JPH01316655A - 渦流探傷装置 - Google Patents
渦流探傷装置Info
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- JPH01316655A JPH01316655A JP63149580A JP14958088A JPH01316655A JP H01316655 A JPH01316655 A JP H01316655A JP 63149580 A JP63149580 A JP 63149580A JP 14958088 A JP14958088 A JP 14958088A JP H01316655 A JPH01316655 A JP H01316655A
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- coil
- inspected
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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、導電性の被検査体の微小領域における微細な
亀裂、欠陥を非破壊で検査する渦流探傷装置に関する。
亀裂、欠陥を非破壊で検査する渦流探傷装置に関する。
従来、コイルに流した電流により被検査体の表面に対し
て平行又は垂直な方向の磁界を発生させ、その磁界によ
り被検査体に誘起された渦電流による前記コイルのイン
ピーダンスの変化を検出して、被検査体の微小な亀裂、
凹凸等の欠陥を見出す渦流探傷装置は各種提供されてい
る0例えば、管体の内部を検査する場合には、特開昭6
0−66156号公報にて開示される如く、トーラス状
に巻回したコイルをその中心線を軸方向と平行となして
管体内に内挿し、該コイルにより発生する軸方向の磁界
により、管体の円周方向に渦電流が誘起され、この渦電
流を利用して管体の亀裂等を検出するものであるが、こ
の装置の情報により前記コイルの軸方向幅程度の環状領
域の中に亀裂等が存在することは判るものの、その円周
方向の位置特定が不可能であった。また、被検査体の微
細な亀裂等の位置を微小領域に特定して検査できる渦流
探傷装置としては、実開昭62−108148号公報に
て開示される如く、フエライI・コアに励磁コイルと検
出コイルを巻回し、該フェライトコアを被検査体の検査
面に対して略垂直に接触又は近接させて移動し、励磁コ
イルによりフェライトコアの先端断面積に略対応する被
検査体の検査面微小領域に発生する渦電流による信号を
検出コイルで検出するものであるが、被検査体の材質が
異なれば検出コイルの出力は変化し、また材質が同じで
あっても溶接部のビード等により被検査体の検査面と各
コイルの間隔が変化すれば検出コイルの出力は更に大き
く変化し、疑似信号が混入する恐れがあるとともに常に
補正する必要がり、更に検出コイルの信号レベルの変動
により検出感度を高めることができないので、信頼性及
び精度の高い検査が困難であった。
て平行又は垂直な方向の磁界を発生させ、その磁界によ
り被検査体に誘起された渦電流による前記コイルのイン
ピーダンスの変化を検出して、被検査体の微小な亀裂、
凹凸等の欠陥を見出す渦流探傷装置は各種提供されてい
る0例えば、管体の内部を検査する場合には、特開昭6
0−66156号公報にて開示される如く、トーラス状
に巻回したコイルをその中心線を軸方向と平行となして
管体内に内挿し、該コイルにより発生する軸方向の磁界
により、管体の円周方向に渦電流が誘起され、この渦電
流を利用して管体の亀裂等を検出するものであるが、こ
の装置の情報により前記コイルの軸方向幅程度の環状領
域の中に亀裂等が存在することは判るものの、その円周
方向の位置特定が不可能であった。また、被検査体の微
細な亀裂等の位置を微小領域に特定して検査できる渦流
探傷装置としては、実開昭62−108148号公報に
て開示される如く、フエライI・コアに励磁コイルと検
出コイルを巻回し、該フェライトコアを被検査体の検査
面に対して略垂直に接触又は近接させて移動し、励磁コ
イルによりフェライトコアの先端断面積に略対応する被
検査体の検査面微小領域に発生する渦電流による信号を
検出コイルで検出するものであるが、被検査体の材質が
異なれば検出コイルの出力は変化し、また材質が同じで
あっても溶接部のビード等により被検査体の検査面と各
コイルの間隔が変化すれば検出コイルの出力は更に大き
く変化し、疑似信号が混入する恐れがあるとともに常に
補正する必要がり、更に検出コイルの信号レベルの変動
により検出感度を高めることができないので、信頼性及
び精度の高い検査が困難であった。
本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは
、被検査体の検査面とセンサを非接触で走査し、被検査
体の材質及び溶接部のビード等による構造的な凹凸によ
らず、亀裂、欠陥以外の部分での検出コイルの出力信号
の変動を小さく抑えて検査面の特定微小領域の亀裂、欠
陥を検出でき、検査の信頼性及び精度の高い渦流探傷装
置を提供する点にある。
、被検査体の検査面とセンサを非接触で走査し、被検査
体の材質及び溶接部のビード等による構造的な凹凸によ
らず、亀裂、欠陥以外の部分での検出コイルの出力信号
の変動を小さく抑えて検査面の特定微小領域の亀裂、欠
陥を検出でき、検査の信頼性及び精度の高い渦流探傷装
置を提供する点にある。
本発明は、前述の課題解決の為に、被検査体の検査面に
接して走行する走査体と、導電性の被検査体に変動磁界
を与える励磁コイルと、該励磁コイルにより被検査体に
誘起された渦電流による変動磁界を検出する検出コイル
を備えたセンサと、前記検出コイルの出力信号から被検
査体の微小亀裂、欠陥を検出する信号解析手段と、前記
検出コイルの出力信号から前記センサと被検査体との距
離の変化により生じる信号の変化に応じた正負の駆動電
流を発生する制御手段と、前記センサの一端に連結した
永久磁石を前記走査体に弾性体にて釣り合い保持すると
ともに、該永久磁石の周囲に前記制御手段に接続した駆
動コイルを配し、前記センサと被検査体の間隔を自動関
節して検出コイルを常に一定間隔位置に保つ位置調節手
段とよりなる渦流探傷装置を構成した。
接して走行する走査体と、導電性の被検査体に変動磁界
を与える励磁コイルと、該励磁コイルにより被検査体に
誘起された渦電流による変動磁界を検出する検出コイル
を備えたセンサと、前記検出コイルの出力信号から被検
査体の微小亀裂、欠陥を検出する信号解析手段と、前記
検出コイルの出力信号から前記センサと被検査体との距
離の変化により生じる信号の変化に応じた正負の駆動電
流を発生する制御手段と、前記センサの一端に連結した
永久磁石を前記走査体に弾性体にて釣り合い保持すると
ともに、該永久磁石の周囲に前記制御手段に接続した駆
動コイルを配し、前記センサと被検査体の間隔を自動関
節して検出コイルを常に一定間隔位置に保つ位置調節手
段とよりなる渦流探傷装置を構成した。
また、前記制御手段は、前記検出コイルの出力を前記セ
ンサと被検査体との間隔変化に応じた直流電圧変化に変
換する変位検出回路と、該変位検出回路の出力電圧を予
め設定した電圧値と比較してその差に応じた正負の出力
を発生する差動回路と、該差動回路の出力に比例した駆
動電流を発注する電流供給回路とで構成した。
ンサと被検査体との間隔変化に応じた直流電圧変化に変
換する変位検出回路と、該変位検出回路の出力電圧を予
め設定した電圧値と比較してその差に応じた正負の出力
を発生する差動回路と、該差動回路の出力に比例した駆
動電流を発注する電流供給回路とで構成した。
そして、前記走査体は、被検査体の検査面に接して回転
移動する転子を走査方向前後に設けるとともに、該前後
転子間に前記センサを下方へ出没自在に配する本体と、
該本体に上設し前記位置調節手段を内装する円筒状の格
納部とで構成した。
移動する転子を走査方向前後に設けるとともに、該前後
転子間に前記センサを下方へ出没自在に配する本体と、
該本体に上設し前記位置調節手段を内装する円筒状の格
納部とで構成した。
更に、前記位置調節手段は、前記走査体に取付ける円筒
状の収容体内に前記センサに連結した永久磁石をスプリ
ングばねにて釣り合い保持するとともに、該永久磁石の
周囲で前記収容体外周に駆動コイルを巻回して構成した
。
状の収容体内に前記センサに連結した永久磁石をスプリ
ングばねにて釣り合い保持するとともに、該永久磁石の
周囲で前記収容体外周に駆動コイルを巻回して構成した
。
また、前記走査体に対して、前記位置調節手段を被検査
体の検査面に垂直な方向に移動固定する関節装置を備え
ている。
体の検査面に垂直な方向に移動固定する関節装置を備え
ている。
以上の如き内容からなる本発明の渦流探傷装置は、走査
体に位置調節手段に連結したセンサを配し、該センサの
励磁コイルによる変動磁界により被検査体に渦電流を誘
起し、その渦電流による変動磁界を検出コイルにて検出
し、該検出コイルの出力信号を信号解析手段にて解析し
て被検査体の微小亀裂、欠陥を検出すると同時に、検出
コイルの出力信号の位置変動に応じた成分を分岐して制
御手段に入力して、前記センサと被検査体の検査面との
間隔に応じた正負の駆動電流を発生させ、その駆動電流
を前記センサに連結した位置調節手段の永久磁石の周囲
に配した駆動コイルに印加し、走査体に弾性体にて釣り
合い保持された永久磁石及びセンサをその釣り合い位置
から変位させて、検出コイルの平均出力レベルを常に一
定値に保持し、被検査体の検査面の微小亀裂、欠陥の正
確な情報のみ検出できるようになしている。
体に位置調節手段に連結したセンサを配し、該センサの
励磁コイルによる変動磁界により被検査体に渦電流を誘
起し、その渦電流による変動磁界を検出コイルにて検出
し、該検出コイルの出力信号を信号解析手段にて解析し
て被検査体の微小亀裂、欠陥を検出すると同時に、検出
コイルの出力信号の位置変動に応じた成分を分岐して制
御手段に入力して、前記センサと被検査体の検査面との
間隔に応じた正負の駆動電流を発生させ、その駆動電流
を前記センサに連結した位置調節手段の永久磁石の周囲
に配した駆動コイルに印加し、走査体に弾性体にて釣り
合い保持された永久磁石及びセンサをその釣り合い位置
から変位させて、検出コイルの平均出力レベルを常に一
定値に保持し、被検査体の検査面の微小亀裂、欠陥の正
確な情報のみ検出できるようになしている。
また、前記センサと被検査体との距離変動により、励磁
コイルに矩形波電流を供給した場合には、検出コイルの
出力信号のパルス幅として現れ、励磁コイルに交流電流
を供給した場合には、検出コイルの出力信号の位相のず
れとして現れるので、前記制御手段の変位検出回路にて
、パルス幅又は位相のずれに応じた直流電圧変化に変換
し、該変位検出回路の出力電圧を差動回路にて予め設定
した電圧値と比較してその差に応じた正負の出力を発生
させ、該差動回路の出力に比例した駆動電流を電流供給
回路で発生させ、この駆動電流にて駆動コイルを作動し
てセンサの位置を調節するものである。
コイルに矩形波電流を供給した場合には、検出コイルの
出力信号のパルス幅として現れ、励磁コイルに交流電流
を供給した場合には、検出コイルの出力信号の位相のず
れとして現れるので、前記制御手段の変位検出回路にて
、パルス幅又は位相のずれに応じた直流電圧変化に変換
し、該変位検出回路の出力電圧を差動回路にて予め設定
した電圧値と比較してその差に応じた正負の出力を発生
させ、該差動回路の出力に比例した駆動電流を電流供給
回路で発生させ、この駆動電流にて駆動コイルを作動し
てセンサの位置を調節するものである。
次に添付図面に示した実施例に基づき更に本発明の詳細
な説明する。
な説明する。
第1図は本発明の渦流探傷装置の原理構成を示し、図中
Aは被検査体、10は走査体、20はセンサ、30は位
置調節手段、40は信号解析手段、50は制御手段をそ
れぞれ示している。
Aは被検査体、10は走査体、20はセンサ、30は位
置調節手段、40は信号解析手段、50は制御手段をそ
れぞれ示している。
走査体lOは、被検査体Aの検査面aに沿って走行し、
センサ20の先端を常に検査面aに近接させて微小亀裂
、欠陥すを走査するもので、箱状本体11の走査方向前
後に転子12.12を回転可能に取付けるとともに、該
転子12.12間で本体11の下方に開口し、センサ2
0を下方へ出没自在に配する凹所13を形成している。
センサ20の先端を常に検査面aに近接させて微小亀裂
、欠陥すを走査するもので、箱状本体11の走査方向前
後に転子12.12を回転可能に取付けるとともに、該
転子12.12間で本体11の下方に開口し、センサ2
0を下方へ出没自在に配する凹所13を形成している。
尚、該走査体10の走査速度は、。
10mm/s以上で行えるようにしている。またここで
、該走査体10は検査面aに沿って円滑に走行できるも
のであれば、各種構造のものが採用でき、例えば本体1
1の下面に図示しないスライダーを取付けて検査面a上
を摺動するようになすことも可能で、またモータ駆動又
はロボットにより自走するようになすとともに、被検査
体Aに対する保持装置を備えておけば、検査を迅速に行
えて好ましい。
、該走査体10は検査面aに沿って円滑に走行できるも
のであれば、各種構造のものが採用でき、例えば本体1
1の下面に図示しないスライダーを取付けて検査面a上
を摺動するようになすことも可能で、またモータ駆動又
はロボットにより自走するようになすとともに、被検査
体Aに対する保持装置を備えておけば、検査を迅速に行
えて好ましい。
センサ20は、第2図に原理的に示すように直径約21
mの棒状のフェライトコア21にその先端を余して励磁
コイル22と検出コイル23を積層巻回し、前者を一次
コイル、後者を二次コイルとなした構造を有し、励磁コ
イル22に別途用窓した電源にて変動電流夏、を供給し
て導電性の被検査体への検査面aに変動磁界を与え、そ
れにより検査面aに誘起された渦電流による変動磁界を
検出コイル23にて検出し、後述の信号解析手段40で
その信号を処理して、微小亀裂、欠陥すの有無及び大小
によって異なる渦電流の情報からその微小亀裂、欠陥す
を検査するものである。
mの棒状のフェライトコア21にその先端を余して励磁
コイル22と検出コイル23を積層巻回し、前者を一次
コイル、後者を二次コイルとなした構造を有し、励磁コ
イル22に別途用窓した電源にて変動電流夏、を供給し
て導電性の被検査体への検査面aに変動磁界を与え、そ
れにより検査面aに誘起された渦電流による変動磁界を
検出コイル23にて検出し、後述の信号解析手段40で
その信号を処理して、微小亀裂、欠陥すの有無及び大小
によって異なる渦電流の情報からその微小亀裂、欠陥す
を検査するものである。
位置調節手段30は、円筒状の収容体31内にN極とS
極をその軸方向に向けて棒状の永久磁石32を遊嵌状態
で配するとともに、該収容体31に対してスプリングバ
ネ33等の弾性体にて釣り合い保持し、前記永久磁石3
2の周囲で前記収容体31外周に駆動コイル34を巻回
固定し、また該永久磁石32の下端には前記センサ20
を固定するための連結杆35を固定して構成した。そし
て、前記収容体31を走査体10の本体11に固定する
とともに、前記連結杆35を本体11の凹所I3内に配
したセンサ20の上端に固定し、前記駆動コイル34に
後述の制御手段50から供給された電流にて前記永久磁
石32及びセンサ20をスプリングばね33の釣り合い
位置から変位させるようになしている。尚、前記永久磁
石32はスプリングばね33にて収容体31に釣り合い
保持したが、その伯の弾性体、例えば板バネ、合成ゴム
にて釣り合い保持することも可能であり、更に高速応答
性のステンピングモータ、圧電素子を用いたアクチュエ
ータ又は形状記憶合金等により前記センサ20を駆動変
位させることも可能である。
極をその軸方向に向けて棒状の永久磁石32を遊嵌状態
で配するとともに、該収容体31に対してスプリングバ
ネ33等の弾性体にて釣り合い保持し、前記永久磁石3
2の周囲で前記収容体31外周に駆動コイル34を巻回
固定し、また該永久磁石32の下端には前記センサ20
を固定するための連結杆35を固定して構成した。そし
て、前記収容体31を走査体10の本体11に固定する
とともに、前記連結杆35を本体11の凹所I3内に配
したセンサ20の上端に固定し、前記駆動コイル34に
後述の制御手段50から供給された電流にて前記永久磁
石32及びセンサ20をスプリングばね33の釣り合い
位置から変位させるようになしている。尚、前記永久磁
石32はスプリングばね33にて収容体31に釣り合い
保持したが、その伯の弾性体、例えば板バネ、合成ゴム
にて釣り合い保持することも可能であり、更に高速応答
性のステンピングモータ、圧電素子を用いたアクチュエ
ータ又は形状記憶合金等により前記センサ20を駆動変
位させることも可能である。
信号解析手段40は、前記センサ20の構造及び励磁コ
イル22に供給する電流波形により、検出コイル23で
検出する信号波形が異なるので、それに応じた回路構成
をしなければならない。本実施例では第3図+al、
(b)に示すように、前記励磁コイル22には約1kl
lz、パルス幅約0.2msの矩形波電流Itを供給し
て検査面aに略垂直方向に変動磁界を与え、矩形波電流
■(の立ち上がり及び立ち下がり時に数10p3のパル
ス幅のパルス波形電圧v2が検出コイル23から得られ
る。このパルス波形電圧′Lr2は、矩形波電流■、の
急激な変化時に検査面aに誘起され、その後被検査体A
の電気抵抗により減衰する渦電流に起因し、検査面aに
微小亀裂、欠陥すが存在する場合には減衰速度が変化し
、更に電気抵抗率の異なる材質が存在する場合にも減衰
速度は変化する。従って、該信号解析手段40は、検出
コイル23のパルス波形電圧V2の減衰時間を微小亀裂
、欠陥すの存否両場合について比較して微小亀裂、欠陥
すを検出し、その結果を表示器又は発音器で確認できる
ようになしたものである。尚、走査体10の走査速度を
10mm八とした場合には、サンプリング周波数1kH
zであるから、微小亀裂、欠陥すを直径2fiのフェラ
イトコア21の先端が通過するまでに、この微小亀裂、
欠陥すによる信号を約200回検出することになり、十
分な精度で検出が可能であり、実際的には走査速度10
0mm/s程度まで可能である。
イル22に供給する電流波形により、検出コイル23で
検出する信号波形が異なるので、それに応じた回路構成
をしなければならない。本実施例では第3図+al、
(b)に示すように、前記励磁コイル22には約1kl
lz、パルス幅約0.2msの矩形波電流Itを供給し
て検査面aに略垂直方向に変動磁界を与え、矩形波電流
■(の立ち上がり及び立ち下がり時に数10p3のパル
ス幅のパルス波形電圧v2が検出コイル23から得られ
る。このパルス波形電圧′Lr2は、矩形波電流■、の
急激な変化時に検査面aに誘起され、その後被検査体A
の電気抵抗により減衰する渦電流に起因し、検査面aに
微小亀裂、欠陥すが存在する場合には減衰速度が変化し
、更に電気抵抗率の異なる材質が存在する場合にも減衰
速度は変化する。従って、該信号解析手段40は、検出
コイル23のパルス波形電圧V2の減衰時間を微小亀裂
、欠陥すの存否両場合について比較して微小亀裂、欠陥
すを検出し、その結果を表示器又は発音器で確認できる
ようになしたものである。尚、走査体10の走査速度を
10mm八とした場合には、サンプリング周波数1kH
zであるから、微小亀裂、欠陥すを直径2fiのフェラ
イトコア21の先端が通過するまでに、この微小亀裂、
欠陥すによる信号を約200回検出することになり、十
分な精度で検出が可能であり、実際的には走査速度10
0mm/s程度まで可能である。
制御手段50は、前記検出コイル23の出力信号からそ
の信号し・ベルの高低に応じて前記位置調節手段30の
駆動コイル34に供給する正負の駆動電流■。
の信号し・ベルの高低に応じて前記位置調節手段30の
駆動コイル34に供給する正負の駆動電流■。
(第3図+d)に示す)を発生するもので、第1図に示
すように検出コイル23の出力信号から前記センサ20
と被検査体Aとの間隔に応じた直流電圧を発生ずる変位
検出回路51と、該変位検出回路51の出力電圧yc
(第3図(C)に示す)を定電圧電源52の電圧を可
変抵抗器53で分圧して予め設定した電圧値Vt と比
較してその差に応じた正負の出力を発生する差動回路5
4と、外部電源にて士■ボルトで付勢され、該差動回路
54の出力に比例した駆動電流I。を発生する電流供給
回路55とから構成した。
すように検出コイル23の出力信号から前記センサ20
と被検査体Aとの間隔に応じた直流電圧を発生ずる変位
検出回路51と、該変位検出回路51の出力電圧yc
(第3図(C)に示す)を定電圧電源52の電圧を可
変抵抗器53で分圧して予め設定した電圧値Vt と比
較してその差に応じた正負の出力を発生する差動回路5
4と、外部電源にて士■ボルトで付勢され、該差動回路
54の出力に比例した駆動電流I。を発生する電流供給
回路55とから構成した。
尚、前記信号解析手段40と制御手段50に分岐する前
段に適宜増幅器56を配し、分岐することによる検出コ
イル23の信号の電流電圧降下及びインピーダンスの調
整を行っている。尚、励磁コイル22に供給する変動電
流が矩形波と交流の場合では、検出コイル23に生じる
出力電圧波形は異なり、当然その信号を処理する回路も
若干異なる。即ら、前記した矩形波電流■、の場合には
、センサ20と被検査体Aとの距離の変化は検出コイル
23の出力信号のパルス幅の変化として現れるので、そ
の信号をコンパレータによりそのパルス幅に応じた矩形
波に変換し、その矩形波を整流平滑化して、距離の変化
に応じた直流電圧変化に変換できるように前記変位検出
回路51は構成する。また、交流電流の場合には、セン
サ20と被検査体Aとの距離の変化は検出コイル23の
出力信号の位相のずれとして現れるので、差動増幅器に
て位相差に応じた矩形波に変換し、前記同様にこの矩形
波を直流電圧変化にに変換できるように前記変位検出回
路51を構成する。
段に適宜増幅器56を配し、分岐することによる検出コ
イル23の信号の電流電圧降下及びインピーダンスの調
整を行っている。尚、励磁コイル22に供給する変動電
流が矩形波と交流の場合では、検出コイル23に生じる
出力電圧波形は異なり、当然その信号を処理する回路も
若干異なる。即ら、前記した矩形波電流■、の場合には
、センサ20と被検査体Aとの距離の変化は検出コイル
23の出力信号のパルス幅の変化として現れるので、そ
の信号をコンパレータによりそのパルス幅に応じた矩形
波に変換し、その矩形波を整流平滑化して、距離の変化
に応じた直流電圧変化に変換できるように前記変位検出
回路51は構成する。また、交流電流の場合には、セン
サ20と被検査体Aとの距離の変化は検出コイル23の
出力信号の位相のずれとして現れるので、差動増幅器に
て位相差に応じた矩形波に変換し、前記同様にこの矩形
波を直流電圧変化にに変換できるように前記変位検出回
路51を構成する。
しかして、被検査体Aの検査面aに溶接のビード等によ
る凹凸が存在する場合には、該検査面aとセンサ20と
の間隔が変化し、間隔が大きいと変位検出回路51の変
位検出信号レヘルは低く、間隔が小さいと逆に高くなる
が、前記制御手段50により、信号レベルが低くなると
センサ20を検査面aに近づけ、高くなると遠ざける方
向に永久磁石32が変位するように駆動コイル34に駆
動電流I0が供給されるので、前記検出コイル23の信
号レベルは検査面aの凹凸によらず常に略一定値に維持
され、従って検出感度が常にr&通な状態で検査が可能
となる。
る凹凸が存在する場合には、該検査面aとセンサ20と
の間隔が変化し、間隔が大きいと変位検出回路51の変
位検出信号レヘルは低く、間隔が小さいと逆に高くなる
が、前記制御手段50により、信号レベルが低くなると
センサ20を検査面aに近づけ、高くなると遠ざける方
向に永久磁石32が変位するように駆動コイル34に駆
動電流I0が供給されるので、前記検出コイル23の信
号レベルは検査面aの凹凸によらず常に略一定値に維持
され、従って検出感度が常にr&通な状態で検査が可能
となる。
ところで、前記励磁コイル22に矩形波電流11を供給
する場合、前記センサ20がアルミニウムや銅に接近す
れば検出コイル23のパルス波形電圧v2のパルス幅は
小さくなり、合金や鋼に接近すれば逆に大きくなる傾向
にあり、微小亀裂、欠陥すに接近すれば大きくなる傾向
にある。一方、前記励磁コイル22に交流電流を供給す
る場合、前記センサ20が微小亀裂、欠陥すに接近する
場合には、検出コイル23の出力信号の振幅変化(一般
に増大)として現れる。従って、励磁コイル22に供給
するit電流は、アルミニウム(ジュラルミン等を含む
)やステンレスに対しては矩形波が好ましく、また鉄、
鋼には交流電流が好ましい。
する場合、前記センサ20がアルミニウムや銅に接近す
れば検出コイル23のパルス波形電圧v2のパルス幅は
小さくなり、合金や鋼に接近すれば逆に大きくなる傾向
にあり、微小亀裂、欠陥すに接近すれば大きくなる傾向
にある。一方、前記励磁コイル22に交流電流を供給す
る場合、前記センサ20が微小亀裂、欠陥すに接近する
場合には、検出コイル23の出力信号の振幅変化(一般
に増大)として現れる。従って、励磁コイル22に供給
するit電流は、アルミニウム(ジュラルミン等を含む
)やステンレスに対しては矩形波が好ましく、また鉄、
鋼には交流電流が好ましい。
更に本発明を詳説すれば、第4図に示す如(前記走査体
10の凹所13の上部には、前記連結杆35を挿通し左
右のガタつきなくスライド移動できるように案内孔14
を形成し、また本体11の上方には中空円筒状の格納部
15を固定し、該格納部15内に前記位r11m節手段
30を内挿し、格納部15の外方側面から螺合したビス
16にて前記収容体31を押圧固定している。ここで、
前記収容体31を格納部15に対する挿入深さを調節し
て、前記スプリングバネ33による釣り合い状態で前記
センサ20の先端と検査面aとの間隔を設定することが
できる。
10の凹所13の上部には、前記連結杆35を挿通し左
右のガタつきなくスライド移動できるように案内孔14
を形成し、また本体11の上方には中空円筒状の格納部
15を固定し、該格納部15内に前記位r11m節手段
30を内挿し、格納部15の外方側面から螺合したビス
16にて前記収容体31を押圧固定している。ここで、
前記収容体31を格納部15に対する挿入深さを調節し
て、前記スプリングバネ33による釣り合い状態で前記
センサ20の先端と検査面aとの間隔を設定することが
できる。
また、前記センサ20は、本実施例ではフェライトコア
21に励磁コイル22と検出コイル23をfa層巻回し
た二つの同一な単位センサ20a 、 20bをセンサ
容器24内に配し、該センサ容器24から下方へ突出さ
せたそれぞれのフェライトコア21.21の先端間隔を
約2fiに設定してモールド固定し構成している。尚、
微小亀裂、欠陥すの大きさは前記間隔(2鶴)より道か
に小さく、また被検査体Aの位置による材質の変化は前
記間隔程度より広い範囲で緩やかに変化することが知ら
れているので、前記フェライトコア21の直径、及び両
フェライトコア21、21の間隔を約2鰭に設定するこ
とにより、単位センサ20a、20bの何れか一方のみ
に微小亀裂、欠陥すの信号が検出されることになり、そ
の他の緩やかな変化によっては殆ど影習されないので、
高感度の検査が可能となった。
21に励磁コイル22と検出コイル23をfa層巻回し
た二つの同一な単位センサ20a 、 20bをセンサ
容器24内に配し、該センサ容器24から下方へ突出さ
せたそれぞれのフェライトコア21.21の先端間隔を
約2fiに設定してモールド固定し構成している。尚、
微小亀裂、欠陥すの大きさは前記間隔(2鶴)より道か
に小さく、また被検査体Aの位置による材質の変化は前
記間隔程度より広い範囲で緩やかに変化することが知ら
れているので、前記フェライトコア21の直径、及び両
フェライトコア21、21の間隔を約2鰭に設定するこ
とにより、単位センサ20a、20bの何れか一方のみ
に微小亀裂、欠陥すの信号が検出されることになり、そ
の他の緩やかな変化によっては殆ど影習されないので、
高感度の検査が可能となった。
そして、二つの単位センサ20a、20bを用いた本実
施例では、第5図に示すようにそれぞれの励磁コイル2
2.22に電源60から矩形波電流■t (第6図(A
))を供給し、一方の単位センサ20aの検出コイル2
3の出力電圧υ。4.(第6図(B))と他方の単位セ
ンサ20bの検出コイル23の出力電圧υ。22(第6
図(C))を、定電圧電源41の電圧を可変抵抗器42
で分圧して予め設定した電圧値Vsを閾値とするコンパ
レータ43.44にそれぞれ入力し、渦電流の減衰速度
に対応したパルス幅を有する矩形波電圧′U1 (第6
図(D)) とυ2 (第6図(E))を発生させ、そ
れらを差動回路45に入力してそれぞれの矩形波電圧V
t +υ2のパルス幅の差に対応した差動出力VO(第
6図(F、) )を得るのである。そして、前記単位セ
ンサ20a、 20bのいずれか一方の検出コイル23
には、前記制御手段50が接続されている。
施例では、第5図に示すようにそれぞれの励磁コイル2
2.22に電源60から矩形波電流■t (第6図(A
))を供給し、一方の単位センサ20aの検出コイル2
3の出力電圧υ。4.(第6図(B))と他方の単位セ
ンサ20bの検出コイル23の出力電圧υ。22(第6
図(C))を、定電圧電源41の電圧を可変抵抗器42
で分圧して予め設定した電圧値Vsを閾値とするコンパ
レータ43.44にそれぞれ入力し、渦電流の減衰速度
に対応したパルス幅を有する矩形波電圧′U1 (第6
図(D)) とυ2 (第6図(E))を発生させ、そ
れらを差動回路45に入力してそれぞれの矩形波電圧V
t +υ2のパルス幅の差に対応した差動出力VO(第
6図(F、) )を得るのである。そして、前記単位セ
ンサ20a、 20bのいずれか一方の検出コイル23
には、前記制御手段50が接続されている。
以上は、一方の単位センサ20aのフェライトコア21
は微小亀裂、欠陥すの上方に位置し、他方の単位センサ
20bのフェライトコア21は位置しない場合を想定し
たもので、従って矩形波電圧υ、の・パルス幅は矩形波
電圧′U2より短く異なるため、差動出力υ。が得られ
て微小亀裂、欠陥すの存在が確認されるのである。また
、微小亀裂、欠陥すが存在しない場合には、両単位セン
サ20a、20bから全く同じ信号が検出され、差動出
力V。は全く得られず、微小亀裂、欠陥すの不在が確認
されるのである。更に、前記差動出力V。のパルス幅を
測定することにより、微小亀裂、欠陥すの大きさも検出
でき、それらの結果を別途構成した位置検出手段の情報
とともに表示器に示すと同時に、記tΩ手段で記憶する
ことも可能である。そのうえ、微小亀裂、欠陥すの存在
する検査面a上に、前記差動出力υ。に連動させたソレ
ノイドにより駆動されるマーカー等で印を付けるように
することも実用的である。
は微小亀裂、欠陥すの上方に位置し、他方の単位センサ
20bのフェライトコア21は位置しない場合を想定し
たもので、従って矩形波電圧υ、の・パルス幅は矩形波
電圧′U2より短く異なるため、差動出力υ。が得られ
て微小亀裂、欠陥すの存在が確認されるのである。また
、微小亀裂、欠陥すが存在しない場合には、両単位セン
サ20a、20bから全く同じ信号が検出され、差動出
力V。は全く得られず、微小亀裂、欠陥すの不在が確認
されるのである。更に、前記差動出力V。のパルス幅を
測定することにより、微小亀裂、欠陥すの大きさも検出
でき、それらの結果を別途構成した位置検出手段の情報
とともに表示器に示すと同時に、記tΩ手段で記憶する
ことも可能である。そのうえ、微小亀裂、欠陥すの存在
する検査面a上に、前記差動出力υ。に連動させたソレ
ノイドにより駆動されるマーカー等で印を付けるように
することも実用的である。
また、他の実施例として、第7図及び第8図に示すよう
に、パイプ状の被検査体Aの外面及び内面の検査面aを
その円周方向に沿って走査する場合に便利なように、走
査体10の本体11下面を検査面aの曲率に応じて設定
することも一剋様である。
に、パイプ状の被検査体Aの外面及び内面の検査面aを
その円周方向に沿って走査する場合に便利なように、走
査体10の本体11下面を検査面aの曲率に応じて設定
することも一剋様である。
更に第9図に示すように、位置調節手段30の収容体3
1の内部に配する永久磁石32の上下両端をそれぞれス
プリングバネ33.33にて上下対称に釣り合い保持す
ることにより、走査体IOを上下反転させて走査する場
合にも精度よく前記永久磁石32、部ちセンサ20を変
位させることができる。また、前記格納部15の中空内
面の軸方向に縦溝17を形成するとともに、該縦溝17
内に格納部15外に配したロック機構を有する操作輪1
8に連係させた回転可能なピニオン19を一部突出させ
、そして前記収容体31の外面軸方向に固定したランク
36を前記縦溝17内に配してピニオン19と噛合させ
、前記操作輪18を回転させることにより収容体31を
格納部15に対して軸方向に移動させるようになした調
節装置を設ければ、センサ20と検査面aの初期の間隔
設定が容易である。
1の内部に配する永久磁石32の上下両端をそれぞれス
プリングバネ33.33にて上下対称に釣り合い保持す
ることにより、走査体IOを上下反転させて走査する場
合にも精度よく前記永久磁石32、部ちセンサ20を変
位させることができる。また、前記格納部15の中空内
面の軸方向に縦溝17を形成するとともに、該縦溝17
内に格納部15外に配したロック機構を有する操作輪1
8に連係させた回転可能なピニオン19を一部突出させ
、そして前記収容体31の外面軸方向に固定したランク
36を前記縦溝17内に配してピニオン19と噛合させ
、前記操作輪18を回転させることにより収容体31を
格納部15に対して軸方向に移動させるようになした調
節装置を設ければ、センサ20と検査面aの初期の間隔
設定が容易である。
更に、第10図に示すように、位置調節手段30の収容
体31の外周で前記永久磁石32の両極端部位置に間隔
を隔てて駆動コイル34.34を配し、それぞれの駆動
コイル34.34に互いに逆掻性になるように前記制御
手段50に接続して、その駆動電流■。によって前記永
久磁石32をより安定に変位させるようになすことも一
態様である。
体31の外周で前記永久磁石32の両極端部位置に間隔
を隔てて駆動コイル34.34を配し、それぞれの駆動
コイル34.34に互いに逆掻性になるように前記制御
手段50に接続して、その駆動電流■。によって前記永
久磁石32をより安定に変位させるようになすことも一
態様である。
以上にしてなる本発明の渦流探傷装置によれば、励磁コ
イルによる変動磁界により被検査体の検査面に誘起され
た渦電流による変動磁界を検出コイルで検出し、その出
力信号を分岐して一方を信号解析手段に入力して微小亀
裂、欠陥に関する情報を検出し、他方を制御手段に入力
してセンサと被検査体との距離に応じた正負の駆動電流
を発生させ、その駆動電流を位置調節手段の駆動コイル
に 7供給したので、被検査体の検査面に溶接のビー
ド等による凹凸が存在する場合にも前記検出コイルの信
号レベルは検査面の凹凸によらず常に略一定値に維持さ
れ、従って検査面の凹凸及び材質の違いによる影響を排
除して、真に微小亀裂、欠陥の情報のみを検出すること
ができ、しかも検出感度が常に高く最適な状態で検査が
可能となる。
イルによる変動磁界により被検査体の検査面に誘起され
た渦電流による変動磁界を検出コイルで検出し、その出
力信号を分岐して一方を信号解析手段に入力して微小亀
裂、欠陥に関する情報を検出し、他方を制御手段に入力
してセンサと被検査体との距離に応じた正負の駆動電流
を発生させ、その駆動電流を位置調節手段の駆動コイル
に 7供給したので、被検査体の検査面に溶接のビー
ド等による凹凸が存在する場合にも前記検出コイルの信
号レベルは検査面の凹凸によらず常に略一定値に維持さ
れ、従って検査面の凹凸及び材質の違いによる影響を排
除して、真に微小亀裂、欠陥の情報のみを検出すること
ができ、しかも検出感度が常に高く最適な状態で検査が
可能となる。
また、走査体の本体の走査方向前後に転子を設け、該転
子間にセンサを配したことにより、被検査体の検査面に
対してセンサの方向を常に安定して維持でき、センサの
検査面に対する角度のバラツキによる検出コイルの信号
レベルの変化を防止できるとともに、走査作業が迅速に
行える。
子間にセンサを配したことにより、被検査体の検査面に
対してセンサの方向を常に安定して維持でき、センサの
検査面に対する角度のバラツキによる検出コイルの信号
レベルの変化を防止できるとともに、走査作業が迅速に
行える。
更に、走査体の本体上部に格納部を設け、該格納部内に
配した位置調節手段の収容体を検査面に垂直な方向に移
動固定できる調節装置を設ければ、センサと検査面の間
隔をセンサが弾性体により釣り合い保持された状態で調
節することが可能で、実用土掻めて便利である。
配した位置調節手段の収容体を検査面に垂直な方向に移
動固定できる調節装置を設ければ、センサと検査面の間
隔をセンサが弾性体により釣り合い保持された状態で調
節することが可能で、実用土掻めて便利である。
第1図は本発明の渦流探傷装置を一部プロ、/り図で示
した簡略断面図、第2図はセンサと渦電流の関係を示し
た説明図、第3図は各ポイントでの信号を示す波形図、
第4図は走査体及び位置調節手段の実施例を示す断面図
、第5図は信号解析手段の回路図、第6図はその各ポイ
ントでの信号の波形図、第7図及び第8図は走査体の他
の実施例を示す簡略側面図、第9図は走査体の格納部及
び位置調節手段の他の実施例を示す断面図、第10図は
位置調節手段の他の実施例を示す断面図である。 A:被検査体、a:検査面、b=微小亀裂、欠陥、lO
:走査体、11:本体、12:転子、13:凹所、14
:案内孔、15:格納部、16:ビス、17:縦溝、1
8:操作輪、19:ピニオン、20:センサ、20a、
20b:単位センサ、21:フェライトコア、22:励
磁コイル、23:検出コイル、24:センサ容器、30
:位置調節手段、31:収容体、32:永久磁石、33
ニスプリングバネ、34:駆動コイル、35:連結杆、
36:ランク、40:信号解析手段、41:定電圧電源
、42:可変抵抗器、43,44:コンパレータ、45
:差動回路、50:制御手段、51:変位検出回路、5
2:定電圧電源、53:可変抵抗器、54:差動回路、
55:電流供給回路、56:増幅器、60:電源。 特許出願人 株式会社日本非破壊計測研究所第10図 第4図 第1図 第3図 第8図 第7図 第 5rXi 第6図
した簡略断面図、第2図はセンサと渦電流の関係を示し
た説明図、第3図は各ポイントでの信号を示す波形図、
第4図は走査体及び位置調節手段の実施例を示す断面図
、第5図は信号解析手段の回路図、第6図はその各ポイ
ントでの信号の波形図、第7図及び第8図は走査体の他
の実施例を示す簡略側面図、第9図は走査体の格納部及
び位置調節手段の他の実施例を示す断面図、第10図は
位置調節手段の他の実施例を示す断面図である。 A:被検査体、a:検査面、b=微小亀裂、欠陥、lO
:走査体、11:本体、12:転子、13:凹所、14
:案内孔、15:格納部、16:ビス、17:縦溝、1
8:操作輪、19:ピニオン、20:センサ、20a、
20b:単位センサ、21:フェライトコア、22:励
磁コイル、23:検出コイル、24:センサ容器、30
:位置調節手段、31:収容体、32:永久磁石、33
ニスプリングバネ、34:駆動コイル、35:連結杆、
36:ランク、40:信号解析手段、41:定電圧電源
、42:可変抵抗器、43,44:コンパレータ、45
:差動回路、50:制御手段、51:変位検出回路、5
2:定電圧電源、53:可変抵抗器、54:差動回路、
55:電流供給回路、56:増幅器、60:電源。 特許出願人 株式会社日本非破壊計測研究所第10図 第4図 第1図 第3図 第8図 第7図 第 5rXi 第6図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)被検査体の検査面に接して走行する走査体と、導電
性の被検査体に変動磁界を与える励磁コイルと、該励磁
コイルにより被検査体に誘起された渦電流による変動磁
界を検出する検出コイルを備えたセンサと、 前記検出コイルの出力信号から被検査体の微小亀裂、欠
陥を検出する信号解析手段と、 前記検出コイルの出力信号から前記センサと被検査体と
の距離の変化により生じる信号の変化に応じた正負の駆
動電流を発生する制御手段と、前記センサの一端に連結
した永久磁石を前記走査体に弾性体にて釣り合い保持す
るとともに、該永久磁石の周囲に前記制御手段に接続し
た駆動コイルを配し、前記センサと被検査体の間隔を自
動調節して検出コイルを常に一定間隔位置に保つ位置調
節手段と、 よりなる渦流探傷装置。 2)前記制御手段として、前記検出コイルの出力を前記
センサと被検査体との間隔変化に応じて直流電圧変化に
変換する変位検出回路を有し、該変位検出回路の出力電
圧を予め設定した電圧値と比較してその差に応じた正負
の出力を発生する差動回路を備え、該差動回路の出力に
比例した駆動電流を発生する電流供給回路を有する制御
手段を用いてなる特許請求の範囲第1項記載の渦流探傷
装置。 3)前記走査体として、被検査体の検査面に接して回転
移動する転子を走査方向前後に設けるとともに、該前後
転子間に前記センサを下方へ出没自在に配する本体と、
該本体に上設し前記位置調節手段を内装する円筒状の格
納部とよりなる走査体を用いてなる特許請求の範囲第1
項記載の渦流探傷装置。 4)前記位置調節手段として、前記走査体に取付ける円
筒状の収容体内に前記センサに連結した永久磁石をスプ
リングばねにて釣り合い保持するとともに、該永久磁石
の周囲で前記収容体外周に駆動コイルを巻回してなる位
置調節手段を用いてなる特許請求の範囲第1項記載の渦
流探傷装置。 5)前記走査体に対して、前記位置調節手段を被検査体
の検査面に垂直な方向に移動固定する調節装置を備えて
なる特許請求の範囲第1項記載の渦流探傷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63149580A JPH01316655A (ja) | 1988-06-16 | 1988-06-16 | 渦流探傷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63149580A JPH01316655A (ja) | 1988-06-16 | 1988-06-16 | 渦流探傷装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01316655A true JPH01316655A (ja) | 1989-12-21 |
Family
ID=15478304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63149580A Pending JPH01316655A (ja) | 1988-06-16 | 1988-06-16 | 渦流探傷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01316655A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0592712U (ja) * | 1992-05-13 | 1993-12-17 | 新日本製鐵株式会社 | 圧延ロールの磁粉探傷用磁化装置 |
| JPH0633065U (ja) * | 1992-10-06 | 1994-04-28 | 川重検査サービス株式会社 | 極間式磁気探傷装置 |
| JP2009002945A (ja) * | 2007-06-12 | 2009-01-08 | Ge Inspection Technologies Ltd | パルス式うず電流検査のための自動リフトオフ補償 |
| JP2010230349A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Honda Motor Co Ltd | ワーク硬度センサー |
| JP2013076700A (ja) * | 2011-09-29 | 2013-04-25 | Abb Technology Ag | 金属材料の亀裂を検出するための方法および装置 |
| CN109444259A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-03-08 | 核动力运行研究所 | 一种异形管材吸附式涡流阵列探头 |
| JP2021096187A (ja) * | 2019-12-18 | 2021-06-24 | 日本製鉄株式会社 | 鋼材表層検査装置 |
| JP2023009219A (ja) * | 2019-03-06 | 2023-01-19 | サガワ産業株式会社 | 非破壊検査装置 |
-
1988
- 1988-06-16 JP JP63149580A patent/JPH01316655A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0592712U (ja) * | 1992-05-13 | 1993-12-17 | 新日本製鐵株式会社 | 圧延ロールの磁粉探傷用磁化装置 |
| JPH0633065U (ja) * | 1992-10-06 | 1994-04-28 | 川重検査サービス株式会社 | 極間式磁気探傷装置 |
| JP2009002945A (ja) * | 2007-06-12 | 2009-01-08 | Ge Inspection Technologies Ltd | パルス式うず電流検査のための自動リフトオフ補償 |
| JP2010230349A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Honda Motor Co Ltd | ワーク硬度センサー |
| JP2013076700A (ja) * | 2011-09-29 | 2013-04-25 | Abb Technology Ag | 金属材料の亀裂を検出するための方法および装置 |
| US9103802B2 (en) | 2011-09-29 | 2015-08-11 | Abb Technology Ag | Method and arrangement for crack detection in a metallic material |
| CN109444259A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-03-08 | 核动力运行研究所 | 一种异形管材吸附式涡流阵列探头 |
| CN109444259B (zh) * | 2018-12-21 | 2024-02-20 | 核动力运行研究所 | 一种异形管材吸附式涡流阵列探头 |
| JP2023009219A (ja) * | 2019-03-06 | 2023-01-19 | サガワ産業株式会社 | 非破壊検査装置 |
| JP2021096187A (ja) * | 2019-12-18 | 2021-06-24 | 日本製鉄株式会社 | 鋼材表層検査装置 |
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