WO2017158898A1 - 検査装置、検査方法及び非接触式センサ - Google Patents

検査装置、検査方法及び非接触式センサ Download PDF

Info

Publication number
WO2017158898A1
WO2017158898A1 PCT/JP2016/080453 JP2016080453W WO2017158898A1 WO 2017158898 A1 WO2017158898 A1 WO 2017158898A1 JP 2016080453 W JP2016080453 W JP 2016080453W WO 2017158898 A1 WO2017158898 A1 WO 2017158898A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
detection coil
coil
signal
excitation
detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2016/080453
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
京吾 小口
小松　隆史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Seiki Kosakusho Co Ltd
Nagano Prefectural Government
Original Assignee
Komatsu Seiki Kosakusho Co Ltd
Nagano Prefectural Government
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Seiki Kosakusho Co Ltd, Nagano Prefectural Government filed Critical Komatsu Seiki Kosakusho Co Ltd
Priority to US16/084,028 priority Critical patent/US11054393B2/en
Priority to CN201680083325.8A priority patent/CN109952506B/zh
Priority to EP16894515.2A priority patent/EP3441753B1/en
Publication of WO2017158898A1 publication Critical patent/WO2017158898A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws

Definitions

  • the present invention relates to an inspection apparatus and an inspection method that can be easily inspected with high sensitivity and a non-contact sensor used therein.
  • eddy current flaw detection As a non-contact inspection technique, eddy current flaw detection is known in which an eddy current is passed through a test body and a change in the eddy current is detected as a change in a test coil. When the distance (lift-off) between the test coil and the test body changes, a large noise is generated, which hinders the inspection. Therefore, development of a two-dimensional flaw detection probe (Patent Document 1) and development of a ⁇ probe (Patent Document 2). ) Has been made. In addition, various information such as a cover and a diameter can be obtained by a reinforcing bar search method using electromagnetic induction (Patent Document 3).
  • an inspection apparatus and an inspection method capable of easily and easily determining presence / absence of an object to be inspected, difference from a standard object serving as a reference, and the like, and a non-contact sensor used therefor The purpose is to provide.
  • the present invention has the following concept.
  • An inspection device to which a non-contact sensor is attached The non-contact sensor includes an excitation coil, a first detection coil, and a second detection coil, and a magnetic circuit is configured by the excitation coil, the first detection coil, and the second detection coil, The first detection coil and the second detection coil are configured magnetically symmetrically,
  • the inspection device is A first input unit to which a signal from the first detection coil is input; A second input unit to which a signal from the second detection coil is input; A difference calculating unit for calculating a difference between the first signal from the first input unit and the second signal from the second input unit; A signal processor for processing the difference signal calculated by the difference calculator;
  • An oscillation unit that generates an excitation signal to the excitation coil and a reference signal to the signal processing unit;
  • An inspection apparatus comprising: [2] The inspection device according to [1], wherein the oscillation unit oscillates while changing a frequency stepwise.
  • the first detection coil is magnetically coupled to a reference material, and the reference material, the first detection coil, and the excitation coil constitute a first magnetic circuit
  • the second detection coil is magnetically coupled to a measurement object, and the measurement object, the second detection coil, and the excitation coil constitute a second magnetic circuit
  • the magnetic flux flowing in the first magnetic circuit and the magnetic flux flowing in the second magnetic circuit are compared with each other by calculating the difference by the difference calculating unit, according to [1] or [2].
  • the controller includes a controller that inputs / outputs data from / to the outside and controls the first input unit, the second input unit, the difference calculation unit, and the signal processing unit. Thru
  • An excitation coil, a first detection coil, and a second detection coil are provided,
  • the excitation coil, the first detection coil, and the second detection coil constitute a magnetic circuit
  • the first detection coil and the second detection coil are arranged to be orthogonal to the excitation coil, and each of the first detection coil and the second detection coil is a single coil or
  • the non-contact sensor according to [5] wherein the first detection coil and the second detection coil are coaxially arranged with respect to the excitation coil.
  • the first detection coil is magnetically coupled to a reference material
  • the second detection coil is magnetically coupled to the object to be measured
  • an excitation signal is input to the excitation coil
  • the difference between the signal from the first detection coil and the signal from the second detection coil And determining whether the measurement object is physically or dimensionally different from the reference material based on the difference.
  • the inspection method according to [8] wherein the frequency of the excitation signal is changed stepwise.
  • an inspection apparatus and an inspection method capable of easily and highly sensitively determining presence / absence of an inspection object, difference from a standard object serving as a reference, and a non-contact sensor used therefor. Can be provided.
  • FIG. 2 is a non-contact sensor different from FIG. 2, in which (a) is a conceptual diagram and (b) is a perspective view. It is a block diagram of the non-contact-type sensor different from FIG.2 and FIG.4.
  • FIG. 6 is a structural diagram of a non-contact type sensor different from those in FIGS. 2, 4, and 5. It is a figure which shows the result of an Example.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an inspection system according to an embodiment of the present invention.
  • the inspection system 1 includes a non-contact sensor 10, an inspection device 20, and a terminal device 40 that controls the inspection device 20.
  • the terminal device 40 is composed of a computer that stores a predetermined program, and performs various inputs and displays. Computers include personal computers and tablet computers.
  • the non-contact sensor 10 includes a first detection coil 11, a second detection coil 12, and an excitation coil 13, and a magnetic circuit is formed by the first detection coil 11, the second detection coil 12, and the excitation coil 13. Is configured.
  • the first detection coil 11 and the second detection coil 12 are configured symmetrically with respect to the excitation coil 13 in terms of a magnetic circuit. Details thereof will be described later.
  • the inspection apparatus 20 includes a first input unit 21, a second input unit 22, a difference calculation unit 23, a signal processing unit 24, an oscillation unit 25, a control unit 26, a first amplification unit 27, and a second amplification unit 28.
  • the third amplifying unit 29 and the fourth amplifying unit 30 are provided.
  • the first input unit 21 is connected to the first detection coil 11 by wiring, receives a signal from the first detection coil 11, and outputs the signal to the first amplification unit 27.
  • the second input unit 22 is connected to the second detection coil 12 by wiring, receives a signal from the second detection coil 12, and outputs the signal to the second amplification unit 28.
  • the difference calculation unit 23 is a signal from the first input unit 21 (also referred to as “first detection signal”) and a signal from the second input unit 22 (also referred to as “second detection signal”). Calculate the difference between In the configuration diagram shown in FIG. 1, the first amplification unit 27 amplifies the amplitude of the signal from the first input unit 21, and the second amplification unit 28 the amplitude of the signal from the second input unit 22. Amplify. Therefore, the difference between the amplified signal from the first amplifying unit 27 and the amplified signal from the second amplifying unit 28 is calculated, and the difference signal is amplified by passing through the third amplifying unit 29, and the signal processing unit 24.
  • the signal processing unit 24 calculates a change in the difference signal with respect to the excitation signal by using the reference signal from the oscillation unit 25 for the difference signal input from the difference calculation unit 23. Since the signal processing unit 24 has a Fourier transform function, it converts a time-axis signal into a frequency-axis signal.
  • the oscillating unit 25 oscillates a signal having a predetermined magnitude at a predetermined frequency in accordance with a control signal from the control unit 26.
  • the signal generated by the oscillation is branched as an excitation signal and a reference signal, and the excitation signal is output to the excitation coil 13 and the reference signal is output to the signal processing unit 24, respectively.
  • the excitation signal is amplified by the fourth amplification unit 30 and output to the excitation coil 13.
  • the control unit 26 inputs / outputs data and signals to / from the external terminal device 40 and controls the first input unit 21, the second input unit 22, the difference calculation unit 23, and the signal processing unit 25. .
  • the control unit 26 adjusts the amplification factor of the first amplification unit 27 to the fourth amplification unit 30.
  • FIG. 2 is a block diagram of the non-contact sensor 10 schematically shown in FIG.
  • the non-contact sensor 10 includes a first detection coil 11 connected to the first input unit 21 by wiring, a second detection coil 12 connected to the second input unit 22 by wiring, and a fourth And an excitation coil 13 connected to the amplifying unit 30 by wiring.
  • it has the magnetic path formation member 14 which has H shape.
  • the magnetic path forming member 14 is configured by connecting a first magnetic path forming portion 14a extending vertically and a second magnetic path forming portion 14b extending vertically to both sides of a third magnetic path forming portion 14c extending horizontally. Has been.
  • the magnetic path forming member 14 may connect iron bars, and holds the first detection coil 11, the second detection coil 12, and the excitation coil 13, so may be called a support member. .
  • the magnetic path forming member 14 is formed of ferrite or the like and serves as a yoke.
  • the first detection coil 11 will be described.
  • the coils 15a and 15b are attached to one side of the first magnetic path forming portion 14a and the second magnetic path forming portion 14b from the connection position with the third magnetic path forming portion 14c. That is, the coil 15a is mounted on the first magnetic path forming portion 14a, the coil 15b is mounted on the second magnetic path forming portion 14b, and the coil 15a and the coil 15b are connected in series, whereby the first detection coil 11 is configured. At that time, a loop-shaped magnetic field is formed by the first detection coil 11, the first magnetic path forming unit 14a, and the second magnetic path forming unit 14b.
  • the coils 15a and 15b do not need to be connected in series, and may be mounted on any magnetic path forming portion of the coils 15a and 15b.
  • the second detection coil 12 will be described.
  • Coils 16a and 16b are respectively mounted on the other side of the first magnetic path forming portion 14a and the second magnetic path forming portion 14b with respect to the connection position with the third magnetic path forming portion 14c. That is, the coil 16a is attached to the first magnetic path forming portion 14a, the coil 16b is attached to the second magnetic path forming portion 14b, and the second detection coil is connected by connecting the coil 16a and the coil 16b in series. 12 is configured. At that time, a loop-shaped magnetic field is formed by the second detection coil 12, the first magnetic path forming unit 14a, and the second magnetic path forming unit 14b.
  • the coils 16a and 16b need not be connected in series, and may be mounted on any magnetic path forming portion of the coils 16a and 16b.
  • the excitation coil 13 is configured by mounting the coil on the third magnetic path forming portion 14c.
  • the coil 15a and the coil 15b constituting the first detection coil 11, and the coil 16a and the coil 16b constituting the second detection coil 12 are the coil shape, dimensions, winding thickness, number of turns, etc. It is preferable to make the parameters equal. This is based on the following inspection principle.
  • FIG. 3 is a diagram showing an inspection principle used in the inspection system shown in FIG.
  • a magnetic circuit is configured by the first detection coil 11, the second detection coil 12, and the excitation coil 13, and the first detection coil 11 and the second detection coil 12 are magnetic circuit-like. It is configured symmetrically.
  • the first detection coil 11 and the second detection coil 12 are formed symmetrically in terms of magnetic circuit” means that the magnetic flux generated in one region is divided into two by planes that are spatially symmetrical. Each magnetic circuit is divided into magnetic fluxes to form a magnetic circuit, and each magnetic circuit means that the magnetic fluxes in the symmetric areas are equal to each other.
  • the magnetic flux flowing through the first detection coil 11 and the magnetic flux flowing through the second detection coil 12 are on the surface.
  • the magnetic field flowing through the first detection coil 11 and the magnetic field flowing through the second detection coil 12 have the same strength and the same direction.
  • Magnetic field lines F M as indicated by the dotted line arrow in FIG. 3 (a) becomes the same in the first magnetic circuit and second magnetic circuit.
  • the difference calculation unit 23 the first detection signal and the second detection signal are equal, so that the output signal from the difference calculation unit 23 becomes zero if noise is ignored. From this, the following inspection method is derived.
  • the head of the first detection coil 11 or the second detection coil 12 is placed facing a place where an object having physical properties such as magnetic permeability and conductivity, which is different from air, is placed, the object exists at that place.
  • the difference calculation unit 23 outputs a difference signal. If the output value exceeds a certain range, the presence or absence of an object can be detected preferably by the presence or absence of an output.
  • the signals from the first detection coil 11 and the second detection coil 12 when nothing is arranged toward the first detection coil 11 and the second detection coil 12 be F 1 and F 2 , respectively.
  • the signal from the first detection coil 11 when the object 42 made of a magnetic material is arranged toward the second detection coil 12 is F 1 - ⁇ ( ⁇ F 1 ), and the signal from the second detection coil 12 Becomes F 2 + ⁇ (> F 2 ). Therefore, the difference signal from the difference calculation unit 23 is ⁇ .
  • the first magnetic circuit changes so that a change in the magnetic flux flowing through the first magnetic circuit flows through the second magnetic circuit, and a change in the magnetic flux that flows through the second magnetic circuit flows through the first magnetic circuit. If the first magnetic circuit on the detection coil 11 side and the second magnetic circuit on the second detection coil 12 side are connected in parallel, the number of excitation coils 13 is not necessarily one.
  • the object 41 and the object 42 are arranged. If the physical properties such as magnetic permeability and electrical conductivity are equal and the dimensions such as thickness are equal, no signal is output from the difference calculation unit 23.
  • a reference material is disposed as the object 41 and a measurement object is disposed as the object 42, it is determined whether or not the measurement object is physically and / or dimensionally identical to the reference material. be able to.
  • a standard object 41 is arranged on each of the first detection coil 11 and the second detection coil 12 so as to face each other. Then, an excitation signal is output to the excitation coil 13, and the first amplifying unit 27, the first amplification unit 27, and the second amplification unit 27 are configured so that the difference signal between the signal from the first detection coil 11 and the signal from the second detection coil 12 becomes zero.
  • the amplification factor of one or both of the two amplification units 28 is adjusted. Note that this adjustment does not necessarily have to be performed for each inspection.
  • one of the first detection coil 11 side and the second detection coil 12 side is replaced with the inspection object.
  • an excitation signal is input to the excitation coil 13 to determine whether or not a differential signal between the signal from the first detection coil 11 and the signal from the second detection coil 12 is output. If there is an output from the difference signal, it can be determined that the inspection object 42 is different from the standard object 41 serving as a reference.
  • the detection sensitivity by this inspection method is the magnetic symmetry of the first detection coil 11 and the second detection coil 12, that is, the accuracy of mechanical and / or magnetic production, the standard object and the measurement object. Depends on physical similarity to things.
  • the non-contact sensor 10 shown in FIG. 2 includes an excitation coil 13, a first detection coil 11, and a second detection coil 12, and these constitute a magnetic circuit, and the first detection coil 11 and the second detection coil
  • the detection coils 12 are arranged symmetrically in terms of a magnetic circuit.
  • the first detection coil 11 is disposed so as to be orthogonal to the excitation coil 13
  • the second detection coil 12 is disposed so as to be orthogonal to the excitation coil 13.
  • the detection coil 11 is constituted by one coil or a plurality of coils 15a and 15b connected in series
  • the second detection coil 12 is constituted by one coil or a plurality of coils 16a and 16b connected in series. Therefore, in the non-contact sensor 10, the detection of the difference from the reference state in the first detection coil 11 is directly reflected in the detection of the difference from the reference state in the second detection coil 12. It has a structure.
  • the presence / absence of an object to be inspected and the difference from a standard standard object can be determined with high sensitivity and simplicity.
  • an excitation signal to the excitation coil 13 is output and output from the difference calculation unit 23. Either one or both of the first amplifying unit 27 and the second amplifying unit 28 was adjusted so that the value becomes zero.
  • the excitation signal to the excitation coil 13 is output without arranging anything on either the first detection coil 11 or the second detection coil 12 side, and the output value from the difference calculation unit 23 is stored. Thereafter, the inspection object 42 is arranged on either the first detection coil 11 side or the second detection coil 12 side, and the difference calculation unit 23 receives the signal from the first detection coil 11 and the second detection. When the difference from the signal from the coil 12 is calculated, the stored output value may be subtracted. Alternatively, after the same object 41 is arranged on both the first detection coil 11 and the second detection coil 12 side, an excitation signal to the excitation coil 13 is output, and an output value from the difference calculation unit 23 is obtained.
  • the difference calculation unit 23 receives the signal from the first detection coil 11 and the second When the difference from the signal from the detection coil 12 is calculated, the stored output value may be subtracted.
  • first amplifier 27 and the second amplifier 28 can be adjusted without disposing the same object on either the first detection coil 11 or the second detection coil 12 side.
  • the output value from the difference calculation unit 23 may be stored, and the output value may be subtracted every time inspection is performed.
  • FIG. 4 shows a non-contact type sensor different from FIG. 2, in which (a) is a conceptual diagram and (b) is a perspective view.
  • the non-contact sensor 50 includes a first detection sensor 51 connected to the first input unit 21 by wiring, a second detection sensor 52 connected to the second input unit 22 by wiring, and a fourth An excitation coil 53 connected to the amplifying unit 30 by wiring is configured.
  • the magnetic path forming member 54 includes a first magnetic path forming part 54a and a second magnetic path forming part 54b.
  • the first magnetic path forming portion 54a includes a cylindrical outer peripheral portion 54c and a disk-shaped connecting portion 54d provided at an equal distance from the upper and lower ends of the outer peripheral portion 54c.
  • the second magnetic path forming portion 54b includes shaft portions 54e and 54f for mounting up and down from the connecting portion 54d.
  • the magnetic path forming member 54 may connect iron members to each other, and holds the first detection coil 51, the second detection coil 52, and the excitation coil 53, so may be called a support member.
  • the magnetic path forming member 54 is formed of ferrite or the like and serves as a yoke.
  • the excitation coil 53 is configured by connecting an upper coil 53a and a lower coil 53b in series.
  • the upper coil 53a is mounted on the upper shaft portion 54e so as to face the connecting portion 54d
  • the lower coil 53b is mounted on the lower shaft portion 54f so as to face the connecting portion 54d.
  • Excitation coil 53 so as to form a magnetic line F M as indicated by an arrow indicated by a dotted line, the upper coil 53a and the lower coil 53b are connected by winding.
  • the magnetic field lines F M from the upper coil 53a is pierced the first detection coil 51
  • the magnetic field lines F M from the lower coil 53b pierces the second detection coil 52
  • the upper coil 53a and the first detection coil 51 a first magnetic circuit is formed as shown in magnetic field lines F M passing through the second magnetic circuit is formed as shown in magnetic field lines F M passing through the lower coil 53b and the second detection coil 52
  • an annular overlap with equal magnitude in the same direction in the reference state field lines F M is in the connecting portion 54 is a portion of, and is connected in parallel with the first magnetic circuit and second magnetic circuit.
  • the excitation coil 53 is composed of two coils 53a and 53b, the first magnetic circuit on the first detection coil 51 side and the second magnetic circuit on the second detection coil 52 side are connected in parallel.
  • the change in the magnetic flux flowing through the first magnetic circuit flows through the second magnetic circuit, or the change in the magnetic flux flowing through the second magnetic circuit flows through the first magnetic circuit.
  • the first detection coil 51 is mounted on the upper shaft portion 54e, and the second detection coil 52 is mounted on the lower shaft portion 54f.
  • the first detection coil 51 is mounted on the distal end side of the upper shaft portion 54e, and the second detection coil 52 is mounted on the distal end side of the lower shaft portion 54f.
  • the non-contact sensor 50 shown in FIG. 4 includes an excitation coil 53, a first detection coil 51, and a second detection coil 52 so as to constitute a magnetic circuit, and the first detection coil 51 and the second detection coil are included.
  • the coil 52 is configured symmetrically with respect to the magnetic circuit.
  • the first detection coil 51 and the second detection coil 52 are coaxially arranged with respect to the excitation coil 53. Therefore, in the non-contact sensor 50, the detection of the difference from the reference state in the first detection coil 51 is directly reflected in the detection of the difference from the reference state in the second detection coil 52 as it is. It has a structure.
  • FIG. 5 is a structural diagram of a non-contact sensor different from FIGS. 2 and 4.
  • the non-contact sensor 60 includes a first detection coil 61 connected to the first input unit 21 by wiring, a second detection coil 62 connected to the second input unit 22 by wiring, and a fourth And an excitation coil 63 connected to the amplifying unit 30 by wiring.
  • it has the magnetic path formation member 64 which has H shape.
  • the magnetic path forming member 64 includes a third magnetic path forming section 64c in which a first magnetic path forming section 64a and a second magnetic path forming section 64b extending in the lateral direction, which are in the longitudinal direction, extend in the vertical direction, which is the short direction. Are connected to both sides.
  • the magnetic path forming member 64 may be made by connecting iron members and holding the first detection coil 61, the second detection coil 62, and the excitation coil 63, and may be called a support member.
  • the magnetic path forming member 64 is formed of ferrite or the like and becomes a yoke.
  • the first detection coil 61 is mounted on one side of the first magnetic path forming portion 64a with respect to the connection position with the third magnetic path forming portion 64c.
  • the second detection coil 62 is mounted on the other side of the first magnetic path forming portion 64a with respect to the connection position with the third magnetic path forming portion 64c.
  • the excitation coil 63 is composed of two coils 63a and 63b, and the coil 63a is mounted on one side of the first magnetic path forming portion 64a at the connection position with the third magnetic path forming portion 64c.
  • the coil 63b is mounted on the other side of the connection position with the third magnetic path forming portion 64c in the first magnetic path forming portion 64a.
  • the magnetic field lines F M from the coil 63a is pierced the first detection coil 61
  • the magnetic field lines F M from the coil 63b is pierced the second detection coil 62
  • a first magnetic circuit is formed as indicated by M
  • a second magnetic circuit is formed as indicated by a magnetic field line FM passing through the coil 63b and the second detection coil 62
  • a third magnetic path forming member 64c magnetic field lines F M overlap with equal magnitude in the same direction in the reference state, and is connected in parallel with the first magnetic circuit and second magnetic circuit at.
  • the excitation coil 63 is composed of the two coils 63a and 63b, the first magnetic circuit on the first detection coil 61 side and the second magnetic circuit on the second detection coil 62 side are connected in parallel.
  • the change in the magnetic flux flowing through the first magnetic circuit flows through the second magnetic circuit, or the change in the magnetic flux flowing through the second magnetic circuit flows through the first magnetic circuit.
  • the non-contact sensor 60 shown in FIG. 5 includes an excitation coil 63, a first detection coil 61, and a second detection coil 62, and a magnetic circuit is configured by these, and the first detection coil 61 and the second detection coil 62
  • the detection coils 62 are arranged symmetrically in terms of a magnetic circuit.
  • the first detection coil 61 and the second detection coil 62 are coaxially arranged with respect to the excitation coil 63
  • the excitation coil 63 includes a coil 63 a and a coil 63 b.
  • the magnetic path forming member 64 is configured by connecting the first and second magnetic path forming members 64a and 64b that are members in the longitudinal direction and the third magnetic path forming member 64c that is a member in the short direction. ing.
  • the first magnetic path forming member 64a is divided into the first detection coil 61 side and the second detection coil 62 side by a third magnetic path forming portion 64c in which the coil 63a and the coil 63b are substantially orthogonal to the same axis. Each is attached. Therefore, in the non-contact sensor 60, the detection of the difference from the reference state in the first detection coil 61 is directly reflected in the detection of the difference from the reference state in the second detection coil 62 as it is. It has a structure.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram of a non-contact type sensor different from those in FIGS. 2, 4 and 5.
  • the non-contact sensor 70 includes a first detection coil 71 connected to the first input unit 21 by wiring, a second detection coil 72 connected to the second input unit 22 by wiring, and a fourth An excitation coil 73 connected to the amplifying unit 30 by wiring, a first detection coil 71, a second detection coil 72, and a support member 74 that holds the excitation coil 73 are configured.
  • the support member 74 has a rod-like I shape in the form shown in FIG.
  • the support member 74 may connect iron bars.
  • the support member 74 is made of ferrite or the like and serves as a yoke.
  • the first detection coil 71 is attached to one end of the support member 74
  • the second detection coil 72 is attached to the other end of the support member 74
  • the excitation coil 73 is composed of two coils 73a and 73b.
  • the member 74 is mounted at a position where the distance from both ends is equal.
  • the support member 74 includes a first support part 74a that supports a coil 73a that is a part of the excitation coil 73, a second support part 74b that supports a coil 73b that is the remaining part of the excitation coil 73, and a first support.
  • connection part 74c which connects the part 74a and the 2nd support part 74b, and at least the connection part 74c is comprised with the nonmagnetic material.
  • the coil 73a and the coil 73b are configured to generate a magnetic field having the same magnitude, and the coil 73a and the coil 73b are spaced apart from each other along the support member 74. Therefore, the magnetic field by the coil 73a and the magnetic field by the coil 73b are repelled and do not overlap.
  • the coil 73a and the coil 73b are connected in series so as to generate a magnetic field opposite to the vertical axis direction, and both ends of the pair of coils connected in series are connected to the fourth amplifying unit 30 by wiring. ing.
  • both ends of the coils 73a and 73b are connected in parallel to the fourth amplifying unit 30 so that the coil 73a and the coil 73b generate a magnetic field opposite to the vertical axis direction.
  • the magnetic field lines F M from the coil 73a is pierced the first detection coil 71
  • the magnetic field lines F M from the coil 73b is pierced the second detection coil 72
  • a first magnetic circuit is formed as indicated by M
  • a second magnetic circuit is formed as indicated by a magnetic field line FM passing through the coil 73b and the second detection coil 72, and a magnetic field generated in the first magnetic circuit.
  • the distribution and the magnetic field distribution generated in the second magnetic circuit are vertically symmetric.
  • a cylindrical magnetic path forming member 75 is provided separately from the support member 74 so that it is not easily affected by the outside world, and the first detection coil 71, the second detection coil 73, and the excitation coil are provided therein. It is preferable to provide a support member 74 that supports 73.
  • the magnetic path forming member 75 is preferably made of ferrite or the like.
  • the non-contact type sensor 70 is also symmetrical about the axis, and the first detection coil 71, the second detection coil 72, and the excitation coil 73 are mounted on the axis part, and the dimension width of the axis part is reduced. With high detection resolution. Therefore, it is possible to cope with inspection of a small area and even a small inspection object.
  • a non-contact sensor 70 shown in FIG. 6 includes an excitation coil 73, a first detection coil 71, and a second detection coil 72, and these constitute a magnetic circuit.
  • the detection coils 72 are arranged symmetrically in terms of a magnetic circuit.
  • the first detection coil 71 and the second detection coil 72 are coaxially arranged with respect to the excitation coil 73. Therefore, in the non-contact sensor 70, the detection of the difference from the reference state in the first detection coil 71 is directly reflected in the detection of the difference from the reference state in the second detection coil 72 as it is. It has a structure.
  • the inspection method is not limited to the above-described form, and may be changed as follows.
  • the signal generated by the oscillating unit 25 is changed stepwise within a predetermined frequency range, for example, from 1 kHz to 1000 kHz.
  • the signal from the measurement substance changes for each measurement frequency, and the state of the change is generally different for each substance. Therefore, the discrimination accuracy is improved by examining the change in the signal at more frequencies.
  • the shape and dimensions of the detection object and the positional relationship between the inspection object and the sensor affect the differential signal, but the shape and size of the detection object and the positional relationship between the inspection object and the sensor are consistent for each measurement. If so, a more subtle difference can be determined. Also, if the size of the inspection object is larger than the sensor size, the shape and dimensions of the inspection object and the positional relationship between the inspection object and the sensor are negligible. Regardless, the difference between the materials of the inspection object can be determined.
  • the data stored in the signal processing unit 24 is extracted from the terminal device 40, and the frequency dependency of the signal output from the difference calculation unit 23, that is, the amplitude and phase information that differs for each frequency of the signal is displayed on the complex plane. It is possible to visually grasp the state reflecting the physical properties of the inspection object 42. As described above, when the measurement frequency is changed, the change of the differential signal with respect to the excitation signal can be obtained as a trajectory instead of a point on the complex plane.
  • the signal detected by the first detection coil and the second detection coil are detected based on the physical property values (permeability, conductivity, etc.) of the inspection object 42 and the reference material 41, standard dimensions, and the like. As a result, a more precise inspection is realized.
  • a non-contact sensor 10 as shown in FIG. 3 was produced. Five copper wires coated with polyester are used as windings and wound around a bobbin.
  • One H-shaped magnetic path forming member 14 is provided in the third magnetic path forming portion 14c, and the first magnetic In the path formation part 14a and the 2nd magnetic path formation part 14b, it mounted
  • the magnetic path forming member 14 was made of pure iron.
  • the length of the first magnetic path forming section 14 a and the second magnetic path forming section 14 b is about 7 cm, and the first magnetic path forming section 14 a and the second magnetic path forming section are formed.
  • the center interval of the part 14b was about 3.5 cm.
  • the oscillation unit 25 is configured to collectively scan 91 sections with a frequency from 10 kHz to 100 kHz.
  • the scanning interval was 1 kHz, and the standby time from the start of output until the response signal from the inspection object was stabilized was 10 msec as the operation stable standby time.
  • a plate 100 mm long ⁇ 100 mm wide ⁇ 3 mm thick was disposed on the second detection coil 12 side.
  • a gap was not provided between the second detection coil 12 and the measurement object 42. That is, it was set as the state without lift-off.
  • the material of the plate was SUS304, SUS316, brass, aluminum, copper, and iron.
  • FIG. 7 is a graph showing a differential signal on a complex plane when each plate is arranged with respect to the second detection coil.
  • the horizontal axis is the real axis
  • the vertical axis is the imaginary axis.
  • the difference signal depends on the material of the plate, such as “ ⁇ ” plot in SUS304, “ ⁇ ” plot in SUS316, “ ⁇ ” plot in brass, and “ ⁇ ” in aluminum.
  • the difference signal is different as in the “ ⁇ ” plot for copper and the “ ⁇ ” plot for iron. Therefore, according to the inspection method according to the embodiment of the present invention, it is possible to determine the material of the measurement object.
  • the frequency is increased from 10 kHz to 100 kHz.
  • Each plot in FIG. 7 is data for each frequency.
  • the frequency changes for each frequency. Therefore, when the measurement frequency is changed, the change of the difference signal with respect to the excitation signal can be obtained as a locus on the complex plane, not as a point.
  • Table 1 shows the size of the possibility that the inspection object can be estimated to be different in material from the reference object.
  • a circle ( ⁇ ) is attached to a material that is likely to be a different material, and a triangle ( ⁇ ) is attached to a material that is low.
  • Iron can be distinguished from other materials, copper can be distinguished from materials other than aluminum, aluminum can be distinguished from materials other than copper, and SUS316 can be distinguished from those other than SUS304. In addition, the difference was not large about any group of copper, aluminum, and brass.
  • the signal detected by the first detection coil and the second detection are determined based on the physical property value (permeability, conductivity, etc.) of the inspection object or the reference material, the standard size, and the like.
  • a difference is generated between the signal detected by the coil and this enables high-precision inspection.
  • by analyzing the differential frequency response signal by changing the frequency stepwise a highly sensitive test is realized even for a test object that is difficult to discriminate at a single frequency.
  • the entire system can be systemized and downsized.
  • the non-contact sensor and the inspection system By using the non-contact sensor and the inspection system according to the embodiment of the present invention, it is possible to immediately determine the mixing of foreign matter, the material whose applied heat treatment does not reach the standard, and the like. Therefore, various inspections can be performed in the mass production process by installing one or more non-contact sensors and inspection systems in the factory line. In addition, since this inspection system can inspect a slight change with high sensitivity, it is possible to monitor a physical quantity caused by a crack in a metal or an abnormality of a crystal. The waveform of the obtained difference signal differs depending on the metal, and by analyzing the waveform, it is possible to estimate material discrimination, rust, cracks, metal fatigue, and the like from the disturbance of the waveform. According to the non-contact sensor and the inspection system according to the embodiment of the present invention, such various analyzes can be performed.
  • Non-contact sensor 11 First detection coil 12: Second detection coil 13: Excitation coil 14: Magnetic path forming member 14a: First magnetic path forming part 14b: Second magnetic path Formation part 14c: 3rd magnetic path formation part 15a, 15b, 16a, 16b: Coil 20: Inspection apparatus 21: 1st input part 22: 2nd input part 23: Difference calculation part 24: Signal processing part 25: Oscillator 26: controller 27: first amplifier 28: second amplifier 29: third amplifier 30: fourth amplifier 41: object (reference material) 42: Object (inspection / measurement object) 50: Non-contact sensor 51: First detection sensor 52: Second detection sensor 53: Excitation coil 53a: Upper coil 53b: Lower coil 54: Magnetic path forming member 54a: First magnetic path forming section 54b: Second magnetic path forming part 54c: outer peripheral part 54d: connecting part 54e, 54f: shaft part 60: non-contact sensor 61: first detection coil 62: second detection coil 63: excitation coils 63a, 63b:

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

励起コイル（１３）と第１の検出コイル（１１）と第２の検出コイル（１２）とにより磁気回路を構成し、かつ第１の検出コイル（１１）と第２の検出コイル（１２）とを磁気回路的に対称に構成する、非接触式センサ（１０）及びそれを用いた検査方法が提供される。検査装置２０は、第１の検出コイル（１１）からの信号が入力される第１の入力部（２１）と、第２の検出コイル（１２）からの信号が入力される第２の入力部（２２）と、第１の入力部（２１）からの第１の信号と第２の入力部（２２）からの第２の信号との差分を計算する差分計算部（２３）と、差分計算部（２３）により計算された差分信号を処理する信号処理部（２４）と、励起コイル（１３）への励起信号と信号処理部（２４）への参照信号とを生成する発振部（２５）と、を備え、検査対象物の有無、基準となる標準の物体との異同などを高感度にかつ簡便に判断し得る。

Description

検査装置、検査方法及び非接触式センサ
　本発明は、高感度で簡便に検査することができる検査装置及び検査方法とそれに使用される非接触式センサに関する。
　非接触の検査技術として、試験体に渦電流を流してその渦電流の変化を試験コイルの変化として検出する、渦流探傷が知られている。試験コイルと試験体との間の距離（リフトオフ）が変化すると、大きな雑音が発生し、検査の妨げとなるため、二次元探傷プローブの開発（特許文献１）やθプローブの開発（特許文献２）がなされている。また、電磁誘導を利用した鉄筋探査方法により、かぶりや直径などの各種の情報が得られる（特許文献３）。
星川洋，特集　渦流探傷　最近の渦流探傷の動向，検査技術　Ｖｏｌ.９，Ｎｏ.１，１頁～５頁，２００４年１月１日発行 廣島　龍夫、藤本貴司、松永覚、特集　渦流探傷　θプローブを用いた溶接部と機械部品の探傷，検査技術　Ｖｏｌ.９，Ｎｏ.１，１０頁～１４頁，２００４年１月１日発行 小井戸　純司、特集　渦流探傷　電磁誘導を利用した鉄筋探査，検査技術　Ｖｏｌ.９，Ｎｏ.１，１５頁～１９頁，２００４年１月１日発行 橋本光男、特集　渦流探傷　渦流探傷における解析技術の現状，検査技術　Ｖｏｌ.９，Ｎｏ.１，６頁～９頁，２００４年１月１日発行 星川洋、小川潔、三橋宗太郎、一様渦電流プローブによる磁性体の渦流探傷と漏洩磁束探傷について、非破壊検査第５４巻第２号、２００５年２月
　これらの技術では、各種物体の有無、検査対象物が基準となる標準の物体と異なるか否かなどを高感度で簡便に判断することができていない。
　そこで、本発明では、検査対象物の有無、基準となる標準の物体との異同などを高感度にかつ簡便に判断することが可能な検査装置及び検査方法と、それに使用される非接触式センサを提供することを目的とする。
　本発明は、次のコンセプトを有する。
［１］　非接触式センサが取り付けられる検査装置であり、
　前記非接触式センサが、励起コイルと第１の検出コイルと第２の検出コイルとを備え、前記励起コイルと前記第１の検出コイルと前記第２の検出コイルとにより磁気回路が構成され、前記第１の検出コイルと前記第２の検出コイルとが磁気回路的に対称に構成され、
　前記検査装置が、
　前記第１の検出コイルからの信号が入力される第１の入力部と、
　前記第２の検出コイルからの信号が入力される第２の入力部と、
　前記第１の入力部からの第１の信号と前記第２の入力部からの第２の信号との差分を計算する差分計算部と、
　前記差分計算部により計算された差分信号を処理する信号処理部と、
　前記励起コイルへの励起信号と前記信号処理部への参照信号とを生成する発振部と、
を備える、検査装置。
［２］　前記発振部は、周波数を段階的に変化させて発振する、前記［１］に記載の検査装置。
［３］　前記第１の検出コイルは基準となる材料と磁気的に結合し、前記基準となる材料と前記第１の検出コイルと前記励起コイルとで第１の磁気回路が構成され、
　前記第２の検出コイルは測定対象物と磁気的に結合し、前記測定対象物と前記第２の検出コイルと前記励起コイルとで第２の磁気回路が構成され、
　前記差分計算部が前記差分を計算することにより、前記第１の磁気回路中に流れる磁束と前記第２の磁気回路に流れる磁束とが比較される、前記［１］又は［２］に記載の検査装置。
［４］　外部との間でデータを入出力すると共に、前記第１の入力部、前記第２の入力部、前記差分計算部及び前記信号処理部を制御する制御部を備える、前記［１］乃至［３］の何れかに記載の検査装置。
［５］　励起コイルと第１の検出コイルと第２の検出コイルとを備え、
　前記励起コイルと前記第１の検出コイルと前記第２の検出コイルとが磁気回路を構成し、
　前記第１の検出コイルと前記第２の検出コイルとが磁気回路的に対称に構成された、非接触式センサ。
［６］　前記励起コイルに対し、前記第１の検出コイルと前記第２の検出コイルとが直交するように配置され、前記第１の検出コイル及び前記第２の検出コイルがそれぞれ一のコイル又は直列接続された複数のコイルにより構成される、前記［５］に記載の非接触式センサ。
［７］　前記励起コイルに対し、前記第１の検出コイルと前記第２の検出コイルとが同軸上に配置されている、前記［５］に記載の非接触式センサ。
［８］　前記[５]に記載の非接触式センサを用いて、
　前記第１の検出コイルを基準となる材料と磁気的に結合させておき、
　前記第２の検出コイルを測定対象物と磁気的に結合させて、前記励起コイルに励起信号を入力し、前記第１の検出コイルからの信号と前記第２の検出コイルからの信号との差分を求め、その差分により測定対象物が基準となる材料と物性的に又は寸法的に異なるか否かを判断する、検査方法。
［９］　前記励起信号の周波数を段階的に変化させる、前記［８］に記載の検査方法。
　本発明によれば、検査対象物の有無、基準となる標準の物体との異同などを高感度にかつ簡便に判断することが可能な検査装置及び検査方法とそれに使用される非接触式センサを提供することができる。
本発明の実施形態に係る検査システムの構成図である。 図１に示す非接触式センサの構成図である。 図１に示す検査システムで用いられる検査原理を示す図である。 図２とは異なる非接触式センサで、（ａ）は概念図、（ｂ）は斜視図である。 図２及び図４とは異なる非接触式センサの構成図である。 図２、図４及び図５とは異なる非接触式センサの構造図である。 実施例の結果を示す図である。
　以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明するが、図示した形態は本発明を実施するための最良の形態の一つであって、本発明の範囲において適宜変更したものも含まれる。
［検査システム］
　図１は、本発明の実施形態に係る検査システムの構成図である。検査システム１は、非接触式センサ１０と、検査装置２０と、検査装置２０をコントロールする端末装置４０とを含んで構成されている。端末装置４０は、所定のプログラムを格納したコンピュータで構成され、各種入力、表示等を行う。コンピュータにはパソコン、タブレットコンピュータなどが含まれる。
　非接触式センサ１０は、第１の検出コイル１１と第２の検出コイル１２と励起コイル１３とを備えており、第１の検出コイル１１と第２の検出コイル１２と励起コイル１３により磁気回路が構成される。ここで、第１の検出コイル１１と第２の検出コイル１２とは励起コイル１３とで磁気回路的に対称に構成されることが好ましい。その詳細は後述する。
　検査装置２０は、第１の入力部２１、第２の入力部２２、差分計算部２３、信号処理部２４、発振部２５、制御部２６、第１の増幅部２７、第２の増幅部２８、第３の増幅部２９、及び第４の増幅部３０を備える。
　第１の入力部２１は、第１の検出コイル１１に配線により接続され、第１の検出コイル１１からの信号が入力され、その信号が第１の増幅部２７に出力される。第２の入力部２２は、第２の検出コイル１２に配線により接続され、第２の検出コイル１２からの信号が入力され、その信号が第２の増幅部２８に出力される。
　差分計算部２３は、第１の入力部２１からの信号（「第１の検出信号」とも呼ぶ。）と第２の入力部２２からの信号（「第２の検出信号」とも呼ぶ。）との差分を計算する。図１に示す構成図では、第１の増幅部２７が、第１の入力部２１からの信号の振幅を増幅し、第２の増幅部２８が、第２の入力部２２からの信号の振幅を増幅する。よって、第１の増幅部２７からの増幅信号と第２の増幅部２８からの増幅信号の差分が計算され、その差分信号が第３の増幅部２９を経由することで増幅され、信号処理部２４に出力される。
　信号処理部２４は、差分計算部２３から入力された差分信号について、発振部２５からの参照信号を用いて、励起信号に対する差分信号の変化を算出する。信号処理部２４は、フーリエ変換機能を有しているので、時間軸の信号を周波数軸の信号に変換する。
　発振部２５は、制御部２６からの制御信号により、所定の大きさの信号を所定の周波数で発振する。発振により生成した信号は、励起信号及び参照信号として分岐され、励起信号は励起コイル１３へ、参照信号は信号処理部２４へそれぞれ出力される。励起信号は第４の増幅部３０により増幅されて励起コイル１３に出力される。
　制御部２６は、外部端末装置４０との間でデータ及び信号を入出力すると共に、第１の入力部２１、第２の入力部２２、差分計算部２３、及び、信号処理部２５を制御する。制御部２６は、第１の増幅部２７乃至第４の増幅部３０の増幅率を調整する。
［非接触式センサ］
　図２は、図１に模式的に示す非接触式センサ１０の構成図である。非接触式センサ１０は、第１の入力部２１に配線で接続される第１の検出コイル１１と、第２の入力部２２に配線で接続される第２の検出コイル１２と、第４の増幅部３０に配線で接続される励起コイル１３と、を含んで構成される。図２に示す形態では、Ｈ形状を有する磁路形成部材１４を有している。磁路形成部材１４は、縦に延びる第１の磁路形成部１４ａと縦に延びる第２の磁路形成部１４ｂとが横に延びる第３の磁路形成部１４ｃの両側に連結されて構成されている。なお、磁路形成部材１４は、鉄製の棒材同士を連結しても良く、第１の検出コイル１１、第２の検出コイル１２及び励起コイル１３を保持することから、支持部材と呼んでも良い。また、磁路形成部材１４はフェライト等で形成されて、ヨークとなる。
　第１の検出コイル１１について説明する。コイル１５ａ，１５ｂが、第１の磁路形成部１４ａ及び第２の磁路形成部１４ｂにおいて第３の磁路形成部１４ｃとの連結位置よりも一方側に装着されている。即ち、コイル１５ａが第１の磁路形成部１４ａに装着され、コイル１５ｂが第２の磁路形成部１４ｂに装着され、コイル１５ａとコイル１５ｂを直列に接続することにより、第１の検出コイル１１が構成されている。その際、第１の検出コイル１１、第１の磁路形成部１４ａ及び第２の磁路形成部１４ｂによりループ状の磁界が形成されるようにする。なお、コイル１５ａ，コイル１５ｂは直列接続される必要はなく、コイル１５ａ，１５ｂの何れの磁路形成部に装着されてもよい。
　第２の検出コイル１２について説明する。コイル１６ａ，１６ｂが、第１の磁路形成部１４ａ及び第２の磁路形成部１４ｂにおいて第３の磁路形成部１４ｃとの連結位置よりも他方側に、それぞれ装着されている。即ち、コイル１６ａは第１の磁路形成部１４ａに装着され、コイル１６ｂは第２の磁路形成部１４ｂに装着され、コイル１６ａとコイル１６ｂを直列に接続することにより、第２の検出コイル１２が構成されている。その際、第２の検出コイル１２、第１の磁路形成部１４ａ及び第２の磁路形成部１４ｂによりループ状の磁界が形成されるようにする。なお、コイル１６ａ，コイル１６ｂを直列接続する必要はなく、コイル１６ａ，１６ｂの何れの磁路形成部に装着されてもよい。
　励起コイル１３は、コイルを第３の磁路形成部１４ｃに装着することにより構成されている。
　ここで、第１の検出コイル１１を構成するコイル１５ａとコイル１５ｂ、第２の検出コイル１２を構成するコイル１６ａとコイル１６ｂとは、コイルの形状、寸法、巻線の太さ、巻数等のパラメータが同等になるようにすることが好ましい。これは、次のような検査原理に基づく。
［原理とそれに基づく検査方法］
　図３は、図１に示す検査システムで用いられる検査原理を示す図である。非接触式センサ１０は、第１の検出コイル１１と第２の検出コイル１２と励起コイル１３とにより磁気回路が構成され、第１の検出コイル１１と第２の検出コイル１２とが磁気回路的に対称に構成されている。よって、一つの励起コイル１３からの磁力線が第１の検出コイル１１を貫く磁力線ＦＭと第２の検出コイル１２を貫く磁力線ＦＭとに分岐され、一方の磁力線ＦＭに示すように励起コイル１３と第１の検出コイル１１とを貫く第１の磁気回路が形成され、他方の磁力線ＦＭに示すように励起コイル１３と第２の検出コイル１２とを貫く第２の磁気回路が形成される。
　ここで、「第１の検出コイル１１と第２の検出コイル１２とが磁気回路的に対称に形成されている」とは、一つの領域で生じた磁束が空間的に対称な面によって二つの磁束に分かれてそれぞれが磁気回路を形成し、各磁気回路はその面に対称な領域同士の磁束が等しいことをいう。第１の検出コイル１１と第２の検出コイル１２とが磁気回路的に対称に形成されていると、第１の検出コイル１１に流れる磁束と、第２の検出コイル１２に流れる磁束がその面に対称な領域同士では等しくなり、第１の検出コイル１１に流れる磁界と第２の検出コイル１２に流れる磁界は、その強さが等しくなり、向きも同じである。図３（ａ）において点線矢印で示すように磁力線ＦＭは、第１の磁気回路と第２の磁気回路で同様になる。
　よって、差分計算部２３では、第１の検出信号と第２の検出信号とが等しくなるので、差分計算部２３からの出力信号は、雑音を無視すれば、ゼロになる。このことから、次のような検査方法が導き出される。空気と異なる、透磁率、導電率などの物性を有する物体を設置する場所に第１の検出コイル１１又は第２の検出コイル１２のヘッドを向けて配置すれば、その場所に物体が存在するときは差分計算部２３から差分信号が出力される。その出力値が一定の範囲を超えれば、好ましくは出力の有無により物体の有無を検出することができる。
　本発明の実施形態では、この検出原理に基いて各種の検出方法が挙げられる。
　第１に、第２の検出コイル１２のヘッドに向けて磁性体でなる物体４２を配置する。すると、第２の検出コイル１２側の磁界が強くなる。励起コイル１３から発生する磁界を変化させずに一定としておくことにより、第１の検出コイル１１側の磁界が強くなる。図３（ｂ）に点線矢印で示すように磁力線ＦＭは第１の磁気回路と第２の磁気回路で異なる。
　いま、第１の検出コイル１１、第２の検出コイル１２に向けて何も配置しないときの第１の検出コイル１１、第２の検出コイル１２からの信号をそれぞれＦ１、Ｆ２とする。第２の検出コイル１２に向けて磁性体でなる物体４２を配置したときの第１の検出コイル１１からの信号はＦ１－α（＜Ｆ１）となり、第２の検出コイル１２からの信号はＦ２＋β（＞Ｆ２）となる。よって、差分計算部２３からの差分信号は－α－βとなる。
　従って、第１の検出コイル１１からの信号の変化、第２の検出信号１２からの信号の変化が検出されるだけでなく、その変化分の２倍程度の感度で、磁性体でなる物体４２を検出することができる。αの値とβの値は理論的には等しいので、この方法による検出では、二倍の高感度の精度となる。
　ここで、励起コイル１３は一つであり、第１の検出コイル１１側の第１の磁気回路と第２の検出コイル１２側の第２の磁気回路とで兼用されているため、このような極めて高精度な検出が簡便な手法により可能となる。
　なお、第１の磁気回路に流れる磁束の変化分が第２の磁気回路に流れたり、第２の磁気回路に流れる磁束の変化分が第１の磁気回路に流れたりするように、第１の検出コイル１１側の第１の磁気回路と第２の検出コイル１２側の第２の磁気回路とが並列接続されていれば、必ずしも、励起コイル１３は一つである必要はない。
　第２に、物体４１を第１の検出コイル１１と磁気的に結合するように配置し、物体４２を第２の検出コイル１２と磁気的に結合するように配置したとき、物体４１と物体４２との透磁率、導電率などの物性的に等しく厚み等の寸法も等しければ、差分計算部２３から信号は出力されない。
　物体４１として基準となる材料を配置し、物体４２として測定対象物を配置すれば、測定対象物が基準となる材料と物性的に及び／又は寸法的にも同一であるか否かを判別することができる。
　具体的には次のような手順に従って検査することができる。
　先ず、第１の検出コイル１１と第２の検出コイル１２とに標準となる物体４１をそれぞれに向けて配置する。そして、励起コイル１３に励起信号を出力し、第１の検出コイル１１からの信号と第２の検出コイル１２からの信号との差分信号がゼロになるように、第１の増幅部２７、第２の増幅部２８の一方又は双方の増幅率を調整する。なお、この調整は検査のたびに行う必要は必ずしもない。
　次に、第１の検出コイル１１側、第２の検出コイル１２側の何れか一方を、検査対象物と置き換える。そして、励起コイル１３に励起信号を入力し、第１の検出コイル１１からの信号と第２の検出コイル１２からの信号との差分信号の出力の有無を判定する。差分信号から出力があれば、検査対象物４２が基準となる標準の物体４１と異なっている、と判定することができる。
　この検査方法による検出感度は、第１の検出コイル１１、第２の検出コイル１２の磁気的な対称性、つまり、機械的な及び／又は磁気的な製作の精度、標準となる物体と測定対象物との物性的な類似性に依存する。
　図２に示す非接触式センサ１０は、励起コイル１３と第１の検出コイル１１と第２の検出コイル１２とを備えて、これらで磁気回路が構成され、第１の検出コイル１１と第２の検出コイル１２とが磁気回路的に対称に配置されて構成されている。特に、図２に示すように、励起コイル１３に対し第１の検出コイル１１が直交するように配置され、励起コイル１３に対し第２の検出コイル１２が直交するように配置され、第１の検出コイル１１が一つのコイル又は直列接続された複数のコイル１５ａ，１５ｂにより構成され、第２の検出コイル１２が一つのコイル又は直列接続された複数のコイル１６ａ，１６ｂにより構成されている。よって、非接触式センサ１０は、第１の検出コイル１１での基準の状態との違いの検出が、第２の検出コイル１２での基準の状態との違いの検出にそのまま直接に反映される構造となっている。
　以上説明したように、本発明の実施形態によれば、検査対象物の有無、基準となる標準の物体との異同などを高感度にかつ簡便に判断することができる。前述の説明では、第１の検出コイル１１と第２の検出コイル１２側の何れにも同一の物体を配置した後、励起コイル１３への励起信号を出力して、差分計算部２３からの出力がゼロになるように第１の増幅部２７、第２の増幅部２８の何れか一方又は双方を調整した。
　これは非接触式センサ１０の調整の一例であって、次のようにしてもよい。第１の検出コイル１１と第２の検出コイル１２側の何れにも何も配置しないで励起コイル１３への励起信号を出力して、差分計算部２３からの出力値を記憶しておく。その後、第１の検出コイル１１側、第２の検出コイル１２側の何れか一方に検査対象物４２を配置して、差分計算部２３において第１の検出コイル１１からの信号と第２の検出コイル１２からの信号との差分を計算するときに、記憶しておいた出力値を差し引いてもよい。または、第１の検出コイル１１と第２の検出コイル１２側の何れにも同一の物体４１を配置した後に、励起コイル１３への励起信号を出力して、差分計算部２３からの出力値を記憶しておく。その後、第１の検出コイル１１側、第２の検出コイル１２側の何れか一方の物体４１を検査対象物４２と置き換え、差分計算部２３において第１の検出コイル１１からの信号と第２の検出コイル１２からの信号との差分を計算するときに、記憶しておいた出力値を差し引いてもよい。
　なお、第１の検出コイル１１と第２の検出コイル１２側の何れにも同一の物体を配置しないで、第１の増幅器２７、第２の増幅器２８の何れか一方又は双方の調整をしたり、差分計算部２３からの出力値を記憶してその出力値を検査の都度差し引いたりしてもよい。
　［非接触式センサのバリエーション］
　図４は図２とは異なる非接触式センサを示し、（ａ）は概念図、（ｂ）は斜視図である。非接触式センサ５０は、第１の入力部２１に配線で接続される第１の検出センサ５１と、第２の入力部２２に配線で接続される第２の検出センサ５２と、第４の増幅部３０に配線で接続される励起コイル５３とを含んで構成される。
　図４に示す形態では、磁路形成部材５４を有している。磁路形成部材５４は、第１の磁路形成部５４ａと第２の磁路形成部５４ｂとを備える。第１の磁路形成部５４ａは、円筒状の外周部５４ｃと、その外周部５４ｃの上下端から等距離に設けられた円盤状の連結部５４ｄと、を備える。第２の磁路形成部５４ｂは、連結部５４ｄから上下に装着用の軸部５４ｅ，５４ｆを備える。磁路形成部材５４は、鉄製の部材同士を連結しても良く、第１の検出コイル５１、第２の検出コイル５２及び励起コイル５３を保持することから、支持部材と呼んでも良い。磁路形成部材５４はフェライト等で形成されて、ヨークとなる。
　励起コイル５３は、上側コイル５３ａと下側コイル５３ｂとが直列接続して構成される。上側コイル５３ａは上側の軸部５４ｅに連結部５４ｄと対向するように装着され、下側コイル５３ｂは下側の軸部５４ｆに連結部５４ｄと対向するように装着される。励起コイル５３は、点線で示す矢印のように磁力線ＦＭを形成するように、上側コイル５３ａと下側コイル５３ｂとが巻線で接続される。
　よって、上側コイル５３ａからの磁力線ＦＭが第１の検出コイル５１を貫き、下側コイル５３ｂからの磁力線ＦＭが第２の検出コイル５２を貫き、上側コイル５３ａと第１の検出コイル５１とを貫く磁力線ＦＭに示すように第１の磁気回路が形成され、下側コイル５３ｂと第２の検出コイル５２とを貫く磁力線ＦＭに示すように第２の磁気回路が形成され、円環状の部分である連結部５４において磁力線ＦＭが基準状態では等しい大きさで同じ方向で重なり合い、第１の磁気回路と第２の磁気回路とで並列接続になっている。
　従って、励起コイル５３が二つのコイル５３ａ，５３ｂで構成されても、第１の検出コイル５１側の第１の磁気回路と第２の検出コイル５２側の第２の磁気回路とが並列接続され、第１の磁気回路に流れる磁束の変化分が第２の磁気回路に流れたり、第２の磁気回路に流れる磁束の変化分が第１の磁気回路に流れたりする。
　なお、第１の検出コイル５１は上側の軸部５４ｅに装着され、第２の検出コイル５２は下側の軸部５４ｆに装着される。第１の検出コイル５１は上側の軸部５４ｅの先端側に装着され、第２の検出コイル５２は下側の軸部５４ｆの先端側に装着される。
　図４に示す非接触式センサ５０は、励起コイル５３と第１の検出コイル５１と第２の検出コイル５２とを磁気回路を構成するように備え、第１の検出コイル５１と第２の検出コイル５２とが磁気回路的に対称に構成されている。特に、図４に示すように、励起コイル５３に対し、第１の検出コイル５１と第２の検出コイル５２とが同軸上に配置されている。よって、非接触式センサ５０は、第１の検出コイル５１での基準の状態との違いの検出が、第２の検出コイル５２での基準の状態との違いの検出にそのまま直接に反映される構造となっている。
　図５は、図２及び図４とは異なる非接触式センサの構造図である。非接触式センサ６０は、第１の入力部２１に配線で接続される第１の検出コイル６１と、第２の入力部２２に配線で接続される第２の検出用コイル６２と、第４の増幅部３０に配線で接続される励起コイル６３と、を含んで構成される。図５に示す形態では、Ｈ形状を有する磁路形成部材６４を有している。磁路形成部材６４は、長手方向である横に延びる第１の磁路形成部６４ａと第２の磁路形成部６４ｂとが、短手方向である縦に延びる第３の磁路形成部６４ｃの両側に連結されて構成されている。なお、磁路形成部材６４は、鉄製の部材同士を連結しても良く、第１の検出コイル６１、第２の検出コイル６２及び励起コイル６３を保持することから、支持部材と呼んでも良い。また、磁路形成部材６４は、フェライト等で形成されて、ヨークとなる。
　第１の検出コイル６１は、第１の磁路形成部６４ａにおいて第３の磁路形成部６４ｃとの連結位置に対して一方側に装着されている。第２の検出コイル６２は、第１の磁路形成部６４ａにおいて第３の磁路形成部６４ｃとの連結位置に対して他方側に装着されている。
　励起コイル６３は、二つのコイル６３ａ、６３ｂで構成され、コイル６３ａが第１の磁路形成部６４ａにおいて第３の磁路形成部６４ｃとの連結位置の一方側に装着されている。コイル６３ｂは第１の磁路形成部６４ａにおいて第３の磁路形成部６４ｃとの連結位置の他方側に装着されている。
　よって、コイル６３ａからの磁力線ＦＭが第１の検出コイル６１を貫き、コイル６３ｂからの磁力線ＦＭが第２の検出コイル６２を貫き、コイル６３ａと第１の検出コイル６１とを貫く磁力線ＦＭに示すように第１の磁気回路が形成され、コイル６３ｂと第２の検出コイル６２とを貫く磁力線ＦＭに示すように第２の磁気回路が形成され、第３の磁路形成部材６４ｃにおいて磁力線ＦＭが基準状態では等しい大きさで同じ方向で重なり合い、第１の磁気回路と第２の磁気回路とで並列接続になっている。
　従って、励起コイル６３を二つのコイル６３ａ，６３ｂで構成しても、第１の検出コイル６１側の第１の磁気回路と第２の検出コイル６２側の第２の磁気回路とが並列接続され、第１の磁気回路に流れる磁束の変化分が第２の磁気回路に流れたり、第２の磁気回路に流れる磁束の変化分が第１の磁気回路に流れたりする。
　図５に示す非接触式センサ６０は、励起コイル６３と第１の検出コイル６１と第２の検出コイル６２とを備えて、これらで磁気回路が構成され、第１の検出コイル６１と第２の検出コイル６２とが磁気回路的に対称に配置されて構成されている。特に、図５に示すように、励起コイル６３に対し、第１の検出コイル６１と第２の検出コイル６２とが同軸上に配置され、励起コイル６３がコイル６３ａとコイル６３ｂとで構成されており、磁路形成部材６４が長手方向の部材である第１及び第２の磁路形成部材６４ａ，６４ｂと短手方向の部材である第３の磁路形成部材６４ｃとを連結して構成されている。コイル６３ａとコイル６３ｂとが同軸に対してほぼ直交する第３の磁路形成部６４ｃによって第１の検出コイル６１側と第２の検出コイル６２側とに分けて第１磁路形成部材６４ａにそれぞれ装着されている。よって、非接触式センサ６０は、第１の検出コイル６１での基準の状態との違いの検出が、第２の検出コイル６２での基準の状態との違いの検出にそのまま直接に反映される構造となっている。
　図６は、図２、図４及び図５とは異なる非接触式センサの概念図である。非接触式センサ７０は、第１の入力部２１に配線で接続される第１の検出コイル７１と、第２の入力部２２に配線で接続される第２の検出コイル７２と、第４の増幅部３０に配線で接続される励起コイル７３と、第１の検出コイル７１、第２の検出コイル７２及び励起コイル７３を保持する支持部材７４を含んで構成される。支持部材７４は、図６に示す形態では棒状のＩ形状を有している。支持部材７４は、鉄製の棒材同士を連結しても良い。支持部材７４は、フェライト等で形成されて、ヨークとなる。
　第１の検出コイル７１は支持部材７４の一端部に装着され、第２の検出コイル７２は支持部材７４の他端部に装着され、励起コイル７３は二つのコイル７３ａ，７３ｂで構成され、支持部材７４のうち両端からの距離が等しい位置に装着されている。支持部材７４は、励起コイル７３の一部であるコイル７３ａを支持する第１の支持部７４ａと、励起コイル７３の残部であるコイル７３ｂを支持する第２の支持部７４ｂと、第１の支持部７４ａと第２の支持部７４ｂとを連結する連結部７４ｃで構成され、少なくとも連結部７４ｃは非磁性材料で構成されている。コイル７３ａとコイル７３ｂとは同じ大きさの磁界を生じさせるように構成され、コイル７３ａとコイル７３ｂとは支持部材７４に沿って離間して配置される。よって、コイル７３ａによる磁界とコイル７３ｂによる磁界が反発して重ならない。なお、コイル７３ａとコイル７３ｂとは上下の軸方向に対して逆向きの磁界を生じるように直列接続され、その直列接続された一対のコイルの両端が第４の増幅部３０に配線で接続されている。または、コイル７３ａとコイル７３ｂとは上下の軸方向に対して逆向きの磁界を生じるようにコイル７３ａ，７３ｂの両端が並列に第４の増幅部３０に配線で接続されている。
　よって、コイル７３ａからの磁力線ＦＭが第１の検出コイル７１を貫き、コイル７３ｂからの磁力線ＦＭが第２の検出コイル７２を貫き、コイル７３ａと第１の検出コイル７１とを貫く磁力線ＦＭに示すように第１の磁気回路が形成され、コイル７３ｂと第２の検出コイル７２とを貫く磁力線ＦＭに示すように第２の磁気回路が形成され、第１の磁気回路で生じる磁界分布と第２の磁気回路で生じる磁界分布とが、上下で対称となっている。また、外界の影響を受け難いように、支持部材７４とは別に、円筒状の磁路形成部材７５を設けて、その中に、第１の検出コイル７１と第２の検出コイル７３と励磁コイル７３を支持した支持部材７４を設けるようにすることが好ましい。磁路形成部材７５はフェライト等で作製されることが好ましい。
　非接触式センサ７０は、軸周りにも対称であり、軸部分に第１の検出コイル７１、第２の検出コイル７２及び励起コイル７３が装着されており、軸部分の寸法幅を小さくすることで、高い検出分解能を有する。よって、微小領域の検査や検査対象物が小さくても対応することができる。
　図６に示す非接触式センサ７０は、励起コイル７３と第１の検出コイル７１と第２の検出コイル７２とを備えて、これらで磁気回路が構成され、第１の検出コイル７１と第２の検出コイル７２とが磁気回路的に対称に配置されて構成されている。特に、図６に示すように、励起コイル７３に対し、第１の検出コイル７１と第２の検出コイル７２とが同軸上に配置されている。よって、非接触式センサ７０は、第１の検出コイル７１での基準の状態との違いの検出が、第２の検出コイル７２での基準の状態との違いの検出にそのまま直接に反映される構造となっている。このような非接触式センサ７０では、コイル７３ａとコイル７３との隙間の領域では、磁界が反発しているので、例えば第１の検出コイル７１側の磁界が強まると、第２の検出コイル７２側の磁界が影響を受け、第２の検出コイル７２側の磁界が弱まる。逆に、第２の検出コイル７２側の磁界が強まると、第１の検出コイル７１側の磁界が影響を受け、第１の検出コイル７１側の磁界が弱まる。よって、第１の検出コイル７１と第２の検出コイル７２での検出信号の差分が大きくなり、検出感度が向上する。
［検査方法のバリエーション］
　検査方法は上述した形態に限らず、次のように変更してもよい。発振部２５により生成する信号を所定の周波数の範囲において、例えば１ｋＨｚから１０００ｋＨｚまでの間で段階的に変化させる。測定物質からの信号は、測定周波数毎に変化し、その変化の状況は一般に物質毎に異なるので、より多くの周波数での信号の変化を調べることにより、判別精度が向上する。検出対象物の形状、寸法、さらに検査対象物とセンサとの位置関係は差分信号に影響するが、検出対象物の形状、寸法、さらに検査対象物とセンサとの位置関係が測定毎に一致していると、より微妙な差異を判定することができる。また、検査対象物の大きさがセンサの大きさに比べて、検査対象物の形状、寸法さらに検査対象物とセンサとの位置関係が無視できるほど大きい場合には、検査対象物質に対するセンサ位置にかかわらず、検査対象物の素材についての差異を判定することができる。
　端末装置４０から信号処理部２４中に格納されているデータを取り出し、差分計算部２３から出力された信号の周波数依存性、すなわち、信号の周波数毎に異なる振幅と位相の情報を複素平面上に表し、検査対象物４２の物性を反映した状態をビジュアル的に把握することができる。前述のように、測定周波数を変化させると、励起信号に対する差分信号の変化を、複素平面上に点ではなく、軌跡として求めることができる。
　これにより、検査対象物４２や基準となる材料４１の物性値（透磁率、導電率など）や、標準となる寸法等により、第１の検出コイルで検出する信号と第２の検出コイルで検出する信号とに差分が生じることにより、より高精密な検査が実現される。
　図３に示すような非接触式センサ１０を作製した。ポリエステルを被覆した銅線を巻き線として使用しボビンに巻いたものを５つ作製し、Ｈ形状の磁路形成部材１４に対し、第３の磁路形成部１４ｃに一つ、第１の磁路形成部１４ａと第２の磁路形成部１４ｂにおいて第３の磁路形成部１４ｃとの接続箇所よりも上下にそれぞれ一つずつ装着した。磁路形成部材１４は材質として純鉄のものを用いた。Ｈ形状の磁路形成部材１４は、第１の磁路形成部１４ａ、第２の磁路形成部１４ｂの長さを約７ｃｍとし、第１の磁路形成部１４ａと第２の磁路形成部１４ｂの中心間隔を約３.５ｃｍとした。
　発振部２５は、周波数を１０ｋＨｚから１００ｋＨｚまでの間で９１区間を一括走査するようにした。走査間隔としては１ｋＨｚとし、出力開始から検査物からの応答信号が安定するまでの待機時間を動作安定待機時間として１０ｍｓｅｃとした。
　第１の検出コイル１１側には何も配置しないで、空気を測定対象とした。第２の検出コイル１２側には、縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚み３ｍｍの板を配置した。第２の検出コイル１２と測定対象物４２である板との間には隙間を設けないようにした。つまり、リフトオフなしの状態とした。
　板の材質としては、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、真鍮、アルミニウム、銅、鉄の６種類とした。
　図７は、各板を第２の検出コイルに対して配置したときの差分信号を複素平面上に表示したグラフである。横軸は実軸であり、縦軸は虚軸である。図７に示すように、差分信号が板の材質により、ＳＵＳ３０４では「△」プロットのように、ＳＵＳ３１６では「▲」プロットのように、真鍮では「○」プロットのように、アルミニウムでは「□」プロットのように、銅では「■」プロットのように、鉄では「●」プロットのように、差分信号が異なる。よって、本発明の実施形態に係る検査方法によれば、測定対象物の材質を判別することが可能となる。
　例えば、基準となる物体４１に対して、測定対象物４２としての物体が異なると、寸法が同じでも、差分信号の複素平面上での挙動が異なることから、基準物質とは異なる材料の測定対象物であることが分かる。また、この実施例では、周波数を１０ｋＨｚから１００ｋＨｚに増加している。図７の各プロットは周波数毎のデータである。鉄のサンプルについて、１０Ｋｚ、２０ｋＨｚ、３０ｋＨｚと一部示しているように、周波数毎に変化する。よって、測定周波数を変化させると、励起信号に対する差分信号の変化を、複素平面上に点ではなく、軌跡として求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１は、検査対象物が基準となる物体と材質が異なることを推定できる可能性の大小を示したものである。異なる材質の可能性が高いものに丸（○）を付し、低いものに三角（△）を付している。鉄は、他の材質のものと区別でき、銅はアルミニウムを除く材質のものと区別でき、アルミニウムは銅を除く材質のものと区別でき、ＳＵＳ３１６はＳＵＳ３０４を除くものとは区別することができる。なお、銅、アルミニウム、真鍮の何れかの組について差異は大きくはなかった。
　本発明の実施形態によれば、検査対象物や基準となる材料の物性値（透磁率、導電率など）、標準となる寸法等により、第１の検出コイルで検出する信号と第２の検出コイルで検出する信号とに差分が生じ、これにより、高精密な検査が実現される。特に、周波数を段階的に変化させて差分の周波数応答信号を解析することにより、単一の周波数では判別が困難な検査対象に対しても、感度の良い検査が実現される。また、非接触式センサを小型化し、検査装置をユニット構成とし、外部のコンピュータにアプリケーションプログラムを搭載することで、全体としてシステム化され、小型化することができる。
　本発明の実施形態での非接触式センサ及び検査システムを使用することにより、異物の混入、施した熱処理が基準に達しない素材などを即座に判断することができる。そのため、非接触式センサ及び検査システムを工場のラインに一又は複数設置することにより、量産工程において各種の検査を行うことができる。また、本検査システムでは、僅かな変化を高感度で検査することができるため、金属内部のひび割れや結晶の異常に起因する物理量をモニターすることができる。得られた差分信号の波形は金属によって異なり、その波形を解析することにより、素材の判別、さびやひび割れ、金属疲労などを波形の乱れから推定することができる。本発明の実施形態に係る非接触式センサ及び検査システムによれば、このような多様な解析をすることができる。
　１：検査システム
１０：非接触式センサ
１１：第１の検出コイル
１２：第２の検出コイル
１３：励起コイル
１４：磁路形成部材
１４ａ：第１の磁路形成部
１４ｂ：第２の磁路形成部
１４ｃ：第３の磁路形成部
１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ：コイル
２０：検査装置
２１：第１の入力部
２２：第２の入力部
２３：差分計算部
２４：信号処理部
２５：発振部
２６：制御部
２７：第１の増幅部
２８：第２の増幅部
２９：第３の増幅部
３０：第４の増幅部
４１：物体（基準となる材料）
４２：物体（検査測定物）
５０：非接触式センサ
５１：第１の検出センサ
５２：第２の検出センサ
５３：励起コイル
５３ａ：上側コイル
５３ｂ：下側コイル
５４：磁路形成部材
５４ａ：第１の磁路形成部
５４ｂ：第２の磁路形成部
５４ｃ：外周部
５４ｄ：連結部
５４ｅ、５４ｆ：軸部
６０：非接触式センサ
６１：第１の検出コイル
６２：第２の検出用コイル
６３：励起コイル
６３ａ，６３ｂ：コイル
６４：磁路形成部材
６４ａ：第１の磁路形成部
６４ｂ：第２の磁路形成部
６４ｃ：第３の磁路形成部
７０：非接触式センサ
７１：第１の検出コイル
７２：第２の検出用コイル
７３：励起コイル
７３ａ，７３ｂ：コイル
７４：支持部材
７４ａ：第１の支持部
７４ｂ：第２の支持部
７４ｃ：連結部
７５：磁路形成部材

 

Claims (9)

  1. 　非接触式センサが取り付けられる検査装置であり、
    　前記非接触式センサが、励起コイルと第１の検出コイルと第２の検出コイルとを備え、前記励起コイルと前記第１の検出コイルと前記第２の検出コイルとにより磁気回路が構成され、前記第１の検出コイルと前記第２の検出コイルとが磁気回路的に対称に構成され、
    　前記検査装置が、
    　前記第１の検出コイルからの信号が入力される第１の入力部と、
    　前記第２の検出コイルからの信号が入力される第２の入力部と、
    　前記第１の入力部からの第１の信号と前記第２の入力部からの第２の信号との差分を計算する差分計算部と、
    　前記差分計算部により計算された差分信号を処理する信号処理部と、
    　前記励起コイルへの励起信号と前記信号処理部への参照信号とを生成する発振部と、
    を備える、検査装置。
  2. 　前記発振部は、周波数を段階的に変化させて発振する、請求項１に記載の検査装置。
  3. 　前記第１の検出コイルは基準となる材料と磁気的に結合し、前記基準となる材料と前記第１の検出コイルと前記励起コイルとで第１の磁気回路が構成され、
    　前記第２の検出コイルは測定対象物と磁気的に結合し、前記測定対象物と前記第２の検出コイルと前記励起コイルとで第２の磁気回路が構成され、
    　前記差分計算部が前記差分を計算することにより、前記第１の磁気回路中に流れる磁束と前記第２の磁気回路に流れる磁束とが比較される、請求項１又は２に記載の検査装置。
  4. 　外部との間でデータを入出力すると共に、前記第１の入力部、前記第２の入力部、前記差分計算部及び前記信号処理部を制御する制御部を備える、請求項１乃至３の何れかに記載の検査装置。
  5. 　励起コイルと第１の検出コイルと第２の検出コイルとを備え、
    　前記励起コイルと前記第１の検出コイルと前記第２の検出コイルとが磁気回路を構成し、
    　前記第１の検出コイルと前記第２の検出コイルとが磁気回路的に対称に構成された、非接触式センサ。
  6. 　前記励起コイルに対し、前記第１の検出コイルと前記第２の検出コイルとが直交するように配置され、前記第１の検出コイル及び前記第２の検出コイルがそれぞれ一のコイル又は直列接続された複数のコイルにより構成される、請求項５に記載の非接触式センサ。
  7. 　前記励起コイルに対し、前記第１の検出コイルと前記第２の検出コイルとが同軸上に配置されている、請求項５に記載の非接触式センサ。
  8. 　請求項５に記載の非接触式センサを用いて、
    　前記第１の検出コイルを基準となる材料と磁気的に結合させておき、
    　前記第２の検出コイルを測定対象物と磁気的に結合させて、前記励起コイルに励起信号を入力し、前記第１の検出コイルからの信号と前記第２の検出コイルからの信号との差分を求め、その差分により測定対象物が基準となる材料と物性的に又は寸法的に異なるか否かを判断する、検査方法。
  9. 　前記励起信号の周波数を段階的に変化させる、請求項８に記載の検査方法。

     
PCT/JP2016/080453 2016-03-18 2016-10-13 検査装置、検査方法及び非接触式センサ Ceased WO2017158898A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/084,028 US11054393B2 (en) 2016-03-18 2016-10-13 Inspection device, inspection method and non-contact sensor
CN201680083325.8A CN109952506B (zh) 2016-03-18 2016-10-13 检查装置、检查方法以及非接触式传感器
EP16894515.2A EP3441753B1 (en) 2016-03-18 2016-10-13 Inspection device and inspection method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-056194 2016-03-18
JP2016056194A JP6283965B2 (ja) 2016-03-18 2016-03-18 検査装置、検査方法及び非接触式センサ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017158898A1 true WO2017158898A1 (ja) 2017-09-21

Family

ID=59850814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/080453 Ceased WO2017158898A1 (ja) 2016-03-18 2016-10-13 検査装置、検査方法及び非接触式センサ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11054393B2 (ja)
EP (1) EP3441753B1 (ja)
JP (1) JP6283965B2 (ja)
CN (1) CN109952506B (ja)
WO (1) WO2017158898A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108710151A (zh) * 2018-04-17 2018-10-26 五邑大学 一种轮胎金属异物检测系统
JP2019148424A (ja) * 2018-02-26 2019-09-05 Ｊｆｅスチール株式会社 鋼板の磁気変態率測定装置
JPWO2021251129A1 (ja) * 2020-06-09 2021-12-16

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1028174B1 (fr) * 2020-03-30 2021-10-25 Safran Aero Boosters Module d’attraction et de detection de debris
EP4109087A1 (en) * 2021-06-21 2022-12-28 NV Bekaert SA Device for in-line monitoring the room temperature microstructure variations
CN114062808A (zh) * 2021-11-09 2022-02-18 衡阳镭目科技有限责任公司 检测极耳质量的装置
CN114089208A (zh) * 2021-11-09 2022-02-25 衡阳镭目科技有限责任公司 检测极耳质量的方法和装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6095304A (ja) * 1983-09-27 1985-05-28 コミツサレ・ア・レナジイ・アトミツク 近接渦電流変換器およびこれを使用する導電性金属面の近接測定装置
JPS6158U (ja) * 1984-06-07 1986-01-06 ティーディーケイ株式会社 高感度センサ
JPH07175315A (ja) * 1993-11-08 1995-07-14 Ricoh Co Ltd 二成分系現像剤のトナー濃度測定方法及び装置
JPH0743650Y2 (ja) * 1988-10-26 1995-10-09 グローリー工業株式会社 磁性物質識別装置
JPH08160005A (ja) * 1994-12-01 1996-06-21 Hihakai Kensa Kk 非磁性体層を有する磁性体の探傷装置及び磁性体の探傷装置並びに磁性体の探傷方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6061655A (ja) 1983-08-26 1985-04-09 ヘルベルト　バウムガルトナー 非破壊材料検査方法及び装置
IT1239326B (it) * 1990-05-10 1993-10-19 Neoform Di Bortolo Da Pra' & C. Dispositivo formante cerniera elastica, vantaggiosamente cerniera per occhiali
GB2255184B (en) * 1991-04-22 1995-08-16 Tokyo Gas Co Ltd Flaw detector for metal material
JPH10206394A (ja) 1997-01-23 1998-08-07 Hitachi Ltd ジルコニウム合金部材の非破壊検査方法および装置
JP2008102073A (ja) 2006-10-20 2008-05-01 Jfe Steel Kk 電磁気特性測定方法および装置
US9678175B2 (en) * 2010-07-26 2017-06-13 Radiation Monitoring Devices, Inc. Eddy current detection
CN102230914B (zh) * 2011-03-31 2012-11-21 厦门安锐捷电子科技有限公司 一种基于电磁谐振的金属材料的无损检测方法
GB2481482B (en) 2011-04-27 2012-06-20 Univ Manchester Improvements in sensors
EP2574912B1 (en) * 2011-09-29 2019-12-04 ABB Schweiz AG Arrangement for crack detection in metallic materials
AU2013257764B2 (en) * 2012-05-10 2015-08-20 Sandvik Mining And Construction Rsa (Pty) Ltd Ore analysis system
JP6242155B2 (ja) * 2013-10-29 2017-12-06 大日機械工業株式会社 非破壊検査装置および非破壊検査方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6095304A (ja) * 1983-09-27 1985-05-28 コミツサレ・ア・レナジイ・アトミツク 近接渦電流変換器およびこれを使用する導電性金属面の近接測定装置
JPS6158U (ja) * 1984-06-07 1986-01-06 ティーディーケイ株式会社 高感度センサ
JPH0743650Y2 (ja) * 1988-10-26 1995-10-09 グローリー工業株式会社 磁性物質識別装置
JPH07175315A (ja) * 1993-11-08 1995-07-14 Ricoh Co Ltd 二成分系現像剤のトナー濃度測定方法及び装置
JPH08160005A (ja) * 1994-12-01 1996-06-21 Hihakai Kensa Kk 非磁性体層を有する磁性体の探傷装置及び磁性体の探傷装置並びに磁性体の探傷方法

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
H. HOSHIKAWA: "Feature article: Eddy current inspection, Recent trend of eddy current inspection", INSPECTION ENGINEERING, vol. 9, no. 1, 1 January 2004 (2004-01-01), pages 1 - 5
H. HOSHIKAWA; K. OGAWA; S. MITSUHASHI: "Eddy Current and Magnetic Flux Leakage Testing of Magnetic Material by Uniform Eddy Current Probe", NON-DESTRUCTIVE INSPECTION, vol. 54, no. 2, February 2005 (2005-02-01)
J. KOIDO: "Feature article: Eddy current inspection, Rebar inspection using electromagnetic induction", INSPECTION ENGINEERING, vol. 9, no. 1, 1 January 2004 (2004-01-01), pages 15 - 19
M. HASHIMOTO: "Feature article: Eddy current inspection, Current state of analysis technology in eddy current inspection", INSPECTION ENGINEERING, vol. 9, no. 1, 1 January 2004 (2004-01-01), pages 6 - 9
See also references of EP3441753A4
T. HIROSHIMA; T, FUJIMOTO; S. MATSUNAGA: "Feature article: Eddy current inspection, Inspection of welded part and mechanical parts using a 8 probe", INSPECTION ENGINEERING, vol. 9, no. 1, 1 January 2004 (2004-01-01), pages 10 - 14

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019148424A (ja) * 2018-02-26 2019-09-05 Ｊｆｅスチール株式会社 鋼板の磁気変態率測定装置
CN108710151A (zh) * 2018-04-17 2018-10-26 五邑大学 一种轮胎金属异物检测系统
JPWO2021251129A1 (ja) * 2020-06-09 2021-12-16
WO2021251129A1 (ja) * 2020-06-09 2021-12-16 国立大学法人大阪大学 磁性体検査装置、及び、磁性体検査方法
US12235240B2 (en) 2020-06-09 2025-02-25 Osaka University Magnetic body inspection apparatus and magnetic body inspection method
JP7688420B2 (ja) 2020-06-09 2025-06-04 国立大学法人大阪大学 磁性体検査装置、及び、磁性体検査方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP6283965B2 (ja) 2018-02-28
US20200292498A1 (en) 2020-09-17
EP3441753B1 (en) 2023-05-03
CN109952506B (zh) 2022-12-27
EP3441753A4 (en) 2020-02-05
CN109952506A (zh) 2019-06-28
US11054393B2 (en) 2021-07-06
EP3441753A1 (en) 2019-02-13
JP2017173002A (ja) 2017-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6283965B2 (ja) 検査装置、検査方法及び非接触式センサ
JP3572460B2 (ja) 渦流探傷用プローブ
JP4756409B1 (ja) 交番磁場を利用した非破壊検査装置および非破壊検査方法
EP3376216B1 (en) Method for eddy-current testing of electrically conductive objects and device for realizing said method
Ou et al. Surface and back-side defects identification combined with magnetic flux leakage and boundary magnetic perturbation
JP4804006B2 (ja) 探傷プローブ及び探傷装置
JP3572452B2 (ja) 渦流探傷用プローブ
JP2003232776A (ja) 渦流探傷装置および渦流探傷方法
JP2016057225A (ja) 渦電流探傷センサ装置
JP6378554B2 (ja) 非破壊検査装置および非破壊検査方法
JPS6232355A (ja) 渦流探傷試験装置
KR102501153B1 (ko) 자기 증분 투자율을 이용한 금속 3d 프린팅 부재 항복강도 계측 방법 및 이를 위한 계측 시스템
Wang et al. An eddy current testing probe with dual-frequency excitation to detect deep cracks
RU2710080C1 (ru) Устройство определения положения малоразмерных металлических включений в изделиях из композитных материалов
JPS6011493Y2 (ja) 電磁誘導検知装置
KR20190061933A (ko) 자기 센서 배열을 이용한 리사주선도 도시 장치
Hayashi et al. Detection of the weak magnetic properties change of stainless-steel welding parts by low frequency magnetic imaging
JP5013363B2 (ja) 非破壊検査装置
JPS6015020B2 (ja) 直交交差磁界による電磁誘導検知装置
JP2021001813A (ja) 非破壊検査用磁気センサ及び非破壊検査装置
JPS5910846A (ja) 金属表面の渦電流探傷装置
Bensalem et al. Thickness measurement of metallic plates using eddy current nondestructive evaluation system based on dual-liftoffs variations
RU2651618C1 (ru) Способ вихретокового контроля протяжённых электропроводящих объектов и устройство для его реализации
JPH08226914A (ja) 渦電流探傷装置
HYUGAª¹ et al. Coil Design of The Semicirucular∞ Coils

Legal Events

Date Code Title Description
DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16894515

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016894515

Country of ref document: EP

Effective date: 20181018