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JP2890364B2 - Online magnetic diagnostic head - Google Patents
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JP2890364B2 - Online magnetic diagnostic head - Google Patents

Online magnetic diagnostic head

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JP2890364B2
JP2890364B2 JP7081793A JP7081793A JP2890364B2 JP 2890364 B2 JP2890364 B2 JP 2890364B2 JP 7081793 A JP7081793 A JP 7081793A JP 7081793 A JP7081793 A JP 7081793A JP 2890364 B2 JP2890364 B2 JP 2890364B2
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magnetic
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poles
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  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、被測定物の磁気的性質
からその機械的性質等の材質や応力をオンラインで非破
壊的に検査するために使用する磁気ヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic head used for online non-destructive inspection of materials and stresses such as mechanical properties of an object to be measured from its magnetic properties.

【0002】[0002]

【従来の技術】材料の磁気的性質が、結晶粒径や析出物
などの組織やひずみに依存することを利用して、被測定
物の材質や応力を非破壊的に検査することが試みられて
いる。例えば、透磁率を測定して鋼材の引っ張り強さを
見積もる方法、保磁力によって焼き入れ硬度を見積もる
方法等がある。最近、磁化の不連続変化に起因するバル
クハウゼンノイズを用いた方法が注目され、それを用い
て軟鋼の疲労強度(L.P.Karjalainen ら,IEEE Trans.
Mag. MAG16, 514(1980) )や工具綱の靱性を推定する方
法(仲居ら,鉄と鋼,75, 833(1989) )などが提唱され
ている。また、炭素鋼のα−Fe粒径および析出したセ
メンタイト粒径とバルクハウゼンノイズの相関関係も理
論的に考察されている(H. Sakamoto ら,IEEE Trans.
Mag. MAG23, 2236(1987))。
2. Description of the Related Art It has been attempted to nondestructively inspect the material and stress of an object to be measured by utilizing the fact that the magnetic properties of a material depend on the structure and strain such as crystal grain size and precipitates. ing. For example, there are a method of estimating the tensile strength of a steel material by measuring magnetic permeability, and a method of estimating quenching hardness by a coercive force. Recently, attention has been paid to a method using Barkhausen noise caused by discontinuous change in magnetization, and the fatigue strength of mild steel (LPKarjalainen et al., IEEE Trans.
Mag. MAG16, 514 (1980)) and a method for estimating the toughness of tool steels (Nakai et al., Iron and Steel, 75, 833 (1989)). Also, the correlation between the α-Fe grain size of carbon steel, the precipitated cementite grain size, and Barkhausen noise has been theoretically considered (H. Sakamoto et al., IEEE Trans.
Mag. MAG23, 2236 (1987)).

【0003】一般に被測定物を励磁する方法として、電
流貫通法、通電法、コイル法、およびヨーク法がある。
これらの中で、ヨーク法は、実ラインで製造される鉄鋼
製品や既設構造物などの比較的大きな製品の一部分にあ
てるだけで簡便にそれを励磁できる利点があるので、前
記した材質検査や応力測定の励磁用として使用されてい
る。被測定物の磁化の検出法に関しては、ヨーク法、ホ
ール素子法、磁気抵抗素子法などがあるが、被測定物の
温度の影響を受けにくいヨーク法が簡便である。しか
し、温度の影響がない場合には後者の2つの方法も使用
可能である。
In general, there are a current penetration method, an energizing method, a coil method, and a yoke method as a method of exciting an object to be measured.
Among these, the yoke method has an advantage that it can be easily excited simply by applying it to a part of a relatively large product such as a steel product or an existing structure manufactured on an actual line. Used for excitation of measurement. As a method for detecting the magnetization of the DUT, there are a yoke method, a Hall element method, a magnetoresistive element method, and the like. The yoke method, which is less affected by the temperature of the DUT, is simple. However, the latter two methods can also be used if there is no temperature effect.

【0004】ヨーク法による励磁ヘッドと検出ヘッドは
通常、被測定物に対して、図4に示すように配置され
る。励磁ヘッドコア9および検出ヘッドコア3の材料と
しては、珪素綱、パーマロイ、ソフトフェライト、等の
軟質磁性材料が用いられる。励磁コイル10に流す電流
波形を三角波、あるいは正弦波にすることによって、そ
れぞれの波形に対応した励磁磁場が得られる。励磁ヘッ
ドによって発生した磁束6は図4に示したように被測定
物5の中を流れるが、その一部が検出ヘッドを通るため
に検出コイル4には、被測定物の磁化の変化に起因する
電圧が誘起される。この電圧を検出した後、信号処理す
ることによって、バルクハウゼンノイズやB−Hループ
を求めることができ、これらの磁気的性質から被測定物
の材質や応力を被破壊的に評価することができる。
[0006] The excitation head and the detection head by the yoke method are usually arranged on the object to be measured as shown in FIG. As a material of the excitation head core 9 and the detection head core 3, a soft magnetic material such as a silicon steel, permalloy, or soft ferrite is used. By setting the waveform of the current flowing through the exciting coil 10 to be a triangular wave or a sine wave, an exciting magnetic field corresponding to each waveform can be obtained. The magnetic flux 6 generated by the excitation head flows through the DUT 5 as shown in FIG. 4, but a part of the magnetic flux 6 passes through the detection head. Voltage is induced. After this voltage is detected, signal processing is performed to obtain Barkhausen noise and a BH loop. From these magnetic properties, the material and stress of the object to be measured can be destructively evaluated. .

【0005】しかし、図4に示した従来の励磁ヘッド
は、コア材としての軟質磁性材料とそれを励磁するため
の励磁コイルから構成されるために、構造が簡単ではな
くなる。また、励磁コイルに流す交流電流を発生させる
ための波形発生器、電力増幅器などの機器が必要であ
り、さらに、それらの機器を精度良く管理しなければな
らず、診断装置全体も大きくなってしまうのみならず、
その管理も煩雑になる。また、オンラインで診断精度を
向上させるためには、被測定物の同一領域を多数回測定
しなければならず、そのためには図4に示した磁気ヘッ
ドを多数ならべる必要があり、装置管理が非常に煩雑に
なる。
However, the structure of the conventional excitation head shown in FIG. 4 is not simple because it is composed of a soft magnetic material as a core material and an excitation coil for exciting it. In addition, devices such as a waveform generator and a power amplifier for generating an alternating current flowing through the excitation coil are required, and these devices must be managed with high accuracy, and the diagnostic device as a whole becomes large. As well,
Its management also becomes complicated. Further, in order to improve the diagnostic accuracy online, it is necessary to measure the same area of the object to be measured many times. For this purpose, it is necessary to arrange a large number of magnetic heads shown in FIG. Is complicated.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の方法は、励磁ヘッドと検出ヘッドからなる磁気ヘッド
によって被測定物の励磁と磁化の検出を行う場合、励磁
ヘッドの構造が複雑であるばかりでなく、励磁電流を発
生させるための機器が必要であり、さらに、それらの管
理も煩雑であり、簡便な磁気診断装置を提供していな
い。
As described above, in the conventional method, the structure of the excitation head is complicated when exciting and detecting the magnetization of the object to be measured by the magnetic head including the excitation head and the detection head. In addition, a device for generating an exciting current is required, and the management of the device is complicated, and a simple magnetic diagnostic device is not provided.

【0007】本発明は、磁気ヘッドによって被測定物の
励磁を行う場合、励磁ヘッドをN極とS極が交互に並ん
だ永久磁石とヨーク材で構成される磁極とすることによ
って、磁気診断ヘッドおよび診断装置全体を小型化、省
電力化するとともに、それらの維持、管理を容易にし、
さらに、被測定物の同一領域の多数回測定を容易にして
診断精度を向上させるオンライン磁気診断ヘッドを提供
することを目的とする。
The present invention provides a magnetic diagnostic head in which, when an object to be measured is excited by a magnetic head, the exciting head is a magnetic pole composed of a permanent magnet in which N poles and S poles are alternately arranged and a yoke material. In addition to reducing the size and power consumption of the diagnostic device as a whole and facilitating their maintenance and management,
It is still another object of the present invention to provide an online magnetic diagnostic head that facilitates multiple measurements of the same area of a device under test and improves diagnostic accuracy.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、下記の通りである。磁性体の局部領域を励磁して
該領域の磁化の変化を検出すべく、励磁ヘッドと検出ヘ
ッドから構成される磁気ヘッドにおいて、前記励磁ヘッ
ドが永久磁石とヨーク材で構成され、該励磁ヘッドが被
測定物の移動方向に対してN極とS極が交互に並んだ磁
極からなり、前記検出ヘッドが該励磁ヘッドの磁極の間
に位置していることを特徴とするオンライン磁気診断ヘ
ッド。
The gist of the present invention is as follows. In order to excite a local region of a magnetic material and detect a change in magnetization in the region, in a magnetic head including an excitation head and a detection head, the excitation head is configured by a permanent magnet and a yoke material, and the excitation head is An on-line magnetic diagnostic head comprising magnetic poles in which N poles and S poles are alternately arranged with respect to a moving direction of an object to be measured, wherein the detection head is located between magnetic poles of the excitation head.

【0009】磁性体の局部領域を励磁して該領域の磁化
の変化を検出すべく、励磁ヘッドと検出ヘッドから構成
される磁気ヘッドにおいて、前記励磁ヘッドが永久磁石
とヨーク材で構成され、該励磁ヘッドが被測定物の移動
方向に対してN極とS極が交互に並んだ磁極からなり、
前記検出ヘッドが被測定物を挟んで該励磁ヘッドの反対
側に位置していることを特徴とするオンライン磁気診断
ヘッド。
In order to excite a local area of a magnetic material and detect a change in magnetization in the area, in a magnetic head including an excitation head and a detection head, the excitation head includes a permanent magnet and a yoke material. The excitation head is composed of magnetic poles in which N poles and S poles are alternately arranged with respect to the moving direction of the object to be measured,
An on-line magnetic diagnostic head, wherein the detection head is located on the opposite side of the excitation head across the object to be measured.

【0010】前記励磁ヘッドおよび前記検出ヘッドが被
測定面に対して二次元的に配置している請求項1もしく
は2に記載のオンライン磁気診断ヘッド。の3つの項目
で構成される。ここで、永久磁石とヨーク材で構成され
る励磁ヘッドは永久磁石を磁極にする場合には、板状の
ヨーク材に永久磁石をN極とS極が交互になるように張
り合わせることによって、前記励磁ヘッドを構成でき
る。ヨーク材を磁極にする場合には、その磁極がN極と
S極が交互になるようにヨーク材の間に永久磁石を張り
合わせることによって、前記励磁ヘッドを構成できる。
3. The on-line magnetic diagnostic head according to claim 1, wherein the excitation head and the detection head are two-dimensionally arranged with respect to the surface to be measured. It consists of three items. Here, when the excitation head composed of the permanent magnet and the yoke material has the permanent magnet as the magnetic pole, the permanent magnet is bonded to the plate-like yoke material so that the N pole and the S pole are alternately arranged. The excitation head can be configured. When the yoke material is a magnetic pole, the excitation head can be configured by laminating permanent magnets between the yoke materials so that the magnetic poles alternate between N and S poles.

【0011】[0011]

【作用】以下、本発明を添付の図面によって詳細に説明
する。本発明に基づく励磁ヘッドと検出ヘッドからなる
オンライン磁気診断ヘッドの概略図を図1および図2に
示す。本発明の特徴は、励磁ヘッドを永久磁石とヨーク
材で構成させることにある。
The present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIGS. 1 and 2 show schematic diagrams of an online magnetic diagnostic head including an excitation head and a detection head according to the present invention. A feature of the present invention resides in that the excitation head is constituted by a permanent magnet and a yoke material.

【0012】先ず、図1(a)および(b)の永久磁石
を励磁ヘッドの磁極とする場合について詳述する。励磁
ヘッドは永久磁石1とヨーク板2で構成される。永久磁
石としては、Nd−Fe−B系、Sm−Co系希土類磁
石あるいはアルニコ磁石、等を用いることができる。ヘ
ッドの磁極の形状に加工されたこれらの永久磁石1を着
磁した後、被測定物の移動方向に対して、N極とS極が
交互になるようにヨーク板2に接着することによって本
発明の励磁ヘッドを構成できる。磁極の極性を交互にす
ることによって、被測定物内の磁束の流れ6の方向に被
測定物を磁化することができる。ヨーク板2には、珪素
綱、パーマロイ、等の軟質磁性材料を用いることができ
る。低価格のヨーク材として、通常の鉄板も使用可能で
ある。ここで、被測定物の移動方向の磁極の数は、図3
の測定原理のところで詳述するが、被測定物の同一領域
をn回平均する場合には、(n+2)個であれば良いこ
とになる。本発明の励磁ヘッドは少なくとも合計で3個
以上の交互に並んだ磁極によって構成することができ
る。磁極数が3個未満では、オンラインで被測定物の励
磁と磁化の検出の両者を行うことができないからであ
る。また、磁極数は、望ましくは50個以下が良い。5
0個より多くなると、磁気ヘッドが大きくなり、その取
扱が煩雑になるからである。
First, the case where the permanent magnets shown in FIGS. 1A and 1B are used as the magnetic poles of the excitation head will be described in detail. The excitation head includes a permanent magnet 1 and a yoke plate 2. As the permanent magnet, an Nd-Fe-B-based, Sm-Co-based rare earth magnet, an alnico magnet, or the like can be used. After magnetizing these permanent magnets 1 machined in the shape of the magnetic poles of the head, the permanent magnets 1 are bonded to the yoke plate 2 so that the N poles and the S poles are alternately arranged in the moving direction of the object to be measured. The exciting head of the invention can be constituted. By alternating the polarities of the magnetic poles, the DUT can be magnetized in the direction of the magnetic flux flow 6 in the DUT. The yoke plate 2 can be made of a soft magnetic material such as silicon steel, permalloy, or the like. An ordinary iron plate can also be used as a low-cost yoke material. Here, the number of magnetic poles in the moving direction of the DUT is shown in FIG.
In the case of averaging the same area of the device under test n times, it is sufficient that (n + 2) is used. The excitation head of the present invention can be constituted by at least three or more alternately arranged magnetic poles in total. If the number of magnetic poles is less than 3, both the excitation of the object to be measured and the detection of the magnetization cannot be performed online. The number of magnetic poles is desirably 50 or less. 5
If the number is larger than 0, the magnetic head becomes large, and the handling becomes complicated.

【0013】検出ヘッドは、パーマロイ、フェライト、
珪素綱、等で作られたU型の検出コア3に検出コイル4
を巻いたものである。検出ヘッドの数は、励磁ヘッドの
磁極の数が(n+2)であるならば、n個となる。検出
ヘッドの置き方は、図1(a)および(b)に示したよ
うに、被測定物5に対して励磁ヘッドと同じ側(a)、
反対側(b)の2通りである。どちらを選ぶかは、被測
定物の大きさ、形状、置かれている状態によって決定さ
れる。被測定物の厚さが厚い場合には、(a)の方法が
検出される磁束の量が多くなるために望ましい。また、
被測定物の厚さが薄く磁束が十分に厚さ方向に突き抜け
る場合には、(a)および(b)のどちらでも良い。オ
ンライン測定においては、これらの磁気ヘッドは、被測
定面からある一定の距離(リフトオフ距離7)を保った
状態に保持される。検出ヘッドのコアの形状としては、
U型の他にもI型も使用可能である。
The detection head is made of permalloy, ferrite,
A detection coil 4 is attached to a U-shaped detection core 3 made of silicon steel, etc.
Is wound. The number of detection heads is n if the number of magnetic poles of the excitation head is (n + 2). As shown in FIGS. 1A and 1B, the detection head is placed on the same side (a) as the excitation head with respect to the DUT 5 as shown in FIGS.
There are two types on the opposite side (b). Which one to select is determined by the size, shape, and state of the object to be measured. When the thickness of the object to be measured is large, the method (a) is preferable because the amount of the detected magnetic flux increases. Also,
When the thickness of the object to be measured is small and the magnetic flux sufficiently penetrates in the thickness direction, either of (a) and (b) may be used. In online measurement, these magnetic heads are maintained in a state where a certain distance (lift-off distance 7) is maintained from the surface to be measured. As the shape of the core of the detection head,
In addition to the U type, an I type can also be used.

【0014】磁束の検出は、ヨーク法の他にホール素
子、磁気抵抗素子を用いても測定可能である。しかし、
これらは温度の影響を受けやすいため、温度管理された
室内などでの使用に限定される。検出には、ヨーク法が
簡便であり汎用性がある。
The magnetic flux can be detected by using a Hall element or a magnetoresistive element in addition to the yoke method. But,
Since they are easily affected by temperature, they are limited to use in a room where temperature is controlled. For detection, the yoke method is simple and versatile.

【0015】図2(a)および(b)には、ヨーク材を
励磁ヘッドの磁極とする場合の概略図を示した。この励
磁ヘッドは、磁極の形状に加工されたヨーク材2で永久
磁石1を挟むように両者を接着する。この場合、被測定
物の移動方向に対して、磁極の極性が交互になるように
永久磁石1を接着する。永久磁石およびヨーク材の材
質、検出ヘッド、等に関しては、図1について述べたも
のと同様である。
FIGS. 2A and 2B are schematic diagrams showing a case where the yoke material is used as the magnetic pole of the excitation head. In this excitation head, the two are adhered so that the permanent magnet 1 is sandwiched between the yoke members 2 processed into the shape of the magnetic poles. In this case, the permanent magnets 1 are bonded so that the polarities of the magnetic poles are alternated with the moving direction of the device under test. The materials of the permanent magnet and the yoke material, the detection head, and the like are the same as those described with reference to FIG.

【0016】次に、本発明による磁気ヘッドを用いた場
合の測定原理を図3に示す。ただし、ここでは、図1
(a)に示した励磁および検出ヘッドについてのみ説明
するが、他の場合についてもそれらの原理は全く同様で
ある。図3(a)に示したように、被測定物のある一つ
の領域Aに着目する。(a)の時刻t=0では、領域A
は励磁前の状態である。被測定物は、図で右から左へ定
速移動し、(b)の時刻t1 で領域Aは図の位置に到達
して、8のように左向きに磁化される。(c)の時刻t
2 になると、次の位置に到達し、反対の右向きに磁化さ
れる。この時刻t1 から時刻t2 になる時に領域Aの磁
化反転が起こり、この磁化反転による誘導電圧が最初の
検出ヘッドの検出コイルに誘起される。さらに、
(d)の時刻t3 になると、領域Aは再び左向きに磁化
され、このときに同様に検出ヘッドの検出コイルに誘
導電圧が誘起される。以下、同様に時刻tn-1 になるま
でに領域Aの磁化反転によるn個の誘導電圧が検出され
る。ここで、最初の検出コイルと2番目の検出コイルを
同じ向きに巻いた場合には、図示したように誘導電圧の
符号は反対になる。検出コイルを一つ置きに逆向きに巻
けば、全て同符号の誘導電圧が得られる。このように一
つの領域Aからn回の電圧信号が容易に得られる。これ
らの波形を順番に波形演算器等に取り込むことによっ
て、同一領域からの信号を多数回測定でき、それらの平
均化処理も容易に行うことができる。これによって、検
出精度を向上させることができる。ここでは被測定物が
移動する場合を示したが、被測定物が固定され、磁気ヘ
ッドが定速移動する場合も全く同様である。
Next, FIG. 3 shows the principle of measurement when the magnetic head according to the present invention is used. However, here, FIG.
Only the excitation and detection head shown in (a) will be described, but the principle is exactly the same in other cases. As shown in FIG. 3A, attention is paid to one area A of the measured object. At time t = 0 in FIG.
Is a state before excitation. The object to be measured moves at a constant speed from right to left in the drawing, and at time t 1 in FIG. Time t in (c)
When it reaches 2 , it reaches the next position and is magnetized rightward in the opposite direction. The magnetization reversal of the region A when the time t 1 becomes the time t 2 occurs, the induced voltage due to the magnetization reversal is induced in the detection coil of the first detector head. further,
At time t 3 of (d), the area A is magnetized again left, the induced voltage in the detection coil similarly detecting head at this time is induced. Hereinafter, similarly, until the time t n−1 , n induced voltages due to the magnetization reversal of the region A are detected. Here, when the first detection coil and the second detection coil are wound in the same direction, the signs of the induced voltages are opposite as shown in the figure. If every other detection coil is wound in the opposite direction, an induced voltage having the same sign can be obtained. Thus, n voltage signals can be easily obtained from one region A. By taking these waveforms into a waveform calculator or the like in sequence, signals from the same area can be measured many times, and their averaging process can be easily performed. Thereby, detection accuracy can be improved. Although the case where the object to be measured moves is shown here, the same applies to the case where the object to be measured is fixed and the magnetic head moves at a constant speed.

【0017】検出コイルに誘起される誘導電圧波形にフ
ィルター処理、増幅処理、あるいは積分処理を施すこと
によって、バルクハウゼンノイズやB−Hループを求め
ることができ、これらの磁気的性質から被測定物の材質
や応力を非破壊的に評価することができる。また、本発
明の励磁および検出ヘッドからなる磁気ヘッドを被測定
物の測定面に二次元的に配置することによって、容易に
広い面積の検査を行うことができる。
By subjecting the induced voltage waveform induced in the detection coil to filtering, amplification, or integration, Barkhausen noise and BH loop can be obtained. Can be evaluated non-destructively. In addition, by arranging the magnetic head including the excitation and detection head of the present invention two-dimensionally on the measurement surface of the object to be measured, it is possible to easily inspect a large area.

【0018】このような磁気診断ヘッドを用いることに
よって、オンラインで被測定物の材質や応力を非破壊的
に検査する場合に、従来の励磁ヘッドと異なり、その構
造が単純化し、励磁電流を必要としないために、電源装
置を簡略化できる。そのために、磁気ヘッドおよび診断
装置全体を小型化、省電力化でき、それらの維持、管理
も容易にすることができる。さらに、被測定物の同一領
域の多数回測定を容易にして診断精度を向上させること
ができる。
By using such a magnetic diagnostic head, when the material and stress of an object to be measured are non-destructively inspected on-line, unlike a conventional excitation head, its structure is simplified and an excitation current is required. Therefore, the power supply device can be simplified. Therefore, the magnetic head and the diagnostic device as a whole can be reduced in size and power consumption, and their maintenance and management can be facilitated. Further, it is possible to easily perform multiple measurements of the same region of the object to be measured, thereby improving the diagnostic accuracy.

【0019】[0019]

【実施例】以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。 実施例1 図1(a)に示した本発明による励磁ヘッドと検出ヘッ
ドから構成される磁気ヘッドを作製し、実際に試料の励
磁と磁束の検出を行った。励磁ヘッドの永久磁石には
−Fe−B焼結磁石、ヨーク材には珪素鋼板を使用し
た。励磁ヘッドの磁極数は7個であり、磁極間の距離は
40mmである。検出ヘッドには、U型のパーマロイコ
アに検出コイルを巻いたものを使用した。検出ヘッドの
数は5個である。この磁気ヘッドによって、同一領域か
ら5回の電圧信号を得ることができる。測定用試料には
板厚2mmの中炭素鋼を用いた。試料の磁気ヘッドに対
する相対移動速度は200mm/秒、ヘッドのリフトオ
フ距離は0.1mmとした。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail based on embodiments. Example 1 A magnetic head including the excitation head and the detection head according to the present invention shown in FIG. 1A was manufactured, and the excitation of the sample and the detection of the magnetic flux were actually performed. N for the permanent magnet of the excitation head
A silicon steel plate was used for the d- Fe-B sintered magnet and the yoke material. The number of magnetic poles of the excitation head is seven, and the distance between the magnetic poles is 40 mm. The detection head used was a U-shaped permalloy core wound with a detection coil. The number of detection heads is five. With this magnetic head, five voltage signals can be obtained from the same area. Medium carbon steel having a thickness of 2 mm was used as a measurement sample. The moving speed of the sample relative to the magnetic head was 200 mm / sec, and the lift-off distance of the head was 0.1 mm.

【0020】比較例1 比較として、図4に示した従来の磁気ヘッドを5個作製
し、測定試料の移動方向に並べて配置した。励磁の磁極
数は全部で10個となる。励磁コアには珪素鋼板、検出
コアにはパーマロイを用いた。ここで、励磁コアの磁極
間の距離を40mmとした。励磁方式は直流励磁で行
い、励磁磁場の大きさは、実施例1の場合に得られた励
磁磁場の大きさと同じになるように励磁電流を調整し
た。また、励磁ヘッドの極性を一つ置きに逆向きにし
た。試料の磁気ヘッドに対する相対移動速度は200m
m/秒、ヘッドのリフトオフ距離は0.1mmである。
Comparative Example 1 As a comparison, five conventional magnetic heads shown in FIG. 4 were manufactured and arranged side by side in the moving direction of a measurement sample. The number of magnetic poles for excitation is ten in total. A silicon steel plate was used for the excitation core, and permalloy was used for the detection core. Here, the distance between the magnetic poles of the excitation core was set to 40 mm. The excitation method was DC excitation, and the excitation current was adjusted so that the magnitude of the excitation magnetic field was the same as the magnitude of the excitation magnetic field obtained in the case of Example 1. Further, the polarity of the excitation head was reversed every other direction. The moving speed of the sample relative to the magnetic head is 200 m
m / sec, and the lift-off distance of the head is 0.1 mm.

【0021】結果1 表1には、実施例1と比較例1において作製した磁気ヘ
ッドおよび励磁電源等の付帯装置を比較した結果を示し
た。
Results 1 Table 1 shows the results of a comparison between the magnetic heads manufactured in Example 1 and Comparative Example 1 and ancillary devices such as excitation power supplies.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】以上の比較からわかるように、本発明ヘッ
ドおよびそれを用いた診断装置は、従来のものに比べ
て、小型化、省電力化しており、それらの維持、管理も
容易になっていることがわかる。
As can be seen from the above comparison, the head of the present invention and the diagnostic apparatus using the same are smaller in size and power consumption than conventional ones, and their maintenance and management are easy. You can see that.

【0024】結果2 実施例1において、5個の検出コイルに誘起された電圧
波形は、全てほぼ同じ形状を示していた。比較例1の場
合についても同様である。これらの電圧波形の一つのパ
ラメータとして、最大検出電圧を表2に示す。
Result 2 In Example 1, the voltage waveforms induced in the five detection coils all had almost the same shape. The same applies to the case of Comparative Example 1. Table 2 shows the maximum detection voltage as one parameter of these voltage waveforms.

【0025】[0025]

【表2】 [Table 2]

【0026】本発明、比較例ともに、それぞれの検出コ
イルに誘起された最大電圧値はバラツキが少ないことが
わかる。励磁ヘッドと検出ヘッドの数を増やすことによ
って、材質および応力の診断精度を向上させることがで
きるが、本発明ヘッドでは、従来ヘッドに比べて、それ
を非常に容易に行うことができる。
In both the present invention and the comparative example, it can be seen that the maximum voltage value induced in each detection coil has little variation. By increasing the number of excitation heads and detection heads, the accuracy of diagnosis of materials and stress can be improved. However, the head of the present invention can perform this much more easily than the conventional head.

【0027】実際に、本発明による12個の磁極数を持
つ励磁ヘッドと10個の検出コイルからなる磁気ヘッド
を作製し、実施例1と同様に試料の同一領域から10回
の誘導電圧を検出した後、信号処理を施してバルクハウ
ゼンノイズを測定した。その結果、材質および応力の診
断精度がさらに向上した。
Actually, a magnetic head composed of an excitation head having 12 magnetic poles and 10 detection coils according to the present invention was manufactured, and the induced voltage was detected 10 times from the same area of the sample as in the first embodiment. After that, signal processing was performed to measure Barkhausen noise. As a result, the diagnostic accuracy of the material and the stress was further improved.

【0028】実施例2 実施例1において作製した本発明による磁気ヘッド(励
磁ヘッドの磁極数7、検出ヘッド数5)と同じものを、
100mm間隔で測定試料の移動方向に対して平行に3
列に並べて二次元的に配置し、実施例1と同じ条件でそ
れぞれの検出ヘッドに誘起される電圧波形を測定した。
これらの電圧波形の最大検出電圧を表3に示す。
Embodiment 2 The same magnetic head (the number of magnetic poles of the excitation head is 7 and the number of detection heads is 5) according to the present invention manufactured in the embodiment 1 is as follows.
3 parallel to the moving direction of the measurement sample at 100 mm intervals
The voltage waveforms induced in the respective detection heads were measured under the same conditions as in Example 1 by arranging them two-dimensionally in rows.
Table 3 shows the maximum detection voltages of these voltage waveforms.

【0029】[0029]

【表3】 [Table 3]

【0030】このように、本発明による磁気ヘッドを二
次元的に配置して、試料のより広い領域の測定を行うこ
とによって、検査の信頼性が向上した。
As described above, the reliability of inspection is improved by arranging the magnetic head according to the present invention two-dimensionally and measuring a wider area of the sample.

【0031】[0031]

【発明の効果】オンラインで鋼材等の材質や応力を非破
壊的に検査する場合に、本発明による磁気ヘッドを用い
ることによって、磁気ヘッドおよびそれを用いた診断装
置全体を小型化、省電力化できるとともに、それらの維
持、管理を容易にし、さらに、診断精度も容易に向上さ
せることができる。
According to the present invention, the use of the magnetic head according to the present invention can reduce the size and power consumption of the magnetic head and the diagnostic apparatus using the same in online non-destructive inspection of steel and other materials and stress. As well as maintaining and managing them easily, the diagnostic accuracy can be easily improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)および(b)からなり、それぞれ、本発
明による磁気ヘッドの2種の実施例を示す概略図であ
る。
FIG. 1 is a schematic diagram comprising (a) and (b), each showing two embodiments of a magnetic head according to the present invention.

【図2】(a)および(b)からなり、それぞれ、本発
明による磁気ヘッドの2種の実施例を示す概略図であ
る。
FIGS. 2A and 2B are schematic diagrams showing two embodiments of a magnetic head according to the present invention, each of which comprises FIGS.

【図3】(a)〜(e)からなり、本発明の磁気ヘッド
による測定原理を示す概略図である。
FIGS. 3A to 3E are schematic diagrams illustrating the principle of measurement by the magnetic head of the present invention.

【図4】従来の磁気ヘッドの概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a conventional magnetic head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 永久磁石 2 ヨーク材 3 検出コア 4 検出コイル 5 被測定物 5’ 被測定物(薄い場合) 6 被測定物内の磁束の流れ 7 リフトオフ距離 8 被測定物内の磁化の向き 9 励磁コア 10 励磁コイル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Permanent magnet 2 Yoke material 3 Detector core 4 Detector coil 5 Object under test 5 'Object under test (when thin) 6 Flow of magnetic flux in object under test 7 Lift-off distance 8 Direction of magnetization in object under test 9 Excitation core 10 Excitation coil

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 磁性体の局部領域を励磁して該領域の磁
化の変化を検出すべく、励磁ヘッドと検出ヘッドから構
成される磁気ヘッドにおいて、 前記励磁ヘッドが永久磁石とヨーク材で構成され、該励
磁ヘッドが被測定物の移動方向に対してN極とS極が交
互に並んだ磁極からなり、 前記検出ヘッドが該励磁ヘッドの磁極の間に位置してい
ることを特徴とするオンライン磁気診断ヘッド。
1. A magnetic head comprising an excitation head and a detection head for exciting a local region of a magnetic body to detect a change in magnetization in the region, wherein the excitation head comprises a permanent magnet and a yoke material. Wherein the excitation head comprises magnetic poles in which N poles and S poles are alternately arranged with respect to the moving direction of the object to be measured, and the detection head is located between the magnetic poles of the excitation head. Magnetic diagnostic head.
【請求項2】 磁性体の局部領域を励磁して該領域の磁
化の変化を検出すべく、励磁ヘッドと検出ヘッドから構
成される磁気ヘッドにおいて、 前記励磁ヘッドが永久磁石とヨーク材で構成され、該励
磁ヘッドが被測定物の移動方向に対してN極とS極が交
互に並んだ磁極からなり、 前記検出ヘッドが被測定物を挟んで該励磁ヘッドの反対
側に位置していることを特徴とするオンライン磁気診断
ヘッド。
2. A magnetic head comprising an excitation head and a detection head for exciting a local area of a magnetic body and detecting a change in magnetization in the area, wherein the excitation head comprises a permanent magnet and a yoke material. The excitation head is composed of magnetic poles in which N poles and S poles are alternately arranged with respect to the moving direction of the object to be measured, and the detection head is located on the opposite side of the excitation head across the object to be measured. An online magnetic diagnostic head characterized by the following.
【請求項3】 前記励磁ヘッドおよび前記検出ヘッドが
被測定面に対して二次元的に配置している請求項1もし
くは2に記載のオンライン磁気診断ヘッド。
3. The on-line magnetic diagnostic head according to claim 1, wherein the excitation head and the detection head are two-dimensionally arranged with respect to a surface to be measured.
JP7081793A 1993-03-05 1993-03-05 Online magnetic diagnostic head Expired - Lifetime JP2890364B2 (en)

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