JP3303650B2 - Calibration method of magnetic sensor array - Google Patents
Calibration method of magnetic sensor arrayInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、漏洩磁束探傷器等
に用いられる磁気センサアレイ（複数個の磁気センサを
配列してなるもの）の出力を校正する方法に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for calibrating the output of a magnetic sensor array (arranged with a plurality of magnetic sensors) used in a magnetic flux leakage detector or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】複数個の磁気センサを配列した磁気セン
サアレイは、漏洩磁束探傷器等に用いられている。漏洩
磁束探傷器の例を図４に示す。図４において、１は金属
帯、２は検出器、３は金属帯の幅方向に複数個配置され
た磁気センサ、４はロール、５はロール５の内部に配置
された磁化器、６励磁コイル、７は電源、８は検出回路
である。2. Description of the Related Art A magnetic sensor array in which a plurality of magnetic sensors are arranged is used for a magnetic flux leakage detector or the like. FIG. 4 shows an example of the magnetic flux leakage detector. 4, reference numeral 1 denotes a metal band, 2 denotes a detector, 3 denotes a plurality of magnetic sensors arranged in the width direction of the metal band, 4 denotes a roll, 5 denotes a magnetizer disposed inside the roll 5, and 6 excitation coils. , 7 is a power supply and 8 is a detection circuit.
【０００３】電源７により励磁コイル６に電流を流して
励磁し、磁化器５により金属帯１を磁化する。金属帯１
の表面又は内部に疵があると、疵に起因して金属帯１よ
り漏洩磁束が発生する。この漏洩磁束を検出器２内に複
数個配置された磁気センサ３により検出し、検出回路８
で信号処理を行うことにより疵を検出する。磁気センサ
３は、金属帯１の幅方向に、金属帯１の全幅を覆うよう
に複数個配列されているので、金属帯１を走行させなが
ら探傷を行うことにより、金属帯１の全面の探傷が可能
である。A power supply 7 causes a current to flow through an exciting coil 6 to excite it, and a magnetizer 5 magnetizes the metal strip 1. Metal strip 1
If there is a flaw on the surface or inside, a leakage magnetic flux is generated from the metal band 1 due to the flaw. This leakage magnetic flux is detected by a plurality of magnetic sensors 3 arranged in the detector 2, and a detection circuit 8
The flaw is detected by performing signal processing in. Since a plurality of magnetic sensors 3 are arranged in the width direction of the metal band 1 so as to cover the entire width of the metal band 1, the flaw detection is performed while the metal band 1 is running, so that the flaw detection on the entire surface of the metal band 1 is performed. Is possible.
【０００４】この漏洩磁束探傷器により疵を検出するた
めには、各磁気センサ３の感度を均一にし、かつ、検出
される疵の大きさと磁気センサの出力の関係を所定の関
係に保つ必要があり、このために各磁気センサ３の校正
が必要である。In order to detect flaws using this leakage magnetic flux detector, it is necessary to make the sensitivity of each magnetic sensor 3 uniform and to maintain a predetermined relation between the size of the flaw to be detected and the output of the magnetic sensor. Therefore, it is necessary to calibrate each magnetic sensor 3 for this purpose.
【０００５】磁気センサ３の校正方法としては、ドリル
穴等の人工疵を加工した金属帯を、人工疵が個々の磁気
センサ３の直下を通過するように移動させ、そのときの
磁気センサ３の出力が規定値となるように感度を調整す
ることが一般的に行われている。[0005] As a method of calibrating the magnetic sensor 3, a metal strip on which an artificial flaw such as a drill hole is machined is moved so that the artificial flaw passes immediately below each magnetic sensor 3. It is common practice to adjust the sensitivity so that the output becomes a specified value.
【０００６】また、特開平３ー１３４５５５号公報に
は、人工疵を用いる代わりに、交流磁界を発生させ、こ
の磁界を磁気センサで検出させて、校正を行う方法が開
示されている。これは、図５に示すように、電源２３に
より校正用磁化器２２の励磁コイル２２ｂに交流電流を
流して校正用磁化器２２を磁化し、そのヨーク２２ａの
上面２２ｃから、磁気センサの検出領域より広い領域に
均一な交流磁界を発生させ、この磁界を磁気センサで検
出させて、その出力に基づいて校正を行うものである。Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-134555 discloses a method of generating an alternating magnetic field instead of using artificial flaws and detecting the magnetic field with a magnetic sensor to perform calibration. As shown in FIG. 5, an AC current is supplied from a power source 23 to an exciting coil 22b of the magnetizing device 22 for magnetizing the magnetizing device 22 for magnetizing the magnetizing device. A uniform AC magnetic field is generated in a wider area, the magnetic field is detected by a magnetic sensor, and calibration is performed based on the output.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記人
工疵を加工した金属帯を用いて校正を行う方法では、複
数の磁気センサを校正するためには、金属帯の位置を幅
方向に移動させて、同じ疵が各々のセンサの直下を通過
するようにする必要があり、磁気センサの数だけの回数
金属帯を移動させなければならず、多大な手間と時間を
要する。また、全ての磁気センサについて、磁気センサ
と通過する人工疵の相対位置を同一に保つことは非常に
困難である。However, in the method of calibrating using the metal band processed with the artificial flaw, in order to calibrate a plurality of magnetic sensors, the position of the metal band is moved in the width direction. In addition, the same flaw needs to pass immediately below each sensor, and the metal strip must be moved as many times as the number of magnetic sensors, which requires a great deal of labor and time. Further, it is very difficult to keep the relative positions of the magnetic sensor and the artificial flaw passing therethrough the same for all the magnetic sensors.
【０００８】これを避けるためには、幅方向に複数の人
工疵を加工した金属帯を用いて校正を行うことが考えら
れるが、全く同じ人工疵を複数個加工することは、特に
人工疵の大きさが小さい場合には非常に困難である。In order to avoid this, it is conceivable to perform calibration using a metal band in which a plurality of artificial flaws have been machined in the width direction. It is very difficult when the size is small.
【０００９】特開平３ー１３４５５５号に開示されてい
る方法では、このような問題点は解消される。しかし、
発生する磁界は、磁気センサを垂直に（図４において上
下方向に）貫通する磁界であり、実際の疵が磁気センサ
の直下を通過するときの漏洩磁束の分布形状とは異なる
ものである。よって、正確な校正が期待できない。ま
た、校正用磁化器２２直上の磁界の強度分布は、図６に
示すごとく、校正用磁化器２２の長さ方向においても幅
方向においても、エッジ近くで大きくなり、完全に均一
な特性が得られないという問題点がある。The method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-134555 solves such a problem. But,
The generated magnetic field is a magnetic field that penetrates the magnetic sensor vertically (in the vertical direction in FIG. 4), and is different from the distribution shape of the leakage magnetic flux when an actual flaw passes directly below the magnetic sensor. Therefore, accurate calibration cannot be expected. Further, as shown in FIG. 6, the intensity distribution of the magnetic field immediately above the calibration magnetizer 22 increases near the edge in both the length direction and the width direction of the calibration magnetizer 22, and a completely uniform characteristic is obtained. There is a problem that can not be.
【００１０】本発明は、これらの問題点を解決するため
になされたもので、簡便な方法で正確に磁気センサアレ
イの校正を行う方法を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve these problems, and has as its object to provide a method for accurately calibrating a magnetic sensor array by a simple method.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記課題は、複数個の磁
気センサを配列してなる磁気センサアレイの出力を校正
する方法において、磁気センサアレイの配列方向に胴長
方向が一致するように配置されたロールの表面に、その
胴長方向に導線を張り付け、この導線に電流を流して磁
界を発生させた状態でロールを回転させ、当該磁界を基
準磁界として用いて磁気センサアレイの校正を行うこと
を特徴とする磁気センサアレイの校正方法（請求項１）
により解決される。SUMMARY OF THE INVENTION The above object is achieved by a plurality of magnetic disks.
Calibrate the output of a magnetic sensor array consisting of an array of air sensors
In the method, the body length in the array direction of the magnetic sensor array
The surface of the rolls that are arranged so that
A conductor is attached in the body length direction, and current is applied to this conductor to
The roll is rotated with the field generated, and the magnetic field is
Calibrating a magnetic sensor array using a quasi-magnetic field
Calibration method of magnetic sensor array characterized by the following (Claim 1)
Is solved by
【００１２】導線に電流を流すと、その導線の回りに磁
束が発生する。この磁束の大きさは、導線の長さ方向
（磁気センサの配列方向）のいずれの位置でも一定であ
るので、各磁気センサに対して同一の基準として用いる
ことができる。よって、所定の電流を流したとき、各磁
気センサの出力が予め定められた値になるように校正を
行うことにより、正確な校正が実施できる。また、導線
の回りに発生する磁界は、漏洩磁束探傷器において疵に
より発生する漏洩磁束と形状が類似しているので、漏洩
磁束探傷器に用いられる磁気センサアレイの校正に適し
ている。When a current flows through a conductor, a magnetic flux is generated around the conductor. Since the magnitude of the magnetic flux is constant at any position in the length direction of the conducting wire (the arrangement direction of the magnetic sensors), it can be used as the same reference for each magnetic sensor. Therefore, accurate calibration can be performed by performing calibration so that the output of each magnetic sensor becomes a predetermined value when a predetermined current flows. Further, the magnetic field generated around the conducting wire is similar in shape to the leakage magnetic flux generated by the flaw in the leakage magnetic flux detector, and thus is suitable for calibrating the magnetic sensor array used in the leakage magnetic flux detector.
【００１３】磁気センサアレイの配列方向に延線された
導線に所定の電流を流して磁界を発生させながら磁気セ
ンサアレイの近傍を通過させ、当該磁界を基準磁界とし
て用いて磁気センサアレイの校正を行えば、例えば磁気
センサアレイの近傍を通過する疵の検出を行う場合の感
度ように、動的な感度の校正が可能である。A predetermined current is passed through a conductor extending in the direction in which the magnetic sensor array is arranged to generate a magnetic field and pass near the magnetic sensor array, and the magnetic field is calibrated using the magnetic field as a reference magnetic field. If it is performed, dynamic sensitivity calibration can be performed, for example, as in the case of detecting a flaw passing near the magnetic sensor array.
【００１４】磁気センサアレイの配列方向に胴長方向が
一致するように配置されたロールの表面に、その胴長方
向に導線を張り付け、この導線に電流を流して磁界を発
生させた状態でロールを回転させ、当該磁界を基準磁界
として用いて磁気センサアレイの校正を行う方法によれ
ば、磁気センサアレイの配列方向と導線の延線方向を正
確に一致させることができ、かつ、繰り返し測定を行う
ことができる。よって、簡便な方法で正確な校正を行う
ことができる。A conductor is attached in the body length direction to the surface of the roll arranged so that the body length direction coincides with the arrangement direction of the magnetic sensor array, and a current is caused to flow through the conductor to generate a magnetic field. According to the method of calibrating the magnetic sensor array using the magnetic field as a reference magnetic field, the arrangement direction of the magnetic sensor array and the extending direction of the conductor can be accurately matched, and repeated measurement can be performed. It can be carried out. Therefore, accurate calibration can be performed by a simple method.
【００１５】なお、本発明において、磁気センサアレイ
と称するものは、磁気センサを一体化して配列した物の
みでなく、複数の単体の磁気センサを単に配列した物を
も含む。In the present invention, what is referred to as a magnetic sensor array includes not only an array in which magnetic sensors are integrated, but also an array in which a plurality of single magnetic sensors are simply arrayed.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
用いて説明する。図１は、本発明を適用した装置の例の
概念を示す図であり、(a) は正面図、(b) は、縦断面図
である。図１において、図４と同一の部位には同一の符
号を付して説明を省略する。９は、ロール４の胴長方向
にそって張り付けられた導線、１０は電源である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A and 1B are diagrams showing the concept of an example of an apparatus to which the present invention is applied, wherein FIG. 1A is a front view, and FIG. 1B is a longitudinal sectional view. In FIG. 1, the same portions as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Reference numeral 9 denotes a conductive wire attached along the body length direction of the roll 4, and reference numeral 10 denotes a power source.
【００１７】電源１０により導線９に規定電流を流し、
ロール４を回転させて導線９を各磁気センサ３の直下に
位置させ、各磁気センサ３の出力を検出する。そして、
各磁気センサ３の出力が所定値となるように感度を調整
する。これにより、静的な状態での各磁気センサ２の出
力の校正を行うことができる。A specified current is supplied to the conductor 9 by the power supply 10,
By rotating the roll 4, the conductive wire 9 is positioned immediately below each magnetic sensor 3, and the output of each magnetic sensor 3 is detected. And
The sensitivity is adjusted so that the output of each magnetic sensor 3 becomes a predetermined value. Thus, the output of each magnetic sensor 2 can be calibrated in a static state.
【００１８】ロール４を回転させた状態で、導線９が各
磁気センサ３の直下を通過するときの各磁気センサ３の
出力が所定値となるように感度を調整することにより、
動的な状態での各磁気センサ３の校正を行うことができ
る。By adjusting the sensitivity so that the output of each magnetic sensor 3 when the conductive wire 9 passes immediately below each magnetic sensor 3 becomes a predetermined value while the roll 4 is rotated,
Calibration of each magnetic sensor 3 in a dynamic state can be performed.
【００１９】なお、磁気センサ３の校正は、磁気センサ
３そのものの感度、バイアスを調整することにより行っ
てもよいし、磁気センサ３に接続された増幅器の感度、
バイアスを調整することによって行ってもよい。The calibration of the magnetic sensor 3 may be performed by adjusting the sensitivity and bias of the magnetic sensor 3 itself, or may be performed by adjusting the sensitivity of the amplifier connected to the magnetic sensor 3.
This may be performed by adjusting the bias.
【００２０】導線９は、ロール９に張り付けるのでなく
金属帯１に張り付けることも考えられるが、ロール９に
張り付けた場合には、ロール９を回転させることによ
り、簡単に繰り返し測定が実施できるので好ましい。 It is conceivable that the conducting wire 9 is attached to the metal band 1 instead of attaching to the roll 9. However, when the conductor 9 is attached to the roll 9, the measurement can be easily repeated by rotating the roll 9. It is preferred.
【００２１】図２に、板厚 0.155mmの薄鋼板に直径が
0.05mm 、0.1mm 、0.2mm のドリルホール人工疵を加工
し、磁気センサの直下を通過させた場合の磁気センサの
出力信号の例を示す。図２によれば、磁気センサの出
力、即ち人工疵により発生する漏洩磁束の大きさは、人
工疵の直径の２乗、即ち人工疵の体積に比例しているこ
とが分かる。FIG. 2 shows that a thin steel plate having a thickness of 0.155 mm has a diameter of 0.155 mm.
The following shows examples of output signals of the magnetic sensor when artificial drill holes of 0.05 mm, 0.1 mm, and 0.2 mm are machined and passed just below the magnetic sensor. FIG. 2 shows that the output of the magnetic sensor, that is, the magnitude of the leakage magnetic flux generated by the artificial flaw is proportional to the square of the diameter of the artificial flaw, that is, the volume of the artificial flaw.
【００２２】図３は、図１に示した装置において、導線
に流す電流値と磁気センサの出力信号の例を示すもので
ある。図３によれば、磁気センサの出力、即ち導線から
発生する磁束の大きさは電流に比例することがわかる。FIG. 3 shows an example of a current value flowing through a conductor and an output signal of a magnetic sensor in the apparatus shown in FIG. FIG. 3 shows that the output of the magnetic sensor, that is, the magnitude of the magnetic flux generated from the conductor is proportional to the current.
【００２３】図２と図３の関係に基づき、始めに、所定
の大きさの人工疵から発生する漏洩磁束に対応する磁束
を発生させる電流の値を決定しておき、以後はこの電流
を流したとき、磁気センサの出力が所定値になるように
磁気センサの感度を調整すればよい。Based on the relationship between FIG. 2 and FIG. 3, first, a value of a current for generating a magnetic flux corresponding to a leakage magnetic flux generated from an artificial flaw having a predetermined size is determined. Then, the sensitivity of the magnetic sensor may be adjusted so that the output of the magnetic sensor becomes a predetermined value.
【００２４】[0024]
【発明の効果】本発明によれば、磁気センサアレイの配
列方向に胴長方向が一致するように配置されたロールの
表面に、その胴長方向に導線を張り付け、この導線に電
流を流して磁界を発生させた状態でロールを回転させ、
当該磁界を基準磁界として用いて磁気センサアレイの校
正を行うので、簡単な方法で複数の磁気センサを正確に
校正することができ、信頼性の向上と能率の向上を図る
ことができる。According to the present invention, the arrangement of the magnetic sensor array is provided.
Rolls arranged so that the body length direction matches the row direction
A conductor is attached to the surface in the body length direction, and the conductor is
Rotate the roll with the current flowing and generating a magnetic field,
Using the magnetic field as a reference magnetic field,
Since the correction is performed , the plurality of magnetic sensors can be accurately calibrated by a simple method, and the reliability and efficiency can be improved.
【図１】 本発明を適用した装置の例の概念を示す図で
ある。FIG. 1 is a diagram showing the concept of an example of an apparatus to which the present invention is applied.
【図２】 人工疵の大きさと磁気センサの出力信号の関
係を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between the size of an artificial flaw and an output signal of a magnetic sensor.
【図３】 導線に流す電流と磁気センサの出力信号の関
係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a current flowing through a conductive wire and an output signal of a magnetic sensor.
【図４】 漏洩磁束探傷器の原理を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the principle of a magnetic flux leakage detector.
【図５】 漏洩磁束探傷器の校正方法の従来例を示す図
である。FIG. 5 is a diagram showing a conventional example of a method of calibrating a magnetic flux leakage detector.
【図６】 従来例における校正用磁化器の磁界の強度分
布を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an intensity distribution of a magnetic field of a magnetizing device for calibration in a conventional example.
１ 金属帯 ２ 検出器 ３ 磁気センサ ４ ロール ５ 磁化器 ６ 励磁コイル ７ 電源 ８ 検出回路 ９ 導線 １０ 電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal strip 2 Detector 3 Magnetic sensor 4 Roll 5 Magnetizer 6 Excitation coil 7 Power supply 8 Detection circuit 9 Conductor 10 Power supply
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−281625（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−211023（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−272484（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−134555（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/72 - 27/90 ＰＡＴＯＬＩＳ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-6-281625 (JP, A) JP-A-8-211023 (JP, A) JP-A-3-272484 (JP, A) JP-A-3-2484 134555 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01N 27/72-27/90 PATOLIS
Claims (1)
センサアレイの出力を校正する方法において、磁気セン
サアレイの配列方向に胴長方向が一致するように配置さ
れたロールの表面に、その胴長方向に導線を張り付け、
この導線に電流を流して磁界を発生させた状態でロール
を回転させ、当該磁界を基準磁界として用いて磁気セン
サアレイの校正を行うことを特徴とする磁気センサアレ
イの校正方法。1. A method for calibrating an output of a magnetic sensor array having a plurality of magnetic sensors arranged thereon, the method comprising the steps of: Paste the conductor in the body length direction,
A method for calibrating a magnetic sensor array, comprising: rotating a roll in a state where a magnetic field is generated by applying a current to the conductor, and calibrating the magnetic sensor array using the magnetic field as a reference magnetic field.
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|---|---|---|---|
| JP03188796A JP3303650B2 (en) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | Calibration method of magnetic sensor array |
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Publications (2)
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| JPH09229905A JPH09229905A (en) | 1997-09-05 |
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