JPH02213764A - Defect inspecting device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、金属材料の腐食やき裂等を検査する装置に係
り、特に、可変的な励磁の磁界において追従可能な5Q
U4Dセンサの測定装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to an apparatus for inspecting corrosion, cracks, etc. of metal materials, and in particular, a 5Q device that can be tracked in a variable excitation magnetic field.
The present invention relates to a U4D sensor measuring device.
従来の装置では、特開昭60−12838号公報に記載
のように、超電導マグネットで−様な均一磁界を形成し
、生体磁気をSQUIDで検出していた。In conventional devices, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 60-12838, a -like uniform magnetic field is formed using a superconducting magnet, and biomagnetism is detected using a SQUID.
このときの超電導マグネットは、永久電流モードで使用
されていた。The superconducting magnet at this time was used in persistent current mode.
上記従来技術では、超電導マグネットを永久電流モード
で使用して均一な磁界を得ており、磁界を掃引しながら
、SQUIDを使用して検査する方法については考慮が
されておらず、可変励磁に伴うドリフトやノイズのため
、SQUIDが掃引磁界中で動作しないという問題があ
った。In the above conventional technology, a superconducting magnet is used in persistent current mode to obtain a uniform magnetic field, and no consideration is given to a method of inspecting using a SQUID while sweeping the magnetic field. There was a problem that SQUIDs did not work in swept magnetic fields due to drift and noise.
本発明の目的は、掃引する磁界中で安定に動作し、かつ
、腐食やき裂等の検出に良好な5(IUID測定システ
ムを提供することにある。An object of the present invention is to provide an IUID measurement system that operates stably in a sweeping magnetic field and is suitable for detecting corrosion, cracks, etc.
上記目的は、磁界の掃引によるSQUIDのドリフトや
ノイズをキャンセルするため、SQUIDのピックアッ
プコイルにSQUIDの出力信号をフィードバックし、
自動的にバランスする機構を設けることにより達成され
る。The above purpose is to feed back the output signal of the SQUID to the pickup coil of the SQUID in order to cancel the drift and noise of the SQUID caused by sweeping the magnetic field.
This is achieved by providing an automatic balancing mechanism.
測定体がない状態で超電導マグネットの電流をcycl
icに印加し、磁界を掃引したときに発生するSQUI
Dのドリフトやノイズを検出し、この信号をフィードバ
ックし、SQUIDのピックアップコイル部に設けた磁
性体の位置制御やキャンセルコイルにより、ドリフト磁
界やノイズ磁界の相殺し、自動的にバランスをとる。こ
の状態を記憶し、測定体を検査する場合に、磁性体の位
置やキャンセルコイルを測定体がない状態の情報で制御
し、測定体のみの磁気特性の情報を得る。Cycling the current of a superconducting magnet without a measuring object
SQUI that occurs when applying to IC and sweeping the magnetic field
D drift and noise are detected, this signal is fed back, and the drift magnetic field and noise magnetic field are canceled out and balanced automatically by controlling the position of the magnetic material and canceling coil provided in the pickup coil section of the SQUID. When this state is stored and the object to be measured is inspected, the position of the magnetic body and the cancellation coil are controlled using the information of the state in which there is no object to be measured, and information on the magnetic properties of only the object to be measured is obtained.
このようにして、磁界が掃引しながら、測定体の磁気情
報を得ることができるため、測定体の腐食やき裂等に伴
う磁気的な変化をSQUIDで高感度に検出できる。In this way, magnetic information of the object to be measured can be obtained while the magnetic field is sweeping, so that magnetic changes due to corrosion, cracks, etc. in the object to be measured can be detected with high sensitivity using the SQUID.
次に1本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
第1図は、SQUIDセンサを用いた本発明の実施シス
テム構成の一例を示したものである。図において、1は
火力やIfi子力発電プラント及び化学プラント等に用
いられる機器あるいは配管等の測定体である。20は前
記測定体を励磁するための励磁コイルで、21は励磁コ
イルの磁化コントローラである。40はSQUIDセン
サを動作温度に維持するためのタライオスタットである
。FIG. 1 shows an example of a system configuration for implementing the present invention using a SQUID sensor. In the figure, reference numeral 1 denotes a measurement object such as equipment or piping used in thermal power plants, Ifi child power plants, chemical plants, and the like. 20 is an excitation coil for exciting the measurement object, and 21 is a magnetization controller for the excitation coil. 40 is a taliostat for maintaining the SQUID sensor at an operating temperature.
41は、冷媒である。50は、SQUID素子である。41 is a refrigerant. 50 is a SQUID element.
51は、SQUIDのピックアップコイルである。52
は、SQUIDセンサのへッドアンプで、53は、SQ
UIDセンサのコントローラである。60は、ピックア
ップコイル51のバランスを取るための磁性体である。51 is a SQUID pickup coil. 52
is the head amplifier of the SQUID sensor, and 53 is the SQ
This is a UID sensor controller. 60 is a magnetic material for balancing the pickup coil 51.
61は、バランス用磁性体の位置制御をする駆動装置で
、62は、駆動装置61のコントローラである。70は
、磁化コントローラ3,SQUIDセンサコントローラ
53及び駆動装置コントローラ62の信号処理や制御す
る演算装置である。71は、演算装置7oの結果を表示
する出力装置で、72は、演算装置70のデータベース
である。さらに、80は。61 is a drive device that controls the position of the balancing magnetic body, and 62 is a controller for the drive device 61. 70 is an arithmetic unit that performs signal processing and control of the magnetization controller 3, SQUID sensor controller 53, and drive device controller 62. 71 is an output device for displaying the results of the arithmetic device 7o, and 72 is a database of the arithmetic device 70. Furthermore, 80.
測定体1の表面状態を観察するため観察装置である。観
察装置80としては光学カメラ等を使用できる。81は
、観察装置80のコントローラである。This is an observation device for observing the surface condition of the measurement object 1. As the observation device 80, an optical camera or the like can be used. 81 is a controller of the observation device 80.
測定体1の上部に励磁コイル20として超電導コイル、
SQUIDセンサ50.ピックアップコイル51及びバ
ランス用磁性体60を収納したクライオスタット40が
配置しである。クライオスタット40の内部には、液体
He等の冷媒41が充填され、SQUID素子50や超
電導励磁コイル20の動作温度に維持されている。励磁
コイル20は、励磁コントローラ21によって制御され
、Cyclicな磁界を前記測定体lに印加する。A superconducting coil as an excitation coil 20 is placed above the measurement object 1,
SQUID sensor 50. A cryostat 40 containing a pickup coil 51 and a balancing magnetic body 60 is arranged. The inside of the cryostat 40 is filled with a coolant 41 such as liquid He, and maintained at the operating temperature of the SQUID element 50 and the superconducting excitation coil 20. The excitation coil 20 is controlled by an excitation controller 21 and applies a cyclic magnetic field to the measurement object l.
超電導励磁コイル20で励磁する際に、ピックアップコ
イル51に生じる磁気のドリフトやノイズを除去するた
め、ピックアップコイル51の近傍にバランス用磁性体
60を配置し、磁性体6゜の位置制御することによって
ピックアップコイル51に生じる磁気のドリフトやノイ
ズキャンセルする。In order to eliminate magnetic drift and noise that occur in the pickup coil 51 when excited by the superconducting excitation coil 20, a balancing magnetic body 60 is placed near the pickup coil 51 and the position of the magnetic body 6° is controlled. Magnetic drift and noise occurring in the pickup coil 51 are canceled.
この詳細な例を第2図から第8図を用いて説明する。A detailed example of this will be explained using FIGS. 2 to 8.
第2図は、バランス用磁性体6oの一例である。FIG. 2 is an example of the balancing magnetic body 6o.
ピックアップコイル51の上部にドーナツ状のバランス
用磁性体60を配置し、磁性体6oにはこれを上下駆動
するためのシャフト850が取付けである。シャフト6
50によりバランス用磁性体60を上下に動かし、SQ
UIDセンサの出力が零になるように調節できる。A donut-shaped balance magnetic body 60 is arranged above the pickup coil 51, and a shaft 850 for driving the magnetic body 6o up and down is attached to the magnetic body 6o. shaft 6
50 to move the balance magnetic body 60 up and down, SQ
The output of the UID sensor can be adjusted to zero.
バランス用磁性体60の形状をドーナツ状にすることに
よりピックアップコイル51の上部で広がる磁束を絞る
ことができるため1局部的に−様な磁界を形成できる。By making the balance magnetic body 60 into a donut shape, the magnetic flux spreading above the pickup coil 51 can be narrowed down, so that a −-like magnetic field can be locally formed.
第6図は、バランス用磁性体60の位置とSQUIDセ
ンサの出力との関係を示したものである。バランス用磁
性体60の位置を変えることにより5QtODセンサの
出力は、実線のように変化する。また、超電導励磁コイ
ル20に電流工を印加した場合、特性曲線は破線のよう
になる。FIG. 6 shows the relationship between the position of the balancing magnetic body 60 and the output of the SQUID sensor. By changing the position of the balance magnetic body 60, the output of the 5QtOD sensor changes as shown by the solid line. Furthermore, when a current is applied to the superconducting excitation coil 20, the characteristic curve becomes like a broken line.
逆に、超電導励磁コイル20に流す電流工の極性を変え
た場合、特性は一点鎖線のようになる。すなわち、超電
導励磁コイルの電流をcyclicに変化させてもバラ
ンス用磁性体60の位置を制鮮することによってSQU
IDセンサの出力を常に零の状態に保持できる。この状
態を第7図に示す、第7図は、SQUIDセンサの出力
を零に保持した時の超電導励磁コイル20の磁界とバラ
ンス用磁性体60の位置との関係を示したものである。Conversely, when the polarity of the current flowing through the superconducting excitation coil 20 is changed, the characteristics become as shown by the dashed line. That is, even if the current of the superconducting excitation coil is changed cyclically, the SQU
The output of the ID sensor can always be maintained at zero. This state is shown in FIG. 7, which shows the relationship between the magnetic field of the superconducting excitation coil 20 and the position of the balancing magnetic body 60 when the output of the SQUID sensor is maintained at zero.
この状態をデータベース72に記憶しておく。This state is stored in the database 72.
第8図は1本発明のシステムで測定した結果の一例であ
る。実線で示した腐食やき裂のない場合の測定体のSQ
UID出力と磁界の強さの測定結果をデータベースに予
め求めておく。このデータは、測定体のB−Hカーブか
らも求めることができる。FIG. 8 shows an example of the results measured using the system of the present invention. SQ of the measured object when there is no corrosion or cracking shown by the solid line
Measurement results of UID output and magnetic field strength are obtained in advance in a database. This data can also be obtained from the B-H curve of the measuring object.
次に、き裂や腐食がある測定体を測定したときの結果を
破線及び−点鎖線で示す。Next, the results of measuring a measurement object with cracks or corrosion are shown by broken lines and dashed-dot lines.
腐食の場合5例えば5測定体の腐食生成物の磁気特性の
増加や減肉により一点鎖線で示すような特性を示す、腐
食生成物の磁気特性は、測定体の材質で決まるため、測
定体の成分や使用環境のデータをデータベース72に予
め入力しておく。In the case of corrosion 5 For example, due to an increase in the magnetic properties or thinning of the corrosion product of the measurement object, the magnetic properties of the corrosion product exhibit the characteristics shown by the dashed line.The magnetic properties of the corrosion product are determined by the material of the measurement object. Data on ingredients and use environment are input into the database 72 in advance.
き裂の場合、き裂近傍の塑性変形による透磁率の変化や
き裂による磁界の乱れ等が生じ、破線で示すような特性
が得られる。In the case of a crack, changes in magnetic permeability due to plastic deformation in the vicinity of the crack and disturbance of the magnetic field due to the crack occur, resulting in the characteristics shown by the broken line.
このように、第8図の実線で示した腐食やき裂のない場
合のSQUID出カと磁界の強さのデータに対して測定
体のデータが、どのように変化しているかを検出する。In this way, it is detected how the data of the measuring object changes with respect to the SQUID output and magnetic field strength data in the case where there is no corrosion or cracking shown by the solid line in FIG.
本実施例によれば、バランス用磁性体により励磁コイル
によるcycllcな磁界に対しても高精度に磁気信号
を測定できる。According to this embodiment, the magnetic signal for balance can be measured with high precision even in the cyclic magnetic field generated by the excitation coil.
第3図は、バランス用磁性体60の他の実施例である。FIG. 3 shows another embodiment of the balancing magnetic body 60.
バランス用磁性体60の形状を円錐上にし、頂点をピッ
クアップコイル51の上部に向けて配置したものである
。このように磁性体60を配置することによりピックア
ップコイル51の上部で広がる磁束を絞り込むことがで
きるため、局部的に一様な磁界を形成できる。The balance magnetic body 60 has a conical shape and is arranged with its apex facing toward the top of the pickup coil 51. By arranging the magnetic body 60 in this manner, the magnetic flux spreading above the pickup coil 51 can be narrowed down, so that a locally uniform magnetic field can be formed.
第4図は、バランス用磁性体60の他の実施例である。FIG. 4 shows another embodiment of the balance magnetic body 60.
バランス用磁性体60の形状を円錐上にし、底面をピッ
クアップコイル51の上部に向けて配置したものである
。このように磁性体60を配置することによりピックア
ップコイル51の上部での磁束分布を均一にできるため
、局部的に一様な磁界を形成できる。The balance magnetic body 60 has a conical shape and is arranged with the bottom surface facing the top of the pickup coil 51. By arranging the magnetic body 60 in this manner, the magnetic flux distribution above the pickup coil 51 can be made uniform, so that a locally uniform magnetic field can be formed.
第5図は、バランス用磁性体60が複数の場合の例であ
る。ピックアップコイル51の上部にドーナツ状のバラ
ンス用磁性体600とその中心に円筒状の磁性体601
を配置し、磁性体600及び601にはこれらを上下駆
動するためのシャフト650及び651が取付けである
。磁性体600及び601を上下移動して磁界の均一性
を得る。FIG. 5 shows an example in which there are a plurality of balancing magnetic bodies 60. A donut-shaped balance magnetic body 600 is placed on the top of the pickup coil 51, and a cylindrical magnetic body 601 is placed in the center of the donut-shaped balance magnetic body 600.
are arranged, and shafts 650 and 651 are attached to the magnetic bodies 600 and 601 to drive them up and down. The magnetic bodies 600 and 601 are moved up and down to obtain uniformity of the magnetic field.
本実施例によれば、SQUIDセンサのピックアップコ
イル部の磁界を均一に調整できるため、測定体に印加す
る励磁コイルの磁界をcyclicに変化させた場合で
も、SQUIDセンサで安定して測定ができる。According to this embodiment, the magnetic field of the pickup coil portion of the SQUID sensor can be adjusted uniformly, so even if the magnetic field of the excitation coil applied to the object to be measured is cyclically changed, stable measurement can be performed with the SQUID sensor.
他の実施例を第10図に示す、この実施例では、SQU
IDセンサのピックアップコイル50の近傍にバランス
用コイルを配置し、前記バランス用コイルによってSQ
UIDセンサの出力の調整を行う。Another embodiment is shown in FIG. 10. In this embodiment, SQU
A balance coil is arranged near the pickup coil 50 of the ID sensor, and the balance coil allows the SQ
Adjust the output of the UID sensor.
第10IAでは、SQUIDセンサのピックアップコイ
ル50の上下にバランス用コイル620゜621を配置
しである。In the 10th IA, balance coils 620° and 621 are placed above and below the pickup coil 50 of the SQUID sensor.
バランス用コイル620,621に流す電流を調整する
ことによりピックアップコイル51付近の磁界を一様に
できるため、SQUIDセンサの出力のバランスを取る
ことができる。By adjusting the current flowing through the balance coils 620 and 621, the magnetic field near the pickup coil 51 can be made uniform, so that the output of the SQUID sensor can be balanced.
また、超電導励磁コイル20に電流工を印加した場合、
あるいは、超電導励磁コイル20の電流をcyclic
に変化させた場合でもバランス用うイル620.621
の電流を制御することによってSQUIDセンサの出力
を常に零の状態に保持できる。この状態の励磁コイル2
0の電流とバランス用コイル620,621の電流をデ
ータベース72に記憶しておく。Furthermore, when a current is applied to the superconducting excitation coil 20,
Alternatively, the current of the superconducting excitation coil 20 may be changed to cyclic
Even when changed to 620.621
By controlling the current of the SQUID sensor, the output of the SQUID sensor can always be maintained at zero. Excitation coil 2 in this state
0 current and the currents of the balance coils 620 and 621 are stored in the database 72.
同様に、この実施例でも第8図に示すように、実線で示
した腐食やき裂のない場合の測定体のSQUID出力と
磁界の強さの測定結果をデータベースに予め求めておき
、これに対して測定体のデータが、どのように変化して
いるかを検出する。Similarly, in this example, as shown in FIG. 8, the measurement results of the SQUID output and magnetic field strength of the object to be measured in the case where there is no corrosion or cracking, as shown by the solid line, are obtained in advance in the database, and to detect how the data of the measuring object is changing.
本実施例によれば、バランス用コイルにより励磁コイル
によるcyclicな磁界に対しても電気的にバランス
が取れ、高精度に磁気信号が測定できる。According to this embodiment, the balance coil can electrically balance even the cyclic magnetic field generated by the excitation coil, and magnetic signals can be measured with high precision.
他の実施例を第11図に示す、この実施例では、SQU
IDセンサのピックアップコイルとSQUID素子との
間に超電導トランスを配置し、さらに、前記超電導トラ
ンスに結合させてバランス用コイルを配置し、前記バラ
ンス用コイルによってSQUIDセンサの出力の調整を
行う。Another embodiment is shown in FIG. 11. In this embodiment, SQU
A superconducting transformer is disposed between the pickup coil of the ID sensor and the SQUID element, and a balance coil is disposed coupled to the superconducting transformer, and the output of the SQUID sensor is adjusted by the balance coil.
第11図では、SQUIDセンサのピックアップコイル
50の入力コイル631とSQUID素子への出力コイ
ル632とバランス用コイル630が結合し、超電導ト
ランスを形成している。In FIG. 11, the input coil 631 of the pickup coil 50 of the SQUID sensor, the output coil 632 to the SQUID element, and the balance coil 630 are coupled to form a superconducting transformer.
バランス用コイル630に流す電流を調整することによ
りピックアップコイル51付近の磁界の乱れによるノイ
ズをキャンセルできるため、SQUIDセンサの出力の
バランスを取ることができる。By adjusting the current flowing through the balance coil 630, it is possible to cancel the noise caused by the disturbance of the magnetic field near the pickup coil 51, so that the output of the SQUID sensor can be balanced.
また、超電導励磁コイル20に電流工を印加した場合、
あるいは、超電導励磁コイル20の電流をcyclic
に変化させた場合でもバランス用コイル630の電流を
制御することによってSQUIDセンサの出力を常に零
の状態に保持できる。この状態の励磁コイル20の電流
とバランス用コイル630の電流をデータベース72に
記憶しておく。Furthermore, when a current is applied to the superconducting excitation coil 20,
Alternatively, the current of the superconducting excitation coil 20 may be changed to cyclic
By controlling the current of the balancing coil 630, the output of the SQUID sensor can always be maintained at zero even when the current is changed to zero. The current of the exciting coil 20 and the current of the balance coil 630 in this state are stored in the database 72.
同様に、この実施例でも第8図に示すように、実線で示
した腐食やき裂のない場合の測定体のSQUID出力と
磁界の強さの測定結果をデータベースに予め求めておき
、これに対して測定体のデータが、とのように変化して
いるかを検出する。Similarly, in this example, as shown in FIG. 8, the measurement results of the SQUID output and magnetic field strength of the object to be measured in the case where there is no corrosion or cracking, as shown by the solid line, are obtained in advance in the database, and Detect whether the data of the object to be measured changes as follows.
本実施例によれば、SQUIDのピックアップコイルの
変更に対しても無関係にバランス用コイルにより電気的
にバランスが取れ、高精度に磁気信号が測定できる。According to this embodiment, electrical balance can be achieved by the balancing coil regardless of changes in the pickup coil of the SQUID, and magnetic signals can be measured with high precision.
第12図は、本発明のシステムを移動可能な駆動装置と
して移動ロボット等に取り付は場合の例である。FIG. 12 shows an example in which the system of the present invention is attached to a mobile robot or the like as a movable drive device.
多関節ロボット3の先端に本発明の検査装置2を取り付
け、測定体1の表面を走査しながら、き裂、欠陥、形状
変化、腐食状態等を検出するものである。4は1本発明
の検査装置2のコントローラで、5は、多関節ロボット
3のコントローラである。The inspection device 2 of the present invention is attached to the tip of an articulated robot 3 and scans the surface of the object 1 to detect cracks, defects, shape changes, corrosion conditions, etc. 4 is a controller of the inspection apparatus 2 of the present invention, and 5 is a controller of the articulated robot 3.
第9図は、本発明のフローチャート図である。FIG. 9 is a flowchart diagram of the present invention.
以下、フローチャート図に従い動作を説明する。The operation will be explained below according to the flowchart.
5tart : staρ1: vA定条件の入力及び初期化。5 tart: staρ1: Input and initialization of vA constant conditions.
第12図の多関節ロボット3の初期化
を行い、ロボットコントローラ5から測定範囲、開始位
置を入力し、検査装置2の励磁電流、81!l定感度等
の測定条件を入力する。Initialize the articulated robot 3 shown in FIG. 12, input the measurement range and starting position from the robot controller 5, and set the excitation current of the inspection device 2 to 81! l Enter measurement conditions such as constant sensitivity.
5top2: 検査位置へセンサを移動。5top2: Move the sensor to the inspection position.
検査装!!2を測定位置に移動し、第1図に示す観察装
置80で測定位置の表面状態をメモリ72に記録する。Inspection equipment! ! 2 to a measurement position, and the surface condition at the measurement position is recorded in the memory 72 using an observation device 80 shown in FIG.
atap3: 励磁マグネットの磁界を掃引する。atap3: Sweep the magnetic field of the excitation magnet.
超電導励磁コイル20の電流をcyclicに変化させ
る。このとき、励磁過程に生ずるドリフトやノイズを除
去するため、メモリ72より、バランス磁性体60やバ
ランスコイル620,630等の位置制御や電流制御の
データを読み出し、校正する。The current of the superconducting excitation coil 20 is changed cyclically. At this time, in order to remove drift and noise occurring during the excitation process, data on position control and current control of the balance magnetic body 60, balance coils 620, 630, etc. is read out from the memory 72 and calibrated.
SQUIDセンサのsignalをメモリする。Memorize the SQUID sensor signal.
測定位置での励磁コイル20の磁場の 5tep4 : 掃引にともなうSQUIDセンサの signalをメモリ72に記憶する。of the magnetic field of the excitation coil 20 at the measurement position. 5 step 4: SQUID sensor during sweep The signal is stored in memory 72.
5tap5: 次に測定位置に移動する。5tap5: Next, move to the measurement position.
多関節ロボット3により、検査装置2 を次の測定位置へ移動する。The inspection device 2 is operated by the articulated robot 3. Move to the next measurement position.
gtep6 : 最終位置かどうかを判定する。gtep6: Determine whether it is the final position.
yes ; 5top 7 ヘ
no : 5top 2 ヘ
5top7: SQUIDセンサのsignalをマ
ツピングする。yes; 5top 7 no: 5top 2 5top7: Map the SQUID sensor signal.
測定したデータをメモリ72から読み
出し、演算装置70で画像化によるマツピングを行う、
これを出力袋[71に表示する。reading out the measured data from the memory 72 and performing mapping by imaging with the arithmetic unit 70;
This is displayed in the output bag [71].
5top8 : 画像分析、パターン化演算装置70
で画像化したマツピング
データをパターン化し、損傷を推定する。5top8: Image analysis, patterning calculation device 70
The mapping data imaged with is patterned and damage is estimated.
5top9 : 異常値の判定から再測定か終了かを
判定する。5top9: Determine whether to re-measure or end based on abnormal value determination.
yes ; 5top 2 ヘ
no ; endへ
end :
第9図のフローチャート図の5tep 7から5tep
9の詳細を第13図から第18図を用いて説明する。yes; 5top 2 no; end to end: 5tep 7 to 5tep of the flowchart in Figure 9
9 will be explained in detail using FIGS. 13 to 18.
5top 7のマツピングの詳細内容を以下に述べる。The details of mapping of 5top 7 are described below.
第13図は、11m定したデータの例である。超電導励
磁コイル20の励磁に伴うS Q U I Dsign
alの変化であり、測定体試料が無い場合の信号を常に
零として、それに対するS Q U I Dsigna
lの変化分を示したものである。この−点におけるデー
タを任意の範囲で整理し、マツピングする。FIG. 13 is an example of data determined at 11 m. S Q U I Dsign associated with excitation of superconducting excitation coil 20
al change, and the signal when there is no measuring object sample is always set to zero, and the S Q U I Dsigna for that
This shows the change in l. The data at this point is organized and mapped within an arbitrary range.
第15図及び第16図は、任意の範囲のマツピングデー
タである。第15図は、励磁の磁界が大きい場合であり
、第16図は、励磁が無い場合の例である0表面の状態
は、観測袋[80のデータから得る。この観測装置80
のデータと本検査装置i!2の磁気的なデータを総合し
てマツピングによる画像化を行う。FIGS. 15 and 16 show mapping data in an arbitrary range. FIG. 15 shows the case where the excitation magnetic field is large, and FIG. 16 shows the case where there is no excitation. The state of the 0 surface is obtained from the data of the observation bag [80]. This observation device 80
Data and this inspection device i! The two magnetic data are combined and imaged by mapping.
1itep 8のマツピングの詳細内容を以下に述べる
。The details of mapping for 1itep 8 are described below.
第14図は、第13図の測定したデータについて更に欠
陥の無い場合の信号で基準化したもので、S Q U
I Dsignalの変化より、複数のパターン化に分
類したものである。このパターン化を第15図及び第1
6図に適用して、各信号変化部を各パターンと比較し、
損傷を推定する。FIG. 14 shows the measured data in FIG. 13 further standardized by the signal in the case of no defects, and S Q U
It is classified into a plurality of patterns based on changes in IDsignal. This patterning is shown in Figures 15 and 1.
Applying it to Figure 6, compare each signal change part with each pattern,
Estimate damage.
第17図は、出力装置71の表示画面の例である。FIG. 17 is an example of a display screen of the output device 71.
画面に測定体1の全体図を示し、検査装置2で測定した
結果を色別で表示する。画面内に色別レベルを表示し、
特定のレベル範囲を任意に選定できるようにレベル選定
指示マーク901,902を表示し、レベル選定指示マ
ーク901,902で信号レベルを選ぶ。An overall view of the measuring object 1 is shown on the screen, and the results measured by the inspection device 2 are displayed in different colors. Displays the level of each color on the screen,
Level selection instruction marks 901 and 902 are displayed so that a specific level range can be arbitrarily selected, and the signal level is selected using the level selection instruction marks 901 and 902.
さらに、局部部位911のみの結果をみる場合、局部領
域指示マークと範囲を示す線910で領域を選択し、次
画面に任意の拡大で表示する。この例を第18図に示す
0局部領域911における異常欠陥の状態920を示し
ている。Furthermore, when viewing the results of only the local region 911, the region is selected using the local region designation mark and the line 910 indicating the range, and displayed in an arbitrary enlargement on the next screen. An example of this is shown in FIG. 18, which shows an abnormal defect state 920 in the 0 local area 911.
本実施例によれば、測定結果を画像表示し、画像分析に
よる信号のパターン化により測定体の損傷の判定が容易
で高精度に測定できる。According to this embodiment, the measurement result is displayed as an image, and the damage to the object to be measured can be easily determined and measured with high accuracy by patterning the signal by image analysis.
(発明の効果〕
本発明によれば、バランス用磁性体やコイル等の機構に
より掃引する磁界中でも、SQUIDセンサが安定して
動作でき、画像のパターン化分析により腐食やき裂等の
検出が高精度にできる。(Effects of the Invention) According to the present invention, a SQUID sensor can operate stably even in a magnetic field swept by a mechanism such as a balancing magnetic body or a coil, and corrosion, cracks, etc. can be detected with high accuracy by patterning analysis of images. Can be done.
第1図は1本発明の実施例のシステム構成図、第2図乃
至第5図は、夫々本発明のバランス用磁性体の実施例を
示す作用説明用模式図、第6図は、バランス用磁性体の
位置と5QtJIDセンサのシグナルとの関係を示した
特性図、第7図は、SQUIDセンサのslgunal
を常に零とした時の超電導励磁コイルの磁界の強さとバ
ランス用磁性体の位置との関係を示した特性図、第8図
は、各損傷形態での磁界の強さに伴うSQUIDセンサ
のsigunalの変化を示した特性図、第9図は、本
発明の実施例システムの動作フローチャート図。
第10図は、SQUIDセンサのピックアップコイル部
にバランス用コイルを配置して実施例の装置構成図、第
11図は、SQUIDセンサのピックアップコイルと素
子部の間に超電導トランスを設け、この超電導トランス
にバランス用コイルを結合させた実施例の装置構成図、
第12図は、本発明の検査装置を多関節ロボットに取付
けた場合の実施例を示す装置構成図、第13図及び第1
4図は、夫々超電導励磁コイルの磁界の強さに伴うSQ
UIDセンサのsigunalの変化を示した特性図、
第15図及び第16図は、測定した結果を画像化した模
式図、第17図及び第18図は、出力装置の画面状態を
示した模式図である。
1・・・測定体、2・・・本発明の検査装置、3・・・
多関節ロボット、4・・・検査装置のコントローラ、5
・・・多関節ロボットのコントローラ、20・・・励磁
コイル、21・・・磁化コントローラ、40・・・タラ
イオスタット、41・・・冷媒、50・・・SQUID
素子、51・・・SQUIDのピックアップコイル、5
2・・・SQUIDセンサのヘッドアンプ、53・・・
SQUIDセンサのコントローラ、60・・・バランス
用磁性体、61・・・バランス用磁性体の駆動装置、6
2・・・駆動装置のコントローラ、70・・・演算装置
、71・・・出力装置、72・・・データベース、80
・・・観察装置、81・・・*6装置のコントローラ、
600・・・ドーナツ状のバランス用磁性体、601・
・・円筒状の磁性体、620.621,630・・・バ
ランス用コイル、631・・・ピックアップコイルの入
力コイル、632・・・SQUID素子への出力コイル
、650,651・・・シャフト、901,902・・
・レベル選定指示マーク、910・・・局部領域指示マ
ークと範囲を示す線、911・・・局部領域、920・
・・異常や欠陥の状態。
鳩
l
第
凹
鴇
Σ
Bo−・・v、v景I
猶
第
凹
璃
図
6ρ0冒ぐラシヌf狛1軸Aネ
φ、i&孝
■
居力力拓区コイノL6Q!i!:浅
第
ワ
口
#電導コイルめ屓賑、臀切ヲ菅さ
第
?
図
ζに
坦1電〉本コイル6比摩a5色さ
第
凹
62o、62/・・・バランス用コづル端
記
鳩
凹
g3θ
八′ランス用コイル
第
Σ
乎
/り
国
マ、7ぴシフ′
鳩
/6
圀
a欣亥杷
第
因
痴Aトの5狼さ
第
記
7A!トのうj仝さ
第
/7
区
!
フ゛ラシトヤ叶・暑シ
第
1g
Σ
921常や/7?触の状態Fig. 1 is a system configuration diagram of an embodiment of the present invention, Figs. 2 to 5 are schematic diagrams for explaining the operation of embodiments of the magnetic material for balance of the present invention, and Fig. 6 is a system configuration diagram of an embodiment of the present invention. A characteristic diagram showing the relationship between the position of the magnetic body and the signal of the 5QtJID sensor, Figure 7 shows the slgunal of the SQUID sensor.
A characteristic diagram showing the relationship between the strength of the magnetic field of the superconducting excitation coil and the position of the balancing magnetic body when the FIG. 9 is an operation flowchart of the system according to the embodiment of the present invention. Fig. 10 is a device configuration diagram of an embodiment in which a balancing coil is arranged in the pickup coil part of the SQUID sensor, and Fig. 11 shows a superconducting transformer provided between the pick-up coil and the element part of the SQUID sensor, and this superconducting transformer. A device configuration diagram of an embodiment in which a balance coil is combined with the
FIG. 12 is a device configuration diagram showing an embodiment in which the inspection device of the present invention is attached to an articulated robot, FIG.
Figure 4 shows the SQ associated with the strength of the magnetic field of the superconducting excitation coil.
A characteristic diagram showing changes in the signal of the UID sensor,
FIGS. 15 and 16 are schematic diagrams showing the measurement results as images, and FIGS. 17 and 18 are schematic diagrams showing the screen state of the output device. 1... Measuring object, 2... Inspection device of the present invention, 3...
Articulated robot, 4... Controller of inspection equipment, 5
... Controller of articulated robot, 20 ... Excitation coil, 21 ... Magnetization controller, 40 ... Taliostat, 41 ... Refrigerant, 50 ... SQUID
Element, 51... SQUID pickup coil, 5
2...SQUID sensor head amplifier, 53...
SQUID sensor controller, 60... balance magnetic body, 61... balance magnetic body drive device, 6
2... Controller of drive device, 70... Arithmetic device, 71... Output device, 72... Database, 80
...Observation device, 81...*6 device controller,
600...doughnut-shaped balance magnetic material, 601.
...Cylindrical magnetic body, 620.621,630...Balance coil, 631...Input coil of pickup coil, 632...Output coil to SQUID element, 650,651...Shaft, 901 ,902...
・Level selection instruction mark, 910...Local area instruction mark and line indicating range, 911...Local area, 920・
...A state of abnormality or defect. Dove l 1st concave Σ Bo-...v, v view I 1st concave map 6ρ0 attack Rashinu f Koma 1st axis Ane φ, i & Takashi ■ Iriki Takuku Koino L6Q! i! : Shallow first mouth # conductive coil is crowded, buttock cutting is the first? Fig. ζ 1 electric wire> Main coil 6 ratio a5 color concave 62o, 62/... balance coil end dove concave g3θ 8' lance coil No. Σ 乎/ri country ma, 7pi shift ' Pigeon / 6 Kuni akinhai loquat causechi Ato's 5 wolves Chapter 7A! 7th Ward! 1g Σ 921 Tsuneya/7? state of touch
Claims (1)
を検出する検査装置において、測定体に磁場を印加する
励磁装置と、それによつて前記測定体の飽和磁気、残留
磁気、保持力、バルクハウゼンノイズ等の磁気特性を検
出する磁気測定装置と、予め求めておいたき裂や腐食の
無い場合の磁気特性のデータベースと、測定したデータ
とデータベースの比較演算から前記測定体のき裂や腐食
の程度を判定する演算装置とを備えた欠陥の検査装置。 2、特許請求の範囲第1項において、前記測定体に磁場
を印加する励磁装置として超電導励磁コイルを用い、可
変励磁の機能を持たせた超電導励磁コイルを特徴とする
欠陥の検査装置。 3、特許請求の範囲第1項において、前記測定体の磁気
特性を検出する磁気測定装置に、励磁コイルの可変励磁
に対応して自動的に平衡を取る機能を持たせたことを特
徴とする欠陥の検査装置。 4、特許請求の範囲第3項において、前記測定体の磁気
特性を検出する磁気測定装置に、SQUIDセンサを用
い、磁気検出のピックアップコイル近傍に磁性体を配置
し、前記磁性体に位置制御機構を設けたことを特徴とす
る欠陥の検査装置。 5、特許請求の範囲第4項において、前記磁性体を複数
配置し、それぞれに位置制御機構を設けたことを特徴と
する欠陥の検査装置。 6、特許請求の範囲第3項において、前記測定体の磁気
特性を検出する磁気測定装置に、SQUIDセンサを用
い、磁気検出のピックアップコイル近傍にバランス用コ
イルを配置し、前記バランス用コイルによつてSQUI
Dセンサの出力バランス機構を設けたことを特徴とする
欠陥の検査装置。 7、特許請求の範囲第3項において、前記測定体の磁気
特性を検出する磁気測定装置に、SQUIDセンサを用
い、磁気検出のピックアップコイルとSQUID素子と
の間に超電導トランスを配置し、さらに、前記超電導ト
ランスに結合させてバランス用コイルを配置し、前記バ
ランス用コイルによつてSQUIDセンサの出力バラン
ス機構を設けたことを特徴とする欠陥の検査装置。 8、特許請求の範囲第1項において、前記検査装置を移
動ロボット等の移動可能な駆動装置に取り付け、実機の
検査を可能にした欠陥の検査装置。 9、特許請求の範囲第1項において、前記演算装置の結
果を表示する出力装置に、き裂や腐食の検出結果を等高
線図あるいは鳥観図状の等高線図に表す機能を持たした
ことを特徴とした欠陥の検査装置。 10、特許請求の範囲第1項において、前記演算装置の
結果を表示する出力装置に、測定機器の全体画像を表示
し、測定範囲及び測定の結果を色別で表示し、指示マー
クにより局部領域を選択でき、この局部領域を拡大図と
して別途画像に表示でき、き裂や腐食の検出結果を透視
画像あるいは鳥観図状の等高線図に表す機能を持たした
ことを特徴とした欠陥の検査装置。[Scope of Claims] 1. In an inspection device that detects the degree of cracks, corrosion, etc. from magnetic changes occurring in a measuring object, an excitation device that applies a magnetic field to the measuring object, and thereby controlling the saturation magnetism of the measuring object. , a magnetic measurement device that detects magnetic properties such as residual magnetism, coercive force, Barkhausen noise, etc., a database of magnetic properties obtained in advance without cracks or corrosion, and a comparison calculation between the measured data and the database. A defect inspection device comprising: an arithmetic device that determines the degree of cracking or corrosion of the object to be measured. 2. A defect inspection device according to claim 1, characterized in that a superconducting excitation coil is used as an excitation device for applying a magnetic field to the object to be measured, and the superconducting excitation coil has a variable excitation function. 3. According to claim 1, the magnetic measuring device for detecting the magnetic properties of the object to be measured is provided with a function of automatically balancing in response to variable excitation of the excitation coil. Defect inspection equipment. 4. Claim 3, wherein a SQUID sensor is used as the magnetic measurement device for detecting the magnetic properties of the object to be measured, a magnetic body is arranged near a pickup coil for magnetic detection, and a position control mechanism is provided on the magnetic body. A defect inspection device characterized by being provided with. 5. A defect inspection device according to claim 4, characterized in that a plurality of the magnetic bodies are arranged and a position control mechanism is provided for each. 6. In claim 3, a SQUID sensor is used as the magnetic measurement device for detecting the magnetic properties of the object to be measured, and a balance coil is disposed near a pickup coil for magnetic detection, and the balance coil Tsute SQUI
A defect inspection device characterized by being provided with a D sensor output balance mechanism. 7. In claim 3, a SQUID sensor is used in the magnetic measurement device for detecting the magnetic properties of the object to be measured, and a superconducting transformer is disposed between the magnetic detection pickup coil and the SQUID element, and further, A defect inspection device characterized in that a balancing coil is disposed coupled to the superconducting transformer, and the balancing coil provides an output balancing mechanism for a SQUID sensor. 8. A defect inspection device according to claim 1, wherein the inspection device is attached to a movable drive device such as a mobile robot, thereby making it possible to inspect an actual machine. 9. Claim 1 is characterized in that the output device for displaying the results of the arithmetic device has a function of displaying the detection results of cracks and corrosion on a contour map or a bird's-eye view contour map. Inspection equipment for defects. 10. In claim 1, the output device for displaying the results of the arithmetic device displays the entire image of the measuring device, the measurement range and the measurement results are displayed in different colors, and the local area is indicated by an instruction mark. A defect inspection device characterized by having a function of being able to select a local area, displaying this local area as a separate image as an enlarged view, and displaying the detection results of cracks and corrosion as a perspective image or a bird's-eye view contour map.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3360889A JPH0713627B2 (en) | 1989-02-15 | 1989-02-15 | Defect inspection equipment |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP3360889A JPH0713627B2 (en) | 1989-02-15 | 1989-02-15 | Defect inspection equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH02213764A true JPH02213764A (en) | 1990-08-24 |
JPH0713627B2 JPH0713627B2 (en) | 1995-02-15 |
Family
ID=12391177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3360889A Expired - Lifetime JPH0713627B2 (en) | 1989-02-15 | 1989-02-15 | Defect inspection equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0713627B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0727743A (en) * | 1993-07-12 | 1995-01-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Non-destructive inspecting equipment |
RU167925U1 (en) * | 2016-02-10 | 2017-01-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук (ФГБУН ФИАН) | CRYOSTAT |
Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
JP3964274B2 (en) * | 2002-07-10 | 2007-08-22 | 関西電力株式会社 | Nondestructive inspection method and nondestructive inspection apparatus using superconducting quantum interference device |
-
1989
- 1989-02-15 JP JP3360889A patent/JPH0713627B2/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0727743A (en) * | 1993-07-12 | 1995-01-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Non-destructive inspecting equipment |
RU167925U1 (en) * | 2016-02-10 | 2017-01-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук (ФГБУН ФИАН) | CRYOSTAT |
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JPH0713627B2 (en) | 1995-02-15 |
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