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公開番号2024172821
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-12
出願番号2023090814
出願日2023-06-01
発明の名称検査装置及び検査方法
出願人学校法人近畿大学
代理人個人
主分類G01N 29/24 20060101AFI20241205BHJP(測定;試験)
要約【課題】表面が保護部材で覆われている配管、タンク等、磁性材料の検査対象に直接接触することが難しい場合であっても、精度よく、検査対象の損傷の検査を行うことができる検査装置及び検査方法を提供する。
【解決手段】検査装置1は、送信ユニット11と受信ユニット12とを備える。送信ユニット11は、両磁極間にバイアス磁場を生じさせる送信バイアス用電磁石と、両磁極間の磁束を変化させ、磁歪効果により検査対象にガイド波を発生させる励振用電磁石と、を有し、送信バイアス用電磁石の両磁極を結ぶ方向と、励振用電磁石の両磁極を結ぶ方向とが直交するように配置される。受信ユニット12は、両磁極間にバイアス磁場を生じさせる受信バイアス用電磁石と、ガイド波によって生じる誘導電流を検出するガイド波検出用電磁石と、を有し、受信バイアス用電磁石の両磁極を結ぶ方向と、ガイド波検出用電磁石の両磁極を結ぶ方向とが直交するように配置される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
磁性体の検査対象にガイド波を発生させる送信ユニットと、
前記送信ユニットから送信され、前記検査対象の損傷部で反射された前記ガイド波を受信する受信ユニットと、を備え、
前記送信ユニットは、
コイルに直流電流を印加することにより、前記検査対象に対向する両磁極間にバイアス磁場を生じさせる送信バイアス用電磁石と、
コイルに交流電流を印加して前記検査対象に対向する両磁極間の磁束を変化させ、前記送信バイアス用電磁石でバイアス磁場が印加された前記検査対象の領域に、磁歪効果により前記ガイド波を発生させる励振用電磁石と、を有し、
前記送信バイアス用電磁石の両磁極を結ぶ方向と、前記励振用電磁石の両磁極を結ぶ方向とが直交するように配置されており、
前記受信ユニットは、
コイルに直流電流を印加することにより、前記検査対象に対向する両磁極間にバイアス磁場を生じさせる受信バイアス用電磁石と、
両磁極が前記検査対象に対向し、前記受信バイアス用電磁石でバイアス磁場が印加された領域を通過する前記ガイド波によって生じる誘導電流を検出するガイド波検出用電磁石と、を有し、
前記受信バイアス用電磁石の両磁極を結ぶ方向と、前記ガイド波検出用電磁石の両磁極を結ぶ方向とが直交するように配置されている、
ことを特徴とする検査装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記送信ユニットは、
前記送信バイアス用電磁石によるバイアス磁場の方向が、前記送信ユニット又は前記受信ユニットから前記損傷部までの距離を測定する測距方向であり、
前記励振用電磁石による励振方向が、前記測距方向と直交する方向となるように配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記受信ユニットは、
前記受信バイアス用電磁石によるバイアス磁場の方向が、前記測距方向であり、
前記ガイド波検出用電磁石の両磁極を結ぶ方向が前記測距方向と直交する方向となるように配置される、
ことを特徴とする請求項２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記検査対象は配管であり、
前記測距方向は前記配管の軸心方向であり、
前記測距方向と直交する方向は前記配管の周方向である、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の検査装置。
【請求項５】
前記検査対象の前記測距方向と直交する方向に配置される複数の前記送信ユニット及び複数の前記受信ユニットを備える、
ことを特徴とする請求項３に記載の検査装置。
【請求項６】
前記送信バイアス用電磁石及び前記励振用電磁石のコアは略Ｕ字形状であり、
前記励振用電磁石は、前記送信バイアス用電磁石のコアの脚部である両磁極の間に配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項７】
前記受信バイアス用電磁石及び前記ガイド波検出用電磁石のコアは略Ｕ字形状であり、
前記ガイド波検出用電磁石は、前記受信バイアス用電磁石のコアの脚部である両磁極の間に配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項８】
前記検査対象に渦電流を発生させ、前記渦電流の前記損傷部の迂回によって生じる磁界の変化を検出する渦電流ユニットを備え、
前記渦電流ユニットは、
コイルに交流電流を印加することにより、前記検査対象に対向する両磁極周辺の前記検査対象に前記渦電流を生じさせる励磁用電磁石と、
前記渦電流によって生じる磁界を検出する渦電流検出用電磁石と、を有し、
前記励磁用電磁石の両磁極を結ぶ方向と、前記渦電流検出用電磁石の両磁極を結ぶ方向とが直交するように配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項９】
前記検査対象は配管であり、
前記励磁用電磁石の両磁極を結ぶ方向は前記配管の軸心方向であり、
前記ガイド波検出用電磁石の両磁極を結ぶ方向は前記配管の周方向である、
ことを特徴とする請求項８に記載の検査装置。
【請求項１０】
前記渦電流ユニットは、
前記送信ユニット又は前記受信ユニットを兼ねる、
ことを特徴とする請求項８に記載の検査装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置及び検査方法に関し、より詳細には磁性材料の検査対象の損傷を検査する検査装置及び検査方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、板材、配管等、磁性材料を用いた部材について、損傷の有無を非破壊検査する方法が開発されている。例えば、配管の長い区間について腐食、亀裂等の損傷を容易に検査する非破壊検査方法として、超音波ガイド波を用いた検査方法が開発されている。超音波ガイド波を用いた検査方法としては、特許文献１、特許文献２のように、磁性材料である配管の磁歪効果を利用してガイド波を発生させ、配管の損傷部で反射されたガイド波を測定する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００８－７６２９６号公報
特開２０２０－７９７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の超音波探傷装置では、金属製の配管の断熱材を除去し、ローレンツ力を駆動力とするガイド波の送信センサと、ガイド波を受信する受信センサとを、直接配管に接触させて、探傷することとしている。しかしながら、ビル、工場等の配管は断熱材等で保護されている場合が多く、断熱材を除去して送信センサ、受信センサを配管に取り付ける場合、検査にかかる手間が大きい。また、配管等の検査対象の保護部材を取り外すことができない場合、検査対象がコーティングされている場合等においては、検査対象に直接送信センサ、受信センサを接触させることができないため、検査対象を検査することは難しい。
【０００５】
また、特許文献２では、配管が保護部材で覆われている場合であっても、配管を均一に磁化した上で配管にガイド波を発生させて、配管検査を行うこととしている。これにより、ガイド波の強度を高めて精度よくガイド波の反射波を検出することが可能となっている。しかしながら、ガイド波信号強度は残留磁化による磁界の強さに依存するところ、残留磁化による磁界の強さは飽和磁場の６～７割程度にとどまると考えられる。したがって、残留磁化を増強してガイド波の検出精度を高めることが難しい場合がある。
【０００６】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、表面が保護部材で覆われている配管、コーティングが施されたタンク等、磁性材料の検査対象に直接接触することが難しい場合であっても、精度よく、検査対象の損傷の検査を行うことができる検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の第１の観点に係る検査装置は、
磁性体の検査対象にガイド波を発生させる送信ユニットと、
前記送信ユニットから送信され、前記検査対象の損傷部で反射された前記ガイド波を受信する受信ユニットと、を備え、
前記送信ユニットは、
コイルに直流電流を印加することにより、前記検査対象に対向する両磁極間にバイアス磁場を生じさせる送信バイアス用電磁石と、
コイルに交流電流を印加して前記検査対象に対向する両磁極間の磁束を変化させ、前記送信バイアス用電磁石でバイアス磁場が印加された前記検査対象の領域に、磁歪効果により前記ガイド波を発生させる励振用電磁石と、を有し、
前記送信バイアス用電磁石の両磁極を結ぶ方向と、前記励振用電磁石の両磁極を結ぶ方向とが直交するように配置されており、
前記受信ユニットは、
コイルに直流電流を印加することにより、前記検査対象に対向する両磁極間にバイアス磁場を生じさせる受信バイアス用電磁石と、
両磁極が前記検査対象に対向し、前記受信バイアス用電磁石でバイアス磁場が印加された領域を通過する前記ガイド波によって生じる誘導電流を検出するガイド波検出用電磁石と、を有し、
前記受信バイアス用電磁石の両磁極を結ぶ方向と、前記ガイド波検出用電磁石の両磁極を結ぶ方向とが直交するように配置されている。
【０００８】
また、前記送信ユニットは、
前記送信バイアス用電磁石によるバイアス磁場の方向が、前記送信ユニット又は前記受信ユニットから前記損傷部までの距離を測定する測距方向であり、
前記励振用電磁石による励振方向が、前記測距方向と直交する方向となるように配置される、
こととしてもよい。
【０００９】
また、前記受信ユニットは、
前記受信バイアス用電磁石によるバイアス磁場の方向が、前記測距方向であり、
前記ガイド波検出用電磁石の両磁極を結ぶ方向が前記測距方向と直交する方向となるように配置される、
こととしてもよい。
【００１０】
また、前記検査対象は配管であり、
前記測距方向は前記配管の軸心方向であり、
前記測距方向と直交する方向は前記配管の周方向である、
こととしてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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