JPWO2019054158A1 - Non-destructive inspection equipment, non-destructive inspection system and non-destructive inspection method - Google Patents
Non-destructive inspection equipment, non-destructive inspection system and non-destructive inspection method Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2019054158A1 JPWO2019054158A1 JP2019541973A JP2019541973A JPWO2019054158A1 JP WO2019054158 A1 JPWO2019054158 A1 JP WO2019054158A1 JP 2019541973 A JP2019541973 A JP 2019541973A JP 2019541973 A JP2019541973 A JP 2019541973A JP WO2019054158 A1 JPWO2019054158 A1 JP WO2019054158A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- magnetic
- destructive inspection
- sensor
- measurement object
- 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.)
- Pending
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
- G01N27/83—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws by investigating stray magnetic fields
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)
Abstract
測定対象物の外部から発生し同測定対象物を経由した磁場の磁気センサによる検出精度を向上し、非破壊検査の検査精度を向上する。非破壊検査装置1は、一方の磁場印加ユニット(3L)、磁気センサ21、他方の磁場印加ユニット(3R)の順でこれらが配列し、同配列に隣接し同配列と同方向に延在した測定対象物に対し、これらの磁場印加ユニットから互いに逆極性の磁場を印加して磁気回路を形成した状態の同測定対象物からの磁場を磁気センサで検知する構成を有し、磁場印加ユニットのそれぞれは、主にハルバッハ配列の磁石を磁場調整部材として磁気センサ側に配置することで、測定対象物に印加する磁場に対して、磁気センサに向かう磁場が低減されている。Improve the detection accuracy of the magnetic field generated from the outside of the measurement object and pass through the measurement object by the magnetic sensor, and improve the inspection accuracy of non-destructive inspection. In the non-destructive inspection device 1, one magnetic field application unit (3L), the magnetic sensor 21, and the other magnetic field application unit (3R) were arranged in this order, adjacent to the same arrangement and extending in the same direction as the same arrangement. The magnetic field application unit has a configuration in which a magnetic sensor detects the magnetic field from the measurement object in a state where magnetic circuits of opposite polarities are applied to the measurement object from these magnetic field application units to form a magnetic circuit. By arranging the magnets arranged in Halbach mainly on the magnetic sensor side as the magnetic field adjusting member, the magnetic field toward the magnetic sensor is reduced with respect to the magnetic field applied to the object to be measured.
Description
本発明は、磁気を利用した非破壊検査に関する。 The present invention relates to non-destructive inspection using magnetism.
磁気を利用した非破壊検査の応用範囲としては、コンクリートやゴム等の非磁性体材料に内包された鉄筋や鋼棒、ワイヤー等の磁性材料の腐食や劣化による破断の診断、特には、道路や鉄道の橋桁や橋脚、床版内のPC鋼材や鉄筋の破断診断が挙げられる。
従来の磁気を用いたコンクリート内部の鉄筋やPC鋼材の破断判定を非破壊で行う技術として、漏洩磁束法による検査装置が提案されている。
従来の磁気非破壊検査システムでは、測定対象物に磁気回路を形成した状態での磁気測定は、磁気回路生成用磁石が作り出す大きな磁場に測定対象物の破断部位に生じる小さな磁場変化が埋もれてしまうために判定が困難であるとして、「着磁」と「測定」を分離した2ステップ工程による測定対象物の残留磁束を利用する方法が採用されている。
例えば特許文献1には、「着磁」と「測定」の2ステップによる方法として、永久磁石よる着磁後、磁石を撤去し、長手方向に離間配置された一対のセンサを鉄筋長手方向に走査し、2センサの計測値の差分より微分値を求めて判定する技術が記載されている。The scope of application of non-destructive inspection using magnetism is the diagnosis of breakage due to corrosion or deterioration of magnetic materials such as reinforcing bars, steel rods, and wires contained in non-magnetic materials such as concrete and rubber, especially roads and roads. Examples include fracture diagnosis of PC steel materials and reinforcing bars in railway bridge girders, bridge pedestals, and floor slabs.
An inspection device using the leakage flux method has been proposed as a non-destructive technique for determining breakage of reinforcing bars and PC steel materials inside concrete using conventional magnetism.
In the conventional magnetic non-destructive inspection system, in the magnetic measurement in the state where the magnetic circuit is formed on the object to be measured, the small magnetic field change generated at the fracture site of the object to be measured is buried in the large magnetic field generated by the magnet for generating the magnetic circuit. Therefore, it is difficult to make a determination, and a method of utilizing the residual magnetic field of the object to be measured by a two-step process in which "magnetization" and "measurement" are separated is adopted.
For example, in Patent Document 1, as a method based on two steps of "magnetization" and "measurement", after magnetizing with a permanent magnet, the magnet is removed and a pair of sensors spaced apart from each other in the longitudinal direction are scanned in the longitudinal direction of the reinforcing bar. However, a technique for determining a differential value from the difference between the measured values of the two sensors is described.
この測定対象物の残留磁束を利用する方法では、測定対象物の破断面に生じる磁場変化が小さいため、測定対象物のかぶり(埋没深さ)が深い場合に破断部位に生じる磁場変化を捉え難いという課題があった。
それに対して測定対象物である鉄筋やPC鋼材等に磁気回路を形成した状態であれば、従来の残留磁束を利用する従来の方法に比べて、測定対象物の破断部位に大きな磁場変化を発生させることができる為、測定対象物のかぶり(埋没深さ)が深い場合でも、破断部位に生じる磁場変化を捉え易いという効果がある。
例えば特許文献2には、測定対象物に磁気回路を形成した状態での磁気測定方法として、極性の異なる1対の磁石を対向して配置し、対磁石の磁場が均衡によりゼロになる位置に磁気センサを設ける技術が記載されている。同技術では、被検出物(鉄筋)に磁気回路を形成した状態で、鉄筋長手方向に移動させながら検査を行って鉄筋破断判定をする。破断がある側の磁力が小さくなり均衡が崩れることを判定原理とする。特許文献2に記載の技術では、磁気センサを設ける位置が限定されてしまい、複数の磁気センサを配列した磁気センサレイを設置できない。In this method using the residual magnetic flux of the object to be measured, the change in the magnetic field that occurs in the fracture surface of the object to be measured is small, so it is difficult to capture the change in the magnetic field that occurs at the fracture site when the object to be measured has a deep cover (burial depth). There was a problem.
On the other hand, if a magnetic circuit is formed on the reinforcing bar or PC steel material that is the object to be measured, a large magnetic field change is generated at the fracture site of the object to be measured as compared with the conventional method that uses the conventional residual magnetic flux. Therefore, even when the object to be measured is deeply fogged (buried depth), there is an effect that it is easy to catch the change in the magnetic field generated at the fractured part.
For example, in
しかしながら、「磁気回路形成」と「測定」を同時に行う構成の装置及び方法では、測定対象物に磁気回路を形成するための磁気回路生成用磁石が発生する磁力が磁気センサに与える磁場が大きく、それに対して測定対象物の破断部位で発生する磁場が磁気センサに与える磁場が小さいため、前述の磁気回路生成用磁石による磁場に測定対象物の破断部位で発生する磁場成分が埋もれてしまうため判定が困難になってしまうという課題がある。
なお、上掲の特許文献2に記載の技術では、上記「ゼロになる位置」以外に配置した磁気センサによると、磁気回路生成用磁石による磁場に測定対象物の破断部位で発生する磁場成分が埋もれてしまうため判定が困難になってしまうという課題が依然として存在する。However, in the device and method having a configuration in which "magnetic circuit formation" and "measurement" are performed at the same time, the magnetic field generated by the magnetic circuit generation magnet for forming the magnetic circuit on the object to be measured has a large magnetic field applied to the magnetic sensor. On the other hand, since the magnetic field generated at the break site of the measurement target has a small magnetic field applied to the magnetic sensor, the magnetic field component generated at the break site of the measurement target is buried in the magnetic field generated by the magnetic circuit generation magnet described above. There is a problem that it becomes difficult.
In the technique described in
本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、測定対象物の外部から発生し同測定対象物を経由した磁場の磁気センサによる検出精度を向上し、非破壊検査の検査精度を向上することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and improves the detection accuracy of the magnetic field generated from the outside of the measurement object and passed through the measurement object by the magnetic sensor, and inspects the non-destructive inspection. The challenge is to improve accuracy.
以上の課題を解決するための請求項1記載の発明は、非磁性体に内包される磁性材料を測定対象物とした非破壊検査装置であって、
一方の磁場印加ユニット、磁気センサ、他方の磁場印加ユニットの順でこれらが配列し、同配列に隣接し同配列と同方向に延在した測定対象物に対し、前記一方の磁場印加ユニット及び前記他方の磁場印加ユニットから互いに逆極性の磁場を印加して磁気回路を形成した状態の同測定対象物からの磁場を前記磁気センサで検知する構成を有し、
前記磁場印加ユニットのそれぞれは、前記測定対象物に印加する磁場に対して、前記磁気センサに向かう磁場が低減されている非破壊検査装置である。The invention according to claim 1 for solving the above problems is a non-destructive inspection apparatus in which a magnetic material contained in a non-magnetic material is used as a measurement object.
One of the magnetic field application units, the magnetic sensor, and the other magnetic field application unit are arranged in this order, and the one magnetic field application unit and the said magnetic field application unit are applied to a measurement object adjacent to the same arrangement and extending in the same direction as the same arrangement. It has a configuration in which the magnetic sensor detects the magnetic field from the measurement target in a state where magnetic circuits of opposite polarities are applied from the other magnetic field application unit to form a magnetic circuit.
Each of the magnetic field application units is a non-destructive inspection device in which the magnetic field directed toward the magnetic sensor is reduced with respect to the magnetic field applied to the measurement object.
請求項2記載の発明は、前記磁場印加ユニットのそれぞれは、前記測定対象物に印加する磁場を発生させるためのメイン磁石を有し、前記メイン磁石によって発生した磁場成分のうち、前記磁気センサに向かう磁場成分を低減する効果をもつ磁場調整部材を前記メイン磁石と前記磁気センサの間に配置した構成を有する請求項1に記載の非破壊検査装置である。
In the invention according to
請求項3記載の発明は、前記磁場調整部材は、磁気方向を異ならせた3個以上の磁石を組み合わせたハルバッハ配列の磁石であり、当該ハルバッハ配列の磁石は、ハルバッハ配列の効果による強磁場側面を前記メイン磁石側に対向させ、弱磁場側面を磁気センサ側に対向させて配置されている請求項2に記載の非破壊検査装置である。
According to the third aspect of the present invention, the magnetic field adjusting member is a Halbach array magnet in which three or more magnets having different magnetic directions are combined, and the Halbach array magnet is a strong magnetic field side surface due to the effect of the Halbach array. The non-destructive inspection device according to
請求項4記載の発明は、前記一方の磁場印加ユニットと前記他方の磁場印加ユニットとは、前記磁気センサに対する配置の入れ替わりが可能にされ、同入れ替わりにより前記測定対象物に形成する磁気回路の極向きが反転可能とされた請求項1から請求項3のうちいずれか一に記載の非破壊検査装置である。 According to the fourth aspect of the present invention, the one magnetic field application unit and the other magnetic field application unit can be rearranged with respect to the magnetic sensor, and the poles of the magnetic circuit formed on the measurement object by the replacement. The non-destructive inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the orientation can be reversed.
請求項5記載の発明は、前記一方の磁場印加ユニット、前記磁気センサ、前記他方の磁場印加ユニットが直線上に配置されている請求項1から請求項4のうちいずれか一に記載の非破壊検査装置である。 The non-destructive invention according to claim 5, wherein the one magnetic field application unit, the magnetic sensor, and the other magnetic field application unit are arranged on a straight line, according to any one of claims 1 to 4. It is an inspection device.
請求項6記載の発明は、前記配列の前記測定対象物に隣接する面に平行で、前記一方の磁場印加ユニットと前記他方の磁場印加ユニットとを結ぶ仮想線に直交する幅方向に前記磁気センサを、前記一方の磁場印加ユニットと前記他方の磁場印加ユニットとに対して相対的にスライドさせることが可能なスライド機構を有する請求項1から請求項5のうちいずれか一に記載の非破壊検査装置である。 The invention according to claim 6 is the magnetic sensor in a width direction parallel to a plane adjacent to the measurement object in the arrangement and orthogonal to a virtual line connecting the one magnetic field application unit and the other magnetic field application unit. The non-destructive inspection according to any one of claims 1 to 5, which has a slide mechanism capable of sliding the one magnetic field application unit and the other magnetic field application unit relative to each other. It is a device.
請求項7記載の発明は、前記配列の前記測定対象物に隣接する面に垂直な方向の前記磁場調整部材及び前記メイン磁石の厚み寸法が互いに同じである請求項2又は請求項3に記載の非破壊検査装置である。
The invention according to claim 7 is the invention according to
請求項8記載の発明は、前記磁気センサは、ライン状、千鳥配列を含む所定の配列に並べられた複数からなる請求項1から請求項7のうちいずれか一に記載の非破壊検査装置である。 The invention according to claim 8 is the non-destructive inspection apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the magnetic sensor is composed of a plurality of magnetic sensors arranged in a predetermined arrangement including a line shape and a staggered arrangement. is there.
請求項9記載の発明は、前記磁気センサは、互いに直交する3軸方向の磁場成分を検知可能な3軸センサ又は同3軸方向にセンサ軸がそれぞれ配置された3つの1軸センサにより構成されている請求項1から請求項8のうちいずれか一に記載の非破壊検査装置である。
According to the invention of
請求項10記載の発明は、前記磁気センサは、トンネル型磁気抵抗センサ(TMRセンサ)である請求項1から請求項9のうちいずれか一に記載の非破壊検査装置である。
The invention according to
請求項11記載の発明は、請求項1から請求項10のうちいずれか一に記載の非破壊検査装置と、情報処理装置とを備え、
前記情報処理装置は、前記非破壊検査装置から受けた測定情報に基づき前記測定対象物の異常を判定する非破壊検査システムである。The invention according to claim 11 includes the non-destructive inspection apparatus according to any one of claims 1 to 10 and an information processing apparatus.
The information processing device is a non-destructive inspection system that determines an abnormality of the measurement object based on measurement information received from the non-destructive inspection device.
請求項12記載の発明は、前記非破壊検査装置は前記測定対象物の前記磁気センサに対向した測定面における2次元磁場分布を示す面データを前記情報処理装置に出力し、
前記情報処理装置は、前記面データに基づき前記測定対象物の異常を判定する請求項11に記載の非破壊検査システムである。According to the invention of claim 12, the non-destructive inspection device outputs surface data indicating a two-dimensional magnetic field distribution on the measurement surface of the measurement object facing the magnetic sensor to the information processing device.
The information processing device is the non-destructive inspection system according to claim 11, which determines an abnormality of the measurement object based on the surface data.
請求項13記載の発明は、請求項1から請求項10のうちいずれか一に記載の非破壊検査装置を用いて、前記測定対象物を前記磁気センサに対向させ、前記測定対象物の前記磁気センサに対向した測定面における2次元磁場分布を示す面データを得て、
前記面データに基づき前記測定対象物の異常を判定する非破壊検査方法である。The invention according to claim 13 uses the non-destructive inspection device according to any one of claims 1 to 10 to make the measurement object face the magnetic sensor, and the magnetism of the measurement object. Obtaining surface data showing the two-dimensional magnetic field distribution on the measurement surface facing the sensor,
This is a non-destructive inspection method for determining an abnormality of the measurement object based on the surface data.
本発明によれば、磁場印加ユニットから磁気センサに向かう磁場が低減されているので、測定対象物の外部、すなわち、磁場印加ユニットから発生し同測定対象物を経由した磁場の磁気センサによる検出精度を向上し、非破壊検査の検査精度を向上することができる。 According to the present invention, since the magnetic field from the magnetic field application unit to the magnetic sensor is reduced, the detection accuracy of the magnetic field generated from the outside of the measurement object, that is, the magnetic field application unit and passing through the measurement object by the magnetic sensor. Can be improved and the inspection accuracy of non-destructive inspection can be improved.
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The following is an embodiment of the present invention and does not limit the present invention.
図1に本発明の一実施形態に係る非破壊検査システムの全体構成図を示す。
図1に示すように本実施形態の非破壊検査システム10は非破壊検査装置1とクラウドコンピュータ9からなり、本実施形態の非破壊検査装置1は主に4つのブロックから構成されている。中心を担うセンサユニット2は磁気測定するためのブロックで、複数の磁気センサ21を搭載している。磁気センサ21は測定対象物方向からの1軸方向の磁場成分を検知する1軸センサでもよいが、磁気センサ周囲の3次元磁場分布を得ることができる3軸センサであることがより好ましい。磁気センサ21には半導体センサであるホール素子や磁気抵抗センサであるMRセンサ、MIセンサ、TMRセンサ(トンネル型磁気抵抗センサ)などが知られているが、より高感度なTMRセンサ(トンネル型磁気抵抗センサ)を適用することが好ましい。TMRセンサ(トンネル型磁気抵抗センサ)は磁気によって抵抗値が変化する素子で、抵抗ブリッジ回路組むことで磁気を電圧に変換して出力することができる。FIG. 1 shows an overall configuration diagram of a non-destructive inspection system according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the
磁気センサ21で生じた電圧をA/D部22でデジタル値に変換し、モバイル通信ユニット部23を介して、測定データを外部に送信する。センサユニット2には全体制御するCPU24の他、表示部25や操作部26も備わっている。送信されたデータは、本システムの情報処理装置の一例であるクラウドコンピュータ9で判定アルゴリズムにかけられ、測定対象物の状態判定がなされる。
The voltage generated by the
本実施形態においては、一方の磁場印加ユニットと他方の磁場印加ユニットは、左磁石ユニット3Lと右磁石ユニット3Rに相当する。特段左右の区別は無く、名称は図面上の左右による。
左磁石ユニット3Lと右磁石ユニット3Rは基本的に左右対称の構造で、それぞれメイン磁石31L,31Rと磁場調整部材32L,32Rで構成されている。
左右のメイン磁石31L,31Rの極性は逆で、測定対象物の対向面であるメイン磁石31L,31Rの下面は、左右のうち一方がN極で他方がS極である。磁場調整部材32L,32Rはハルバッハ配列に磁石を組み合せたものが採用される。In the present embodiment, one magnetic field application unit and the other magnetic field application unit correspond to the
The
The polarities of the left and right
センサユニット2と左右の磁石ユニット3L,3Rは支持機構4で連結され保持される。
支持機構4は単にセンサユニット2と左右の磁石ユニット3L,3Rを保持するだけでなく、センサユニット2と左右の磁石ユニット3L,3Rを相対的にスライドさせる機構を有し、異なった相対位置での磁気測定を可能にする。The
The support mechanism 4 not only holds the
図2に本実形態の非破壊検査装置1の全体外観図を示す。
図2に示すように支持機構4の中央部にセンサユニット2が配置され、幅方向Xにセンサユニット2がスライド可能な構成になっている。左右の磁石ユニット3L,3Rは支持機構4の中央部のY方向の両端に配置される。また支持機構4にはグリップ41が設けられ、非破壊検査装置1全体を運んだり、測定対象物にあてがったりする際に非破壊検査装置1全体を安定に保持できるようになっている。FIG. 2 shows an overall external view of the non-destructive inspection device 1 of the present embodiment.
As shown in FIG. 2, the
図3A,Bに残留磁束による磁界と磁気回路による発生磁界の強度を比較した模式図を示す。
図3Aは従来の着磁と計測を別に行う2ステップ手順の着磁後の状態を模したものである。測定対象物8は、磁性材料である鉄筋鋼棒またはPC鋼材を想定し、中央部にギャップ1cm程度の破断が生じている状態を想定する(周りの非磁性体(コンクリート)を不図示とする。以下同じ)。
測定対象物8は着磁によって磁気を帯びた弱い棒磁石状態となる。図3A,Bでは左端部がN極、右端部側がS極に着磁され、破断部位のギャプ部ではN極端部からS極端部への左向きの磁気ループ状の漏洩磁場が発生する。しかしながら図3Aの従来の着磁と計測を別に行う方法では、測定対象物8の残留磁気特性に委ねられ、磁石材料ではない一般的な鉄材の場合は非常に弱い磁気しか放てず、生成される漏洩磁場の磁束密度も小さいものとなる。3A and 3B show a schematic diagram comparing the intensities of the magnetic field due to the residual magnetic flux and the magnetic field generated by the magnetic circuit.
FIG. 3A imitates the state after magnetism in the conventional two-step procedure in which magnetization and measurement are performed separately. The object to be measured 8 is assumed to be a reinforced steel rod or a PC steel material which is a magnetic material, and a state in which a gap of about 1 cm is broken in the central portion is assumed (the surrounding non-magnetic material (concrete) is not shown). .same as below).
The object to be measured 8 is in a weak bar magnet state that is magnetized by magnetism. In FIGS. 3A and 3B, the left end portion is magnetized to the N pole and the right end portion is magnetized to the S pole, and a left-pointing magnetic loop-shaped leakage magnetic field is generated from the N extreme portion to the S extreme portion at the gap portion of the fractured portion. However, in the conventional method of performing measurement separately from magnetism in FIG. 3A, it is left to the residual magnetic characteristics of the object to be measured 8, and in the case of a general iron material that is not a magnet material, only very weak magnetism is emitted and generated. The magnetic flux density of the leaked magnetic field is also small.
図3Bは本発明の測定原理に係る磁気回路を形成している状態を模したものである。
測定対象物8は同じく、鉄筋鋼棒またはPC鋼材を想定し、中央部にギャップ1cm程度の破断が生じている状態を想定する。測定対象物8は左右端の上方に配置された磁石ユニット3L,3Rの磁気により、測定対象物8の内部に磁気回路が形成された状態となっている。右磁石ユニット3RのN極から放たれた磁気は、磁性体である測定対象物8に集まってその内部を通過したのち、左磁石ユニット3LのS極に流れてゆく。図3Aと同様、途中の破断部位のギャプ部ではN極端部からS極端部への左向きの磁気ループ状の漏洩磁場が発生する。但し、磁気回路によって測定対象物8内に流れる磁束量は、残留磁束による磁束量に比べて大きい為、破断ギャップ部の磁束密度も大きくなり、結果として破断ギャップ部の生じる磁気ループ状の漏洩磁場も強いものとなる。FIG. 3B imitates a state in which a magnetic circuit according to the measurement principle of the present invention is formed.
Similarly, the object to be measured 8 is assumed to be a reinforced steel rod or a PC steel material, and a state in which a break of about 1 cm is generated in the central portion is assumed. The object 8 to be measured is in a state in which a magnetic circuit is formed inside the object 8 to be measured by the magnetism of the
例えば、測定対象物8として長さ1m直径16mmの2本の鉄筋異形鋼棒を、破断部位を想定してギャップ1mm程度離して長手方向に対向させ、かぶり300mm位置を想定して磁石ユニット3L,3Rを配置する。各磁石ユニット3L,3Rとしては、52mm×52mm×25mmのネオジム磁石の1面にヨーク材として52mm×52mm×25mmの低炭素鋼を接触一体化させたものを適用し、磁石ユニット3L,3Rを異形鋼棒の破断部位から長手方向(Y方向)にそれぞれ左右25cmの位置の300mm上方に配置して磁気回路を形成する。この場合、その磁気回路が形成された図3Bに示すような状態での破断部位のギャップ部断面に中央部には、およそ16mTの磁束密度が生じる。この状態から磁石ユニット3L,3Rを撤去して図3Aに示すような状態とすると、異形鋼棒の破断部位のギャップ部断面に中央部には、異形鋼棒の残留磁気特性により一定の磁束密度の生成が残るが、その値はおよそ2mTの磁束密度が生じるに過ぎない。
For example, as the object to be measured 8, two deformed steel bars having a length of 1 m and a diameter of 16 mm are opposed to each other in the longitudinal direction with a gap of about 1 mm assuming a fractured portion, and a
このように磁気回路を形成する方法は残留磁束を利用する方法に比べて、破断部位に大きな漏洩磁束を発生させることができる。
よって本発明では、測定対象物8に磁気回路を形成する方法を用いることで深かぶりの測定対象物8の非破壊検査を可能とする。例えば従来の着磁と測定を2ステップで行う漏洩磁束法を利用した装置では、漏洩磁束が微弱なため、測定対象物8の破断判定が可能なかぶり深さは200mm程度が限界であった。それに対して、本発明の磁気回路を形成する方法では、漏洩磁束が強い為、200mmを超えるかぶりにおいても破断検知が可能となる。
また、一般的には鉄筋鋼棒の様な粗鉄材に比べ、高い緊張力が求められるPC鋼材は残留磁気特性が小さいことも分かっており、深かぶり位置に配置されることの多いPC鋼材の破断判定には、本発明の磁気回路を形成させながら破断判定を行う方法が好ましい。The method of forming the magnetic circuit in this way can generate a large leakage flux at the fractured portion as compared with the method using the residual magnetic flux.
Therefore, in the present invention, the non-destructive inspection of the deep-covered measurement object 8 is enabled by using the method of forming a magnetic circuit on the measurement object 8. For example, in a device using a conventional leakage flux method in which magnetism and measurement are performed in two steps, the leakage flux is weak, so that the cover depth at which the measurement object 8 can be determined to break is limited to about 200 mm. On the other hand, in the method of forming the magnetic circuit of the present invention, since the leakage flux is strong, it is possible to detect breakage even in a fog exceeding 200 mm.
It is also known that PC steel materials, which generally require higher tension, have smaller residual magnetic properties than crude iron materials such as reinforced steel rods, and PC steel materials that are often placed in deep fracture positions. For the fracture determination, a method of performing the fracture determination while forming the magnetic circuit of the present invention is preferable.
図4に本実施形態の非破壊検査装置1の測定状態の模式図を示す。
図4は、中央にセンサユニット2、左右に磁石ユニット3L、3Rを配置した模式図となっており、それらが測定対象物8の近傍に隣接設置され、磁気回路を形成している様子を示す。すなわち、磁石ユニット3L、磁気センサ21、磁石ユニット3Rの順でこれらが配列し、同配列に隣接し同配列と同方向(Y方向)に延在した測定対象物8に対し、磁石ユニット3L、3Rから互いに逆極性の磁場を印加して磁気回路を形成した状態であり、この状態で測定対象物8からの磁場を磁気センサ21で検知する構成である。なお、測定対象物のY方向に延在する方向は、その物の長手方向である場合に限らず、帯状物などの幅方向をY方向とする場合でも左右の磁石ユニット3L,3Rに対向する程度に長ければ測定可能である。
図4に示す例では、測定対象物8である棒状の磁性材料として主鉄筋(PC鋼材)がセンサユニット2、磁石ユニット3L,3Rの下方に配置され、一方の磁石ユニット(3R)が発生する磁気が主鉄筋の中を通ってもう一方の磁石ユニット(3L)に流れ込む磁気回路が形成されている。FIG. 4 shows a schematic diagram of the measurement state of the non-destructive inspection device 1 of the present embodiment.
FIG. 4 is a schematic view in which the
In the example shown in FIG. 4, the main reinforcing bar (PC steel material) is arranged below the
測定対象物8の主鉄筋はセンサユニット2の下方に破断部位があれば、破断部位にS極とN極の端面が発生し、破断部位の周囲にループ状の磁場が発生する。
センサユニット2の磁気センサ21は、この主鉄筋の破断部位に生じる磁気ループの乱れを1軸センサなら上下方向(Z方向)、3軸センサなら上下、左右、前後方向(X・Y・Z方向)の磁場成分を検出する。図示しないが、主鉄筋に破断がない場合、破断部位に生じる磁気ループの乱れも生じない為、磁気センサ21は乱れを検出しない。なお、磁気センサ21として3軸センサを適用する場合、互いに直交する3軸方向の磁場成分を検知可能な3軸センサが好ましいが、同3軸方向にセンサ軸がそれぞれ配置された3つの1軸センサの複合により構成されていてもよい。
図4では主鉄筋(8)と並行して交差鉄筋(スターラップ)7が配置されているが、磁気回路に平行に配置されている為、測定に支障となるほどの大きな磁場の乱れが生じることはない。If the main reinforcing bar of the object to be measured 8 has a fractured portion below the
The
In FIG. 4, the crossed reinforcing bars (stirlap) 7 are arranged in parallel with the main reinforcing bar (8), but since they are arranged in parallel with the magnetic circuit, a large magnetic field turbulence that hinders the measurement occurs. There is no.
図5と図6に、本発明の測定原理を説明するための磁気センサ21への磁石磁場の影響の様子を説明するための模式図を示す。
図5は比較例の構成を示したもので、磁気センサ21の左右に通常のメイン磁石31L,31Rが配置されている。左メイン磁石31Lは底面側がS極、上面側がN極となっており、磁石内部では底面側から上面側方向に向かって磁束が発生する。磁石の外側ではN極の上面から放出された磁気がループを描くように底面のS極に戻る。磁石の底面では上向きの磁場が発生する。右メイン磁石31Rはその逆で底面側がN極、上面側がS極となっており、磁石内部では上面側から底面側方向に向かって磁束が発生する。磁石の外側ではN極の底面から放出された磁気がループを描くように上面のS極に戻る。磁石の底面では下向きの磁場が発生する。5 and 6 show a schematic diagram for explaining the influence of the magnetic magnetic field on the
FIG. 5 shows the configuration of a comparative example, in which ordinary
図5に示した比較例の場合、左右のメイン磁石31L,31Rの周囲に発生する外部磁場は磁気センサ21にも、左メイン磁石31Lに近い位置では下向き方向の強い磁場に曝され、右メイン磁石31Rに近い位置では上向き方向の強い磁場に曝される。本実施形態の非破壊検査装置1では、測定対象物の破断部位で発生する微小な磁場変化を捉える必要がある為、このように磁気センサ21が磁石の直接磁場に曝されることは好ましくないため、図6のように構成する。
In the case of the comparative example shown in FIG. 5, the external magnetic fields generated around the left and right
図6に本実施形態の非破壊検査装置1におけるセンサ領域への磁場低減効果を説明するための模式図を示す。図5の比較例と同様、磁気センサ21の左右に通常のメイン磁石31L,31Rが配置されており、左右各々のメイン磁石31L,31Rと磁気センサ21の間に磁場調整部材32L,32Rが配置されている。左メイン磁石31Lの外側ではN極の上面から放出された磁気がループを描くように底面のS極に戻るが、磁場調整部材32Lが配置されている側では磁場調整部材32Lが壁になり、磁気センサ21が強い磁気に曝されることを防いでいる。同様に右メイン磁石31Rの外側ではN極の底面から放出された磁気がループを描くように上面のS極に戻るが、磁場調整部材32Rが配置されている側では磁場調整部材32Rが壁になり、磁気センサ21が強い磁気に曝されることを防いでいる。
FIG. 6 shows a schematic diagram for explaining the magnetic field reduction effect on the sensor region in the non-destructive inspection device 1 of the present embodiment. Similar to the comparative example of FIG. 5, normal
このように磁場調整部材32L,32Rの効果により、磁気センサ21が磁石の直接磁場に曝されることが解消され、測定対象物の破断部位で発生する微小な磁場変化を磁気センサ21により精度よく捉えることが可能となる。
In this way, the effect of the magnetic
図7A,Bにハルバッハ配列磁石の効果を説明するための模式図を示す。
よく知られるように通常磁石はN極とS極の面が対向しており、磁石の両極面で発生する磁束量は磁気の向きが異なるだけで同じである。図7Aは比較例を示し、単純に上下の極性交互に入れ替えながら磁石を並べて配置した構成であり、上面側と下面側生じる磁界の強さは同じである。
図7Bはハルバッハ配列で磁石を並べた場合の模式図である。図7Bに示すように5つの磁石が、左から上下、左右、下上、右左、上下と磁化の方向を90度ごと転回しながら並べて配置されている。その結果、ハルバッハ配列の組磁石の下面側は磁石内部に磁気回路が形成されるため、磁石の外部には僅かしか磁力が発生しない。これに対してハルバッハ配列の組磁石の上面側はS極、N極の大きな部位が構成されるため、磁石の外部に強い磁界ループが発生する。このように磁石をハルバッハ配列に構成すると、片面側に磁界が集中して大きな磁力を取り出すことができる。一般的にハルバッハ配列磁石の効果的な活用はこの大きい側の磁力を活用することであるが、本実施形態では小さい磁界側の面をセンサ側に向けることで磁気シールド効果として活用する。7A and 7B show a schematic diagram for explaining the effect of the Halbach array magnet.
As is well known, usually magnets have north and south poles facing each other, and the amount of magnetic flux generated on both pole surfaces of the magnet is the same except for the direction of magnetism. FIG. 7A shows a comparative example, in which magnets are arranged side by side while simply alternating the upper and lower polarities, and the strength of the magnetic field generated on the upper surface side and the lower surface side is the same.
FIG. 7B is a schematic view when magnets are arranged in a Halbach array. As shown in FIG. 7B, five magnets are arranged side by side while rotating the magnetization direction from left to top and bottom, left and right, bottom and top, right and left, and top and bottom by 90 degrees. As a result, a magnetic circuit is formed inside the magnet on the lower surface side of the Halbach array magnet, so that a small amount of magnetic force is generated outside the magnet. On the other hand, since the upper surface side of the Halbach array magnets is composed of large portions of S pole and N pole, a strong magnetic field loop is generated outside the magnet. When the magnets are arranged in a Halbach array in this way, the magnetic field is concentrated on one side and a large magnetic force can be extracted. Generally, the effective utilization of the Halbach array magnet is to utilize the magnetic force on the large side, but in the present embodiment, the surface on the small magnetic field side is directed toward the sensor side to utilize it as a magnetic shielding effect.
図8A,Bにメイン磁石とハルバッハ磁石との効果的な組み合わせ配置の例を示す。
本実施形態で使用する磁石ユニット3L,3Rは左右1対で、左右対称の構成をとる。磁石ユニット3L,3Rは、大きく分けて、メイン磁石31L,31R、ハルバッハ磁石(32L,32R)、ヨーク33、スペーサー34で構成される。メイン磁石31L,31Rは、測定対象物に磁気回路を形成するためのもので、そのためおよそ例えば50mm角で厚さ25mmのネオジム磁石4枚を用いて実現する。ハルバッハ磁石(32L,32R)は3個のネオジム磁石を組み合せて構成され、強磁場側面をメイン磁石側に対向させ、弱磁場側面を磁気センサ21に対向する外側に向くように配置されている。詳しくは、左磁石ユニット3L(図8A)の場合、メイン磁石31LはN極側が底面になるように配置されている。ハルバッハ磁石(32L)の中段の磁石はN極をメイン磁石側に向け、ハルバッハ磁石(32L)の上段及び下段の磁石はN極側がハルバッハ磁石(32L)の中段の磁石側を向くように配置される。これに対して右磁石ユニット3R(図8A)の場合は、N極とS極を入れ替えた配置である。
ハルバッハ磁石(32L,32R)をこのように配置することで、メイン磁石31L,31Rの磁場をハルバッハ磁石(32L,32R)の磁場で抑え込んで、磁気センサ21の方向へ向かう磁力を低減する。すなわち、測定対象物8に印加する磁場を強くしたまま、磁気センサ21に向かう磁場を低減する。したがって、非破壊検査装置1においては、測定対象物8に印加する磁場に対して、磁気センサ21に向かう磁場が低減されている。そのため、測定対象物8からの磁場成分を、磁石ユニット3L,3Rから磁気センサ21に向かう磁場に埋もれさすことなく、精度よく磁気センサ21により検知可能である。8A and 8B show an example of an effective combination arrangement of the main magnet and the Halbach magnet.
The
By arranging the Halbach magnets (32L, 32R) in this way, the magnetic fields of the
ヨーク33はメイン磁石31L,31Rの下方向への磁力を増強する効果と複数の磁石を吸着させて、それぞれを安定して固定するために設けられている。また、スペーサー34はそれぞれの磁石の反発力が強すぎる為隣接して配置することができないために磁石を一定距離離して配置するための間隔保持部材として使用している。磁石ユニット3L,3Rは、Z方向の磁場調整部材32L,32R及びメイン磁石31L,31Rの厚み寸法が互いに同じとなっており、メイン磁石31L,31Rと磁気センサ21との間に十分な大きさの磁場調整部材32L,32Rを配置しつつ、空間有効良く構成されている。
なお、出来るだけ強力な磁気回路を形成するために、メイン磁石31L,31Rとしてネオジム磁石を採用することが好ましく、強力なメイン磁石の磁場を調整するためのハルバッハ磁石(32L,32R)もネオジム磁石を採用することが好ましいが、安価なフェライト磁石でも同様の効果は得られる。The
In order to form a magnetic circuit as strong as possible, it is preferable to use neodymium magnets as the
図9に非破壊検査装置の別構成例を示す。
図2に示した構成例ではセンサユニット2の磁気センサ21をY方向に一次元配列として幅方向(X方向)に移動させるスライド機構を設けた構造とした。図9に示す構成例ではスライド機構を廃止して、センサユニット2において磁気センサ21をXY面上に二次元配置している。磁気センサ21を2次元配置することで、スライド機構を用いて幅方向(X方向)のセンサ位置を適宜変えながら複数回の測定を行う必要がなく、一度の測定で、測定対象物8の磁気センサ21に対向した測定面(XY面)における2次元磁場分布を示す面データを得ることができる。FIG. 9 shows another configuration example of the non-destructive inspection device.
In the configuration example shown in FIG. 2, the
図2又は図9に示した非破壊検査装置1において、一方の磁場印加ユニット(3L)と他方の磁場印加ユニット(3R)とは、磁気センサ21に対する配置の入れ替わりが可能にされ、同入れ替わりにより測定対象物に形成する磁気回路の極向きが反転可能とされた構成を実施することが好ましい。これにより、測定対象物と磁気センサ21との相対的配置を変えずに、磁気回路の極向きが互いに反対にされ2つの面データを取得することができる。非破壊検査装置1を全体で反転すると、センサユニット2も反転してしまうため、測定対象物と磁気センサ21との相対的配置が変わってしまい、磁気センサ21の各素子のセンサ特性のバラつきによる変化量が面データに重畳されてしまうからである。
反転可能にする構造は、単に、2つの磁石ユニット3L,3Rを支持機構4から一旦取り外し、入れ替えて支持機構4に取り付け直すものでもよい。また、2つの磁石ユニット3L,3Rを支持するサブフレームを独立に設け、同サブフレームをセンサユニット2等が支持されたメインフレームに対して回転可能に連結した機構など、2つの磁石ユニット3L,3Rを支持機構4から取り外さずに反転できる機構を構成してもよい。
なお、図9ではセンサを正方格子状に配置した例で示したが、センサの二次元配置の方法は市松模様状配置等でもよく、正方格子状配置には限定しない。In the non-destructive inspection device 1 shown in FIG. 2 or 9, one magnetic field application unit (3L) and the other magnetic field application unit (3R) can be rearranged with respect to the
The reversible structure may simply be such that the two
Although FIG. 9 shows an example in which the sensors are arranged in a square grid pattern, the two-dimensional arrangement method of the sensors may be a checkered pattern arrangement or the like, and is not limited to the square grid arrangement.
図10にセンサユニット2に備えられる面データ作成に使用する回路のブロック図を示す。
図10に示すように本回路の1ライン部分2aには、図2及び図9にも示した1ライン部分2aに並ぶ複数の磁気センサ21が備わり、それぞれの磁気センサ21には信号を増幅するアンプ21a、信号をデジタルデータ化するA/D部22、一列分の磁気センサ21のデータをライン状に並び替えるラインデータ部2bがある。なお、複数の磁気センサ21の並べ方はライン状、千鳥配列その他任意である。
図2に示した装置構成では1ライン部分2aが単数であるとともに、センサユニット2をX方向に移動させるスライド機構があり、スライド機構により1ライン部分2aによるセンシング位置を変更した場所で別のラインデータを取得する。順次複数個所のセンシング位置でのラインデータを収集し、面データ部2cで面データ化する。また図9で示した装置構成では1ライン部分2aは移動なし一度に取得できる必要数あり、一度に面データを採取することができる。面データ部2cで生成した面データは、上述したようにクラウドコンピュータ9に送信され、クラウドコンピュータ9で処理され測定対象物8の破断の有無等の状態判定がなされる。FIG. 10 shows a block diagram of a circuit used for creating surface data provided in the
As shown in FIG. 10, the one-
In the device configuration shown in FIG. 2, one
図11に本実施形態の非破壊検査装置の処理及び非破壊検査方法の基本検査フローを示す。図2にし示した非破壊検査装置1を用いる場合である。
(ステップS1)非破壊検査装置1を磁気センサ21が測定対象物8の表面に対向して近接するように設置して、磁石ユニット3L,3Rから磁場を印加して測定対象物8に磁気回路を形成する。
(ステップS2) ステップS1による磁気回路形成状態で測定対象物8からの磁束を磁気センサ21で検知する。
(ステップS3)非破壊検査装置1の位置は変えずにセンサユニット2を幅方向(X方向)にシフトする。
(ステップS4)全シフト位置での測定が完了しているか否かを判断し、完了していなければステップS2に戻る。完了していればステップS4に進む。
(ステップS5)全シフト位置で採取したデータより測定面全体の磁場分布を作成する。このときのデータは、1軸センサであれば1軸の面データとなり、3軸センサであれば3軸方向の面データとなる。
(ステップS6)作成した面データに測定対象物の破断や腐食が原因とみられる磁場の乱れがないかを分析し、磁場の乱れがある場合は破断、腐食等の異常部位と推定する。以上で一連の測定を終了する。
なお、図9に示した非破壊検査装置1を用いる場合は、ステップS2,S3,S4の循環処理はなく、一度に面データを取得する。FIG. 11 shows the basic inspection flow of the processing of the non-destructive inspection apparatus and the non-destructive inspection method of the present embodiment. This is the case where the non-destructive inspection device 1 shown in FIG. 2 is used.
(Step S1) The non-destructive inspection device 1 is installed so that the
(Step S2) The magnetic flux from the measurement object 8 is detected by the
(Step S3) The
(Step S4) It is determined whether or not the measurement at all the shift positions is completed, and if not, the process returns to step S2. If it is completed, the process proceeds to step S4.
(Step S5) The magnetic field distribution of the entire measurement surface is created from the data collected at all shift positions. The data at this time is 1-axis surface data for a 1-axis sensor and 3-axis direction surface data for a 3-axis sensor.
(Step S6) The created surface data is analyzed for magnetic field turbulence that is considered to be caused by breakage or corrosion of the object to be measured, and if there is magnetic field turbulence, it is estimated to be an abnormal part such as breakage or corrosion. This completes a series of measurements.
When the non-destructive inspection device 1 shown in FIG. 9 is used, the surface data is acquired at once without the circulation processing in steps S2, S3, and S4.
作成された面データに基づき、クラウドコンピュータ9の処理によって異常判定を行う。
測定対象物が正常で連続性が保たれている場合、大きな局所磁場変化は生じない。逆に、測定対象物に破断や腐食等が生じてその連続性が損なわれると、その部位に局所的な急激な磁場変化が生じる。異常判定の一例としては、注目座標の磁場強度値とその周囲の磁場強度値との差分値による判定法が挙げられる。例えば、面データ上の全てまたは任意の座標の磁場強度値とその前後左右の4つの座標の磁場強度値とのそれぞれの差分をとり、これを注目座標の磁場強度値で除した傾きを算出し、その傾きの絶対値が一定値を超えるか否かで異常の有無を判定する。すなわち、
前方傾き=|(注目座標の値 − 前座標の値)/ 注目座標の値)|
後方傾き=|(注目座標の値 − 後座標の値)/ 注目座標の値)|
左方傾き=|(注目座標の値 − 左座標の値)/ 注目座標の値)|
右方傾き=|(注目座標の値 − 右座標の値)/ 注目座標の値)|
として、この4つの値のうちひとつでも、所定の閾値(例えば0.3)を超えた場合、注目座標付近に異常があると判定とする。判定は1軸センサでは1軸方向の磁場強度値のみ、3軸センサであれば3軸方向の全ての磁場強度値において判定を行うことが好ましい。このとき、所定の閾値は、検出ピッチや磁場成分の軸方向によりそれぞれ設定することが好ましい。
なお、面データに基づき測定対象物の異常を判定する情報処理装置は、クラウドコンピュータ9に限らず、非破壊検査装置に対して一対一に接続されるコンピュータであったり、非破壊検査装置に一体に搭載されるコンピュータであったりなどハードウエア構成は問わない。クラウドコンピュータ9の一局で処理する場合は、情報の集積、均一な処理、利用等の点で有利である。Based on the created surface data, the abnormality determination is performed by the processing of the
When the object to be measured is normal and continuous, no large local magnetic field change occurs. On the contrary, when the object to be measured is broken or corroded and its continuity is impaired, a local sudden change in the magnetic field occurs at the site. As an example of the abnormality determination, there is a determination method based on the difference value between the magnetic field strength value of the coordinate of interest and the magnetic field strength value around it. For example, the difference between the magnetic field strength values of all or arbitrary coordinates on the surface data and the magnetic field strength values of the four coordinates before, after, and left and right is taken, and the slope is calculated by dividing this by the magnetic field strength values of the coordinates of interest. , The presence or absence of an abnormality is determined by whether or not the absolute value of the slope exceeds a certain value. That is,
Forward tilt = | (value of attention coordinate-value of front coordinate) / value of attention coordinate) |
Backward tilt = | (value of attention coordinate-value of back coordinate) / value of attention coordinate) |
Left tilt = | (value of attention coordinate-value of left coordinate) / value of attention coordinate) |
Rightward tilt = | (value of attention coordinate-value of right coordinate) / value of attention coordinate) |
Therefore, if any one of these four values exceeds a predetermined threshold value (for example, 0.3), it is determined that there is an abnormality in the vicinity of the coordinate of interest. For the 1-axis sensor, it is preferable to perform the judgment only for the magnetic field strength value in the 1-axis direction, and for the 3-axis sensor, it is preferable to perform the judgment for all the magnetic field strength values in the 3-axis direction. At this time, it is preferable to set a predetermined threshold value according to the detection pitch and the axial direction of the magnetic field component.
The information processing device that determines the abnormality of the measurement object based on the surface data is not limited to the
以上説明したように、ハルバッハ磁石をその強磁場側面をメイン磁石側に対向させ、弱磁場側面を磁気センサ側に対向させて配置することで、磁気センサに加わるメイン磁石の磁力をブロックする効果を生じさせることができる。これにより、磁場印加ユニットから磁気センサに向かう磁場が低減されているので、測定対象物の外部、すなわち、磁場印加ユニットから発生し同測定対象物を経由した磁場の磁気センサによる検出精度を向上し、非破壊検査の検査精度を向上することができる。 As described above, by arranging the Halbach magnet with its strong magnetic field side surface facing the main magnet side and the weak magnetic field side surface facing the magnetic sensor side, the effect of blocking the magnetic force of the main magnet applied to the magnetic sensor can be achieved. Can be generated. As a result, the magnetic field from the magnetic field application unit to the magnetic sensor is reduced, so that the detection accuracy of the magnetic field generated from the outside of the measurement object, that is, the magnetic field application unit and passing through the measurement object is improved. , The inspection accuracy of non-destructive inspection can be improved.
以上の実施形態に拘わらず、磁場印加ユニットのそれぞれは、測定対象物に印加する磁場に対して、磁気センサに向かう磁場が低減されればよいから、磁場調整部材として、SS400に代表される低炭素鋼による磁気シールドを配置する方法や磁気を反発させる小型磁石を配置する方法も一定の効果はある。しかし、磁気シールド方法は磁気回路の成分までシールドが吸収してしまうという弊害もあり、また反発磁石を配置する方法は反発磁石の強さ設定や配置の最適化が困難ため、上記実施形態の磁場調整部材としてハルバッハ磁石を配置する方法が好ましい。
また、磁場印加ユニットのそれぞれは、測定対象物に印加する磁場に対して、磁気センサに向かう磁場が低減されればよいから、磁場印加ユニットにハルバッハ磁石のみを配置してもよい。この場合もハルバッハ磁石の図7Bの弱磁場側面を磁気センサ側に対向させれば、同ハルバッハ磁石から測定対象物に印加する磁場に対して、磁気センサに向かう磁場が低減されるからである。しかし、測定対象物に印加する磁場をより強くするために上記実施形態のように、ハルバッハ磁石のほかにメイン磁石を配置することが好ましい。Notwithstanding the above embodiment, each of the magnetic field application units needs to reduce the magnetic field toward the magnetic sensor with respect to the magnetic field applied to the object to be measured. Therefore, as a magnetic field adjusting member, a low value represented by SS400 is required. The method of arranging a magnetic shield made of carbon steel and the method of arranging a small magnet that repels magnetism also have a certain effect. However, the magnetic shield method has an adverse effect that the shield absorbs even the components of the magnetic circuit, and the method of arranging the repulsive magnets makes it difficult to set the strength of the repulsive magnets and optimize the arrangement. Therefore, the magnetic field of the above embodiment A method of arranging a Halbach magnet as an adjusting member is preferable.
Further, in each of the magnetic field application units, only the Halbach magnet may be arranged in the magnetic field application unit because the magnetic field toward the magnetic sensor may be reduced with respect to the magnetic field applied to the object to be measured. In this case as well, if the weak magnetic field side surface of FIG. 7B of the Halbach magnet is opposed to the magnetic sensor side, the magnetic field directed to the magnetic sensor is reduced with respect to the magnetic field applied from the Halbach magnet to the object to be measured. However, in order to make the magnetic field applied to the object to be measured stronger, it is preferable to arrange the main magnet in addition to the Halbach magnet as in the above embodiment.
本発明は、コンクリートに埋設される鉄筋等の非破壊検査装置、非破壊検査システム及び非破壊検査方法に利用することができる。 The present invention can be used for non-destructive inspection devices such as reinforcing bars buried in concrete, non-destructive inspection systems, and non-destructive inspection methods.
1 非破壊検査装置
2 センサユニット
3L,3R 磁石ユニット
4 支持機構
8 測定対象物
9 クラウドコンピュータ(情報処理装置)
10 非破壊検査システム
21 磁気センサ
31L,31R メイン磁石
32L,32R 磁場調整部材
33 ヨーク
34 スペーサー
41 グリップ1
10
Claims (13)
一方の磁場印加ユニット、磁気センサ、他方の磁場印加ユニットの順でこれらが配列し、同配列に隣接し同配列と同方向に延在した測定対象物に対し、前記一方の磁場印加ユニット及び前記他方の磁場印加ユニットから互いに逆極性の磁場を印加して磁気回路を形成した状態の同測定対象物からの磁場を前記磁気センサで検知する構成を有し、
前記磁場印加ユニットのそれぞれは、前記測定対象物に印加する磁場に対して、前記磁気センサに向かう磁場が低減されている非破壊検査装置。A non-destructive inspection device that uses a magnetic material contained in a non-magnetic material as a measurement object.
One of the magnetic field application units, the magnetic sensor, and the other magnetic field application unit are arranged in this order, and the one magnetic field application unit and the said magnetic field application unit are applied to a measurement object adjacent to the same arrangement and extending in the same direction as the same arrangement. It has a configuration in which the magnetic sensor detects the magnetic field from the measurement target in a state where magnetic circuits of opposite polarities are applied from the other magnetic field application unit to form a magnetic circuit.
Each of the magnetic field application units is a non-destructive inspection device in which the magnetic field directed toward the magnetic sensor is reduced with respect to the magnetic field applied to the measurement object.
前記情報処理装置は、前記非破壊検査装置から受けた測定情報に基づき前記測定対象物の異常を判定する非破壊検査システム。The non-destructive inspection device according to any one of claims 1 to 10 and an information processing device are provided.
The information processing device is a non-destructive inspection system that determines an abnormality of the measurement object based on measurement information received from the non-destructive inspection device.
前記情報処理装置は、前記面データに基づき前記測定対象物の異常を判定する請求項11に記載の非破壊検査システム。The non-destructive inspection device outputs surface data indicating a two-dimensional magnetic field distribution on the measurement surface of the measurement object facing the magnetic sensor to the information processing device.
The non-destructive inspection system according to claim 11, wherein the information processing device determines an abnormality of the measurement object based on the surface data.
前記面データに基づき前記測定対象物の異常を判定する非破壊検査方法。Using the non-destructive inspection device according to any one of claims 1 to 10, the measurement object is made to face the magnetic sensor, and the measurement surface of the measurement object faces the magnetic sensor. Obtaining surface data showing the dimensional magnetic field distribution,
A non-destructive inspection method for determining an abnormality of the measurement object based on the surface data.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017175388 | 2017-09-13 | ||
JP2017175388 | 2017-09-13 | ||
PCT/JP2018/031295 WO2019054158A1 (en) | 2017-09-13 | 2018-08-24 | Nondestructive inspecting device, nondestructive inspecting system, and nondestructive inspecting method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2019054158A1 true JPWO2019054158A1 (en) | 2020-10-22 |
Family
ID=65723674
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019541973A Pending JPWO2019054158A1 (en) | 2017-09-13 | 2018-08-24 | Non-destructive inspection equipment, non-destructive inspection system and non-destructive inspection method |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPWO2019054158A1 (en) |
WO (1) | WO2019054158A1 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4024044A4 (en) * | 2019-08-28 | 2022-09-21 | Konica Minolta, Inc. | Information processing system for nondestructive inspection and nondestructive inspection method |
KR102357786B1 (en) * | 2019-12-31 | 2022-02-03 | 주식회사 포스코아이씨티 | System for Inspecting Defect of Steel Plate Using Tunnel Magneto Resistance Sensor |
CN112880543B (en) * | 2021-04-12 | 2022-11-25 | 浙江捷安工程有限公司 | Halbach array-based cement rod inner steel bar diameter measurement method |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5928650A (en) * | 1982-08-11 | 1984-02-15 | Nippon Steel Corp | Method and device for magnetic flaw detection |
JPS626161A (en) * | 1985-07-03 | 1987-01-13 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Flaw detecting method by leakage magnetic flux measurement |
JPS62112052A (en) * | 1985-11-11 | 1987-05-23 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Surface defect detecting device for ferromagnetic body |
JPH0772122A (en) * | 1993-09-06 | 1995-03-17 | Babcock Hitachi Kk | Leak flux flaw detection method and apparatus for internal defect of magnetic material |
JP2007192803A (en) * | 2005-12-19 | 2007-08-02 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Device and method for evaluating corrosion |
JP2014106165A (en) * | 2012-11-29 | 2014-06-09 | Hitachi Ltd | Magnetic field visualization sensor and probe for magnetic flaw detection |
WO2017052712A2 (en) * | 2015-06-29 | 2017-03-30 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | System and method for characterizing ferromagnetic material |
JP6579840B2 (en) * | 2015-07-16 | 2019-09-25 | 住友化学株式会社 | Defect measurement method, defect measurement apparatus, and inspection probe |
-
2018
- 2018-08-24 JP JP2019541973A patent/JPWO2019054158A1/en active Pending
- 2018-08-24 WO PCT/JP2018/031295 patent/WO2019054158A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2019054158A1 (en) | 2019-03-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPWO2019054158A1 (en) | Non-destructive inspection equipment, non-destructive inspection system and non-destructive inspection method | |
JP7160098B2 (en) | Nondestructive inspection method, nondestructive inspection system and nondestructive inspection program | |
JP5620475B2 (en) | Method and apparatus for determining position by magnetism | |
JP2021515190A (en) | Magnetic field influence during the rotational movement of the magnetic target | |
JP6300908B2 (en) | Magnetic sensor device | |
JP6305860B2 (en) | Nondestructive inspection method and nondestructive inspection device | |
JP4860987B2 (en) | Nondestructive inspection method | |
CA2431008A1 (en) | Measurement of stress in a ferromagnetic material | |
JP5946638B2 (en) | Nondestructive inspection method | |
JP2016170059A (en) | Linear member diagnostic system and diagnostic method | |
CN104142482B (en) | Measuring system | |
JP6934708B2 (en) | Displacement detector | |
EP2930651B1 (en) | Method and device for measuring a magnetic field distribution of a magnet along a main surface of said magnet | |
EP3081932B1 (en) | Apparatus and method of inspecting defect of steel plate | |
JP7196921B2 (en) | Non-Destructive Inspection Device, Non-Destructive Inspection System and Non-Destructive Inspection Method | |
JP7351341B2 (en) | Non-destructive testing information processing system and non-destructive testing method | |
WO2024057869A1 (en) | Non-destructive testing method, program, and non-destructive testing system | |
JP2016024099A (en) | Nondestructive inspection method | |
JP2010151626A (en) | Nondestructive inspection method and nondestructive inspection device | |
WO2020217278A1 (en) | Flaw detection device for magnetic substance | |
JP2024054885A (en) | Nondestructive inspection method | |
JP2005337996A (en) | Metal detector | |
JP2016217868A (en) | Signal detection device | |
JP4263988B2 (en) | Vehicle detection device | |
JP2022037924A (en) | Nondestructive inspection method and nondestructive inspection device |