(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
渦電流における摂動によって形成される磁場における変化を感知するように構成される固体センサー；
前記磁場を受信して、該磁場における変動に応答して電圧を発生させるように構成される導電性検出ループ；および
駆動磁場を発生させるように構成される駆動コイルであって、駆動コイルの主軸は導電性検出ループの感度の主方向に対して実質的に垂直に方向付けられる、駆動コイル
を含み、
固体センサーおよび導電性検出ループが電気的に接続されて単一の出力信号を生成する、渦電流検出プローブ。
【請求項２】
固体センサーが磁気抵抗センサーである、請求項１に記載の渦電流検出プローブ。
【請求項３】
固体センサーが異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）センサーである、請求項２に記載の渦電流検出プローブ。
【請求項４】
固体センサーが巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサーである、請求項２に記載の渦電流検出プローブ。
【請求項５】
磁気抵抗センサーが、１つの軸に沿う磁場のみを感知可能であるようなサイズである、請求項２に記載の渦電流検出プローブ。
【請求項６】
固体センサーの感度の主方向が導電性検出ループの主軸に対して平行であるように構成されている、請求項５に記載の渦電流検出プローブ。
【請求項７】
駆動コイルが、第１軸に沿って駆動磁場を発生させるように構成されており、導電性検出ループが、第１軸に対して実質的に垂直に方向付けられる主たる受感軸を有する、請求項１に記載の渦電流検出プローブ。
【請求項８】
固体センサーの感度の主方向が、第１軸に対して実質的に垂直に方向付けられる、請求項７に記載の渦電流検出プローブ。
【請求項９】
導電性検出ループが、固体センサーに電気信号を印加し、および該固体センサーから電気信号を読み取るように構成される、請求項１に記載の渦電流検出プローブ。
【請求項１０】
実質的に平坦な表面を有する基板；
実質的に平坦な表面に配置される駆動コイル；
基板の実質的に平坦な表面に配置され、かつ駆動コイルの周内に配置される異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）センサー；および
第１の導線および第２の導線を含む検出ループ
を含む渦電流検出プローブであって、
第１の導線はＡＭＲセンサーの第１端に接続され、第２の導線は、ＡＭＲセンサーの第２端に接続され、
第１の導線および第２の導線は、基板の周りに少なくとも一部が配置されて検出ループを形成し、
検出ループの感度の主方向は駆動コイルの主軸に対して実質的に垂直に方向付けられる、渦電流検出プローブ。
【請求項１１】
ＡＭＲセンサーが、１つの軸に沿う磁場のみを感知可能であるように構成される、請求項１０に記載の渦電流検出プローブ。
【請求項１２】
ＡＭＲセンサーが、その幾何学的形状を通る１つの軸に沿う磁場のみを感知可能であるように構成される、請求項１１に記載の渦電流検出プローブ。
【請求項１３】
ＡＭＲセンサーが、感度の好ましい方向またはバーバーポールストライプによる線形出力を有するように構成される、請求項１１に記載の渦電流検出プローブ。
【請求項１４】
実質的に平坦な表面を有する第１の基板；
第１の基板の実質的に平坦な表面に配置される駆動コイル；
第１の基板より小さい第２の基板であって、実質的に平坦な表面を有する、第２の基板；
第２の基板の実質的に平坦な表面に配置され、かつ駆動コイルの周内で第１の基板に取り付けられる異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）センサー；および
第１の導線および第２の導線を含む検出ループ
を含む渦電流検出プローブであって、
第１の導線はＡＭＲセンサーの第１端に接続され、第２の導線は、ＡＭＲセンサーの第２端に接続され、
第１の導線および第２の導線は、第１の基板の周りに少なくとも一部が配置されて検出ループを形成し、
検出ループの感度の主方向は駆動コイルの主軸に対して実質的に垂直に方向付けられる、渦電流検出プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、渦電流検出技術に関する種々の態様を開示する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、材料は、亀裂、包含および腐食等の欠陥（または傷）をその材料中に有することがある。欠陥は、製造および／または材料がその寿命にわたって経験する圧力（または応力）の結果を含む種々の理由で形成され得る。
【０００３】
導電性材料（金属または金属合金等）におけるそのような欠陥を検出する一の方法として、材料内に渦電流を発生させて、その結果生じる磁場を検出することが挙げられる。渦電流は、導電性材料に印加される適切な時間変動磁場に応答して、導電性材料中に発生する。時間変動磁場は、導電性材料における電子に力を発生させ、それにより電流が発生し、この電流を「渦電流」とよぶ。渦電流自体が磁場を発生させ、この磁場を誘起磁場とよび、誘起磁場は入射磁場に対向する。渦電流の分布は、材料中の亀裂（または他の欠陥）によって変化し、従って、誘起磁場において摂動が生じるだろう。渦電流プローブによって検出される、誘起磁場における変化は、亀裂（または他の欠陥）の存在およびそれらの特性（例えば、位置、サイズ、形状等）の指標となる。一般に、コイルに起因する磁場、および均質な材料において誘起される渦電流により生じる磁場は、電流ループの中心においてちょうど軸方向であり且つ電流分布を囲む力線を有する、よく特徴付けられた空間分布を有する。磁場は、動径成分および軸方向成分の両方を有し、中心近くにおいて、面内成分は非常に小さい。円形コイルおよび均質な材料に対して、直流磁場および誘起磁場の両方の接線成分はゼロである。対照的に、渦電流を乱し且つ磁場を摂動させる亀裂または他の不規則性が材料において存在する場合、誘起磁場は変更されてよく、また、実質的に面内の成分および場合により実質的に接線の成分を有してよい。これらの面内成分は、実質的に軸方向の磁場における変化よりも検出しやすいことがある。
【０００４】
この効果は、コイルに対する亀裂または傷の位置が、傷が存在しない場合に最大の渦電流密度がその点を通るようなものである場合、および渦電流の分布の特性深度が深さ方向における亀裂または傷の程度と同等またはそれより小さい場合、特に明確であり得る。
【０００５】
常套的なコイルベースの渦電流プローブは一般に、２つの形態の一方をとる。第１の種類の常套的なコイルベースの渦電流プローブは、被試験導電性材料に印加される入射磁場を発生させる（または駆動する）電流を伝導させること、および被試験材料における渦電流に起因する磁場を検出することの両方のために、単一のコイル（即ち、一体化した駆動／検出コイル）を使用する。この場をモニタリングすることにより、機器が、亀裂または他の傷により引き起こされる変化を検出することが可能になる。第２の種類の常套的なコイルベースの渦電流プローブは、異なる２つの同軸コイル（一方の同軸コイルは、被試験導電性材料に印加される入射磁場を発生させる（または駆動する）電流を伝導させ、第２の同軸コイルは、全磁場を検出し、被試験材料における亀裂（または他の欠陥）に起因する変化を検出するようにモニタリングされ得る）を使用する。
【０００６】
図１は、第１の種類の常套的なコイルベースの渦電流プローブを示す。プローブ１００は単一のコイル１０２を有し、プローブが被試験材料に近接して配置されると、そのコイルを介して交流電流（ＡＣ）が印加されて、被試験導電性材料１０４に入射する磁場が発生する。図示されるように、入射磁場により被試験材料１０４において渦電流が発生し、それにより、コイル１０２を通る磁束が発生する。被試験材料１０４における亀裂（または他の種類の欠陥）１０６は渦電流１０８を乱し、従って磁束を乱す。よって、磁束における摂動は、亀裂（または他の種類の欠陥）の存在を示す。
【０００７】
図２は、第２の種類の常套的なコイルベースの渦電流プローブを示す。図示されるように、プローブ２００は異なるが同軸の２つのコイル（入射磁場を印加することにより被試験材料において渦電流を発生させる駆動コイル２０２、および渦電流に由来する磁束を検出する（１以上の巻き数の）検出コイル２０４）を有する。コイル２０２および２０４は同軸であるので、検出コイルの受感軸は、駆動コイルの主軸（即ち、駆動コイルにより生じる磁場の主方向）に対して平行である。
【０００８】
図１および２より、これらの種類の常套的なコイルベースの渦電流プローブは共に、駆動コイルにより生じる磁場と同じ方向に向かう磁場成分を感知可能な検出コイルを使用することが理解されるはずである。これらの場は一般に、被試験材料の表面に対して法線方向に向かっている。
【０００９】
尤も、コイルが２つの渦電流センサーの場合、検出コイルは別法として、磁場の面内成分、または具体的には接線方向、またはコイルの中心における面内成分（接線または動径のいずれか）をより高感度で感知可能であるように、あるいは磁場の面外成分に対する検出コイルの感度が低減するように、検出コイルの軸が駆動コイルの軸に対してある角度をなすように配置してよい。
【００１０】
いくつかの常套的な渦電流プローブは検出コイルを使用せず、その代わり、固体磁場検出素子を使用する。これらの固体磁場検出素子としては、磁気抵抗センサー（異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）センサーまたは巨大磁気抵抗センサー等）、ホール効果センサーおよび超伝導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤＳ）が挙げられる。磁気抵抗センサーの場合、センサーの抵抗は、センサーに印加される磁場に応じて変化する。従って、渦電流の存在下でＡＭＲセンサーを配置すると、渦電流によって生じる磁場は、ＡＭＲセンサーの抵抗値を変化させ得る。抵抗値における変化は、渦電流の存在および強度を検出するのに用いられ、従って、被試験材料における欠陥の存在および強度を検出するのに用いられる。
【発明の概要】
【００１１】
渦電流検出プローブおよび関連する方法が開示される。
【００１２】
一の態様において、渦電流検出プローブが提供される。プローブは、渦電流における摂動によって形成される磁場における変化を感知するように構成される固体センサーを有する。プローブは、磁場を受信して、磁場における変動に応答して電圧を発生させるように構成される導電性検出ループを更に有する。
【００１３】
一の態様において、渦電流検出プローブが提供される。プローブは、実質的に平坦な表面を有する基板と、実質的に平坦な表面に配置される駆動コイルとを有する。プローブは、基板の実質的に平坦な面に配置され、かつ駆動コイルの周内に配置される異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）センサーを更に有する。プローブは、第１の導線（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｌｅａｄ）および第２の導線を含む検出ループを更に有する。第１の導線は、ＡＭＲセンサーの第１端に接続され、第２の導線は、ＡＭＲセンサーの第２端に接続される。第１の導線および第２の導線は、基板の周りに少なくとも一部が配置されて検出ループを形成する。検出ループは、駆動コイルに対して実質的に垂直である。
【００１４】
一の態様において、渦電流プローブが提供される。プローブは、実質的に平坦な表面を有する第１の基板と、第１の基板の実質的に平坦な表面に配置される駆動コイルとを有する。プローブは、第１の基板より小さい第２の基板を有する。第２の基板は実質的に平坦な表面を有する。プローブは、第２の基板の実質的に平坦な表面に配置され、かつ駆動コイルの周内で第１の基板に取り付けられる異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）センサーを有する。プローブは更に、第１の導線および第２の導線を含む検出ループを有する。第１の導線は、ＡＭＲセンサーの第１端に接続され、第２の導線は、ＡＭＲセンサーの第２端に接続される。第１の導線および第２の導線は、第１の基板の周りに少なくとも一部が配置されて検出ループを形成する。検出ループは、駆動コイルに対して実質的に垂直である。
【００１５】
一の態様において、渦電流検出プローブが提供される。プローブは、駆動コイルと、駆動コイルに対して実質的に垂直に方向付けられる導電性検出ループとを有する。導電性検出ループは、駆動コイルに対して実質的に垂直である２．５ｍｍより小さい高さを有する。いくつかの実施形態において、導電性検出ループは０．５ｍｍより小さい高さを有する。
【００１６】
一の態様において、方法が提供される。方法は、約１ＭＨｚより大きい周波数を有する交流電流（ＡＣ）信号で渦電流検出プローブの駆動コイルを励起すること、および駆動コイルを励起した結果として駆動コイルにより発生する入射磁場を被試験材料に印加することを含む。方法は、駆動コイルに対して実質的に垂直に方向付けられる導電性検出ループを用いて被試験材料からの誘起磁場を検出することを更に含む。
【００１７】
一の態様において、渦電流プローブを製造する方法が提供される。方法は、多層基板の第１の層に導電性駆動コイルを作製すること、および多層基板の少なくとも２つの層に導電性配線（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｔｒａｃｅ）を作製することを含む。方法は、多層基板の少なくとも２つの層における導電性配線を、導電性材料で相互接続して、導電性駆動コイルに対して実質的に垂直な検出ループを形成することを更に含む。
【００１８】
一の態様において、深さプロファイリングのためのプローブが提供される。プローブは、駆動コイルの軸が試験される物品の表面に対して垂直であるように、試験される物品の表面に隣接して配置されるように構成される駆動コイルを含む。プローブは、物品の表面における層における材料と、物品の内部における材料との間の導電性および／または透磁率の差に応答するように構成および位置調整される磁気抵抗センサーを更に含む。
【００１９】
本発明の他の態様、実施形態および特徴は、添付の図面と併せて考察する場合、以下の本発明の詳細な説明から明らかになるだろう。添付の図は概略的であり、スケール通りに描写することを意図するものではない。図において、種々の図で示される各々の同一または実質的に類似の構成要素は、単一の数字または表記で表される。明確にするために、各図において全ての構成要素をラベリングしているわけではない。また、当業者が本発明を理解し得るのに図が必要でない場合、本発明の各実施形態の全ての構成要素を図示しているわけではない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、一体化した駆動／検出コイルを有する、第１の種類の常套的なコイルベースの渦電流プローブを示す。
【図２】図２は、別々の、同軸の駆動コイルおよび検出コイルを有する、第２の種類の常套的なコイルベースの渦電流プローブを示す。
【図３】図３は、一の限定的でない実施形態による、固体センサーおよび導電性ループを有する渦電流検出プローブの限定的でない例である。
【図４】図４は、一の限定的でない実施形態による、渦電流検出プローブの駆動コイルに対する固体センサーの４つの異なる位置の一例を示す。
【図５】図５は、もう一つの限定的でない実施形態による、駆動コイルおよび検出ループを有する渦電流検出プローブを示す。
【図６】図６は、駆動コイルおよび駆動コイルの導体を囲む検出ループを有する渦電流検出プローブを示す。
【図７】図７は、もう一つの限定的でない実施形態による、駆動コイルおよび検出ループを有する渦電流検出プローブを示す。
【図８】図８は、もう一つの限定的でない実施形態による、駆動コイルおよび検出ループの配列を有する渦電流検出プローブを示す。
【図９】図９は、もう一つの限定的でない実施形態による、単一の駆動コイルと共に固体センサーの配列を有する渦電流検出プローブを示す。
【図１０】図１０は、本明細書に記載される種類のセンサーと共に使用してよいバッキング回路のブロック図の限定的でない例を示す。
【図１１】図１１は、本明細書に記載の実施形態による、検出信号の特徴の一例を示す。
【図１２】図１２は、図１０に示す種類の４つのピークを有する検出信号を引き起こす、本明細書に記載の渦電流検出プローブの駆動コイルに対する亀裂または他の欠陥の配置の一例である。
【図１３】図１３は、電磁気学的特性の異なる表面層の厚さを決定する渦電流検出プローブを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
発明者らは、常套的な渦電流プローブに少なくともいくつかの操作状況における欠点がないわけではないことを理解した。例えば、常套的なコイルベースの渦電流プローブに関する問題は、上述のように、検出コイルの向きが、駆動コイルによって直接発生する磁場を検出コイルが感知可能であるようなものであることである。駆動コイルによって発生する磁場は通常、被試験材料における亀裂（または他の欠陥）に付随する磁場の摂動よりずっと大きいので、常套的なコイルベースの渦電流プローブは、そのような亀裂（または他の欠陥）を検出するのが困難である場合がある。また、常套的な単一コイルベースの渦電流プローブ（即ち、駆動／検出コイルの組み合わせを使用する渦電流プローブ）の場合において、検出回路の設計パラメータは、駆動回路のパラメータと独立して最適化することができない。
【００２２】
ＡＭＲセンサーを用いることにより、常套的なコイルベースの渦電流プローブに関するいくつかの問題に対処し得る。即ち、ＡＭＲセンサーは、駆動コイルにより生じる磁場を感知しないように方向付けることができる。しかし、発明者らは、ＡＭＲセンサーを含む磁気抵抗センサーからの信号は周波数に対して独立である一方で、コイルセンサーからの信号は周波数と共に線形増加することを理解した。従って、使用する周波数が大きいほど（例えば１ＭＨｚより大きい周波数）、例えば、薄い構造体または導電性の低い材料の分析に関して、コイルベースのセンサーからの信号は、ＡＭＲセンサーからの信号よりも実質的に大きくなることがある。反対に、例えば導電性の高い材料または表面下により深く埋まっている欠陥を調べるために使用される低周波数においては、ＡＭＲセンサー信号は、コイルベースの検出器からの信号より大きくなることがある。
【００２３】
本発明の一の態様によれば、固体センサー（例えばＡＭＲセンサー）および検出ループの両方を含むハイブリッド渦電流検出プローブが提供される。固体センサーは、渦電流によって生じる磁場の特定の成分に応答するように構成してよく、渦電流は、いくつかの状況において、プローブによって印加される入射磁場から生じてよい。検出ループは、渦電流により生じる磁場に付随する磁束の成分に対して応答してよい。従って、固体センサーおよび検出ループの各々は、渦電流により生じる磁場を示す出力信号（本明細書において「検出信号」ともよぶ）を与えてよい。いくつかの限定的でない実施形態において、固体センサーからの寄与および検出ループからの寄与を含む組み合わされた出力信号が、プローブによって提供されてよい。センサーは、材料における亀裂または他の不規則性（例えば、腐食損傷、包含、表面粗さ又は他の傷）に付随する渦電流の流路に対する摂動に付随する磁場成分を感知可能であるように構成してよい。
【００２４】
本発明のいくつかの態様において、駆動コイルと、駆動コイルによって生じる磁場の方向に対して平行でない受感軸を有する検出ループとを含む渦電流検出プローブが提供される。いくつかの限定的でない実施形態において、検出ループは、検出ループの受感軸が駆動コイルによって発生する磁場の方向および亀裂または他の不規則性が存在しない場合に均質な基板において発生する誘起磁場に対して実質的に垂直であり得るように、駆動コイルに対して実質的に垂直に方向付けてよく、従って、そのような亀裂または不規則性から生じる場の摂動のみを感知可能であるだろう。尤も、駆動コイルおよび検出ループは、互いに対して位置調整されていない任意の適切な方向を有してよいので、すべての実施形態がこの点において限定されるわけではない。いくつかの実施形態において（例えば、検出ループが駆動コイルに対して実質的に垂直に方向付けられる場合）、検出ループの高さは低く（例えば、２．５ｍｍより小さく、１．０ｍｍより小さく又は０．５ｍｍより小さく）、その高さは、ループの、駆動コイルに対して実質的に垂直な次元（または寸法）に対応している。そのような構成により、プローブのサイズを小さくすることが可能であり、それにより、以下に更に説明するように性能を強化し得る。
【００２５】
本発明のもう一つの態様によれば、渦電流検出プローブを操作する方法が提供される。方法は、（例えば約１ＭＨｚより大きい）高周波数を有する交流電流（ＡＣ）信号で渦電流検出プローブの駆動コイルを励起することと、駆動コイルを励起した結果として駆動コイルにより発生する入射磁場を被試験材料に印加することとを含む。方法は、駆動コイルに対して実質的に垂直に方向付けられる導電性検出ループを用いて被試験材料からの誘起磁場を検出することを更に含む。高周波数の励起信号を用いることにより、低周波数のＡＣ励起信号が使用された場合と比較して、導電性の低い被試験材料における亀裂の検出が容易になり得、検出ループの出力信号が増大し得る。
【００２６】
本発明のもう一つの態様によれば、渦電流検出プローブの製造方法は、プローブの駆動コイルおよび／または検出ループを多層基板において製造することを含む。一の実施形態によれば、基板の複数の層の種々の１層における導電性配線を、導電性相互接続を用いて接続して、駆動コイルおよび／または検出ループを形成する。
【００２７】
ここで、上述の態様を、更なる態様と同様により詳細に説明する。これらの態様は、独立して、すべて一緒に、または２以上の任意の組み合わせで用いることができる。
【００２８】
上述のように、一の態様によれば、渦電流検出プローブは固体センサーおよび検出ループの両方を含み、従って、ハイブリッド渦電流検出プローブであると見なしてよい。図３は、限定的でない例の側面図を示す。図示されるように、渦電流検出プローブ３００は、固体センサー３０２および検出ループ３０４の両方を含む。プローブ３００は、固体センサーが配置される基板３０６および駆動コイル３０８を更に含む。
【００２９】
固体センサー３０２は、磁場を検出するのに適した任意の固体センサーであってよい。一の限定的でない実施形態によれば、固体センサーはＡＭＲセンサーである。一の限定的でない実施形態によれば、固体センサー３０２はＧＭＲセンサーである。ＡＭＲセンサーおよびＧＭＲセンサーは限定的でない例を表しているので、他の種類の固体センサーを用いてもよい。オプションで、固体センサーは、感度の方向に影響を及ぼすように且つ／又はその出力信号を線形化するようにバイアスをかけてよい。バイアスは、永久磁石、導電性の「バーバーポールストライプ（ｂａｒｂｅｒｐｏｌｅ  ｓｔｒｉｐｅｓ）」を用いて、または従来技術において公知の任意の他の手段によって提供してよい。いくつかの実施形態において、固体センサー（例えばＡＭＲセンサー）は、１つの軸に沿う磁場のみを感知可能であるように構成してよい。
【００３０】
図示されるように、固体センサー３０２は、基板３０６に配置してよい。いくつかの実施形態において、基板３０６は実質的に平坦な表面を有してよく、固体センサー３０２は実質的に平坦な表面に配置されてよい。他の実施形態が平坦でない基板表面を含んでよいことが理解されるべきである。基板は、プローブの機能に対する基板の影響を最小限にするために、磁気的に反応しない材料から形成してよい。いくつかの実施形態において、基板３０６はシリコンから形成してよいが、他の適切な基板材料を用いてもよい。
【００３１】
図３の挿入図は、固体センサー３０２の構成の上面図の限定的でない例を示す。図示されるように、固体センサーは、パッド３１２ａおよび３１２ｂの間にストリップ（ｓｔｒｉｐ）３１０を含んでよく、従って、「ストリップセンサー」とよんでよい。センサーは、基板３０６に配置してよい。一のそのような実施形態において、固体センサー３０２はＡＭＲセンサーであるが、全ての実施形態が、固体センサーとしてＡＭＲセンサーを使用することに限定されるわけではない。
【００３２】
固体センサー３０２は、基板における亀裂または不規則性から生じる磁場成分、即ち摂動磁場を検出するのに適した任意の方法で構成されてよい。例えば、固体センサー３０２は、摂動磁場の予測される方向に対して任意の適切な関係で、固体センサー３０２の受感軸の１以上を有するように配置してよい。限定的でない例として、渦電流検出プローブ３００は、駆動コイル３０８が被試験材料の表面に対して実質的に平行であるように配置してよい。そのような配置において、駆動コイルにより生じる磁場および均質な材料において誘起される磁場は両方とも、被試験材料の表面に対して実質的に垂直に（即ち図３におけるｚ方向に）入射し得る。被試験材料における亀裂（または他の種類の欠陥）は、図３のｘ−ｙ面における成分を有する誘起磁場を発生させることが予想され得、従って、固体センサー３０２は、ｘ−ｙ面に配置される１またはそれより多く（１より多く存在する場合）の受感軸を有するように構成してよい。
【００３３】
いくつかの実施形態において、固体センサー３０２は、駆動コイルにより生じる磁場（即ち入射磁場）の検出を最小限にするように構成されてよい。このようにして、固体センサーの摂動磁場を検出する能力が増大し得る。一のそのような実施形態によれば、固体センサーはただ１つの受感軸を有するような寸法であり、それにより、駆動コイルによって発生する磁場を感知しないようにセンサーをより容易に方向付けることが可能になる（センサーが２以上の受感軸を有する場合とは対照的であり、その場合、各々の受感軸が駆動コイルにより生じる磁場を感知しないようにセンサーを配置することがより困難になる）。一例として、固体センサー３０２はＡＭＲセンサーであってよく、ただ１つの受感軸を有するような寸法であってよい。そのような寸法設計は、ＡＭＲセンサーを、三次元の内の２つ（または二次元）において十分小さく（例えば、図３のｙ方向において十分狭く、図３のｚ方向において十分薄く）することを含んでよく、その結果、次元の内のただ１つ（例えば、図３のｘ軸に沿う次元）が磁場を感知可能になる。
【００３４】
尤も、上述の例は単に例示を目的として提示されているので、図３に示す種類の渦電流検出プローブは、ただ１つの受感軸を有する固体センサーを有するものに限定されず、また、任意の特定の方法における固体センサーの寸法設計に限定されないことが理解されるはずである。更に、コイルの中心において、入射磁場と、均質な材料において誘導される渦電流に起因する磁場の両方が、表面に対してちょうど垂直であり、それにより、平面において１より多くの面内受感軸を有するセンサーを、入射磁場を感知しない場所に配置することが可能になる。
【００３５】
固体センサー３０２は、固体センサー３０２を駆動コイルに対して適切に配置することにより、および固体センサー３０２の（１または複数の）受感軸を、駆動コイルに対するその位置に関して適切に方向付けることにより、駆動コイル３０８により発生する磁場に対するその感度を最小限にするように構成してよい。例えば、一の限定的でない実施形態によれば、固体センサー３０２は、駆動コイル３０２内の実質的に中心に置いてよく（そこでは、駆動コイルにより生じる磁場の面内成分が小さい）、また、駆動コイルの主軸を中心としてよく、その結果、駆動コイルにより生じる磁場の残りの面内成分は、センサーの体積全体にわたる対称性により、平均してゼロになる。固体センサーをこのように配置することにより、固体センサーからの出力信号（「検出信号」）の大部分または全体が、被試験材料における渦電流の非円形の分布からの摂動磁場に起因し得、駆動コイル３０８により生じる入射磁場に起因しなくてよい。尤も、全ての実施形態が、駆動コイルに対する固体センサーのこの特定の位置決めの利用に限定されるわけではない。入射場の１以上の成分が小さい、駆動コイルに対する他の位置が存在してよく、センサー３０２は、その感知可能な方向の向きを適切に選択することにより、そこに配置してよい。
【００３６】
一のそのような実施形態において、固体センサーは、その受感軸が駆動コイルの幾何学的形状に正接するように配置してよい。例えば、固体センサーがその軸の１つのみに沿って感知可能である実施形態において、センサーは、センサーの非感知の面内（即ち駆動コイルの面内の）方向が円形の駆動コイルの直径に一致し、かつセンサーの面外方向が駆動コイルの主軸に対して平行である（即ち図３のｚ方向）ように配置してよい。図４は、限定的でない例を上から見下ろした図を示しており、固体センサーの受感軸が駆動コイルの幾何学的形状に正接するように方向付けられた固体センサーの４つの異なる潜在的な位置Ｐ１〜Ｐ４を示している。実施形態はこの点において限定されるものではなく、プローブは任意の所望の数のセンサーを含んでよいことに留意されたい（即ち、１、２、４またはそれより多くのセンサーを、コイルの直径に沿って、センサーの受感軸を接線方向に位置調整して配置してよい）。センサーの面内（即ち、図４のページにおける）長さがセンサーの非感知の面内軸を表し、図４における各センサーの上の矢印がセンサーの受感軸を示していると仮定すると、位置Ｐ１〜Ｐ４の各々について、面内の非感知の方向が駆動コイルの直径（破線によって表される）と一致し、受感軸が駆動コイルに正接していることがわかる。入射場および均質な材料における誘起場に起因する面内磁場はこれらの位置においてかなりのものであり得るが、その向きは完全に半径方向であり、表面における亀裂または他の不規則性が渦電流を乱して摂動誘起磁場を発生させない限り、接線方向の場はゼロである。
【００３７】
図４の構成において、（示される４つの可能な位置Ｐ１〜Ｐ４のいずれかにおける）センサー３０２が偏心している、即ち、駆動コイル内の中心にないことが理解されるはずである。センサーを駆動コイルの周のより近くに配置することにより（即ち、センサーを中心に置かないことにより）、小さい亀裂または不規則性に対するセンサーの感度は増大し得る。位置Ｐ５〜Ｐ８として示すように、類似した位置がコイルの外側にも存在することが理解されるはずである。類似した位置（即ち、局所的な直流の（ｄｉｒｅｃｔ）誘起場が一の方向に沿ってゼロであり、かつ亀裂または傷が存在する場合に非ゼロである位置であって、センサーが、その受感軸をこの方向に位置調整して配置され得る位置）が、正方形、長方形または他の好都合な形状である駆動コイルに対して特定されてよいこともまた、理解されるはずである。更に、例えば駆動源（駆動コイルまたは直線状駆動ワイヤ）に対する固体センサーの間隔を小さくすることを可能にするために、このコンセプトを、駆動コイルとは対照的に直線状駆動ワイヤと共に利用してもよいことが理解されるはずである。
【００３８】
検出ループ３０４は任意の適切な構造をとってよい。図示される限定的でない実施形態によれば、検出ループ３０４は、固体センサーからの信号を読み取るために、固体センサー３０２に接続されるリード線（または導線、ｌｅａｄ  ｌｉｎｅ）（「ピックアップリード」とよんでよい）によって形成されてよい。尤も、他の実施形態では、検出ループ３０４が固体センサー３０２と電気的に接続しないことが可能であるので、全ての実施形態がこの構成に限定されるわけではない。同様に、検出ループ３０４は、いくつかの実施形態において、任意の適切な巻き数を有するコイルであってよく、任意の適切な材料（例えば、金属（限定的でない例として、例えば銅）、導電性ポリマーまたは他の導電性材料等の導電性材料）から形成されてよい。検出ループに対してより多くの巻き数を用いると、検出ループによって生じる信号が増大し得る。図示されるように、検出ループ３０４は、固体センサーが配置される基板３０６の周りに配置してよく（例えば、巻き付けてよく）、または少なくとも一部が配置してよい。以下に更に説明するように、検出ループはいくつかの実施形態において小さくてよく、従って、いくつかの実施形態において微小ループであってよい。例えば、検出ループは小さい高さｈ（例えば、駆動コイルの軸に対して実質的に平行な次元）を有してよく、かつ／または検出ループは小さい領域（または面積）を囲んでよい。検出ループが基板の周りに配置される実施形態において、検出ループの高さは基板の厚さによって決定してよく、従って、検出ループに囲まれる領域もまた、一部分において基板の厚さによって決定される。
【００３９】
一の実施形態において、検出ループ３０４は、以下に更に説明するように、ビア（ｖｉａｓ）を用いて又はまたは任意の他の適切な方法で、プリント配線基板の異なる層における金属配線（ｍｅｔａｌ  ｔｒａｃｅ）を相互接続することによって形成してよい。そのような実施形態において、駆動コイルもＰＣＢに形成してよいが、検出ループがＰＣＢに形成される実施形態の全てがこの点において限定されるわけではない。検出ループおよび／または駆動コイルがＰＣＢ上に形成される実施形態において、基板３０６を省略してよい（または別法として、ＰＣＢは基板３０６であると見なしてよい）。
【００４０】
固体センサー３０２と同様に、検出ループ３０４は、駆動コイルによって生じる磁場を感知しないように設計してよく、それにより、被試験材料における渦電流に付随する誘起磁場における摂動を検出するための検出ループの能力が増大する。例えば、図３の実施形態からわかるように、検出ループ３０４の主軸は、駆動コイルの主軸に対して実質的に垂直であってよい（例えば、検出ループの主軸は、ｘ方向に存在してよく、一方、駆動コイルの主軸はｚ方向に存在する）。尤も、駆動コイルに対する検出ループの実質的に垂直な方向付けは一の限定的でない例であるので、他の構成が可能である（例えば、検出ループおよび駆動コイルは、互いに対して２０°、互いに対して３０°、互いに対して４５°、互いに対して６０°、互いに対して７５°または他の任意の適切な角度（例えば、約１０°〜１７０°の間の任意の適切な角度）に方向付けられる主軸を有してよい）。
【００４１】
例えば、一の実施形態によれば、検出ループ３０４は、上述の図４におけるハイブリッドセンサーの位置調整に類似して、その主軸（従ってその感知可能な方向）を実質的に接線方向に沿って方向付けて、コイルの直径に沿って配置してよい。
【００４２】
駆動コイルは、図１および２に示す種類の渦電流プローブにおいて常套的に用いられる駆動コイル等の、任意の適切な駆動コイルであってよい。駆動コイルは、いくつかの実施形態において、パンケーキコイルであってよい。駆動コイルは、中でも（例えば図４に示すように）円形、正方形および長方形を含む任意の適切な形状を有してよい。
【００４３】
図３の限定的でない例において、駆動コイルは基板３０６より大きくてよく、従って、それ自体の支持構造体上に固定してよい。尤も、全ての実施形態がこの点において限定されるわけではない。例えば、いくつかの実施形態によれば、駆動コイルは、固体センサー３０２が上または中に配置される基板と同じ基板３０６の上または中に配置してよい。例えば、駆動コイルは、基板の上面および／または基板の底面に形成してよい（例えば図６を参照のこと）。
【００４４】
中でも、下記の１以上の利益が、図３に示す種類の渦電流プローブの構成によって認識され得る。第１に、使用する際に被試験材料の表面に対して実質的に平行に駆動コイルを方向付けることにより、駆動コイルと被試験材料との間のカップリングを最大限にし得、それにより、大きな渦電流が生じる。第２に、使用する際に被試験材料の表面に対して実質的に垂直に検出ループを方向付けることにより、亀裂または他の傷によって生じる表面に対して平行な磁場成分に対する検出ループの感度が最大限になり得る。第３に、駆動コイルに対して垂直である検出ループの相対的方向付けにより、駆動コイルと検出ループとの間の直接的カップリングが最小限になり得る。第４に、被試験材料における渦電流に付随する磁束を検出するための検出ループの方向付けにより、特に高周波数における、固体センサーによる欠陥の検出が補足され得る。このように、単一のプローブは、幅広い範囲の周波数をカバーするように利用してよく、固体センサー（ＡＭＲ、ＧＭＲまたはその他）からの信号は遷移周波数より小さい周波数において優勢であり、検出ループからの信号は遷移周波数より上で優勢である。遷移周波数は設計に依存し得、１ＭＨｚ付近で生じ得る。従って、本明細書に記載される種類のプローブは、広い周波数帯域幅で操作してよい。
【００４５】
図３に示す種類の渦電流検出プローブは、任意の適切なサイズであり得る。いくつかの実施形態において、渦電流検出プローブは小さくてよい。いくつかの構成要素の寸法の限定的でない例をここで与える。図３に示すように、一の限定的でない実施形態において、基板３０６は、１０００ミクロンより小さい又はそれにほぼ等しい幅であってよい。基板３０６は、５００ミクロンより小さい又はそれにほぼ等しい厚さであってよい。固体センサーは、（例えば図３のｘ方向における）２５０ミクロンより短い又はそれにほぼ等しい長さ、（例えば図３の側面図のｙ方向における）８ミクロンより小さい又はそれにほぼ等しい幅および（例えば図３の側面図のｙ方向における）３０ナノメートルより小さい又はそれにほぼ等しい厚さのストリップ３１０を有してよい。固体センサーのそのような寸法決めにより、固体センサーは、１つの軸に沿う磁場のみ（例えば図３の側面図におけるｙ方向に沿う磁場のみ）を感知可能になり得る。上で列挙した数値は限定的でない例を表しているので、固体センサーの他の寸法も可能である。
【００４６】
検出ループは任意の適切なサイズを有してよく、いくつかの実施形態において、微小ループであってよい。一の実施形態によれば、検出ループ３０４は、約１０００ミクロン以下×約５００ミクロン以下の領域、０．５０ｍｍ２より小さいまたはそれにほぼ等しい領域を囲んでよい；もう一つの実施形態によれば、検出ループ３０４は、０．２０ｍｍ２より小さいまたはそれにほぼ等しい領域を囲んでよい。いくつかの実施形態によれば、検出ループ３０４は小さい高さ（例えば、図３における寸法ｈ）を有する。例えば、検出ループの高さは、２５０ミクロンより小さくてよく又はそれにほぼ等しくてよく、いくつかの実施形態において、１５０ミクロンより小さくてよく又はそれにほぼ等しくてよい。
【００４７】
一の実施形態によれば、図３に示す種類の、検出ループを固体センサーと組み合わせて利用するプローブは、プリント配線基板（ＰＣＢ）、フレキシブルプリント配線基板または他の三次元膜の上に形成してよい。
【００４８】
操作において、渦電流検出プローブ３００は、亀裂または他の欠陥の存在を検査するために、被試験材料に近接して配置してよい。駆動コイルはＡＣ電流で励起してよく、それにより、被試験材料に作用する入射磁場が発生する。励起周波数は幅広い範囲を有してよく、いくつかの例において１ＭＨｚを超えてよいが、全ての実施形態がこの点において限定されるわけではない。それにより、渦電流が被試験材料において発生してよく、渦電流は誘起磁場を発生させてよい；表面における亀裂または他の不規則性は、被試験材料の表面に対して平行な磁場成分を発生させ得、その磁場成分は、固体センサーおよび検出ループの組み合わせによって検出される。
【００４９】
固体センサーがＡＭＲセンサーである実施形態において、ＡＭＲセンサーの抵抗は、センサーが位置する磁場によって変化し得る。抵抗値におけるそのような変化は、ＡＭＲセンサーのリード線から（例えば、検出ループがリード線を含む実施形態において検出ループから）読み取られる信号における変化によって検出され得る。更に、検出ループは、誘起磁場に付随する磁束のいくつかを囲んでよい。渦電流に起因する磁束の変化は、検出ループにおいて電圧を誘導し、その電圧は、適切な読み出し電子機器（図示せず）によって検出してよい。従って、図３の例において、固体センサーおよび検出ループの両方が、検出ループを形成するリード線によって出力される全検出信号に寄与し、従って、その両方が、被試験材料における渦電流に付随する磁場の検出に寄与する。
【００５０】
尤も、前述のように、全ての実施形態が、検出ループが固体センサーのリード線として固体センサーに電気的に接続されることに限定されるわけではないことが理解されるはずである。むしろ、いくつかの実施形態において、検出ループは、固体センサーと電気的に別個であってよい（例えば、固体センサーは、専用のリード線を有してよい）。そのような実施形態において、固体センサーおよび検出ループによって異なる信号が出力されてよく、誘起磁場が被試験材料における亀裂または他の欠陥の存在を示すか否かを評価するために、任意の適切な方法で処理されてよい（例えば、個別に処理する、組み合わせて処理する等）。
【００５１】
検出ループ３０４によって出力される信号に対する、固体センサー３０２によって出力される信号の相対的大きさ、または（即ち、固体センサーおよび検出ループによって単一の信号がもたらされる実施形態において）固体センサーおよび検出ループに起因する単一の信号に対する寄与の相対的大きさは、種々の要因に依存し得る。第１に、固体（ＡＭＲ、ＧＭＲまたはその他）センサーは場Ｈを感知可能であり、検出ループは、周波数ｆ、場Ｈ、検出ループの巻き数およびループに囲まれる領域Ａの積を感知可能である。従って、固体センサー３０２がＡＭＲセンサーまたはＧＭＲセンサーである実施形態において、検出ループの寄与は、センサーおよび検出ループの特定の設計に依存する遷移周波数より大きい駆動コイル周波数において、かなりのものになり得、実際には、固体センサーの寄与より優勢になり得る。例えば、検出ループからの寄与は、５００ｋＨｚより上で又は約１ＭＨｚより大きい周波数においてかなりのものになり得る。
【００５２】
本発明者らは、いくつかの用途が固体センサーの使用を必要としないことに気づいた。限定的でない例を図５に示す。図示されるように、渦電流検出プローブ５００は、図３の検出ループ３０４、基板３０６および駆動コイル３０８を含む。しかし、渦電流検出プローブ５００は、固体センサーを含まないという点で図３の渦電流検出プローブ３００とは異なる。そのようなプローブの設計は、検出ループの出力信号が予想されるいずれのノイズレベルも上回るのに十分であり、その結果、図３の固体センサー３０２がノイズレベルを克服するのに必要でない状況において適していることがある。加えて、基板３０６は、検出ループ３０４を支持するのに必要でないことがあるので（例えば、検出ループ３０４は基板を囲むことなく形成してよい）、オプションで省略してよい。
【００５３】
一の態様によれば、渦電流検出プローブは駆動コイルおよび検出ループを含み、検出ループは、駆動コイルの主軸に一致しない主たる受感軸（本明細書において「感度の軸」ともよぶ）を有する。上述のハイブリッドセンサーの場合と同様に、検出ループおよび駆動コイルは、（ａ）検出ループによる入射磁場の検出を最小限にするように、かつ／または（ｂ）被試験材料における亀裂または他の欠陥に付随する誘起磁場における摂動に対する検出ループの感度を増大させるように、任意の適切な方法で互いに対して方向付けてよい。
【００５４】
検出ループは、駆動コイル３０８の主軸にたいして平行でないように方向付けられる主たる受感軸を有してよい。例えば、図５の限定的でない実施形態において、駆動コイル３０８は、ｚ方向に向かう主軸を有してよい。検出ループは、ｚ方向以外の任意の方向に向かう主軸を有してよい。駆動コイルおよび検出ループを、それらの主軸が互いに平行でないように構成することにより、駆動コイルにより生じる磁場に対する検出ループの感度は最小限になり得、被試験材料における亀裂等の欠陥に起因する誘導磁場における摂動に対する検出ループの感度は増大し得る。
【００５５】
一の限定的でない実施形態によれば、検出ループの主軸が駆動コイルの主軸に対して垂直であるので、検出ループ３０４は駆動コイル３０８に対して実質的に垂直である。いくつかの実施形態において、検出ループの主軸は、駆動コイルの主軸に対して１０°〜１７０°（例えば、３０°、４５°、６０°、７５°、９０°、１０５°、１２０°、約３０°〜９０°、約６０°〜９０°または他の任意の適切な角度）の角度で方向付けられてよい。
【００５６】
図５を参照して、検出ループの主軸がｙ方向に存在してよく且つ駆動コイルの主軸がｚ方向に存在してよい駆動コイルおよび検出ループの実質的に垂直な相対的向きを示す。このような垂直の構成は、例えば、駆動コイルに対して平行な、被試験材料における亀裂または他の欠陥によって生じる磁場における摂動に対する検出ループの感度を最大限にすることにより、および駆動コイルによって発生する磁場に対する検出ループの感度を最小限にすることにより、有益であり得る。
【００５７】
一の実施形態によれば、検出ループは駆動コイルまたはワイヤを囲んでよい。図６は、一の限定的でない場合を図示している。図は、検出ループ３０４の平面において得られる断面を示す。駆動ワイヤ３０８は、検出ループによって囲まれる領域の中心を通る。この配置は、図４に示す配置の限定的な場合である。
【００５８】
図７は、図５の渦電流検出プローブの変形を図示している。図示されるように、渦電流検出プローブ６００は、欠陥６０４を含む被試験材料６０２に近接して配置される。プローブ６００は、導電層および抵抗層のサンドウィッチ構造によって形成される膜６０６（基板であると考えてもよい）を含む。駆動コイル６０８は、膜６０６の上面に配置され、駆動コイル６１０は膜６０６の底面に配置される。検出ループ６１２は、膜６０６内において実質的に垂直に方向付けられ、従って、駆動コイル６０８および６１０に対して実質的に垂直である。
【００５９】
図６からわかるように、一の実施形態によれば、検出ループ６１２の一の辺６１４は、駆動コイルと実質的に同じ平面において存在してよい。例えば、図示されるように、膜６０６は、駆動コイル６０８が配置される実質的に平面状の上面を有してよい。検出ループ６１２の辺６１４は、同様に上面に配置されてよく、それにより、辺６１４が駆動コイル６０８と同一面内になる。尤も、図示される構成は限定的でない例であるので、他の構成も可能である。
【００６０】
図５のプローブ３００は、いくつかの状況において、高周波数で操作してよく、それにより、例えば、検出ループ３０４からの検出信号が増大し得る。前述のように、例えば被試験材料が導電性の低い材料である場合、高周波数の入射磁場を用いて被試験材料を探査することが望ましい場合がある。高周波数の入射磁場の発生は、高周波数の交流電流（ＡＣ）信号で駆動コイル３０８を励起することにより達成してよい。従って、検出ループ３０４によって検出される、被試験材料において結果として生じる誘起磁場もまた、高周波数場であってよい。検出ループ３０８は、高周波数の磁場が特定の種類の傷の検出を容易にし得るように、より高周波数の場の検出に応答してより大きい信号を出力してよい。
【００６１】
一の実施形態によれば、図５に示す種類の渦電流検出プローブは、約５００ｋＨｚ〜１０ＭＨｚまたは他の任意の適切な値のＡＣ駆動信号で励起してよい。尤も、特定の実施形態において、より低い周波数（例えば、１００Ｈｚ〜５００ｋＨｚの周波数）を用いてもよいことが理解されるはずである。本明細書に記載の渦電流検出プローブの一の特徴は、幅広い範囲の周波数にわたるＡＣ駆動信号で励起可能であることである。例えば、プローブは、１００Ｈｚ〜１０ＭＨｚ、いくつかの実施形態において１ｋＨｚ〜１０ＭＨｚ、いくつかの実施形態において１０ｋＨｚ〜ＭＨｚのＡＣ駆動信号で励起されてよい。プローブを励起するのに使用する周波数は、そのプローブを使用する用途によって決まり得る。そのような幅広い周波数の範囲にわたる操作により、渦電流検出プローブを多岐にわたる用途に使用することが可能となる。更に、方法は、いずれの特定の目的に対してもそのような周波数を使用することに限定されない（例えば、導電性の低い材料における亀裂の検出は限定的でない一例である）。更に、検出ループに加えて固体センサーを含む図３に示す種類の渦電流プローブに、そのような方法論を適用してもよいことが理解されるはずである。
【００６２】
もう一つの態様によれば、本明細書において前述した種類のプローブの配列を形成してよい。図８は、限定的でない例を示している。
【００６３】
図示されるように、配列７００は、複数の駆動コイル−検出ループの組み合わせ７０２を含んでよい。図示される実施形態において、図７に示す種類のプローブの８つのそのような組み合わせ（即ち、駆動コイルおよび検出ループの８つの組み合わせ）が含まれる。このような方法で、被試験材料のより広い領域を一度に調査してよい。他の組み合わせも可能であることが理解されるはずである。配列７００は図７に示す種類の駆動コイルおよび検出ループを図示しているが、渦電流検出プローブの配列に関連して本明細書に記載される態様はこの方法に限定されないことが理解されるはずである。例えば、図３に示す種類の複数のプローブ（即ち、各々が固体センサーおよび検出ループを含む複数のプローブ）を用いて図８に示す種類の配列を形成してよい。他の構成も可能である。
【００６４】
配列７００の駆動コイルおよび検出ループは、電気的に接続してよく、または独立（または分離）していてよい。即ち、駆動コイルは一緒に（または一体として）駆動してよく、別々に駆動してもよい。一緒に（従って非連続的に）駆動する場合、駆動コイルは、単一セットのリード線（例えば、リード線７０４）を介して電気的に接続されてよい。別々に駆動する場合、別々のリード線を各駆動コイルに接続してよい。別々に駆動する場合、駆動コイルを同時に駆動してよく、あるいは異なる時間において（例えば、連続的に、一の時に２以上のグループで、またはさもなければ時間を分割して）駆動してよい。同様に、検出ループは、一緒に（または一体として）または別々に読み出して（または出力して）よい。センサーの相互インダクタンスに起因して駆動コイルの連続的励起およびセンサーの連続的読み込みが必要である常套的なシステムとは対照的に、一の例において、検出ループは、実質的に同時に読み込まれてよい。検出ループが一緒に読み出される状況において、それらの検出ループは、単一セットのリード線（例えばリード線７０６）によって電気的に接続されてよく且つ読み込まれてよい。検出ループが別々に読み出される場合、各ループは、それ自体のリード線のセットに接続してよく、ループは、任意の適切な相対的タイミングで（例えば、同時に、連続的に、一の時に２以上のグループで、またはさもなければ時間を分割して等）読み出されてよい。従って、駆動コイルおよび検出ループの配列は、任意の適切な方法で操作してよいことが理解されるはずである。
【００６５】
更に、一の実施形態によれば、固体センサーおよび／または検出ループの配列を、単一の駆動コイルと共に用いてよい。一例を図９に示す。図示されるように、渦電流検出プローブ８００は、図３における種類の複数の（即ち、この限定的でない場合において８個の）固体センサー８０２を、単一の駆動コイル８０４と組み合わせて含んでよい。この例において、駆動コイル８０４の形は長方形であるが、別法として他の形状を用いてよい。単一の駆動「コイル」がセンサーの配列と共に用いられる一の実施形態によれば、駆動「コイル」は直線状の駆動ワイヤであってよい。全てのセンサーは単一の駆動コイル／ワイヤに関連して作動するので、センサー出力の連続的走査が回避され得る。
【００６６】
センサーの配列に関して上述した態様の１以上を用いることにより、常套的なセンサーと比較して向上した被試験材料の走査速度が提供され得る。速度の改良がもたらされ得る。例えば、配列のセンサーは、直線状（または線形）または多次元の配列で構成してよく、その結果、被試験材料に対してセンサーを移動させる又は走査することなく、被試験材料における渦電流および欠陥の画像を作成することができる。
【００６７】
もう一つの態様によれば、入射磁場を発生させるため、およびそれに従って被試験材料において渦電流を発生させるために、駆動コイルとは対照的に、直線状の駆動ワイヤが提供される。例えば、図９の限定的でない実施形態を再び参照して、例えば図示されるコイルの辺のただ一つのみを有することにより、駆動コイルを駆動ワイヤとして形成してよい。例えば、図における固体センサー８０２の配列の下のコイルの辺を保持（または存置）してよい。
【００６８】
先に説明した種類の固体センサーを有する渦電流検出プローブの利用において、固体センサーをできるだけ駆動コイルに近づけると、そのような位置調整により固体センサーからより強い検出信号がもたらされ得るので、好都合である場合がある。尤も、そのような固体センサーを用いる場合、上述のように、いくつかの状況において、固体センサーを、駆動コイル内のほぼ中心におくことも好ましい。従って、駆動コイルが実質的に閉じた幾何学的形状（例えば、円形形状、長方形形状等）である状況において、固体センサーが駆動コイル内の中心にある設計は、駆動コイルの一部の近くに固体センサーを移動させることにより固体センサーの偏心がもたらされ得るので、固体センサーをどれだけ駆動コイルに近づけ得るかについて制限を課す。従って、競合（または矛盾）する設計の制約が関与することがある。
【００６９】
そのような競合する設計の制約を考慮して、一の態様は、駆動コイルよりもむしろ直線状の駆動ワイヤを提供する。このような方法で、センサー（例えば、固体センサー単独、駆動ワイヤに対して垂直な断面を有する検出ループと組み合わせた固体センサー、または検出ループ単独）を、駆動コイルを用いて可能であろうよりも駆動ワイヤに近づけて配置してよく、従って、センサーは、そうでない場合に可能であるよりも大きい検出信号を生成することができてよく、よって、より小さい欠陥の検出が可能になる。直線状の駆動ワイヤが用いられるそのような構成において、駆動ワイヤに対してセンサーを中心にする必要はない（即ち、センサーは駆動ワイヤの右または左に存在することができ、または検出ループは駆動ワイヤを囲んでよく、センサーは適切に作動するであろう）。
【００７０】
本明細書に記載の渦電流検出プローブは、任意の適切な方法で形成／製造してよい。一の態様によれば、本明細書に記載される種類の駆動コイルおよび／または検出ループは、多層基板上に、基板の種々の層における配線（ｔｒａｃｅ）を相互接続することにより形成してよい。例えば、図３および５に示す基板３０６は多層基板であってよく、例えば、多層プリント配線基板（ＰＣＢ）である。種々の層における導電性配線は、導電性相互接続を用いて相互接続されて、（例えば駆動コイルが基板３０６上に形成される実施形態において）駆動コイルおよび／または検出ループが形成されてよい。例えば、基板表面における配線は、一の平面における検出ループおよび／または駆動コイルの幾何学的形状を形成してよい。この基板の複数の層は、多数の駆動コイルおよび／または検出ループの巻回（ｔｕｒｎ）ならびに接続配線（ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ  ｔｒａｃｅｓ）が構築可能である複数の平面を形成し得る。各層における、または全ての層を通る導電性ホール（即ち、「ビア」）は、検出ループ／駆動コイル間の相互接続を形成し得、基板平面に複数の巻回を形成し得、または基板平面に対して垂直なループ／コイルに対する閉路を形成し得る。いくつかの実施形態において、このことは、基板平面における任意の構造（即ち、円）を可能にし得るが、ホールは通常まっすぐであるという限定を理由として、検出ループ／駆動コイルの構造を、垂直平面において長方形に限定し得る。検出ループの幾何学的形状が駆動コイルよりかなり細かい場合、検出ループのための導電層が、より薄い導電性材料およびより細かい配線の幅、間隔ならびにビアのサイズを用いて、異なる方法で形成可能である。少なくともいくつかの実施形態において、検出ループは、高い導体許容電流（ｃｕｒｒｅｎｔ  ｃａｒｒｙｉｎｇ  ｃａｐａｃｉｔｙ）を必要としない。
【００７１】
いくつかの実施形態によれば、基板は、ドリルで穴を開けることができ、エッチング可能な導電性材料を層状に重ねることができるほぼ全ての非導電性材料から作製可能である。いくつかの限定的でない例として、ＦＲ４エポキシ、ポリイミド、シリコン、セラミックスおよびテフロン（商標）が挙げられる。少なくともいくつかの実施形態において、銅、銀、金、導電性ポリマーまたはグラフェン等の高導電性材料が検出ループおよび／または駆動コイルを形成してよい。
【００７２】
従って、記載される種類の渦電流プローブを、プリント配線基板および／またはフォトリソグラフィー技術を用いて形成してよい（例えば、配線および／またはコイルは、標準的な微細加工プロセス技術に従ってフォトリソグラフィーで規定してよい）ことが理解されるはずである。
【００７３】
同様に、固体センサー（例えばＡＭＲセンサー）および検出ループを含むハイブリッド渦電流検出プローブは、ＡＭＲを導電性駆動コイルの内側に、精密で正確な配置で設置することにより作製してよい。手巻きのコイルは、クロストーク（または混信）が最小になるようにＡＭＲセンサーを機械的に位置調整しなければならないという問題を呈する。フォトリソグラフィーで製造される駆動コイルを用いる場合、検出ループ、およびハイブリッド渦電流検出プローブの一部である接続配線は、センサー製造の一部として、標準的なプリント配線基板および／または微細加工プロセス工程を用いてエッチングしてよい。別法として、接続パッドおよび位置調整ポイントは、一のマルチステッププロセスの一部として一緒に製造することができ、それにより、別々にダイシングされたシリコンＡＭＲセンサーの正確な配置が容易になり得る。このような方法で、フレキシブルバッキング（ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｂａｃｋｉｎｇ）を使用してよく、複雑な、特注のセンサー配列を、標準的なＡＭＲセルを用いて作製してよい。
【００７４】
上述の製造技術を用いることにより、種々の可能な構造状況が可能となり得、その構造状況のいくつかを前述した。例えば、（１または複数の）検出ループを、（１または複数の）駆動コイル内または（１または複数の）駆動コイルの周りに作製してよい。検出ループは、駆動コイルとして働く導体の周りに巻き付けてよい（例えば、駆動コイルが直線状の配線、即ち、駆動ワイヤである場合）。駆動コイルおよび検出ループは、特に長方形、ひし形、波形および放物線形状を含む種々の適切な形状をとってよい。駆動コイルは、任意の適切な数の巻き数を有してよい。複数の差動適合（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｍａｔｃｈｉｎｇ）検出ループを作製してよい。
【００７５】
限定的でない例として、巻き数が４の駆動コイルが、６層プロセスの第１の層（最上層）、第３の層、第４の層および第６の層における１つの円形の巻回で構成され得る。１または２の基板層がコイルの各々の巻回を分離してよく、導電性ホール（ビア）が階段状のらせんを形成するような方法で巻回を接続してよい。そのような幾何学的形状は、より太い通電駆動コイルに対して有利であることがある。検出ループは、第２および第５の導電層を用いて、層に対して垂直に構成されてよく、ビアが長方形のループを完成させる。接続配線は、巻き数が多数のループを検出電子機器に接続するために、これらの層における駆動コイルの中に入り得る。
【００７６】
駆動コイルおよび検出ループの相対的サイズが限定されないことが理解されるはずである。いくつかの実施形態において、図３および５に示すように、検出ループは駆動コイルの直径の内側であってよいので、検出ループは駆動コイルの「内側」に配置してよい。別法として、検出ループは、駆動コイルより大きい少なくとも１つの次元を有してよく、駆動コイルは検出ループの「内側」であってよい。そのような構成は、２つの限定的でない可能性を表している。
【００７７】
もう一つの態様によれば、上述の渦電流検出プローブはいずれも、可とう性であってよい。例えば、駆動コイル／ワイヤ、固体センサー（例えばＡＭＲセンサー）および／または検出ループは、フレキシブル配線基板または他の導電性膜に使用される材料等の、可とう性材料の上に形成してよい。限定的でない例として、図３における基板３０６は可とう性であってよく、固体センサー３０２および駆動コイル３０８は、フレキシブル基板に配置されてよい。いくつかの実施形態において、フレキシブル基板は、以下に更に説明するように、使用中に湾曲してよい。もう一つの限定的でない例において、基板３０６は硬質または実質的に硬質であってよいが、より大きいフレキシブル基板に配置してよく、それにより、被試験材料の周りをフレキシブル基板で包むことが可能になる（例えば、複数の硬質基板３０６の配列を、より大きいフレキシブル基板に配置しよい）。可とう性（またはフレキシブル）渦電流検出プローブの他の構成も可能である。
【００７８】
渦電流検出プローブは、広範な物品における欠陥を同定するのに使用してよい。いくつかの実施形態において、プローブは、より小さい欠陥（例えば、５００ミクロンより小さい又はそれにほぼ等しい、２５０ミクロンより小さい又はそれにほぼ等しい、または１００ミクロンより小さい又はそれにほぼ等しいサイズを有する欠陥）を同定するのに特に有用である。プローブは、試験される物品の表面の近く又は表面に存在する欠陥を同定するのに使用してもよい。一般に、プローブにより試験される物品は、材料内に渦電流を発生させることができる、適切な導電性を有する任意の材料（例えば金属、金属合金）から形成されてよい。好都合なことに、本明細書に記載のプローブは、特にチタンおよびＩｎｃｏｎｅｌ（商標）を含む導電性が比較的低い金属および金属合金における欠陥を同定することができる。プローブを用いて、広範な異なる種類の物品を検査してよい。特によく適している物品として、熱交換器の用途およびジェットエンジンの用途に用いられる物品が挙げられる。可とう性（またはフレキシブル）渦電流検出プローブの使用により、湾曲した表面を有する物品の検査が可能になり得る。例えば、可とう性渦電流検出プローブを曲面（例えば、熱交換器のチューブを含むチューブ、掘削孔の内側、航空機翼に対して等）に対して配置してよく、それにより、被試験材料の、通常は到達することが困難な部分の分析が可能になる。
【００７９】
もう一つの態様によれば、上述の種類の渦電流検出プローブ（例えば、図３、５および７に示す種類の渦電流検出プローブ）に関連する操作のために、バッキング回路が提供される。渦電流検出プローブの駆動コイルを駆動するのに通常用いられる駆動信号は、事実上正弦波である。従って、本明細書に記載される種類の固体センサーまたは検出ループから検出される信号（または「検出信号」）も事実上正弦波であってよい。更に、例えばリード線における誘導ピックアップ（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｐｉｃｋｕｐ）、摂動を受けない材料における渦電流、またはセンサーおよび／もしくは検出ループと駆動コイルとの間の残存するカップリング（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）に起因する、システムにおいて存在する同じ周波数の他の正弦波信号が存在し得る。そのような信号は、亀裂が存在しない場合、検出器の出力において明らかであり得ることが理解されるはずである。本明細書に記載の種々の態様による渦電流検出プローブによって生じる検出信号は、被試験材料において欠陥に遭遇すると、振幅および／または位相が変化し得る。検出信号の振幅および／または位相におけるそのような変化は、欠陥の検出を可能にし得る。
【００８０】
発明者らは、欠陥に遭遇した場合の静止（または休止）信号からの偏差が通常、比較的小さいことを理解した。従って、発明者らは、静止信号からの偏差は、亀裂または欠陥が存在しない領域における参照信号を記録し、検出信号（本明細書において「出力信号」ともよぶ）から、参照信号と等しく且つ反対の逆正弦曲線を減算することにより検出してよいことを理解した。逆正弦曲線は、出力信号の実質的に一定の（即ち、亀裂または欠陥に起因しない）部分を相殺し、それにより、欠陥に遭遇する場合のゼロ値からの偏差を除いて、実質的にゼロの信号が残る。
【００８１】
一の態様によれば、バッキング回路が、記載される信号処理を実施するため、即ち、検出信号から逆正弦波信号を減算するために提供される。検出信号は、例えば、（例えば駆動周波数における）バッキング信号を印加することにより予め調整してよい。バッキング信号は、反転した参照信号を含んでよい。参照信号は、欠陥がないことがわかっている試験される物品の一の点において参照測定を行うことにより得てよい。参照信号は、試験される験物品のいくつかの異なるそのような点において得られる各信号を平均化することにより得てよい。バッキング信号は、離散化電子回路のビット深さのより有効な利用を可能にし得る。
【００８２】
適切なバッキング回路の限定的でない例を図１０におけるブロック図の形式で示しており、これは図３に示す種類の渦電流検出プローブに関連して記載されているが、バッキング回路は、本明細書に記載の他の種類の渦電流検出プローブと共に同様に使用してよいことが理解されるはずである。図示されるように、バッキング回路９００は、正弦波駆動信号９０３を発生させて駆動コイル３０８に供給するように構成される正弦波発生器９０２を含む。固体センサー３０２（およびいくつかの実施形態において、固体センサー３０２および検出ループ３０４の組み合わせ）は、検出信号９０４を発生させる。検出信号は増幅器９０６に供給され、増幅器９０６は、任意の適切な増幅率を有する任意の適切な増幅器であってよい。増幅器は、増幅された検出信号９０８を合成要素９１０、例えばミキサまたはアナログ加算機（または加算器）に出力する。正弦波発生器９０２からの駆動コイル信号は増幅器９１２に供給され、増幅器９１２は、任意の適切な増幅率を有する任意の適切な増幅器であってよく、また、いくつかの実施形態において、増幅器９０６と同じ種類の増幅器であってよい。増幅器９１２は、ミキサ９１０に供給される増幅信号９１４を出力する。
【００８３】
ミキサ９１０は、（加算または任意の他の適切な方法により）信号９０８および９１４を組み合わせて出力信号９１６を生成し、その出力信号９１６はロックイン増幅器９１８に供給される。ロックイン増幅器９１８は、同相信号９２０および直角位相信号９２２をコンピュータ９２４に出力し、そのコンピュータ９２４は、上述の方法で信号を処理して、センサー３０２によって出力される検出信号の、正弦波駆動信号の正弦波形状からの偏差のみを反映する信号を発生させてよい。
【００８４】
図１０はバッキング回路の限定的でない例を示しているが、記載されている方法で動作しているバッキング回路は種々の構成をとってよいことが理解されるはずである。
【００８５】
本明細書に記載される種類の渦電流検出プローブに関連して記載される種類のバッキング回路を用いることにより、１以上の利益が認識され得る。第１に、より良好な信号−ノイズ比（またはノイズに対する信号の比）が達成され得る。第２に、固体センサーおよび／または検出ループのアナログ出力信号をデジタル信号に変換するのにアナログ−デジタル変換器を用いる実施形態において、欠陥に遭遇する場合に対応する信号の限られた部分を除いて検出信号は実質的にゼロの値を有するので、必要とされるビット数が少なくなり得る。
【００８６】
もう一つの態様によれば、本明細書に記載される種類の渦電流検出プローブの検出信号は、記載されるプローブ設計の幾何学的形状（または配置）に関連して、生じる渦電流の像（またはイメージ）における特定の特徴について分析される。特徴の一例は、特定の欠陥を示す面内信号および直角位相信号に由来する４つのピークである。
【００８７】
発明者らは、欠陥（例えば亀裂）のサイズが渦電流検出プローブの駆動コイルのサイズと比較して相対的に小さくなる場合（例えば、亀裂の長さが駆動コイルの直径より小さくなる場合）、プローブの検出信号は、図１１に示すように４つのピーク１０１０ａ〜１０１０ｄを含んでよいことを理解し、図１１は、被試験材料の表面がｘ−ｙ平面に配置されていると仮定して、検出信号の電圧をｘ−ｙ平面における空間の関数として示している。
【００８８】
図１２は、図１１に示す種類の検出信号パターンを発生させる現象の原因を示している。通常の操作において、渦電流検出プローブおよびそれに従って駆動コイルは、（例えば、ラスター走査に類似して）被試験材料の上を徐々に走査してよい。その結果、駆動コイルは、走査プロセスの間、特定の欠陥に対して種々の方向をとり得る（例えば、走査の間、一の点において、駆動コイルの右側が特定の欠陥をの上に存在してよく、一方、同じ走査の後半の間、駆動コイルの左側が欠陥をの上に配置されてよい）。欠陥が駆動コイルの直径より小さい状況において、駆動コイルが、亀裂に対する４つの異なる方向付けの各１つにある場合にのみ（即ち、走査プロセスの４つの異なる段階においてのみ）、顕著な（ｎｏｔｉｃｅａｂｌｅ）検出応答を生成してよい。図１２は一例を示しており、この例において、亀裂１１０２に対する駆動コイルの４つの異なる位置１１０４が示されている。走査プロセスの間、いずれの所定時間においても、駆動コイルが、４つの図示される位置のただ１つをとることが理解されるはずである。顕著な検出応答が駆動コイルの４つの図示された位置の各々に対して生じる場合、図１１に示す得られる検出信号パターンを見ることができる。
【００８９】
従って、一の態様によれば、渦電流検出プローブによって生じる検出信号は、図１１に示すような特徴に対して分析してよく、その特徴は、特定の特性（例えば特定のサイズ等）を有する特定の種類の（１または複数の）欠陥を示し得る。
【００９０】
ＡＭＲセンサーは、場を感知可能であり且つ指向性に関して感知可能であり、このことにより、ＡＭＲセンサーは、上述の亀裂の検出用途に加えて多数の用途に適している。また、ＡＭＲセンサーは、極めて低いノイズ・フロア（またはノイズレベル）を有し、非常に小さく作製することができる。センサーの指向性により、件の場がバックグラウンド場の大きい成分に直交するいくつかの成分を有するならば、それらのセンサーを、より大きい場の存在下での小さい場の成分を検出する（例えば、駆動コイルにより直接生じる磁場の存在下での誘起場の小さい変化の検出）のに用いることが可能となる。
【００９１】
特定の用途に関して、最適な幾何学的形状（または配置）は、亀裂を検出する用途に関して上述した幾何学的形状（または配置）と異なってよいことが理解されるはずである。例えば、発明者らは、熱処理した部分の表面硬化深さを決定するのに適したプローブを製造するのにＡＭＲ系センサーを用いてよいことを理解するようになった。材料および熱処理プロセスのいくつかの組み合わせに関して、その部分の表面における硬化層の導電率は、コアにおける修飾されていない材料の導電率とは異なり得る。その部分に誘導される渦電流の深さ分布、およびそれに従って誘起磁場もまた、被試験材料の透磁率および導電率の深さプロファイルに依存し、従って、誘起磁場を感知可能であるセンサーの応答は、表面硬化層（ｃａｓｅ  ｈａｒｄｅｎｅｄ  ｌａｙｅｒ）の厚さを決定するのに使用可能である。
【００９２】
この用途に関して、動作周波数は、渦電流の深さ分布が表面硬化層の厚さを上回るように選択すべきである。実際には、このことは、低周波数（５００ｋＨｚより小さい、１００ｋＨｚより小さい又は５０ｋＨｚより小さい周波数）で作動することを意味し得る。これらの周波数において、磁気抵抗センサー（例えばＡＭＲセンサー）の応答は、導電性検出ループの応答を上回ってよい。更に、磁気抵抗センサーの応答は周波数に依存しないので、プローブの感度も周波数から独立していてよい。この特性を理由として、ＡＭＲセンサーベースのプローブは、応答が種々の周波数において又は周波数の範囲にわたってサンプリングされるモードにおける操作に適している。硬化層の厚さが未知である状況において、異なる深さにおける導電性を適切にキャラクタリゼーションするために、周波数の範囲において測定を行うことが好都合である場合がある。従って、ＡＭＲベースのプローブは、この用途に対して特に適している。
【００９３】
深さプロファイリングの用途に関して、試験すべき材料は均質であってよく、従って渦電流分布は駆動コイルと同じ対称性を有してよいことが理解されるべきである。従って、誘起磁場は、垂直方向および半径方向に成分を有し、接線方向には必ずしも有しないであろう。駆動コイルにおける駆動電流によって生じる磁場は、同じ方向に成分を有するであろうが、これらの種々の磁場成分の相対的な大きさは、センサーの位置、感度の方向、ならびにその部分の導電率および透磁率の深さプロファイルによって変化するであろう。このことは、亀裂および他の傷の検出に関する上述の状況（渦電流路の面内対称性が乱され、亀裂がない場合に存在しない場合がある磁場成分、例えば接線方向の磁場成分が生じる）とは対照的である。
【００９４】
従って、材料の電磁気学的特性の深さ依存性のプロファイリングに関して、コイルに対する検出器の最適な幾何学的形状（または配置）は、（コイルに対する）前述の渦電流亀裂検出器の幾何学的形状（または配置）とは異なり得る。この場合、センサーは、磁場成分のすくなくとも１つが渦電流の深さ分布に強く依存する場所に配置されるだろう。いくつかの場合において、感度が最大であるこの位置は、駆動コイルの周の外側であってよい。いくつかの場合において、センサーを、駆動コイルに対して特定の高さに配置することが好ましい場合があり、その高さは、駆動コイルの中心であってよく、駆動コイルの下面であってよく、その部分に向かって配置してよく、または感度もしくは製造に都合がよいことを理由として選択してよい任意の他の高さであってよい。
【００９５】
センサーの感度が最大である軸は、その部分の表面に対して平行な平面内に配置してよく、その場合、その軸は、半径方向に、その平面に対して垂直に、または渦電流の深さ分布に対する検出器の感度を最大限にするために、その平面に対して任意の適切な角度で位置調整されるべきである。いくつかの場合において、受感軸を表面に対して平行な平面内に位置調整することは、そのような配置が渦電流の深さ分布に対するプローブの感度を最大限にしない場合であっても、製造および／または結果の再現性を理由として好都合であり得る。
【００９６】
いくつかの実施形態において、駆動コイルは、駆動コイルの軸が物品の表面に対して垂直であるように、試験される物品の表面に隣接して配置されるように構成される。いくつかの実施形態において、磁気抵抗センサー（例えば、ＡＭＲセンサー）は、物品表面の層における材料と物品内部における材料との間の導電率および／または透磁率の差に応答するように構成され且つ位置調整される。いくつかの場合において、例えば、物品の表面における層と、物品の内部における材料との間の導電率および／または透磁率の差は、物品の表面硬化に起因し、いくつかの場合において、その差は、コーティングが物品に適用されることに起因する。
【００９７】
いくつかの実施形態において、駆動コイルは実質的に平坦な表面に配置され、いくつかの実施形態において、センサーは、駆動コイルと同じ実質的に平坦な表面に配置してよい。例えば、いくつかの場合において、センサーは、コイルの直径の外側に配置される。
【００９８】
図１３は、深さプロファイリングに使用してよいプローブの略図を示している。試験すべき材料に極めて近接する駆動コイル３０８は、試験される部分の表面に対して実質的に垂直な軸を有する。振動電流が駆動コイルを通り、それにより、試験される部分１３１０において磁場が誘起される。その部分の電磁気学的特性は、例えばコア材料１３１２とは異なる導電率および／または透磁率を有する表面硬化層１３１１に起因して、深さにより変化する。その部分における渦電流密度の分布は、電磁気学的材料特性の深さプロファイル、例えば表面硬化層の厚さｈに依存する。この渦電流の分布が今度は誘起磁場を引き起こし、それによりコイル付近の磁場が変化する。磁気抵抗センサー１３２０は、表面硬化層の深さに対するプローブの感度を最大限にするように選択される位置および向きで配置される。
【００９９】
オプションとして、感度を最大限にするため、ノイズを低減するため又は冗長性のために、複数のセンサーを、コイルに対して異なる位置に配置してよい。
【０１００】
センサーの位置および向き、コイルのサイズならびに動作周波数は、システムの数学的モデルを用いて選択してよく、その数学的モデルは、分析的または数値的であってよい（例えば、有限要素法を用いる）。システムの数学的モデルは、実験結果から表面硬化層の厚さを決定するために、周波数の関数として得られるデータのフィッティングを行うのに用いてよい。別法として、プローブは、既知の表面層厚さを用いてサンプルに対して較正してよい。
【０１０１】
表面硬化層の深さに対して用いられる構成は、腐食層、導電性コーティングまたは類似の表面層を含む、その部分の表面に対して実質的に平行な他の界面の深さを決定するのに有用であり得ることが理解されるはずである。
【０１０２】
このようにいくつかの態様を説明してきたが、当業者は種々の代替物、変更および改良を容易に思い付くであろうことが理解されるべきである。そのような代替物、変更および改良は、本開示の一部であることが意図され、かつ本発明の態様の精神および範囲内であることが意図される。従って、上述の説明および図面は、例示を目的とするのみである。
本願発明は以下の態様を含む。
（態様１）
渦電流における摂動によって形成される磁場における変化を感知するように構成される固体センサー；および
前記磁場を受信して、該磁場における変動に応答して電圧を発生させるように構成される導電性検出ループ
を含む、渦電流検出プローブ。
（態様２）
固体センサーが磁気抵抗センサーである、態様１に記載の渦電流検出プローブ。
（態様３）
固体センサーが異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）センサーである、態様２に記載の渦電流検出プローブ。
（態様４）
固体センサーが巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサーである、態様２に記載の渦電流検出プローブ。
（態様５）
磁気抵抗センサーが、１つの軸に沿う磁場のみを感知可能であるようなサイズである、態様２に記載の渦電流検出プローブ。
（態様６）
固体センサーの感度の主方向が導電性検出ループの主軸に対して平行であるように構成されている、態様５に記載の渦電流検出プローブ。
（態様７）
駆動磁場を発生させるように構成される駆動コイルを更に含み、駆動コイルは導電性検出ループに対して実質的に垂直に方向付けられる、態様１に記載の渦電流検出プローブ。
（態様８）
駆動コイルが、第１軸に沿って駆動磁場を発生させるように構成されており、導電性検出ループが、第１軸に対して実質的に垂直に方向付けられる主たる受感軸を有する、態様１に記載の渦電流検出プローブ。
（態様９）
固体センサーの感度の主方向が、第１軸に対して実質的に垂直に方向付けられる、態様８に記載の渦電流検出プローブ。
（態様１０）
固体センサーおよび導電性検出ループが電気的に接続されて単一の出力信号を生成する、態様１に記載の渦電流検出プローブ。
（態様１１）
導電性検出ループが、固体センサーに電気信号を印加し、および該固体センサーから電気信号を読み取るように構成される、態様１に記載の渦電流検出プローブ。
（態様１２）
実質的に平坦な表面を有する基板；
実質的に平坦な表面に配置される駆動コイル；
基板の実質的に平坦な表面に配置され、かつ駆動コイルの周内に配置される異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）センサー；および
第１の導線および第２の導線を含む検出ループ
を含む渦電流検出プローブであって、
第１の導線はＡＭＲセンサーの第１端に接続され、第２の導線は、ＡＭＲセンサーの第２端に接続され、
第１の導線および第２の導線は、基板の周りに少なくとも一部が配置されて検出ループを形成し、
検出ループは駆動コイルに対して実質的に垂直である、渦電流検出プローブ。
（態様１３）
ＡＭＲセンサーが、１つの軸に沿う磁場のみを感知可能であるように構成される、態様１２に記載の渦電流検出プローブ。
（態様１４）
ＡＭＲセンサーが、その幾何学的形状を通る１つの軸に沿う磁場のみを感知可能であるように構成される、態様１３に記載の渦電流検出プローブ。
（態様１５）
ＡＭＲセンサーが、感度の好ましい方向またはバーバーポールストライプによる線形出力を有するように構成される、態様１３に記載の渦電流検出プローブ。
（態様１６）
実質的に平坦な表面を有する第１の基板；
第１の基板の実質的に平坦な表面に配置される駆動コイル；
第１の基板より小さい第２の基板であって、実質的に平坦な表面を有する、第２の基板；
第２の基板の実質的に平坦な表面に配置され、かつ駆動コイルの周内で第１の基板に取り付けられる異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）センサー；および
第１の導線および第２の導線を含む検出ループ
を含む渦電流検出プローブであって、
第１の導線はＡＭＲセンサーの第１端に接続され、第２の導線は、ＡＭＲセンサーの第２端に接続され、
第１の導線および第２の導線は、第１の基板の周りに少なくとも一部が配置されて検出ループを形成し、
検出ループは駆動コイルに対して実質的に垂直である、渦電流検出プローブ。
（態様１７）
駆動コイル；および
駆動コイルに対して実質的に垂直に方向付けられる導電性検出ループ
を含む渦電流検出プローブであって、
導電性検出ループは、駆動コイルに対して実質的に垂直である２．５ｍｍより小さい高さを有する、渦電流検出プローブ。
（態様１８）
駆動コイルが、少なくとも実質的に平面内に含まれ、前記平面は、渦電流検出プローブによって探査される材料試料の表面に対して平行であるように構成される、態様１７に記載の渦電流検出プローブ。
（態様１９）
導電性検出ループが、駆動コイルが配置される面と同じ面に配置される辺を有する、態様１７に記載の渦電流検出プローブ。
（態様２０）
駆動コイルが、第１軸に沿って駆動磁場を発生させるように構成され、導電性検出ループが、第１軸に対して実質的に垂直に方向付けられる検出軸を有する、態様１７に記載の渦電流検出プローブ。
（態様２１）
実質的に平坦な表面を有する基板を更に含み、
駆動コイルは実質的に平坦な表面に配置され、
導電性検出ループは、少なくとも一部が基板の周りに巻き付いている、態様１７に記載の渦電流検出プローブ。
（態様２２）
導電性検出ループは、第１の導線および第２の導線によって少なくとも一部が形成される、態様１７に記載の渦電流検出プローブ。
（態様２３）
導電性検出ループが、約０．２平方ミリメートルより小さい面積を囲んでいる、態様１７に記載の渦電流検出プローブ。
（態様２４）
駆動コイルがプリント配線基板上に形成される、態様１７に記載の渦電流検出プローブ。
（態様２５）
導電性検出ループは、少なくとも一部がプリント配線基板上に形成される、態様２４に記載の渦電流検出プローブ。
（態様２６）
約１ＭＨｚより大きい周波数を有する交流電流（ＡＣ）信号で渦電流検出プローブの駆動コイルを励起すること；
駆動コイルを励起した結果として駆動コイルにより発生する入射磁場を被試験材料に印加すること；および
駆動コイルに対して実質的に垂直に方向付けられる導電性検出ループを用いて被試験材料からの誘起磁場を検出すること
を含む、方法。
（態様２７）
導電性検出ループが、駆動コイルに対して実質的に垂直である１ｍｍより小さい高さを有する、態様２６に記載の方法。
（態様２８）
導電性検出ループが、駆動コイルに対して実質的に垂直である０．５ｍｍより小さい高さを有する、態様２６に記載の方法。
（態様２９）
ＡＣ信号で駆動コイルを励起することが、約２ＭＨｚ〜５ＭＨｚの周波数を有するＡＣ信号で駆動コイルを励起することを含む、態様２６に記載の方法。
（態様３０）
ＡＣ信号で駆動コイルを励起することが、約２ＭＨｚより大きい周波数を有するＡＣ信号で駆動コイルを励起することを含む、態様２６に記載の方法。
（態様３１）
駆動コイルを励起した結果として駆動コイルにより発生する入射磁場を被試験材料に印加することが、被試験材料の表面に対して実質的に平行に駆動コイルを方向付けることを含む、態様２６に記載の方法。
（態様３２）
ＡＣ信号で駆動コイルを励起することが、約２ＭＨｚ〜５ＭＨｚの周波数を有するＡＣ信号で駆動コイルを励起することを含む、態様３１に記載の方法。
（態様３３）
導電性検出ループが、駆動コイルに対して実質的に垂直である２．５ｍｍより小さい高さを有する、態様３２に記載の方法。
（態様３４）
検出される信号が、駆動周波数における反転した参照信号を含むバッキング信号を印加することによって予め調整される、態様２６に記載の方法。
（態様３５）
参照信号が、欠陥がないことがわかっている試験すべき物品の一の点において参照測定を行うことにより得られる、態様３４に記載の方法。
（態様３６）
参照信号が、試験すべき物品のいくつかの異なる点において得られる各信号を平均化することにより得られる、態様３４に記載の方法。
（態様３７）
導電性検出ループが、駆動コイルに対して実質的に垂直である０．５ｍｍより小さい高さを有する、態様３２に記載の方法。
（態様３８）
多層基板の第１の層に導電性駆動コイルを作製すること；
多層基板の少なくも２つの層に導電性配線を作製すること；および
多層基板の少なくとも２つの層における導電性配線を、導電性材料で相互接続して、導電性駆動コイルに対して実質的に垂直な検出ループを形成すること
を含む、渦電流検出プローブの製造方法。
（態様３９）
導電性配線を作製することが、多層基板の４以上の層に導電性配線を作製することを含む、態様３８に記載の方法。
（態様４０）
多層基板がプリント配線基板を含む、態様３８に記載の方法。
（態様４１）
導電性駆動コイルを作製することが、導電性駆動コイルをフォトリソグラフィーで規定することを含む、態様３８に記載の方法。
（態様４２）
駆動コイルの軸が試験される物品の表面に対して垂直であるように、試験される物品の表面に隣接して配置されるように構成される駆動コイル；
物品の表面における層における材料と、物品の内部における材料との間の導電率および／または透磁率の差に応答するように構成および位置調整される磁気抵抗センサー
を含む、深さプロファイリングのためのプローブ。
（態様４３）
センサーがＡＭＲセンサーである、態様４２に記載のプローブ。
（態様４４）
コイルが実質的に平坦な表面に配置される、態様４２に記載のプローブ。
（態様４５）
センサーが実質的に平坦な表面に配置される、態様４４に記載のプローブ。
（態様４６）
センサーがコイルの直径の外側に配置される、態様４２に記載のプローブ。
（態様４７）
プローブの最大感度の方向が、平面に対して傾いている、態様４５に記載のプローブ。
（態様４８）
複数のセンサーを含む、態様４２に記載のプローブ。
（態様４９）
その部分における、材料表面層と内部の材料との間の導電率および／または透磁率の差が、物品の表面硬化に起因する、態様４２に記載のプローブ。
（態様５０）
物品の表面層と内部材料との間の導電率および／または透磁率の差が、物品に適用されるコーティングに起因する、態様４２に記載のプローブ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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