磁気測定装置、非破壊検査装置および磁気センサの検出コイルの配置方法
【課題】 より少ない個数の磁気センサで空間分解能を向上させる。
【解決手段】 略同一面積の複数の領域を形成するように一部が重なって配置された、前記複数の領域より少ない個数の複数の検出コイルを含み、当該複数の検出コイルによってそれぞれ検出される磁界に応じた複数の測定磁界データを出力する複数の磁気センサを有する。
【解決手段】 略同一面積の複数の領域を形成するように一部が重なって配置された、前記複数の領域より少ない個数の複数の検出コイルを含み、当該複数の検出コイルによってそれぞれ検出される磁界に応じた複数の測定磁界データを出力する複数の磁気センサを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、磁気測定装置、非破壊検査装置、および磁気センサの検出コイルの配置方法に関する。
【背景技術】
【0002】
検査対象物を物理的に破壊することなく、きずや欠陥などの不連続部を検出する非破壊検査技術として、検査対象物表面からの磁界(磁場)を磁気センサによって測定するものが知られている。例えば、磁気センサとして、高感度のFG(Flux-Gate:フラックスゲート)センサやMI(Magneto-Impedance:磁気インピーダンス)センサ、さらに高感度のSQUID(Superconducting QUantum Interference Device:超伝導量子干渉素子)などを用いて、検査対象物の内部や表面の不連続部に起因する漏洩磁束を測定することによって、当該不連続部を検出することができる。
【0003】
また、コイルから発生する磁界によって検査対象物に渦電流を誘導し、当該渦電流によって発生する磁界を測定して検査対象物の不連続部を検出する、渦電流探傷試験(渦流探傷試験)と呼ばれる非破壊検査方法(以下、渦電流法と称する)も一般に知られている。例えば、特許文献1では、当該渦電流法によって測定された磁界の各周波数成分の振幅を算出し、異なる周波数成分の振幅間で差分を計算することによって、磁気センサと検査対象物との距離の変化による影響を低減することができる非破壊検査装置が開示されている。
【0004】
ところで、上記のような非破壊検査装置は、固定された磁気センサのセンサ面に対して略平行に検査対象物側を移動させる走査方式のものと、固定された検査対象物表面に対して略平行に磁気センサ側を移動させる走査方式のものとに大別することができる。そして、例えば電力設備などのように、検査対象物が大型構造物である場合には、一般に、磁気センサ側の走査方式が採用される。例えば、特許文献2では、多軸ロボットを用いて磁気センサを走査することによって、磁気センサと検査対象物との距離および角度を一定に保つ非破壊検査装置・方法が開示されている。
【0005】
このようにして、検査対象物側または磁気センサ側を走査し、検査対象物表面からの磁界を測定することによって、検査対象物の不連続部を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2003−149212号公報
【特許文献2】特開2006−329632号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ここで、検査対象物表面からの磁界を測定して検査対象物の不連続部を検出する、一般的な非破壊検査装置の構成の一例を図14に示す。
【0008】
図14に示されている一般的な非破壊検査装置において、センサ部4は、例えばSQUIDなどを備えており、検出コイル41が接続されて磁気センサを構成している。また、当該非破壊検査装置は、検査対象物9側または検出コイル41側を走査するが、いずれの場合も、検出コイル41の面積を小さくするほど、検査の空間分解能を向上させることができる。
【0009】
しかしながら、検出コイル41の面積を小さくすると、検査対象物9全体の検査時間が長くなってしまう。また、空間分解能と検査時間とを両立させるため、複数の検出コイルを隣接して配置した場合、検出コイルと同じ個数だけセンサ部が必要となる。例えば図15に示すように、3×3個の領域AないしIにそれぞれ対応して検出コイル11aないし11iを配置した場合、9個のセンサ部1aないし1iが必要となる。
【0010】
そのため、各センサ部が備えるSQUIDなども検出コイルと同じ個数だけ必要となり、非破壊検査装置のコストの上昇を招くこととなる。また、センサ部の個数が増加するほど、SQUIDなどの特性を揃えることが困難になり、さらに、センサ部および検出コイル間を接続する配線も困難になる。
【課題を解決するための手段】
【0011】
前述した課題を解決する主たる本発明は、略同一面積の複数の領域を形成するように一部が重なって配置された、前記複数の領域より少ない個数の複数の検出コイルを含み、当該複数の検出コイルによってそれぞれ検出される磁界に応じた複数の測定磁界データを出力する複数の磁気センサを有することを特徴とする磁気測定装置である。
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、より少ない個数の磁気センサで空間分解能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の第1および第3実施形態における非破壊検査装置の構成の詳細を示す平面図である。
【図2】本発明の第1実施形態における検査対象物表面からの磁界の領域ごとの分布の算出方法を説明する図である。
【図3】本発明の第1および第2実施形態における非破壊検査装置の構成の概略を示す斜視図である。
【図4】本発明の第2および第4実施形態における非破壊検査装置の構成の詳細を示す平面図である。
【図5】本発明の第2実施形態における検査対象物表面からの磁界の領域ごとの分布の算出方法を説明する図である。
【図6】本発明の第3および第4実施形態における非破壊検査装置の構成の概略を示す斜視図である。
【図7】本発明の第3実施形態における検査対象物表面からの磁界の領域ごとの分布の算出方法を説明する図である。
【図8】本発明の第4実施形態における検査対象物表面からの磁界の領域ごとの分布の算出方法を説明する図である。
【図9】矩形コイルを用いた他の配置例を示す図である。
【図10】矩形コイルを用いたさらに他の配置例を示す図である。
【図11】三角形コイルを用いた不使用領域を含まない配置例を示す図である。
【図12】正六角形コイルを用いた不使用領域を含まない配置例を示す図である。
【図13】正六角形コイルを用いた不使用領域を含む配置例を示す図である。
【図14】一般的な非破壊検査装置の構成の一例を示す斜視図である。
【図15】複数の検出コイルを隣接して配置した非破壊検査装置の構成の一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【0015】
<第1実施形態>
===非破壊検査装置の構成===
以下、図1および図3を参照して、本発明の第1の実施形態における非破壊検査装置の構成について説明する。なお、図3は、非破壊検査装置の構成の概略を示す斜視図であり、図1は、非破壊検査装置のうち、特にセンサ部群1および検出コイル群11の構成の詳細を示す平面図である。
【0016】
図3に示されている非破壊検査装置は、検査対象物9の内部や表面の不連続部91を検出するための装置であり、センサ部群1、検出コイル群11、およびデータ処理部2を含んで構成されている。また、センサ部群1は、検出コイル群11が接続されて磁気センサ群(磁気測定装置)を構成している。さらに、図1に示されているように、センサ部群1は、センサ部1rおよび1sを含んでおり、検出コイル群11は、検出コイル11rおよび11sを含んでいる。
【0017】
検出コイル11rおよび11sは、略同一の矩形(正方形または長方形)コイルであり、互いに略2分の1ずつ重なって配置されている。ここで、図1に示すように、各検出コイルのサイズを2a×bとすると、検出コイル11rおよび11sは、略a×bのサイズの矩形領域JないしLを形成する。したがって、略同一の2個の矩形コイルによって、当該矩形コイルの略2分の1の面積を有する3個の矩形領域が形成され、1個の検出コイル当たり平均(3÷2=)1.5個の領域が形成されている。
【0018】
センサ部1rおよび1sは、それぞれ検出コイル11rおよび11sが接続されており、2個の磁気センサを構成している。また、センサ部1rおよび1sからそれぞれ出力される測定磁界データHrおよびHsは、いずれもデータ処理部2に入力されている。
【0019】
===非破壊検査装置の動作===
次に、本実施形態における非破壊検査装置の動作について説明する。なお、本実施形態において、各センサ部は、検査対象物9の不連続部91に起因する漏洩磁束H1を測定するのに十分な感度を有しているものとする。本実施形態では、一例として、各センサ部がSQUIDを備えている場合について説明する。
【0020】
本実施形態の非破壊検査装置は、検査対象物9側および検出コイル群11側のいずれを走査してもよい。検査対象物9側を走査する場合には、検出コイル群11は固定されており、検査対象物9は、検出コイル群11のコイル面に対して略平行に移動する。この場合の検査対象物9の移動方向は、図1および図3において、x0方向およびy0方向の矢印で示されている。一方、検出コイル群11側を走査する場合には、検査対象物9は固定されており、検出コイル群11は、検査対象物9表面に対して略平行に移動する。この場合の検出コイル群11の移動方向は、図1および図3において、x1方向およびy1方向の矢印で示されている。
【0021】
検出コイル11rおよび11sは、不連続部91に起因する検査対象物9表面からの磁界(漏洩磁束H1)を検出する。例えば、漏洩磁束H1は、オーステナイト系ステンレス鋼に応力が加わり、マルテンサイト変態が生じることによって発生する。そのため、本実施形態の非破壊検査装置は、初期段階の小さなきずや欠陥などを、検査対象物9に対する悪影響が顕在化する前に検出することができる。
【0022】
センサ部1rおよび1sは、それぞれ検出コイル11rおよび11sの位置における磁界の強さまたは磁束密度に応じて、測定磁界データHrおよびHsを出力する。したがって、測定磁界データHrは、検査対象物9表面に対する検出コイル群11の垂直位置における、矩形領域JおよびKからの磁界の強さまたは磁束密度に応じて出力される。また、測定磁界データHsは、同じ垂直位置における、矩形領域KおよびLからの磁界の強さまたは磁束密度に応じて出力される。なお、本実施形態の非破壊検査装置は、各センサ部がSQUIDを備えることによって、不連続部91に起因する微弱な漏洩磁束H1も測定することができる。
【0023】
データ処理部2は、測定磁界データHrおよびHsに基づいて、検査対象物9表面からの磁界の矩形領域JないしLごとの分布を算出する。前述したように、本実施形態の非破壊検査装置において、各検出コイルは、漏洩磁束H1を検出しているため、当該磁界分布は、検査対象物9の内部や表面における不連続部91の分布を示している。なお、磁界分布の算出方法についての詳細な説明は後述する。
【0024】
このようにして、各測定箇所(検査対象物9表面に対する検出コイル群11の水平位置)において、矩形領域JないしLごとの漏洩磁束H1の分布を算出することによって、検査対象物9の不連続部91を検出することができる。
【0025】
===磁界分布の算出方法===
以下、図1および図2を参照して、本実施形態における磁界分布の算出方法について説明する。
【0026】
前述したように、本実施形態の非破壊検査装置は、初期段階の不連続部を検出することができるため、交換や修理などの対策を適宜実施している場合には、1回の検査において検出される不連続部の個数は通常少ない。そこで、まず、漏洩磁束H1を発生する不連続部の個数が、1つの測定箇所において1個以下の場合について説明する。
【0027】
図2は、測定磁界データの値が1(以下、図2および図5において、「+1」と記載)となるような不連続部が、矩形領域JないしLのいずれにも存在しない場合、または何れか1つに1個存在する場合における、測定磁界データHrおよびHsの値を示している。
【0028】
不連続部が矩形領域JないしLのいずれにも存在しない場合(以下、図2、図5、図7、および図8において、「なし」と記載)には、Hr=Hs=0となる。また、不連続部が矩形領域Jに1個存在する場合には、Hr=1,Hs=0となる。さらに、不連続部が矩形領域Lに1個存在する場合には、Hr=0,Hs=1となる。そして、不連続部が矩形領域Kに1個存在する場合には、Hr=Hs=1となる。
【0029】
以上から明らかなように、測定磁界データHrおよびHsに基づいて、不連続部が存在する矩形領域を識別することができる。したがって、2個のセンサ部1rおよび1sより多い3個の矩形領域JないしLごとの漏洩磁束H1の分布を算出することができるため、各センサ部が備えるSQUIDの個数も抑えることができる。また、図1において、測定箇所を検出コイル群11全体のサイズ(略3a×b)ごとに移動させることによって、検査対象物9全体の検査時間が長くなることなく、空間分解能を向上させることができる。以下、このような検出コイル群11全体のサイズごとに移動させる検査工程を、基本検査工程と称する。
【0030】
次に、漏洩磁束H1を発生する不連続部の個数が、1つの測定箇所において2個以上の場合について説明する。
【0031】
測定磁界データの値が1となるような不連続部が1個の矩形領域にn個存在する場合については、測定磁界データの値がnとなるような不連続部が当該矩形領域に1個存在する場合と同様である。この場合における各測定磁界データの値は、図2の各値をn倍とすればよい。また、例えば、不連続部が矩形領域JおよびKに1個ずつ存在する場合には、Hr=1+1=2,Hs=0+1=1のように、図2の各矩形領域における値を加算すればよい。したがって、複数の不連続部が同じ矩形領域に存在する場合についても、異なる矩形領域に存在する場合についても同様に、各測定磁界データの値は、図2の各矩形領域における値(0または+1)を不連続部の個数分だけ加算すればよい。
【0032】
しかしながら、例えば、不連続部が矩形領域JおよびLに1個ずつ存在する場合には、Hr=1+0=1,Hs=0+1=1となり、不連続部が矩形領域Kに1個存在する場合と区別することができない。この場合には、図1において、測定箇所をx0(x1)方向に距離aだけ、すなわち、矩形領域1個分だけ移動させることによって、両者を区別することが可能となる。当該移動によって、移動前に不連続部が矩形領域JおよびLに1個ずつ存在した場合には、移動後には不連続部が矩形領域Kに1個存在することとなる。一方、移動前に不連続部が矩形領域Kに1個存在した場合には、移動後には不連続部が矩形領域Jに1個存在することとなる。
【0033】
このようにして、測定箇所を矩形領域1個分だけ移動させることによって、不連続部が複数の矩形領域に存在する場合についても区別することがより望ましい。なお、このような細かい移動を検査対象物9全体に対して行う必要はなく、基本検査工程において測定磁界データHrおよびHsがいずれも0でなかった測定箇所に対してのみ、追加的に行えば十分である。したがって、検査対象物9全体の検査時間が大幅に長くなることはない。以下、このような矩形領域1個分だけ移動させる検査工程を、追加検査工程と称する。
【0034】
<第2実施形態>
===非破壊検査装置の構成===
以下、図4を参照して、本発明の第2の実施形態における非破壊検査装置の構成について説明する。なお、本実施形態における非破壊検査装置の構成の概略は、第1実施形態と同様に、図3に示されている。また、図4は、非破壊検査装置のうち、特にセンサ部群1および検出コイル群11の構成の詳細を示す平面図である。
【0035】
本実施形態の非破壊検査装置では、図4に示されているように、センサ部群1は、センサ部1rないし1uを含んでおり、検出コイル群11は、検出コイル11rないし11uを含んでいる。
【0036】
検出コイル11rないし11uは、略同一の矩形コイルである。また、隣接する2つの検出コイル同士、すなわち、検出コイル11rと11s、11rと11t、11sと11u、および11tと11uは、互いに略2分の1ずつ重なって配置されている。ここで、図4に示すように、各検出コイルを2a×2aのサイズの矩形(正方形)コイルとすると、検出コイル11rないし11uは、略a×aのサイズの矩形(正方形)領域AないしIを形成する。したがって、略同一の4個の矩形コイルによって、当該矩形コイルの略4分の1の面積を有する9個の矩形領域が形成され、1個の検出コイル当たり平均(9÷4=)2.25個の領域が形成されている。
【0037】
センサ部1rないし1uは、それぞれ検出コイル11rないし11uが接続されており、4個の磁気センサを構成している。また、センサ部1rないし1uからそれぞれ出力される測定磁界データHrないしHuは、いずれもデータ処理部2に入力されている。
【0038】
===非破壊検査装置の動作===
次に、本実施形態における非破壊検査装置の動作について説明する。なお、第1実施形態と同様に、本実施形態においても、各センサ部は、SQUIDを用いて漏洩磁束H1を測定するものとする。
【0039】
第1実施形態と同様に、本実施形態の非破壊検査装置は、検査対象物9側および検出コイル群11側のいずれを走査してもよい。また、検出コイル11rないし11uは、不連続部91に起因する検査対象物9表面からの磁界(漏洩磁束H1)を検出する。
【0040】
センサ部1rないし1uは、それぞれ検出コイル11rないし11uの位置における磁界の強さまたは磁束密度に応じて、測定磁界データHrないしHuを出力する。したがって、測定磁界データHrは、検査対象物9表面に対する検出コイル群11の垂直位置における、矩形領域A、B、D、およびEからの磁界の強さまたは磁束密度に応じて出力される。また、測定磁界データHsは、同じ垂直位置における、矩形領域B、C、E、およびFからの磁界の強さまたは磁束密度に応じて出力される。さらに、測定磁界データHtは、同じ垂直位置における、矩形領域D、E、G、およびHからの磁界の強さまたは磁束密度に応じて出力される。そして、測定磁界データHuは、同じ垂直位置における、矩形領域E、F、H、およびIからの磁界の強さまたは磁束密度に応じて出力される。
【0041】
データ処理部2は、測定磁界データHrないしHuに基づいて、検査対象物9表面からの磁界の矩形領域AないしIごとの分布を算出する。第1実施形態の場合と同様に、当該磁界分布は、検査対象物9の内部や表面における不連続部91の分布を示している。
【0042】
このようにして、各測定箇所において、矩形領域AないしIごとの漏洩磁束H1の分布を算出することによって、検査対象物9の不連続部91を検出することができる。
【0043】
===磁界分布の算出方法===
以下、図4および図5を参照して、本実施形態における磁界分布の算出方法について説明する。
【0044】
まず、漏洩磁束H1を発生する不連続部の個数が、1つの測定箇所において1個以下の場合について説明する。
図5は、測定磁界データの値が1となるような不連続部が、矩形領域AないしIのいずれにも存在しない場合、または何れか1つに1個存在する場合における、測定磁界データHrないしHuの値を示している。
例えば、不連続部が矩形領域Aに1個存在する場合には、Hr=1,Hs=Ht=Hu=0となる。また、例えば、不連続部が矩形領域Eに1個存在する場合には、Hr=Hs=Ht=Hu=1となる。さらに、例えば、不連続部が矩形領域Fに1個存在する場合には、Hr=Ht=0,Hs=Hu=1となる。
【0045】
図5から明らかなように、測定磁界データHrないしHuに基づいて、不連続部が存在する矩形領域を識別することができる。したがって、4個のセンサ部1rないし1uより多い9個の矩形領域AないしIごとの漏洩磁束H1の分布を算出することができるため、各センサ部が備えるSQUIDの個数も抑えることができる。また、測定箇所を検出コイル群11全体のサイズ(略3a×3a)ごとに移動させる基本検査工程において、検査対象物9全体の検査時間が長くなることなく、空間分解能を向上させることができる。なお、本実施形態の非破壊検査装置は、1個の検出コイル当たり、すなわち、1個のセンサ部当たり形成される領域の平均個数が第1実施形態の非破壊検査装置より多いため、さらに効率よく空間分解能を向上させることができる。
【0046】
次に、漏洩磁束H1を発生する不連続部の個数が、1つの測定箇所において2個以上の場合について説明する。
複数の不連続部が存在する場合における各測定磁界データの値は、第1実施形態の場合と同様に、図5の各矩形領域における値(0または+1)を不連続部の個数分だけ加算すればよい。また、この場合には、図4において、測定箇所をx0(x1)方向またはy0(y1)方向に距離aだけ、すなわち、矩形領域1個分だけ移動させることによって、不連続部の分布を区別することが可能となる。
【0047】
例えば、不連続部が矩形領域Eに1個存在する場合と、矩形領域DおよびFに1個ずつ存在する場合とは、x0(x1)方向に移動させることによって区別することができるものの、y0(y1)方向に移動させることによっては区別することができない。また、例えば、不連続部が矩形領域Eに1個存在する場合と、矩形領域BおよびHに1個ずつ存在する場合とは、x0(x1)方向に移動させることによっては区別することができないものの、y0(y1)方向に移動させることによって区別することができる。
【0048】
このようにして、測定箇所を矩形領域1個分だけ移動させる追加検査工程によって、不連続部が複数の矩形領域に存在する場合についても区別することがより望ましい。なお、当該追加検査工程は、基本検査工程において測定磁界データHrないしHuの複数が0でなかった測定箇所に対してのみ、追加的に行えば十分である。したがって、検査対象物9全体の検査時間が大幅に長くなることはない。
【0049】
<第3実施形態>
===非破壊検査装置の構成===
以下、図6を参照して、本発明の第3の実施形態における非破壊検査装置の構成について説明する。なお、図6は、非破壊検査装置の構成の概略を示す斜視図である。また、本実施形態における非破壊検査装置のうち、特にセンサ部群1および検出コイル群11の構成の詳細は、第1実施形態と同様に、図1に示されている。
【0050】
図6に示されている非破壊検査装置は、特に渦電流法を用いる非破壊検査装置であり、第1実施形態の非破壊検査装置に対して、磁界発生部3および励磁コイル31をさらに含んで構成されている。また、磁界発生部3には、励磁コイル31が接続されている。
【0051】
===非破壊検査装置の動作===
次に、本実施形態における非破壊検査装置の動作について説明する。なお、第1実施形態と同様に、本実施形態においても、各センサ部は、SQUIDを備えているものとする。
【0052】
第1実施形態と同様に、本実施形態の非破壊検査装置は、検査対象物9側および検出コイル群11側のいずれを走査してもよい。なお、検出コイル群11側を走査する場合でも、検出コイル群11と励磁コイル31との位置関係が変化しないように構成されているものとする。
【0053】
磁界発生部3は、励磁コイル31に交流電流を流して交流磁界を発生させ、検査対象物9に渦電流を誘導する。また、検出コイル11rおよび11sは、当該渦電流によって発生する磁界H2を検出する。さらに、センサ部1rおよび1sは、それぞれ検出コイル11rおよび11sの位置における磁界の強さまたは磁束密度に応じて、測定磁界データHrおよびHsを出力する。
【0054】
第1実施形態の非破壊検査装置と同様に、データ処理部2は、測定磁界データHrおよびHsに基づいて、検査対象物9表面からの磁界の矩形領域JないしLごとの分布を算出する。ここで、検査対象物9に不連続部91が存在すると、不連続部91によって渦電流に乱れが生じ、当該渦電流によって発生する磁界H2が弱くなるため、測定磁界データの値は減少する。そのため、算出される磁界分布は、検査対象物9の内部や表面における不連続部91の分布を間接的に示している。
【0055】
なお、励磁コイル31から発生させる交流磁界の周波数を高くすると、表皮効果によって検査対象物9の略表面のみに渦電流が誘導され、検査対象物9表面の不連続部91を検出することができる。反対に、周波数を低くすると、表皮深さが大きくなるため、検査対象物9内部の不連続部91を検出することができるようになる。また、当該交流磁界は、複数の周波数成分を含んでいてもよい。
【0056】
このようにして、各測定箇所において、渦電流によって発生する磁界H2の矩形領域JないしLごとの分布を算出することによって、検査対象物9の不連続部91を検出することができる。
【0057】
===磁界分布の算出方法===
以下、図1および図7を参照して、本実施形態における磁界分布の算出方法について説明する。
【0058】
まず、渦電流に乱れが生じるような不連続部の個数が、1つの測定箇所において1個以下の場合について説明する。
ここで、渦電流によって測定磁界データの値が2(矩形領域当たり1)となるような磁界H2が発生し、不連続部が存在する矩形領域にはまったく渦電流が流れないものとすると、不連続部による測定磁界データHrおよびHsの値の減少分は、図7の各上段の(括弧が付いていない)値のようになる。なお、これらの値は、図2の各値の正負を反転させたものとなる。また、この場合の測定磁界データHrおよびHsの値は、図7の各下段の(括弧が付いている)式のように求めることができる。
【0059】
不連続部が矩形領域JないしLのいずれにも存在しない場合には、不連続部による測定磁界データHrおよびHsの値の減少分はいずれも0となり、Hr=Hs=2−0=2となる。また、不連続部が矩形領域Jに1個存在する場合には、測定磁界データHrの値が1個の矩形領域に相当する1だけ減少(以下、図7および図8において、「−1」と記載)し、Hr=2−1=1,Hs=2−0=2となる。さらに、不連続部が矩形領域Lに1個存在する場合には、測定磁界データHsの値が1だけ減少し、Hr=2−0=2,Hs=2−1=1となる。そして、不連続部が矩形領域Kに1個存在する場合には、測定磁界データHrおよびHsの値がいずれも1だけ減少し、Hr=Hs=2−1=1となる。
【0060】
以上から明らかなように、測定磁界データHrおよびHsに基づいて、不連続部が存在する矩形領域を識別することができる。したがって、第1実施形態の非破壊検査装置と同様に、各センサ部が備えるSQUIDの個数を抑えることができる。また、基本検査工程において、検査対象物9全体の検査時間が長くなることなく、空間分解能を向上させることができる。
【0061】
次に、渦電流に乱れが生じるような不連続部の個数が、1つの測定箇所において2個以上の場合について説明する。
複数の不連続部が存在する場合における、不連続部による各測定磁界データの値の減少分は、第1実施形態における各測定磁界データの値の場合と同様に、図7の各矩形領域における値(0または−1)を不連続部の個数分だけ加算すればよい。
【0062】
例えば、不連続部が矩形領域JおよびKに1個ずつ存在する場合には、測定磁界データHrの値が2、測定磁界データHsの値が1だけ減少し、Hr=2−2=0,Hs=2−1=1となる。また、例えば、不連続部が矩形領域JおよびLに1個ずつ存在する場合には、測定磁界データHrおよびHsの値がいずれも1だけ減少し、Hr=Hs=2−1=1となる。さらに、これらの場合には、第1実施形態の場合と同様に、図1において、測定箇所をx0(x1)方向に矩形領域1個分だけ移動させることによって、不連続部の分布を区別することが可能となる。
【0063】
このようにして、第1実施形態の非破壊検査装置と同様に、追加検査工程によって、不連続部が複数の矩形領域に存在する場合についても区別することがより望ましい。また、基本検査工程の後に、一部の測定箇所に対してのみ追加検査工程を行うことによって、検査対象物9全体の検査時間が大幅に長くなることはない。
【0064】
<第4実施形態>
===非破壊検査装置の構成===
本発明の第4の実施形態における非破壊検査装置の構成の概略は、第3実施形態と同様に、図6に示されている。また、本実施形態における非破壊検査装置のうち、特にセンサ部群1および検出コイル群11の構成の詳細は、第2実施形態と同様に、図4に示されている。
【0065】
===磁界分布の算出方法===
以下、図4および図8を参照して、本実施形態における磁界分布の算出方法について説明する。
【0066】
まず、渦電流に乱れが生じるような不連続部の個数が、1つの測定箇所において1個以下の場合について説明する。
ここで、渦電流によって測定磁界データの値が4(矩形領域当たり1)となるような磁界H2が発生し、不連続部が存在する矩形領域にはまったく渦電流が流れないものとすると、不連続部による測定磁界データHrないしHuの値の減少分は、図8の各上段の値のようになる。なお、これらの値は、図5の各値の正負を反転させたものとなる。また、この場合の測定磁界データHrないしHuの値は、図8の各下段の式のように求めることができる。
【0067】
例えば、不連続部が矩形領域Aに1個存在する場合には、測定磁界データHrの値が1個の矩形領域に相当する1だけ減少し、Hr=4−1=3,Hs=Ht=Hu=4−0=4となる。また、例えば、不連続部が矩形領域Eに1個存在する場合には、測定磁界データHrないしHuの値がいずれも1だけ減少し、Hr=Hs=Ht=Hu=4−1=3となる。さらに、例えば、不連続部が矩形領域Fに1個存在する場合には、測定磁界データHsおよびHuの値が1だけ減少し、Hr=Ht=4−0=4,Hs=Hu=4−1=3となる。
【0068】
図8から明らかなように、測定磁界データHrないしHuに基づいて、不連続部が存在する矩形領域を識別することができる。したがって、第3実施形態の非破壊検査装置と同様に、各センサ部が備えるSQUIDの個数を抑えることができる。また、基本検査工程において、検査対象物9全体の検査時間が長くなることなく、空間分解能を向上させることができる。なお、本実施形態の非破壊検査装置は、1個のセンサ部当たり形成される領域の平均個数が第3実施形態の非破壊検査装置より多いため、さらに効率よく空間分解能を向上させることができる。
【0069】
次に、渦電流に乱れが生じるような不連続部の個数が、1つの測定箇所において2個以上の場合について説明する。
複数の不連続部が存在する場合における、不連続部による各測定磁界データの値の減少分は、第3実施形態の場合と同様に、図8の各矩形領域における値(0または−1)を不連続部の個数分だけ加算すればよい。
【0070】
例えば、不連続部が矩形領域DおよびEに1個ずつ存在する場合には、測定磁界データHrおよびHtの値が2、測定磁界データHsおよびHuの値が1だけ減少し、Hr=Ht=4−2=2,Hs=Hu=4−1=3となる。また、例えば、不連続部が矩形領域BおよびHに1個ずつ存在する場合には、測定磁界データHrないしHuの値がいずれも1だけ減少し、Hr=Hs=Ht=Hu=4−1=3となる。さらに、これらの場合には、第2実施形態の場合と同様に、図4において、測定箇所をx0(x1)方向またはy0(y1)方向に矩形領域1個分だけ移動させることによって、不連続部の分布を区別することが可能となる。
【0071】
このようにして、第2実施形態の非破壊検査装置と同様に、追加検査工程によって、不連続部が複数の矩形領域に存在する場合についても区別することがより望ましい。また、基本検査工程の後に、一部の測定箇所に対してのみ追加検査工程を行うことによって、検査対象物9全体の検査時間が大幅に長くなることはない。
【0072】
===検出コイルの他の配置例===
検出コイル群11は、複数の検出コイルの一部を重ねて配置することによって、略同一面積の領域を検出コイルの個数より多く形成できればよく、図1および図4に示した検出コイルの配置例以外にも様々な構成が可能である。
【0073】
まず、図9および図10を参照して、図1および図4の配置例と同様に、検出コイルとして矩形コイルを用いた他の配置例を示す。
【0074】
図9は、図4の配置例と同様に、隣接する2つの矩形コイル同士を互いに略2分の1ずつ重ねて配置することによって、16個の矩形領域を形成する配置例を示している。図9に示されているように、8個の矩形コイルS1ないしS8は、16個の矩形領域S11ないしS26のうち、それぞれ丸印の付いた4個を囲むように配置されている。したがって、図9の配置例では、1個の検出コイル当たり平均(16÷8=)2個の領域が形成されている。なお、矩形領域S16、S17、S20、およびS21を囲む矩形コイルは不要である。
【0075】
図10は、図9の配置例と同様に、8個の矩形コイルを用いて、16個の矩形領域を形成する他の配置例を示している。図10に示されているように、8個の矩形コイルR1ないしR8は、16個の矩形領域S11ないしS26のうち、それぞれ縦一列または横一列の4個を囲むような形状をしている。なお、図9の配置例と同様に、図10の配置例でも、1個の検出コイル当たり平均2個の領域が形成されている。
【0076】
次に、図11ないし図13を参照して、矩形コイル以外の検出コイルを用いた配置例を示す。
【0077】
図11は、三角形コイルを用いた配置例を示している。図11に示されているように、6個の三角形コイルT1ないしT6は、12個の三角形領域T11ないしT16、およびT21ないしT26のうち、それぞれ丸印の付いた4個を囲むように配置されている。したがって、図11の配置例では、1個の検出コイル当たり平均(12÷6=)2個の領域が形成されている。なお、各三角形コイルの形状は、正三角形である必要はなく、各三角形領域の形状は、三角形コイルの3つの中点を結んで形成されるような、三角形コイルの4分の1の面積を有する三角形である。
【0078】
図12は、正六角形コイルを用いた配置例を示している。図12に示されているように、6個の正六角形コイルH1ないしH6は、12個の菱形領域R11ないしR16、およびR21ないしR26のうち、それぞれ丸印の付いた3個を囲むように配置されている。したがって、図12の配置例では、1個の検出コイル当たり平均(12÷6=)2個の領域が形成されている。なお、各菱形領域の形状は、正六角形コイルの1つおきの3つの頂点と重心とを結んで形成されるような、正六角形コイルの3分の1の面積を有する菱形である。
【0079】
図11および図12の配置例では、検出コイル群11全体のサイズと、略同一面積の領域の合計サイズとが等しくなっている。しかしながら、検出コイル群11は、略同一面積の領域以外の不使用領域を含むような構成としてもよい。
【0080】
図13は、正六角形コイルを用いた他の配置例を示している。図13の配置例では、8個の正六角形コイルH1ないしH8によって、16個の正三角形領域T31ないしT46以外に、不使用領域Q11ないしQ14が形成されている。したがって、図13の配置例では、1個の検出コイル当たり平均(16÷8=)2個の領域が形成されている。なお、各正三角形領域の形状は、正六角形コイルの3本の最長の対角線によって形成されるような、正六角形コイルの6分の1の面積を有する正三角形である。
【0081】
前述したように、センサ部群1に検出コイル群11が接続されて構成される磁気センサ群(磁気測定装置)において、検出コイル群11に含まれる複数の検出コイルの一部を重ねて配置することによって、略同一面積の領域を検出コイルの個数より多く形成でき、より少ない個数の磁気センサで空間分解能を向上させることができる。
【0082】
また、検出コイルとして略同一の矩形コイルを用いることによって、略同一の複数の矩形領域を形成することができ、検査対象物9側または検出コイル群11側をx0(x1)方向およびy0(y1)方向に走査する場合に好適な構成とすることができる。
【0083】
また、略同一の2個の矩形コイルを互いに略2分の1ずつ重ねて配置することによって、当該矩形コイルの略2分の1の面積を有する3個の矩形領域を形成することができる。
【0084】
また、略同一の4個の矩形コイルのうち、隣接する2個同士を互いに略2分の1ずつ重ねて配置することによって、当該矩形コイルの略4分の1の面積を有する9個の矩形領域を形成することができる。
【0085】
また、略同一の6個の三角形コイルを用いて、当該三角形コイルの略4分の1の面積を有する12個の三角形領域を形成することによって、検出コイル群11が略同一面積の領域以外の不使用領域を含まない構成とすることができる。
【0086】
また、略同一の6個の正六角形コイルを用いて、当該正六角形コイルの略3分の1の面積を有する12個の菱形領域を形成することによっても、検出コイル群11が不使用領域を含まない構成とすることができる。
【0087】
また、各センサ部がSQUIDを備えることによって、例えば物体の小さなきずや欠陥などに起因する漏洩磁束のような微弱な磁界を測定することができる。
【0088】
また、以上のような構成の磁気センサ群(磁気測定装置)備えた非破壊検査装置において、複数の検出コイルによって検査対象物9表面からの磁界を検出し、当該磁界に応じた測定磁界データに基づいて、領域ごとの磁界分布を算出することによって、検査対象物9の不連続部91を検出することができる。
【0089】
また、図6に示した渦電流法を用いる非破壊検査装置において、励磁コイル31から検査対象物9に渦電流を誘導する交流磁界を発生させ、当該渦電流によって発生する磁界H2に応じた測定磁界データに基づいて、領域ごとの磁界分布を算出することによって、検査対象物9の不連続部91を検出することができる。
【0090】
また、複数の磁気センサがそれぞれ備える複数の検出コイルの一部を、略同一面積の領域を検出コイルの個数より多く形成するように重ねて配置することによって、より少ない個数の磁気センサで空間分解能を向上させることができる。
【0091】
なお、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【0092】
上記実施形態では、各センサ部がSQUIDを備える場合について説明したが、これに限定されるものではない。各センサ部は、SQUID以外にFGセンサやMIセンサを備えていてもよい。
【符号の説明】
【0093】
1 センサ部群
1a〜1i センサ部
1r〜1u センサ部
2 データ処理部
3 磁界発生部
4 センサ部
9 検査対象物
11 検出コイル群
11a〜11i 検出コイル
11r〜11u 検出コイル
31 励磁コイル
41 検出コイル
91 不連続部
【技術分野】
【0001】
本発明は、磁気測定装置、非破壊検査装置、および磁気センサの検出コイルの配置方法に関する。
【背景技術】
【0002】
検査対象物を物理的に破壊することなく、きずや欠陥などの不連続部を検出する非破壊検査技術として、検査対象物表面からの磁界(磁場)を磁気センサによって測定するものが知られている。例えば、磁気センサとして、高感度のFG(Flux-Gate:フラックスゲート)センサやMI(Magneto-Impedance:磁気インピーダンス)センサ、さらに高感度のSQUID(Superconducting QUantum Interference Device:超伝導量子干渉素子)などを用いて、検査対象物の内部や表面の不連続部に起因する漏洩磁束を測定することによって、当該不連続部を検出することができる。
【0003】
また、コイルから発生する磁界によって検査対象物に渦電流を誘導し、当該渦電流によって発生する磁界を測定して検査対象物の不連続部を検出する、渦電流探傷試験(渦流探傷試験)と呼ばれる非破壊検査方法(以下、渦電流法と称する)も一般に知られている。例えば、特許文献1では、当該渦電流法によって測定された磁界の各周波数成分の振幅を算出し、異なる周波数成分の振幅間で差分を計算することによって、磁気センサと検査対象物との距離の変化による影響を低減することができる非破壊検査装置が開示されている。
【0004】
ところで、上記のような非破壊検査装置は、固定された磁気センサのセンサ面に対して略平行に検査対象物側を移動させる走査方式のものと、固定された検査対象物表面に対して略平行に磁気センサ側を移動させる走査方式のものとに大別することができる。そして、例えば電力設備などのように、検査対象物が大型構造物である場合には、一般に、磁気センサ側の走査方式が採用される。例えば、特許文献2では、多軸ロボットを用いて磁気センサを走査することによって、磁気センサと検査対象物との距離および角度を一定に保つ非破壊検査装置・方法が開示されている。
【0005】
このようにして、検査対象物側または磁気センサ側を走査し、検査対象物表面からの磁界を測定することによって、検査対象物の不連続部を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2003−149212号公報
【特許文献2】特開2006−329632号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ここで、検査対象物表面からの磁界を測定して検査対象物の不連続部を検出する、一般的な非破壊検査装置の構成の一例を図14に示す。
【0008】
図14に示されている一般的な非破壊検査装置において、センサ部4は、例えばSQUIDなどを備えており、検出コイル41が接続されて磁気センサを構成している。また、当該非破壊検査装置は、検査対象物9側または検出コイル41側を走査するが、いずれの場合も、検出コイル41の面積を小さくするほど、検査の空間分解能を向上させることができる。
【0009】
しかしながら、検出コイル41の面積を小さくすると、検査対象物9全体の検査時間が長くなってしまう。また、空間分解能と検査時間とを両立させるため、複数の検出コイルを隣接して配置した場合、検出コイルと同じ個数だけセンサ部が必要となる。例えば図15に示すように、3×3個の領域AないしIにそれぞれ対応して検出コイル11aないし11iを配置した場合、9個のセンサ部1aないし1iが必要となる。
【0010】
そのため、各センサ部が備えるSQUIDなども検出コイルと同じ個数だけ必要となり、非破壊検査装置のコストの上昇を招くこととなる。また、センサ部の個数が増加するほど、SQUIDなどの特性を揃えることが困難になり、さらに、センサ部および検出コイル間を接続する配線も困難になる。
【課題を解決するための手段】
【0011】
前述した課題を解決する主たる本発明は、略同一面積の複数の領域を形成するように一部が重なって配置された、前記複数の領域より少ない個数の複数の検出コイルを含み、当該複数の検出コイルによってそれぞれ検出される磁界に応じた複数の測定磁界データを出力する複数の磁気センサを有することを特徴とする磁気測定装置である。
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、より少ない個数の磁気センサで空間分解能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の第1および第3実施形態における非破壊検査装置の構成の詳細を示す平面図である。
【図2】本発明の第1実施形態における検査対象物表面からの磁界の領域ごとの分布の算出方法を説明する図である。
【図3】本発明の第1および第2実施形態における非破壊検査装置の構成の概略を示す斜視図である。
【図4】本発明の第2および第4実施形態における非破壊検査装置の構成の詳細を示す平面図である。
【図5】本発明の第2実施形態における検査対象物表面からの磁界の領域ごとの分布の算出方法を説明する図である。
【図6】本発明の第3および第4実施形態における非破壊検査装置の構成の概略を示す斜視図である。
【図7】本発明の第3実施形態における検査対象物表面からの磁界の領域ごとの分布の算出方法を説明する図である。
【図8】本発明の第4実施形態における検査対象物表面からの磁界の領域ごとの分布の算出方法を説明する図である。
【図9】矩形コイルを用いた他の配置例を示す図である。
【図10】矩形コイルを用いたさらに他の配置例を示す図である。
【図11】三角形コイルを用いた不使用領域を含まない配置例を示す図である。
【図12】正六角形コイルを用いた不使用領域を含まない配置例を示す図である。
【図13】正六角形コイルを用いた不使用領域を含む配置例を示す図である。
【図14】一般的な非破壊検査装置の構成の一例を示す斜視図である。
【図15】複数の検出コイルを隣接して配置した非破壊検査装置の構成の一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【0015】
<第1実施形態>
===非破壊検査装置の構成===
以下、図1および図3を参照して、本発明の第1の実施形態における非破壊検査装置の構成について説明する。なお、図3は、非破壊検査装置の構成の概略を示す斜視図であり、図1は、非破壊検査装置のうち、特にセンサ部群1および検出コイル群11の構成の詳細を示す平面図である。
【0016】
図3に示されている非破壊検査装置は、検査対象物9の内部や表面の不連続部91を検出するための装置であり、センサ部群1、検出コイル群11、およびデータ処理部2を含んで構成されている。また、センサ部群1は、検出コイル群11が接続されて磁気センサ群(磁気測定装置)を構成している。さらに、図1に示されているように、センサ部群1は、センサ部1rおよび1sを含んでおり、検出コイル群11は、検出コイル11rおよび11sを含んでいる。
【0017】
検出コイル11rおよび11sは、略同一の矩形(正方形または長方形)コイルであり、互いに略2分の1ずつ重なって配置されている。ここで、図1に示すように、各検出コイルのサイズを2a×bとすると、検出コイル11rおよび11sは、略a×bのサイズの矩形領域JないしLを形成する。したがって、略同一の2個の矩形コイルによって、当該矩形コイルの略2分の1の面積を有する3個の矩形領域が形成され、1個の検出コイル当たり平均(3÷2=)1.5個の領域が形成されている。
【0018】
センサ部1rおよび1sは、それぞれ検出コイル11rおよび11sが接続されており、2個の磁気センサを構成している。また、センサ部1rおよび1sからそれぞれ出力される測定磁界データHrおよびHsは、いずれもデータ処理部2に入力されている。
【0019】
===非破壊検査装置の動作===
次に、本実施形態における非破壊検査装置の動作について説明する。なお、本実施形態において、各センサ部は、検査対象物9の不連続部91に起因する漏洩磁束H1を測定するのに十分な感度を有しているものとする。本実施形態では、一例として、各センサ部がSQUIDを備えている場合について説明する。
【0020】
本実施形態の非破壊検査装置は、検査対象物9側および検出コイル群11側のいずれを走査してもよい。検査対象物9側を走査する場合には、検出コイル群11は固定されており、検査対象物9は、検出コイル群11のコイル面に対して略平行に移動する。この場合の検査対象物9の移動方向は、図1および図3において、x0方向およびy0方向の矢印で示されている。一方、検出コイル群11側を走査する場合には、検査対象物9は固定されており、検出コイル群11は、検査対象物9表面に対して略平行に移動する。この場合の検出コイル群11の移動方向は、図1および図3において、x1方向およびy1方向の矢印で示されている。
【0021】
検出コイル11rおよび11sは、不連続部91に起因する検査対象物9表面からの磁界(漏洩磁束H1)を検出する。例えば、漏洩磁束H1は、オーステナイト系ステンレス鋼に応力が加わり、マルテンサイト変態が生じることによって発生する。そのため、本実施形態の非破壊検査装置は、初期段階の小さなきずや欠陥などを、検査対象物9に対する悪影響が顕在化する前に検出することができる。
【0022】
センサ部1rおよび1sは、それぞれ検出コイル11rおよび11sの位置における磁界の強さまたは磁束密度に応じて、測定磁界データHrおよびHsを出力する。したがって、測定磁界データHrは、検査対象物9表面に対する検出コイル群11の垂直位置における、矩形領域JおよびKからの磁界の強さまたは磁束密度に応じて出力される。また、測定磁界データHsは、同じ垂直位置における、矩形領域KおよびLからの磁界の強さまたは磁束密度に応じて出力される。なお、本実施形態の非破壊検査装置は、各センサ部がSQUIDを備えることによって、不連続部91に起因する微弱な漏洩磁束H1も測定することができる。
【0023】
データ処理部2は、測定磁界データHrおよびHsに基づいて、検査対象物9表面からの磁界の矩形領域JないしLごとの分布を算出する。前述したように、本実施形態の非破壊検査装置において、各検出コイルは、漏洩磁束H1を検出しているため、当該磁界分布は、検査対象物9の内部や表面における不連続部91の分布を示している。なお、磁界分布の算出方法についての詳細な説明は後述する。
【0024】
このようにして、各測定箇所(検査対象物9表面に対する検出コイル群11の水平位置)において、矩形領域JないしLごとの漏洩磁束H1の分布を算出することによって、検査対象物9の不連続部91を検出することができる。
【0025】
===磁界分布の算出方法===
以下、図1および図2を参照して、本実施形態における磁界分布の算出方法について説明する。
【0026】
前述したように、本実施形態の非破壊検査装置は、初期段階の不連続部を検出することができるため、交換や修理などの対策を適宜実施している場合には、1回の検査において検出される不連続部の個数は通常少ない。そこで、まず、漏洩磁束H1を発生する不連続部の個数が、1つの測定箇所において1個以下の場合について説明する。
【0027】
図2は、測定磁界データの値が1(以下、図2および図5において、「+1」と記載)となるような不連続部が、矩形領域JないしLのいずれにも存在しない場合、または何れか1つに1個存在する場合における、測定磁界データHrおよびHsの値を示している。
【0028】
不連続部が矩形領域JないしLのいずれにも存在しない場合(以下、図2、図5、図7、および図8において、「なし」と記載)には、Hr=Hs=0となる。また、不連続部が矩形領域Jに1個存在する場合には、Hr=1,Hs=0となる。さらに、不連続部が矩形領域Lに1個存在する場合には、Hr=0,Hs=1となる。そして、不連続部が矩形領域Kに1個存在する場合には、Hr=Hs=1となる。
【0029】
以上から明らかなように、測定磁界データHrおよびHsに基づいて、不連続部が存在する矩形領域を識別することができる。したがって、2個のセンサ部1rおよび1sより多い3個の矩形領域JないしLごとの漏洩磁束H1の分布を算出することができるため、各センサ部が備えるSQUIDの個数も抑えることができる。また、図1において、測定箇所を検出コイル群11全体のサイズ(略3a×b)ごとに移動させることによって、検査対象物9全体の検査時間が長くなることなく、空間分解能を向上させることができる。以下、このような検出コイル群11全体のサイズごとに移動させる検査工程を、基本検査工程と称する。
【0030】
次に、漏洩磁束H1を発生する不連続部の個数が、1つの測定箇所において2個以上の場合について説明する。
【0031】
測定磁界データの値が1となるような不連続部が1個の矩形領域にn個存在する場合については、測定磁界データの値がnとなるような不連続部が当該矩形領域に1個存在する場合と同様である。この場合における各測定磁界データの値は、図2の各値をn倍とすればよい。また、例えば、不連続部が矩形領域JおよびKに1個ずつ存在する場合には、Hr=1+1=2,Hs=0+1=1のように、図2の各矩形領域における値を加算すればよい。したがって、複数の不連続部が同じ矩形領域に存在する場合についても、異なる矩形領域に存在する場合についても同様に、各測定磁界データの値は、図2の各矩形領域における値(0または+1)を不連続部の個数分だけ加算すればよい。
【0032】
しかしながら、例えば、不連続部が矩形領域JおよびLに1個ずつ存在する場合には、Hr=1+0=1,Hs=0+1=1となり、不連続部が矩形領域Kに1個存在する場合と区別することができない。この場合には、図1において、測定箇所をx0(x1)方向に距離aだけ、すなわち、矩形領域1個分だけ移動させることによって、両者を区別することが可能となる。当該移動によって、移動前に不連続部が矩形領域JおよびLに1個ずつ存在した場合には、移動後には不連続部が矩形領域Kに1個存在することとなる。一方、移動前に不連続部が矩形領域Kに1個存在した場合には、移動後には不連続部が矩形領域Jに1個存在することとなる。
【0033】
このようにして、測定箇所を矩形領域1個分だけ移動させることによって、不連続部が複数の矩形領域に存在する場合についても区別することがより望ましい。なお、このような細かい移動を検査対象物9全体に対して行う必要はなく、基本検査工程において測定磁界データHrおよびHsがいずれも0でなかった測定箇所に対してのみ、追加的に行えば十分である。したがって、検査対象物9全体の検査時間が大幅に長くなることはない。以下、このような矩形領域1個分だけ移動させる検査工程を、追加検査工程と称する。
【0034】
<第2実施形態>
===非破壊検査装置の構成===
以下、図4を参照して、本発明の第2の実施形態における非破壊検査装置の構成について説明する。なお、本実施形態における非破壊検査装置の構成の概略は、第1実施形態と同様に、図3に示されている。また、図4は、非破壊検査装置のうち、特にセンサ部群1および検出コイル群11の構成の詳細を示す平面図である。
【0035】
本実施形態の非破壊検査装置では、図4に示されているように、センサ部群1は、センサ部1rないし1uを含んでおり、検出コイル群11は、検出コイル11rないし11uを含んでいる。
【0036】
検出コイル11rないし11uは、略同一の矩形コイルである。また、隣接する2つの検出コイル同士、すなわち、検出コイル11rと11s、11rと11t、11sと11u、および11tと11uは、互いに略2分の1ずつ重なって配置されている。ここで、図4に示すように、各検出コイルを2a×2aのサイズの矩形(正方形)コイルとすると、検出コイル11rないし11uは、略a×aのサイズの矩形(正方形)領域AないしIを形成する。したがって、略同一の4個の矩形コイルによって、当該矩形コイルの略4分の1の面積を有する9個の矩形領域が形成され、1個の検出コイル当たり平均(9÷4=)2.25個の領域が形成されている。
【0037】
センサ部1rないし1uは、それぞれ検出コイル11rないし11uが接続されており、4個の磁気センサを構成している。また、センサ部1rないし1uからそれぞれ出力される測定磁界データHrないしHuは、いずれもデータ処理部2に入力されている。
【0038】
===非破壊検査装置の動作===
次に、本実施形態における非破壊検査装置の動作について説明する。なお、第1実施形態と同様に、本実施形態においても、各センサ部は、SQUIDを用いて漏洩磁束H1を測定するものとする。
【0039】
第1実施形態と同様に、本実施形態の非破壊検査装置は、検査対象物9側および検出コイル群11側のいずれを走査してもよい。また、検出コイル11rないし11uは、不連続部91に起因する検査対象物9表面からの磁界(漏洩磁束H1)を検出する。
【0040】
センサ部1rないし1uは、それぞれ検出コイル11rないし11uの位置における磁界の強さまたは磁束密度に応じて、測定磁界データHrないしHuを出力する。したがって、測定磁界データHrは、検査対象物9表面に対する検出コイル群11の垂直位置における、矩形領域A、B、D、およびEからの磁界の強さまたは磁束密度に応じて出力される。また、測定磁界データHsは、同じ垂直位置における、矩形領域B、C、E、およびFからの磁界の強さまたは磁束密度に応じて出力される。さらに、測定磁界データHtは、同じ垂直位置における、矩形領域D、E、G、およびHからの磁界の強さまたは磁束密度に応じて出力される。そして、測定磁界データHuは、同じ垂直位置における、矩形領域E、F、H、およびIからの磁界の強さまたは磁束密度に応じて出力される。
【0041】
データ処理部2は、測定磁界データHrないしHuに基づいて、検査対象物9表面からの磁界の矩形領域AないしIごとの分布を算出する。第1実施形態の場合と同様に、当該磁界分布は、検査対象物9の内部や表面における不連続部91の分布を示している。
【0042】
このようにして、各測定箇所において、矩形領域AないしIごとの漏洩磁束H1の分布を算出することによって、検査対象物9の不連続部91を検出することができる。
【0043】
===磁界分布の算出方法===
以下、図4および図5を参照して、本実施形態における磁界分布の算出方法について説明する。
【0044】
まず、漏洩磁束H1を発生する不連続部の個数が、1つの測定箇所において1個以下の場合について説明する。
図5は、測定磁界データの値が1となるような不連続部が、矩形領域AないしIのいずれにも存在しない場合、または何れか1つに1個存在する場合における、測定磁界データHrないしHuの値を示している。
例えば、不連続部が矩形領域Aに1個存在する場合には、Hr=1,Hs=Ht=Hu=0となる。また、例えば、不連続部が矩形領域Eに1個存在する場合には、Hr=Hs=Ht=Hu=1となる。さらに、例えば、不連続部が矩形領域Fに1個存在する場合には、Hr=Ht=0,Hs=Hu=1となる。
【0045】
図5から明らかなように、測定磁界データHrないしHuに基づいて、不連続部が存在する矩形領域を識別することができる。したがって、4個のセンサ部1rないし1uより多い9個の矩形領域AないしIごとの漏洩磁束H1の分布を算出することができるため、各センサ部が備えるSQUIDの個数も抑えることができる。また、測定箇所を検出コイル群11全体のサイズ(略3a×3a)ごとに移動させる基本検査工程において、検査対象物9全体の検査時間が長くなることなく、空間分解能を向上させることができる。なお、本実施形態の非破壊検査装置は、1個の検出コイル当たり、すなわち、1個のセンサ部当たり形成される領域の平均個数が第1実施形態の非破壊検査装置より多いため、さらに効率よく空間分解能を向上させることができる。
【0046】
次に、漏洩磁束H1を発生する不連続部の個数が、1つの測定箇所において2個以上の場合について説明する。
複数の不連続部が存在する場合における各測定磁界データの値は、第1実施形態の場合と同様に、図5の各矩形領域における値(0または+1)を不連続部の個数分だけ加算すればよい。また、この場合には、図4において、測定箇所をx0(x1)方向またはy0(y1)方向に距離aだけ、すなわち、矩形領域1個分だけ移動させることによって、不連続部の分布を区別することが可能となる。
【0047】
例えば、不連続部が矩形領域Eに1個存在する場合と、矩形領域DおよびFに1個ずつ存在する場合とは、x0(x1)方向に移動させることによって区別することができるものの、y0(y1)方向に移動させることによっては区別することができない。また、例えば、不連続部が矩形領域Eに1個存在する場合と、矩形領域BおよびHに1個ずつ存在する場合とは、x0(x1)方向に移動させることによっては区別することができないものの、y0(y1)方向に移動させることによって区別することができる。
【0048】
このようにして、測定箇所を矩形領域1個分だけ移動させる追加検査工程によって、不連続部が複数の矩形領域に存在する場合についても区別することがより望ましい。なお、当該追加検査工程は、基本検査工程において測定磁界データHrないしHuの複数が0でなかった測定箇所に対してのみ、追加的に行えば十分である。したがって、検査対象物9全体の検査時間が大幅に長くなることはない。
【0049】
<第3実施形態>
===非破壊検査装置の構成===
以下、図6を参照して、本発明の第3の実施形態における非破壊検査装置の構成について説明する。なお、図6は、非破壊検査装置の構成の概略を示す斜視図である。また、本実施形態における非破壊検査装置のうち、特にセンサ部群1および検出コイル群11の構成の詳細は、第1実施形態と同様に、図1に示されている。
【0050】
図6に示されている非破壊検査装置は、特に渦電流法を用いる非破壊検査装置であり、第1実施形態の非破壊検査装置に対して、磁界発生部3および励磁コイル31をさらに含んで構成されている。また、磁界発生部3には、励磁コイル31が接続されている。
【0051】
===非破壊検査装置の動作===
次に、本実施形態における非破壊検査装置の動作について説明する。なお、第1実施形態と同様に、本実施形態においても、各センサ部は、SQUIDを備えているものとする。
【0052】
第1実施形態と同様に、本実施形態の非破壊検査装置は、検査対象物9側および検出コイル群11側のいずれを走査してもよい。なお、検出コイル群11側を走査する場合でも、検出コイル群11と励磁コイル31との位置関係が変化しないように構成されているものとする。
【0053】
磁界発生部3は、励磁コイル31に交流電流を流して交流磁界を発生させ、検査対象物9に渦電流を誘導する。また、検出コイル11rおよび11sは、当該渦電流によって発生する磁界H2を検出する。さらに、センサ部1rおよび1sは、それぞれ検出コイル11rおよび11sの位置における磁界の強さまたは磁束密度に応じて、測定磁界データHrおよびHsを出力する。
【0054】
第1実施形態の非破壊検査装置と同様に、データ処理部2は、測定磁界データHrおよびHsに基づいて、検査対象物9表面からの磁界の矩形領域JないしLごとの分布を算出する。ここで、検査対象物9に不連続部91が存在すると、不連続部91によって渦電流に乱れが生じ、当該渦電流によって発生する磁界H2が弱くなるため、測定磁界データの値は減少する。そのため、算出される磁界分布は、検査対象物9の内部や表面における不連続部91の分布を間接的に示している。
【0055】
なお、励磁コイル31から発生させる交流磁界の周波数を高くすると、表皮効果によって検査対象物9の略表面のみに渦電流が誘導され、検査対象物9表面の不連続部91を検出することができる。反対に、周波数を低くすると、表皮深さが大きくなるため、検査対象物9内部の不連続部91を検出することができるようになる。また、当該交流磁界は、複数の周波数成分を含んでいてもよい。
【0056】
このようにして、各測定箇所において、渦電流によって発生する磁界H2の矩形領域JないしLごとの分布を算出することによって、検査対象物9の不連続部91を検出することができる。
【0057】
===磁界分布の算出方法===
以下、図1および図7を参照して、本実施形態における磁界分布の算出方法について説明する。
【0058】
まず、渦電流に乱れが生じるような不連続部の個数が、1つの測定箇所において1個以下の場合について説明する。
ここで、渦電流によって測定磁界データの値が2(矩形領域当たり1)となるような磁界H2が発生し、不連続部が存在する矩形領域にはまったく渦電流が流れないものとすると、不連続部による測定磁界データHrおよびHsの値の減少分は、図7の各上段の(括弧が付いていない)値のようになる。なお、これらの値は、図2の各値の正負を反転させたものとなる。また、この場合の測定磁界データHrおよびHsの値は、図7の各下段の(括弧が付いている)式のように求めることができる。
【0059】
不連続部が矩形領域JないしLのいずれにも存在しない場合には、不連続部による測定磁界データHrおよびHsの値の減少分はいずれも0となり、Hr=Hs=2−0=2となる。また、不連続部が矩形領域Jに1個存在する場合には、測定磁界データHrの値が1個の矩形領域に相当する1だけ減少(以下、図7および図8において、「−1」と記載)し、Hr=2−1=1,Hs=2−0=2となる。さらに、不連続部が矩形領域Lに1個存在する場合には、測定磁界データHsの値が1だけ減少し、Hr=2−0=2,Hs=2−1=1となる。そして、不連続部が矩形領域Kに1個存在する場合には、測定磁界データHrおよびHsの値がいずれも1だけ減少し、Hr=Hs=2−1=1となる。
【0060】
以上から明らかなように、測定磁界データHrおよびHsに基づいて、不連続部が存在する矩形領域を識別することができる。したがって、第1実施形態の非破壊検査装置と同様に、各センサ部が備えるSQUIDの個数を抑えることができる。また、基本検査工程において、検査対象物9全体の検査時間が長くなることなく、空間分解能を向上させることができる。
【0061】
次に、渦電流に乱れが生じるような不連続部の個数が、1つの測定箇所において2個以上の場合について説明する。
複数の不連続部が存在する場合における、不連続部による各測定磁界データの値の減少分は、第1実施形態における各測定磁界データの値の場合と同様に、図7の各矩形領域における値(0または−1)を不連続部の個数分だけ加算すればよい。
【0062】
例えば、不連続部が矩形領域JおよびKに1個ずつ存在する場合には、測定磁界データHrの値が2、測定磁界データHsの値が1だけ減少し、Hr=2−2=0,Hs=2−1=1となる。また、例えば、不連続部が矩形領域JおよびLに1個ずつ存在する場合には、測定磁界データHrおよびHsの値がいずれも1だけ減少し、Hr=Hs=2−1=1となる。さらに、これらの場合には、第1実施形態の場合と同様に、図1において、測定箇所をx0(x1)方向に矩形領域1個分だけ移動させることによって、不連続部の分布を区別することが可能となる。
【0063】
このようにして、第1実施形態の非破壊検査装置と同様に、追加検査工程によって、不連続部が複数の矩形領域に存在する場合についても区別することがより望ましい。また、基本検査工程の後に、一部の測定箇所に対してのみ追加検査工程を行うことによって、検査対象物9全体の検査時間が大幅に長くなることはない。
【0064】
<第4実施形態>
===非破壊検査装置の構成===
本発明の第4の実施形態における非破壊検査装置の構成の概略は、第3実施形態と同様に、図6に示されている。また、本実施形態における非破壊検査装置のうち、特にセンサ部群1および検出コイル群11の構成の詳細は、第2実施形態と同様に、図4に示されている。
【0065】
===磁界分布の算出方法===
以下、図4および図8を参照して、本実施形態における磁界分布の算出方法について説明する。
【0066】
まず、渦電流に乱れが生じるような不連続部の個数が、1つの測定箇所において1個以下の場合について説明する。
ここで、渦電流によって測定磁界データの値が4(矩形領域当たり1)となるような磁界H2が発生し、不連続部が存在する矩形領域にはまったく渦電流が流れないものとすると、不連続部による測定磁界データHrないしHuの値の減少分は、図8の各上段の値のようになる。なお、これらの値は、図5の各値の正負を反転させたものとなる。また、この場合の測定磁界データHrないしHuの値は、図8の各下段の式のように求めることができる。
【0067】
例えば、不連続部が矩形領域Aに1個存在する場合には、測定磁界データHrの値が1個の矩形領域に相当する1だけ減少し、Hr=4−1=3,Hs=Ht=Hu=4−0=4となる。また、例えば、不連続部が矩形領域Eに1個存在する場合には、測定磁界データHrないしHuの値がいずれも1だけ減少し、Hr=Hs=Ht=Hu=4−1=3となる。さらに、例えば、不連続部が矩形領域Fに1個存在する場合には、測定磁界データHsおよびHuの値が1だけ減少し、Hr=Ht=4−0=4,Hs=Hu=4−1=3となる。
【0068】
図8から明らかなように、測定磁界データHrないしHuに基づいて、不連続部が存在する矩形領域を識別することができる。したがって、第3実施形態の非破壊検査装置と同様に、各センサ部が備えるSQUIDの個数を抑えることができる。また、基本検査工程において、検査対象物9全体の検査時間が長くなることなく、空間分解能を向上させることができる。なお、本実施形態の非破壊検査装置は、1個のセンサ部当たり形成される領域の平均個数が第3実施形態の非破壊検査装置より多いため、さらに効率よく空間分解能を向上させることができる。
【0069】
次に、渦電流に乱れが生じるような不連続部の個数が、1つの測定箇所において2個以上の場合について説明する。
複数の不連続部が存在する場合における、不連続部による各測定磁界データの値の減少分は、第3実施形態の場合と同様に、図8の各矩形領域における値(0または−1)を不連続部の個数分だけ加算すればよい。
【0070】
例えば、不連続部が矩形領域DおよびEに1個ずつ存在する場合には、測定磁界データHrおよびHtの値が2、測定磁界データHsおよびHuの値が1だけ減少し、Hr=Ht=4−2=2,Hs=Hu=4−1=3となる。また、例えば、不連続部が矩形領域BおよびHに1個ずつ存在する場合には、測定磁界データHrないしHuの値がいずれも1だけ減少し、Hr=Hs=Ht=Hu=4−1=3となる。さらに、これらの場合には、第2実施形態の場合と同様に、図4において、測定箇所をx0(x1)方向またはy0(y1)方向に矩形領域1個分だけ移動させることによって、不連続部の分布を区別することが可能となる。
【0071】
このようにして、第2実施形態の非破壊検査装置と同様に、追加検査工程によって、不連続部が複数の矩形領域に存在する場合についても区別することがより望ましい。また、基本検査工程の後に、一部の測定箇所に対してのみ追加検査工程を行うことによって、検査対象物9全体の検査時間が大幅に長くなることはない。
【0072】
===検出コイルの他の配置例===
検出コイル群11は、複数の検出コイルの一部を重ねて配置することによって、略同一面積の領域を検出コイルの個数より多く形成できればよく、図1および図4に示した検出コイルの配置例以外にも様々な構成が可能である。
【0073】
まず、図9および図10を参照して、図1および図4の配置例と同様に、検出コイルとして矩形コイルを用いた他の配置例を示す。
【0074】
図9は、図4の配置例と同様に、隣接する2つの矩形コイル同士を互いに略2分の1ずつ重ねて配置することによって、16個の矩形領域を形成する配置例を示している。図9に示されているように、8個の矩形コイルS1ないしS8は、16個の矩形領域S11ないしS26のうち、それぞれ丸印の付いた4個を囲むように配置されている。したがって、図9の配置例では、1個の検出コイル当たり平均(16÷8=)2個の領域が形成されている。なお、矩形領域S16、S17、S20、およびS21を囲む矩形コイルは不要である。
【0075】
図10は、図9の配置例と同様に、8個の矩形コイルを用いて、16個の矩形領域を形成する他の配置例を示している。図10に示されているように、8個の矩形コイルR1ないしR8は、16個の矩形領域S11ないしS26のうち、それぞれ縦一列または横一列の4個を囲むような形状をしている。なお、図9の配置例と同様に、図10の配置例でも、1個の検出コイル当たり平均2個の領域が形成されている。
【0076】
次に、図11ないし図13を参照して、矩形コイル以外の検出コイルを用いた配置例を示す。
【0077】
図11は、三角形コイルを用いた配置例を示している。図11に示されているように、6個の三角形コイルT1ないしT6は、12個の三角形領域T11ないしT16、およびT21ないしT26のうち、それぞれ丸印の付いた4個を囲むように配置されている。したがって、図11の配置例では、1個の検出コイル当たり平均(12÷6=)2個の領域が形成されている。なお、各三角形コイルの形状は、正三角形である必要はなく、各三角形領域の形状は、三角形コイルの3つの中点を結んで形成されるような、三角形コイルの4分の1の面積を有する三角形である。
【0078】
図12は、正六角形コイルを用いた配置例を示している。図12に示されているように、6個の正六角形コイルH1ないしH6は、12個の菱形領域R11ないしR16、およびR21ないしR26のうち、それぞれ丸印の付いた3個を囲むように配置されている。したがって、図12の配置例では、1個の検出コイル当たり平均(12÷6=)2個の領域が形成されている。なお、各菱形領域の形状は、正六角形コイルの1つおきの3つの頂点と重心とを結んで形成されるような、正六角形コイルの3分の1の面積を有する菱形である。
【0079】
図11および図12の配置例では、検出コイル群11全体のサイズと、略同一面積の領域の合計サイズとが等しくなっている。しかしながら、検出コイル群11は、略同一面積の領域以外の不使用領域を含むような構成としてもよい。
【0080】
図13は、正六角形コイルを用いた他の配置例を示している。図13の配置例では、8個の正六角形コイルH1ないしH8によって、16個の正三角形領域T31ないしT46以外に、不使用領域Q11ないしQ14が形成されている。したがって、図13の配置例では、1個の検出コイル当たり平均(16÷8=)2個の領域が形成されている。なお、各正三角形領域の形状は、正六角形コイルの3本の最長の対角線によって形成されるような、正六角形コイルの6分の1の面積を有する正三角形である。
【0081】
前述したように、センサ部群1に検出コイル群11が接続されて構成される磁気センサ群(磁気測定装置)において、検出コイル群11に含まれる複数の検出コイルの一部を重ねて配置することによって、略同一面積の領域を検出コイルの個数より多く形成でき、より少ない個数の磁気センサで空間分解能を向上させることができる。
【0082】
また、検出コイルとして略同一の矩形コイルを用いることによって、略同一の複数の矩形領域を形成することができ、検査対象物9側または検出コイル群11側をx0(x1)方向およびy0(y1)方向に走査する場合に好適な構成とすることができる。
【0083】
また、略同一の2個の矩形コイルを互いに略2分の1ずつ重ねて配置することによって、当該矩形コイルの略2分の1の面積を有する3個の矩形領域を形成することができる。
【0084】
また、略同一の4個の矩形コイルのうち、隣接する2個同士を互いに略2分の1ずつ重ねて配置することによって、当該矩形コイルの略4分の1の面積を有する9個の矩形領域を形成することができる。
【0085】
また、略同一の6個の三角形コイルを用いて、当該三角形コイルの略4分の1の面積を有する12個の三角形領域を形成することによって、検出コイル群11が略同一面積の領域以外の不使用領域を含まない構成とすることができる。
【0086】
また、略同一の6個の正六角形コイルを用いて、当該正六角形コイルの略3分の1の面積を有する12個の菱形領域を形成することによっても、検出コイル群11が不使用領域を含まない構成とすることができる。
【0087】
また、各センサ部がSQUIDを備えることによって、例えば物体の小さなきずや欠陥などに起因する漏洩磁束のような微弱な磁界を測定することができる。
【0088】
また、以上のような構成の磁気センサ群(磁気測定装置)備えた非破壊検査装置において、複数の検出コイルによって検査対象物9表面からの磁界を検出し、当該磁界に応じた測定磁界データに基づいて、領域ごとの磁界分布を算出することによって、検査対象物9の不連続部91を検出することができる。
【0089】
また、図6に示した渦電流法を用いる非破壊検査装置において、励磁コイル31から検査対象物9に渦電流を誘導する交流磁界を発生させ、当該渦電流によって発生する磁界H2に応じた測定磁界データに基づいて、領域ごとの磁界分布を算出することによって、検査対象物9の不連続部91を検出することができる。
【0090】
また、複数の磁気センサがそれぞれ備える複数の検出コイルの一部を、略同一面積の領域を検出コイルの個数より多く形成するように重ねて配置することによって、より少ない個数の磁気センサで空間分解能を向上させることができる。
【0091】
なお、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【0092】
上記実施形態では、各センサ部がSQUIDを備える場合について説明したが、これに限定されるものではない。各センサ部は、SQUID以外にFGセンサやMIセンサを備えていてもよい。
【符号の説明】
【0093】
1 センサ部群
1a〜1i センサ部
1r〜1u センサ部
2 データ処理部
3 磁界発生部
4 センサ部
9 検査対象物
11 検出コイル群
11a〜11i 検出コイル
11r〜11u 検出コイル
31 励磁コイル
41 検出コイル
91 不連続部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
略同一面積の複数の領域を形成するように一部が重なって配置された、前記複数の領域より少ない個数の複数の検出コイルを含み、当該複数の検出コイルによってそれぞれ検出される磁界に応じた複数の測定磁界データを出力する複数の磁気センサを有することを特徴とする磁気測定装置。
【請求項2】
前記複数の検出コイルは、略同一の複数の矩形領域を形成するように一部が重なって配置された、略同一の複数の矩形コイルであることを特徴とする請求項1に記載の磁気測定装置。
【請求項3】
前記複数の検出コイルは、それぞれの略2分の1の面積の3個の矩形領域を形成するように一部が重なって配置された、略同一の2個の矩形コイルを含むことを特徴とする請求項2に記載の磁気測定装置。
【請求項4】
前記複数の検出コイルは、それぞれの略4分の1の面積の9個の矩形領域を形成するように一部が重なって配置された、略同一の4個の矩形コイルを含むことを特徴とする請求項2に記載の磁気測定装置。
【請求項5】
前記複数の検出コイルは、それぞれの略4分の1の面積の12個の三角形領域を形成するように一部が重なって配置された、略同一の6個の三角形コイルであることを特徴とする請求項1に記載の磁気測定装置。
【請求項6】
前記複数の検出コイルは、それぞれの略3分の1の面積の12個の菱形領域を形成するように一部が重なって配置された、略同一の6個の正六角形コイルであることを特徴とする請求項1に記載の磁気測定装置。
【請求項7】
前記複数の磁気センサは、前記複数の検出コイルがそれぞれ接続された複数の超伝導量子干渉素子をさらに備えることを特徴とする請求項1ないし請求項6の何れかに記載の磁気測定装置。
【請求項8】
請求項1ないし請求項7の何れかに記載の磁気測定装置と、
検査対象物表面からの磁界に応じた前記複数の測定磁界データに基づいて、前記検査対象物表面からの磁界の前記複数の領域ごとの分布を算出するデータ処理部と、
を備えることを特徴とする非破壊検査装置。
【請求項9】
前記検査対象物に渦電流を誘導する磁界を励磁コイルから発生させる磁界発生部をさらに備え、
前記複数の磁気センサは、前記渦電流によって発生する磁界に応じた前記複数の測定磁界データを出力することを特徴とする請求項8に記載の非破壊検査装置。
【請求項10】
複数の磁気センサがそれぞれ備える複数の検出コイルの一部を、前記複数の検出コイルより多い個数の略同一面積の複数の領域を形成するように重ねて配置することを特徴とする磁気センサの検出コイルの配置方法。
【請求項1】
略同一面積の複数の領域を形成するように一部が重なって配置された、前記複数の領域より少ない個数の複数の検出コイルを含み、当該複数の検出コイルによってそれぞれ検出される磁界に応じた複数の測定磁界データを出力する複数の磁気センサを有することを特徴とする磁気測定装置。
【請求項2】
前記複数の検出コイルは、略同一の複数の矩形領域を形成するように一部が重なって配置された、略同一の複数の矩形コイルであることを特徴とする請求項1に記載の磁気測定装置。
【請求項3】
前記複数の検出コイルは、それぞれの略2分の1の面積の3個の矩形領域を形成するように一部が重なって配置された、略同一の2個の矩形コイルを含むことを特徴とする請求項2に記載の磁気測定装置。
【請求項4】
前記複数の検出コイルは、それぞれの略4分の1の面積の9個の矩形領域を形成するように一部が重なって配置された、略同一の4個の矩形コイルを含むことを特徴とする請求項2に記載の磁気測定装置。
【請求項5】
前記複数の検出コイルは、それぞれの略4分の1の面積の12個の三角形領域を形成するように一部が重なって配置された、略同一の6個の三角形コイルであることを特徴とする請求項1に記載の磁気測定装置。
【請求項6】
前記複数の検出コイルは、それぞれの略3分の1の面積の12個の菱形領域を形成するように一部が重なって配置された、略同一の6個の正六角形コイルであることを特徴とする請求項1に記載の磁気測定装置。
【請求項7】
前記複数の磁気センサは、前記複数の検出コイルがそれぞれ接続された複数の超伝導量子干渉素子をさらに備えることを特徴とする請求項1ないし請求項6の何れかに記載の磁気測定装置。
【請求項8】
請求項1ないし請求項7の何れかに記載の磁気測定装置と、
検査対象物表面からの磁界に応じた前記複数の測定磁界データに基づいて、前記検査対象物表面からの磁界の前記複数の領域ごとの分布を算出するデータ処理部と、
を備えることを特徴とする非破壊検査装置。
【請求項9】
前記検査対象物に渦電流を誘導する磁界を励磁コイルから発生させる磁界発生部をさらに備え、
前記複数の磁気センサは、前記渦電流によって発生する磁界に応じた前記複数の測定磁界データを出力することを特徴とする請求項8に記載の非破壊検査装置。
【請求項10】
複数の磁気センサがそれぞれ備える複数の検出コイルの一部を、前記複数の検出コイルより多い個数の略同一面積の複数の領域を形成するように重ねて配置することを特徴とする磁気センサの検出コイルの配置方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【公開番号】特開2011−7665(P2011−7665A)
【公開日】平成23年1月13日(2011.1.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−152169(P2009−152169)
【出願日】平成21年6月26日(2009.6.26)
【出願人】(000211307)中国電力株式会社 (6,505)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年1月13日(2011.1.13)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年6月26日(2009.6.26)
【出願人】(000211307)中国電力株式会社 (6,505)
【Fターム(参考)】
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