JPH02227683A - 光磁界測定方法 - Google Patents
光磁界測定方法Info
- Publication number
- JPH02227683A JPH02227683A JP4933589A JP4933589A JPH02227683A JP H02227683 A JPH02227683 A JP H02227683A JP 4933589 A JP4933589 A JP 4933589A JP 4933589 A JP4933589 A JP 4933589A JP H02227683 A JPH02227683 A JP H02227683A
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- Japan
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- magneto
- transmitted
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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、例えば磁粉探傷、或いは漏洩磁束探傷等にお
いて磁界の測定に用いる光磁界測定方法に関する。
いて磁界の測定に用いる光磁界測定方法に関する。
従来、強磁性体の表面疵探傷方法として、磁化させた被
探傷物の欠陥からの漏洩磁界に磁粉を吸着させ視覚的に
検出する磁粉探傷法、或いは欠陥からの漏洩磁界をホー
ル素子、コイル等を用いて電気的に検出する漏洩磁束探
傷法が広く用いられている。
探傷物の欠陥からの漏洩磁界に磁粉を吸着させ視覚的に
検出する磁粉探傷法、或いは欠陥からの漏洩磁界をホー
ル素子、コイル等を用いて電気的に検出する漏洩磁束探
傷法が広く用いられている。
しかし前者の方法は高分解能である反面、欠陥深さに対
する定量性が不十分であり、また後者の方法は定量性に
優れている反面、ホール素子等の大きさ以下の欠陥検出
は難しく、分解能が低いという問題があった。
する定量性が不十分であり、また後者の方法は定量性に
優れている反面、ホール素子等の大きさ以下の欠陥検出
は難しく、分解能が低いという問題があった。
この対策として近年磁界を磁気光学効果素子を用いて検
出する磁気光学探傷法が注目されている。
出する磁気光学探傷法が注目されている。
この磁気光学探傷法は磁界が印加されている磁気光学効
果素子に、磁界と平行に直線偏光の光が透過すると印加
磁界の大きさに比例して偏光面が回転する現象、所謂フ
ァラデー効果を利用する方法である。
果素子に、磁界と平行に直線偏光の光が透過すると印加
磁界の大きさに比例して偏光面が回転する現象、所謂フ
ァラデー効果を利用する方法である。
ところで、一般にこのような探傷法においては、被探傷
物と検出ヘッドとの距離（リフトオフ）が変動するとこ
れに伴って磁界の強度が変化するため、この変化を例え
ば疵に基づく磁界の変化と誤認することとなり、探傷精
度の低下は免れない。
物と検出ヘッドとの距離（リフトオフ）が変動するとこ
れに伴って磁界の強度が変化するため、この変化を例え
ば疵に基づく磁界の変化と誤認することとなり、探傷精
度の低下は免れない。
このようなリフトオフの影響を抑制する手段として、検
出ヘッドを差動化する方法が知られている（特開昭６０
−１０４２７０号公報）。
出ヘッドを差動化する方法が知られている（特開昭６０
−１０４２７０号公報）。
第５図は本発明者等が本発明に想到する過程で創案した
磁気光学探傷法について、検出ヘッドの差動化のための
構成を示すブロック図であり、光源２１からの光をビー
ムスプリッタ２２９反射板３２で分岐した後、夫々偏光
子２３．３３に通して直線偏光させた後これを磁気光学
効果素子２４．３４に入射させる。
磁気光学探傷法について、検出ヘッドの差動化のための
構成を示すブロック図であり、光源２１からの光をビー
ムスプリッタ２２９反射板３２で分岐した後、夫々偏光
子２３．３３に通して直線偏光させた後これを磁気光学
効果素子２４．３４に入射させる。
磁気光学効果素子２４．３４はこれに磁界が印加されて
いるときは、これを透過する直線偏向の光漏光面が回転
し、そのままの状態で検光子２５．３５を経て光検出器
２６．３６に捉えられ、各光検出器２６゜３６から光量
に応じた電気信号が差動増幅器２７に出力される。差動
増幅器２７は光検出器２６．３６から入力された光量に
相応する電気信号の偏差を求め、偏差に相応した値を出
力し、磁気光学効果素子２４゜３４への磁界の印加の有
無及び印加磁界の強度差、換言すれば被探傷対象物にお
ける疵の有無及び大きさを検出するようになっている。
いるときは、これを透過する直線偏向の光漏光面が回転
し、そのままの状態で検光子２５．３５を経て光検出器
２６．３６に捉えられ、各光検出器２６゜３６から光量
に応じた電気信号が差動増幅器２７に出力される。差動
増幅器２７は光検出器２６．３６から入力された光量に
相応する電気信号の偏差を求め、偏差に相応した値を出
力し、磁気光学効果素子２４゜３４への磁界の印加の有
無及び印加磁界の強度差、換言すれば被探傷対象物にお
ける疵の有無及び大きさを検出するようになっている。
第６図（イ）〜（ニ）は第５図に示す磁気光学探傷装置
を用いた場合におけるリフトオフと疵とによる識別態様
を示す説明図であり、所定の間隔を隔てて設けた２筒の
検出ヘッド２４．３４を被探傷物Ｍ上に近接して臨ませ
た状態で検出ヘッド２４３４と被探傷物Ｍとを相対移動
させ、リフトオフ変動により雨検出ヘッド２４．３４か
ら第５図（ハ）に示す如く同時に同大の出力が生じたと
きは両出力の偏差が零となり、リフトオフ動による信号
は発せられることはなくリフトオフ変動の影響を除去し
得る。
を用いた場合におけるリフトオフと疵とによる識別態様
を示す説明図であり、所定の間隔を隔てて設けた２筒の
検出ヘッド２４．３４を被探傷物Ｍ上に近接して臨ませ
た状態で検出ヘッド２４３４と被探傷物Ｍとを相対移動
させ、リフトオフ変動により雨検出ヘッド２４．３４か
ら第５図（ハ）に示す如く同時に同大の出力が生じたと
きは両出力の偏差が零となり、リフトオフ動による信号
は発せられることはなくリフトオフ変動の影響を除去し
得る。
これに対して雨検出ヘッド２４．３４から第５図（ニ）
に示す如く相互の離隔寸法に相当する時間だけ遅れて出
力が生じたときは両出力の差を求めることによって出力
を増幅された状態で捉えられ疵の検出が可能となる。
に示す如く相互の離隔寸法に相当する時間だけ遅れて出
力が生じたときは両出力の差を求めることによって出力
を増幅された状態で捉えられ疵の検出が可能となる。
ところで上述した如き方法にあっては、■ 光束を分岐
して夫々偏光子２３．３３．検出ヘッド２４．３４．検
光子２５．３５．光検出器２６．３６に通すため各２組
の機器が必要となる。
して夫々偏光子２３．３３．検出ヘッド２４．３４．検
光子２５．３５．光検出器２６．３６に通すため各２組
の機器が必要となる。
■ 光検出器２６．３６．差動増幅器２７等の電子回路
数が多くなること。
数が多くなること。
■ 検出ヘッド２４．３４を相互の間に適切な間隔を隔
てて設ける必要があるためビームスプリッタで分岐した
光束を夫々検出ヘッド２４．３４に投射する必要があっ
て分解能が低下する。
てて設ける必要があるためビームスプリッタで分岐した
光束を夫々検出ヘッド２４．３４に投射する必要があっ
て分解能が低下する。
等の問題があった。
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは検出ヘッドの差動化を簡単な構造で
容易に行い得るようにした光磁界測定方法を堤供するに
ある。
目的とするところは検出ヘッドの差動化を簡単な構造で
容易に行い得るようにした光磁界測定方法を堤供するに
ある。
本発明に係る光磁界測定方法は、磁気光学効果素子を透
過させた光の一部を％波長板に透過させる。
過させた光の一部を％波長板に透過させる。
本発明はこれによって、単一の磁気光学効果素子を用い
て、これを差動化することが可能となる。
て、これを差動化することが可能となる。
（実施例〕
以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて具体的に
説明する。第１図は本発明に係る光磁界測定方法を磁気
光学探傷に適用した場合について、その実施状態を示す
光学系の模式図、第２図（イ）〜（ニ）は第１図の各イ
ーイ線、ローロ線、ハハ線、ニー二線による各断面での
偏光の状態を夫々の位置における電場ベクトル（光の進
行方向はＺ軸方向である。）で表示した説明図であり、
図中１は光源、２は偏光子を示している。光源１から生
じる光束Ｆ中の代表的な２本の光束をいまＦＦ２とする
と、光束Ｆ１．Ｆ！は偏光子２を経て第２図（イ）に示
す如く直線偏光（電場ベクトル巳曙で示す）された状態
でハーフミラ３で反射され、検出ヘッド４に入射される
。
説明する。第１図は本発明に係る光磁界測定方法を磁気
光学探傷に適用した場合について、その実施状態を示す
光学系の模式図、第２図（イ）〜（ニ）は第１図の各イ
ーイ線、ローロ線、ハハ線、ニー二線による各断面での
偏光の状態を夫々の位置における電場ベクトル（光の進
行方向はＺ軸方向である。）で表示した説明図であり、
図中１は光源、２は偏光子を示している。光源１から生
じる光束Ｆ中の代表的な２本の光束をいまＦＦ２とする
と、光束Ｆ１．Ｆ！は偏光子２を経て第２図（イ）に示
す如く直線偏光（電場ベクトル巳曙で示す）された状態
でハーフミラ３で反射され、検出ヘッド４に入射される
。
検出ヘッド４は、透光性を有する基板４ａの下面、即ち
被探傷物Ｍと対向する側の面に、例えばＹＩＧ（ＹｓＦ
ｅｓＯｔｔ ）等の強磁性体、或いはＢＳＯ（旧＋ｚＳ
ｉＯｚｏ）等の非磁性体で構成される磁気光学効果素子
４ｂ及びＡ１等の反射膜４ｃを積層形成して構成してあ
り、検出へラド４に入射した光は基板４ａ、 磁気光学
効果素子４ｂを透過し、反射膜４ｃで反射されて再び磁
気光学効果素子４ｂ、基板４ａを透過し、ハーフミラ３
を経て光束Ｆ、は透過板５に、また光束Ｆ、は％波長板
６側に向かう。
被探傷物Ｍと対向する側の面に、例えばＹＩＧ（ＹｓＦ
ｅｓＯｔｔ ）等の強磁性体、或いはＢＳＯ（旧＋ｚＳ
ｉＯｚｏ）等の非磁性体で構成される磁気光学効果素子
４ｂ及びＡ１等の反射膜４ｃを積層形成して構成してあ
り、検出へラド４に入射した光は基板４ａ、 磁気光学
効果素子４ｂを透過し、反射膜４ｃで反射されて再び磁
気光学効果素子４ｂ、基板４ａを透過し、ハーフミラ３
を経て光束Ｆ、は透過板５に、また光束Ｆ、は％波長板
６側に向かう。
いま磁気光学効果素子４ｂに被探傷物Ｍにおける疵から
の漏洩磁束による磁界が一様に印加されているものとす
ると、直線偏光状態にある光束Ｆ 、。
の漏洩磁束による磁界が一様に印加されているものとす
ると、直線偏光状態にある光束Ｆ 、。
Ｆ２はこの磁界強度に応じて第２図（ロ）に示す如くに
Ｘ軸に対し光束ｆ’ｌ＋ Ｆ２の偏光面が共に角度θ
だけで回転し、電場ベクトルはＥｏとなる。
Ｘ軸に対し光束ｆ’ｌ＋ Ｆ２の偏光面が共に角度θ
だけで回転し、電場ベクトルはＥｏとなる。
偏光面の回転角θは下記（１）式で与えられる。
θ＝νＮ１． ・・・（１
）（Ｂし、■：ベルデ定数（比例定数） Ｈ：磁界強度 ｆｆ１ｓ透過距離 透過板５．′Ａ波長板６はハーフミラ３から検光子７に
至る途中の光路中に夫々光束断面積の２に相当する傾城
に配設されており、ハーフミラ３を経た光束Ｆ１は透過
板５を、また光束Ｆ２は２波長板６を透過する。なお、
％波長板６の旋光軸は第２図（ハ）に示す如くｘ軸に対
しφだけ傾斜させて配設しであるものとする。
）（Ｂし、■：ベルデ定数（比例定数） Ｈ：磁界強度 ｆｆ１ｓ透過距離 透過板５．′Ａ波長板６はハーフミラ３から検光子７に
至る途中の光路中に夫々光束断面積の２に相当する傾城
に配設されており、ハーフミラ３を経た光束Ｆ１は透過
板５を、また光束Ｆ２は２波長板６を透過する。なお、
％波長板６の旋光軸は第２図（ハ）に示す如くｘ軸に対
しφだけ傾斜させて配設しであるものとする。
第２図（ハ）は透過板５．′Ａ波長板６を透過した光の
偏向状態を示しており、透過板５を透過した光の電場ベ
クトルＥ０は変わらないが、％波長板６を透過した光は
その偏向面が旋光軸に対し２（θ＋φ）だけ回転して電
磁ベクトルはＥν２となる。
偏向状態を示しており、透過板５を透過した光の電場ベ
クトルＥ０は変わらないが、％波長板６を透過した光は
その偏向面が旋光軸に対し２（θ＋φ）だけ回転して電
磁ベクトルはＥν２となる。
透過板５．１／２波長板６を透過した光束Ｆ、、Ｆ。
は夫々電磁ベクトルＥ、、Ｅν２の状態で検光子７を透
過する。検光子７の偏光方向を偏光子２の偏光方向に対
し９０°傾けた場合検光子７を透過した光束Ｆ、、Ｖｔ
は第２図（ニ）に示す如く各電場ベクトルＥ Ｏ＋
Ｅ Ｊ／□をｙ軸に投影したときの射する。
過する。検光子７の偏光方向を偏光子２の偏光方向に対
し９０°傾けた場合検光子７を透過した光束Ｆ、、Ｖｔ
は第２図（ニ）に示す如く各電場ベクトルＥ Ｏ＋
Ｅ Ｊ／□をｙ軸に投影したときの射する。
検光子７を透過した光束１？、、Ｆｔは夫々の電場ベク
トル１龜。１ｓｉｎ θ、１伐ａｙｔ １ｃｏｓ（θ
＋２φ）の大きさに応じた光強度となっており、光検出
器８は夫々の光量の和に相応した電気信号を出力する。
トル１龜。１ｓｉｎ θ、１伐ａｙｔ １ｃｏｓ（θ
＋２φ）の大きさに応じた光強度となっており、光検出
器８は夫々の光量の和に相応した電気信号を出力する。
上述の説明はθ＋φ≠π／２の場合であるが、例えばθ
＋φ＝π／２に設定すれば電場ベクトルＥ０とＥν２と
は半波長の位置ずれ、即ち位相が反転した状態とするこ
とが出来る。
＋φ＝π／２に設定すれば電場ベクトルＥ０とＥν２と
は半波長の位置ずれ、即ち位相が反転した状態とするこ
とが出来る。
この状態で検出ヘッド２がリフトオフによって被探傷物
Ｍに対する距離が変化し、第１図におけるＧ、、Ｇ、点
に印加される磁界が同時に変化したときは第３図（イ）
に示す如く、透光板５を透過する光束Ｆ、の電場ベクト
ルはＥｏがＥ ｏｌにまた２波長板６を透過する光束Ｆ
ｔの電場ベクトルはＥ、７；に変化する。この結果、光
検出器８で捉えられる光束ＦｌはΔＥｌに相当する分だ
け光量が小さく、また光束Ｆ２はΔＥ２に相当する分だ
け光量が大きくなるが、ΔＥ、ζ八Ｅ２へあり、光検出
器８で捉えられる全体の光量に変化はなく、リフトオフ
による影響は排除される。一方被深傷物Ｍの一部に疵が
存在し、ここからの漏洩磁束によって第４図（イ）に示
す如ｉｏを中心にしてΔＨの磁界の変化の存在するもの
と、磁気光学効果素子４ｂを透過した光束Ｆ、、Ｆ、の
透過点Ｇｌ。
Ｍに対する距離が変化し、第１図におけるＧ、、Ｇ、点
に印加される磁界が同時に変化したときは第３図（イ）
に示す如く、透光板５を透過する光束Ｆ、の電場ベクト
ルはＥｏがＥ ｏｌにまた２波長板６を透過する光束Ｆ
ｔの電場ベクトルはＥ、７；に変化する。この結果、光
検出器８で捉えられる光束ＦｌはΔＥｌに相当する分だ
け光量が小さく、また光束Ｆ２はΔＥ２に相当する分だ
け光量が大きくなるが、ΔＥ、ζ八Ｅ２へあり、光検出
器８で捉えられる全体の光量に変化はなく、リフトオフ
による影響は排除される。一方被深傷物Ｍの一部に疵が
存在し、ここからの漏洩磁束によって第４図（イ）に示
す如ｉｏを中心にしてΔＨの磁界の変化の存在するもの
と、磁気光学効果素子４ｂを透過した光束Ｆ、、Ｆ、の
透過点Ｇｌ。
Ｇ！には所定の距離Δｐに相当する時間だけずれた状態
で磁界ΔＨが印加されることとなり、例えば最初にＧ１
点の磁界がΔＨだ変化したとすると、透過板５を経た光
束Ｆ＋の偏向面は下記（２）式に示す如（角度Δθだけ
回転しく第４図（ロ）参照）、電場ベクトルは第３図（
ロ）に示す如１．ｓはＥ ｏ’となるが、光束Ｆｔの偏
向面は回転せず電磁ベクトルＥν２はそのままである。
で磁界ΔＨが印加されることとなり、例えば最初にＧ１
点の磁界がΔＨだ変化したとすると、透過板５を経た光
束Ｆ＋の偏向面は下記（２）式に示す如（角度Δθだけ
回転しく第４図（ロ）参照）、電場ベクトルは第３図（
ロ）に示す如１．ｓはＥ ｏ’となるが、光束Ｆｔの偏
向面は回転せず電磁ベクトルＥν２はそのままである。
続いて所定の時間だけずれて６２点の磁界がΔＨだけ変
化し、２波長板６を透過した位置での光束Ｆ２の偏向面
は同じく角度Δθだけ回転しく第４図（ハ）参照）、電
場ベクトルは第３図に示す如＜ＥａｚｔはＥ’２／ｌと
なる。
化し、２波長板６を透過した位置での光束Ｆ２の偏向面
は同じく角度Δθだけ回転しく第４図（ハ）参照）、電
場ベクトルは第３図に示す如＜ＥａｚｔはＥ’２／ｌと
なる。
八〇−Ｖ・ΔＨ−２・・・伐）
これによって光検出器８が捉える光量は第４図（ハ）に
、示す如くに変化し、被探傷物Ｍにおける傷の存在が検
出されることとなる。
、示す如くに変化し、被探傷物Ｍにおける傷の存在が検
出されることとなる。
以上の如く本発明方法にあっては、磁気光学効果素子を
透過した光の一部をＡ波長板に通して光検出器に導くこ
ととしているから、％波長板を透過した光と、透過しな
かった光との間で偏光面の回転角に差が生じることとな
って差動化を容易に行い得て、光学系の構成が簡略化さ
れ、部品コストが安価となり、しかも空間的な磁界分布
を高分解能で測定を行うことが出来るなど本発明は優れ
た効果を奏するものである。
透過した光の一部をＡ波長板に通して光検出器に導くこ
ととしているから、％波長板を透過した光と、透過しな
かった光との間で偏光面の回転角に差が生じることとな
って差動化を容易に行い得て、光学系の構成が簡略化さ
れ、部品コストが安価となり、しかも空間的な磁界分布
を高分解能で測定を行うことが出来るなど本発明は優れ
た効果を奏するものである。
第１図は本発明方法の実施状態を示す模式図、第２図（
イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）は第１図のイーイ線、ロ
ーロ線、ハーバ線、二−二線による断面での各電場ベク
トルを示す説明図、第３図（イ）、（ロ）、（ハ）は騒
波長板を経た光の位相が半波長ずれるようにしたときの
電場ベクトルを示す説明図、第４図（イ）〜（ニ）は被
探傷物に疵が存在する場合の疵の検出過程を示す説明図
、第５図は本発明者等が創案した磁気光学探傷装置の差
動化の例を示すブロック図、第６図は検出ヘッドの差動
化とリフトオフ変動の影響防止機能を示す説明図である
。 １・・・光源 ２・・・偏光子 ３・・・ハーフミラ４
・・・検出ヘッド ５・・・透過板 ６・・・２波長板
７・・・検光子 ８・・・光検出器 時 許 出願人 住友金属工業株式会社代理人 弁理
士 河 野 登 夫（イ） 藁 図 藁 ２ 図 （イ） （ロ） （ハ） 図 図 α 図 （イ） （ロ） （ハ） （ニ） 第 図
イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）は第１図のイーイ線、ロ
ーロ線、ハーバ線、二−二線による断面での各電場ベク
トルを示す説明図、第３図（イ）、（ロ）、（ハ）は騒
波長板を経た光の位相が半波長ずれるようにしたときの
電場ベクトルを示す説明図、第４図（イ）〜（ニ）は被
探傷物に疵が存在する場合の疵の検出過程を示す説明図
、第５図は本発明者等が創案した磁気光学探傷装置の差
動化の例を示すブロック図、第６図は検出ヘッドの差動
化とリフトオフ変動の影響防止機能を示す説明図である
。 １・・・光源 ２・・・偏光子 ３・・・ハーフミラ４
・・・検出ヘッド ５・・・透過板 ６・・・２波長板
７・・・検光子 ８・・・光検出器 時 許 出願人 住友金属工業株式会社代理人 弁理
士 河 野 登 夫（イ） 藁 図 藁 ２ 図 （イ） （ロ） （ハ） 図 図 α 図 （イ） （ロ） （ハ） （ニ） 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、被測定対象物に臨ませた磁気光学効果素子に光を透
過させ、その透過光に基づいて磁界を測定する方法にお
いて、 前記磁気光学効果素子を透過させた光を光 検出器に導く過程で光の一部を１／２波長板に通すこと
を特徴とする光磁界測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1049335A JPH0769405B2 (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 光磁界測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1049335A JPH0769405B2 (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 光磁界測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02227683A true JPH02227683A (ja) | 1990-09-10 |
| JPH0769405B2 JPH0769405B2 (ja) | 1995-07-31 |
Family
ID=12828126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1049335A Expired - Lifetime JPH0769405B2 (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 光磁界測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0769405B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009025581A1 (ru) * | 2007-08-17 | 2009-02-26 | Gusev, Mikhail Yurievich | Устройство для получения изображения магнитного поля |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60224139A (ja) * | 1984-04-20 | 1985-11-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 高密度磁気光学再生ヘツド |
-
1989
- 1989-02-28 JP JP1049335A patent/JPH0769405B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60224139A (ja) * | 1984-04-20 | 1985-11-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 高密度磁気光学再生ヘツド |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009025581A1 (ru) * | 2007-08-17 | 2009-02-26 | Gusev, Mikhail Yurievich | Устройство для получения изображения магнитного поля |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0769405B2 (ja) | 1995-07-31 |
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