(57)【要約】【課題】  高感度磁気センサを用いた非破壊検査装置に対するノイズを的確に除去することができる非破壊検査装置用ノイズ除去回路を提供する。【解決手段】  非破壊検査装置用ノイズ除去回路において、励磁コイル２と、この励磁コイル２により試料に生成される渦電流による磁場をピックアップするピックアップコイル５と、このピックアップコイル５に接続されるノイズ除去回路６と、このノイズ除去回路６に接続されるインプットコイル７と、このインプットコイル７からの磁場を検出する高感度磁気センサを用いた非破壊検査装置８とを具備する。【選択図】  図１
2010002303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）励磁コイルと、
（ｂ）該励磁コイルにより試料に生成される渦電流による磁場をピックアップするピックアップコイルと、
（ｃ）該ピックアップコイルに接続されるノイズ除去回路と、
（ｄ）該ノイズ除去回路に接続されるインプットコイルと、
（ｅ）該インプットコイルからの磁場を検出する高感度磁気センサを用いた非破壊検査装置とを具備することを特徴とする非破壊検査装置用ノイズ除去回路。
【請求項２】
請求項１記載の非破壊検査装置用ノイズ除去回路において、前記ノイズ除去回路が高域通過フィルタであり、渦電流信号に含まれる低周波ノイズを除去することを特徴とする非破壊検査装置用ノイズ除去回路。
【請求項３】
請求項１記載の非破壊検査装置用ノイズ除去回路において、前記ノイズ除去回路が帯域通過フィルタであり、渦電流信号に含まれる低周波ノイズ及び高周波ノイズを除去することを特徴とする非破壊検査装置用ノイズ除去回路。
【請求項４】
請求項１記載の非破壊検査装置用ノイズ除去回路において、渦電流信号の減衰を防止するために、前記ノイズ除去回路の手前に電圧増幅器を設けることを特徴とする非破壊検査装置用ノイズ除去回路。
【請求項５】
請求項１記載の非破壊検査装置用ノイズ除去回路において、渦電流信号の減衰を防止するために、前記励磁コイルと前記ピックアップコイルと前記インプットコイルのインダクタンスの比を調整することを特徴とする非破壊検査装置用ノイズ除去回路。
【請求項６】
請求項１記載の非破壊検査装置用ノイズ除去回路において、前記高感度磁気センサを用いた非破壊検査装置を磁気シールドで覆うことを特徴とする非破壊検査装置用ノイズ除去回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非破壊検査装置用ノイズ除去回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
まず、非破壊検査のための渦電流探傷の原理について説明する。
【０００３】
図４は非破壊検査のための渦電流探傷装置の模式図である。
【０００４】
この図において、１００は測定試料、１０１は測定試料の進行方向、１０２は励磁コイル、１０３は励磁コイル１０２による磁場、１０４は励磁コイル１０２による磁場１０３によって発生する渦電流、１０５は渦電流１０４による磁場、１０６は磁気センサ（ＳＱＵＩＤ）である。
【０００５】
図４に示すような渦電流探傷装置では、励磁コイル１０２と同じ周波数成分を持った渦電流１０４による磁場（応答磁場）１０５の変化により、測定試料１００に生じている亀裂・損傷などを磁気センサ１０６で検知する。このとき、磁気センサ１０６への入力は、なるべくノイズが少なくＳＮ比の高い信号が入力されることが望ましい。
【０００６】
特に、磁気センサ１０６として超伝導センサであるＳＱＵＩＤを用いた場合には、除去されないノイズ成分はＳＱＵＩＤを駆動できなくするなど、測定に重大な影響を及ぼす。
【０００７】
図５は従来のＳＱＵＩＤを用いた非破壊検査装置のシステム構成図、図６はその励磁コイル系を示す図である。
【０００８】
この図において、２００は測定試料、２０１は測定試料２００の移動装置、２０２は液体窒素デュワ２０３内の高感度磁気センサ、２０４は液体窒素デュワ２０３の底部に配置される励磁コイル、２０５は磁気シールド、２０６は駆動装置、２０７は位相検波器、２０８は信号発生器、２０９は高感度磁気センサ２０２に入ったノイズ成分をフィードバックする補償回路、２１０は表示装置である。
【０００９】
高感度磁気センサ２０２がＳＱＵＩＤであった場合には、図５に示すように、２０２は液体窒素デュワ２０３内にあり、励磁コイル２０４は液体窒素デュワ２０３の底部に配置されている。
【００１０】
このように従来のノイズ除去法としては、高感度磁気センサであるＳＱＵＩＤ２０２に入ったノイズ成分をフィードバックする補償回路２０９が用いられていた。
【００１１】
この補償回路２０９は、ＳＱＵＩＤ２０２に入力されたノイズを反転し、補償コイル２０９Ａに入力することでノイズを打ち消す働きをする。ところが、前述のように除去されないノイズが入力された場合、ＳＱＵＩＤ２０２が動作不能となることがある。
【００１２】
また、試料を交流磁場に晒し、ＳＱＵＩＤセンサを用いて磁気特性を測定するための検出装置が開示されている（下記特許文献１参照）。
【００１３】
さらに、高感度磁気センサ２０２がフラックスゲートなどであった場合にも、除去されないノイズが入力されると計測不能となる。
【００１４】
また、参照用磁気センサを用いた環境磁気雑音（環境磁場の時間的変動）を遮蔽する環境磁気雑音遮蔽装置が開示されている（下記特許文献２及び３参照）。
【特許文献１】特表２００１−５１５５８５号公報
【特許文献２】特開２００４−１７２１５１号公報
【特許文献３】特開２００４−３４９４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上記した非破壊検査装置のシステムの補償回路２０９は、高感度磁気センサ２０２に入力されたノイズを反転し、補償コイル２０９Ａに入力することでノイズを打ち消す働きをする。ところが、前述のように補償しきれないノイズが入力された場合、高感度磁気センサ２０２を用いた非破壊検査装置の動作が不能となるといった問題があった。
【００１６】
本発明は、上記状況に鑑みて、高感度磁気センサを用いた非破壊検査装置に対するノイズを的確に除去することができる非破壊検査装置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】
【００１７】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕非破壊検査装置用ノイズ除去回路において、励磁コイルと、この励磁コイルにより試料に生成される渦電流による磁場をピックアップするピックアップコイルと、このピックアップコイルに接続されるノイズ除去回路と、このノイズ除去回路に接続されるインプットコイルと、このインプットコイルからの磁場を検出する高感度磁気センサを用いた非破壊検査装置とを具備することを特徴とする。
【００１８】
〔２〕上記〔１〕記載の非破壊検査装置用ノイズ除去回路において、前記ノイズ除去回路が高域通過フィルタであり、渦電流信号に含まれる低周波ノイズを除去することを特徴とする。
【００１９】
〔３〕上記〔１〕記載の非破壊検査装置用ノイズ除去回路において、前記ノイズ除去回路が帯域通過フィルタであり、渦電流信号に含まれる低周波ノイズ及び高周波ノイズを除去することを特徴とする。
【００２０】
〔４〕上記〔１〕記載の非破壊検査装置用ノイズ除去回路において、渦電流信号の減衰を防止するために、前記ノイズ除去回路の手前に電圧増幅器を設けることを特徴とする。
【００２１】
〔５〕上記〔１〕記載の非破壊検査装置用ノイズ除去回路において、渦電流信号の減衰を防止するために、前記励磁コイルと前記ピックアップコイルと前記インプットコイルのインダクタンスの比を調整することを特徴とする。
【００２２】
〔６〕上記〔１〕記載の非破壊検査装置用ノイズ除去回路において、前記高感度磁気センサを用いた非破壊検査装置を磁気シールドで覆うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、高感度磁気センサを用いた非破壊検査装置に対するノイズを的確に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の非破壊検査装置用ノイズ除去回路は、励磁コイルと、この励磁コイルにより試料に生成される渦電流による磁場をピックアップするピックアップコイルと、このピックアップコイルに接続されるノイズ除去回路と、このノイズ除去回路に接続されるインプットコイルと、このインプットコイルからの磁場を検出する高感度磁気センサを用いた非破壊検査装置とを具備する。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２６】
図１は本発明の第１実施例を示す非破壊検査装置用ノイズ除去回路図である。
【００２７】
この図において、１は信号発生器であり、この信号発生器１には直列に励磁コイル２が接続されている。この励磁コイル２は抵抗Ｒ１とインダクタンスＬ１からなる。３は試料（図示なし）に形成される渦電流回路であり、この渦電流回路３は、抵抗Ｒ０とインダクタンスＬ０からなる。４はピックアップ回路であり、ピックアップコイル（常伝導コイル）５はピックアップコイルのインダクタンスＬ２１を有し、このピックアップコイル５に接続されるノイズ除去回路６が設けられている。このノイズ除去回路６は、コンデンサＣ２とインダクタンスＬ２とからなるハイパスフィルタ（高域通過フィルタ）ＨＰＦを構成している。このＨＰＦにはインプットコイル７が接続され、このインプットコイル７はインプットコイルのインダクタンスＬ２２を有している。８は高感度磁気センサを用いた非破壊検査装置であり、インプットコイル７に磁気的に結合するとともに、磁気シールド９で覆われている。
【００２８】
従来は励磁コイルにより試料に発生した渦電流回路の作る磁場を、高感度磁気センサが直接とらえるようにしていたが、本発明の非破壊検査装置用ノイズ除去回路では、ピックアップコイル（常伝導コイル）５により渦電流信号をピックアップし、高感度磁気センサを用いた非破壊検査装置８への入力は、インプットコイル（常伝導コイル）７により行うように構成されている。
【００２９】
このピックアップコイル５−インプットコイル７系を導入することにより、その間にノイズ除去回路６としてのハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を挿入することができる。ノイズは通常、渦電流信号よりも低周波であるから、高感度磁気センサを用いた非破壊検査装置８に入力される前に、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）によりノイズカットを行うことができる。
【００３０】
図２は本発明の第２実施例を示す非破壊検査装置用ノイズ除去回路図である。
【００３１】
この図において、ノイズ除去回路はバンドパスフィルタ（帯域通過フィルタ）ＢＰＦとする。つまり、入力側に直列に接続されるコンデンサＣ３と、並列に接続されるコンデンサＣ４及びインダクタンスＬ３と、出力側に直列に接続されるインダクタンスＬ４とからなるバンドパスフィルタ（帯域通過フィルタ）ＢＰＦをノイズ除去回路６として構成する。
【００３２】
このように、渦電流信号よりも低周波である通常のノイズと共に高周波ノイズも除去したい場合には、図１に示したハイパスフィルタ（ＨＰＦ）に代えて、フィルタをバンドパスフィルタ（帯域通過フィルタ）ＢＰＦとすればよい。
【００３３】
図３は本発明の第３実施例を示す非破壊検査装置用ノイズ除去回路図である。
【００３４】
ノイズ除去回路を挿入することによる渦電流信号の減衰は、励磁電流を増強するか、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）の手前に電圧増幅器を入れることで防ぐことができる。
【００３５】
この実施例では、図３に示すように、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）の手前に電圧増幅器１１を入れるようにした。これにより渦電流信号の減衰を防止することができる。
【００３６】
また、渦電流信号の減衰を防止するためには、インダクタンスＬ１，Ｌ２１，Ｌ２２の比を調整するようにしてもよい。
【００３７】
より具体的にインダクタンスＬ１，Ｌ２１，Ｌ２２の比を示すと例えば、２００：２００：１０である。
【００３８】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の非破壊検査装置用ノイズ除去回路は、高感度磁気センサを用いた非破壊検査装置に入力されるノイズを的確に除去するためのツールとして利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施例を示す非破壊検査装置用ノイズ除去回路図である。
【図２】本発明の第２実施例を示す非破壊検査装置用ノイズ除去回路図である。
【図３】本発明の第３実施例を示す非破壊検査装置用ノイズ除去回路図である。
【図４】非破壊検査のための渦電流探傷装置の模式図である。
【図５】従来のＳＱＵＩＤを用いた非破壊検査装置のシステム構成図である。
【図６】従来のＳＱＵＩＤを用いた非破壊検査装置の励磁コイル系を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１    信号発生器
２    励磁コイル
Ｒ０，Ｒ１    抵抗
Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４    インダクタンス
３    渦電流回路
４    ピックアップ回路
５    ピックアップコイル（常伝導コイル）
Ｌ２１    ピックアップコイルのインダクタンス
６    ノイズ除去回路
Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４    コンデンサ
７    インプットコイル
Ｌ２２    インプットコイルのインダクタンス
８    高感度磁気センサを用いた非破壊検査装置
９    磁気シールド
１１    電流増幅器
【図１】
2010002303.tif 000003
【図２】
2010002303.tif 000004
【図３】
2010002303.tif 000005
【図４】
2010002303.tif 000006
【図６】
2010002303.tif 000007
【図５】
2010002303.tif 000008