(57)【要約】【課題】  幅広い周波数帯域のバルクハウゼンノイズを検出することができるバルクハウゼンノイズ検査装置を提供する。【解決手段】  検査対象物４０を磁化する励磁コイル２、および磁化された検査対象物４０が発するバルクハウゼンノイズを検出する検出センサ３を有する検出ヘッド１と、励磁コイル２に磁化のための交流磁界を発生させる交流電流を供給する交流電源１２とを備える。検出センサ３は、コイル非使用型の磁界センサであって、検査対象物４０の表面磁束を検出する。【選択図】      図１
2010230485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物を磁化する励磁コイル、および磁化された前記検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出する検出センサを有する検出ヘッドと、前記励磁コイルに磁化のための交流磁界を発生させる交流電流を供給する交流電源とを備えたバルクハウゼンノイズ検査装置において、
前記検出センサが、コイル非使用型の磁界センサであって、前記検査対象物の表面磁束を検出するものであることを特徴とするバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項２】
請求項１において、前記磁界センサは、ホールセンサ、ＭＲセンサ、ＧＭＲセンサ、ＭＩセンサのいずれかであるバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、バンドパスフィルタを用いて、前記磁界センサの検出信号から特定の周波数のバルクハウゼンノイズを抽出する出力信号処理手段を設けたバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項４】
請求項３において、前記出力信号処理手段は、前記バンドパスフィルタのカットオフ周波数を可変設定するカットオフ周波数変更手段を有するバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記交流電源は、前記励磁コイルに供給する交流電流の周波数を可変設定する交流電流周波数変更手段を有するバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記励磁コイルによる磁化前の前記検査対象物の表面磁束を検出する磁化前検出用磁界センサと、この磁化前検出用磁界センサの検出した表面磁束に基づき、前記検出センサの検出したバルクハウゼンノイズを補正する補正手段とを設けたバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項７】
請求項６において、前記磁化前検出用磁界センサは直流磁界の検出が可能なものであるバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７において、前記磁化前検出用磁界センサは、ホールセンサ、ＭＲセンサ、ＧＭＲセンサ、ＭＩセンサのいずれかであるバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項９】
請求項６ないし請求項８のいずれか１項において、バルクハウゼンノイズ検出用磁界センサと磁化前検出用磁界センサを１つの磁界センサで共用するとともに、この１つの磁界センサの出力をバルクハウゼンノイズ検出用信号の処理回路と前記補正手段とに切り換えて入力する切換回路を設けたバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項において、前記検出センサで検出されたバルクハウゼンノイズから金属製品の研削焼けを検出する研削焼け検出手段を設けたバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項において、前記検出センサで検出されたバルクハウゼンノイズから転動装置または転動装置部品の残留応力を検出する残留応力測定手段を設けたバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項１２】
検査対象物を磁化する励磁コイル、および磁化された前記検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出する検出コイルを有する検出ヘッドと、前記励磁コイルに磁化のための交流磁界を発生させる交流電流を供給する交流電源とを備えたバルクハウゼンノイズ検査装置において、
前記励磁コイルによる磁化前の前記検査対象物の表面磁束を検出する磁界センサと、この磁界センサの検出した表面磁束に基づき、前記検出コイルの検出したバルクハウゼンノイズを補正する補正手段とを設けたことを特徴とするバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項１３】
請求項１２において、前記磁界センサは直流磁界の検出が可能なものであるバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項１４】
請求項１２または請求項１３において、前記磁界センサは、ホールセンサ、ＭＲセンサ、ＧＭＲセンサ、ＭＩセンサのいずれかであるバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項１５】
請求項１２ないし請求項１４のいずれか１項において、転動装置または転動装置部品の情報の検出に用いられるバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項１６】
請求項１５において、前記検出ヘッドは、転動装置または転動装置部品の表面に摺接してバルクハウゼンノイズを検出するバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項１７】
請求項１５または請求項１６において、前記情報が、転動装置または転動装置部品の表面の研削焼け、残留応力、欠陥のいずれかであるバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項１８】
交流磁界により検査対象物を磁化する磁化過程と、この磁化過程において前記検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出する検出過程とを備えたバルクハウゼンノイズ検査方法において、
前記磁化過程に先立ち、検査対象物の表面磁束を検出する磁化前検出過程と、この磁化前検出過程で検出した表面磁束に基づき、前記検出過程で検出したバルクハウゼンノイズを補正する補正過程とを含むことを特徴とするバルクハウゼンノイズ検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バルクハウゼンノイズを利用して非破壊検査を行うバルクハウゼンノイズ検査装置およびバルクハウゼンノイズ検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
強磁性体の金属材料が磁化する過程では、金属材料中に混在する非磁性体や内部欠陥などにピンニングされて磁壁の移動が不連続性を有することで、バルクハウゼンノイズが発生する。このバルクハウゼンノイズの大きさは、金属材料の硬度や残留応力などと相関を持つため、バルクハウゼンノイズを測定することで、金属材料からなる検査対象物を破壊することなく金属組織推定に用いることができる情報を得ることが可能となる。
【０００３】
このバルクハウゼンノイズを利用した非破壊検査装置として、測定者が検出ヘッドを検査対象物に押し当てて検査するバルクハウゼンノイズ検査装置が知られている（例えば特許文献１）。検出ヘッドには、検査対象物を磁化する励磁コイルと、磁化された検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出する検出コイルが含まれる。特許文献１に開示のバルクハウゼンノイズ検査装置では、予め検査対象物の材質ごとにバルクハウゼンノイズの大きさと材料の硬度との関係性を測定しておいて、検出されるバルクハウゼンノイズの大きさから検査対象物の表面における研削焼けによる異常箇所を検出する。このときの測定深さは、検出するバルクハウゼンノイズの周波数によって決まるため、幅広い周波数帯域でのバルクハウゼンノイズを均一な条件のもとで検出できる検出機構が必要となる。また、この場合の検査対象物での検出情報には、研削焼けのほか、残留応力、硬度、荷重などがある（例えば特許文献２〜４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０２−２６２９５８号公報
【特許文献２】特許第２９５６００７号公報
【特許文献３】特開２００１−１３３４４１号公報
【特許文献４】特開２００６−２６６６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
バルクハウゼンノイズの検出にコイルを用いる方法が提案されているが（例えば特許文献２）、インダクタとケーブルによる共振周波数により検出されるバルクハウゼンノイズの周波数帯域が制限される。この場合に、前記共振周波数を高くして検出されるバルクハウゼンノイズの周波数帯域を広げるには、検出コイルのインダクタンスを低下させる必要があるが、それでは検出信号のＳ／Ｎが低下してしまう。
【０００６】
また、バルクハウゼンノイズは、検査対象物の残留磁気により変化する。検査対象物が軸受などの機械部品である場合、その製作の研磨工程でマグネットチャックなどを使用するため、機械部品に磁気が残留する場合がある。この場合、バルクハウゼンノイズの値が機械部品の残留磁気の影響を受けるため、研削焼けなどの検出精度が悪くなる。
【０００７】
この発明の目的は、幅広い周波数帯域のバルクハウゼンノイズを検出することができるバルクハウゼンノイズ検査装置を提供することである。
この発明の他の目的は、検査対象物の残留磁気の影響を受けることなく精度良くバルクハウゼンノイズを検出することができるバルクハウゼンノイズ検査装置、およびバルクハウゼンノイズ検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明にかかる第１のバルクハウゼンノイズ検査装置は、検査対象物を磁化する励磁コイル、および磁化された前記検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出する検出センサを有する検出ヘッドと、前記励磁コイルに磁化のための交流磁界を発生させる交流電流を供給する交流電源とを備えたバルクハウゼンノイズ検査装置において、前記検出センサが、コイル非使用型の磁界センサであって、前記検査対象物の表面磁束を検出するものであることを特徴とする。
この構成によると、磁化された検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出する検出センサとして、コイル非使用型の磁界センサを用いたので、バルクハウゼンノイズの周波数による検出信号への影響が少ない。そのため、磁界センサが検出する検査対象物の表面磁束の強さから幅広い周波数帯域のバルクハウゼンノイズを検出することができる。
【０００９】
この発明において、前記磁界センサは、例えばホールセンサ、ＭＲセンサ（磁気抵抗効果素子を使用したセンサ）、ＧＭＲセンサ（巨大磁気抵抗効果素子を使用したセンサ）、ＭＩセンサ（磁気インピーダンス効果を使用したセンサ）のいずれかである。
【００１０】
この発明において、バンドパスフィルタを用いて、前記磁界センサの検出信号から特定の周波数のバルクハウゼンノイズを抽出する出力信号処理手段を設けても良い。この構成の場合、要求される検出深さに最適な周波数のバルクハウゼンノイズを検出することができる。
【００１１】
この発明において、前記出力信号処理手段は、前記バンドパスフィルタのカットオフ周波数を可変設定するカットオフ周波数変更手段を有するものとしても良い。この構成の場合、バンドパスフィルタのカットオフ周波数を、カットオフ周波数変更手段で可変設定することにより、幅広い周波数のバルクハウゼンノイズを検出することができる。
【００１２】
この発明において、前記交流電源は、前記励磁コイルに供給する交流電流の周波数を可変設定する交流電流周波数変更手段を有するものとしても良い。この構成の場合、要求される検出深さに応じて、検査対象物を励磁する交流磁界の周波数を変更することで、検出深さに最適な周波数のバルクハウゼンノイズを効果的に検出することができる。
【００１３】
この発明において、前記励磁コイルによる磁化前の検査対象物の表面磁束を検出する磁化前検出用磁界センサと、この磁化前検出用磁界センサの検出した表面磁束に基づき、前記検出センサの検出したバルクハウゼンノイズを補正する補正手段とを設けても良い。
この構成の場合、励磁コイルにより磁化される前の検査対象物の表面磁束を磁化前検査用磁界センサで検出することで、検査対象物に残留磁気がある場合に、これを検出することができる。この後、磁化した検査対象物から磁界センサで検出したバルクハウゼンノイズを、前記磁化前検査用磁界センサによる検出信号に基づいて補正手段により補正するようにしているので、検査対象物に残留磁気がある場合にその残留磁気がバルクハウゼンノイズの検出値に影響を及ぼすのを解消することができ、精度良くバルクハウゼンノイズを検出することができる。
【００１４】
この発明において、前記磁化前検出用磁界センサは直流磁界の検出が可能なものであっても良い。この構成の場合、残留磁気の検出を効果的に行うことができる。
【００１５】
この発明において、前記磁化前検出用磁界センサは、例えばホールセンサ、ＭＲセンサ、ＧＭＲセンサ、ＭＩセンサのいずれかである。
【００１６】
この発明において、バルクハウゼンノイズ検出用磁界センサと磁化前検出用磁界センサを１つの磁界センサで共用するとともに、前記１つの磁界センサの出力をバルクハウゼンノイズ検出用信号の処理回路と前記補正手段とに切り換えて入力する切換回路を設けても良い。この構成の場合、１つの磁界センサをバルクハウゼンノイズ検出用と磁化前の表面磁束の検出用とに共用できるので、装置をコンパクトに構成することができる。
【００１７】
この発明において、バルクハウゼンノイズ検査装置は、前記検出センサで検出されたバルクハウゼンノイズから金属製品の研削焼けを検出する研削焼け検出手段を設けたものであっても良い。
【００１８】
この発明において、バルクハウゼンノイズ検査装置は、前記検出センサで検出されたバルクハウゼンノイズから転動装置または転動装置部品の残留応力のを検出する残留応力測定手段を設けたものであっても良い。
【００１９】
この発明にかかる第２のバルクハウゼンノイズ検査装置は、検査対象物を磁化する励磁コイル、および磁化された前記検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出する検出コイルを有する検出ヘッドと、前記励磁コイルに磁化のための交流磁界を発生させる交流電流を供給する交流電源とを備えたバルクハウゼンノイズ検査装置において、前記励磁コイルによる磁化前の前記検査対象物の表面磁束を検出する磁界センサと、この磁界センサの検出した表面磁束に基づき、前記検出コイルの検出したバルクハウゼンノイズを補正する補正手段とを設けたことを特徴とする。
この構成によると、励磁コイルにより磁化される前の検査対象物の表面磁束を磁化前検査用磁界センサで検出し、磁化した検査対象物から検出コイルで検出したバルクハウゼンノイズを、磁化前検査用磁界センサによる検出信号に基づいて補正手段により補正することで、検査対象物の残留磁気がバルクハウゼンノイズの検出値に影響を及ぼすのを解消することができ、精度良くバルクハウゼンノイズを検出することができる。
【００２０】
この発明において、前記磁界センサは直流磁界の検出が可能なものであっても良い。この構成の場合、残留磁気の検出を効果的に行うことができる。
【００２１】
この発明において、前記磁界センサは、例えばホールセンサ、ＭＲセンサ、ＧＭＲセンサ、ＭＩセンサのいずれかである。
【００２２】
この発明において、バルクハウゼンノイズ検査装置は、転動装置または転動装置部品の情報の検出に用いるものとしても良い。また、その検出ヘッドは、転動装置または転動装置部品の表面に摺接してバルクハウゼンノイズを検出するものとしても良い。
【００２３】
この発明において、前記情報は、例えば転動装置または転動装置部品の表面の研削焼け、残留応力、欠陥のいずれかである。
【００２４】
この発明のバルクハウゼンノイズ検査方法は、交流磁界により検査対象物を磁化する磁化過程と、この磁化過程において前記検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出する検出過程とを備えたバルクハウゼンノイズ検査方法において、前記磁化過程に先立ち、検査対象物の表面磁束を検出する磁化前検出過程と、この磁化前検出過程で検出した表面磁束に基づき、前記検出過程で検出したバルクハウゼンノイズを補正する補正過程とを有することを特徴とする。
このバルクハウゼンノイズ検査方法によると、磁化前検出過程で検出した表面磁束に基づき、検出過程で検出したバルクハウゼンノイズを補正するので、検査対象物の残留磁気の影響を受けることなく精度良くバルクハウゼンノイズを検出することができる。
【発明の効果】
【００２５】
この発明にかかる第１のバルクハウゼンノイズ検査装置は、検査対象物を磁化する励磁コイル、および磁化された前記検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出する検出センサを有する検出ヘッドと、前記励磁コイルに磁化のための交流磁界を発生させる交流電流を供給する交流電源とを備えたバルクハウゼンノイズ検査装置において、前記検出センサが、コイル非使用型の磁界センサであって、前記検査対象物の表面磁束を検出するものとしたため、幅広い周波数帯域のバルクハウゼンノイズを検出することができる。
この発明にかかる第１のバルクハウゼノイズ検査装置は、検査対象物を磁化する励磁コイル、および磁化された前記検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出する検出コイルを有する検出ヘッドと、前記励磁コイルに磁化のための交流磁界を発生させる交流電流を供給する交流電源とを備えたバルクハウゼンノイズ検査装置において、前記励磁コイルによる磁化前の前記検査対象物の表面磁束を検出する磁界センサと、この磁界センサの検出した表面磁束に基づき、前記検出コイルの検出したバルクハウゼンノイズを補正する補正手段とを設けたため、検査対象物の残留磁気の影響を受けることなく精度良くバルクハウゼンノイズを検出することができる。
この発明にかかるバルクハウゼンノイズ検査方法は、交流磁界により検査対象物を磁化する磁化過程と、この磁化過程において前記検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出する検出過程とを備えたバルクハウゼンノイズ検査方法において、前記磁化過程に先立ち、検査対象物の表面磁束を検出する磁化前検出過程と、この磁化前検出過程で検出した表面磁束に基づき、前記検出過程で検出したバルクハウゼンノイズを補正する補正過程とを有する方法としたため、検査対象物の残留磁気の影響を受けることなく精度良くバルクハウゼンノイズを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の一実施形態にかかるバルクハウゼンノイズ検査装置の概略構成図である。
【図２】この発明の他の実施形態にかかるバルクハウゼンノイズ検査装置の概略構成図である。
【図３】この発明のさらに他の実施形態にかかるバルクハウゼンノイズ検査装置の概略構成図である。
【図４】この発明のさらに他の実施形態にかかるバルクハウゼンノイズ検査装置の概略構成図である。
【図５】同バルクハウゼンノイズ検査装置における検出ヘッドの概略構成図である。
【図６】同バルクハウゼンノイズ検査装置の一使用例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
この発明の第１の実施形態を図１と共に説明する。このバルクハウゼンノイズ検査装置は、バルクハウゼンノイズを利用して非破壊検査を行う装置であって、励磁コイル２と磁界センサ３を含む検出ヘッド１と、コントローラ１０とを備える。検査時には、前記検出ヘッド１が検査対象物４０の表面に押し当てられる。
【００２８】
検出ヘッド１における励磁コイル２は、検査対象物４０を磁化するためのコイルであって、磁心となる鉄心４に巻かれている。鉄心４は、フェライトなどの磁性酸化物や積層ケイ素鋼板などからなる。磁化センサ３は、磁化された前記検査対象物４０が発するバルクハウゼンノイズを検出するためのコイル非使用型のセンサであり、具体的には検査対象物４０の表面磁束を検出する。この磁界センサ３として、ホールセンサ、ＭＲセンサ、ＧＭＲセンサ、ＭＩセンサのいずれかが使用される。検出ヘッド１を検査対象物４０の表面に押し当てた状態で、前記励磁コイル２の磁心となる鉄心４と前記磁界センサ３とが検査対象物４０の表面に押し当てられる。前記検出ヘッド１には、前記励磁コイル２や磁界センサ３のほか、検査対象物４０を励磁する磁束を検出する磁束検出センサ５が設けられている。ここでは、磁束検出センサ５として磁界センサが用いられる。
【００２９】
コントローラ１０は、励磁コイル２に励磁用の交流電流を供給する交流電源１２を含む電流制御部１１と、磁界センサ３の出力信号を処理する手段である出力信号処理部１５とを備える。電流制御部１１は、前記磁束検出センサ５が検出する磁束の強さに基づき前記交流電源１２の交流電流を制御して検査対象物４０を励磁する磁束を一定に保つ制御装置１３と、交流電源１２から励磁コイル２に供給する交流電流の周波数を可変設定する交流電流周波数変更手段１４とを有する。
【００３０】
出力信号処理部１５は、バルクハウゼンノイズ検出回路１６と、性状検出手段１７とを有する。バルクハウゼンノイズ検出回路１６は、磁界センサ３の検出信号からバルクハウゼンノイズを抽出する回路であり、磁界センサ３の検出信号を増幅する増幅器などを含むセンサ回路１８と、センサ回路１８で処理された検出信号から特定の周波数のバルクハウゼンノイズを抽出するバンドパスフィルタ１９と、このバンドパスフィルタ１９のカットオフ周波数を可変設定するカットオフ周波数変更手段２０とを有する。バンドパスフィルタ１９では、抽出したバルクハウゼンノイズ信号の実効値、振幅の最大値や平均値、包絡線の振幅などから、実際に用いるバルクハウゼンノイズ値を算出する。このバルクハウゼンノイズ値は、交流磁界の数サイクル分のバルクハウゼンノイズの値を測定し、それらの平均値を求めたものであっても良い。
【００３１】
性状検出手段１７は、バルクハウゼンノイズ検出回路１６で抽出されたバルクハウゼンノイズから、検査対象物４０の検出目的の性状を検出する手段である。検出目的の性状は、バルクハウゼンノイズから検出可能な性状であれば良いが、ここでは研削焼けおよび残留応力とされる。これら研削焼けおよび残留応力は、性状検出手段１７を構成する研削焼け検出手段２１および残留応力測定手段２２によってそれぞれ検出される。
【００３２】
次に、このバルクハウゼンノイズ検査装置の動作を説明する。検査対象物４０に検出ヘッド１を押し当てると、励磁コイル２の磁心である鉄心４および磁界センサ３が検査対象物４０に接触し、鉄心４と検査対象物４０とで磁気閉回路が構成される。励磁コイル２は交流電源１２から交流電流を供給されて交流磁界を発生させ、これにより検査対象物４０が磁化する。磁界センサ３は、磁化された検査対象物４０の表面磁束を検出する。磁界センサ３の検出信号が入力される出力信号処理部１５のバルクハウゼンノイズ検出回路１６では、その検出信号から、所定の周波数のバルクハウゼンノイズを抽出する。さらに、性状検出手段１７では、抽出されたバルクハウゼンノイズから、検査対象物４０における研削焼けと残留応力を検出する。
【００３３】
この構成のバルクハウゼンノイズ検査装置によると、磁化された検査対象物４０が発するバルクハウゼンノイズを検出する検出センサとしてコイル非使用型の磁界センサ３を用いたので、バルクハウゼンノイズの周波数による検出信号への影響が少ない。そのため、磁界センサ３が検出する検査対象物４０の表面磁束の強さから、幅広い周波数帯域のバルクハウゼンノイズを検出することができる。
【００３４】
バルクハウゼンノイズの測定深さは、バルクハウゼンノイズの周波数帯域によって決まる。つまり、バルクハウゼンノイズの周波数帯域が高くなるほど、そのバルクハウゼンノイズの測定される深さは浅くなる。この実施形態では、出力信号処理部１５のバルクハウゼンノイズ検出回路１６において、バンドパスフィルタ１９を用いて、前記磁界センサ３の検出信号から特定の周波数のバルクハウゼンノイズを抽出するものとしているので、バンドパスフィルタ１９において、検査対象物４０における要求される測定深さに対応したカットオフ周波数を設定することにより、要求される深さのバルクハウゼンノイズを検出することができる。
【００３５】
また、この実施形態では、前記バンドパスフィルタ１９のカットオフ周波数を可変設定するカットオフ周波数変更手段２０を設けているので、バンドパスフィルタ１９のカットオフ周波数をカットオフ周波数変更手段２０で可変設定することで、幅広い周波数のバルクハウゼンノイズを検出することができる。
【００３６】
また、この実施形態では、電流制御部１１における交流電源１２において、励磁コイル２に供給する交流電流の周波数を可変設定する交流電流周波数変更手段１４を設けているので、要求される測定深さに応じて、検査対象物４０を励磁する交流磁界の周波数を変更することで、測定深さに最適な周波数のバルクハウゼンノイズを効果的に検出することができる。
【００３７】
図２は、この発明の他の実施形態を示す。このバルクハウゼンノイズ検査装置は、図１の実施形態において、励磁コイル２による磁化前の検査対象物４０の表面磁束を検出する磁化前検出用磁界センサ３Ａを検出ヘッド１に追加すると共に、コントローラ１０における出力信号処理部１５には、前記磁化前検出用磁界センサ３Ａの検出した表面磁束に基づき、バルクハウゼンノイズ検出回路１６の抽出するバルクハウゼンノイズを補正する補正手段２４を付加している。磁化前検出用磁界センサ３Ａは直流磁界を測定可能なセンサであり、ホールセンサ、ＭＲセンサ、ＧＭＲセンサ、ＭＩセンサのいずれかが使用される。磁化前検出用磁界センサ３Ａの検出信号は、増幅器などを含むセンサ回路２３で処理されてから前記補正手段２４に入力される。その他の構成は図１の実施形態の場合と同様である。
【００３８】
この実施形態では、励磁コイル２により磁化される前の検査対象物４０の表面磁束を磁化前検査用磁界センサ３Ａで検出することで、検査対象物４０に残留磁気がある場合に、これを検出することができる。ここでは、磁化前検査用磁界センサ３Ａとして、直流磁界を測定可能なセンサを用いているので、残留磁気の検出を効果的に行うことができる。
このあと、磁化した検査対象物４０から磁界センサ３で検出したバルクハウゼンノイズを、前記磁化前検査用磁界センサ３Ａによる検出信号に基づいて補正手段２４により補正するため、検査対象物４０に残留磁気がある場合にその残留磁気がバルクハウゼンノイズの検出値に影響を及ぼすのを解消することができ、検査対象物４０の研削焼け、残留応力の検出精度を高めることができる。
【００３９】
図３は、この発明のさらに他の実施形態を示す。このバルクハウゼンノイズ検査装置では、図２の実施形態において、磁化前検出用磁界センサ３Ａを省略して、バルクハウゼンノイズ検出用の磁界センサ３を磁化前検出用に共用すると共に、この磁界センサ３の検出信号を、磁化前にはセンサ回路２３から補正手段２４に入力し、バルクハウゼンノイズ検出時にはバルクハウゼンノイズ検出回路１６に切換入力する切換回路２５を出力信号処理部１５に設けている。その他の構成は図３の実施形態の場合と同様である。
【００４０】
このように、この実施形態では、１つの磁界センサ３を、バルクハウゼンノイズ検出用と磁化前検出用に共用しているので、装置をコンパクトに構成することができる。
【００４１】
図４および図５は、この発明のさらに他の実施形態を示す。なお、この実施形態において、図１〜図３の実施形態の場合と同一機能を有する構成部分には、図１〜図３の場合と同一符号を付して示している。このバルクハウゼンノイズ検査装置は、図４に示すように、励磁コイル２、検出コイル６、および磁化前検出用磁界センサ３Ａを有する検出ヘッド１と、装置本体９とを備える。検出コイル６は、図１〜図３の実施形態における磁界センサ３に代わって、磁化された検査対象物４０が発するバルクハウゼンノイズを検出する検出センサとなるものである。検出ヘッド１は、図４、図５に示すように、筒状のハウジング７内に励磁コイル２を巻いた鉄心４と、検出コイル６を巻いた鉄心８と、磁化前検出用磁界センサ３Ａとを設置して構成される。鉄心４，８は、フェライトなどの磁性酸化物や積層ケイ素鋼板などからなる。励磁コイル２は巻枠２９を介して鉄心４に巻かれ、検出コイル６は、巻枠３０を介して鉄心８に巻かれる。検出コイル６は、鉄心８を有しない空心コイルであっても良い。励磁コイル２と検出コイル６は、モールド材３１，３２により前記ハウジング７内で一体化されている。
【００４２】
装置本体９は、コントローラ１０と表示部３３とでなる。コントローラ１０には、交流電源１２、バルクハウゼンノイズ検出回路１６のほかに、同検出回路１６で抽出されたバルクハウゼンノイズを信号処理する信号処理回路２７を有する。交流電源１２は、上記したように励磁コイル２に交流電流を供給するが、その交流電流の振幅、周波数および波形を変化させることができ、この交流電流に直流バイアスを重畳することも可能である。信号処理回路２７は、バルクハウゼンノイズ検出回路１６で抽出されたバルクハウゼンノイズを信号処理する回路であり、バルクハウゼンノイズ信号の振幅の実効値、最大値や平均値、包絡線の振幅などを測定し、これをバルクハウゼンノイズ値とする。バルクハウゼンノイズ値は、交流磁界の数サイクル分のバルクハウゼンノイズの値を測定し、それらの平均値を求めたものであっても良い。
【００４３】
信号処理回路２７は、磁化前検出用磁界センサ３Ａの検出信号に基づき、バルクハウゼンノイズ検出回路１６で抽出されたバルクハウゼンノイズを補正する補正手段２４と、求められた前記バルクハウゼンノイズ値から検査対象物４０の性状を検出する性状検出手段１７とを有する。信号処理回路２７では、バルクハウゼンノイズ検出回路１６で抽出されたバルクハウゼンノイズの振幅の最大値や、実効値、平均値、包絡線の振幅などから実際に用いるバルクハウゼンノイズ値を算出する。磁化前検出用磁界センサ３Ａの検出信号は、増幅器などを有するセンサ回路２３で処理されて前記補正手段２４に入力される。性状検出手段１７は、研削焼けを検出する研削焼け検出手段２１と、残留応力を検出する残留応力測定手段２２と、欠陥を検出する欠陥検出手段２６を有する。これらの研削焼け検出手段２１、残留応力測定手段２２、欠陥検出手段２６は、得られたバルクハウゼンノイズ値があらかじめ定められたしきい値を超えたとき、研削焼けなどの異常があるものと判断する。表示部３３は、信号処理回路２７で得られたバルクハウゼンノイズ値や、研削焼けなどの異常の有無や残留応力の測定値などを表示する。残留応力測定方法として、あらかじめ応力とバルクハウゼンノイズ値を測定して求めた検量線から、残留応力は求められる。信号処理回路２７は、例えば上記検量線が設定されていて、バルクハウゼンノイズ値を検量線に当てはめて残留応力を求める。
【００４４】
この実施形態のバルクハウゼンノイズ検査装置を用いたバルクハウゼンノイズ検出は以下の手順で行なわれる。検査対象物４０に検出ヘッド１を押し当てると、励磁コイル２の磁心である鉄心４および磁化前検出用磁界センサ３Ａが検査対象物４０に接触し、鉄心４と検査対象物４０とで磁気閉回路が構成される。励磁コイル２は交流電源１２から交流電流を供給されて交流磁界を発生させ、これにより検査対象物４０が磁化する。励磁コイル２による前記磁化に先立ち、磁化前検出用磁界センサ３Ａによって、検査対象物４０の表面磁束が検出される。これにより、検査対象物４０に残留磁気がある場合に、その残留磁気を検出することができる。このあと、励磁コイル２により、磁化された検査対象物４０の表面磁束が検出コイル６で検出される。検出コイル６の検出信号は、図１〜図３の実施形態における磁界センサ３の検出信号の場合と同様に出力信号処理部１５のバルクハウゼンノイズ検出回路１６に入力され、ここで所定の周波数のバルクハウゼンノイズが抽出されて信号処理回路２７に入力される。信号処理回路２７では、先ず抽出されたバルクハウゼンノイズ信号から実際に使用するバルクハウゼンノイズ値を算出する。次に、そのバルクハウゼンノイズ値が、前記磁化前検出用磁界センサ３Ａの検出信号に基づき補正手段２４で補正される。信号処理回路２７の性状検出手段１７では、前記したように補正されたバルクハウゼンノイズ値に基づいて、研削焼け、残留応力、欠陥が検出される。補正方法として、残留磁気とバルクハウゼンノイズ値の関係を測定して補正テーブルを作成し、その補正テーブルを参照して補正を行う。つまり、残留磁気とバルクハウゼンノイズ値との関係を、例えばオペレータが測定して補正テーブルを作成する。この作成された補正テーブルは、出力信号処理部１５に設けられた図示外の記憶手段に記憶される。補正手段２４は、前記記憶手段に記憶された補正テーブルを読み出し、バルクハウゼンノイズ値を同補正テーブルに照合することで研削焼け等の検出結果が高精度に補正される。
【００４５】
このように、励磁コイル２により磁化される前の検査対象物４０の表面磁束を磁化前検査用磁界センサ３Ａで検出し、磁化した検査対象物４０から検出コイル６で検出したバルクハウゼンノイズを、前記磁化前検査用磁界センサ３Ａによる検出信号に基づいて補正手段２４により補正することで、検査対象物４０の残留磁気がバルクハウゼンノイズの検出値に影響を及ぼすのを解消することができ、検査対象物４０の研削焼け、残留応力、欠陥の検出精度を高めることができる。
【００４６】
図６は、前記バルクハウゼンノイズ検査装置を使用して行う被破壊検査の一例を示す。ここでは、軸受の内輪４１の転走面４１ａの研削焼けを検出する。バルクハウゼンノイズ検査装置の検出ヘッド１は、移動可能な支持部材４２に支持され軸受内輪４１の転走面４１ａに垂直姿勢で接触させられており、支持部材４２の移動により転走面４１ａの表面を摺動しながら異常箇所を検出する。軸受内輪１は回転軸４３の外径面に嵌着されており、回転軸４３を回転させることで、軸受内輪４１の転走面４１ａの全周面に前記検出ヘッド１を摺動させて研削焼けを検査することができる。
軸受内輪４の製造ライン上で、このようにバルクハウゼンノイズ検査装置を使用すると、軸受内輪４１の転走面４１ａの研削焼けを正確に全数検査することができ、品質保証能力を高めることができる。
【００４７】
図６では、前記バルクハウゼンノイズ検査装置を軸受内輪４１の転走面４１ａにおける研削焼けの検査に用いた例を示したが、検出する表面情報は残留応力や欠陥であっても良い。また、検査対象物は軸受部品である内輪４１に限らず、例えば軸受そのものの表面情報を検出するものとしても良い。また、検査対象物は軸受に限らず他の転動装置や転動装置部品であっても良く、この場合にもその転動装置や転動装置部品の表面情報を高い精度で検出することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１…検出ヘッド
２…励磁コイル
３…磁界センサ
３Ａ…磁化前検出用磁界センサ
６…検出コイル
１２…交流電源
１４…交流電流周波数変更手段
１５…出力信号処理部
１６…バルクハウゼンノイズ検出回路
１７…性状検出手段
１９…バンドパスフィルタ
２０…カットオフ周波数変更手段
２１…研削焼け検出手段
２２…残留応力測定手段
２４…補正手段
２５…切換回路
２６…欠陥検出手段
４０…検査対象物
【図１】
2010230485.tif 000003
【図２】
2010230485.tif 000004
【図３】
2010230485.tif 000005
【図４】
2010230485.tif 000006
【図５】
2010230485.tif 000007
【図６】
2010230485.tif 000008