JP7073617B2 - Detector, magnetic flux leakage detector, and magnetic flux leakage detection method - Google Patents

Detector, magnetic flux leakage detector, and magnetic flux leakage detection method Download PDF

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本発明は、探触子、探傷用器具、漏洩磁束探傷装置、および漏洩磁束探傷方法に関する。 The present invention relates to a probe, a flaw detector, a leak flux flaw detector, and a leak flux flaw detector method.

従来、対象物の表層のきず（JIS Z 2300：2009）を検出するための磁気を利用した非破壊検査として、漏洩磁束探傷法（Magnetic Flux Leakage：ＭＦＬ）が知られている。漏洩磁束探傷法は、対象物の探傷面を磁化し、きずから漏洩する磁束の有無等を測定することにより、きずを探傷する。たとえば、特許文献１に示される漏洩磁束探傷装置は、磁化器と、磁化器に対向して配置された磁気センサとを備える。この漏洩磁束探傷装置は、一定速度で搬送される鋼板を磁化器によって磁化するとともに、鋼板の表面近傍に配置された磁気センサにより、鋼板に存在する微少欠陥を探傷する。 Conventionally, a magnetic flux leakage detection method (Magnetic Flux Leakage: MFL) is known as a non-destructive inspection using magnetism for detecting a flaw on the surface layer of an object (JIS Z 2300: 2009). The leakage magnetic flux flaw detection method magnetizes the flaw detection surface of an object and measures the presence or absence of magnetic flux leaking from the flaw to detect the flaw. For example, the leakage magnetic flux flaw detector shown in Patent Document 1 includes a magnetizer and a magnetic sensor arranged so as to face the magnetizer. This leakage magnetic flux flaw detector magnetizes a steel sheet conveyed at a constant speed by a magnetizer, and detects minute defects existing in the steel sheet by a magnetic sensor arranged near the surface of the steel sheet.

特許第３２７１２４６号公報Japanese Patent No. 3271246

従来、漏洩磁束探傷法およびその探触子（上記の磁気センサ等）は、平板または平板状の部品に対して使用されることが多かった。探傷の対象物が複雑な形状を有する場合、従来の探触子をそのまま複雑な形状に適用しても、漏洩磁束探傷法による検査の実施は難しい。たとえば、凹凸部や狭隘部に従来の探触子を使用した場合、凹凸部に起因する磁束漏洩により測定が不能となったり、狭隘部に磁気センサが入らなかったりする等の問題点があった。 Conventionally, the leakage magnetic flux flaw detection method and its probe (the above-mentioned magnetic sensor and the like) have often been used for flat plates or flat plate-shaped parts. When the object to be detected has a complicated shape, it is difficult to carry out the inspection by the leakage magnetic flux flaw detection method even if the conventional probe is applied to the complicated shape as it is. For example, when a conventional probe is used for an uneven portion or a narrow portion, there are problems that measurement becomes impossible due to magnetic flux leakage caused by the uneven portion, or a magnetic sensor does not enter the narrow portion. ..

本発明は、対象物が複雑な形状を有する場合であっても、漏洩磁束探傷法による検査が可能な探触子、探傷用器具、漏洩磁束探傷装置、および漏洩磁束探傷方法を提供することを目的とする。 The present invention provides a probe, a flaw detection instrument, a leak flux flaw detector, and a leak flux flaw detection method capable of inspecting by the leakage flux flaw detection method even when the object has a complicated shape. The purpose.

本発明の一態様に係る探触子は、対象物の探傷面上を磁気センサが走査することにより探傷面を含む表層のきずを探傷する漏洩磁束探傷装置の探触子であって、一または複数の磁気センサ、または、磁気センサをそれぞれ含む一または複数のセンサユニットと、磁気センサまたはセンサユニットが取り付けられた柔軟性を有する基材と、を備える。 The probe according to one aspect of the present invention is a probe of a leakage magnetic flux flaw detector that detects flaws on the surface layer including the flaw detection surface by scanning the flaw detection surface of an object with a magnetic sensor. It comprises a plurality of magnetic sensors, or one or a plurality of sensor units each including a magnetic sensor, and a flexible substrate to which the magnetic sensor or the sensor unit is attached.

この探触子によれば、一または複数の磁気センサ、または、一または複数のセンサユニットは、柔軟性を有する基材に取り付けられている。よって、凹凸部や狭隘部などの複雑な形状を有する探傷面に沿うように、基材を配置することができる。これにより、磁気センサは、対象物の探傷面上を走査することができる。このような柔軟な基材を有する探触子によれば、対象物が複雑な形状を有する場合であっても、漏洩磁束探傷法による検査が可能である。 According to this probe, one or more magnetic sensors, or one or more sensor units, are attached to a flexible substrate. Therefore, the base material can be arranged along the flaw-detecting surface having a complicated shape such as an uneven portion or a narrow portion. This allows the magnetic sensor to scan on the flaw detection surface of the object. According to the probe having such a flexible base material, even when the object has a complicated shape, it is possible to inspect by the leakage magnetic flux flaw detection method.

いくつかの態様において、基材はシート状である。この場合、シート状の基材を凹凸部や狭隘部等に挿入することにより、基材が探傷面に沿うように、基材を配置することができる。 In some embodiments, the substrate is sheet-like. In this case, by inserting the sheet-shaped base material into the uneven portion, the narrow portion, or the like, the base material can be arranged so that the base material follows the flaw detection surface.

いくつかの態様において、基材はフレキシブル基板である。この場合、フレキシブル基板に配線パターンが形成されることで、基材上に磁気センサ回路を形成することができる。 In some embodiments, the substrate is a flexible substrate. In this case, the magnetic sensor circuit can be formed on the base material by forming the wiring pattern on the flexible substrate.

いくつかの態様において、探触子は、基材が外周に巻かれる棒状の絶縁体を更に備える。この場合、基材が巻かれた棒状の絶縁体を凹凸部や狭隘部等に挿入することにより、基材が探傷面に沿うように、基材を配置することができる。 In some embodiments, the probe further comprises a rod-shaped insulator around which the substrate is wrapped. In this case, by inserting a rod-shaped insulator around which the base material is wound into an uneven portion, a narrow portion, or the like, the base material can be arranged so that the base material follows the flaw detection surface.

いくつかの態様において、基材は棒状である。この場合、棒状の基材を凹凸部や狭隘部等に挿入することにより、基材が探傷面に沿うように、基材を配置することができる。 In some embodiments, the substrate is rod-shaped. In this case, by inserting the rod-shaped base material into the uneven portion, the narrow portion, or the like, the base material can be arranged so that the base material follows the flaw detection surface.

本発明の一態様に係る探傷用器具は、上記のいずれかの探触子と、探傷面の形状に適合する先端形状を有する治具と、を備える。この探傷用器具によれば、治具によって基材を探傷面に沿わせることができ、複雑な形状の探傷面に対しても簡易かつ確実に漏洩磁束探傷法による検査を行うことができる。 The flaw detection instrument according to one aspect of the present invention includes any of the above-mentioned probes and a jig having a tip shape that matches the shape of the flaw detection surface. According to this flaw detection instrument, the base material can be aligned with the flaw detection surface by a jig, and even a flaw detection surface having a complicated shape can be easily and surely inspected by the leakage magnetic flux flaw detection method.

本発明の一態様に係る漏洩磁束探傷装置は、上記のいずれかの探触子と、磁気センサにおいて検出された磁界を示す信号を入力して処理する処理部と、を備える。この漏洩磁束探傷装置によれば、対象物が複雑な形状を有する場合であっても、磁気センサによる探傷面の走査が可能であり、漏洩磁束探傷法による検査が可能となる。 The leakage magnetic flux flaw detector according to one aspect of the present invention includes any of the above probes and a processing unit that inputs and processes a signal indicating a magnetic field detected by a magnetic sensor. According to this leakage magnetic flux flaw detector, even when the object has a complicated shape, the flaw detection surface can be scanned by the magnetic sensor, and the inspection by the leakage magnetic flux flaw detection method becomes possible.

いくつかの態様に係る漏洩磁束探傷装置は、上記の探傷用器具と、磁気センサにおいて検出された磁界を示す信号を入力して処理する処理部と、を備える。この漏洩磁束探傷装置によれば、治具によって基材を探傷面に沿わせることができ、複雑な形状の探傷面に対しても簡易かつ確実に漏洩磁束探傷法による検査を行うことができる。 The leakage magnetic flux flaw detector according to some aspects includes the above-mentioned flaw detector and a processing unit that inputs and processes a signal indicating a magnetic field detected by a magnetic sensor. According to this leakage magnetic flux flaw detection device, the base material can be aligned with the flaw detection surface by a jig, and even a flaw detection surface having a complicated shape can be easily and surely inspected by the leakage magnetic flux flaw detection method.

本発明の一態様に係る漏洩磁束探傷方法は、上記の探傷用器具を用い、基材を探傷面上に配置し、基材の上から治具の先端を探傷面に対して押し当てた状態で、磁気センサを走査させる。この漏洩磁束探傷方法によっても、上記の漏洩磁束探傷装置と同様の作用・効果が得られる。治具によって基材が探傷面に押し当てられて、磁気センサによる走査が行われるので、複雑な形状の探傷面に対しても簡易かつ確実に漏洩磁束探傷法による検査を行うことができる。 In the leakage magnetic flux flaw detection method according to one aspect of the present invention, the substrate is placed on the flaw detection surface using the above-mentioned flaw detection instrument, and the tip of the jig is pressed against the flaw detection surface from above the substrate. Then, the magnetic sensor is scanned. This leak magnetic flux flaw detection method also has the same operation and effect as the above-mentioned leak magnetic flux flaw detector. Since the base material is pressed against the flaw detection surface by the jig and scanning is performed by the magnetic sensor, it is possible to easily and surely inspect the flaw detection surface having a complicated shape by the leakage magnetic flux flaw detection method.

本発明のいくつかの態様によれば、対象物が複雑な形状を有する場合であっても、漏洩磁束探傷法による検査が可能である。 According to some aspects of the present invention, even when the object has a complicated shape, it can be inspected by the leakage magnetic flux flaw detection method.

図１（Ａ）は本発明の一実施形態に係る漏洩磁束探傷装置の概略構成を示す図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）中の探触子を示す平面図である。1 (A) is a diagram showing a schematic configuration of a leakage magnetic flux flaw detector according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 (B) is a plan view showing a probe in FIG. 1 (A). 図２（Ａ）は漏洩磁束探傷法による検査の対象物の断面図であり、図２（Ｂ）は漏洩磁束探傷法による検査の原理を示す図である。FIG. 2A is a cross-sectional view of an object to be inspected by the leakage magnetic flux flaw detection method, and FIG. 2B is a diagram showing the principle of inspection by the leakage magnetic flux flaw detection method. 第１の構成例に係る探触子が凹部の探傷に用いられる状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which the probe which concerns on 1st structural example is used for flaw detection of a recess. 第２の構成例に係る探触子が凹部の探傷に用いられる状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which the probe which concerns on 2nd structural example is used for flaw detection of a concave part. 第３の構成例に係る探触子が凹部の探傷に用いられる状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which the probe which concerns on 3rd structural example is used for flaw detection of a recess.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

図１（Ａ）に示されるように、漏洩磁束探傷装置１は、探触子４を用いて検査対象である対象物Ｏの探傷面Ｅを走査し、探傷面Ｅを含む表層のきずＸを探傷するための装置である。漏洩磁束探傷装置１は、特に、複雑な形状の対象物Ｏに対する探傷を行う。対象物Ｏは、たとえば航空機のジェットエンジンのシャフト等であるが、これに限られない。対象物Ｏは、磁性体であれば何であってもよい。 As shown in FIG. 1A, the leakage magnetic flux flaw detector 1 scans the flaw detection surface E of the object O to be inspected by using the probe 4, and scratches X on the surface layer including the flaw detection surface E. It is a device for detecting flaws. The leakage magnetic flux flaw detector 1 specifically detects an object O having a complicated shape. The object O is, for example, a shaft of a jet engine of an aircraft, but is not limited to this. The object O may be any magnetic material.

漏洩磁束探傷法の原理について説明する。漏洩磁束探傷法とは、図２（Ａ）に示されるように、強磁性体からなる対象物Ｏの表面を含む表層に存在し得るきずＸを、磁気センサＴを用いて探索する検査法である。図２（Ｂ）に示されるように、漏洩磁束探傷法では、種々の方法により対象物Ｏを磁化することにより、対象物Ｏに所定方向の磁束Ｆを発生させる。磁束Ｆを遮るきずＸがある場合には、そのきずＸに起因して漏洩磁束Ｆａが発生する。対象物Ｏの探傷面Ｅ上で磁気センサＴを走査方向Ｄに走査させることにより、漏洩磁束Ｆａが検出される。磁気センサＴからの信号を用いる漏洩磁束探傷法は、従来採用されてきた磁粉探傷法に比して、探傷の自動化と結果のデジタル化とが容易であるという利点を有する。 The principle of the leakage magnetic flux flaw detection method will be explained. As shown in FIG. 2A, the leakage magnetic flux flaw detection method is an inspection method for searching for a flaw X that may exist on the surface layer including the surface of an object O made of a ferromagnet using a magnetic sensor T. be. As shown in FIG. 2B, in the leakage magnetic flux flaw detection method, the object O is magnetized by various methods to generate a magnetic flux F in a predetermined direction in the object O. If there is a flaw X that blocks the magnetic flux F, the leakage magnetic flux Fa is generated due to the flaw X. The leakage magnetic flux Fa is detected by scanning the magnetic sensor T in the scanning direction D on the flaw detection surface E of the object O. The leakage magnetic flux flaw detection method using the signal from the magnetic sensor T has an advantage that the automation of flaw detection and the digitization of the result are easier than the magnetic particle flaw detection method conventionally adopted.

図１（Ａ）に示されるように、漏洩磁束探傷装置１は、対象物Ｏの探傷面Ｅを走査するための探触子４と、探触子４からの信号を入力して所定の処理を行い、探傷試験の結果を出力するパーソナルコンピュータ（処理部。以下、ＰＣという）２０とを備える。探触子４には複数のリード線１４が設けられており、これらのリード線１４が、たとえばＡＤ変換器１５に接続される。ＡＤ変換器１５とＰＣ２０とは、ＵＳＢケーブル等のケーブル１６によって接続される。探触子４は、走査方向Ｄに走査させられる。この走査は、手動で行われてもよく、自動で行われてもよい。探触子４を保持するアーム等が走査方向Ｄに移動することで走査が行われてもよいし、探触子４を固定した状態で、対象物Ｏを保持したステージ等が走査方向Ｄと逆方向に移動することで走査が行われてもよい。 As shown in FIG. 1A, the leakage magnetic flux flaw detector 1 inputs a probe 4 for scanning the flaw detection surface E of the object O and a signal from the probe 4, and performs predetermined processing. A personal computer (processing unit, hereinafter referred to as a PC) 20 for performing the above-mentioned and outputting the result of the flaw detection test is provided. The probe 4 is provided with a plurality of lead wires 14, and these lead wires 14 are connected to, for example, an AD converter 15. The AD converter 15 and the PC 20 are connected by a cable 16 such as a USB cable. The probe 4 is scanned in the scanning direction D. This scan may be performed manually or automatically. Scanning may be performed by moving the arm or the like holding the probe 4 in the scanning direction D, or the stage or the like holding the object O with the probe 4 fixed is the scanning direction D. Scanning may be performed by moving in the opposite direction.

図１（Ｂ）に示されるように、探触子４は、計装アンプ基板１１と、計装アンプ基板１１に取り付けられたセンサモジュール１０とを含む。計装アンプ基板１１は、探触子４から出力される信号を増幅させる。センサモジュール１０は、フレキシブル基板（基材）１０ａと、フレキシブル基板１０ａに搭載された複数の磁気センサ１２（図２（Ｂ）に示される磁気センサＴに相当）と、を含む。フレキシブル基板１０ａは、計装アンプ基板１１に対して差し込まれ、コネクタ接続されている。探触子４において、センサモジュール１０のみを交換することが可能になっている。漏洩磁束探傷装置１は、探触子４の位置情報を取得するためのエンコーダ１３を備えており、エンコーダ１３のワイヤの端部がフレキシブル基板１０ａに連結されている。 As shown in FIG. 1B, the probe 4 includes an instrumentation amplifier board 11 and a sensor module 10 attached to the instrumentation amplifier board 11. The instrumentation amplifier board 11 amplifies the signal output from the probe 4. The sensor module 10 includes a flexible substrate (base material) 10a and a plurality of magnetic sensors 12 (corresponding to the magnetic sensor T shown in FIG. 2B) mounted on the flexible substrate 10a. The flexible board 10a is inserted into the instrumentation amplifier board 11 and connected to the connector. In the probe 4, only the sensor module 10 can be replaced. The leakage magnetic flux flaw detector 1 includes an encoder 13 for acquiring the position information of the probe 4, and the end of the wire of the encoder 13 is connected to the flexible substrate 10a.

ＰＣ２０は、探触子４から出力される、磁束に基づく磁界を示す信号と、エンコーダ１３から出力される探触子４の位置情報とを入力し、対象物Ｏの探傷面（表面）Ｅを含む表層におけるきずＸの有無判定のための探傷試験結果を出力する。きずＸが存在する場合には、探傷試験結果において、きず指示が表れる。探傷試験結果に表れるきず指示に基づいて、きずＸの有無だけでなく、きずＸの幅や長さを推定することも可能である。 The PC 20 inputs a signal indicating a magnetic field based on a magnetic flux output from the probe 4 and position information of the probe 4 output from the encoder 13, and sets the flaw detection surface (surface) E of the object O. The flaw detection test result for determining the presence or absence of the scratch X on the including surface layer is output. When the flaw X is present, the flaw indication appears in the flaw detection test result. It is also possible to estimate not only the presence or absence of the scratch X but also the width and length of the scratch X based on the scratch instruction appearing in the flaw detection test result.

以下、図３～図５を参照して、センサモジュール１０のいくつかの構成例について詳細に説明する。漏洩磁束探傷装置１の探触子４は、対象物Ｏが凹凸部や狭隘部等の複雑な形状を有する場合に特に有効である。探触子４は、小型の磁気センサ１２が柔軟なフレキシブル基板１０ａに保持された構成を有することにより、探傷面Ｅの形状を問わず、漏洩磁束探傷法による対象物Ｏの検査を可能とする。探触子４の適用対象とされ得る対象物Ｏとしては、たとえば、ギア、ねじ、タップ等の部品が挙げられる。探触子４は、ギアの歯部分や、ねじのねじ山部分等におけるきずＸの検査を可能とする。 Hereinafter, some configuration examples of the sensor module 10 will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 5. The probe 4 of the leakage magnetic flux flaw detector 1 is particularly effective when the object O has a complicated shape such as an uneven portion or a narrow portion. The probe 4 has a configuration in which the small magnetic sensor 12 is held by the flexible flexible substrate 10a, so that the object O can be inspected by the leakage magnetic flux flaw detection method regardless of the shape of the flaw detection surface E. .. Examples of the object O to which the probe 4 can be applied include parts such as gears, screws, and taps. The probe 4 enables inspection of a flaw X in a tooth portion of a gear, a thread portion of a screw, or the like.

図３を参照して、第１の構成例に係る探触子４のセンサモジュール１０について説明する。図３に示されるように、センサモジュール１０は、柔軟性を有するフレキシブル基板１０ａを含む。フレキシブル基板１０ａは、主として高分子材料からなるシート状の基材である。フレキシブル基板１０ａには、配線パターンが形成されている。これらの配線パターンは、各磁気センサ１２と、上記の計装アンプ基板１１の回路とを電気的に接続する。計装アンプ基板１１は、柔軟性を有しておらず、定形性を有する。すなわち、探触子４では、柔軟性を有するフレキシブル基板１０ａからセンサ部が構成され、定形性を有する計装アンプ基板１１から信号出力部が構成される。 The sensor module 10 of the probe 4 according to the first configuration example will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the sensor module 10 includes a flexible substrate 10a having flexibility. The flexible substrate 10a is a sheet-like base material mainly made of a polymer material. A wiring pattern is formed on the flexible substrate 10a. These wiring patterns electrically connect each magnetic sensor 12 to the circuit of the instrumentation amplifier board 11 described above. The instrumentation amplifier board 11 does not have flexibility and has morphology. That is, in the probe 4, the sensor unit is configured from the flexible substrate 10a having flexibility, and the signal output unit is configured from the instrumentation amplifier substrate 11 having typographical properties.

フレキシブル基板１０ａには、たとえば複数の磁気センサ１２が取り付けられている。磁気センサ１２は、探傷面Ｅの近傍において磁界の大きさを測定可能なセンサである。磁気センサ１２は、磁界検出部（図示せず）を含む。磁気センサ１２としては、ＭＩ（Magneto-Impedance）センサ、ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive effect）センサ、ＴＭＲ（Tunnel Magneto-Resistance）センサ、ＡＭＲ（Anisotropic Magneto-Resistance）センサ、ＦＧ（Flux-Gate）センサ、ホール素子、ＳＱＵＩＤ（Superconducting QUantum Interference Device）センサ、コイル等が用いられ得る。 For example, a plurality of magnetic sensors 12 are attached to the flexible substrate 10a. The magnetic sensor 12 is a sensor capable of measuring the magnitude of a magnetic field in the vicinity of the flaw detection surface E. The magnetic sensor 12 includes a magnetic field detection unit (not shown). Examples of the magnetic sensor 12 include MI (Magneto-Impedance) sensor, GMR (Giant Magneto Resistive effect) sensor, TMR (Tunnel Magneto-Resistance) sensor, AMR (Anisotropic Magneto-Resistance) sensor, FG (Flux-Gate) sensor, and Hall. Elements, SQUID (Superconducting QUantum Interference Device) sensors, coils and the like can be used.

各磁気センサ１２は、図示しない導通部を介して、フレキシブル基板１０ａに搭載されている。磁気センサ１２は、公知の手段を用いて、フレキシブル基板１０ａに搭載され得る。磁気センサ１２は、フレキシブル基板１０ａに埋設または内蔵されてもよい。なお、磁気センサ１２の個数は、特に限定されない。磁気センサ１２の個数は、１個であってもよい。複数の磁気センサ１２が設けられる場合、磁気センサ１２は、一列に配列されてもよいし、複数列に配列されてもよい。磁気センサ１２が複数列に配列される場合、複数の磁気センサ１２が千鳥状に配置されてもよい。 Each magnetic sensor 12 is mounted on a flexible substrate 10a via a conductive portion (not shown). The magnetic sensor 12 can be mounted on the flexible substrate 10a by using known means. The magnetic sensor 12 may be embedded or built in the flexible substrate 10a. The number of magnetic sensors 12 is not particularly limited. The number of magnetic sensors 12 may be one. When a plurality of magnetic sensors 12 are provided, the magnetic sensors 12 may be arranged in a single row or may be arranged in a plurality of rows. When the magnetic sensors 12 are arranged in a plurality of rows, the plurality of magnetic sensors 12 may be arranged in a staggered pattern.

フレキシブル基板１０ａに実装される磁気センサ１２としては、非常に小型の磁気センサが用いられ得る。磁気センサ１２は、一辺の長さが１ｍｍ以下の磁気センサであってもよい。磁気センサ１２は、一辺の長さが２ｍｍ以下の磁気センサであってもよく、一辺の長さが４ｍｍ以下の磁気センサであってもよい。 As the magnetic sensor 12 mounted on the flexible substrate 10a, a very small magnetic sensor can be used. The magnetic sensor 12 may be a magnetic sensor having a side length of 1 mm or less. The magnetic sensor 12 may be a magnetic sensor having a side length of 2 mm or less, or may be a magnetic sensor having a side length of 4 mm or less.

図３に示されるように、対象物Ｏは、平坦部表面Ｅ１と、平坦部表面Ｅ１よりも窪んだ凹部表面Ｅ２とを含む。このようなセンサモジュール１０を用いた検査では、対象物Ｏの凹部表面Ｅ２に対してフレキシブル基板１０ａが沿うように、センサモジュール１０が対象物Ｏにあてがわれる。柔軟性を有するフレキシブル基板１０ａは、凹部表面Ｅ２の形状に沿うように、自在に変形し得る。 As shown in FIG. 3, the object O includes a flat portion surface E1 and a recessed surface E2 recessed from the flat portion surface E1. In such an inspection using the sensor module 10, the sensor module 10 is applied to the object O so that the flexible substrate 10a is aligned with the concave surface E2 of the object O. The flexible substrate 10a having flexibility can be freely deformed so as to follow the shape of the concave surface E2.

必要に応じて、凹部表面Ｅ２にセンサモジュール１０を沿わせるための計測用治具５０が用いられてもよい。計測用治具５０の先端形状は、凹部表面Ｅ２に適合している。計測用治具５０は、たとえば、シリコーン等の高分子樹脂材料からなる。計測用治具５０は、対象物Ｏの凹部表面Ｅ２に押し当てられる。計測用治具５０の形状および大きさは、対象物Ｏの凹凸部または狭隘部の形状および寸法に合わせて変更され得る。そのために、複数種類の計測用治具５０が準備されてもよい。探触子４と、探傷面Ｅの形状に適合する一または複数の治具とによって、探傷用器具６０が構成される。探傷用器具６０により、様々な凹凸部または狭隘部における磁界の計測が可能となる。 If necessary, a measuring jig 50 for aligning the sensor module 10 with the concave surface E2 may be used. The tip shape of the measuring jig 50 conforms to the concave surface E2. The measuring jig 50 is made of a polymer resin material such as silicone. The measuring jig 50 is pressed against the concave surface E2 of the object O. The shape and size of the measuring jig 50 can be changed according to the shape and dimensions of the uneven portion or the narrow portion of the object O. Therefore, a plurality of types of measuring jigs 50 may be prepared. The flaw detector 60 is configured by the probe 4 and one or more jigs that match the shape of the flaw detection surface E. The flaw detector 60 makes it possible to measure the magnetic field in various uneven portions or narrow portions.

探触子４および計測用治具５０を備える探傷用器具６０によれば、計測用治具５０によってフレキシブル基板１０ａを凹部表面Ｅ２（探傷面Ｅ）に沿わせることができる。計測用治具５０によってフレキシブル基板１０ａが探傷面Ｅに押し当てられて、磁気センサ１２による走査が行われる。これにより、複雑な形状の探傷面Ｅに対しても簡易かつ確実に漏洩磁束探傷法による検査を行うことができる。もちろん、平坦面等の比較的単純な形状の探傷面Ｅに探傷用器具６０が適用されてもよい。 According to the flaw detection instrument 60 provided with the probe 4 and the measurement jig 50, the flexible substrate 10a can be aligned with the recess surface E2 (scratch detection surface E) by the measurement jig 50. The flexible substrate 10a is pressed against the flaw detection surface E by the measuring jig 50, and scanning is performed by the magnetic sensor 12. As a result, it is possible to easily and surely inspect the flaw detection surface E having a complicated shape by the leakage magnetic flux flaw detection method. Of course, the flaw detection instrument 60 may be applied to the flaw detection surface E having a relatively simple shape such as a flat surface.

走査が行われる際には、対象物Ｏが、公知の手段（ハンドマグナ等）によって磁化される。そして、計測用治具５０およびセンサモジュール１０は、たとえば対象物Ｏの凹部が連続する方向に移動させられる。すなわち、凹部が溝状に連続する場合は、計測用治具５０およびセンサモジュール１０は、その溝が延びる方向に移動させられる。計測用治具５０およびセンサモジュール１０は、たとえば、図３の紙面垂直方向に移動させられる。 When scanning is performed, the object O is magnetized by a known means (hand Magna or the like). Then, the measuring jig 50 and the sensor module 10 are moved, for example, in the direction in which the recesses of the object O are continuous. That is, when the concave portions are continuous in a groove shape, the measuring jig 50 and the sensor module 10 are moved in the direction in which the grooves extend. The measuring jig 50 and the sensor module 10 are moved, for example, in the vertical direction of the paper in FIG.

磁気センサ１２は、フレキシブル基板１０ａの凹部表面Ｅ２に対面する側とは反対側に配置され得る。すなわち、磁気センサ１２は、計測用治具５０側に配置され得る。上記の探傷用器具６０を用い、フレキシブル基板１０ａを凹部表面Ｅ２上に配置し、フレキシブル基板１０ａの上から計測用治具５０の先端を凹部表面Ｅ２に対して押し当てた状態で、磁気センサ１２が走査させられる。このような漏洩磁束探傷方法により、複雑な形状の凹部表面Ｅ２（探傷面Ｅ）に対しても、簡易かつ確実に漏洩磁束探傷法による検査を行うことができる。また、上記のような配置により、磁気センサ１２が凹部表面Ｅ２に当接することが防止され得る。なお、磁気センサ１２は、対象物Ｏの凹部表面Ｅ２に対面するように配置されてもよい。磁気センサ１２は、対象物Ｏの凹部表面Ｅ２に当接してもよい。磁気センサ１２上に、磁束の測定に影響を与えない保護シートが設けられてもよい。 The magnetic sensor 12 may be arranged on the side of the flexible substrate 10a opposite to the side facing the concave surface E2. That is, the magnetic sensor 12 may be arranged on the measurement jig 50 side. Using the above-mentioned flaw detection instrument 60, the flexible substrate 10a is placed on the concave surface E2, and the tip of the measuring jig 50 is pressed against the concave surface E2 from above the flexible substrate 10a, and the magnetic sensor 12 is used. Is scanned. By such a leak magnetic flux flaw detection method, it is possible to easily and surely inspect the concave surface E2 (scratch detection surface E) having a complicated shape by the leak magnetic flux flaw detection method. Further, the arrangement as described above can prevent the magnetic sensor 12 from coming into contact with the concave surface E2. The magnetic sensor 12 may be arranged so as to face the concave surface E2 of the object O. The magnetic sensor 12 may abut on the concave surface E2 of the object O. A protective sheet that does not affect the measurement of the magnetic flux may be provided on the magnetic sensor 12.

また、走査が行われる際、磁気センサ１２と凹部表面Ｅ２とは当接していてもよいし、磁気センサ１２と凹部表面Ｅ２とは離間していてもよい。磁気センサ１２と凹部表面Ｅ２とが離間している場合には、これらの距離を一定に保つ（リフトオフを一定にする）ことが好ましい。 Further, when scanning is performed, the magnetic sensor 12 and the concave surface E2 may be in contact with each other, or the magnetic sensor 12 and the concave surface E2 may be separated from each other. When the magnetic sensor 12 and the concave surface E2 are separated from each other, it is preferable to keep the distance constant (make the lift-off constant).

センサモジュール１０による走査の結果、凹部表面Ｅ２の近傍における磁気センサ１２が検出する磁界の大きさに応じた電気信号が、磁気センサ１２からＰＣ２０に対して出力される。言うまでもなく、センサモジュール１０を用いて平坦部表面Ｅ１の検査を行うこともできる。 As a result of scanning by the sensor module 10, an electric signal corresponding to the magnitude of the magnetic field detected by the magnetic sensor 12 in the vicinity of the concave surface E2 is output from the magnetic sensor 12 to the PC 20. Needless to say, the sensor module 10 can be used to inspect the flat surface E1.

本実施形態の探触子４によれば、複数の磁気センサ１２が、柔軟性を有するフレキシブル基板１０ａに取り付けられている。よって、凹凸部や狭隘部などの複雑な形状を有する探傷面Ｅ（凹部表面Ｅ２等）に沿うように、フレキシブル基板１０ａを配置することができる。これにより、磁気センサ１２は、対象物Ｏの凹部表面Ｅ２上を走査することができる。このような柔軟なフレキシブル基板１０ａを有する探触子４によれば、対象物Ｏが複雑な形状を有する場合であっても、漏洩磁束探傷法による検査が可能である。 According to the probe 4 of the present embodiment, the plurality of magnetic sensors 12 are attached to the flexible substrate 10a having flexibility. Therefore, the flexible substrate 10a can be arranged along the flaw detection surface E (concave surface E2 or the like) having a complicated shape such as an uneven portion or a narrow portion. As a result, the magnetic sensor 12 can scan on the concave surface E2 of the object O. According to the probe 4 having such a flexible flexible substrate 10a, even when the object O has a complicated shape, it is possible to inspect by the leakage magnetic flux flaw detection method.

シート状のフレキシブル基板１０ａを凹凸部や狭隘部等に挿入することにより、フレキシブル基板１０ａが探傷面Ｅ（凹部表面Ｅ２等）に沿うように、フレキシブル基板１０ａを配置することができる。 By inserting the sheet-shaped flexible substrate 10a into the uneven portion, the narrow portion, or the like, the flexible substrate 10a can be arranged so that the flexible substrate 10a is along the flaw detection surface E (recessed surface E2 or the like).

フレキシブル基板１０ａに配線パターンが形成されることで、フレキシブル基板１０ａ上に磁気センサ回路を形成することができる。 By forming the wiring pattern on the flexible substrate 10a, a magnetic sensor circuit can be formed on the flexible substrate 10a.

小型の磁気センサ１２を用いた探触子４によれば、従来の磁気センサでは入ることのできなかった狭隘部にも、磁気センサ１２が挿入され得るので、あらゆる複雑な形状に対して、汎用性が高められている。 According to the probe 4 using the small magnetic sensor 12, the magnetic sensor 12 can be inserted into a narrow space that cannot be inserted by the conventional magnetic sensor, so that it can be used for all complicated shapes. The sex is enhanced.

また、計装アンプ基板１１に対してフレキシブル基板１０ａが差し込まれ、コネクタ接続されることにより、センサモジュール１０のみの交換が可能となっている。また、センサモジュール１０と計装アンプ基板１１が至近距離に設けられている。これによりノイズが混入しやすい配線部を短くし、計装アンプ基板１１によってノイズが増幅されることを防ぐことにより、ノイズが低減される。 Further, by inserting the flexible board 10a into the instrumentation amplifier board 11 and connecting it to a connector, only the sensor module 10 can be replaced. Further, the sensor module 10 and the instrumentation amplifier board 11 are provided at a close distance. As a result, the wiring portion where noise is likely to be mixed is shortened, and the noise is prevented from being amplified by the instrumentation amplifier board 11, so that the noise is reduced.

上記のセンサモジュール１０を含む探触子４を備えた漏洩磁束探傷装置１によれば、対象物Ｏが複雑な形状を有する場合であっても、磁気センサ１２による探傷面Ｅの走査が可能であり、漏洩磁束探傷法による検査が可能になっている。 According to the leakage magnetic flux flaw detector 1 provided with the probe 4 including the sensor module 10 described above, the flaw detection surface E can be scanned by the magnetic sensor 12 even when the object O has a complicated shape. Yes, it is possible to inspect by the leakage magnetic flux flaw detection method.

図４を参照して、第２の構成例に係る探触子４のセンサモジュール１０Ａについて説明する。図４に示されるように、センサモジュール１０Ａは、棒状の絶縁体１７の外周にフレキシブル基板１０ａが巻き付けられた構成を有する。絶縁体１７は、中実の円柱状であってもよいし、中空の円筒状であってもよい。絶縁体１７の形状および大きさ（直径）は、凹部表面Ｅ２に適合している。絶縁体１７は、たとえば、シリコーン等の高分子樹脂材料からなる。絶縁体１７は、対象物Ｏの凹部表面Ｅ２に押し当てられる。絶縁体１７の形状および大きさ（直径）は、対象物Ｏの凹凸部または狭隘部の形状および寸法に合わせて変更され得る。そのために、複数種類の絶縁体１７が準備されてもよい。これにより、様々な凹凸部または狭隘部における磁界の計測が可能となる。 With reference to FIG. 4, the sensor module 10A of the probe 4 according to the second configuration example will be described. As shown in FIG. 4, the sensor module 10A has a configuration in which the flexible substrate 10a is wound around the outer periphery of the rod-shaped insulator 17. The insulator 17 may be a solid cylinder or a hollow cylinder. The shape and size (diameter) of the insulator 17 are compatible with the concave surface E2. The insulator 17 is made of a polymer resin material such as silicone. The insulator 17 is pressed against the concave surface E2 of the object O. The shape and size (diameter) of the insulator 17 can be changed according to the shape and dimensions of the uneven portion or the narrow portion of the object O. Therefore, a plurality of types of insulators 17 may be prepared. This makes it possible to measure the magnetic field in various uneven portions or narrow portions.

センサモジュール１０Ａを用いた走査は、装置によって自動で行われてもよいし、手動で行われてもよい。手動で走査が行われる場合に、絶縁体１７が作業者の手によって持たれてもよい。手動で走査が行われる場合には、位置情報を正確に得られない可能性があるが、対象物ＯにおけるきずＸの有無を判定することは可能である。 Scanning using the sensor module 10A may be performed automatically by the device or may be performed manually. The insulator 17 may be held by the operator when the scanning is performed manually. When scanning is performed manually, it may not be possible to obtain accurate position information, but it is possible to determine the presence or absence of a flaw X in the object O.

また、センサモジュール１０Ａを用いた走査が行われる際、絶縁体１７を含むセンサモジュール１０Ａの全体が回転されてもよい。絶縁体１７を含むセンサモジュール１０Ａの全体が回転されずに、平行移動させられてもよい。 Further, when scanning using the sensor module 10A is performed, the entire sensor module 10A including the insulator 17 may be rotated. The entire sensor module 10A including the insulator 17 may be translated without being rotated.

センサモジュール１０Ａおよびセンサモジュール１０Ａを備えた探触子４によれば、上記のセンサモジュール１０を備えた探触子４と同様の作用・効果が奏される。また、フレキシブル基板１０ａが巻かれた棒状の絶縁体１７を凹凸部や狭隘部等に挿入することにより、フレキシブル基板１０ａが探傷面Ｅに沿うように、フレキシブル基板１０ａを配置することができる。なお、絶縁体１７は、探触子４の一部として設けられてもよいし、探触子４とは別体のものとして用いられてもよい。絶縁体１７が探触子４とは別体のものとして用いられる場合、探触子４（センサモジュール１０Ａ）と絶縁体１７とによって、探傷用器具が構成される。絶縁体１７は、探傷面Ｅの形状に適合する先端形状を有する治具に相当する。 According to the probe 4 provided with the sensor module 10A and the sensor module 10A, the same actions and effects as those of the probe 4 provided with the sensor module 10 are exhibited. Further, by inserting the rod-shaped insulator 17 around which the flexible substrate 10a is wound into the uneven portion, the narrow portion, or the like, the flexible substrate 10a can be arranged so that the flexible substrate 10a is along the flaw detection surface E. The insulator 17 may be provided as a part of the probe 4, or may be used as a separate body from the probe 4. When the insulator 17 is used as a separate body from the probe 4, the probe 4 (sensor module 10A) and the insulator 17 constitute a flaw detector. The insulator 17 corresponds to a jig having a tip shape that matches the shape of the flaw detection surface E.

図５を参照して、第３の構成例に係る探触子４のセンサモジュール１０Ｂについて説明する。図５に示されるように、センサモジュール１０Ｂは、棒状の基材１８に複数の磁気センサ１２が取り付けられた構成を有する。センサモジュール１０Ｂでは、シート状のフレキシブル基板１０ａは設けられていない。基材１８は、中実の円柱状であってもよいし、中空の円筒状であってもよい。基材１８の形状および大きさ（直径）は、凹部表面Ｅ２に適合している。基材１８は、たとえば、柔軟性を有する材料からなる。基材１８は、高分子樹脂材料からなってもよい。基材１８の形状および大きさ（直径）は、対象物Ｏの凹凸部または狭隘部の形状および寸法に合わせて変更され得る。柔軟性を有する基材１８は、凹部表面Ｅ２の形状に沿うように、自在に変形し得る。磁気センサ１２は、公知の手段を用いて、基材１８に接合または搭載され得る。 The sensor module 10B of the probe 4 according to the third configuration example will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5, the sensor module 10B has a configuration in which a plurality of magnetic sensors 12 are attached to a rod-shaped base material 18. The sensor module 10B is not provided with the sheet-shaped flexible substrate 10a. The base material 18 may be a solid cylinder or a hollow cylinder. The shape and size (diameter) of the base material 18 are compatible with the concave surface E2. The base material 18 is made of, for example, a flexible material. The base material 18 may be made of a polymer resin material. The shape and size (diameter) of the base material 18 can be changed according to the shape and dimensions of the uneven portion or the narrow portion of the object O. The flexible base material 18 can be freely deformed so as to follow the shape of the concave surface E2. The magnetic sensor 12 can be joined or mounted on the substrate 18 by using known means.

なお、磁気センサ１２に接続される配線は、基材１８上に形成されてもよいし、基材１８の外部に設けられてもよい。 The wiring connected to the magnetic sensor 12 may be formed on the base material 18 or may be provided outside the base material 18.

磁気センサ１２は、対象物Ｏの凹部表面Ｅ２に対面するように配置される。磁気センサ１２は、対象物Ｏの凹部表面Ｅ２に当接してもよい。磁気センサ１２上に、磁束の測定に影響を与えない保護シートが設けられてもよい。基材１８を含むセンサモジュール１０Ｂにより、様々な凹凸部または狭隘部における磁界の計測が可能となる。 The magnetic sensor 12 is arranged so as to face the concave surface E2 of the object O. The magnetic sensor 12 may abut on the concave surface E2 of the object O. A protective sheet that does not affect the measurement of the magnetic flux may be provided on the magnetic sensor 12. The sensor module 10B including the base material 18 enables measurement of a magnetic field in various uneven portions or narrow portions.

センサモジュール１０Ｂを用いた走査は、装置によって自動で行われてもよいし、手動で行われてもよい。センサモジュール１０Ｂを用いた走査が行われる際、センサモジュール１０Ｂの全体が回転されてもよい。センサモジュール１０Ｂの全体が回転されずに、平行移動させられてもよい。 Scanning using the sensor module 10B may be performed automatically by the device or may be performed manually. When scanning with the sensor module 10B is performed, the entire sensor module 10B may be rotated. The entire sensor module 10B may be translated without being rotated.

センサモジュール１０Ｂおよびセンサモジュール１０Ｂを備えた探触子４によれば、上記のセンサモジュール１０を備えた探触子４と同様の作用・効果が奏される。また、棒状の基材１８を凹凸部や狭隘部等に挿入することにより、基材１８が探傷面Ｅに沿うように、基材１８を配置することができる。 According to the probe 4 provided with the sensor module 10B and the sensor module 10B, the same actions and effects as those of the probe 4 provided with the sensor module 10 are exhibited. Further, by inserting the rod-shaped base material 18 into the uneven portion, the narrow portion, or the like, the base material 18 can be arranged so that the base material 18 is along the flaw detection surface E.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。たとえば、基材はフレキシブル基板１０ａである場合に限られず、布や紙であってもよい。すなわち、フレキシブル基板１０ａ以外のシート状の基材が用いられてもよい。また、基材は、網状であってもよく、帯状であってもよい。配線は、公知の手段を用いて、基材上に形成されてもよいし、基材の外部に設けられてもよい。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the base material is not limited to the case of the flexible substrate 10a, and may be cloth or paper. That is, a sheet-like base material other than the flexible substrate 10a may be used. Further, the base material may be reticulated or strip-shaped. The wiring may be formed on the substrate or may be provided outside the substrate by using known means.

基材上に、磁気センサ１２を含むセンサユニットが取り付けられてもよい。その場合、センサユニットは、一または複数の磁気センサ１２と、対象物Ｏに磁界を形成するための磁化部とを含んでもよい。 A sensor unit including the magnetic sensor 12 may be mounted on the base material. In that case, the sensor unit may include one or more magnetic sensors 12 and a magnetized portion for forming a magnetic field in the object O.

探触子４のセンサモジュールが挿入され得る対象物Ｏの形状は、上記した凹部表面Ｅ２に限られない。対象物Ｏのスリットにセンサモジュールが挿入されてもよい。その場合にスリットは、入り組んだ形状をなしてもよい。対向する対象物Ｏの２つの表面の間にセンサモジュールを挿入し、磁気センサ１２の両面を用いて各表面の磁界を測定してもよい。対象物Ｏの孔部や中空部にセンサモジュールが挿入されてもよい。 The shape of the object O into which the sensor module of the probe 4 can be inserted is not limited to the recessed surface E2 described above. The sensor module may be inserted into the slit of the object O. In that case, the slit may have a complicated shape. A sensor module may be inserted between two surfaces of an object O facing each other, and the magnetic field of each surface may be measured using both sides of the magnetic sensor 12. The sensor module may be inserted into the hole or hollow portion of the object O.

絶縁体１７または基材１８が、中心部に配置された金属製の線状体（針金等）と、線状体の周囲に設けられた樹脂層とからなってもよい。金属製の線状体を備えることにより、絶縁体１７または基材１８が、変形した形状を維持し得るように構成されてもよい。 The insulator 17 or the base material 18 may be composed of a metal linear body (wire or the like) arranged in the center and a resin layer provided around the linear body. By providing a metal linear body, the insulator 17 or the base material 18 may be configured so as to maintain a deformed shape.

計測用治具５０は必須ではない。計測用治具５０が省略されてもよい。計装アンプ基板１１が省略されてもよい。 The measuring jig 50 is not essential. The measuring jig 50 may be omitted. The instrumentation amplifier board 11 may be omitted.

１ 漏洩磁束探傷装置
４ 探触子
１０ センサモジュール
１０Ａ、１０Ｂ センサモジュール
１０ａ フレキシブル基板（基材）
１１ 計装アンプ基板
１２ 磁気センサ
１７ 絶縁体
１８ 基材
２０ ＰＣ（処理部）
５０ 計測用治具（治具）
６０ 探傷用器具
Ｄ 走査方向
Ｅ 探傷面
Ｅ１ 平坦部表面（探傷面）
Ｅ２ 凹部表面（探傷面）
Ｆ 磁束
Ｆａ 漏洩磁束
Ｏ 対象物
Ｔ 磁気センサ
Ｘ きず 1 Leakage magnetic flux flaw detector 4 Detector 10 Sensor module 10A, 10B Sensor module 10a Flexible substrate (base material)
11 Instrumentation amplifier board 12 Magnetic sensor 17 Insulator 18 Base material 20 PC (processing unit)
50 Measuring jig (jig)
60 flaw detection instrument D scanning direction E flaw detection surface E1 flat surface (fault detection surface)
E2 concave surface (scratch detection surface)
F Magnetic flux Fa Leakage magnetic flux O Object T Magnetic sensor X Scratches

Claims (3)

対象物の探傷面上を磁気センサが走査することにより探傷面を含む表層のきずを探傷する漏洩磁束探傷装置の探触子であって、
一または複数の前記磁気センサと、
前記磁気センサが取り付けられた柔軟性を有するシート状の基材であるフレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板が外周に巻かれた円柱状または円筒状の絶縁体と、を備え、
前記絶縁体の周囲であって前記絶縁体と前記フレキシブル基板の間に前記磁気センサが配置される、探触子。 It is a probe of a leakage magnetic flux flaw detector that detects flaws on the surface layer including the flaw detection surface by scanning the flaw detection surface of the object with a magnetic sensor.
With one or more of the magnetic sensors
A flexible substrate , which is a flexible sheet-like base material to which the magnetic sensor is attached,
The flexible substrate is provided with a cylindrical or cylindrical insulator wound around the outer circumference.
A probe in which the magnetic sensor is arranged around the insulator and between the insulator and the flexible substrate . 請求項１に記載の探触子と、
前記磁気センサにおいて検出された磁界を示す信号を入力して処理する処理部と、
を備える漏洩磁束探傷装置。 The probe according to claim 1 and
A processing unit that inputs and processes a signal indicating the magnetic field detected by the magnetic sensor, and
A leak magnetic flux flaw detector. 請求項１に記載の探触子を用い、
前記フレキシブル基板を前記探傷面上に配置し、前記フレキシブル基板の上から前記絶縁体の先端を前記探傷面に対して押し当てた状態で、前記磁気センサを走査させる、漏洩磁束探傷方法。 Using the probe according to claim 1 ,
A leakage magnetic flux flaw detection method in which the flexible substrate is placed on the flaw detection surface, and the magnetic sensor is scanned in a state where the tip of the insulator is pressed against the flaw detection surface from above the flexible substrate .
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