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新しい回転磁束形磁気センサーによる構造用金属材料の亀裂探査システム構築に関する研究

利用新型旋转磁通型磁传感器构建金属结构材料裂纹检测系统的研究

基本信息

批准号：
08650522
负责人：
岡茂八郎
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Oita National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

「新しい回転磁束形磁気センサーによる構造用金属材料の亀裂探査システム構築に関する研究」の目的は、「回転磁束形磁気センサー」の裏側欠陥に対する探傷能力向上と、検出信号を利用した欠陥形状推定に関する基礎的技術の開発である。我々は、この目標達成のために、試料表面近傍の欠陥による磁束の変化をXYZ軸に分離して測定できる「3軸サーチコイルを備えた低周波励磁回転磁束形磁気センサー」を数種類、独自に開発、試作した。試作した磁気センサーを使用して、5mm厚の軟鋼板やステンレス板の裏側欠陥検出実験や欠陥形状推定実験を行った。また、渦電流を考慮した有限要素法を利用して欠陥検出機構の解明を試みた。実験からは、主に次の四点の結果を得た。第一に、この磁気センサーは、軟鋼板裏面にある深さ1mm、幅0.4mmの溝型欠陥をほぼ検出できた。第二に、ある程度深い欠陥であれば、欠陥の方向も一回の走査で良い精度で推定できたる。第三に、軟鋼板の溝型欠陥に対しては、励磁周波数が低いほど(2.5Hz)信号変化が大きいことや、ステンレス板の欠陥形状推定実験から、40Hzの励磁周波数を用いて、3軸サーチコイルの出力が明瞭に欠陥形状に依存していることを明らかとした。第四に、この磁気センサーは、欠陥から得られる情報量が多いことからニューロなどの信号処理アルゴリズムを利用した逆問題的手法による欠陥の位置や深さ、形状の推定の可能性もあることなどである。数値解析実験からは、この磁気センサーは、欠陥によるサーチコイルを含めた磁気抵抗の変化、欠陥による試料表面の漏れ磁束の変化、欠陥による誘導渦電流の流路の変化などを複合的に検出していることが明らかにした。この研究で以上のような成果が得られたが、さらに今後、微小裏側欠陥の確実な検出や欠陥形状の正確な推定に向けて研究していきたいと考えている。

The purpose of this paper is to develop a new technique for detecting defects in metallic materials for structural applications. To achieve this goal, the magnetic beam near the surface of the sample is separated from the XYZ axis by several types of "3-axis magnetic beam separation" and "low frequency excitation return magnetic beam separation". Try to use a soft steel plate with a thickness of 5mm to estimate the shape of the steel plate. The finite element method is used to investigate the mechanism of eddy currents. The four points of the main and secondary results are obtained. First, the magnetic field of the soft steel plate inside the depth of 1mm, width of 0.4 mm groove type defect detection. Second, the degree of depth is insufficient, the direction is insufficient, and the first round of investigation is accurate. Third, the groove type of mild steel plate is not matched, the excitation cycle number is low and medium (2.5Hz), the signal change is large, the excitation cycle number of 40Hz is used, and the output of 3-axis is dependent on the shape of the excitation cycle. Fourth, the amount of information obtained from the magnetic field is more than the amount of information obtained from the magnetic field. The method of using the inverse problem is to estimate the position and depth of the magnetic field. Number analysis: magnetic flux density, magnetic flux density. The results of this research are as follows: 1. The accuracy of the shape of the micro-inner part is not determined. 2. The accuracy of the shape of the micro-inner part is determined. 3. The accuracy of the shape of the micro-inner part is determined.