JP2617570B2 - 磁気測定装置 - Google Patents
磁気測定装置Info
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- JP2617570B2 JP2617570B2 JP1110108A JP11010889A JP2617570B2 JP 2617570 B2 JP2617570 B2 JP 2617570B2 JP 1110108 A JP1110108 A JP 1110108A JP 11010889 A JP11010889 A JP 11010889A JP 2617570 B2 JP2617570 B2 JP 2617570B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は例えば漏洩磁束探傷法等に使用される磁気測
定装置に関する。
定装置に関する。
［従来の技術］ 例えば鋼管や鉄板等の欠陥を検査する方法として、超
音波探傷法、渦電流探傷法、漏洩磁束探傷法等が用いら
れている。
音波探傷法、渦電流探傷法、漏洩磁束探傷法等が用いら
れている。
このうち漏洩磁束探傷法は肉厚鋼板の両面を片面側か
ら探傷可能であること、また鋼管の内外面に発生する欠
陥に対して高い検出感度を有することから比較的広く使
用されている。
ら探傷可能であること、また鋼管の内外面に発生する欠
陥に対して高い検出感度を有することから比較的広く使
用されている。
漏洩磁束探傷法について従来から公知の技術について
述べると、第14図に示すように、磁化ヨーク１に巻装さ
れた電磁石用コイル２に直流電源３から直流電力を供給
している。磁化ヨーク１の上には試験片４が設置され磁
化される。そして試験片４に欠陥部５があればその欠陥
部５から試験片４の外側に磁束の一部が図中点線で示す
ように漏洩する。そこで磁気センサ６により漏洩磁束を
検出して電気信号に変換することによって欠陥部５を間
接的に検出する。
述べると、第14図に示すように、磁化ヨーク１に巻装さ
れた電磁石用コイル２に直流電源３から直流電力を供給
している。磁化ヨーク１の上には試験片４が設置され磁
化される。そして試験片４に欠陥部５があればその欠陥
部５から試験片４の外側に磁束の一部が図中点線で示す
ように漏洩する。そこで磁気センサ６により漏洩磁束を
検出して電気信号に変換することによって欠陥部５を間
接的に検出する。
なお、詳細については非破壊検査便覧（日本非破壊検
査協会編）第IV編（P573〜599）を参照。
査協会編）第IV編（P573〜599）を参照。
［発明が解決しようとする課題］ ところで欠陥部５から漏洩する磁束密度は第15図に鋼
材表面と磁気センサであるホール素子との距離との関係
で示されているように非常に微弱である。なお、第16図
は第15図の測定に使用される鋼材を示すもので、Ｗは欠
陥幅、ｄは欠陥の深さを示している。
材表面と磁気センサであるホール素子との距離との関係
で示されているように非常に微弱である。なお、第16図
は第15図の測定に使用される鋼材を示すもので、Ｗは欠
陥幅、ｄは欠陥の深さを示している。
このことから漏洩磁束を検出する磁気センサ６として
は、 微少磁界に対する検出感度が高いこと、 磁気センサの初期バイアス電圧のバラツキが小さいこ
と、 温度特性が良好であること、 等が要求される。
は、 微少磁界に対する検出感度が高いこと、 磁気センサの初期バイアス電圧のバラツキが小さいこ
と、 温度特性が良好であること、 等が要求される。
しかし現在市販されている磁気センサの微少磁束に対
する検出感度は第17図に示すように極めて小さい。な
お、図中グラフａは磁気センサとして磁気ダイオードを
使用したものであり、グラフｂは磁気抵抗素子を使用し
たものであり、またグラフｃはホール素子を使用したも
のである。
する検出感度は第17図に示すように極めて小さい。な
お、図中グラフａは磁気センサとして磁気ダイオードを
使用したものであり、グラフｂは磁気抵抗素子を使用し
たものであり、またグラフｃはホール素子を使用したも
のである。
また磁気抵抗素子の初期バイアス電圧のバラツキにつ
いて見ると12個の磁気抵抗素子に対して第18図に示すバ
ラツキがあった。すなわち各センサ間で大きなバラツキ
があり、このため各センサ毎に初期バイアスを調整しな
いと増幅時に飽和して探傷不能となる場合が発生する。
いて見ると12個の磁気抵抗素子に対して第18図に示すバ
ラツキがあった。すなわち各センサ間で大きなバラツキ
があり、このため各センサ毎に初期バイアスを調整しな
いと増幅時に飽和して探傷不能となる場合が発生する。
さらに第19図に示すように磁気ダイオード７を抵抗８
を介して直流電源９に接続して温度変化特性を測定した
ところ第20図に示す特性となり、温度による出力変化が
大きい問題があった。
を介して直流電源９に接続して温度変化特性を測定した
ところ第20図に示す特性となり、温度による出力変化が
大きい問題があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであ
り、微小磁界に対する検出感度が高く、しかも温度変化
に対する出力変化が小さく温度変化特性の良好な磁気測
定装置を提供することを目的とする。
り、微小磁界に対する検出感度が高く、しかも温度変化
に対する出力変化が小さく温度変化特性の良好な磁気測
定装置を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記課題を解消するために、本発明の磁気測定装置に
おいては、強磁性体をコアとするコイルとこのコイルと
直列に接続された固定インピーダンスとからなる直列接
続体と、この直列接続体に交流電力を供給してコアを飽
和域まで磁化する定周波・定電圧電源と、コイルの両端
に発生する電圧の正電圧ピーク値を検出し、その正電圧
ピーク値に比例した直流電圧を出力する正電圧検出手段
と、コイルの両端に発生する電圧の負電圧ピーク値を検
出し、その負電圧ピーク値に比例した直流電圧を出力す
る負電圧検出手段と、各検出手段からの直流電圧を加算
する加算器とを設け、前記加算器の出力レベルにより磁
気測定を行なうようにしている。
おいては、強磁性体をコアとするコイルとこのコイルと
直列に接続された固定インピーダンスとからなる直列接
続体と、この直列接続体に交流電力を供給してコアを飽
和域まで磁化する定周波・定電圧電源と、コイルの両端
に発生する電圧の正電圧ピーク値を検出し、その正電圧
ピーク値に比例した直流電圧を出力する正電圧検出手段
と、コイルの両端に発生する電圧の負電圧ピーク値を検
出し、その負電圧ピーク値に比例した直流電圧を出力す
る負電圧検出手段と、各検出手段からの直流電圧を加算
する加算器とを設け、前記加算器の出力レベルにより磁
気測定を行なうようにしている。
また、別の発明においては、上記発明の磁気測定装置
における直列回路接続体の代りに、強磁性体をコアとす
るコイルと、このコイルと直列に接続されコアと同一特
性を有したコアにコイルに対して逆方向に巻装された第
２のコイルとからなり、前記コイルの両端に当該コイル
及び第２のコイルに交差する磁界強度の差分に比例した
電圧が得られる構成の直列回路接続体を用いている。
における直列回路接続体の代りに、強磁性体をコアとす
るコイルと、このコイルと直列に接続されコアと同一特
性を有したコアにコイルに対して逆方向に巻装された第
２のコイルとからなり、前記コイルの両端に当該コイル
及び第２のコイルに交差する磁界強度の差分に比例した
電圧が得られる構成の直列回路接続体を用いている。
［作用］ まず本発明の基本原理について述べると、第１図に示
すように定周波・定電圧電源としての発振器11に固定イ
ンピーダンス12と強磁性体コア13に巻回されたコイル14
との直列接続体を接続した回路において、発振器11から
第２図（ａ）に示すような波形の交流電力をコイル14に
供給したとすると、コイル14の両端に発生する電圧は固
定インピーダンス12の抵抗値Ｒとコイル14のインピーダ
ンスZSに対応して決定される。すなわち、 e0＝ｅ・ZS/（Ｒ＋ZS） で示される。なお、e0はコイル14の両端電圧、ｅは発振
器11の出力電圧である。
すように定周波・定電圧電源としての発振器11に固定イ
ンピーダンス12と強磁性体コア13に巻回されたコイル14
との直列接続体を接続した回路において、発振器11から
第２図（ａ）に示すような波形の交流電力をコイル14に
供給したとすると、コイル14の両端に発生する電圧は固
定インピーダンス12の抵抗値Ｒとコイル14のインピーダ
ンスZSに対応して決定される。すなわち、 e0＝ｅ・ZS/（Ｒ＋ZS） で示される。なお、e0はコイル14の両端電圧、ｅは発振
器11の出力電圧である。
そしてコイル14は強磁性体コア13に巻回されているの
で、その強磁性体コア13の透磁率に比例してコイル14の
インピーダンスが変化する。
で、その強磁性体コア13の透磁率に比例してコイル14の
インピーダンスが変化する。
今、外部磁界を与えるための磁石15を離した状態で、
すなわち外部磁界を加えない状態でコイル14に交流電流
を流したとすると、第３図（ａ）に示す強磁性体コア13
のヒステリシス特性によって強磁性体コア13の透磁率特
性は第３図（ｂ）に示すようになる。なお、ｎはコイル
巻数、ｉはコイル電流、BRは磁束密度である。
すなわち外部磁界を加えない状態でコイル14に交流電流
を流したとすると、第３図（ａ）に示す強磁性体コア13
のヒステリシス特性によって強磁性体コア13の透磁率特
性は第３図（ｂ）に示すようになる。なお、ｎはコイル
巻数、ｉはコイル電流、BRは磁束密度である。
このためコイル14の両端に発生する出力電圧は第２図
（ｂ）に示すような波形となる。そして外部磁界が加え
られない状態では、波形は正，負対称波形となり、正方
向の電圧v1と負方向の電圧v2は等しくなる。
（ｂ）に示すような波形となる。そして外部磁界が加え
られない状態では、波形は正，負対称波形となり、正方
向の電圧v1と負方向の電圧v2は等しくなる。
しかし、磁石15を第１図中点線で示すようにコイル14
に近接させると強磁性体コア13に交差する磁束はコイル
14で発生する磁界と外部磁界との合成磁束となる。この
ためコイル14の両端に発生する出力電圧波形は第２図
（ｃ）に示すように、v1＞v2となる。
に近接させると強磁性体コア13に交差する磁束はコイル
14で発生する磁界と外部磁界との合成磁束となる。この
ためコイル14の両端に発生する出力電圧波形は第２図
（ｃ）に示すように、v1＞v2となる。
したがって、コイル14の両端に発生する出力電圧の正
側の電圧v1と負側の電圧v2を比較しその差を求めること
によって間接的に外部磁界を計測できる。この原理を漏
洩磁束探傷法に適用すれば外部磁界は欠陥によって発生
するので結局欠陥を探傷できることになる。
側の電圧v1と負側の電圧v2を比較しその差を求めること
によって間接的に外部磁界を計測できる。この原理を漏
洩磁束探傷法に適用すれば外部磁界は欠陥によって発生
するので結局欠陥を探傷できることになる。
このような原理に基づいて為されたのが請求項１記載
の発明で、固定周波数でかつ定電圧の交流電力を固定イ
ンピーダンスを介してコイルに供給しその時コイルの両
端に発生する電圧の正電圧ピーク値と負分圧ピーク値と
を検出することによって磁気測定ができることになる。
の発明で、固定周波数でかつ定電圧の交流電力を固定イ
ンピーダンスを介してコイルに供給しその時コイルの両
端に発生する電圧の正電圧ピーク値と負分圧ピーク値と
を検出することによって磁気測定ができることになる。
また、請求項２記載の発明においては、強磁性体をコ
アとする第２のコイルを固定インピーダンスに代えて使
用することにより、２つのコイルのインピーダンスはそ
のコイルに交差する外部磁界に対応して変化し、各コイ
ルの接続点にはそれぞれのコイルに交差する磁界強度の
差分に比例した出力電圧が発生する。なお、上記差分を
得るために、第２のコイルは基本のコイルに対して逆方
向に巻装されている。したがって、請求項１記載の磁気
測定装置と同様に、磁気測定が可能である。
アとする第２のコイルを固定インピーダンスに代えて使
用することにより、２つのコイルのインピーダンスはそ
のコイルに交差する外部磁界に対応して変化し、各コイ
ルの接続点にはそれぞれのコイルに交差する磁界強度の
差分に比例した出力電圧が発生する。なお、上記差分を
得るために、第２のコイルは基本のコイルに対して逆方
向に巻装されている。したがって、請求項１記載の磁気
測定装置と同様に、磁気測定が可能である。
そして上記各発明においては、温度が変動するとコイ
ルの巻線抵抗と強磁性体コアの透磁率が微小ではあるが
変化する。しかしこの変化によるコイルのインピーダン
スは磁化電流の正負極性とも等しく変化するので相互に
補償し合い、その結果温度変化による出力電圧のドリフ
トは発生しない。
ルの巻線抵抗と強磁性体コアの透磁率が微小ではあるが
変化する。しかしこの変化によるコイルのインピーダン
スは磁化電流の正負極性とも等しく変化するので相互に
補償し合い、その結果温度変化による出力電圧のドリフ
トは発生しない。
また、強磁性体コアをコイルに流す電流で充分飽和す
るまで磁化すると、コイルの両端に発生する出力電圧は
一定値にクリップされ、コイル両端の出力電圧は外部磁
界の強弱のみによって正極と負極との振幅及び位相が変
化する。
るまで磁化すると、コイルの両端に発生する出力電圧は
一定値にクリップされ、コイル両端の出力電圧は外部磁
界の強弱のみによって正極と負極との振幅及び位相が変
化する。
したがって、固定周波数・定電圧電源の出力電圧や固
定インピーダンスや第２のコイルの抵抗値が多少変化し
ても検出感度は変化しない。
定インピーダンスや第２のコイルの抵抗値が多少変化し
ても検出感度は変化しない。
また第１図に示す回路において、コイル14の両端に発
生する電圧の波形について別の見方をすれば、外部磁界
を加えない場合には第４図（ａ）に示すように電圧レベ
ルが一定の基準電圧ER、−ERになる各時間τ，τＴ相互
間の関係がτＴ＝２τとなる。
生する電圧の波形について別の見方をすれば、外部磁界
を加えない場合には第４図（ａ）に示すように電圧レベ
ルが一定の基準電圧ER、−ERになる各時間τ，τＴ相互
間の関係がτＴ＝２τとなる。
しかして外部磁界を加えた場合には第４図（ｃ）に示
すように電圧レベルが一定の基準電圧ER、−ERとなる時
間τ、τＴ≠２τとなる。
すように電圧レベルが一定の基準電圧ER、−ERとなる時
間τ、τＴ≠２τとなる。
したがって、第４図（ｂ），（ｄ）に示すようにコイ
ル14の両端に発生する電圧波形をヒステリシス特性をも
つコンパレータ等のレベル弁別回路で基準電圧ER、−ER
により、一定振幅の電圧信号に変換し、その電圧信号に
よりERから−ERになるまでの時間τ１と、−ERからERに
なるまでの時間τ２をパルス幅として測定しそれに基づ
いて外部磁界を計測できる。
ル14の両端に発生する電圧波形をヒステリシス特性をも
つコンパレータ等のレベル弁別回路で基準電圧ER、−ER
により、一定振幅の電圧信号に変換し、その電圧信号に
よりERから−ERになるまでの時間τ１と、−ERからERに
なるまでの時間τ２をパルス幅として測定しそれに基づ
いて外部磁界を計測できる。
［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第５図に示すように、固定周波数・定電圧電源である
発振器21に固定インピーダンスとしての抵抗22と強磁性
体コア23に巻回されたコイル24との直列接続体を接続し
ている。
発振器21に固定インピーダンスとしての抵抗22と強磁性
体コア23に巻回されたコイル24との直列接続体を接続し
ている。
前記コイル24の両端に発生する出力電圧e0を正電圧検
波器25及び負電圧検波器26にそれそれ供給している。そ
して前記各検波器25,26からの検波出力を加算器27に供
給して加算し出力電圧V0を出力する。
波器25及び負電圧検波器26にそれそれ供給している。そ
して前記各検波器25,26からの検波出力を加算器27に供
給して加算し出力電圧V0を出力する。
この実施例においては、先ず発振器21からコイル24に
抵抗22を介して交流電力を供給して強磁性体23を飽和す
るまで磁化する。
抵抗22を介して交流電力を供給して強磁性体23を飽和す
るまで磁化する。
そしてコイル24の両端に発生した出力電圧e0をそれぞ
れ検波器25,26で検波する。正電圧検波器25ではコイル2
4に発生する出力電圧e0の正電圧v1に比例した直流電圧v
1（正電圧ピーク値）を得る。また負電圧検波器26では
コイル24に発生する出力電圧e0の負電圧v2に比例した直
流電圧V2（負電圧ピーク値）を得る。
れ検波器25,26で検波する。正電圧検波器25ではコイル2
4に発生する出力電圧e0の正電圧v1に比例した直流電圧v
1（正電圧ピーク値）を得る。また負電圧検波器26では
コイル24に発生する出力電圧e0の負電圧v2に比例した直
流電圧V2（負電圧ピーク値）を得る。
しかしてこの各直流電圧V1,V2が加算器27に供給さ
れ、V1＋（−V2）の加算処理が行われ、その結果が出力
電圧V0として出力される。
れ、V1＋（−V2）の加算処理が行われ、その結果が出力
電圧V0として出力される。
したがって、強磁性体コア23に外部磁界が交差しなけ
れは |V1|＝|V2| となっているので、出力電圧V0は0V（ボルト）となる。
れは |V1|＝|V2| となっているので、出力電圧V0は0V（ボルト）となる。
また、強磁性体コア23に外部磁界が交差すると外部磁
界の極性とその強さに対応して直流電圧V1,V2が変化す
るので、加算器27からの出力電圧 V0＝V1＋（−V2） は外部磁界に対応した値となる。しかしてこの出力電圧
V0によってコイル24に交差した微小磁束を計測すること
ができる。
界の極性とその強さに対応して直流電圧V1,V2が変化す
るので、加算器27からの出力電圧 V0＝V1＋（−V2） は外部磁界に対応した値となる。しかしてこの出力電圧
V0によってコイル24に交差した微小磁束を計測すること
ができる。
そして本実施例装置で測定したところ第６図に示すよ
うに０〜10ガウスという微小な磁束密度に対して０〜略
500mVという高い出力電圧V0が得られ検出感度の向上を
図ることができた。
うに０〜10ガウスという微小な磁束密度に対して０〜略
500mVという高い出力電圧V0が得られ検出感度の向上を
図ることができた。
したがって、この磁気測定装置を鋼管や鋼板等の欠陥
を検査する漏洩磁束探傷に適用すれば精度の高い欠陥検
査が可能となる。
を検査する漏洩磁束探傷に適用すれば精度の高い欠陥検
査が可能となる。
ところで本実施例において発振器21の出力電圧ｅを30
VPP（peak to peak電圧）とし、磁束密度を10ガウスに
一定にして抵抗22の抵抗値R1を50Ω、100Ω、150Ω、20
0Ωと変化してコイル24の両端に発生する出力電圧e0を
測定したところ第７図に示すように抵抗値が４倍変化し
たのに対して出力電圧e0は0.5V〜0.2V程度の変化であ
り、微小磁界強度に対する検出感度差は約60％程度であ
った。そして実用上では抵抗22として金属被膜抵抗を使
用すれば０〜80℃の温度変化による抵抗値の変化は１％
以下であるから温度変化によって検出感度はほとんど変
化しないことが確認できた。
VPP（peak to peak電圧）とし、磁束密度を10ガウスに
一定にして抵抗22の抵抗値R1を50Ω、100Ω、150Ω、20
0Ωと変化してコイル24の両端に発生する出力電圧e0を
測定したところ第７図に示すように抵抗値が４倍変化し
たのに対して出力電圧e0は0.5V〜0.2V程度の変化であ
り、微小磁界強度に対する検出感度差は約60％程度であ
った。そして実用上では抵抗22として金属被膜抵抗を使
用すれば０〜80℃の温度変化による抵抗値の変化は１％
以下であるから温度変化によって検出感度はほとんど変
化しないことが確認できた。
また、抵抗22の抵抗値R1＝100Ωとして発振器21の出
力電圧ｅを20〜30VPPと変化したときのコイル24のバイ
アス電圧VBの変化を測定したところ第８図に示す結果が
得られた。すなわち、バイアス電圧VB変化は最大で0.17
Vであった。
力電圧ｅを20〜30VPPと変化したときのコイル24のバイ
アス電圧VBの変化を測定したところ第８図に示す結果が
得られた。すなわち、バイアス電圧VB変化は最大で0.17
Vであった。
これは実用する発振器21の出力電圧ｅの変動は通常の
使用において最大でも１％以下であり、したがって、磁
気測定にはほとんど影響しないことが理解できる。
使用において最大でも１％以下であり、したがって、磁
気測定にはほとんど影響しないことが理解できる。
さらに発振器21の出力電圧を30VPPとして、抵抗22の
抵抗値R1を50Ω、100Ω、150Ω、200Ωと変化してコイ
ル24のバイアス電圧VBを測定したところ第９図に示す結
果が得られた。すなわちバイアス電圧VBの変化は0.1Vで
あった。
抵抗値R1を50Ω、100Ω、150Ω、200Ωと変化してコイ
ル24のバイアス電圧VBを測定したところ第９図に示す結
果が得られた。すなわちバイアス電圧VBの変化は0.1Vで
あった。
これは実用する抵抗22の温度変化は最大でも１％以下
であり、温度変化に対するドリフト電圧の変化は無視で
きることが理解できる。
であり、温度変化に対するドリフト電圧の変化は無視で
きることが理解できる。
次に本発明の他の実施例に係わる磁気測定装置を図面
を参照して説明する。なお、前記実施例と同一部分には
同一符号を付して詳細な説明は省略する。
を参照して説明する。なお、前記実施例と同一部分には
同一符号を付して詳細な説明は省略する。
他の実施例においては、第10図に示すように、コイル
24の両端に発生する出力電圧e0を差動増幅器28で増幅す
ることによって正電圧V1と負電圧V2との差の電圧を増幅
し、それを抵抗29とコンデンサ30からなるローパスフイ
ルタ回路を介して出力して出力電圧V0を得る。
24の両端に発生する出力電圧e0を差動増幅器28で増幅す
ることによって正電圧V1と負電圧V2との差の電圧を増幅
し、それを抵抗29とコンデンサ30からなるローパスフイ
ルタ回路を介して出力して出力電圧V0を得る。
したがって、この実施例においても前記実施例と同様
に外部磁界をコイル24に発生する出力電圧e0の正電圧V1
と負電圧V2との差の電圧として取り出すことができ、前
記実施例と同様の効果が得られる。
に外部磁界をコイル24に発生する出力電圧e0の正電圧V1
と負電圧V2との差の電圧として取り出すことができ、前
記実施例と同様の効果が得られる。
また、本発明のさらに別の実施例においては、第13図
に示すように、固定インピーダンスとしての抵抗22に代
えて強磁性体コア36に巻回されたコイル37を第２のコイ
ルとして使用している。
に示すように、固定インピーダンスとしての抵抗22に代
えて強磁性体コア36に巻回されたコイル37を第２のコイ
ルとして使用している。
この場合、各コイル24,37のインピーダンスをZS1,ZS2
とし、発振器21の出力電圧をｅとすると、コイル24の両
端に発生する出力電圧e0は、 e0＝ｅ・ZS2/（ZS1＋ZS2） となる。そして各コイル24,37のインピーダンスZS1,ZS2
は、交差する外部磁界に対応して変化するので、結局、
各コイル24,37に交差する磁界強度の差分に比例した出
力電圧e0が得られる。なお、上記差分を得るために、第
２のコイル37は基本コイル24に対して逆方向に巻装され
ている。
とし、発振器21の出力電圧をｅとすると、コイル24の両
端に発生する出力電圧e0は、 e0＝ｅ・ZS2/（ZS1＋ZS2） となる。そして各コイル24,37のインピーダンスZS1,ZS2
は、交差する外部磁界に対応して変化するので、結局、
各コイル24,37に交差する磁界強度の差分に比例した出
力電圧e0が得られる。なお、上記差分を得るために、第
２のコイル37は基本コイル24に対して逆方向に巻装され
ている。
しかして、この出力電圧e0を上述した各実施例に示し
たように電圧（振幅）検波することによって各コイル2
4,37に交差する磁界強度の差分のみを計測できることに
なる。
たように電圧（振幅）検波することによって各コイル2
4,37に交差する磁界強度の差分のみを計測できることに
なる。
このように固定インピーダンスを使用しないで強磁性
体コアに巻回されたコイルを２個使用することによって
も微小磁束を高い検出感度で測定することができる。
体コアに巻回されたコイルを２個使用することによって
も微小磁束を高い検出感度で測定することができる。
さらに、本発明の応用例として、第11図に示す磁気測
定装置を説明する。
定装置を説明する。
この応用例においては、コイル24の両端に発生する出
力電圧e0をレベル弁別回路であるコンパレータ31に供給
している。このコンパレータ31は演算増幅器32と２つの
抵抗33,34からなり、前記コイル24からの出力電圧e0を
演算増幅器32の反転入力端子（−）に入力している。ま
た、前記抵抗33を演算増幅器32の出力端子と非反転入力
端子（＋）との間に接続し、前記抵抗34を非反転入力端
子（＋）と接地点との間に接続している。そして、前記
コンパレータ31の出力をローパスフイルタ回路35を介し
て出力電圧V0として取り出す。
力電圧e0をレベル弁別回路であるコンパレータ31に供給
している。このコンパレータ31は演算増幅器32と２つの
抵抗33,34からなり、前記コイル24からの出力電圧e0を
演算増幅器32の反転入力端子（−）に入力している。ま
た、前記抵抗33を演算増幅器32の出力端子と非反転入力
端子（＋）との間に接続し、前記抵抗34を非反転入力端
子（＋）と接地点との間に接続している。そして、前記
コンパレータ31の出力をローパスフイルタ回路35を介し
て出力電圧V0として取り出す。
この応用例はパルス幅変調方式を動作原理とするもの
で、コイル24の両端に発生する出力電圧e0が演算増幅器
32の反転入力端子（−）に入力されると、その演算増幅
器32からの出力電圧E0が抵抗33,34で分割されて非反転
入力端子（＋）に正帰還される。
で、コイル24の両端に発生する出力電圧e0が演算増幅器
32の反転入力端子（−）に入力されると、その演算増幅
器32からの出力電圧E0が抵抗33,34で分割されて非反転
入力端子（＋）に正帰還される。
ここで抵抗33,34の抵抗値R2,R3の比を、 |ER|＝|EP| ＝|E0|×R3/（R2＋R3） の式が成立するように設定する。なお、|ER|は基準電
圧、|EP|は正帰還電圧である。
圧、|EP|は正帰還電圧である。
そしてコンパレータ31からの出力電圧は正負の出力電
圧であるから、演算増幅器32の非反転入力端子（＋）に
は第４図に示す基準電圧ER,−ERが自動的に印加される
ことになる。したがって、コンパレータ31はヒステリシ
ス特性を有することになる。
圧であるから、演算増幅器32の非反転入力端子（＋）に
は第４図に示す基準電圧ER,−ERが自動的に印加される
ことになる。したがって、コンパレータ31はヒステリシ
ス特性を有することになる。
しかして、コンパレータ31からは外部磁界が無いか加
わることによって第４図（ｂ），（ｄ）に示すような電
圧信号が出力され、パルス幅変調された出力電仕が発生
することになる。
わることによって第４図（ｂ），（ｄ）に示すような電
圧信号が出力され、パルス幅変調された出力電仕が発生
することになる。
こうして得られた出力電圧をローパスフイルタ回路35
を介すことによってパルス幅τ1,τ２の比（τ1/τ２）
に対応した直流出力電圧V0を取り出すことができる。
を介すことによってパルス幅τ1,τ２の比（τ1/τ２）
に対応した直流出力電圧V0を取り出すことができる。
したがって。この出力電圧V0によって外部に発生した
微小磁束を計測することができる。
微小磁束を計測することができる。
そして、この装置を使用したところ第12図に示すよう
に０〜100ガウスという微小な磁束密度に対して０〜600
mV以上という高い出力電圧V0が得られ検出感度の向上を
図ることができた。
に０〜100ガウスという微小な磁束密度に対して０〜600
mV以上という高い出力電圧V0が得られ検出感度の向上を
図ることができた。
このように、この応用例においても上述した各実施例
と同様の効果が得られる。
と同様の効果が得られる。
［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、微小磁界に対す
る検出感度が高く、しかも温度変化に対する出力変化が
小さく温度変化特性の良好な磁気測定装置を提供でき
る。
る検出感度が高く、しかも温度変化に対する出力変化が
小さく温度変化特性の良好な磁気測定装置を提供でき
る。
第１図は本発明の基本原理を説明するための回路図、第
２図は本発明の基本原理を説明するための発振器及びコ
イルの出力電圧波形図、第３図は第１図における強磁性
体コアのヒステリシス特性及び透磁率特性を示す特性
図、第４図は本発明の応用原理を説明する発振器及びコ
イルの出力電圧波形図、第５図乃至第９図は本発明の一
実施例を示すもので、第５図は回路図、第６図は磁束密
度一出力電圧特性（検出感度特性）を示す特性図、第７
図は抵抗変化に対するコイルの出力電圧変化特性を示す
特性図、第８図は発振器の出力電圧変化に対するコイル
のバイアス電圧変化特性を示す特性図、第９図は抵抗変
化に対するコイルのバイアス電圧変化特性を示す特性
図、第10図は本発明の他の実施例を示す回路図、第11図
は本発明の応用例を示す回路図、第12図は第11図におけ
る磁束密度一出力電圧特性（検出感度特性）を湿す特性
図、第13図は本発明のさらに別の実施例を示す回路図、
第14図は従来の漏洩磁束探傷法を説明するための構成
図、第15図は第14図における鋼材表面とホール素子との
距離に対する漏れ磁束密度特性を示す特性図、第16図は
第15図の特性を得るための鋼材における欠陥例を示す
図、第17図は従来の各種センサの磁束密度一出力電圧特
性を示す特性図、第18図は従来の磁気抵抗素子の初期バ
イアス電圧のバラツキを示すグラフ、第19図は従来の磁
気ダイオードの温度一出力電圧特性を測定するための測
定回路図、第20図は第I9図での温度一出力電圧特性を示
す特性図である。 11,21……発振器（定周波・定電圧電源）、 22……抵抗（固定インビーダンス）、 23,36……強磁性体コア、 24,37……コイル、 25……正電圧検波器、 26……負電圧検波器、 27……加算器、 28……差動増幅器、 29……抵抗、 30……コンデンサ、 31……コンパレータ（レベル弁別回路）、 35……ローパスフイルタ回路。
２図は本発明の基本原理を説明するための発振器及びコ
イルの出力電圧波形図、第３図は第１図における強磁性
体コアのヒステリシス特性及び透磁率特性を示す特性
図、第４図は本発明の応用原理を説明する発振器及びコ
イルの出力電圧波形図、第５図乃至第９図は本発明の一
実施例を示すもので、第５図は回路図、第６図は磁束密
度一出力電圧特性（検出感度特性）を示す特性図、第７
図は抵抗変化に対するコイルの出力電圧変化特性を示す
特性図、第８図は発振器の出力電圧変化に対するコイル
のバイアス電圧変化特性を示す特性図、第９図は抵抗変
化に対するコイルのバイアス電圧変化特性を示す特性
図、第10図は本発明の他の実施例を示す回路図、第11図
は本発明の応用例を示す回路図、第12図は第11図におけ
る磁束密度一出力電圧特性（検出感度特性）を湿す特性
図、第13図は本発明のさらに別の実施例を示す回路図、
第14図は従来の漏洩磁束探傷法を説明するための構成
図、第15図は第14図における鋼材表面とホール素子との
距離に対する漏れ磁束密度特性を示す特性図、第16図は
第15図の特性を得るための鋼材における欠陥例を示す
図、第17図は従来の各種センサの磁束密度一出力電圧特
性を示す特性図、第18図は従来の磁気抵抗素子の初期バ
イアス電圧のバラツキを示すグラフ、第19図は従来の磁
気ダイオードの温度一出力電圧特性を測定するための測
定回路図、第20図は第I9図での温度一出力電圧特性を示
す特性図である。 11,21……発振器（定周波・定電圧電源）、 22……抵抗（固定インビーダンス）、 23,36……強磁性体コア、 24,37……コイル、 25……正電圧検波器、 26……負電圧検波器、 27……加算器、 28……差動増幅器、 29……抵抗、 30……コンデンサ、 31……コンパレータ（レベル弁別回路）、 35……ローパスフイルタ回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−27452（ＪＰ，Ａ) 特公 昭31−4039（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭47−6792（ＪＰ，Ｂ１) 特表 昭61−500746（ＪＰ，Ａ) 「島津評論」第33巻 第３．４合併号 （昭51年12月）Ｐ．38 図２
Claims (2)
- 【請求項１】強磁性体をコアとするコイルとこのコイル
と直列に接続された固定インピーダンスとからなる直列
接続体と、 この直列接続体に交流電力を供給して前記コアを飽和域
まで磁化する定周波・定電圧電源と、 前記コイルの両端に発生する電圧の正電圧ピーク値を検
出し、その正電圧ピーク値に比例した直流電圧を出力す
る正電圧検出手段と、 前記コイルの両端に発生する電圧の負電圧ピーク値を検
出し、その負電圧ピーク値に比例した直流電圧を出力す
る負電圧検出手段と、 前記各検出手段からの直流電圧を加算する加算器とを設
け、 前記加算器の出力レベルにより磁気測定を行なう磁気測
定装置。 - 【請求項２】強磁性体をコアとするコイルと、このコイ
ルと直列に接続され前記コアと同一特性を有したコアに
前記コイルに対して逆方向に巻装された第２のコイルと
からなり、前記コイルの両端に当該コイル及び前記第２
のコイルに交差する磁界強度の差分に比例した電圧が得
られる直列接続体と、 この直列接続体に交流電力を供給して前記コアを飽和域
まで磁化する定周波・定電圧電源と、 前記コイルの両端に発生する電圧の正電圧ピーク値を検
出し、その正電圧ピーク値に比例した直流電圧を出力す
る正電圧検出手段と、 前記コイルの両端に発生する電圧の負電圧ピーク値を検
出し、その負電圧ピーク値に比例した直流電圧を出力す
る負電圧検出手段と、 前記各検出手段からの直流電圧を加算する加算器とを設
け、 前記加算器の出力レベルにより磁気測定を行なう磁気測
定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1110108A JP2617570B2 (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 磁気測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1110108A JP2617570B2 (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 磁気測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01308982A JPH01308982A (ja) | 1989-12-13 |
| JP2617570B2 true JP2617570B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=14527247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1110108A Expired - Fee Related JP2617570B2 (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 磁気測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2617570B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5235275A (en) * | 1990-02-22 | 1993-08-10 | Nkk Corporation | Magnetic inspection apparatus for thin steel strip having magnetizer and detection coil within a hollow roller rotated by the steel strip |
| WO1991013366A1 (en) * | 1990-02-28 | 1991-09-05 | Nippon Kokan Kk | Method and apparatus for magnetic detection |
| WO1991018299A1 (fr) * | 1990-05-19 | 1991-11-28 | Nkk Corporation | Dispositif detecteur de magnetisme |
| JP4893360B2 (ja) * | 2006-02-24 | 2012-03-07 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 微小凹凸表面欠陥の検出方法及び装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5948345B2 (ja) * | 1974-08-29 | 1984-11-26 | ミシマコウサン カブシキガイシヤ | 磁気制御装置 |
-
1989
- 1989-04-28 JP JP1110108A patent/JP2617570B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 「島津評論」第３３巻 第３．４合併号（昭５１年１２月）Ｐ．３８ 図２ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01308982A (ja) | 1989-12-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |