is substantially orthogonal to the extending direction of the steel wire rope W, 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 detailed configuration in which the detection unit 2 determines the state of the steel wire rope W will be described later.
  • the electronic circuit unit 3 is configured to determine the state of the steel wire rope W based on the detection signal output from the detection unit 2. Specifically, as shown in FIG. 4, the electronic circuit unit 3 includes an AC power supply 31, an amplifier 32, an AD converter 33, a CPU (Central Processing Unit) 34, and a digital output interface 35.
  • the electronic circuit unit 3 includes an AC power supply 31, an amplifier 32, an AD converter 33, a CPU (Central Processing Unit) 34, and a digital output interface 35.
  • 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 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 Th described later, an alarm signal is output.
  • the CPU 34 controls the intensity of the current output from the AC power supply 31.
  • the CPU 34 has a function of determining the size of a scratch or the like.
  • the digital output interface 35 is connected to an external PC (not shown) and outputs digital data of processed detection signals and warning signals. Further, the external PC stores the magnitude of the input signal in a memory, displays a graph with the passage of time of the signal magnitude, and, along with the CPU 34, the detection unit 2 (integrated frame F). 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.
  • FIG. 5A is a schematic view of the magnetic substance inspection apparatus 100 viewed from the Z direction.
  • FIG. 5B is an enlarged schematic view of the vicinity of the magnetic field application unit 1 (first magnetic field application unit 1a).
  • the magnetic field application unit 1 and the detection unit 2 provided in the inspection unit U and the steel wire rope W are relatively moved.
  • a magnetic field is applied in advance to the portion to be inspected by the detection unit 2 by the single magnetic field application unit 1a (magnets 11a and 11b), and the magnitude and direction of magnetization are adjusted.
  • the second magnetic field application unit 1b (magnet 11c) is used.
  • a magnetic field is applied in advance to the portion to be inspected by the detection unit 2, and the magnitude and direction of magnetization are adjusted. Therefore, in the case of relative movement in any direction, the magnetic field application unit 1 applies a magnetic field in advance to the steel wire rope W before the detection unit 2 detects the magnitude and direction of magnetization. Can be arranged.
  • the pair of magnets 11 is configured to apply a magnetic field to the steel wire rope W from the short direction (Y direction) of the steel wire rope W. Yes. Specifically, the pair of magnets 11 (magnets 11a and 11b) are configured to apply a magnetic field mainly to the steel wire rope W in a direction along the X direction. In the example shown in FIG. 5B, the direction of the magnetic field emitted from the magnet 11 is indicated by a broken line 13.
  • the magnets 11a and 11b are arranged so as to face each other with the steel wire rope W interposed therebetween. Therefore, the magnetic field applied from the magnet 11a and the magnetic field applied from the magnet 11b collide at a predetermined position. Therefore, the magnetic fields applied from the respective magnets 11 cancel each other out at a predetermined position. As a result, the pair of magnets 11 (magnets 11 a and 11 b) generates a region 14 that cancels the magnetic field with respect to the steel wire rope W.
  • a pair of magnets 11 are positions where the steel wire rope W passes through a region 14 that cancels the magnetic field when the magnetic field applying unit 1 applies a magnetic field to the steel wire rope W.
  • the magnet 11a and the magnet 11b are examples using the same magnitude of magnetic force, so that the distance r1 from the magnet 11a is equal to the distance r2 from the magnet 11b.
  • a region 14 for canceling the magnetic field is formed.
  • the positions where the magnets 11a and 11b are arranged may be adjusted so that the region 14 for canceling the magnetic field is formed at the position where the steel wire rope W passes.
  • the magnetic field applied from the magnet 11 to the steel wire rope W is emitted from one magnetic pole surface Pf1 (N pole) toward the other magnetic pole surface Pf2 (S pole), and therefore the center of the magnetic pole surface Pf.
  • the direction of the magnetic field becomes a curve including the direction along the extending direction (X direction) of the steel wire rope W as the distance from the distance increases. Therefore, the direction in which the magnetic field is applied is in a direction along the longitudinal direction (X direction) of the steel wire rope W as it moves away from the center of the magnet 11 (as the magnetic field applying unit 1 moves on the steel wire rope W). The part which becomes becomes.
  • the pair of magnets 11 applies a magnetic field to the steel wire rope W to generate a magnetic shunt region 15 that adjusts the magnitude and direction of the magnetization of the steel wire rope W.
  • a magnetizing region 15 that adjusts the magnitude and direction of magnetization in the steel wire rope W in a substantially X direction is generated.
  • the magnetizing region 15 may not strictly adjust the magnetization of the steel wire rope W in the direction (X direction) in which the steel wire rope W extends.
  • the magnetic shunt region 15 may be magnetically shunted by the magnetic field applied by the pair of magnets 11 so that the total magnitude, direction, and vector of the magnetization in the steel wire rope W are substantially in the X direction.
  • the pair of magnets 11 is configured to generate a magnetic shunt region 15 before and after the detection unit 2 and the region 14 for canceling the magnetic field.
  • the magnetic field applied from the magnet 11 is emitted symmetrically, so that two magnetic shunt regions 15 (regulatory regions) sandwiching the region 14 that cancels the magnetic field. Magnetic regions 15a and 15b) are produced.
  • the detection unit 2 detects the magnetic field by adjusting the magnetic field by the magnetic domain region 15 (magnetic domain region 15a in the example of FIG. 5B) generated between the detection unit 2 and the region 14 for canceling the magnetic field. Noise can be reduced.
  • the front and rear of the region 14 where the magnetic field is canceled is the front and rear direction in the direction in which the magnetic field applying unit 1 relatively moves.
  • the pair of magnets 11 magnetizes the steel wire rope W in the direction along the X1 direction in the magnetic shunt region 15a, and then in the region 14 that cancels the magnetic field, It is considered that the steel wire rope W is magnetized in the direction along the X2 direction in the magnetic shunt region 15b by canceling the magnetization.
  • the first magnetic field application unit 1 a is configured to reverse the direction of the magnetic field applied to the steel wire rope W across the region 14 for canceling the magnetic field in the magnetic shunt region 15.
  • the direction of the magnetic field applied by the first magnetic field application unit 1a in the magnetic shunt region 15a is the X2 direction.
  • the magnitude of the magnetic field applied by the first magnetic field application unit 1a increases as the area approaches the region 14 where the magnetic field is canceled. In the region 14 where the magnetic field is canceled, the magnitude of the magnetic field applied in the direction along the steel wire rope W (X direction) among the magnetic fields applied by the first magnetic field applying unit 1a becomes zero. In the magnetic shunt region 15b, the direction of the magnetic field applied by the first magnetic field application unit 1a is the X1 direction. In addition, the magnitude of the magnetic field applied by the first magnetic field application unit 1a decreases as the distance from the region 14 that cancels the magnetic field increases.
  • the pair of magnets 11 (the magnet 11c and the magnet 11d) in the second magnetic field application unit 1b are also arranged before and after the region 14 for canceling the magnetic field, similarly to the pair of magnets 11 in the first magnetic field application unit 1a.
  • the magnetic region 15 is formed.
  • the second magnetic field application unit 1b reverses the direction of the magnetic field applied to the steel wire rope W across the region 14 for canceling the magnetic field in the magnetic shunt region 15. It is configured.
  • FIG. 6A is a schematic diagram of a steel wire rope W passing through the inside of the detection unit 2.
  • FIG. 6B is a schematic diagram when the magnetization state of the steel wire rope W is excited by the excitation coil 21 provided in the detection unit 2.
  • the detection coil 22 is configured to detect a magnetic field generated from the steel wire rope W passing through the inside. Specifically, the detection coil 22 is configured to detect a change in the magnetic field in the X direction generated from the steel wire rope W and generate a voltage. The detection coil 22 detects a change in the magnetic field with respect to the steel wire rope W to which the magnetic field is applied by the magnetic field application unit 1 and outputs a voltage based on the detected change in the magnetic field of the steel wire rope W. It is configured. 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.
  • the magnetic field generated based on the excitation current in the excitation coil 21 is oriented in the X direction. It is comprised so that it may be applied. Thereby, the excitation coil 21 excites the magnetization state of the steel wire rope W. Specifically, as shown in FIG. 6 (B), an AC current (excitation current) having a constant magnitude and a constant frequency is caused to flow from the outside to the excitation coil 21, thereby extending the X of the steel wire rope W.
  • the magnetic field is applied so as to vibrate in the direction (the magnetic field in the X1 direction and the magnetic field in the X2 direction appear periodically).
  • the direction of the magnetic field (solid line 16 or broken line 17) applied by the exciting coil 21 also changes with the direction of the exciting current flowing through the exciting coil 21 that changes with time (solid line or broken line).
  • 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 22, so that the detection wire 22 detects the change in the magnetic field.
  • the state of W can be determined.
  • the magnetization of the steel wire rope W when excited in the X2 direction is indicated by a solid arrow 18.
  • the magnetization of the steel wire rope W when excited in the X1 direction is indicated by a broken-line arrow 19.
  • FIG. 6B for the sake of convenience, the magnetization of the steel wire rope W when excited in the X2 direction is indicated by a solid arrow 18. Further, the magnetization of the steel wire rope W when excited in the X1 direction is indicated by a broken-line arrow 19. In the example shown in FIG.
  • the magnetization arrow 18 and the arrow 19 of the steel wire rope W are made easy to see the change in magnitude (strength) of the magnetization of the steel wire rope W when excited.
  • the positions of the magnetization direction 18 and the arrow 19 of the steel wire rope W coincide with each other in the Y direction.
  • the magnetization of the steel wire rope W illustrated by the arrow 18 is larger in magnetic field than before the magnetic field is applied by the excitation coil 21 because the magnetic field in the X2 direction is applied by the excitation coil 21.
  • the magnetization of the steel wire rope W illustrated by the arrow 19 is applied with a magnetic field in the X1 direction by the excitation coil 21, so that the magnitude of the magnetic field is smaller than that before the magnetic field is applied by the excitation coil 21.
  • 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.
  • the steel wire rope W of FIG. 7 (B) has a dent in the surface portion due to thread or dent.
  • the wire breakage has arisen inside the steel wire rope W of FIG.7 (C). Since 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, 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 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.
  • 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 magnitude and direction of magnetization 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 magnitude and direction of magnetization are substantially aligned in the X direction. is there.
  • the magnitude and direction of magnetization vary for each internal structure in the steel wire rope W, which is a magnetic material, at the time of manufacture. Also, the magnitude and direction of these magnetizations change when an external force such as stress is applied through a mechanism such as a pulley. Accordingly, even in a homogeneous portion without scratches or the like, even if the magnetization size and direction are excited in the X direction by the excitation coil 21, the variation in the magnetization size and direction cannot be completely eliminated. Variations in the magnitude and direction of magnetization at each location cause noise in the detection signal.
  • the change in the magnetic field when excited is not uniform compared to the region where there is no scratch or the like. Therefore, in the determination of the state of the steel wire rope W, the magnetic field necessary to excite the magnetization state in the X direction is sufficiently large for detection even if it is smaller than the magnetization applied to adjust the magnetic field. .
  • FIG. 9 is a graph of a change in the magnetic field of the steel wire rope W in the first 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.
  • the magnetic substance inspection apparatus In the magnetic substance inspection apparatus according to the first comparative example in which the magnetic field application unit 1 is not provided, the magnitude and direction of the magnetization even in a portion having no scratch as shown in the graph without magnetic adjustment in FIG. 9A. Noise due to the variation in the noise is detected. Therefore, in such a magnetic substance inspection apparatus according to the first comparative example, it is difficult to determine whether there is a flaw or the like that is not specialized without experience or knowledge (for example, how to pattern a characteristic detection signal). . In particular, when a determination is made based only on the magnitude of a signal by providing a threshold value or the like, it may cause erroneous determination.
  • noise is hardly detected as shown in the graph with magnetic shunt of FIG. 9B.
  • the magnitude of the noise is relatively small and the S / N ratio is good, and the detection signal is clearly shown. Therefore, by magnetically rectifying the steel wire rope W by the magnetic field application unit 1, noise can be reduced to such an extent that erroneous determination does not occur even if the determination is made by a non-expert or the threshold Th.
  • 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.
  • step S1 the magnetic field application unit 1 uses the magnet 11 arranged so that the same pole (N pole) magnetic pole faces Pf (Pf1) face each other on both sides of the steel wire rope W to be inspected. A magnetic field is applied to W in advance to adjust the magnitude and direction of magnetization of the steel wire rope W. Thereafter, the process proceeds to step S2.
  • step S2 the detection unit 2 detects a magnetic field of the steel wire rope W to which a magnetic field is applied or a change in the magnetic field, and outputs a detection signal based on the detected magnetic wire rope W or a change in the magnetic field. Thereafter, the process proceeds to step S3.
  • step S3 the electronic circuit unit 3 determines the state of the steel wire rope W based on the detection signal output by the detection unit 2, and ends the process.
  • the magnets are arranged so that the magnetic pole faces Pf (Pf1) having the same polarity (N pole) face each other on both sides of the steel wire rope W to be inspected.
  • Step S1 in which a magnetic field is applied to the steel wire rope W in advance by the magnetic field application unit 1 including 11 to adjust the magnitude and direction of magnetization of the steel wire rope W, and the magnetic field or magnetic field of the steel wire rope W to which the magnetic field is applied
  • FIG. 11A shows the arrangement of the magnets 11 of the magnetic field application unit 1 in the present embodiment.
  • the steel wire rope W passes through the magnetic shunt region 15a, the magnetic field canceling region 14, the magnetic shunt region 15b, and the detection unit 2 in this order.
  • FIG. 11B shows the arrangement of the magnets 41 of the magnetic field application unit 40 of the second comparative example.
  • the direction of the magnetic field received by the steel wire rope W slightly changes along the magnetic field lines of the magnetic field emitted from the magnet 41, but the direction along the steel wire rope W (X direction).
  • the direction of the magnetic field does not change. That is, in the configuration shown in FIG. 11B, the direction of the magnetic field applied to the steel wire rope W is not reversed before and after the magnet 41. Further, there is no region 14 for canceling the magnetic field.
  • FIG. 12 (A) is a schematic diagram of a graph 43 showing a waveform of a detection signal detected by the detection unit 2 in the present embodiment.
  • FIG. 12B is a graph 44 showing the waveform of the detection signal detected by the detection unit 42 (see FIG. 11B) in the second comparative example.
  • the vertical axis represents the signal intensity
  • the horizontal axis represents the detection position.
  • the regions 45 and 46 in the graphs 43 and 44 represent positions where breaks occur in the strands of the steel wire rope W. It should be noted that the graphs 43 and 44 shown in FIGS. 12A and 12B are actually detected signals for the same steel wire rope W by the configurations of FIGS. 11A and 11B. The experimental results obtained are shown.
  • the detection signal of the steel wire rope W after being magnetized by the magnetic field application unit 1 in the present embodiment shows a characteristic waveform in the region 45. Therefore, the position of the broken wire of the steel wire rope W can be easily grasped.
  • the detection signal of the steel wire rope W after being magnetized by the magnetic field application unit 40 in the second comparative example shows a characteristic waveform in the region 46.
  • a waveform having a shape similar to that of the broken wire is seen. Therefore, it is difficult to easily grasp the position of the broken wire of the steel wire rope W.
  • the magnetic field is not accompanied by rapid reversal, it is possible to detect signals accurately by reversing the direction of the magnetic field applied to the steel wire rope W. I was able to get it. (Effect of 1st Embodiment) In the first embodiment, the following effects can be obtained.
  • the magnetic body inspection apparatus 100 applies a magnetic field to the steel wire rope W to be inspected in advance to adjust the magnitude and direction of the magnetization of the steel wire rope W. 1 and a detection unit 2 that outputs a detection signal based on a change in the magnetic field of the steel wire rope W to which the magnetic field is applied by the magnetic field application unit 1, and the magnetic field application unit 1 has the same polarity on both sides of the steel wire rope W.
  • the magnet 11 is disposed so that the (N pole) magnetic pole faces Pf (Pf1) face each other.
  • the magnitude and direction of the magnetization of the portion where the steel wire rope W is scratched are not aligned.
  • the state of the steel wire rope W (whether there is a scratch or the like) can be easily determined because the detection signal output from the detection unit 2 differs between a portion with a scratch or the like and a portion without the scratch.
  • it is possible to adjust the magnitude and direction of the magnetization of the steel wire rope W by applying a magnetic field from both sides (Y1 direction and Y2 direction) of the steel wire rope W a magnetic field is applied from one side of the steel wire rope W. Compared with the case of applying, the magnitude and direction of the magnetization of the steel wire rope W can be adjusted efficiently.
  • a pair of magnets 11 are provided so as to sandwich the steel wire rope W, and the steel wire rope W generates a region 14 that cancels the magnetic field with each other.
  • a magnetic field is applied to the steel wire rope W to generate a magnetic shunt region 15 for adjusting the magnitude and direction of magnetization of the steel wire rope W.
  • the steel wire rope W can be passed through the magnetic shunt region 15 and the detection unit 2 in this order. Accordingly, the magnetic field canceling region 14 can suppress the generation of magnetic poles in the short axis direction (Y direction) of the steel wire rope W, and the steel wire rope W can apply a magnetic field in the short axis direction (Y direction).
  • the steel wire rope W can be magnetized by the magnetic domain region 15 while being attracted to the part 1. As a result, compared to the case where the magnetic field application unit 1 does not generate the region 14 for canceling the magnetic field, the steel wire rope W is suppressed from being attracted to the magnetic field application unit 1 in the short axis direction (Y direction). Magnetization of the steel wire rope W can be performed without increasing the tension applied to the wire rope W.
  • the magnetic field application unit 1 is configured to reverse the direction of the magnetic field applied to the steel wire rope W across the region 14 for canceling the magnetic field in the magnetic shunt region 15.
  • the steel wire rope W is divided into the magnetizing region 15b, the magnetization canceling region 14, the magnetizing region. Since it becomes possible to pass in order of 15a, the steel wire rope W can be magnetized easily and reliably.
  • the direction of the magnetic field generated by the magnetic field application unit 1 is reversed before and after the region 14 where the magnetic field is canceled. As a result, as is clear from the knowledge shown in the second comparative example, the change in the magnetic field can be detected more accurately than in the case where the direction of the magnetic field is not reversed.
  • the magnetic body is made of the steel wire rope W, and the pair of magnets 11 mainly extends in the direction in which the steel wire rope W extends (X The magnetic field is applied along (direction).
  • the magnetic field is applied along (direction).
  • the pair of magnets 11 (the magnets 11a and 11b, or the magnet 11c and the magnet 11d) have one magnetic pole surface of the same polarity (S pole) of each magnet 11.
  • Pf (Pf2) is not opposed to each other, and the other same pole (N pole) magnetic pole faces Pf (Pf1) are arranged to face each other.
  • the same poles of the magnets 11 are opposed to each other, and the short direction of the steel wire rope W ( A pair of magnets 11 can be arranged in the (Y direction).
  • a magnetic field can be applied from the short direction (Y direction) of the steel wire rope W toward the steel wire rope W, so that the region 14 and the magnetic shunt region 15 that easily cancel the magnetic field are generated. Can do.
  • the magnetic field application unit 1 is provided at a position separated from the detection unit 2 by a predetermined distance in the direction (X direction) in which the steel wire rope W extends.
  • the magnetic field from the magnetic field application unit 1 detected by the detection unit 2 changes.
  • the change in the magnetic field from the magnetic field application unit 1 detected by the detection unit 2 causes noise in the magnetic field detected by the detection unit 2.
  • this noise increases as the distance between the detection unit 2 and the magnetic field application unit 1 decreases.
  • the accuracy of the S / N ratio of the detection signal is increased by arranging the magnetic field application unit 1 with a predetermined distance separation to such an extent that the detection of the magnetic field in the detection unit 2 is not affected.
  • the relative position between the detection unit 2 and the magnetic field application unit 1 is changed, thereby suppressing the generation of noise due to the change in the magnetic field from the magnetic field application unit 1 detected by the detection unit 2. it can.
  • the magnetic field application unit 1 includes the first magnetic field application unit 1a that applies a magnetic field to the steel wire rope W and the direction in which the steel wire rope W extends (X direction). And a second magnetic field application unit 1b that is provided on the opposite side (X2 direction) of the detection unit 2 to the first magnetic field application unit 1a and applies a magnetic field to the steel wire rope W.
  • the magnetic field application unit 1 can be arranged on both sides of the detection unit 2.
  • the detection unit 2 surrounds the steel wire rope W around the steel wire rope W and winds along the extending direction (X direction) of the steel wire rope W. And a detection coil 22 that detects a change in the magnetic field in the extending direction (X direction) of the steel wire rope W and generates a detection signal. As a result, the detection coil 22 generates a voltage due to the total magnetic flux inside the detection coil 22 or a change in the total magnetic flux, so that it is easy to change the magnetic field in the direction in which the steel wire rope W extends (X direction). Can be detected.
  • the detection coil 22 includes the differential coil, and the two coil portions included in the differential coil due to the magnetic field in the direction in which the steel wire rope W extends (X direction). Each generated detection signal is output.
  • the state of the steel wire rope W (the presence or absence of scratches, etc.) is detected by detecting a difference in detection signal caused by a scratch or the like of the steel wire rope W generated by one coil portion and the other coil portion of the differential coil. ) Can be detected more easily.
  • the electronic circuit unit 3 is further provided with the 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.
  • the detection signal output by the detection unit 2 exceeds two predetermined thresholds Th (first threshold Th1 and second threshold Th2), the detection signal has two predetermined thresholds Th (first threshold Th1 and second threshold Th1).
  • Two threshold signals a first threshold signal and a second threshold signal indicating that each threshold (Th2) has 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 detection unit 2 further includes the excitation coil 21 for exciting the magnetization state of the steel wire rope W, and the magnetic field generated by the excitation current flowing in the excitation coil 21.
  • the excitation coil 21 excites the state of magnetization of the portion of the steel wire rope W, such as a flaw, so that the magnetic field in the direction (X direction) in which the steel wire rope W extends from the portion of the steel wire rope W such as a flaw. Or the change of a magnetic field can be detected easily.
  • 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 also big. Thereby, compared with the case where the magnitude
  • the magnetic body is provided in the X-ray imaging apparatus 900 so as to be relatively movable with respect to the subject, and X-rays that irradiate the subject with X-rays.
  • It includes a steel wire rope W for moving at least one of the irradiation unit E1 and the X-ray detection unit E2 that detects X-rays transmitted through the subject, and the detection unit 2 detects a magnetic field in the X direction. It is configured. Thereby, the state (presence / absence of scratches) of the steel wire rope W used in the X-ray imaging apparatus 900 can be easily determined.
  • the magnet 11 arrange
  • the magnetic field application unit 1 applies a magnetic field to the steel wire rope W in advance to adjust the magnitude and direction of the magnetization of the steel wire rope W, and the magnetic field of the steel wire rope W to which the magnetic field is applied or a change in the magnetic field.
  • inspection method which can perform the determination of the state (presence / absence of a crack etc.) of the steel wire rope W can be provided. Further, since it is possible to adjust the magnitude and direction of the magnetization of the steel wire rope W by applying a magnetic field from both sides (Y1 direction and Y2 direction) of the steel wire rope W, a magnetic field is applied from one side of the steel wire rope W. Compared with the case where it applies, the magnetic body test
  • the structure of the magnetic body inspection apparatus 200 (refer FIG. 2) by 2nd Embodiment is demonstrated.
  • the magnetic body inspection apparatus 200 according to the second embodiment is a direct current in which the excitation current supplied to the excitation coil 21 does not change with time.
  • the magnetic substance inspection apparatus 200 includes an electronic circuit unit 302 provided in the inspection unit U.
  • the electronic circuit unit 302 includes a DC power supply 312 as shown in FIG.
  • the DC power supply 312 passes a DC current that does not change with 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.
  • the change of the magnetic field in the X direction of the steel wire rope W at the detection position of the detection unit 202 is detected.
  • 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 structure of the magnetic body inspection apparatus 300 (refer FIG. 3) by 3rd Embodiment is demonstrated.
  • the magnetic substance 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 magnetic substance inspection apparatus 300 includes a detection unit 203 (see FIG. 2) and an electronic circuit unit 303 (see FIG. 2) provided in the inspection unit U. Further, as shown in FIG. 14 (A), the detection unit 203 includes a plurality of (steel wire ropes) arranged so as to surround the steel wire rope W circumferentially on a surface orthogonal to the longitudinal direction of the steel wire rope W. 12 magnetic sensor elements 23 symmetrically with respect to W as an axis.
  • 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. .
  • a static magnetic field cannot be detected. Therefore, it is necessary to perform measurement while moving the magnetic body.
  • the excitation coil 21 is used together, the magnetic body to be measured is stopped. It is possible to perform measurement even in the state where
  • Hall elements, magneto-impedance elements, and magneto-resistive elements are used, 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 includes a voltage application mechanism 36 that applies a voltage to the magnetic sensor element 23.
  • 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 magnetic wire or the change of the magnetic field is detected with respect to the steel wire rope W after the magnetic field is applied in the X direction by the magnetic field applying unit 1, and the detected steel wire rope W is detected.
  • a detection unit 202 that outputs a detection signal based on the magnetic field is provided. Also by this, since the detection is performed in a state in which the variation in the magnitude and direction of the magnetization is reduced, it is possible to easily determine the state of the steel wire rope W (whether there is a scratch or the like).
  • the detection unit 202 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 including a coil that allows the steel wire rope W to pass through restrictions on the size or installation status of the steel wire rope W are relaxed, so that the application range can be expanded.
  • 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 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 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 relative position between the magnetic field application unit 1 and the detection unit 2 may be configured to be changeable. Specifically, after adjusting the magnitude and direction of magnetization of the steel wire rope W in the longitudinal direction (X direction) of the steel wire rope W by the magnetic field application unit 1, only the magnetic field application unit 1 is separated from the steel wire rope W. It may be moved to the position.
  • the magnetic field application unit 1 is configured so that the magnetic field of the magnetic field application unit 1 does not affect the detection unit 2 (202, 203). And the detection unit 2 (202, 203) can be separated.
  • the configuration of the magnetic field application unit 1 may be configured as shown in FIG. Specifically, as shown in FIG. 16A, the pair of magnets 11a and 11b may be arranged so that the south poles face each other. Moreover, the magnet 11c and the magnet 11d may be arrange
  • the magnetic field application unit 1 is configured by a permanent magnet.
  • the present invention is not limited to this. In this invention, you may comprise the magnetic field application part 1 with an electromagnet (coil).
  • the present invention showing an example in which the magnetic field applying unit 1 includes a pair of magnets 11 is not limited to this.
  • the structure provided with the ring-shaped magnet 11e (magnet 11f) may be sufficient.
  • the ring-shaped magnet 11e (magnet 11f) has an N-pole (or S-pole) inside the ring and an S-pole (or N-pole) outside the ring. What is necessary is just to use the magnet magnetized.
  • the same pole N pole
  • 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.
  • the detection coils 22c and 22d made of a differential coil may be arranged outside the excitation coil 21c.
  • 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.
  • a single detection coil 22g that is not a differential coil may be arranged inside (or outside) the excitation coil 21e.
  • 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.
  • a single excitation coil 21h and a single detection coil 22i may be arranged side by side in the X direction (longitudinal direction).
  • FIG. 18F a configuration may be adopted in which detection coils 22j and 22k (or a single detection coil 22) serving as differential coils are arranged and the excitation coil 21 is omitted.
  • the cylindrical coil (the detection coil 22 and the excitation coil 21) is provided so as to surround the steel wire rope W.
  • the present invention is not limited thereto. Absent.
  • the detection coil 22 and the excitation coil 21 may be a rectangular tube-shaped detection coil 220 (excitation coil 210).
  • the detection coil 22 surrounds the steel wire rope W.
  • the detection coil 221 may be disposed at a position separated from the steel wire rope W by a predetermined distance so as to detect a magnetic field in a direction along the steel wire rope W without surrounding the steel wire rope W. Good.
  • a cylindrical coil 20b in which two semicylindrical (horse-shoe) coil portions 20a (see FIG. 21A) are combined may be used.
  • the semi-cylindrical (horse-shoe) coil can be easily attached and detached even in a state where the steel wire rope W is installed (the end is closed).
  • the present invention is not limited to this.
  • at least one magnetic sensor element 23 may be disposed at a position where the magnetic field of the steel wire rope W can be detected.
  • a plurality of magnetic sensor elements 23 may be arranged so as to detect two directions or three directions.
  • the example in which the magnetic substance inspection apparatus 100 (200, 300, inspection unit U) is configured to be movable along the steel wire rope W has been described. It is not limited to this.
  • the magnetic substance inspection apparatus 100 (200, 300, inspection unit U) may be configured not to move. In this case, the magnetic substance inspection apparatus 100 (200, 300) detects the magnetic field of the steel wire rope W passing through or near the fixed position.
  • the electronic circuit unit 3 causes the detection signal output by the detection coil 22 (detection unit 2 (202, 203)) to have a predetermined threshold Th (first).
  • a predetermined threshold Th first
  • the electronic circuit unit 3 (302, 303) counts the number N of times that the detection signal exceeds the threshold Th, and the counted number N when the counted number N exceeds a predetermined number M. May be configured to output a signal indicating that the number of times exceeds a predetermined number M to the outside.
  • the electronic circuit part 3 (302, 303) can count the frequency
  • the number of the predetermined threshold Th may be one or a plurality (for example, three) other than two.
  • the magnetic substance inspection apparatus 100 (200, 300) is used in the mobile X-ray imaging apparatus (rounding wheel) 900
  • the present invention is not limited to this. Absent.
  • the magnetic substance inspection apparatus 100 (200, 300) is a stationary X-ray irradiation apparatus (X-ray imaging apparatus) 901 shown in FIG. 22A and a stand-type X-ray shown in FIG. You may use for the irradiation apparatus (X-ray imaging apparatus) 902 and the stand type X-ray detection apparatus (X-ray imaging apparatus) 903 shown in FIG.22 (c).
  • 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. Furthermore, it can be applied not only to wires but also to all uses for measuring damage to magnetic materials such as utility poles, water and sewage pipes, gas pipes, and pipelines.
  • the X-ray irradiator E11 and the X-ray irradiator E12 both include an X-ray tube and the like and irradiate X-rays, and the X-ray detector E23 is a part that detects X-rays including FPD and the like. .
  • 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 magnetic substance 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 magnetic field or magnetic field non-uniformity of the magnetic material can be detected as “the state of the magnetic material”.
  • magnetic field of magnetic material or change in magnetic field applies a magnetic field from the outside in addition to 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 generated from the magnetic material itself or a change in the magnetic field is included.
  • Magnetic field application part 1a 1st magnetic field application part 1b 2nd magnetic field application part 2,202,203 Detection part 3,302,303 Electronic circuit part (determination 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 detection coil 23 Magnetic sensor element 100, 200, 300 Magnetic body inspection apparatus 900 Mobile X-ray imaging apparatus (X-ray imaging apparatus) 901 Stationary X-ray irradiation device (X-ray imaging device) 902 Stand type X-ray irradiation device (X-ray imaging device) 903 Stand type X-ray detection device (X-ray imaging device) E1, E11, E12 X-ray irradiation unit E2, E23 X-ray detection unit M Predetermined

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Abstract

この磁性体検査装置(100)は、検査対象である磁性体(W)に対して予め磁界を印加し磁性体の磁化の大きさと向きとを整える磁界印加部(1)と、磁界印加部により磁界が印加され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検知部(2)とを備え、磁界印加部は、磁性体の両側に同極の磁極面(Pf)同士が対向するように配置された磁石(11)を含む。

Description

磁性体検査装置および磁性体検査方法
 本発明は、磁性体検査装置および磁性体検査方法に関し、特に、磁性体の磁界を検知する検知部を備える磁性体検査装置および磁性体検査方法に関する。
 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2003-302379号公報に開示されている。
 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および検出コイルを備える磁性体検査装置が開示されている。励磁コイルは、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知して検知信号を出力するように構成されている。また、特開2003-302379号公報に開示されている磁性体検査装置は、コイル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号公報の磁性体検査装置では、スチールワイヤロープ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大きさと向きとは、製造時(製造後)に、一定の大きさおよび向き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大きさと向きとが変化し、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部分であっても、スチールワイヤロープが有する磁化の大きさと向きとのバラツキに起因して、検出コイルがノイズに基づいた信号を検出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検査装置および磁性体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、この発明の第1の局面における磁性体検査装置は、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大きさと向きと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検知部とを備え、磁界印加部は、磁性体の両側に同極の磁極面同士が対向するように配置された磁石を含む。
 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、磁極面とは、磁界印加部のうち、磁界の強さが最も強い点を含む面である。また、磁石が対向するとは、1対の磁石が向かい合うことに加えて、円環状の磁石により磁性体を取り囲んだ状態を含む広い概念である。
 この発明の第1の局面における磁性体検査装置は、上記のように、磁性体の両側に同極の磁極面同士が対向するように配置された磁石を含む、磁性体の磁化の大きさと向きとを整える磁界印加部を備える。これにより、磁性体に対して予め磁界が印加されるので、磁性体の傷等のない部分の磁化の大きさと向きとは略整えられる。一方で、磁性体に傷等のある部分の磁化の大きさと向きとは整わない。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、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。また、磁性体の両側から磁界を印加して磁性体の磁化の大きさと向きとを整えることが可能となるので、磁性体の片側から磁界を印加する場合と比較して、磁性体の磁化の大きさと向きとを効率よく整えることができる。
 上記第1の局面における磁性体検査装置において、好ましくは、磁性体の両側に同極の磁極面同士が対向するように配置された磁石は、磁性体に対して互いに磁界を打ち消す領域を生じさせるとともに、磁界を打ち消す領域の前後に、磁性体に磁界を印加して磁性体の磁化の大きさと向きとを整える整磁領域を生じさせるように構成されている。ここで、たとえば、スチールワイヤロープのような長尺の磁性体の状態を検査する場合、磁界印加部によって磁性体に磁界を印加する際には、磁性体の短軸方向において磁極が発生するため、磁界印加部の配置によっては磁性体の短軸方向において磁性体が磁界印加部に引き寄せられる。したがって、磁性体が磁界印加部に引き寄せられないようにするために、磁性体に加える張力を大きくする必要がある。上記のように構成すれば、磁性体の状態(傷等の有無)を検知する際に、整磁領域、磁界を打ち消す領域、整磁領域、検知部の順に磁性体を通過させることができる。したがって、磁界を打ち消す領域によって、磁性体の短軸方向において磁極が発生することを抑制することが可能となり、短軸方向において磁性体が磁界印加部に引き寄せられることを抑制することができるとともに、整磁領域によって磁性体の整磁を行うことができる。その結果、磁界印加部が磁界を打ち消す領域を生じさせない場合と比較して、短軸方向において磁性体が磁界印加部に引き寄せられることが抑制されるので、磁性体に加える張力を増大させることなく磁性体の整磁を行うことができる。
 上記第1の局面における磁性体検査装置において、好ましくは、磁界印加部は、整磁領域において、磁界を打ち消す領域を挟んで、磁性体に印加する磁界の向きを反転させるように構成されている。このように構成すれば、整磁前の磁性体の磁化の大きさと向きとがどのような方向に向いていたとしても、磁性体を、整磁領域、磁化を打ち消す領域、整磁領域の順で通過させることが可能となるので、容易にかつ確実に長尺材を整磁することができる。また、磁界を打ち消す領域の前後で、磁界印加部が発する磁界の向きが反転する。その結果、磁界の向きが反転しない場合と比較して、より正確に磁界の変化を検知できるという知見を得た。
 上記磁界を打ち消す領域の前後に整磁領域を生じさせる構成において、好ましくは、磁石は、磁性体を挟むように1対設けられており、磁性体は、長尺材からなり、1対の磁石は、主として、長尺材に対して、長尺材の延びる方向に沿う向きに磁界を印加するように構成されている。ここで、磁石は、一方の磁極面から他方の磁極面に向かって磁界が放出されるため、磁極面の中心から離れるにしたがって、磁界の向きは長尺材の延びる方向に沿う方向を含む曲線になる。したがって、長尺材に対して長尺材の延びる方向に沿う向きに磁界を印加するように構成すれば、磁性体を挟むように1対の磁石を配置した場合でも、容易に磁性体の磁化の大きさと向きとを整えることができる。
 上記長尺材に対して長尺材の延びる方向に沿う向きに磁界を印加する構成において、好ましくは、1対の磁石は、それぞれの磁石の一方の同極の磁極面同士は対向せずに、他方の同極の磁極面同士が対向するように配置されている。このように構成すれば、たとえば、両端面に磁極面を有する棒状の1対の磁石を用いる場合でも、磁石の同極同士を対向させるとともに、長尺材の短手方向に向けて1対の磁石を配置することができる。その結果、長尺材の短手方向から長尺材に向けて磁界を印加することが可能となるので、容易に磁界を打ち消す領域および整磁領域を生じさせることができる。
 上記長尺材に対して長尺材の延びる方向に沿う向きに磁界を印加する構成において、好ましくは、磁界印加部は、検知部に対して長尺材が延びる方向に所定距離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、検知部が検知する磁界印加部からの磁界が変化する。検知部が検知する磁界印加部からの磁界の変化は、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所定距離分離間し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より、検知部が検知する磁界印加部からの磁界が変化す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。
 上記長尺材に対して長尺材の延びる方向に沿う向きに磁界を印加する構成において、好ましくは、磁界印加部は、長尺材に対して磁界を印加する第1磁界印加部と、長尺材の延びる方向において、検知部の第1磁界印加部の側とは反対側に設けられ、長尺材に対して磁界を印加する第2磁界印加部とを含む。このように構成すれば、検知部の両側に磁界印加部を配置することができる。その結果、磁界印加部と磁性体とを相対移動させることにより長尺材の延びる方向の磁界の変化を検知する場合に、長尺材の延びる方向の一方側および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大きさと向きとを整えることができる。
 上記長尺材に対して長尺材の延びる方向に沿う向きに磁界を印加する構成において、好ましくは、検知部は、長尺材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う向きに巻回するように設けられ、磁性体の延びる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。このように構成すれば、検知コイルは、検知コイルの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、長尺材における長尺材の延びる方向の磁界の変化を容易に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、差動コイルを含むとともに、磁性体の延びる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を出力するように構成されている。このように構成すれば、差動コイルの一方のコイル部分と他方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の局面における磁性体検査装置において、好ましくは、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判定部をさらに備え、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。
 この場合、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、カウントされた各々の回数が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。
 上記第1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磁性体が延びる方向の磁界または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。
 上記第1の局面における磁性体検査装置において、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い。ここで、磁性体の磁化の大きさと向きとが、予め磁界印加部が印加する大きい磁界により磁性体が延びる方向に整えられているため、磁性体に傷等がない領域では、励振コイルによって励振された際の磁界の変化は一様である。しかし、磁性体に傷等がある領域では、傷等がない領域と比較して、励振された際の磁界の変化は一様な変化とはならない。したがって、磁性体の状態の判定において、磁性体が延びる方向に磁化の状態を励振するために必要な磁界は、整磁するために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、磁化の大きさと向きと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。
 上記第1の局面における磁性体検査装置において、好ましくは、検知部は、磁性体を検知部に対して磁性体の延びる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の局面における磁性体検査装置において、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。このように構成すれば、内部に磁性体を通過させるようなコイルを含む検知部と異なり、磁性体の大きさあるいは設置状況の制限が緩和されるので、応用範囲を広げることができる。
 上記第1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、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、検知部は、ワイヤの延びる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。
 この発明の第2の局面における磁性体検査方法は、検査対象である磁性体の両側に同極の磁極面同士が対向するように配置された磁石を含む磁界印加部によって、磁性体に対して予め磁界を印加し磁性体の磁化の大きさと向きとを整えるステップと、磁界を印加した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を備える。
 この発明の第2の局面による磁性体検査装置では、上記のように、検査対象である磁性体の両側に同極の磁極面同士が対向するように配置された磁石を含む磁界印加部によって、磁性体に対して予め磁界を印加し磁性体の磁化の大きさと向きとを整えるステップを備える。これにより、磁性体に対して予め磁界が印加されるので、磁性体の傷等のない部分の磁化の大きさと向きとは略整えられる。一方で、磁性体に傷等のある部分の磁化の大きさと向きとは整わない。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、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検査方法を提供することができる。また、磁性体の両側から磁界を印加して磁性体の磁化の大きさと向きとを整えることが可能となるので、磁性体の片側から磁界を印加する場合と比較して、磁性体の磁化の大きさと向きとを効率よく整えることが可能な磁性体検査方法を提供することができる。
 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可能な磁性体検査装置および磁性体検査方法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。 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実施形態による励振コイルおよび検知コイルを説明するための模式図である。 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。 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模式図(A)および模式図(B)である。 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)~模式図(C)である。 第1比較例よるスチールワイヤロープの磁化の大きさと向きとを説明するための模式図である。 第1比較例による磁性体の検知信号の値のグラフ(A)および第1実施形態による磁性体の検知信号の値のグラフ(B)である。 第1実施形態による磁性体を検査する処理を説明するためのフローチャートである。 第1実施形態および第2比較例による整磁の際の磁界の印加方向を説明するための模式図(A)および(B)である。 第1実施形態および第2比較例による磁性体の検知信号の値のグラフ(A)および(B)である。 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。 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模式図(A)および模式図(B)である。 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。 第1変形例による磁界印加部を説明するための模式図(A)~模式図(C)である。 第2変形例による磁界印加部を説明するための模式図(A)および模式図(B)である。 第3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模式図(A)~模式図(F)である。 第4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模式図である。 第5変形例による検知コイルを説明するための模式図である。 第6変形例による検知コイルを説明するための模式図(A)および模式図(B)である。 第7変形例によるX線照射装置を説明するための模式図(A)~模式図(C)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実施形態による磁性体検査装置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を検査するために磁性体検査装置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磁性体検査装置100が内蔵されている。なお、スチールワイヤロープWは、請求の範囲の「磁性体」、「長尺材」および「ワイヤ」の一例である。また、X方向は、請求の範囲の「磁性体の延びる方向」、「長尺材の延びる方向」および「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、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。
 (磁性体検査装置の構成)
 次に、図2~図4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、スチールワイヤロープWに磁界を印加する磁界印加部1と、磁界が印加されたスチールワイヤロープWの磁界または磁界の変化に基づく検知信号を出力する検知部2と、スチールワイヤロープWの状態を判定する電子回路部3とを備えている。また、磁界印加部1と、検知部2と、電子回路部3とは、フレームFに設けられており、検査ユニットUとして構成されている。また、磁性体検査装置100は、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(図示せず)および駆動部(図示せず)を備える。なお、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。また、電子回路部3は、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に対して予め磁界を印加してスチールワイヤロープWの磁化の大きさと向きとを整えるように構成されている。本実施形態では、磁界印加部1は、スチールワイヤロープWの両側(Y1側およびY2側)に同極の磁極面Pf同士が対向するように配置された磁石11を含む。具体的には、磁石11は、スチールワイヤロープWを挟むように1対設けられており、それぞれの磁石11の一方の同極面同士は対向せずに、他方の同極面同士が対向するように配置されている。図2に示す例では、磁石11は、N極同士が対向するように配置されている。なお、図2に示す例では、便宜上、磁石11のN極に斜線のハッチングを付して図示している。また、磁石11のS極は斜線のハッチングを付さずに図示している。なお、本実施形態では、磁石11のN極の磁極面Pfを磁極面Pf1、S極の磁極面Pf2とする。また、磁石11のうち、磁極面Pf以外の側面を磁極以外の側面部Sfとする。また、磁極以外の側面部Sfのうち、N極側を磁極以外の側面部Sf1、S極側を磁極以外の側面部Sf2とする。
 また、磁界印加部1は、検知部2からX方向に所定距離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。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、検知部2が検知する磁界印加部1からの磁界が変化する。検知部2が検知する磁界印加部1からの磁界の変化は、検知部2で検知される磁界にノイズが発生する要因となる。そのため、磁界印加部1は、検知部2に与える磁界の変化の影響が問題とならない程度に所定距離分離間した位置に設けられている。
 また、磁界印加部1は、スチールワイヤロープWに対して磁界を印加する第1磁界印加部1aと、X方向において、検知部2の第1磁界印加部1aとは反対側(X2側)に設けられ、スチールワイヤロープWに対して磁界を印加する第2磁界印加部1bとを含む。第1磁界印加部1aおよび第2磁界印加部1bは、それぞれ、フレームFに対して固定されている。
 また、第1磁界印加部1aは、1対の磁石11aおよび11bを含む。第2磁界印加部1bは、1対の磁石12aおよび12bを含む。磁石11a、11b、12aおよび12bは、たとえば、それぞれ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の磁化の大きさと向きとを(傷等のない部分においては)略均一に整えることが可能な大きさに設定されている。
 図2に示す例では、第1磁界印加部1aにおいて互いに対向している1対の磁石11の磁極面Pfと第2磁界印加部1bにおいて互いに対向している1対の磁石11の磁極面Pfとが同極同士である。
 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設定されている。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の磁化の大きさと向きとを略X方向に整える(揃える)ことが可能な大きさに設定される必要がある。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、スチールワイヤロープWの磁化の大きさと向きとを整える(揃える)ために磁界印加部1から印加される磁界よりも小さく設定することができる。詳しくは後述する。
 検知部2は、磁界印加部1により磁界が印加されたスチールワイヤロープWの磁界または磁界の変化に基づく検知信号を出力するように構成されている。具体的には、検知部2は、図3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、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、X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、スチールワイヤロープWの延びる方向に略直交し、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。検知部2がスチールワイヤロープWの状態を判定する詳細な構成については後述する。
 電子回路部3は、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ように構成されている。具体的には、電子回路部3は、図4に示すように、交流電源31と、増幅器32と、AD変換器33と、CPU(Central Processing Unit)34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Th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35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F)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。
 (磁性体の磁化の大きさと向きとを整える構成)
 次に、図5を参照して、第1実施形態における磁界印加部1が、スチールワイヤロープWの磁化の大きさと向きとを整える構成について説明する。図5(A)は、磁性体検査装置100をZ方向から見た模式図である。図5(B)は、磁界印加部1(第1磁界印加部1a)付近を拡大した模式図である。
 図5(A)に示す例において、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1a(磁石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、磁化の大きさと向きとが整えられる。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1b(磁石11cおよび11d)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、磁化の大きさと向きとが整えられる。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、検知部2によって検知されるよりも前に、予め磁界を印加して磁化の大きさと向きとを整えることができる。
 図5(B)に示すように、1対の磁石11(磁石11aおよび11b)は、スチールワイヤロープWの短手方向(Y方向)からスチールワイヤロープWに磁界を印加するように構成されている。具体的には、1対の磁石11(磁石11aおよび11b)は、主として、スチールワイヤロープWに対して、X方向に沿う向きに磁界を印加するように構成されている。なお、図5(B)に示す例では、磁石11から放出される磁界の向きを破線13で図示している。
 第1実施形態では、図5(B)に示すように、磁石11aおよび11bは、スチールワイヤロープWを挟んで対向するように配置されている。そのため、磁石11aから印加される磁界と、磁石11bから印加される磁界とは、所定の位置で衝突する。したがって、それぞれの磁石11から印加された磁界は、所定の位置において互いに打ち消し合う。その結果、1対の磁石11(磁石11aおよび11b)は、スチールワイヤロープWに対して互いに磁界を打ち消す領域14を生じさせる。
 第1実施形態では、1対の磁石11(磁石11aおよび11b)は、磁界印加部1によってスチールワイヤロープWに磁界を印加する際に、スチールワイヤロープWが磁界を打ち消す領域14を通過する位置に磁界を打ち消す領域14が形成される位置に配置される。したがって、磁界印加部1によってスチールワイヤロープWに磁界を印加する際には、磁界を打ち消す領域14によってスチールワイヤロープWに印加されるY方向の磁界の大きさはゼロになる。なお、図2に示す例では、磁石11aおよび磁石11bは、磁力の大きさが同一のものを用いた例であるため、磁石11aからの距離r1と、磁石11bからの距離r2とが等しい位置に磁界を打ち消す領域14が形成される。磁石11aおよび11bの磁力の大きさが異なる場合は、スチールワイヤロープWが通過する位置に磁界を打ち消す領域14が形成されるように、磁石11aおよび磁石11bを配置する位置を調整すればよい。
 また、磁石11からスチールワイヤロープWに印加される磁界は、一方の磁極面Pf1(N極)から他方の磁極面Pf2(S極)に向かって磁界が放出されるため、磁極面Pfの中心から離れるにしたがって、磁界の向きはスチールワイヤロープWの延びる方向(X方向)に沿う方向を含む曲線になる。そのため、磁石11の中心から離れるにしたがって(磁界印加部1がスチールワイヤロープW上を移動するにつれて)、磁界が印加される向きは、スチールワイヤロープWの長手方向(X方向)に沿う方向になる部分が生じる。したがって、1対の磁石11は、スチールワイヤロープWに磁界を印加してスチールワイヤロープWの磁化の大きさと向きとを整える整磁領域15を生じさせる。具体的には、1対の磁石11は、スチールワイヤロープW上を移動した結果、スチールワイヤロープW内の磁化の大きさと向きとを、略X方向に整える整磁領域15を生じさせる。なお、整磁領域15は、スチールワイヤロープWの磁化を、厳密にスチールワイヤロープWが延びる方向(X方向)に整えなくてもよい。整磁領域15は、1対の磁石11によって印加される磁界によって、スチールワイヤロープW内の磁化の大きさと向きとベクトルの合計が略X方向に向くように整磁すればよい。
 また、1対の磁石11は、検知部2と磁界を打ち消す領域14の前後に、整磁領域15を生じさせるように構成されている。具体的には、図5(B)に示すように、磁石11から印加される磁界は、左右対称に放出されるため、磁界を打ち消す領域14を挟んで2か所の整磁領域15(整磁領域15aおよび15b)が生じる。このうち、検知部2と磁界を打ち消す領域14との間に生じた整磁領域15(図5(B)の例では整磁領域15a)によって整磁されることにより、検知部2において検知する際のノイズを低減することができる。なお、磁界を打ち消す領域14の前後とは、磁界印加部1が相対移動する方向における前後方向のことである。
 図5(B)に示すように、1対の磁石11は、整磁領域15aにおいてX1方向に沿う向きにスチールワイヤロープWを磁化させた後に、磁界を打ち消す領域14において、スチールワイヤロープWの磁化を打ち消し、さらに整磁領域15bにおいて、X2方向に沿う向きにスチールワイヤロープWを磁化させると考えられる。すなわち、第1磁界印加部1aは、整磁領域15において、磁界を打ち消す領域14を挟んで、スチールワイヤロープWに印加する磁界の向きを反転させるように構成されている。図5(B)に示す例では、整磁領域15aにおいて第1磁界印加部1aが印加する磁界の向きはX2方向である。また、第1磁界印加部1aが印加する磁界の大きさは、磁界を打ち消す領域14に近づくにつれて大きくなる。磁界を打ち消す領域14では、第1磁界印加部1aが印加する磁界のうち、スチールワイヤロープWに沿う方向(X方向)に印加する磁界の大きさはゼロになる。整磁領域15bにおいては、第1磁界印加部1aが印加する磁界の向きはX1方向である。また、第1磁界印加部1aが印加する磁界の大きさは、磁界を打ち消す領域14から離れるにつれて小さくなる。なお、第2磁界印加部1bにおける1対の磁石11(磁石11cおよび磁石11d)においても、第1磁界印加部1aにおける1対の磁石11と同様に、磁界を打ち消す領域14の前後に、整磁領域15を生じさせるように構成されている。また、第2磁界印加部1bは、第1磁界印加部1aと同様に、整磁領域15において、磁界を打ち消す領域14を挟んで、スチールワイヤロープWに印加する磁界の向きを反転させるように構成されている。
 (磁性体の状態を検査する構成)
 次に、図6~図9を参照して、第1実施形態における検知部2および電子回路部3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2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2に設けられた励振コイル21によって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。
 図6(A)に示すように、検知コイル22は、内部を通過するスチールワイヤロープWから生じる磁界を検知するように構成されている。具体的には、検知コイル22は、スチールワイヤロープWから生じる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により磁界が印加されたスチールワイヤロープWに対して、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。
 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。
 第1実施形態では、図6(B)に示すように、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方向に沿う向きに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6(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(実線または破線)に伴って、励振コイル21により印加される磁界(実線16または破線17)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。なお、図6(B)に示す例では、便宜上、X2方向に励振された際のスチールワイヤロープWの磁化を実線の矢印18で図示している。また、X1方向に励振された際のスチールワイヤロープWの磁化を破線の矢印19で図示している。また、図6(B)に示す例では、励振された際のスチールワイヤロープWの磁化の大きさ(強さ)の変化を見やすくするために、スチールワイヤロープWの磁化の矢印18および矢印19のY方向の位置をずらして図示しているが、実際にはスチールワイヤロープWの磁化の矢印18および矢印19のY方向の位置は一致している。なお、矢印18で図示したスチールワイヤロープWの磁化は、励振コイル21によりX2方向の磁界が印加されるため、励振コイル21による磁界の印加前よりも、磁界の大きさが大きくなっている。また、矢印19で図示したスチールワイヤロープWの磁化は、励振コイル21によりX1方向に磁界が印加されるため、励振コイル21による磁界の印加前よりも、磁界の大きさが小さくなっている。
 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。また、図7(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、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第1比較例による磁性体検査装置と比較しながら、磁性体検査装置100の磁界印加部1による磁化について説明する。なお、第1比較例と本実施形態との比較は、整磁を行うか否かの比較である。
 磁界印加部1が設けられていない第1比較例による磁性体検査装置(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、予め磁化の大きさと向きとを整えて(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、磁化の大きさと向きとを略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大きさと向きとがバラついている。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、これらの磁化の大きさと向きとは変化していく。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により磁化の大きさと向きとをX方向に励振しても磁化の大きさと向きと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、図6(A)に示すように、磁界印加部1により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、スチールワイヤロープWの傷等のない部分の磁界はX2方向に略揃っているとともに、略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。また、スチールワイヤロープWの磁化の大きさと向きとが、予め磁界印加部1が印加する大きい磁界によりX方向に整えられているため、スチールワイヤロープWに傷等がない領域では、励振コイル21によって励振された際の磁界の変化は一様である。しかし、スチールワイヤロープWに傷等がある領域では、傷等がない領域と比較して、励振された際の磁界の変化は一様な変化とはならない。したがって、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、整磁するために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。
 図9のグラフは、第1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を設けない第1比較例による磁性体検査装置において、図9(A)の整磁なし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、このような第1比較例による磁性体検査装置では、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実施形態による磁性体検査装置100において、図9(B)の整磁あり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、ノイズの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によりスチールワイヤロープWの整磁することにより、非専門家や閾値Th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。
 (磁性体の検査処理)
 次に、図10を参照して、第1実施形態による磁性体検査装置100がスチールワイヤロープWの検査を行う処理の流れについて説明する。
 ステップS1において、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の両側に同極(N極)の磁極面Pf(Pf1)同士が対向するように配置された磁石11によって、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の磁化の大きさと向きとを整える。その後、処理はステップS2に進む。
 ステップS2において、検知部2は、磁界を印加したスチールワイヤロープWの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の磁界または磁界の変化に基づく検知信号を出力する。その後、処理はステップS3へ進む。
 ステップS3において、電子回路部3は、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の状態の判定を行い、処理を終了する。
 上記のように、第1実施形態における磁性体検査方法は、検査対象であるスチールワイヤロープWの両側に同極(N極)の磁極面Pf(Pf1)同士が対向するように配置された磁石11を含む磁界印加部1によって、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の磁化の大きさと向きとを整えるステップS1と、磁界を印加したスチールワイヤロープWの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S2とを備える。
 (第2比較例)
 ここで、図11および図12を参照して、磁界印加部40(図11参照)の磁石41(図11参照)がスチールワイヤロープWの長軸方向に沿って1つ設けられている第2比較例による磁性体検査装置によるスチールワイヤロープWの整磁と、本実施形態における磁性体検査装置100の磁界印加部1によるスチールワイヤロープWの整磁とについて説明する。図11(A)は、本実施形態における磁界印加部1の磁石11の配置を示している。図11(A)に示す構成では、スチールワイヤロープWは、整磁領域15a、磁界を打ち消す領域14、整磁領域15b、検知部2の順に通過する。スチールワイヤロープWが磁石11から受ける磁界は、磁界を打ち消す領域14の前後で、X1方向からX2方向へ反転する。図11(B)は、第2比較例の磁界印加部40の磁石41の配置を示している。図11(B)に示す構成では、磁石41から放出される磁界の磁力線に沿って、スチールワイヤロープWが受ける磁界の向きはわずかに変化するものの、スチールワイヤロープWに沿う方向(X方向)の磁界の向きはおおむね変化しない。すなわち、図11(B)に示す構成では、磁石41の前後において、スチールワイヤロープWに印加する磁界の向きは反転しない。また、磁界を打ち消す領域14は存在しない。
 図12(A)は、本実施形態における検知部2が検知した検知信号の波形を示すグラフ43の模式図である。図12(B)は、第2比較例における検知部42(図11(B)参照)が検知した検知信号の波形を示すグラフ44である。グラフ43および44は、縦軸が信号強度であり、横軸が検知位置である。また、グラフ43および44における領域45および領域46は、スチールワイヤロープWの素線に断線が生じている位置を表している。なお、図12(A)および図12(B)に示すグラフ43および44は、図11(A)および図11(B)の構成により、同一のスチールワイヤロープWに対して実際に検知信号の取得を行った実験結果を示している。
 グラフ43に示すように、本実施形態における磁界印加部1によって整磁された後のスチールワイヤロープWの検知信号は、領域45において特徴的な波形を示している。したがって、スチールワイヤロープWの素線の断線の位置を容易に把握することができる。
 一方、グラフ44に示すように、第2比較例における磁界印加部40によって整磁された後のスチールワイヤロープWの検知信号は、領域46において特徴的な波形を示しているが、領域46以外においても、素線の断線箇所と似たような形状の波形が見られる。したがって、スチールワイヤロープWの素線の断線の位置を容易に把握することは難しい。これらにより、磁界が急激な反転を伴わない第2比較例と比較して、スチールワイヤロープWに印加する磁界の向きを反転させることにより、正確な信号検知を行うことが可能であるという知見を得ることができた。
 (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、検査対象である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の磁化の大きさと向きとを整える磁界印加部1と、磁界印加部1により磁界が印加されたスチールワイヤロープWの磁界の変化に基づく検知信号を出力する検知部2とを備え、磁界印加部1は、スチールワイヤロープWの両側に同極(N極)の磁極面Pf(Pf1)同士が対向するように配置された磁石11を含む。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の傷等のない部分の磁化の大きさと向きとは略整えられる。一方で、スチールワイヤロープWに傷等のある部分の磁化の大きさと向きとは整わない。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、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、スチールワイヤロープWの両側(Y1方向およびY2方向)から磁界を印加してスチールワイヤロープWの磁化の大きさと向きとを整えることが可能となるので、スチールワイヤロープWの片側から磁界を印加する場合と比較して、スチールワイヤロープWの磁化の大きさと向きとを効率よく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、磁石11は、スチールワイヤロープWを挟むように1対設けられており、スチールワイヤロープWに対して互いに磁界を打ち消す領域14を生じさせるとともに、磁界を打ち消す領域14の前後に、スチールワイヤロープWに磁界を印加してスチールワイヤロープWの磁化の大きさと向きとを整える整磁領域15を生じさせ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に対して互いに磁界を打ち消す領域14を生じさせることにより、スチールワイヤロープWの状態(傷等の有無)を検知する際に、整磁領域15、磁界を打ち消す領域14、整磁領域15、検知部2の順にスチールワイヤロープWを通過させることができる。したがって、磁界を打ち消す領域14によって、スチールワイヤロープWの短軸方向(Y方向)において磁極が発生することを抑制することが可能となり、短軸方向(Y方向)においてスチールワイヤロープWが磁界印加部1に引き寄せられることを抑制することができるとともに、整磁領域15によってスチールワイヤロープWの整磁を行うことができる。その結果、磁界印加部1が磁界を打ち消す領域14を生じさせない場合と比較して、短軸方向(Y方向)においてスチールワイヤロープWが磁界印加部1に引き寄せられることが抑制されるので、スチールワイヤロープWに加える張力を増大させることなくスチールワイヤロープWの整磁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、磁界印加部1は、整磁領域15において、磁界を打ち消す領域14を挟んで、スチールワイヤロープWに印加する磁界の向きを反転させるように構成されている。これにより、整磁前のスチールワイヤロープWの磁化の大きさと向きとがどのような方向に向いていたとしても、スチールワイヤロープWを、整磁領域15b、磁化を打ち消す領域14、整磁領域15aの順で通過させることが可能となるので、容易にかつ確実にスチールワイヤロープWを整磁することができる。また、磁界を打ち消す領域14の前後で、磁界印加部1が発する磁界の向きが反転する。その結果、上記第2比較例で示した知見から明らかなように、磁界の向きが反転しない場合と比較して、より正確に磁界の変化を検知できる。
 また、第1実施形態では、上記のように、磁性体は、スチールワイヤロープWからなり、1対の磁石11は、主として、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の延びる方向(X方向)に沿って磁界を印加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に対してスチールワイヤロープWの延びる方向(X方向)に沿って磁界を印加することにより、スチールワイヤロープWを挟むように1対の磁石11を配置した場合でも、容易にスチールワイヤロープWの磁化の大きさと向きとを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、1対の磁石11(磁石11aおよび11b、または、磁石11cおよび磁石11d)は、それぞれの磁石11の一方の同極(S極)の磁極面Pf(Pf2)同士は対向せずに、他方の同極(N極)の磁極面Pf(Pf1)同士が対向するように配置されている。これにより、たとえば、両端面に磁極面Pf(Pf1およびPf2)を有する棒状の1対の磁石11を用いる場合でも、磁石11の同極同士を対向させるとともに、スチールワイヤロープWの短手方向(Y方向)に向けて1対の磁石11を配置することができる。その結果、スチールワイヤロープWの短手方向(Y方向)からスチールワイヤロープWに向けて磁界を印加することが可能となるので、容易に磁界を打ち消す領域14および整磁領域15を生じさせることができる。
 また、第1実施形態では、上記のように、磁界印加部1は、検知部2からスチールワイヤロープWが延びる方向(X方向)に所定距離離間した位置に設けられている。ここで、検知部2と磁界印加部1との相対的な位置が変わると、検知部2が検知する磁界印加部1からの磁界が変化する。検知部2が検知する磁界印加部1からの磁界の変化は、検知部2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2と磁界印加部1との距離が近いほど大きくなる。そのため、磁界印加部1を、検知部2における磁界の検知に影響がない程度にまで所定距離分離間し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2と磁界印加部1との相対的な位置が変わることにより、検知部2が検知する磁界印加部1からの磁界が変化す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。
 また、第1実施形態では、上記のように、磁界印加部1は、スチールワイヤロープWに対して磁界を印加する第1磁界印加部1aと、スチールワイヤロープWの延びる方向(X方向)において、検知部2の第1磁界印加部1aの側とは反対側(X2方向)に設けられ、スチールワイヤロープWに対して磁界を印加する第2磁界印加部1bとを含む。これにより、検知部2の両側に磁界印加部1を配置することができる。その結果、磁界印加部1とスチールワイヤロープWとを相対移動させることによりスチールワイヤロープWが延びる方向(X方向)の磁界の変化を検知する場合に、スチールワイヤロープWが延びる方向(X方向)の一方側(X1方向)および他方側(X2方向)のうちいずれの方向に相対移動させても、検知部2による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の磁化の大きさと向きとを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、検知部2は、スチールワイヤロープWを中心としてスチールワイヤロープWを取り囲み、スチールワイヤロープWの延びる方向(X方向)に沿って巻回するように設けられ、スチールワイヤロープWの延びる方向(X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22を含む。これにより、検知コイル22は、検知コイル22の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、スチールワイヤロープWにおけるスチールワイヤロープWの延びる方向(X方向)の磁界の変化を容易に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、差動コイルを含むとともに、スチールワイヤロープWの延びる方向(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各々の検知信号を出力するように構成されている。これにより、差動コイルの一方のコイル部分と他方のコイル部分とにより発生するスチールワイヤロープW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、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。
 また、第1実施形態では、上記のように、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をさらに備え、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、検知信号が2つの所定の閾値Th(第1閾値Th1および第2閾値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。
 また、第1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の磁化の状態を励振するための励振コイル21をさらに含むとともに、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の延びる方向(X方向)の磁界または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スチールワイヤロープWの延びる方向(X方向)の磁界または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い。これにより、磁化の大きさと向きと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。
 また、第1実施形態では、上記のように、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900に設けられる、被検体にX線を照射するX線照射部E1または被検体を透過したX線を検出するX線検出部E2の少なくともいずれか一方を移動させるためのスチールワイヤロープWを含み、検知部2は、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、X線撮影装置900に用いられるスチールワイヤロープWの状態(傷等の有無)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、検査対象であるスチールワイヤロープWの両側に同極(N極)の磁極面Pf(Pf1)同士が対向するように配置された磁石11を含む磁界印加部1によって、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の磁化の大きさと向きとを整えるステップS1と、磁界を印加したスチールワイヤロープWの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S2とを備える。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可能な磁性体検査方法を提供することができる。また、スチールワイヤロープWの両側(Y1方向およびY2方向)から磁界を印加してスチールワイヤロープWの磁化の大きさと向きとを整えることが可能となるので、スチールワイヤロープWの片側から磁界を印加する場合と比較して、スチールワイヤロープWの磁化の大きさと向きとを効率よく整えることが可能な磁性体検査方法を提供することができる。
 [第2実施形態]
 次に、図2および図13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、励振コイル21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、磁性体検査装置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13に示すように、直流電源312を含む。直流電源312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実施形態による磁性体検査装置200では、検知部202(図2参照)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。
 具体的には、検査時において、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2、図14および図15を参照して、第3実施形態による磁性体検査装置300(図3参照)の構成について説明する。第3実施形態による磁性体検査装置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、磁性体検査装置300は、検査ユニットUに設けられる検知部203(図2参照)と電子回路部303(図2参照)とを備えている。また、図14(A)に示すように、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配置された複数(スチールワイヤロープWを軸として対称に12個)の磁気センサ素子23を含む。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21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15に示すように、電子回路部303は、磁気センサ素子23への電圧の印加を行う電圧印加機構36を含む。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X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202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202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、内部にスチールワイヤロープWを通過させるようなコイルを含む検知部2と異なり、スチールワイヤロープWの大きさあるいは設置状況の制限が緩和されるので、応用範囲を広げることができる。
 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。
 (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~第3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、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3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W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、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3実施形態では、磁界印加部1が検査ユニットU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。たとえば、磁界印加部1と検知部2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Wの磁化の大きさと向きとを磁界印加部1によりスチールワイヤロープWの長手方向(X方向)に整えた後、磁界印加部1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2(202、203)によるスチールワイヤロープWの磁界または磁界の変化の検知時に、磁界印加部1の磁界が検知部2(202、203)に影響しないように磁界印加部1と検知部2(202、203)とを離すことができる。
 また、第1~第3実施形態において、スチールワイヤロープWの延びる方向(X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16に示すような構成としてもよい。具体的には、図16(A)に示すように、1対の磁石11aと磁石11bとは、S極同士が対向するように配置されていてもよい。また、磁石11cと磁石11dとは、S極同士が対向するように配置されていてもよい。また、図16(B)に示すように、磁石11aおよび11bと、磁石11cおよび11dとの磁界の配置方向は、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16(C)に示すように、検知部2の片側にのみ磁石11aおよび11b(または、磁石11cおよび磁石11d)を設けるように構成してもよい。
 また、上記第1~第3実施形態では、磁界印加部1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1を電磁石(コイル)により構成してもよい。
 また、上記第1~第3実施形態では、磁界印加部1が1対の磁石11を含む例を示した本発明はこれに限られない。たとえば、図17(A)に示すように、リング状の磁石11e(磁石11f)を備える構成でもよい。リング状の磁石11e(磁石11f)としては、図17(B)に示すように、リングの内側がN極(またはS極)であり、リングの外側がS極(またはN極)となるように着磁された磁石を用いればよい。図17(B)に示すようなリング状の磁石11e(磁石11f)を用いることにより、1つの磁石によってスチールワイヤロープWを挟んで同極(N極)を対向させるように配置することができる。
 また、上記第1および第2実施形態では、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18(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18(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18(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18(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18(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18(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22)を配置し、励振コイル21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22および励振コイル21)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、図19に示すように、検知コイル22および励振コイル21は、角筒形の検知コイル220(励振コイル210)としてもよい。
 また、上記第1~第3実施形態では、検知コイル22がスチールワイヤロープWを取り囲む例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図20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から所定距離離間した位置に配置してもよい。また、図21に示すように、半円筒形(馬蹄形)のコイル部分20a(図21(a)参照)を2つ組み合わせた円筒型コイル20b(図21(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、上記第3実施形態では、複数の磁気センサ素子23がスチールワイヤロープW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。たとえば、磁気センサ素子23は、スチールワイヤロープW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配置されても良い。
 また、上記第1~第3実施形態では、磁性体検査装置100(200、300、検査ユニットU)が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、磁性体検査装置100(200、300、検査ユニットU)は移動しないように構成されていてもよい。この場合、磁性体検査装置100(200、300)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Wの磁界を検知する。
 また、上記第1~第3実施形態では、電子回路部3(302、303)は、検知コイル22(検知部2(202、203))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、電子回路部3(302、303)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、電子回路部3(302、303)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、電子回路部3(302、303)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~第3実施形態では、磁性体検査装置100(200、300)を、移動型X線撮影装置(回診車)900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、磁性体検査装置100(200、300)を、図22(a)に示す据え置き型のX線照射装置(X線撮影装置)901、図22(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22(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、磁性体検査装置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3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、「磁性体の磁界または磁界の変化」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または磁界の変化の他、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または磁界の変化をも含む。
 1 磁界印加部
 1a 第1磁界印加部
 1b 第2磁界印加部
 2、202、203 検知部
 3、302、303 電子回路部(判定部)
 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 検知コイル
 23 磁気センサ素子
 100、200、300 磁性体検査装置
 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
 M 所定の回数
 Pf、Pf1、Pf2 磁極面
 Th 所定の閾値
 Th1 所定の第1閾値
 Th2 所定の第2閾値
 X方向 磁性体の延びる方向、長尺材の延びる方向、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、ワイヤ)

Claims (17)

  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大きさと向きと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検知部とを備え、
     前記磁界印加部は、前記磁性体の両側に同極の磁極面同士が対向するように配置された磁石を含む、磁性体検査装置。
  2.  前記磁性体の両側に同極の磁極面同士が対向するように配置された磁石は、前記磁性体に対して互いに磁界を打ち消す領域を生じさせるとともに、前記磁界を打ち消す領域の前後に、前記磁性体に磁界を印加して前記磁性体の磁化の大きさと向きとを整える整磁領域を生じさせ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。
  3.  前記磁界印加部は、前記整磁領域において、前記磁界を打ち消す領域を挟んで、前記磁性体に印加する磁界の向きを反転させるように構成されている、請求項2に記載の磁性体検査装置。
  4.  前記磁石は、前記磁性体を挟むように1対設けられており、
     前記磁性体は、長尺材からなり、
     1対の前記磁石は、主として、前記長尺材に対して、前記長尺材の延びる方向に沿う向きに磁界を印加するように構成されている、請求項2に記載の磁性体検査装置。
  5.  1対の前記磁石は、それぞれの前記磁石の一方の同極の磁極面同士は対向せずに、他方の同極の磁極面同士が対向するように配置されている、請求項4に記載の磁性体検査装置。
  6.  前記磁界印加部は、前記検知部に対して前記長尺材が延びる方向に所定距離離間した位置に設けられている、請求項3に記載の磁性体検査装置。
  7.  前記磁界印加部は、前記長尺材に対して磁界を印加する第1磁界印加部と、前記長尺材の延びる方向において、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、前記長尺材に対して磁界を印加する第2磁界印加部とを含む、請求項3に記載の磁性体検査装置。
  8.  前記検知部は、前記長尺材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、前記磁性体の延びる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む、請求項3に記載の磁性体検査装置。
  9.  前記検知コイルは、差動コイルを含むとともに、前記磁性体の延びる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を出力するように構成されている、請求項8に記載の磁性体検査装置。
  10.  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をさらに備え、
     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、前記検知信号が前記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に記載の磁性体検査装置。
  11.  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、カウントされた各々の回数が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10に記載の磁性体検査装置。
  12.  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されている、請求項1に記載の磁性体検査装置。
  13.  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12に記載の磁性体検査装置。
  14.  前記検知部は、前記磁性体を前記検知部に対して前記磁性体の延びる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されている、請求項1に記載の磁性体検査装置。
  15.  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に記載の磁性体検査装置。
  16.  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、前記ワイヤの延びる方向の磁界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。
  17.  検査対象である磁性体の両側に同極の磁極面同士が対向するように配置された磁石を含む磁界印加部によって、前記磁性体に対して予め磁界を印加し前記磁性体の磁化の大きさと向きとを整えるステップと、
     磁界を印加した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とを備える、磁性体検査方法。
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