JPH01193641A - 非接触形硬度測定装置 - Google Patents
非接触形硬度測定装置Info
- Publication number
- JPH01193641A JPH01193641A JP1760488A JP1760488A JPH01193641A JP H01193641 A JPH01193641 A JP H01193641A JP 1760488 A JP1760488 A JP 1760488A JP 1760488 A JP1760488 A JP 1760488A JP H01193641 A JPH01193641 A JP H01193641A
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- JP
- Japan
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- coil
- signal
- hardness
- measured
- signal detection
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、非接触形硬度測定装置に係り、とくに磁性材
料の透磁率の変化を利用した非接触形硬度測定装置に関
する。
料の透磁率の変化を利用した非接触形硬度測定装置に関
する。
鉄鋼等の硬度は、従来より、ロックウェル硬度計及びブ
リネル硬度計等の測定器を用い測定されている。これら
測定器による測定法にあっては、測定を平坦に形成する
とともに磨き上げなければならないようになっていた。
リネル硬度計等の測定器を用い測定されている。これら
測定器による測定法にあっては、測定を平坦に形成する
とともに磨き上げなければならないようになっていた。
一方、昨今においては、特開昭６２−１７４６５１号公
報にみられるように、二つの磁気センサを使用し、一方
の磁気センサでテストピースの硬度データを測定すると
ともに他方の磁気センサで被測定材の硬度データを検出
し、しかるのち両者を比較して被測定材の硬度を特定す
るという新しい方法の非接触形硬度測定法が開発されて
いる。
報にみられるように、二つの磁気センサを使用し、一方
の磁気センサでテストピースの硬度データを測定すると
ともに他方の磁気センサで被測定材の硬度データを検出
し、しかるのち両者を比較して被測定材の硬度を特定す
るという新しい方法の非接触形硬度測定法が開発されて
いる。
この磁気センサを用いた非接触形硬度測定法は、鉄鋼等
の磁性材料には、その硬度と透磁率との間に一定の相関
関係があることが実験的に確認されたことから、その後
、急速に開発が進められているものである。
の磁性材料には、その硬度と透磁率との間に一定の相関
関係があることが実験的に確認されたことから、その後
、急速に開発が進められているものである。
しかしながら、上記従来例にあって、例えばロックウェ
ル硬度計の使用の場合は、測定面を精密に仕上げしなけ
ればならないという不都合がある。
ル硬度計の使用の場合は、測定面を精密に仕上げしなけ
ればならないという不都合がある。
また第１及び第２の磁気センサを用いたものは、別々に
装備された二つのセンサからの信号を常時入力し比較す
ることが前提となっていることから、硬度測定に際して
は常にテストピースを帯同し、被測定部材と同時にテス
トピースの硬度も繰り返えし測定する事態となり、三箇
所で同時測定の作業を行わなければならないという煩雑
さがあった。
装備された二つのセンサからの信号を常時入力し比較す
ることが前提となっていることから、硬度測定に際して
は常にテストピースを帯同し、被測定部材と同時にテス
トピースの硬度も繰り返えし測定する事態となり、三箇
所で同時測定の作業を行わなければならないという煩雑
さがあった。
さらに、これらの各従来例においては、部分的な硬度測
定が基本的思想となっていることから、広範囲にわたっ
ての硬度の連続的な測定に際しては著しく手間が掛ると
いう不都合があった。
定が基本的思想となっていることから、広範囲にわたっ
ての硬度の連続的な測定に際しては著しく手間が掛ると
いう不都合があった。
本発明の目的は、かかる従来例の有する不都合を改善し
、特に被測定部材の全体的な硬度を迅速に且つ精度よく
連続測定することのできる非接触形硬度測定装置を提供
することにある。
、特に被測定部材の全体的な硬度を迅速に且つ精度よく
連続測定することのできる非接触形硬度測定装置を提供
することにある。
〔課題を解決するための手段〕
そこで、本発明では、磁化コイルと信号検出コイルとを
設け、磁化コイルには基準交番率信号を通電せしめる信
号出力回路を併設するとともに、信号検出コイルには信
号処理表示手段を併設し、さらに磁化コイルを信号検出
コイルとを環状に形成するとともに両者を一体化する、
という構成を採っている。これよって前述した目的を達
成しようとするものである。
設け、磁化コイルには基準交番率信号を通電せしめる信
号出力回路を併設するとともに、信号検出コイルには信
号処理表示手段を併設し、さらに磁化コイルを信号検出
コイルとを環状に形成するとともに両者を一体化する、
という構成を採っている。これよって前述した目的を達
成しようとするものである。
まず、磁化コイル及び信号検出コイルから成る環状セン
サの中心線上に、被測定部材を配設する。
サの中心線上に、被測定部材を配設する。
次に、磁化コイルに所定の交番電流を通電しながら、被
測定部材を中心線上にて相対的に移動させる。この間、
磁化コイルから出力される交番磁界は、被測定部材を介
して信号検出コイルと鎖交する。この鎖交磁束は、被測
定部材の透磁率の変化に対応して変化する。従って、こ
の場合、被測定部材の透磁率は被測定部材の硬度に応じ
て変化することから、結果的に、信号検出コイルには被
測定部材の硬度に応じた信号変化が検出される。この信
号変化は、信号処理表示手段によって信号処理されたの
ち表示される。
測定部材を中心線上にて相対的に移動させる。この間、
磁化コイルから出力される交番磁界は、被測定部材を介
して信号検出コイルと鎖交する。この鎖交磁束は、被測
定部材の透磁率の変化に対応して変化する。従って、こ
の場合、被測定部材の透磁率は被測定部材の硬度に応じ
て変化することから、結果的に、信号検出コイルには被
測定部材の硬度に応じた信号変化が検出される。この信
号変化は、信号処理表示手段によって信号処理されたの
ち表示される。
以下、本発明の一実施例を第１図ないし第４図に基づい
て説明する。
て説明する。
第１図の実施例は、硬度測定用の環状センサ１を備えて
いる。この環状センサ１はその中心部に配設される被測
定部材２に対して、非接触にて相対的にＡ、方向に往復
移動されるようになっている。第１図の実施例では、環
状センサ１が移動するように構成されている。環状セン
サ１は、環状に形成された磁化コイルＩＡと信号検出コ
イルＩＢとにより成る。これらの各コイルは同心にて一
体的に形成されている。この環状コイル１は、本実施例
では円環状に形成されているが方形状等の角形に形成さ
れたものであってもよい。環状センサ１のＡ、方向への
往復移動は、手動でも或いは適当な移動機構による移動
のいづれであってもよい。
いる。この環状センサ１はその中心部に配設される被測
定部材２に対して、非接触にて相対的にＡ、方向に往復
移動されるようになっている。第１図の実施例では、環
状センサ１が移動するように構成されている。環状セン
サ１は、環状に形成された磁化コイルＩＡと信号検出コ
イルＩＢとにより成る。これらの各コイルは同心にて一
体的に形成されている。この環状コイル１は、本実施例
では円環状に形成されているが方形状等の角形に形成さ
れたものであってもよい。環状センサ１のＡ、方向への
往復移動は、手動でも或いは適当な移動機構による移動
のいづれであってもよい。
被測定部材２は、支持装置３によって支持されている。
この支持装置３は、上端面に一列に植設された少なくと
も三本の（中心部と両端に各１本）の支持矢弦機構４．
５．６を備えている。本実施例では三本の支持矢弦機構
４．５．６を使用した場合を例示したが、両端部に一本
づつの二本使用したものであっても、又４本以上であっ
てもよい。
も三本の（中心部と両端に各１本）の支持矢弦機構４．
５．６を備えている。本実施例では三本の支持矢弦機構
４．５．６を使用した場合を例示したが、両端部に一本
づつの二本使用したものであっても、又４本以上であっ
てもよい。
支持矢弦機構４．５．６の各々は、いづれも矢印Ａ−，
Ａ ｓ、 Ａ ＆の方向に往復移動可能な構造となって
いる。具体的には、環状センサ１が近づくと第１図の下
方へ移動し、通過した後は再び原位置へゆっ（り復帰し
て被測定部材２を支承するように構成されている。
Ａ ｓ、 Ａ ＆の方向に往復移動可能な構造となって
いる。具体的には、環状センサ１が近づくと第１図の下
方へ移動し、通過した後は再び原位置へゆっ（り復帰し
て被測定部材２を支承するように構成されている。
環状センサ１を構成する磁化コイルＩＡおよび信号検出
コイルＩＢには、それぞれ第２図に示す信号出力回路１
０および信号処理表示手段２０が併設されている。
コイルＩＢには、それぞれ第２図に示す信号出力回路１
０および信号処理表示手段２０が併設されている。
信号出力回路１０は、順次直列接続された正弦波発信器
１１と、自動利得調整回路１２と、Ｖ／Ｉ変換出力増幅
回路１３とを有している。
１１と、自動利得調整回路１２と、Ｖ／Ｉ変換出力増幅
回路１３とを有している。
信号処理表示手段２０は、信号検出部２０Ａと表示機構
２０Ｂとを備えている。
２０Ｂとを備えている。
信号処理表示手段２０は、信号検出部２ＯＡと表示機構
２０Ｂとを備えている。
２０Ｂとを備えている。
この内、信号検出部２０Ａは、前述した信号検出コイル
ＩＢからの信号を入力する入力増幅回路２１と、ここで
増幅された信号をローパスフィルタ２２を介して入力す
る積対値積分回路２３および同期信号検出回路２４とに
より構成されている。
ＩＢからの信号を入力する入力増幅回路２１と、ここで
増幅された信号をローパスフィルタ２２を介して入力す
る積対値積分回路２３および同期信号検出回路２４とに
より構成されている。
また、表示部２０Ｂは、信号検出部２ＯＡの同期信号検
出回路２４の出力信号及び前述した信号出力回路１０の
自動利得調整回路１２の出力信号を入力する同期積分回
路２５を有し、これに直列接続された電圧検出回路２６
と表示機構２７とにより構成され、信号処理された所定
の測定データを表示し得るようになっている。
出回路２４の出力信号及び前述した信号出力回路１０の
自動利得調整回路１２の出力信号を入力する同期積分回
路２５を有し、これに直列接続された電圧検出回路２６
と表示機構２７とにより構成され、信号処理された所定
の測定データを表示し得るようになっている。
信号検出部２０Ａの絶対値積分回路２３の出力は、基準
電圧部３０の比較回路３０Ｂにも送られるようになって
いる。この比較回路３０Ｂには、基準電圧出力３０Ａか
ら所定レベルの基準電圧が出力されるようになっている
。比較回路３０Ｂの出力は、利得制御信号として前述し
た自動利得調整回路１２へ送り込まれるようになってい
る。
電圧部３０の比較回路３０Ｂにも送られるようになって
いる。この比較回路３０Ｂには、基準電圧出力３０Ａか
ら所定レベルの基準電圧が出力されるようになっている
。比較回路３０Ｂの出力は、利得制御信号として前述し
た自動利得調整回路１２へ送り込まれるようになってい
る。
正弦波発振器１１は、鉄鋼を磁化する磁化コイルＩＡに
電力を供給するための発振器である。正弦波発振器１１
の出力電圧は、自動利得調整回路１２を経てＶ／Ｉ変換
出力増幅回路１３にて電力増幅され磁化コイルＩＡに印
加される。これによって被測定部材である鉄鋼柱３を磁
化する。この場合、検出コイルＩＢには、磁化された状
態下にある鉄鋼３の透磁率に比例した透起電圧が検出さ
れる。
電力を供給するための発振器である。正弦波発振器１１
の出力電圧は、自動利得調整回路１２を経てＶ／Ｉ変換
出力増幅回路１３にて電力増幅され磁化コイルＩＡに印
加される。これによって被測定部材である鉄鋼柱３を磁
化する。この場合、検出コイルＩＢには、磁化された状
態下にある鉄鋼３の透磁率に比例した透起電圧が検出さ
れる。
この透起電圧は、入力増巾回路２１で増巾されローパス
フィルタ２２にて高域周波数を減衰させ、付の絶対値積
分回路２３にて直流電圧として基準電圧部３０の比較回
路３０Ｂに入力され基準電圧部３０の出力直流電圧と比
較加減され、自動利得調整回路１２に加え唇ので、増中
度を制御することになる。
フィルタ２２にて高域周波数を減衰させ、付の絶対値積
分回路２３にて直流電圧として基準電圧部３０の比較回
路３０Ｂに入力され基準電圧部３０の出力直流電圧と比
較加減され、自動利得調整回路１２に加え唇ので、増中
度を制御することになる。
又、基準電圧部の電圧を変えることにより交流発振出力
増中部の磁化コイルの電圧も変化出来るので、鉄鋼の硬
度測定範囲が広くなるとともに、測定精度が良くなる。
増中部の磁化コイルの電圧も変化出来るので、鉄鋼の硬
度測定範囲が広くなるとともに、測定精度が良くなる。
ローパスフィルタ２２からの出力電圧は、同期信号検出
回路２４にて同期信号電圧のみを検出しその電圧を素子
部２０Ｂの同期積分回路２５に入力する。この同期積分
回路２５で、信号出力回路１０の自動利得回路１２から
の出力電圧による余弦成分波形電圧を電圧検出回路２６
にて素子機構２７に鉄鋼硬度素子用の基準信号とし、表
示機構２７にて表示する。
回路２４にて同期信号電圧のみを検出しその電圧を素子
部２０Ｂの同期積分回路２５に入力する。この同期積分
回路２５で、信号出力回路１０の自動利得回路１２から
の出力電圧による余弦成分波形電圧を電圧検出回路２６
にて素子機構２７に鉄鋼硬度素子用の基準信号とし、表
示機構２７にて表示する。
第３図ないし第４図は、被測定部材３の硬度測定におけ
る一つの例を示すものである。この内、第４図は基準サ
ンプルに対する測定結果を実線Ａ０で表わし、テストサ
ンプルに対する測定結果を点線Ｂ０にて表示しである。
る一つの例を示すものである。この内、第４図は基準サ
ンプルに対する測定結果を実線Ａ０で表わし、テストサ
ンプルに対する測定結果を点線Ｂ０にて表示しである。
この場合、基準サンプルによく繰り返えし実験では、全
体が同一直径で硬度等が均一なサンプルでは、両端部の
検出電圧が低くなり中央部に最大電圧が現われるという
結果が得られている（第４図中の実線参照）。そして、
例えば基準サンプルのコイル位置Ｒ＝Ｏ〜１００１００
（での電圧変化が検出され且つ記憶され、次にテストサ
ンプルがＲ＝Ｏ〜１００まで間を連続測定し、その両者
を比較することにより硬度が具体的に特定され表示機構
２７にて表示されるようになっている。第４図において
、２３部分は基準サンプルよりも硬度が高い場合を示し
、２２部分は基準サンプルよりも硬度が低い場合を示す
。
体が同一直径で硬度等が均一なサンプルでは、両端部の
検出電圧が低くなり中央部に最大電圧が現われるという
結果が得られている（第４図中の実線参照）。そして、
例えば基準サンプルのコイル位置Ｒ＝Ｏ〜１００１００
（での電圧変化が検出され且つ記憶され、次にテストサ
ンプルがＲ＝Ｏ〜１００まで間を連続測定し、その両者
を比較することにより硬度が具体的に特定され表示機構
２７にて表示されるようになっている。第４図において
、２３部分は基準サンプルよりも硬度が高い場合を示し
、２２部分は基準サンプルよりも硬度が低い場合を示す
。
以上のように、本発明によると、被測定部材を磁化コイ
ル及び信号検出コイルから成る環状センサの中心部に配
設するとともに、当該環状センササを被測定部材に沿っ
て移動させることにより、当該被測定部材の硬度を連続
的に且つ迅速に測定することができるという従来にない
優れた非接触形硬度測定装置を提供することができる。
ル及び信号検出コイルから成る環状センサの中心部に配
設するとともに、当該環状センササを被測定部材に沿っ
て移動させることにより、当該被測定部材の硬度を連続
的に且つ迅速に測定することができるという従来にない
優れた非接触形硬度測定装置を提供することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す全体的構成図、第２図
は第１図中の各コイルに併設される回路の一例を示すブ
ロック図、第３図ないし第４図は各々第１図の実施例に
おける測定結果を示す説明図である。 ＩＡ・・・磁化コイル、ＩＢ・・・信号検出コイル、１
０・・・信号出力回路、２０・・・信号処理表示手段。 第１図 第３図 第４図
は第１図中の各コイルに併設される回路の一例を示すブ
ロック図、第３図ないし第４図は各々第１図の実施例に
おける測定結果を示す説明図である。 ＩＡ・・・磁化コイル、ＩＢ・・・信号検出コイル、１
０・・・信号出力回路、２０・・・信号処理表示手段。 第１図 第３図 第４図
Claims (1)
- （１）、磁化コイルと信号検出コイルとを設け、前記磁
化コイルには基準交番信号を通電せしめる信号出力回路
を併設するとともに、前記信号検出コイルには信号処理
表示手段を併設し、 前記磁化コイルと信号検出コイルとを環状に形成すると
ともに両者を一体化したことを特徴とする非接触形硬度
測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1760488A JPH01193641A (ja) | 1988-01-28 | 1988-01-28 | 非接触形硬度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1760488A JPH01193641A (ja) | 1988-01-28 | 1988-01-28 | 非接触形硬度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01193641A true JPH01193641A (ja) | 1989-08-03 |
Family
ID=11948485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1760488A Pending JPH01193641A (ja) | 1988-01-28 | 1988-01-28 | 非接触形硬度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01193641A (ja) |
-
1988
- 1988-01-28 JP JP1760488A patent/JPH01193641A/ja active Pending
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