JPH0738956U - 漏洩磁気検出センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型で漏洩磁束を高感度に検出できる漏洩磁
気検出センサを提供すること。 【構成】 磁化された被検査材の表面や内部欠陥より漏
洩する磁場を検出する漏洩磁気検出センサにおいて、磁
気感受面にコイル１１ａを作成したコイルセンサ１１ｂ
の磁気感受面の反対側に、この磁気感受面と所定の間隔
を存して強磁性体１１ｃを配置し、漏洩磁束を強磁性体
１１ｃに引き寄せ、その多くをコイルセンサ１１ｂの磁
気感受面を集中的に横切らせる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、強磁性体である被検査材の表面や表面近傍から漏洩する磁束を検出 する漏洩磁束探傷法において用いられる漏洩磁気検出センサに関するものである 。

【０００２】

【従来の技術】

漏洩磁束探傷法は、被検査材を磁化した時に表面疵等から漏洩する磁束を検出 して表面疵等を探傷する方法であり、その漏洩磁束の検出に用いる漏洩磁気検出 センサとして、磁気ダイオード等の半導体磁気センサや、フェライトに導線を巻 回したり、あるいは図６に示すような平面的に導線１ａを巻回した２つのコイル １を磁気感受面に配置したコイルセンサ２がある。この図６に示すコイルセンサ ２は、磁気感受面に対して垂直方向の磁場を検出し、２つのコイル１を用いて空 間磁場の差動出力を得る構造である。

【０００３】 この漏洩磁気検出センサのうち、半導体磁気センサは検出感度が高く、形状も 小さく、さらに直流磁場の計測が可能なために漏洩磁束探傷法用の漏洩磁気検出 センサとして広く用いられている。また、コイルセンサは構造が簡単であり、環 境特性（耐熱性）が良いので交流の漏洩磁束探傷法用の漏洩磁気検出センサとし て用いられている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前記した漏洩磁気検出センサは両者とも次のような問題を有し ている。 まず、半導体磁気センサは温度特性が悪く高温での使用が不可能なために冷却 機能を有するセンサホルダーに収納する必要がある。従って、センサホルダーが 複雑かつ大型，大重量になって保守性や被検査材表面への追従性等に問題がある 。また、一般に周波数特性も悪いので、高周波磁化法を適用する漏洩磁束探傷法 用の漏洩磁気検出センサとして用いることができない。

【０００５】 次に、コイルセンサは磁気ダイオード等と比較して磁気感度が低いので、微小 な欠陥の探傷を行う場合には検出感度が低いという問題がある。なお、コイルセ ンサの検出感度はコイルの巻数に比例するので、感度を高めるためには巻数を多 くすればよいが、コイルの巻数を多くすると寸法が大きくなり、微小欠陥から生 じる非常に狭い漏洩磁束を検出するには不適当である。

【０００６】 本考案は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、小型で漏洩磁束を高 感度に検出できる漏洩磁気検出センサを提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記した目的を達成するために、本考案の漏洩磁気検出センサは、磁化された 被検査材の表面や内部欠陥より漏洩する磁場を検出する漏洩磁気検出センサにお いて、平面コイルの磁気感受面の反対側に、この磁気感受面と所定の間隔を存し て強磁性体を配置しているのである。

【０００８】

【作用】

本考案の漏洩磁気検出センサは、空間中の透磁率に比べて非常に大きい透磁率 を有する強磁性体を、平面コイルの磁気感受面の反対側に、この磁気感受面と所 定の間隔を存して配置しているので、漏洩磁束は強磁性体に引き寄せられる。こ の引き寄せられた漏洩磁束の多くは、図５（ａ）に示すように、コイルセンサ２ の磁気感受面２ａを集中的に横切ることになって検出感度が向上する。なお、図 ５（ｂ）はコイルセンサ２単体の場合の漏洩磁束分布図で、この場合には漏洩磁 束は浅い角度で磁気感受面２ａを通過するので、磁気感受面２ａの垂直磁場成分 が小さく検出漏洩磁場の出力が小さい。なお、図５中の３は強磁性体、４は被検 査材、４ａは欠陥を示す。

【０００９】

【実施例】 以下、本考案の漏洩磁気検出センサを図１〜図３に示す実施例に基づいて説明 する。 図１は本考案の漏洩磁気検出センサの１実施例の説明図、図２（ａ）（ｂ）は 本考案の漏洩磁気検出センサを構成する強磁性体の形状の説明図、図３は本考案 の漏洩磁気検出センサを配置した実験装置の概略図である。

【００１０】 図１〜図３において、１１は本考案の漏洩磁気検出センサであり、アルミ蒸着 によって作成されたコイル１１ａ（幅２ｍｍ，長さ４ｍｍ）を例えばシリコンウ エハの正面（磁気感受面）に配置したコイルセンサ１１ｂの背面に、このコイル １１ａと略同じ大きさを有する直方体形状（幅２ｍｍ，長さ４ｍｍ，高さ０．５ ｍｍ）の強磁性体１１ｃ、例えばフェライトを接着し、全体を成形したものであ る。なお図１中の１２は出力端子を示す。

【００１１】 前記強磁性体１１ｃの材質としては、本実施例で示したフェライトに限るもの ではなく、電磁鋼板，アモルファス，パーマロイ等でもよい。また、強磁性体１ １ｃの形状は、本実施例のような直方体に限らず、図２（ａ）に示すようなアー チ型や、（ｂ）に示すような分離したものであっても同等の効果がある。さらに 、強磁性体１１ｃとして、フェライト等の強磁性体の表面に蒸着やめっき等でコ イルを直接形成したものを使用した場合には強磁性体とコイルとの距離を非常に 小さくできるため、さらに高感度化を実現できる。

【００１２】 本考案の漏洩磁気検出センサ１１は上記したような構成であり、次に本考案の 効果を確認するために行った実験結果について説明する。 図３に示すように、炭素鋼鋼管１３に、人工欠陥１３ａとして軸方向に深さ０ ．１ｍｍ，０．１５ｍｍ，０．２３ｍｍ，０．３３ｍｍのノッチ状欠陥（幅０． １ｍｍ，長さ２０ｍｍ）を４個、放電加工したものを、電磁鋼板を積層した交流 電磁石１４で磁化し本考案の漏洩磁気検出センサ１１を用いて前記人工欠陥１３ ａを検出した。なお、比較として、コイルセンサ単体でも同じ条件で人工欠陥１ ３ａを検出した。

【００１３】 その結果、本考案の漏洩磁気検出センサ１１を使用した場合〔図４（ａ）〕に は、従来のコイルセンサ単体の場合〔図４（ｂ）〕と比較して出力感度が２倍に なっているのが確認できた。

【００１４】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の漏洩磁気検出センサは、空間中の透磁率に比べ て非常に大きい透磁率を有する強磁性体を、平面コイルの磁気感受面の反対側に この磁気感受面と所定の間隔を存して配置するもので、漏洩磁束は強磁性体に引 き寄せられてその多くがコイルセンサの磁気感受面を集中的に横切る。従って、 小型に構成できて、かつ漏洩磁気検出センサの検出感度が向上し、微細な欠陥の 探傷が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の漏洩磁気検出センサの１実施例の説明
図である。

【図２】（ａ）（ｂ）は本考案の漏洩磁気検出センサを
構成する強磁性体の形状の説明図である。

【図３】本考案の漏洩磁気検出センサを配置した実験装
置の概略図である。

【図４】（ａ）は本考案の漏洩磁気検出センサによる人
工欠陥探傷波形を、（ｂ）は従来の漏洩磁気検出センサ
による人工欠陥探傷波形を示す図である。

【図５】（ａ）は本考案の漏洩磁気検出センサによる漏
洩磁束分布を、（ｂ）は従来の漏洩磁気検出センサによ
る漏洩磁束分布を示す図である。

【図６】従来のコイルセンサの説明図である。

【符号の説明】

１１ 漏洩磁気検出センサ １１ａ コイル １１ｂ コイルセンサ １１ｃ 強磁性体

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁化された被検査材の表面や内部欠陥よ
   り漏洩する磁場を検出する漏洩磁気検出センサにおい
   て、平面コイルの磁気感受面の反対側に、この磁気感受
   面と所定の間隔を存して強磁性体を配置したことを特徴
   とする漏洩磁気検出センサ。