JPH01308982A - 磁気測定方法及び磁気測定装置 - Google Patents
磁気測定方法及び磁気測定装置Info
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- JPH01308982A JPH01308982A JP11010889A JP11010889A JPH01308982A JP H01308982 A JPH01308982 A JP H01308982A JP 11010889 A JP11010889 A JP 11010889A JP 11010889 A JP11010889 A JP 11010889A JP H01308982 A JPH01308982 A JP H01308982A
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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、例えば漏洩磁束探傷法等に使用される磁気測
定方法及び磁気７Ｉ−１定装置に関する。
定方法及び磁気７Ｉ−１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。
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。
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
化されるようになっている。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。
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
化されるようになっている。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
協会綿）第■編（Ｐ５７３〜５９９）を参照。
協会綿）第■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、が要求される。
、■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、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。
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
。
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。
そこで本発明は、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
良好な磁気測定方法及び磁気測定装置を提供しようとす
るものである。
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
良好な磁気測定方法及び磁気測定装置を提供しようとす
るものである。
［課題を解決するための手段］
請求項（１）記載の発明は、固定インピーダンスを介し
て強磁性体コアに巻回されたコイルに定周波でかつ定電
圧の交流電力を供給し、コイルの両端に発生する電圧の
直流分レベルにより磁気＋１−１定を行うことにある。
て強磁性体コアに巻回されたコイルに定周波でかつ定電
圧の交流電力を供給し、コイルの両端に発生する電圧の
直流分レベルにより磁気＋１−１定を行うことにある。
また請求項（２）記載の発明は、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
生する電圧の直流分を検出する直流分検出手段を設け、
直流分検出手段が検出した直流分レベルにより磁気測定
を行なうものである。
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
生する電圧の直流分を検出する直流分検出手段を設け、
直流分検出手段が検出した直流分レベルにより磁気測定
を行なうものである。
また請求項（３）記載の発明は、コイルの両端に発生す
る電圧波形が予め設定された正の基準電圧に達したとき
ハイレベルとなり、予め設定された負の基準電圧に達し
たときローレベルとなる電圧信号を出力するヒステリシ
ス特性を有するレベル弁別回路を設け、このレベル弁別
回路から出力される電圧信号のパルス幅により磁気ｉ’
ｌ）Ｉ定を行なうものである。
る電圧波形が予め設定された正の基準電圧に達したとき
ハイレベルとなり、予め設定された負の基準電圧に達し
たときローレベルとなる電圧信号を出力するヒステリシ
ス特性を有するレベル弁別回路を設け、このレベル弁別
回路から出力される電圧信号のパルス幅により磁気ｉ’
ｌ）Ｉ定を行なうものである。
さらに請求項（４）記載の発明は、上記各発明において
固定インピーダンスを強磁性体をコアとする第２のコイ
ルに置換したものである。
固定インピーダンスを強磁性体をコアとする第２のコイ
ルに置換したものである。
［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図の（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
生ず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Ｚ、に対応して決定される。す
なわち、 ｅ□ −ｅ−Ｚｓ ／ （Ｒ＋Ｚｓ ）で示される。な
お、ｅｏはコイル１４の両端電圧、ｅは発振器１１の出
力電圧である。
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図の（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
生ず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Ｚ、に対応して決定される。す
なわち、 ｅ□ −ｅ−Ｚｓ ／ （Ｒ＋Ｚｓ ）で示される。な
お、ｅｏ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１
４のインピーダンスが変化する。
のでその強磁性体コア１３の透磁率に比例してコイル１
４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図の（ａ）に示すように強磁
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図の（ｂ）に示すようになる。
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図の（ａ）に示すように強磁
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図の（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
の（ｂ）に示すような波形となる。そして外部磁界を加
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Ｖ、と負方向の電圧ｖ２は等しくなる。
の（ｂ）に示すような波形となる。そして外部磁界を加
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Ｖ、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を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。
に近接させると強磁性体コア１３を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の両端に発生する波形は第２図の（
Ｃ）に示すようにｖ、＞Ｖ２となる。
Ｃ）に示すようにｖ、＞Ｖ２となる。
従ってコイル１４の両端に発生する出力電圧の正側の電
圧Ｖ、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。従ってこの原理
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。
圧Ｖ、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。従ってこの原理
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）及
び（２）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直流分レベルを検出す
ることによって磁気測定ができることになる。
び（２）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直流分レベルを検出す
ることによって磁気測定ができることになる。
またコイル１４の両端に発生する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図の（ａ）に
示すように電圧レベルが一定の基１７１ｉ圧ＥＩ（、−
Ｅ、と各々なる時間τ、τ７がτＴ−２τとなる。
をすれば外部磁界を加えない場合には第４図の（ａ）に
示すように電圧レベルが一定の基１７１ｉ圧ＥＩ（、−
Ｅ、と各々なる時間τ、τ７がτＴ−２τとなる。
しかして外部磁界を加えた場合には第４図の（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、τ７が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、τ７がτＴ≠２τとなる。
従って第４図の（ｂ）及び（ｄ）に示すようにコイル１
４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，−Ｅ
、により、一定振幅の電圧１、ｉ号に変換し、その電圧
信号によりＥＲから−Ｅ、になるまでの時間τ１と、−
Ｅ７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７１１１１できる。
４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，−Ｅ
、により、一定振幅の電圧１、ｉ号に変換し、その電圧
信号によりＥＲから−Ｅ、になるまでの時間τ１と、−
Ｅ７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７１１１１できる。
このような原理に基づいて為されたのが請求項（３）記
載の発明で、上述した構成とすることによってレベル弁
別回路によりコイルの両端に発生する電圧波形に応じた
電圧信号を出力しその電圧信号のパルス幅を検出するこ
とによって磁気１１−１定かできることになる。
載の発明で、上述した構成とすることによってレベル弁
別回路によりコイルの両端に発生する電圧波形に応じた
電圧信号を出力しその電圧信号のパルス幅を検出するこ
とによって磁気１１−１定かできることになる。
さらに請求項（４）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。従ってこの電圧
をご求項（２）記載の発明と同様の直流分検出手段や請
求項（３）記載の発明と同様のパルス幅変調手段を使用
して信号処理することによって磁気δ−１定ができるこ
とになる。
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。従ってこの電圧
をご求項（２）記載の発明と同様の直流分検出手段や請
求項（３）記載の発明と同様のパルス幅変調手段を使用
して信号処理することによって磁気δ−１定ができるこ
とになる。
そして各発明においては、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。
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
。従って固定周波数・定電圧電源の出力電圧や固定イン
ピーダンスの抵抗値が多少変化しても検出感度は変化し
ない。
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
。従って固定周波数・定電圧電源の出力電圧や固定イン
ピーダンスの抵抗値が多少変化しても検出感度は変化し
ない。
［実施例コ
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。
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を正電圧検波
器２５及び負電圧検波器２６にそれぞれ供給している。
器２５及び負電圧検波器２６にそれぞれ供給している。
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ｉＩ圧Ｖｏを出力するように
なっている。
２７に供給して加算し出力ｉＩ圧Ｖｏを出力するように
なっている。
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を介して交流電流を供給して強磁性体２３を
飽和するまで磁化する。
に抵抗２２を介して交流電流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ｅｏ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２４に発生する出力電圧ｅ。の正電圧ｖ１に比
例した直流電圧Ｖ１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ｅ。の正電圧ｖ２に比例
した直流電圧ｖ２を得る。
ぞれ検波器２５．２６で検波する。正電圧検波器２５で
はコイル２４に発生する出力電圧ｅ。の正電圧ｖ１に比
例した直流電圧Ｖ１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ｅ。の正電圧ｖ２に比例
した直流電圧ｖ２を得る。
しかしてこの各直流電圧Ｖ、、Ｖ２が加算器２７１：
Ｏｔ給され、Ｖ ＋ 十（Ｖ ２ ） （７）加ＦＩＧ
理カ行われその結果が出力電圧Ｖ。とじて出力される。
Ｏｔ給され、Ｖ ＋ 十（Ｖ ２ ） （７）加ＦＩＧ
理カ行われその結果が出力電圧Ｖ。とじて出力される。
従って強磁性体コア２３に外部磁界が交差しなければＩ
ＶＩ １−ＩＶ２ １となっているので出力電圧■ｏ
はＯＶとなる。
ＶＩ １−ＩＶ２ １となっているので出力電圧■ｏ
はＯＶ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Ｖ、、Ｖ２が変化
するので、加算Ｊ：ｔｉ ２７からの出力電圧Ｖ。−■
＋ ＋ （−Ｖ２ ）は外部磁界に対応した値となる。
の極性とその強さに対応して直流電圧Ｖ、、Ｖ２が変化
するので、加算Ｊ：ｔｉ ２７からの出力電圧Ｖ。−■
＋ ＋ （−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■ｏ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。
た微小磁束を計測することができる。
そして本実施例の方式を使用したところ第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Ｏ〜
略５００ｍＶという高い出力電圧ｖｏ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Ｏ〜
略５００ｍＶという高い出力電圧ｖｏが得られ検出感度
の向上を図ることができた。
従ってこの磁気４ｐ１定を鋼管や鋼板等の欠陥を検査す
る漏洩磁束探傷法に適用すれば精度の高い欠陥検査が可
能となる。
る漏洩磁束探傷法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３
０ Ｖ ＰＰ （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
Ｒ３を５０Ω、１００Ω、１５０Ω、２００Ωと変化し
てコイル２４の両端に発生する出力電圧ｅｏ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ｅ□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として金属波Ｍ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分る。
０ Ｖ ＰＰ （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
Ｒ３を５０Ω、１００Ω、１５０Ω、２００Ωと変化し
てコイル２４の両端に発生する出力電圧ｅｏ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ｅ□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として金属波Ｍ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分る。
また抵抗２２の抵抗ｒＩｉＲ＋ ＝ １００Ωとして発
振器２１の出力電圧ｅを２０〜３ｏｖ＋、ｐ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の変化は最大で０．１７Ｖであった。
振器２１の出力電圧ｅを２０〜３ｏｖ＋、ｐ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の変化は最大で０．１７Ｖ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、従って磁気測定
にはほとんど影響しないことが分る。
使用において最大でも１％以下であり、従って磁気測定
にはほとんど影響しないことが分る。
さらに発振器２１の出力電圧を３０Ｖ、、として抵抗２
２の抵抗値Ｒ３を５０Ω、１００Ω、１５０Ω、２００
Ωと変化してコイル２４のバイアス電圧Ｖｌ］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Ｖ、の変化は０．１ｖであった。
２の抵抗値Ｒ３を５０Ω、１００Ω、１５０Ω、２００
Ωと変化してコイル２４のバイアス電圧Ｖｌ］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Ｖ、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１９６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
できることが分る。
下であり、温度変化に対するドリフト電圧の変化は無視
できることが分る。
次に本発明の他の実施例を図面の簡単な説明する。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悦
明は省略する。。
、前記実施例と同一部分には同一符号を付して詳細な悦
明は省略する。。
他の実施例の１つは第１０図に示すように、コイル２４
の両端に発生する出力電圧ｅ□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
ーパスフィルタ回路を介して出力して出力電圧Ｖｏを得
るようにしたものである。
の両端に発生する出力電圧ｅ□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
ーパスフィルタ回路を介して出力して出力電圧Ｖｏを得
るようにしたものである。
従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ｅ。
界をコイル２４に発生する出力電圧ｅ。
の正電圧Ｖ、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もので
ある。
ことができ、前記実施例と同様の効果が得られるもので
ある。
また他の実施例の別の１つは第１１図に示すように、コ
イル２４の両端に発生する出力電圧ｅ（。
イル２４の両端に発生する出力電圧ｅ（。
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。前記コンパレータ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（−）に人力して
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（１）との間に接続し、前記抵抗３４を
非反転入力端子（１）と接地点との間に接続している。
る。前記コンパレータ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（−）に人力して
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（１）との間に接続し、前記抵抗３４を
非反転入力端子（１）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ィルタ
回路３５を介して出力電圧Ｖ。とじて取り出すようにし
ている。
回路３５を介して出力電圧Ｖ。とじて取り出すようにし
ている。
この実施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ｅ（、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Ｅｏが抵抗３３．３４で分
割されて非反転入力端子（１）に正帰還される。
、コイル２４の両端に発生する出力電圧ｅ（、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Ｅｏが抵抗３３．３４で分
割されて非反転入力端子（１）に正帰還される。
ここで抵抗３３．３４の抵抗値Ｒ２，Ｒ，の比を、
ＩＥＲｌ”ＩＥＰ ｌ
＝ Ｉ Ｅｏ ｌ ＸＲＩ ／ （Ｒ２＋Ｒ１）の式が
成立するように設定する。なお、ｌＥＲｌは基準電圧、
１Ｅｐｌは正帰還電圧である。
成立するように設定する。なお、ｌＥＲｌは基準電圧、
１Ｅｐｌ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（１）に
は第４図に示す基準電圧ＥＲｓ−ＥＲが自動的に印加さ
れることになる。従ってコンパレータ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（１）に
は第４図に示す基準電圧ＥＲｓ−ＥＲが自動的に印加さ
れることになる。従ってコンパレータ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図の（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圧が発
生することになる。
るこ、とによって第４図の（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圧が発
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ィルタ回路３５
を介すことによってパルス幅τｌ、τ２の比（τｌ／τ
２）に対応した直流出力電圧ｖ。
を介すことによってパルス幅τｌ、τ２の比（τｌ／τ
２）に対応した直流出力電圧ｖ。
として取り出すことができる。
従ってこの出力電圧Ｖ。によって外部に発゛生した微小
磁束を計ｎ１することができる。
磁束を計ｎ１することができる。
そして本実施例の方式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
０〜６００ｍＶ以上という高い出力電圧ｖｏが得られ検
出感度の向上を図ることができた。
ように０〜１００ガウスという微小な磁束密度に対して
０〜６００ｍＶ以上という高い出力電圧ｖｏが得られ検
出感度の向上を図ることができた。
従って本実施例においても前記実施例と同様の効果が得
られるものである。
られるものである。
また他の実施例のさらに別の１つは第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
して使用したもので、各コイル２４．３７のインピーダ
ンスをＺＳｉｎ ２８２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ｅ
□は、ｅｏ ””ｅ−ＺＳ２／ （Ｚ！ｌｌ＋Ｚｓ２）
となる。そして各コイル２４．３７のインピーダンスＺ
４＋＋ 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が得られることになる。
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
して使用したもので、各コイル２４．３７のインピーダ
ンスをＺＳｉｎ ２８２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ｅ
□は、ｅｏ ””ｅ−ＺＳ２／ （Ｚ！ｌｌ＋Ｚｓ２）
となる。そして各コイル２４．３７のインピーダンスＺ
４＋＋ 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が得られることになる。
しかしてこの出力電圧ｅ。を上述した各実施例に示した
ように電圧（振幅）検、波するがパルス幅変調すること
によって各コイル２４．３７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。
ように電圧（振幅）検、波するがパルス幅変調すること
によって各コイル２４．３７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。
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。
［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方法及び磁気測定装
置を提供できるものである。
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方法及び磁気測定装
置を提供できるものである。
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図は本発明のもう１つの基本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−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図乃至第１３図は本発明の他の実施例
を示すもので、第１０図、第１１図及び第１３図は回路
図、第１２図は第１１図における磁束密度−出力電圧特
性（検出感度特性）を湿す特性図、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１
４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ーの磁束密度−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−出力電圧特性をａｌ定するための測定
回路図、第２０図は第１９図での温度−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（固定インピーダンス）、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、 ２つ・・・抵抗、 ３０・・・コンデンサ、 ３１・・・コンパレータ（レベル弁別回路）、３５・・
・ローパスフィルタ回路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第 ４ 口 第１ 図 １□ 第３ 図 第２ 図 第１４図 第１５図 第２０図 閂ρ−虫〉 −と大Ｎ区−くｙ
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図は本発明のもう１つの基本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−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図乃至第１３図は本発明の他の実施例
を示すもので、第１０図、第１１図及び第１３図は回路
図、第１２図は第１１図における磁束密度−出力電圧特
性（検出感度特性）を湿す特性図、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１
４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ーの磁束密度−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−出力電圧特性をａｌ定するための測定
回路図、第２０図は第１９図での温度−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（固定インピーダンス）、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、 ２つ・・・抵抗、 ３０・・・コンデンサ、 ３１・・・コンパレータ（レベル弁別回路）、３５・・
・ローパスフィルタ回路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第 ４ 口 第１ 図 １□ 第３ 図 第２ 図 第１４図 第１５図 第２０図 閂ρ−虫〉 −と大Ｎ区−くｙ
Claims (4)
- （１）固定インピーダンスを介して強磁性体コアに巻回
されたコイルに定周波でかつ定電圧の交流電力を供給し
、前記コイルの両端に発生する電圧の直流分レベルによ
り磁気測定を行うことを特徴とする磁気測定方法。 - （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直流分を
検出する直流分検出手段を設け、前記直流分検出手段が
検出した直流分レベルにより磁気測定を行なう磁気測定
装置。 - （３）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波形が予め
設定された正の基準電圧に達したときハイレベルとなり
、予め設定された負の基準電圧に達したときローレベル
となる電圧信号を出力するヒステリシス特性を有するレ
ベル弁別回路を設け、前記レベル弁別回路から出力され
る電圧信号のパルス幅により磁気測定を行なう磁気測定
装置。 - （４）固定インピーダンスを、強磁性体をコアとする第
２コイルに置換した請求項（２）又は（３）記載の磁気
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 true JPH01308982A (ja) | 1989-12-13 |
| JP2617570B2 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) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991013366A1 (fr) * | 1990-02-28 | 1991-09-05 | Nippon Kokan Kk | Procede et appareil de detection magnetique |
| 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 |
| US5287059A (en) * | 1990-05-19 | 1994-02-15 | Nkk Corporation | Saturable core magnetometer with a parallel resonant circuit in which the W3 DC level changes with a change in an external magnetic field |
| JP2007256274A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-10-04 | Jfe Steel Kk | 微小凹凸表面欠陥の検出方法及び装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5127452A (ja) * | 1974-08-29 | 1976-03-08 | Mishima Kosan Co Ltd |
-
1989
- 1989-04-28 JP JP1110108A patent/JP2617570B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5127452A (ja) * | 1974-08-29 | 1976-03-08 | Mishima Kosan Co Ltd |
Cited By (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 (fr) * | 1990-02-28 | 1991-09-05 | Nippon Kokan Kk | Procede et appareil de detection magnetique |
| US5287059A (en) * | 1990-05-19 | 1994-02-15 | Nkk Corporation | Saturable core magnetometer with a parallel resonant circuit in which the W3 DC level changes with a change in an external magnetic field |
| JP2007256274A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-10-04 | Jfe Steel Kk | 微小凹凸表面欠陥の検出方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2617570B2 (ja) | 1997-06-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |