(57)【要約】  効率的にナゲット部の中心位置を探り当て、溶接部位の検査を行うことができる非破壊検査装置を提供すること。  被測定物２に磁場を印加して磁束密度を発生させ、当該磁場を遮断後に、当該被測定物２の複数位置から放出される磁束を誘導起電力検出部１７により測定し、複数の磁束の過渡変化の時定数を算出し、当該時定数の分布状態から当該被測定物２の内部構造を検出する処理部２０を有し、処理部２０は、誘導起電力検出部１７を被測定物２の所定の位置で第一の測定を行い、誘導起電力検出部１７を被測定物２の所定の位置から所定角度回転した位置で第二の測定を行い、第一の測定により検出した内部構造と第二の測定により検出した内部構造に基づいて、被測定物２の内部に形成されているナゲット部の中心位置及び／又は当該ナゲット部の径を推定する。
2012141074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物に磁場を印加して磁束密度を発生させ、当該磁場を遮断後に、当該被測定物の複数位置から放出される磁束を磁束検出素子により測定し、複数の磁束の過渡変化の時定数を算出し、当該時定数の分布状態から当該被測定物の内部構造を検出する検出処理部を有し、
前記検出処理部は、前記磁束検出素子を前記被測定物の第一の位置で第一の測定を行い、第二の位置で第二の測定を行い、少なくとも前記第一の測定により検出した内部構造と前記第二の測定により検出した内部構造に基づいて、前記被測定物の内部に形成されているナゲット部の中心位置及び／又は当該ナゲット部の径を推定する非破壊検査装置。
【請求項２】
被測定物に磁場を印加して磁束密度を発生させ、当該磁場を遮断後に、当該被測定物の複数位置から放出される磁束を磁束検出素子により測定し、複数の磁束の過渡変化の時定数を算出し、当該時定数の分布状態から当該被測定物の内部構造を検出する検出処理部を有し、
前記検出処理部は、前記磁束検出素子を前記被測定物の所定の位置で第一の測定を行い、前記磁束検出素子を前記被測定物の前記所定の位置から所定角度回転した位置で第二の測定を行い、前記第一の測定により検出した内部構造と前記第二の測定により検出した内部構造に基づいて、前記被測定物の内部に形成されているナゲット部の中心位置及び／又は当該ナゲット部の径を推定する非破壊検査装置。
【請求項３】
前記磁束検出素子は、複数の微小コイルが一列に配置されて構成されており、
前記検出処理部は、前記磁束検出素子を前記被測定物の所定の位置に配置して、前記第一の測定を行い、前記磁束検出素子を前記被測定物の前記所定の位置から所定角度回転させた位置に配置して、前記第二の測定を行う請求項２記載の非破壊検査装置。
【請求項４】
前記磁束検出素子は、複数の微小コイルが縦一列及び横一列に十字形状に配置されて構成されており、
前記検出処理部は、前記磁束検出素子を前記被測定物の所定の位置に配置して、前記縦一列又は横一列に配置された前記磁束検出素子により前記第一の測定を行い、前記横一列又は縦一列に配置された前記磁束検出素子により前記第二の測定を行う請求項２記載の非破壊検査装置。
【請求項５】
被測定物に磁場を印加して磁束密度を発生させ、当該磁場を遮断後に、当該被測定物の複数位置から放出される磁束を磁束検出素子により測定し、複数の磁束の過渡変化の時定数を算出し、当該時定数の分布状態から当該被測定物の内部構造を検出する検出処理部を有し、
前記検出処理部は、励磁部の長手方向において、その両側に平行に磁気回収部が設けられ、前記励磁部の下方であって前記磁気回収部に対応するように複数の磁束検出素子が配置され、前記被測定物の複数位置から放出される磁束を前記複数の磁束検出素子により測定し、当該測定の結果に基づいて、前記被測定物の内部に形成されているナゲット部の中心位置及び／又は当該ナゲット部の径を推定する非破壊検査装置。
【請求項６】
前記磁束検出素子は、第１の磁束検出素子と第２の磁束検出素子から構成され、
前記第１の磁束検出素子は、前記励磁部の下方であって、一方の磁気回収部に平行に配置され、
前記第２の磁束検出素子は、前記励磁部の下方であって、他方の磁気回収部に平行に配置され、
前記検出処理部は、前記第１の磁束検出素子及び前記第２の磁束検出素子の測定結果を取得し、当該測定結果から最も離れている３点を抽出して三角形を形成し、当該三角形を形成する二つの辺の垂直二等分線をそれぞれの三角形にて算出した垂直二等分線の交点から、前記３点を通る外接円を形成し、当該外接円の中心位置と直径を算出することにより、前記被測定物の内部に形成されているナゲット部の中心位置及び／又は当該ナゲット部の径を推定する請求項５記載の非破壊検査装置。
【請求項７】
前記磁束検出素子を有する測定装置を把持するアーム部と、
測定対象となる前記被測定物の所定の位置に前記磁束検出素子が配置されるように、前記アーム部を移動する駆動制御部を備える請求項１乃至６のいずれか一項に記載の非破壊検査装置。
【請求項８】
表示部と、
前記表示部を制御する表示制御部を備え、
前記表示制御部は、前記被測定物の内部に形成されているナゲット部の中心位置及び／又は当該ナゲット部の径を推定した場合に、当該ナゲット部の中心位置及び／又は径に基づいて、当該ナゲット部の仮想的な画像を生成し、前記表示部に表示する請求項１乃至６のいずれか一項に記載の非破壊検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定物の溶接部位等を非破壊で検査する非破壊検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種薄板金属製品の組立に用いられる溶接として、スポット溶接が一般的に用いられている。スポット溶接とは、重ね合わせた金属の板材における溶接部位に、先端が所定の形状に成形されている電極によって上下方向から所定の圧力で挟み、両電極に所定の電流を所定の時間だけ流すことによって、当該溶接部位を局部的に加熱して溶接する方法である。【０００３】
また、スポット溶接により溶接された溶接部位の表面は、加圧によって溶接部外に比べ凹んでいる。この凹み部をインデテーション部といい、凹みの寸法をインデテーション径という。【０００４】
また、溶接部位の内部は、ナゲット部（溶着部）と、その周辺の圧着部とで形成される。ナゲット部は、金属が一旦溶解して固化した部分である。一方、圧着部は、金属の表面同士で圧着された部分である。ナゲット部の寸法をナゲット径といい、ナゲット部と圧着部とを総合して接合部といい、接合部の寸法を接合径という。なお、接合部は、実際に接合している部分である。【０００５】
また、スポット溶接では、重ね合わせた金属の板材を点（スポット）で溶接するため、溶接強度が十分であるか否かを検査する必要がある。【０００６】
溶接強度の測定を非破壊にて行う方法として、ナゲット径を測定することにより溶接強度を推定する方法が有効である（例えば、特許文献１を参照。）。従来から、ナゲット径を測定する方法として、電流を流したコイルにより発生した磁界を、溶接部位に印加し、その結果発生したコイルのインダクタンスの変化からナゲット径を求める方法が知られている。この従来方法では、ナゲット部とナゲット部以外の部分とでは透磁率（μ）が変化する性質があるので、この性質を利用して、透磁率（μ）の変化をインダクタンスの変化として検出し、ナゲット径を求めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３０９８１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、検査装置のセンサは、外部から視認できる溶接部位を目安に配置される。ところで、外部から視認できる凹み部（インデテーション部）の中心位置と、ナゲット部の中心位置が一致しない場合がある。これは、スポット溶接する際に、電極の先端同士が厳密に対向せずに、ある角度をもって対向するような場合等に発生する。【０００９】
このように、溶接部位の中心位置とナゲット部の中心位置がずれていると、検査装置のセンサが配置されている直下にナゲット部が形成されていない、又は外れているために、ナゲット径を正確に測定することができなくなる。このような場合には、検査装置のセンサを様々な位置にずらして再検査を繰り返さねばならず、ナゲット径の測定に多大な労力を必要とする。【００１０】
また、検査装置をロボットアームに固定して自動計測を行おうとした場合、ワーク（被測定物）との位置ずれが問題となる。ここで、ロボットアームにカメラ等を取り付けて、溶接打痕又は溶接時のワークの変色を検出することにより、位置合わせを行うシステムが考えられる。【００１１】
しかしながら、上述したように、溶接打痕の位置とナゲット部の位置は、一致する保証はなく、ナゲット部の中心位置に検査装置を自動的に配置させることは困難である。【００１２】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、カメラ等の位置合わせを行う機器を用いることなく、効率的にナゲット部の中心位置やナゲット径等の溶接部位の検査を行うことができる非破壊検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る非破壊検査装置は、上記課題を解決するために、被測定物に磁場を印加して磁束密度を発生させ、当該磁場を遮断後に、当該被測定物の複数位置から放出される磁束を磁束検出素子により測定し、複数の磁束の過渡変化の時定数を算出し、当該時定数の分布状態から当該被測定物の内部構造を検出する検出処理部を有し、前記検出処理部は、前記磁束検出素子を前記被測定物の第一の位置で第一の測定を行い、第二の位置で第二の測定を行い、少なくとも前記第一の測定により検出した内部構造と前記第二の測定により検出した内部構造に基づいて、前記被測定物の内部に形成されているナゲット部の中心位置及び／又は当該ナゲット部の径を推定する構成である。【００１４】
本発明に係る非破壊検査装置は、上記課題を解決するために、被測定物に磁場を印加して磁束密度を発生させ、当該磁場を遮断後に、当該被測定物の複数位置から放出される磁束を磁束検出素子により測定し、複数の磁束の過渡変化の時定数を算出し、当該時定数の分布状態から当該被測定物の内部構造を検出する検出処理部を有し、前記検出処理部は、前記磁束検出素子を前記被測定物の所定の位置で第一の測定を行い、前記磁束検出素子を前記被測定物の前記所定の位置から所定角度回転した位置で第二の測定を行い、前記第一の測定により検出した内部構造と前記第二の測定により検出した内部構造に基づいて、前記被測定物の内部に形成されているナゲット部の中心位置及び／又は当該ナゲット部の径を推定する構成である。【００１５】
また、非破壊検査装置では、前記磁束検出素子は、複数の微小コイルが一列に配置されて構成されており、前記検出処理部は、前記磁束検出素子を前記被測定物の所定の位置に配置して、前記第一の測定を行い、前記磁束検出素子を前記被測定物の前記所定の位置から所定角度回転させた位置に配置して、前記第二の測定を行う構成でも良い。【００１６】
また、非破壊検査装置では、前記磁束検出素子は、複数の微小コイルが縦一列及び横一列に十字形状に配置されて構成されており、前記検出処理部は、前記磁束検出素子を前記被測定物の所定の位置に配置して、前記縦一列又は横一列に配置された前記磁束検出素子により前記第一の測定を行い、前記横一列又は縦一列に配置された前記磁束検出素子により前記第二の測定を行う構成でも良い。【００１７】
本発明に係る非破壊検査装置は、上記課題を解決するために、被測定物に磁場を印加して磁束密度を発生させ、当該磁場を遮断後に、当該被測定物の複数位置から放出される磁束を磁束検出素子により測定し、複数の磁束の過渡変化の時定数を算出し、当該時定数の分布状態から当該被測定物の内部構造を検出する検出処理部を有し、前記検出処理部は、励磁部の長手方向において、その両側に平行に磁気回収部が設けられ、前記励磁部の下方であって前記磁気回収部に対応するように複数の磁束検出素子が配置され、前記被測定物の複数位置から放出される磁束を前記複数の磁束検出素子により測定し、当該測定の結果に基づいて、前記被測定物の内部に形成されているナゲット部の中心位置及び／又は当該ナゲット部の径を推定する構成である。【００１８】
また、非破壊検査装置は、前記磁束検出素子は、第１の磁束検出素子と第２の磁束検出素子から構成され、前記第１の磁束検出素子は、前記励磁部の下方であって、一方の磁気回収部に平行に配置され、前記第２の磁束検出素子は、前記励磁部の下方であって、他方の磁気回収部に平行に配置され、前記検出処理部は、前記第１の磁束検出素子及び前記第２の磁束検出素子の測定結果を取得し、当該測定結果から最も離れている３点を抽出して三角形を形成し、当該三角形を形成する二つの辺の垂直二等分線をそれぞれの三角形にて算出した垂直二等分線の交点から、前記３点を通る外接円を形成し、当該外接円の中心位置と直径を算出することにより、前記被測定物の内部に形成されているナゲット部の中心位置及び／又は当該ナゲット部の径を推定する構成でも良い。【００１９】
また、非破壊検査装置は、前記磁束検出素子を有する測定装置を把持するアーム部と、測定対象となる前記被測定物の所定の位置に前記磁束検出素子が配置されるように、前記アーム部を移動する駆動制御部を備える構成でも良い。【００２０】
また、非破壊検査装置は、表示部と、前記表示部を制御する表示制御部を備え、前記表示制御部は、前記被測定物の内部に形成されているナゲット部の中心位置及び／又は当該ナゲット部の径を推定した場合に、当該ナゲット部の中心位置及び／又は径に基づいて、当該ナゲット部の仮想的な画像を生成し、前記表示部に表示する構成でも良い。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、効率的にナゲット部の中心位置を探り当て、溶接部位の検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態に係る非破壊検査装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係る非破壊検査装置の誘導起電力検出部の構成を示す図である。
【図３】誘導起電力検出部とナゲット部の中心部とが同心の場合についての説明に供する図である。
【図４】誘導起電力検出部とナゲット部の中心部とがずれている場合についての説明に供する図である。
【図５】ロボットアームにセンサプローブを取り付けて、被測定物を測定する方法についての説明に供する図である。
【図６】微小コイルが縦横に十字形状に配置されている場合における磁心と誘導起電力検出部の構成を模式的に示す図である。
【図７】ワークに対して２段階で磁界を印加する際の説明に供する図である。
【図８】磁界を加えて磁束密度を発生させたときの様子を模式的に示す図である。
【図９】残留磁気の消失過程を模式的に示す図である。
【図１０】図９（ｂ）に示す磁束密度の閉ループを磁気等価回路に置換した回路図を示す図である。
【図１１】静磁界を遮断した直後のアレイセンサの任意の一つを通過する磁束の閉ループＣ０を模式的に示す図である。
【図１２】アレイセンサで測定される磁束の変化についての説明に供する図である。
【図１３】磁心と誘導起電力検出部の構成を模式的に示す図である。
【図１４】ナゲット部の径を推定する際の処理の流れについての説明に供する図である。
【図１５】ナゲット部の仮想的な画像を表示する際の処理の流れについての説明に供する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
２つ以上の部材を溶融し、一体化させる方法として、スポット溶接がある。スポット溶接を行う装置は、２枚の金属板を純銅又は銅合金の棒状の電極の間に挟んで強く加圧しながら短時間大電流を通し、部材を溶接する。また、溶接部位の表面には、電極で押えたわずかの凹みができ、その内部には、ナゲット部（溶接金属が凝固したもの）が形成される。本実施形態に係る非破壊検査装置１は、非破壊によりナゲット部を検査する。なお、本実施例においては、スポット溶接により溶接された溶接部位の検査について説明するが、溶接方法は、スポット溶接に限定されない。また、「内部構造」とは、化学的、物理的及び機械的に変化している構造を意味する。
【００２４】
また、非破壊検査装置１は、磁性体から構成される被測定物２（例えば、自動車のボディ）の溶接部位３に対する検査を行う装置であり、溶接部位３に対して磁場を与え、放出される磁束密度を測定することでナゲット部の有無、ナゲット部の中心位置及び径を推定する非破壊の検査方法を採用する。以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２５】
非破壊検査装置１は、図１に示すように、磁束発生部１６と、誘導起電力検出部１７（磁束検出素子）と、センサ出力切替部１８と、センサ出力制御部１９と、処理部２０（検出処理部）と、記憶部２１とを備える。磁束発生部１６は、励磁磁極１１及び回収磁極１２から構成される磁心１３と、磁心１３を励磁する励磁コイル１４と、励磁コイル１４の通電状態と遮断状態を制御する励磁制御部１５とを有する。
【００２６】
ここで、磁心１３の形状について説明する。磁心１３は、図１に模式的に示すように、一方端側に励磁磁極１１が形成され、他方端側に回収磁極１２が形成される略コの字状に形成されている。また、励磁磁極１１の端面に形成されるコイルＣ１乃至Ｃｎ（ｎは、２以上の自然数。）は、溶接部位３にて生ずる磁束の変化を検出する。なお、磁心１３の形状は、上述したものに限られない。
【００２７】
また、磁束発生部１６は、励磁制御部１５により励磁コイル１４を通電状態に制御して励磁磁極１１と回収磁極１２との間に磁束を発生させ、溶接部位３に磁界を加える。励磁コイル１４は、導体が磁心１３の所定の部位に、密接に螺旋状に巻かれており、ソレノイドコイルにより構成されている。なお、本実施例では、励磁コイル１４が巻かれている方を励磁磁極１１として説明するが、励磁コイル１４に流す電流の向きによって、励磁コイル１４が巻かれている方が励磁磁極になったり回収磁極になったりするので、励磁コイル１４が巻かれている方を回収磁極としても良い。
【００２８】
また、誘導起電力検出部１７は、励磁磁極１１の端面に配置され、溶接部位３にて生ずる磁束の変化を検出する。また、誘導起電力検出部１７は、複数のコイルＣが配置されたアレイコイルにより構成されている。
【００２９】
また、誘導起電力検出部１７は、図２に示すように、複数の微小コイルが線対称に配置されている。図２では、誘導起電力検出部１７では、１６個（Ｃ１乃至Ｃ１６）の微小コイルが均等に配置されている様子を示している。具体的には、コイルＣ１とコイルＣ１６、コイルＣ２とコイルＣ１５、コイルＣ３とコイルＣ１４、コイルＣ４とコイルＣ１３、コイルＣ５とコイルＣ１２、コイルＣ６とコイルＣ１１、コイルＣ７とコイルＣ１０、コイルＣ８とコイルＣ９は、それぞれ線対称になるように均等に配置されている。なお、本実施形態では、微小コイルは、一列１６個で構成されているものとして説明するが、これに限られず、複数行複数個によって構成されていても良い。
【００３０】
また、溶接部位３においては、溶接された痕（以下、溶接打痕という。）が表面において視認できる。非破壊検査装置１による検査においては、この溶接打痕の表面に磁界を加えて磁束密度を発生させ、コイルＣ１乃至Ｃ１６によりその内部における溶接状態の検査を行う。
【００３１】
また、センサ出力制御部１９は、アレイコイルに含まれる複数のコイルＣ１〜Ｃ１６からの出力を順次選択する。センサ出力切替部１８は、センサ出力制御部１９により選択されたコイルＣからの信号を処理部２０に出力する。
【００３２】
処理部２０は、センサ出力切替部１８から供給される信号に基づいて、磁気エネルギーの減衰時定数τ１と、渦電流損失の減衰時定数τ２とを算出する。詳細は、後述するが、ナゲット部の磁気エネルギーの減衰時定数τ１の分布を測定し、これを分析すれば、ナゲット部のような金属的に組成変化の生じている部分の形状・寸法を求めることができる。
【００３３】
処理部２０は、誘導起電力検出部１７を被測定物２の第一の位置で第一の測定を行い、第二の位置で第二の測定を行い、少なくとも第一の測定により検出した内部構造と第二の測定により検出した内部構造に基づいて、被測定物２の内部に形成されているナゲット部の中心位置及び／又は当該ナゲット部の径を推定する。
【００３４】
具体的には、処理部２０は、誘導起電力検出部１７を被測定物２の所定の位置（例えば、外部から視認できる溶接部位３又はその周辺）で第一の測定を行い、その後、誘導起電力検出部１７を被測定物２の所定の位置から所定角度（例えば、９０度）回転した位置で第二の測定を行い、第一の測定により検出した内部構造と第二の測定により検出した内部構造に基づいて、被測定物２の内部に形成されているナゲット部の中心位置及び当該ナゲット部の径を推定する。
【００３５】
ここで、処理部２０により第一の測定により検出した内部構造と第二の測定により検出した内部構造に基づいて、被測定物２の内部に形成されているナゲット部の中心位置及び当該ナゲット部の径を推定するための原理について説明する。なお、以下では、ナゲット部は、円形状であると仮定して説明を行う。
【００３６】
第一と第二の測定において、誘導起電力検出部１７の検出（センサ）面の中心部（例えば、図２中のコイルＣ８とコイルＣ９の間）が、ナゲット部の中心部と垂直方向で同じ位置に重なった場合（同心の場合）には、ナゲット部の中心座標（ｘ０、ｙ０）は、（０、０）となる。すなわち、ｘ０＝ｙ０＝０である。
また、予め、誘導起電力検出部１７のコイルＣ間の距離は分かっているので、内部構造に基づいて、ナゲット部の径（本実施例では、半径ｒ）を算出することができる（図３を参照）。また、ナゲット部は、円形状であると仮定すると、半径ｒは、ｘ方向及びｙ方向において同じとなる。
【００３７】
また、第一と第二の測定において、誘導起電力検出部１７の検出（センサ）面の中心部（例えば、図２中のコイルＣ８とコイルＣ９の間）が、ナゲット部の中心部と垂直方向で異なる位置になった場合には、ナゲット部の中心座標（ｘ０、ｙ０）は、以下の（１）式、（２）式によって算出される。
ｘ０＝（ｘ１＋ｘ２）／２・・・（１）
ｙ０＝（ｙ１＋ｙ２）／２・・・（２）
【００３８】
また、ｘ方向及びｙ方向の径は、それぞれ以下の（３）式及び（４）式によって算出される。
【数１】
2012141074.tif 000003
【００３９】
また、半径をｒとすると、ナゲット部のｘ方向の大きさは、以下のように算出される。
【数２】
2012141074.tif 000004
【００４０】
処理部２０は、以下の（７）式にｒｘとｒｙを代入して、ｘ方向とｙ方向の平均値を算出することにより、ナゲット部の半径ｒ２を算出する。
【数３】
2012141074.tif 000005
【００４１】
したがって、処理部２０は、第一の測定において、誘導起電力検出部１７から検出した検出値に基づいて、ｘ１とｘ２を検出し、（１）式に代入して、ｘ０を算出し、かつ、（３）式に代入して、ｘ方向の径を算出する。
【００４２】
また、処理部２０は、第二の測定において、誘導起電力検出部１７から検出した検出値に基づいて、ｙ１とｙ２を検出し、（２）式に代入して、ｙ０を算出し、かつ、（４）式に代入して、ｙ方向の径を算出する。
【００４３】
つぎに、処理部２０は、ｘ方向の径とｙ０を（５）式に代入してｒｘを算出し、また、ｙ方向の径とｘ０を（６）式に代入してｒｙを算出する。そして、処理部２０は、ｒｘとｒｙを（７）式に代入して、ナゲット部の径ｒ２を算出する。
【００４４】
このようにして、非破壊検査装置１は、第一の測定と第二の測定を重ねると、図４に示すように、誘導起電力検出部１７の検出（センサ）面が十の字形状になり、ナゲット部の中心部分からの偏差（ｘ軸の偏差は、偏差ｂとし、ｙ軸の偏差は、偏差ａという。）を検出することができる。すなわち、非破壊検査装置１は、９０度異なる同位置の測定により、ナゲット部（図４中のｃ）の中心部分からの偏差に基づいて、ナゲット部の中心位置及びナゲット部の径を測定することができる。また、非破壊検査装置１は、図４に示すように、誘導起電力検出部１７の検出面がナゲット部の中心部分からずれている場合には、第一の測定（ｘ軸方向の測定）の結果は、図４中のｄに示すような波形となり、第二の測定（ｙ軸方向の測定）の結果は、図４中のｅに示すような波形となる。
【００４５】
つぎに、誘導起電力検出部１７を構成する微小コイルが一列に配置されている場合と、微小コイルが縦横に十字形状に配置されている場合について、説明する。
【００４６】
＜微小コイルが一列に配置されている場合＞
誘導起電力検出部１７は、複数の微小コイルが一列に配置されて構成されていても良い。このように構成される場合には、処理部２０は、誘導起電力検出部１７を被測定物２の所定の位置に配置して、第一の測定を行い、その後、誘導起電力検出部１７を被測定物２の所定の位置から所定角度（例えば、９０度）回転させた位置に配置して、第二の測定を行う。
【００４７】
ここで、図５に示すように、磁心１３、励磁コイル１４、誘導起電力検出部１７を含むセンサプローブ５をロボットアーム１０１（アーム部）に取り付けて、被測定物２上を移動させ、ナゲット部の中心位置及び当該ナゲット部の径を推定する方法について説明する。なお、ロボットアーム１０１は、図示しない制御装置（駆動制御部）に接続されており、制御装置の制御にしたがって、被測定物２上を自在に移動することができるものとする。また、ロボットアーム１０１の先端は、制御装置の制御にしたがって、平面方向に回転することが可能な構成になっている。
【００４８】
センサプローブ５は、ロボットアーム１０１によって被測定物２上の所定の位置（例えば、図５中の溶接打痕Ｂ）に配置される。なお、センサプローブ５は、被測定物２に接触しても良いし、被測定物２から所定の高さのところに配置されても良い。
【００４９】
センサプローブ５は、所定の位置における内部構造を検査するために第一の測定を行う。
そして、第一の測定が終わった場合に、ロボットアーム１０１は、先端部を平面方向に所定角度（例えば、９０度）回転する。
つぎに、センサプローブ５は、所定角度回転した位置における内部構造を検査するために第二の測定を行う。
【００５０】
処理部２０は、第一の測定により検出した内部構造と第二の測定により検出した内部構造に基づいて、被測定物２の内部に形成されているナゲット部の中心位置及び当該ナゲット部の径を算出する。
【００５１】
＜微小コイルが縦横に十字形状に配置されている場合＞
つぎに、誘導起電力検出部１７は、複数の微小コイルが縦一列及び横一列に十字形状に配置されて構成されていても良い。このように構成される場合には、処理部２０は、誘導起電力検出部１７を被測定物２の所定の位置に配置して、縦一列又は横一列に配置された誘導起電力検出部１７により第一の測定を行い、その後、横一列又は縦一列に配置された誘導起電力検出部１７により第二の測定を行う。
【００５２】
ここで、微小コイルが縦横に十字形状に配置されている場合における、磁心１３のコア形状と、誘導起電力検出部１７の構成について、図６を用いて説明する。
誘導起電力検出部１７は、図６に示すように、複数のコイルが均等に配置される第１検出部１７ａと第２検出部１７ｂが十字形状に構成されている。
【００５３】
磁心１３は、小磁心１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｂにより構成されている。小磁心１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、それぞれ、周囲を励磁コイル１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄによって所定方向に巻かれている。また、小磁心１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、図６に示すように、十字形状に構成される誘導起電力検出部１７の各領域にそれぞれ配置される。なお、本実施例においては、小磁心１３ｃは、回収磁極として働くので、励磁コイル１４ｃが巻かれていなくても良い。
【００５４】
つぎに、このように構成される非破壊検査装置１により、被測定物を測定する方法について説明する。
センサプローブ５は、ロボットアーム１０１によって被測定物２上の所定の位置（例えば、溶接打痕）に配置される。なお、センサプローブ５は、被測定物２に接触しても良いし、被測定物２から所定の高さのところに配置されても良い。
【００５５】
センサプローブ５は、所定の位置における内部構造を検査するために第一の測定を行う。センサプローブ５は、例えば、第一の測定において、小磁心１３ａと小磁心１３ｄとの間、及び小磁心１３ｂと小磁心１３ｃとの間に磁束を発生させ、溶接部位３に磁界を加え、所定時間経過後に、磁束を遮断し、第１検出部１７ａにより溶接部位３にて生ずる磁束の変化を検出する。
【００５６】
また、第一の測定が終わった場合に、センサプローブ５は、そのままの位置で、内部構造を検査するために第二の測定を行う。センサプローブ５は、例えば、第二の測定において、小磁心１３ａと小磁心１３ｂとの間、及び小磁心１３ｄと小磁心１３ｃとの間に磁束を発生させ、溶接部位３に磁界を加え、所定時間経過後に、磁束を遮断し、第２検出部１７ｂにより溶接部位３にて生ずる磁束の変化を検出する。
【００５７】
処理部２０は、第一の測定により検出した内部構造と第二の測定により検出した内部構造に基づいて、被測定物２の内部に形成されているナゲット部の中心位置及び当該ナゲット部の径を算出する。
【００５８】
＜測定原理＞
つぎに、非破壊検査装置１による測定原理について説明する。磁束は、磁気を発生するための励磁コイル１４（励磁磁極１１）から出て、励磁コイル１４直下に配置された誘導起電力検出部１７を通り抜け、被測定物２（ワーク）内に入り、ナゲット部を通り抜け、回収磁極１２を通って、元の励磁コイル１４（励磁磁極１１）に戻ってくる。
【００５９】
ここで、アレイコイルを構成するコイルＣに注目すると、コイルＣの表面積をＳとし、磁路の長さをＬとし、透磁率をμとすると、磁気抵抗Ｒｍは、Ｒｍ＝Ｌ／Ｓ×μで算出することができる。磁界を加えて磁束密度を発生させたときの様子（詳細は、図１２を用いて後述する）は、磁界がゆっくり作られ、やがて直流になる。そして、所定のタイミングで磁界を遮断して磁気を減少させると、コイルＣには、磁束密度の変化に比例してｅ＝−ｄΦ／ｄｔの波形が現れる（後述する図１２（ａ）を参照）。また、すべてのコイルＣ１〜Ｃ１６に発生した磁束密度の変化を総合し、指数関数で表される曲線の切片と時定数を求めることによって、各コイルを通り抜ける磁束の磁気抵抗を推定することができる。各コイルの磁気抵抗を求めて、スムージング処理して、ディスプレイに表示させると、被測定物２の内部構造を模式的に視覚化することができる。
【００６０】
また、磁気抵抗に影響を与える因子は、形状（空気層）、残留応力及び硬度の３つに大別できる。
図７に示すように、励磁コイル１４により発生した磁束は、誘導起電力検出部１７を介して空隙を通り抜けて被測定物２（ワーク）の内部に入る。その後、磁束は、ワーク内部において残留応力及び硬度の影響を受けることになる。
ここで、非破壊検査装置１は、図７に示すように、励磁コイル１４によりワークに対して、磁界を２度発生させる。具体的には、励磁コイル１４は、１度目の磁界として、短時間の磁界印加であって、表皮効果によってワークを浅く磁界を加えて磁束密度を発生させる（図７中のＢ１）。また、励磁コイル１４は、２度目の磁界として、十分に長い時間の磁界印加であって、ナゲット部まで到達するくらいまで、ワークを深く磁界を加えて磁束密度を発生させる（図７中のＢ２）。
【００６１】
そして、処理部２０は、浅く磁界を加えて磁束密度を発生させることによって得られた測定結果（磁気抵抗Ｒ０）と、深く磁界を加えて磁束密度を発生させることによって得られた測定結果（磁気抵抗Ｒ２）の差分磁気抵抗Ｒを求める。
Ｒ０＝Ｒｆ＋Ｒａ＋Ｒｗ０
Ｒ２＝Ｒｆ＋Ｒａ＋Ｒｗ
Ｒ＝Ｒ２−Ｒ０＝Ｒｗ−Ｒｗ０
なお、Ｒｆは、磁心１３と誘導起電力検出部１７から構成されるセンサ自体の持つ磁気抵抗を示し、Ｒａは、ワークとセンサ間に存在する磁気抵抗を示している。また、Ｒｗ０は、ワーク表面の磁気抵抗を示し、Ｒｗは、ワーク内部の磁気抵抗を示している。
【００６２】
よって、差分磁気抵抗Ｒは、センサ自体の持つ磁気抵抗Ｒｆと、ワークとセンサ間に存在する磁気抵抗Ｒａが取り除かれた（キャンセルされた）抵抗値である。非破壊検査装置１は、このようにして２段階の測定結果から差分磁気抵抗Ｒを求めることによって、ワークの表面形状に左右されずに、精度の良い磁気抵抗Ｒを求めることができる。
【００６３】
なお、上述では、非破壊検査装置１は、最初に浅く磁界を加えて磁束密度を発生させることによって磁気抵抗Ｒ０を測定し、その後、深く磁界を加えて磁束密度を発生させることによって磁気抵抗Ｒ２を測定するとしたが、これに限らず、最初に深く磁界を加えて磁束密度を発生させることによって磁気抵抗Ｒ２を測定し、その後、浅く磁界を加えて磁束密度を発生させることによって磁気抵抗Ｒ０を測定しても良い。
【００６４】
＜時定数の算出方法＞
つぎに、処理部２０によって磁気エネルギーの減衰時定数τ１と、渦電流損失の減衰時定数τ２を算出する具体的な方法について説明する。非破壊検査装置１のコイルＣ１乃至Ｃ１６は、被測定物２の検査対象となる部位の上面に配置される。そして、非破壊検査装置１は、励磁コイル１４を通電状態にし、励磁磁極１１と回収磁極１２との間に発生した磁束により被測定物２に対して磁界を加えて磁束密度を発生させる。ここで、磁界を加えて磁束密度を発生させたときの模式的な様子を図８（ａ）に示す。被測定物２は、図８（ａ）に示すように、磁界の強さに応じて磁束通過部分が磁界が加えられて磁束密度が発生する。
【００６５】
また、非破壊検査装置１の励磁コイル１４が遮断状態にされた場合には、磁束のループは、励磁コイル１４の周辺の閉ループと被測定物２の周辺の閉ループとに分離する（図８（ｂ）を参照）。励磁コイル１４周辺の磁束の閉ループは、急速に減少して消失する。一方、被測定物２周辺における磁束の閉ループは、直ちには消失せず（残留磁気）、磁気エネルギーとして磁性体に保持され、徐々に消失していき最終的には静磁場印加以前の状態に戻る。
【００６６】
非破壊検査装置１は、コイルＣ１乃至Ｃ１６により被測定物２の磁束の時間に対する変化を検出する。静磁場遮断後にコイルＣ１乃至Ｃ１６で検出される磁束の変化は、理想的には指数関数的に単調減少するが、実際には損失があるので、所定のカーブを描いて減少する。
【００６７】
図９は残留磁気の消失過程を示す。この磁気エネルギー消失過程では、図９（ａ）に示すように、コイルＣ１乃至Ｃ１６の任意の一つを通過する磁束密度をφ１とする。また、磁束密度φ１の変化によって誘導される渦電流をＩｎ１、Ｉｎ２、Ｉｎ３・・・とし、それらの誘導係数をそれぞれＭ１、Ｍ２、Ｍ３・・・とする。磁束密度φ１の変化から誘導された渦電流Ｉｎ１、Ｉｎ２、Ｉｎ３・・・は、それぞれ独立であると考える。このとき、渦電流Ｉｎ１、Ｉｎ２、Ｉｎ３・・・は、磁束密度φ１の変化に応じて、誘導係数Ｍ＝ΣＭｉ（ｉ＝１，２，３，・・・）で誘導されるひとつの渦電流ｉ２に置き換えることができる。すなわち、コイルＣ１乃至Ｃ１６の任意の一つを通過する磁束の消失過程は、磁束密度φ１と、磁束密度φ１から誘導係数Ｍで誘導される渦電流ｉ２で表すことができる。図９（ｂ）は、図９（ａ）の等価回路を示している。ここで、Ｒ２は、渦電流ｉ２の電気抵抗を示し、Ｌ２は、渦電流ｉ２のインダクタンスを示す。
【００６８】
図１０は、磁束密度φの閉ループを磁気等価回路に置き換えたものである。ここで、ｉ１は、磁束密度を示し、Ｒ１は、磁束を保持している測定部位の磁束の戻り難さ（抵抗）を示し、Ｌ１は、磁束を保持している磁束空間のインダクタンスを示し、ｉ２は、測定部位の渦電流を示し、Ｒ２は、渦電流ループの電気抵抗を示し、Ｌ２は、渦電流が発生している空間の体積を示している。
【００６９】
図１１は、静磁界を遮断した直後のコイルＣ１乃至Ｃ１６の任意の一つを通過する磁束ｉ１（＝φ１）の閉ループＣ０を示している。この時、静磁場印加中に蓄えられた磁気エネルギーは、直ちに消失せずに、徐々に消失していく。この磁気エネルギーは磁束の閉ループ空間に保持され、空間の与えられた磁束の戻りにくさによって徐々に消失していくと考えられる。磁気エネルギーＷは、（８）式で表すことができる。なお、図１１中のＬは、磁界が加えられて発生した磁束密度の長さを示している。
【００７０】
【数４】
2012141074.tif 000006
【００７１】
ここで、Ｌは、磁束を保持している空間（すなわち、磁気エネルギーを保持する空間）の体積に比例する値である。一方、（８）式は、インダクタンスＬのコイルに電流ｉ１を流した時に蓄積されるエネルギーと同じ式である。これらのことから、図１０のインダクタンスＬ１は、磁束を保持している全空間の体積に相当することがわかる。
【００７２】
また、図１０に示す等価回路を式に表すと（９ａ）式及び（９ｂ）式のようになる。
【数５】
2012141074.tif 000007
【００７３】
（９ａ）式及び（９ｂ）式を解くと、（１０ａ）式及び（１０ｂ）式が得られる。
【００７４】
【数６】
2012141074.tif 000008
【００７５】
ここで、初期条件として、静磁界遮断時（ｔ＝０）の磁束密度ｉ１をＩ０として、（１０ａ）、（１０ｂ）式の定数を定める。この時、誘導係数Ｍが小さく磁束密度ｉ１の変化から誘導される渦電流ｉ２が小さい場合、すなわちＬ１・Ｌ２＞＞Ｍ・Ｍとすると、以下の結果を得る。
【００７６】
【数７】
2012141074.tif 000009
【００７７】
（１１ａ）式及び（１１ｂ）式を（１０ａ）式に代入すると、次の（１２）式が得られる。
【００７８】
【数８】
2012141074.tif 000010
【００７９】
現実に測定できる値は、（１２）式の左辺の磁束密度ｉ１である。図１２（ａ）は、（１２）式で与えられる磁束密度ｉ１の過渡変化を示す。ここで、（４ｄ）式から明かなように、（１２）式の右辺第２項は無視することができ、第１項のみで近似できる。一方、磁気センサとして一般に用いられるループコイルで測定される電圧は、磁束密度の変化率、すなわち微分磁束密度に比例した値である。そこで、（１２）式を時間ｔで微分し、（１３）式に示す微分磁束密度の式を得る。
【００８０】
【数９】
2012141074.tif 000011
【００８１】
図１２（ｂ）は、（１３）式で与えられる微分磁束密度の過渡変化を示す。（１２）式は、コイルＣ１乃至Ｃ１６で得られる磁束密度ｉ１の変化を示す式であり、（１３）式は、微分磁束密度（ｄｉ１／ｄｔ）の変化を示す式である。
【００８２】
ここで、（１３）式の右辺第１項の時定数τ１は、（１１ａ）式で与えられるように、「Ｌ１／Ｒ１」に等しい。また、（１３）式の右辺第１項は、静磁場遮断後の被測定物２の近傍における磁束密度の減少特性、すなわち、磁気エネルギーの減衰特性を示す項である。スポット溶接部においては、ナゲット部（金属組成又は構造的な強度の変化が生じている部分）とナゲット部以外の部分（金属組成又は構造的な強度の変化が生じていない部分）とでは、この時定数τ１に変化が生じる。したがって、スポット溶接部における時定数τ１の分布を測定し、これを分析すれば、ナゲット部のような金属的に組成変化の生じている部分の形状・寸法を求めることができる。
【００８３】
また、（１３）式の右辺第２項の時定数τ２は、（１１ｂ）式で与えられるように、「Ｌ２／Ｒ２」に等しい。したがって、この項は、図１０に示す渦電流ｉ２の等価回路の時定数に相当する。すなわち、（１３）式の右辺第２項は、渦電流損失の減衰特性を示す項である。図１１に示すように、被測定物２内の磁束密度の長さをＬ、磁束通過面積をｄｓとすると、Ｌ２を（１４）式で示すことができる。
【００８４】
【数１０】
2012141074.tif 000012
【００８５】
したがって、（１１ｂ）式及び（１４）式から、渦電流損失の減衰特性の時定数τ２は、（１５）式に示すように、渦電流が発生する磁路、すなわち鉄鋼板内を通過する磁路の長さに比例する。
【００８６】
【数１１】
2012141074.tif 000013
【００８７】
つまり、スポット溶接部付近を通過する磁束の磁路の長さの変化を、（１３）式の右辺第２項の減衰特性の時定数τ２の変化として検出することができる。
【００８８】
非破壊検査装置１は、上述の測定原理で示したように、浅く磁界を加えて磁束密度を発生させたときの時定数と、深く磁界を加えて磁束密度を発生させたときの時定数に基づいて、センサ自体の持つ磁気抵抗Ｒｆと、ワークとセンサ間に存在する磁気抵抗Ｒａをキャンセルした時定数を算出し、かつ、空気層を検出しているコイルの時定数を、線対称の位置に配置されているコイルの時定数に置換するので、コイルの一部が空気層を検出しても、他のコイルの検出結果に影響を与えず、検査作業を阻害することなく円滑に検査を行うことができる。
【００８９】
＜他の実施例＞
また、非破壊検査装置１は、上述した実施例以外の構成でも良い。
非破壊検査装置１は、１つの励磁磁極１１から発生させた磁界を無駄なく左右に配置されている回収磁極１２ａ、１２ｂに回収させることにより、磁気圏範囲内にあるナゲット部を測定できるように第１の誘導起電力検出部１７ｃ及び第２の誘導起電力検出部１７ｄを並列配置にした構成を他の実施例として提案する。
【００９０】
また、このように構成されることにより、非破壊検査装置１は、第１の誘導起電力検出部１７ｃと第２の誘導起電力検出部１７ｄの２つを用いるので、１つの誘導起電力検出部により構成される装置と比較すると、２倍の測定精度を実現でき、かつ、測定のしやすさを向上することができる。
【００９１】
また、非破壊検査装置１は、線形的（一次元）ではなく平面的（二次元）又は立体的（三次元）な測定結果を得ることができ、より多角的なナゲット部の測定が可能である。
また、非破壊検査装置１は、他に以下のようなメリットがある。
・測定方法（センサプローブ５を溶接打痕に近接又は接触させて測定する）が簡易なので、習熟が容易である。
・測定時に、センサプローブ５を回転させなくて良い。
・スイッチング等の回路が不要である。
・一回の測定でナゲット径が推定できる。
・解像度が向上する。
・磁力線の指向性を向上できる
【００９２】
また、以下に、具体的な構成について説明する。
処理部２０は、上述したように、被測定物２に磁場を印加して磁束密度を発生させ、当該磁場を遮断後に、当該被測定物２の複数位置から放出される磁束を誘導起電力検出部１７により測定し、複数の磁束の過渡変化の時定数を算出し、当該時定数の分布状態から当該被測定物２の内部構造を検出する。
【００９３】
また、処理部２０は、励磁磁極１１（励磁部）の長手方向において、その両側に平行に回収磁極１２が設けられ、励磁磁極１１の下方であって回収磁極１２に対応するように複数の誘導起電力検出部１７が配置され、被測定物２の複数位置から放出される磁束を複数の誘導起電力検出部１７により測定し、当該測定の結果に基づいて、被測定物２の内部に形成されているナゲット部の中心位置及び／又は当該ナゲット部の径を推定する。
【００９４】
ここで、磁心１３の形状について説明する。図１３（ａ）は、磁心１３を正面方向から見たときの外観図を示し、図１３（ｂ）は、磁心１３を底面方向から見たときの外観図を示す。
【００９５】
磁心１３は、図１３に示すように、回収磁極１２ａ、１２ｂをコの字形状に形成し、コの字形状に形成されている空間部分に励磁磁極１１を配置して構成されている。また、誘導起電力検出部１７は、励磁磁極１１の下方であって回収磁極１２ａ、１２ｂに対応するように配置されている。なお、誘導起電力検出部１７は、図２に示すように、複数の微小コイルが線対称に配置されている。
【００９６】
また、誘導起電力検出部１７は、第１の誘導起電力検出部１７ｃと第２の誘導起電力検出部１７ｄから構成されている。
第１の誘導起電力検出部１７ｃは、励磁磁極１１の下方であって、一方の回収磁極１２ａに平行に配置されている。
第２の誘導起電力検出部１７ｄは、励磁磁極１１の下方であって、他方の回収磁極１２ｂに平行に配置されている。
【００９７】
また、処理部２０は、第１の誘導起電力検出部１７ｃ及び第２の誘導起電力検出部１７ｄの測定結果を取得する。具体的には、処理部２０は、第１の誘導起電力検出部１７ｃ及び第２の誘導起電力検出部１７ｄの検出結果から、それぞれの磁気エネルギーの減衰時定数の分布を解析し、図１４（ａ）に示すように、線分ａと線分ｂを算出する。なお、線分ａの長さは、第１の誘導起電力検出部１７ｃを構成する複数のコイルのうち、ナゲット部を検出したコイルの個数に応じて算出される。同様に、線分ｂの長さは、第２の誘導起電力検出部１７ｄを構成する複数のコイルのうち、ナゲット部を検出したコイルの個数に応じて算出される。
【００９８】
処理部２０は、当該測定結果から最も離れている３点を抽出して三角形を形成する。図１４（ｂ）に示す例では、線分ａの始点又は終点と、線分ｂの始点及び終点から三角形を形成する。
処理部２０は、当該三角形を形成する二つの辺の垂直二等分線をそれぞれの三角形にて算出した垂直二等分線の交点から、３点を通る外接円ｃを形成する。
【００９９】
そして、処理部２０は、当該外接円ｃの中心位置ｄと直径ｅを算出することにより、被測定物２の内部に形成されているナゲット部の中心位置及び／又は当該ナゲット部の径を推定する。
【０１００】
また、非破壊検査装置１は、推定したナゲット部を仮想的に描画して表示部２３に表示することができる。表示制御部２２は、被測定物２の内部に形成されているナゲット部の中心位置及び／又は当該ナゲット部の径を推定した場合に、当該ナゲット部の中心位置及び／又は径に基づいて、当該ナゲット部の仮想的な画像を生成し、表示部２３に表示する。
【０１０１】
具体的には、処理部２０は、図１５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、磁心１３を含むセンサプローブ５を被測定物２上でスキャンし、複数個所（図１５に示す例では、三箇所）で測定を行う。
【０１０２】
なお、図１５（ａ）は、溶接打痕の中心位置から左に寄った位置にセンサプローブ５を近接させて測定（第１の測定）したときの外観図を示す。図１５（ｂ）は、溶接打痕の中心位置にセンサプローブ５を近接させて測定（第２の測定）したときの外観図を示す。図１５（ｃ）は、溶接打痕の中心位置から右に寄った位置にセンサプローブ５を近接させて測定（第３の測定）したときの外観図を示す。
【０１０３】
また、処理部２０は、第１の測定によって、第１の誘導起電力検出部１７ｃ及び第２の誘導起電力検出部１７ｄから得られた磁気エネルギーの減衰時定数の分布を解析し、磁気波形を算出する（図１５（ｄ））。処理部２０は、算出した磁気波形から線分ａと線分ｂを算出する。線分ａ及び線分ｂの長さは、第１の誘導起電力検出部１７ｃ及び第２の誘導起電力検出部１７ｄを構成する複数のコイルのうち、ナゲット部を検出したコイルの個数に応じて算出される。また、処理部２０は、図１５（ｇ）に示すように、線分ａ及び線分ｂの始点と終点が交点になる円ｃ１を算出し、これをナゲット部の径と推定する。
【０１０４】
また、処理部２０は、第２の測定によって、第１の誘導起電力検出部１７ｃ及び第２の誘導起電力検出部１７ｄから得られた磁気エネルギーの減衰時定数の分布を解析し、磁気波形を算出する（図１５（ｅ））。処理部２０は、算出した磁気波形から線分ｃと線分ｄを算出する。線分ｃ及び線分ｄの長さは、第１の誘導起電力検出部１７ｃ及び第２の誘導起電力検出部１７ｄを構成する複数のコイルのうち、ナゲット部を検出したコイルの個数に応じて算出される。また、処理部２０は、図１５（ｈ）に示すように、線分ｃ及び線分ｄの始点と終点が交点になる円ｃ２を算出し、これをナゲット部の径と推定する。
【０１０５】
また、処理部２０は、第３の測定によって、第１の誘導起電力検出部１７ｃ及び第２の誘導起電力検出部１７ｄから得られた磁気エネルギーの減衰時定数の分布を解析し、磁気波形を算出する（図１５（ｆ））。処理部２０は、算出した磁気波形から線分ｅと線分ｆを算出する。線分ｅ及び線分ｆの長さは、第１の誘導起電力検出部１７ｃ及び第２の誘導起電力検出部１７ｄを構成する複数のコイルのうち、ナゲット部を検出したコイルの個数に応じて算出される。また、処理部２０は、図１５（ｉ）に示すように、線分ｅ及び線分ｆの始点と終点が交点になる円ｃ３を算出し、これをナゲット部の径と推定する。
【０１０６】
表示制御部２２は、処理部２０によって算出された円ｃ１〜ｃ３に基づいて平面画像を生成し、表示部２３にナゲット部の仮想的な画像（平面）として表示する（図１５（ｊ））。なお、本実施例では、線分ｂと線分ｅは、同じ箇所を測定しているので、重なって表示される。
【０１０７】
また、表示制御部２２は、処理部２０によって算出された円ｃ１〜ｃ３に基づいて立体画像を生成し、表示部２３にナゲット部の仮想的な画像（立体）として表示する（図１５（ｋ））。なお、本実施例では、線分ｂと線分ｅは、同じ箇所を測定しているので、重なって表示される。また、表示制御部２２は、第１の測定、第２の測定及び第３の測定により算出した磁気波形の高さに基づいて、ナゲット部の高さを算出する。
【０１０８】
このようにして、非破壊検査装置１は、複数の位置で測定した結果に基づいて、平面的又は立体的にナゲット部の仮想的な画像を表示部２３に表示するので、ナゲット部の形状及び大きさを視覚的に把握させることができ、検査の精度を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１  非破壊検査装置
２  被測定物
５  センサプローブ
１１  励磁磁極
１２  回収磁極
１３  磁心
１４  励磁コイル
１５  励磁制御部
１６  磁束発生部
１７  誘導起電力検出部（磁束検出素子）
１８  センサ出力切替部
１９  センサ出力制御部
２０  処理部（検出処理部）
２１  記憶部
２２  表示制御部
２３  表示部
【図１】
2012141074.tif 000014
【図２】
2012141074.tif 000015
【図３】
2012141074.tif 000016
【図４】
2012141074.tif 000017
【図５】
2012141074.tif 000018
【図６】
2012141074.tif 000019
【図７】
2012141074.tif 000020
【図８】
2012141074.tif 000021
【図９】
2012141074.tif 000022
【図１０】
2012141074.tif 000023
【図１１】
2012141074.tif 000024
【図１２】
2012141074.tif 000025
【図１３】
2012141074.tif 000026
【図１４】
2012141074.tif 000027
【図１５】
2012141074.tif 000028
【手続補正書】
【提出日】平成25年12月20日(2013.12.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物に磁場を印加して磁束密度を発生させ、当該磁場を遮断後に、当該被測定物の複数位置から放出される磁束を磁束検出素子により測定し、複数の磁束の過渡変化の時定数を算出し、当該時定数の分布状態から当該被測定物の内部構造を検出する検出処理部を有し、
前記磁束検出素子は、複数の微小コイルが縦一列及び横一列に十字形状に配置されて構成されており、
前記検出処理部は、前記磁束検出素子を前記被測定物の所定の位置に配置して、前記縦一列又は横一列に配置された前記磁束検出素子により第一の測定を行い、前記所定の位置と同じ位置で前記横一列又は縦一列に配置された前記磁束検出素子により第二の測定を行い、
前記検出処理部は、前記第一の測定により前記縦一列又は横一列に配置された前記磁束検出素子の測定結果を取得し、当該測定結果から最も離れている前記縦一列又は横一列の２点を抽出し、抽出した当該２点を結ぶ直線の中点を通る垂線と、前記第二の測定により前記横一列又は縦一列に配置された前記磁束検出素子の測定結果を取得し、当該測定結果から最も離れている前記横一列又は縦一列の２点を抽出し、抽出した当該２点を結ぶ直線の中点を通る垂線との交点を算出し、算出した前記交点を中心位置とし、前記中心位置を中心とする、前記縦一列の２点を通る円の直径又は前記横一列の２点を通る円の直径を算出することにより、前記被測定物の内部に形成されているナゲット部の中心位置及び／又は当該ナゲット部の径を推定する非破壊検査装置。
【請求項２】
前記縦一列の２点を通る円の直径と、前記横一列の２点を通る円の直径との平均を算出することにより、当該ナゲット部の径を推定する請求項１記載の非破壊検査装置。
【請求項３】
被測定物に磁場を印加して磁束密度を発生させ、当該磁場を遮断後に、当該被測定物の複数位置から放出される磁束を磁束検出素子により測定し、複数の磁束の過渡変化の時定数を算出し、当該時定数の分布状態から当該被測定物の内部構造を検出する検出処理部を有し、
前記検出処理部は、励磁部の長手方向において、その両側に平行に磁気回収部が設けられ、
前記磁束検出素子は、第１の磁束検出素子と第２の磁束検出素子から構成され、
前記第１の磁束検出素子は、前記励磁部の下方であって、一方の磁気回収部に平行に配置され、
前記第２の磁束検出素子は、前記励磁部の下方であって、他方の磁気回収部に平行に配置され、
前記検出処理部は、前記第１の磁束検出素子及び前記第２の磁束検出素子の測定結果を取得し、当該測定結果から最も離れている３点を抽出して三角形を形成し、当該三角形を形成する二つの辺の垂直二等分線をそれぞれの三角形にて算出した垂直二等分線の交点から、前記３点を通る外接円を形成し、当該外接円の中心位置と直径を算出することにより、前記被測定物の内部に形成されているナゲット部の中心位置及び／又は当該ナゲット部の径を推定する非破壊検査装置。
【請求項４】
前記磁束検出素子を有する測定装置を把持するアーム部と、
測定対象となる前記被測定物の所定の位置に前記磁束検出素子が配置されるように、前記アーム部を移動する駆動制御部を備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の非破壊検査装置。
【請求項５】
表示部と、
前記表示部を制御する表示制御部を備え、
前記表示制御部は、前記被測定物の内部に形成されているナゲット部の中心位置及び／又は当該ナゲット部の径を推定した場合に、当該ナゲット部の中心位置及び／又は径に基づいて、当該ナゲット部の仮想的な画像を生成し、前記表示部に表示する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の非破壊検査装置。
【国際調査報告】
2012141074.tif 000029
2012141074.tif 000030
2012141074.tif 000031
2012141074.tif 000032