(57)【要約】【課題】鉄系構造物の壁内面の腐食等の欠陥を壁の外面から充分な精度で容易に検査できる鉄系構造物の劣化診断装置を提供する。【解決手段】磁気インピーダンス効果素子にバイアス磁界用コイルを付設し、その素子の出力を検波回路に通して検出する検出回路を備え、被検査面に磁気インピーダンス効果素子を接近させた状態でスキャニングさせる欠陥検出装置であり、被検査面に添って弾性的に変形されるフレキシブル基板部を有し、このフレキシブル基板部に磁気インピーダンス効果素子及びバイアス磁界用コイルが実装されている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気インピーダンス効果素子にバイアス磁界用コイルを付設し、その素子の出力を検波回路に通して検出する検出回路を備え、被検査面に磁気インピーダンス効果素子を接近させた状態でスキャニングさせる欠陥検出装置であり、被検査物の面に添って弾性的に変形されるフレキシブル基板部を有し、このフレキシブル基板部に磁気インピーダンス効果素子及びバイアス磁界用コイルが実装されていることを特徴とする鉄系構造物の劣化診断装置。
【請求項２】
磁気インピーダンス効果素子にバイアス磁界用コイルを付設し、その素子の出力を検波回路に通して検出する検出回路を備え、被検査面に磁気インピーダンス効果素子を接近させた状態でスキャニングさせる欠陥検出装置であり、被検査物の面に添って弾性的に変形されるフレキシブル基板部を有し、このフレキシブル基板部の被検査物側端に磁気インピーダンス効果素子及びバイアス磁界用コイルが連結支持されていることを特徴とする鉄系構造物の劣化診断装置。
【請求項３】
磁気インピーダンス効果素子にバイアス磁界用コイルを付設し、その素子の出力を検波回路に通して検出する検出する検出回路を備え、被検査面に磁気インピーダンス効果素子を接近させた状態でスキャニングさせる欠陥検出装置であり、被検査物の面に添って弾性的に変形されるフレキシブル基板を有し、このフレキシブル基板に磁気インピーダンス効果素子及びバイアス磁界用コイル並びに検出回路が実装されていることを特徴とする鉄系構造物の劣化診断装置。
【請求項４】
被検査物がパイプであることを特徴とする請求項１〜３何れか記載の鉄系構造物の劣化診断装置。
【請求項５】
バイアス磁界用コイルを付設した磁気インピーダンス効果素子の出力を検波回路に通して検出するチャンネルを複数チャンネル備え、複数チャンネルの磁気インピーダンス効果素子を並設したことを特徴とする請求項１〜4何れか記載の鉄系構造物の劣化診断装置。
【請求項６】
バイアス磁界用コイル付き磁気インピーダンス効果素子が対とされ、その対の両素子に対する検波回路の検波信号の差を検出する差動部が検出回路に設けられていることを特徴とする請求項１〜５何れか記載の鉄系構造物の劣化診断装置。
【請求項７】
各チャンネルの検出信号を無線で送信する手段を備えていることを特徴とする請求項５または６記載の鉄系構造物の劣化診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鉄系構造物の劣化診断装置に関し、例えば送電線の鉄塔として使用されているパイプ状構造物や鉄系輸送管の内面の腐食・減肉検査に有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、送電線の鉄塔等に使用されているようなパイプ状構造物は鉄系であるためにパイプ内面が腐食したり、減肉したりすることがある。このような内面の腐食・減肉に対しては目視検査を行い得ず、非破壊的に検査する場合は、例えばファイバスコープを用いる方法が知られている。
しかしながら、この検査方法では、先端に取付けた対物レンズがパイプ内面の錆び等で汚れ易く、更にパイプ内面が錆化のために凹凸化されておりファイバスコープのスムーズなパイプ内への挿通が困難である等、精度や作業性に問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近来、磁気センサとして磁気インピーダンス効果を利用したセンサが開発されている。  この磁気インピーダンス効果を利用したセンサは、ホールセンサ、磁気抵抗素子、フラックスゲートセンサ等に較べて小型、高感度、高空間分解能、高速応答性であり、このセンサを利用した磁気検出方法が提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２０００−２５８４０２号公報
【０００４】
また、磁気インピーダンス効果型センサを使用して漏洩磁束探傷試験方法により鋼板内部の欠陥を検出することも報告されている（非特許文献１）。
【非特許文献１】藤本  幸二、毛利  佳年雄，ＭＡＧ−９８−８６，ｐ３９〜４３
【０００５】
この検査方法は、磁気インピーダンス効果型センサの高感度磁界検出性能を利用するものであり、被検査体に磁界を印加することが必要であり、高所での作業には不適切である。
【０００６】
ところで、本発明者等の鋭意検討結果によれば、鉄系の被検査体を磁化することなく磁気インピーダンス効果型センサでスキャニングするだけでも、被検査体の欠陥を充分な精度で検出できることが確認された。
このように漏洩磁束探傷試験方法とは異なり、磁化することなく欠陥を検出できることは、磁気インピーダンス効果素子に印加するバイアス磁界が磁性体である鉄系被検査体にバイパスし、被検査体の欠陥に応じた被検査体のリラクタンス変化によりそのバイアス磁界が変化してセンサ出力が変化されることが関与している。
【０００７】
本発明の目的は、鉄系構造物の壁内面の腐食等の欠陥を壁の外面から充分な精度で容易に検査できる鉄系構造物の劣化診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る鉄系構造物の劣化診断装置は、磁気インピーダンス効果素子にバイアス磁界用コイルを付設し、その素子の出力を検波回路に通して検出する検出回路を備え、被検査面に磁気インピーダンス効果素子を接近させた状態でスキャニングさせる欠陥検出装置であり、被検査物の面に添って弾性的に変形されるフレキシブル基板部を有し、このフレキシブル基板部に磁気インピーダンス効果素子及びバイアス磁界用コイルが実装されていることを特徴とする。
請求項２に係る鉄系構造物の劣化診断装置は、磁気インピーダンス効果素子にバイアス磁界用コイルを付設し、その素子の出力を検波回路に通して検出する検出回路を備え、被検査面に磁気インピーダンス効果素子を接近させた状態でスキャニングさせる欠陥検出装置であり、被検査物の面に添って弾性的に変形されるフレキシブル基板部を有し、このフレキシブル基板部の被検査物端に磁気インピーダンス効果素子及びバイアス磁界用コイルが連結支持されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る鉄系構造物の劣化診断装置は、磁気インピーダンス効果素子にバイアス磁界用コイルを付設し、その素子の出力を検波回路に通して検出する検出回路を備え、被検査面に磁気インピーダンス効果素子を接近させた状態でスキャニングさせる欠陥検出装置であり、被検査物の面に添って弾性的に変形されるフレキシブル基板を有し、このフレキシブル基板に磁気インピーダンス効果素子及びバイアス磁界用コイル並びに検出回路が実装されていることを特徴とする。
請求項4に係る鉄系構造物の劣化診断装置は、請求項１〜３何れかの鉄系構造物の劣化診断装置において、被検査物がパイプであることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係る鉄系構造物の劣化診断装置は、請求項１〜4何れかの鉄系構造物の劣化診断装置において、バイアス磁界用コイルを付設した磁気インピーダンス効果素子の出力を検波回路に通して検出するチャンネルを複数チャンネル備え、複数チャンネルの磁気インピーダンス効果素子を並列に配置したことを特徴とする。
【００１１】
請求項６に係る鉄系構造物の劣化診断装置は、請求項１〜５何れかの鉄系構造物の劣化診断装置において、バイアス磁界用コイル付き磁気インピーダンス効果素子が対とされ、その両素子に対する検波回路の検波信号の差を検出する差動部が検出回路に設けられていることを特徴とする。
請求項７に係る鉄系構造物の劣化診断装置は、請求項５または６の鉄系構造物の劣化診断装置において、各チャンネルの検出信号を無線で送信する手段を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
（１）磁気インピーダンス効果素子としてのアモルファスワイヤにおいては、円周方向に易磁化性の外殻郭を有し、励磁電流による円周方向磁界が円周方向からずらされると、周方向透磁率μθが変化し、インダクタンス及び表皮効果に基づく抵抗の変化によりインピーダンスが変化し、磁気インピーダンス効果素子の出力が変化する。而るに、鉄系壁の裏面の腐食によりＦｅ２Ｏ３（赤錆）やＦｅ３Ｏ４（黒錆）が発生し、または擦損のために減肉され、その部分の透磁性が変化し、壁表面に移動されつつある磁気インピーダンス効果素子の励磁電流による円周方向磁界が前記壁裏面の腐食・減肉による磁気インピーダンス効果素子近傍電磁場の透磁性の変化によりその円周方向からずらされて磁気インピーダンス効果素子の出力が変化される。従って、その出力変化を腐食・減肉情報として壁裏面の腐食・減肉程度を判定できる。
（２）バイアス磁界用コイルが発生するバイアス磁界に対し、鉄系壁もその磁界の回路の一部となり、バイアス磁界の強さが壁裏面の腐食・減肉の程度に応じて変化する。このバイアス磁界が磁気インピーダンス効果素子としてのアモルファスワイヤ内を軸方向に通過するから、励磁電流による円周方向磁界が円周方向からずらされ、そのずれの程度が壁裏面の腐食・減肉の程度に応じて変化される。従って、磁気インピーダンス効果素子の出力変化が壁裏面の腐食・減肉の程度に相関し、その出力変化から壁裏面の腐食・減肉の程度を判定できる。
（３）バイアス磁界用コイル付の磁気インピーダンス効果素子をフレキシブル基板部に実装するか、フレキシブル基板部の先端から突出して連結支持してあるから、被検査物がパイプ状であっても、フレキシブル基板部をパイプ上に摺動可能な程度の巻き締めで巻装することにより、異なるパイプ径や先細りに対してもスキャニングできる。
また、被検査物の表面に障害物があっても、例えばパイプ継手部が在っても、あるいは被検査物の表面が凹凸面であっても、フレキシブル基板部の弾性と可撓性のためにスキャニングを可能とし、磁気インピーダンス効果素子と被検査物表面との近接をよく保持できるから、被検査物の表面に障害物等がある場合でも、前記（１）（２）の効果を保障できる。
（４）磁気インピーダンス効果素子の複数箇を並設してあり、その配設方向と直交方向に劣化診断装置をスキャニングするにあたりスキャニング回数を少なくできるから、作業工数を減少できる。
（５）多チャンネル化しており、鉄系構造物が高所に存在する場合でも、各チャンネルの検出信号を無線方式でコンピュータに送信して鉄系構造物の劣化状態を容易に検出できる。
これら（１）〜（５）により、鉄系構造物の壁裏面の腐食等の欠陥を壁表面側から容易に、高精度で検査できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明に係る劣化診断装置の一チャンネル分の検出回路を示している。
図１において、１は磁気インピーダンス効果素子であり、自発磁化の方向がワイヤ周方向に対し互いに逆方向の磁区が交互に磁壁で隔てられた構成の外殻部を有する、零磁歪乃至は負磁歪のアモルファス合金ワイヤが使用される。かかる零磁歪乃至は負磁歪のアモルファス磁性ワイヤに高周波励磁電流を流したときに発生するワイヤ両端間出力電圧中のインダクタンス電圧分は、ワイヤの横断面内に生じる円周方向磁束によって上記の円周方向に易磁化性の外殻部が円周方向に磁化されることに起因して発生する。従って、周方向透磁率μθは同外殻部の円周方向の磁化に依存する。而るに、この通電中のアモルファスワイヤの軸方向に信号磁界を作用させると、上記通電による円周方向磁束と信号磁界磁束との合成により、上記円周方向に易磁化性を有する外殻部に作用する磁束の方向が円周方向からずれ、それだけ円周方向への磁化が生じ難くなり、上記周方向透磁率μθが変化し、上記インダクタンス電圧分が変動することになる。この変動現象は磁気インダクタンス効果と称され、これは上記高周波励磁電流（搬送波）が信号磁界（信号波）で変調される現象ということができる。更に、上記通電電流の周波数がＭＨｚオ−ダになると、高周波表皮効果が大きく現れ、表皮深さδ＝（２ρ／wμθ）１／２（μθは前記した通り円周方向透磁率、ρは電気抵抗率、wは角周波数をそれぞれ示す)がμθにより変化し、このμθが前記した通り、信号磁界によって変化するので、ワイヤ両端間出力電圧中の抵抗電圧分も信号磁界で変動するようになる。この変動現象は磁気インピーダンス効果と称され、これは上記高周波励磁電流（搬送波）が信号磁界（信号波）で変調される現象ということができる。
【００１４】
図１において、２は磁気インピーダンス効果素子に高周波励磁電流を加えるための高周波電流源回路、３は磁気インピーダンス効果素子の軸方向に作用する信号磁界（信号波）で前記高周波励磁電流（搬送波）を変調させた被変調波を復調する検波回路、４は復調波を増幅する増幅回路、６は負帰還用コイル、７はバイアス磁界用コイルである。
磁気インピーダンス効果素子１には、零磁歪乃至は負磁歪のアモルファスワイヤの外、アモルファスリボン、アモルファススパッタ膜等も使用できる。
【００１５】
磁気インピーダンス効果素子１においては、前記した通り励磁電流に基づく円周方向磁束と信号磁界による軸方向磁束との合成により、円周方向に易磁化性を有する外殻部に作用する磁束の方向が円周方向からずらされるために、周方向透磁率μθが変化し、インダクタンスが変動され、この円周方向透磁率μθの高周波表皮効果の表皮深さの変化でインピーダンスが変動される。従って、信号磁界の±により上記合成磁界による周方向ずれφも±φになるが、周方向の磁界の減少倍率cos(±φ)は変わらず、従ってμθの減少度は信号磁界の方向の正負によっては変化されない。従って、信号磁界−出力特性は、図２の（イ）のように信号磁界をｘ軸に、出力をｙ軸にとると、ｙ軸に対してほぼ左右対称となる。この信号磁界−出力特性は非線形である。非線形特性では、不安定であり、高感度の測定も困難である。そこで、負帰還用コイルで負帰還をかけて図２の（ロ）に示すように出力特性を直線化している。図２の（ロ）において、Δｗは、負帰還無しのときの利得が非常に大きく帰還率βのみにより利得が定まるリニア範囲である。しかし、この出力特性では、信号磁界の極性判別を行ない得ないので、バイアス用コイル７でバイアス磁界をかけ、図２の（ハ）に示すように極性判別可能としている。すなわち、図２の（ロ）の特性を、図２の（ハ）に示すようにバイアス磁界−Ｈｂによりｘ軸のマイナス方向に移動させ、信号磁界の最大検出範囲を単斜め線領域の範囲内−Ｈmax〜＋Ｈmaxに納めている。
図２の（ハ）から、バイアス磁界の変化ΔＨｂによって信号磁界Ｈexが０のときの出力が変化することが理解できる。
【００１６】
図１において、８１は検出信号をディジタル化しディジタル化した信号で所定周波数の搬送波を変調するＡ／Ｄ変換・変調機器、８２は無線方式で送信する送信部、８３は受信部である。利用できる無線の方式としては、ＳＳ無線、ブルーテゥース、無線ＬＡＮ、赤外線等を挙げることができ、特に、無線ＬＡＮの使用が好ましい。
【００１７】
上記磁気インピーダンス効果素子１としては、遷移金属と非金属の合金で非金属が１０〜３０原子％組成のもの、特に遷移金属と非金属との合金で非金属量が１０〜３０原子％を占め、遷移金属がＦｅとＣｏで非金属がＢとＳｉであるかまたは遷移金属がＦｅで非金属がＢとＳｉである組成のものを使用することができ、例えば、組成Ｃｏ７０．５Ｂ１５Ｓｉ１０Ｆｅ４．５、長さ２０００μｍ〜６０００μｍ、外径３０μｍ〜５０μｍφのものを使用できる。
【００１８】
上記において、高周波励磁電流には、例えば連続正弦波、パスル波、三角波等の通常の高周波を使用でき、高周波励磁電流源としては、例えばハートレー発振回路、コルピッツ発振回路、コレクタ同調発振回路、ベース同調発振回路のような通常の発振回路の外、水晶発振器の矩形波出力を直流分カットコンデンサを経て積分回路で積分しこの積分出力の三角波を増幅回路で増幅する三角波発生器、ＣＯＭＳ−ＩＣを発振部として使用した三角波発生器等を使用できる。
【００１９】
上記の検波回路としては、例えば被変調波を演算増幅回路で半波整流しこの半波整流波を並列ＲＣ回路またはＲＣローパスフィルターで処理して半波整流波の包絡線出力を得る構成、被変調波をダイオードで半波整流しこの半波整流波を並列ＲＣ回路またはＲＣローパスフィルターで処理して半波整流波の包絡線出力を得る構成等を使用できる。
また、被変調波（周波数ｆｓ）に同調させた周波数ｆｓの方形波を被変調波に乗算して信号波をサンプリングする同調検波を使用することができる。
上記の実施例では、被変調波の復調によって被検出磁界を取り出しているが、これに限定されず、磁気インピーダンス効果素子に作用する信号磁界（信号波）で変調された高周波励磁電流波（搬送波）から信号磁界を検波し得るものであれば、適宜の検波手段を使用できる。
【００２０】
前記負帰還用コイル及びバイアス磁界用コイルは磁気インピーダンス効果素子に巻き付けることができる。また、図３に示すように磁気インピーダンス効果素子とループ磁気回路を構成する鉄芯に負帰還用コイル及びバイアス磁界用コイルを巻き付けることもできる。  図３の（イ）は鉄芯コイル付き磁気インピーダンス効果ユニットの一例を示す側面図、図３の（ロ）は同じく底面図、図３の（ハ）は図３の（ロ）におけるハ−ハ断面図である。
図３において、１００は基板チツプであり、例えばセラミックス板を使用できる。１０１は基板片の片面に設けた電極であり、磁気インピーダンス効果素子接続用突部１０２を備えている。この電極は導電ペースト、例えば銀ペーストの印刷・焼付けにより設けることができる。１ｘは電極１０１，１０１の突部１０２，１０２間にはんだ付けや溶接により接続した磁気インピーダンス効果素子であり、前記した通り零磁歪乃至負磁歪のアモルファスワイヤ、アモルファスリボン、スパッタ膜等を使用できる。１０３は鉄やフェライト等からなるＣ型鉄芯、６ｘはＣ型鉄芯に巻装した負帰還用コイル、７ｘは同じくバイアス磁界用コイルであり、磁気インピーダンス効果素子１ｘとＣ型鉄芯１０３とでループ磁気回路を構成するように、Ｃ型鉄芯１０３の両端を基板片１００の他面に接着剤等で固定してある。鉄芯材料としては、残留磁束密度の小さい磁性体であればよく、例えば、パーマロイ、フェライト、鉄、アモルファス磁性合金の他、磁性体粉末混合プラスチック等を挙げることができる。
【００２１】
図４−１は本発明に係る劣化診断装置の回路図を示している。
図４−１において、Ｃ１〜Ｃｎは図１により説明したチャンネル検出系であり、１１〜１ｎは磁気インピーダンス効果素子を、７１〜７ｎは各磁気インピーダンス効果素子に対するバイアス磁界用コイルを、３１〜３ｎは各磁気インピーダンス効果素子に対する検波回路を、４１〜４ｎは増幅回路を、６１〜６ｎは負帰還用コイルをそれぞれ示している。
８１１〜８１ｎは各チャンネルの検出信号をディジタル化し各ディジタル信号で各チャンネルの周波数の搬送波を変調する多チャンネルＡ／Ｄ変換・変調器、８２は変調信号波を無線方式で送信する多チャンネル送信器、８３は受信器、８４は受信波を復調してディジタル信号を取出したうえで解析するコンピュータである。
【００２２】
図４−２の（イ）は同劣化診断装置の外観図を、図４−２の（ロ）は図４−２の（イ）におけるローロ断面図をそれぞれ示している。
図４−２において、Ｐはフレキシブル基板であり、ポリエステルフィルム等のプラスチックフィルムに所定の導体パターンを印刷してある。Ｓはフレキシブル基板の巾片端側に貼着した高剛性基板であり、基板をフレキシブル部Ｆと剛体部Ｈとに分けている。この高剛性基板には、セラミックス板、エポキシ・ガラス積層板、アルミ板等を使用できる。１ｕ１〜１ｕｎは図３に示した鉄芯コイル付の磁気インピーダンス効果ユニットであり、チャンネル数分の本数をフレキシブル部Ｆの縁端部に縦方向の向きで並列に実装してある。Ｂは励磁電流源回路や全チャンネルの検波回路及び増幅回路を集積したＩＣ回路であり、剛体部Ｈに実装してある。Ｅは励磁電流源回路に対する＋Ｖｃｃ電源やバイアス磁界用コイルの＋Ｖｃｃ電源や増幅回路の＋Ｖｃｃ電源としてのバッテリー例えばリチウムイオン電池であり、剛体部Ｈに搭載してある。このバッテリーは基板に搭載せずに携帯型のものを可撓性コードを介し基板に接続するようにしてもよい。８１０は各チャンネルの検出信号をディジタル化する多チャンネルＡ／Ｄ変換器であり、剛体部Ｈに搭載してある。８２０は各ディジタル信号で各チャンネルの周波数の搬送波を変調して無線方式で送信する多チャンネル送信器であり、ケーブルにより多チャンネルＡ／Ｄ変換器に接続してある。８３４は変調波を受信し復調してディジタル信号を取出し解析するコンピュータである。
図４−３の（イ）は同劣化診断装置の別実施例の外観図を、図４−３の（ロ）は図４−３の（イ）におけるローロ断面図をそれぞれ示している。
図４−３において、Ｐはフレキシブル基板であり、ポリエステルフィルム等のプラスチックフィルムに所定の導体パターンを印刷してある。Ｓはフレキシブル基板の巾片端側に貼着した高剛性基板であり、基板をフレキシブル部Ｆと剛体部Ｈとに分けている。この高剛性基板には、セラミックス板、エポキシ・ガラス積層板、アルミ板等を使用できる。１ｕ１〜１ｕｎは図３に示した鉄芯コイル付の磁気インピーダンス効果ユニットであり、チャンネル数分の本数をフレキシブル部Ｆの被検査物に臨まされる縁端部に縦方向の向きで並列に剛体導体バーやピンｐで連結支持してある。ｅはフレキシブル部Ｆの導体パターンの磁気インピーダンス効果ユニット接続用電極である。Ｂは励磁電流源回路や全チャンネルの検波回路及び増幅回路を集積したＩＣ回路であり、剛体部Ｈに実装してある。Ｅは励磁電流源回路に対する＋Ｖｃｃ電源やバイアス磁界用コイルの＋Ｖｃｃ電源や増幅回路の＋Ｖｃｃ電源としてのバッテリー例えばリチウムイオン電池であり、剛体部Ｈに搭載してある。このバッテリーは基板に搭載せずに携帯型のものを可撓性コードを介し基板に接続するようにしてもよい。８１０は各チャンネルの検出信号をディジタル化する多チャンネルＡ／Ｄ変換器であり、剛体部Ｈに搭載してある。８２０は各ディジタル信号で各チャンネルの周波数の搬送波を変調して無線方式で送信する多チャンネル送信器であり、ケーブルにより多チャンネルＡ／Ｄ変換器に接続してある。８３４は変調波を受信し復調してディジタル信号を取出し解析するコンピュータである。
【００２３】
本発明の劣化診断装置により鉄系構造物、例えば鉄系パイプ内面の劣化診断を行うには、図５−１に示すように劣化診断装置のフレキシブル基板部ＦをパイプＰに摺動可能な程度の巻き締めで巻装し、パイプ表面を長手方向に磁気インピーダンス効果ユニット１ｕ１〜１ｕｎの磁気インピーダンス効果素子１１，…でスキャニングしていく。フレキシブル基板部Ｆの実装面をパイプ表面に向けてもよく、またはその反対面をパイプ表面に向けてもよい。
図５−２に示すように劣化診断装置のフレキシブル基板部ＦをパイプＰに摺動可能なように巻き回し、かつ磁気インピーダンス効果ユニット１ｕ１〜１ｕｎの磁気インピーダンス効果素子１１，…１ｎをパイプ表面に垂直に向けるようにフレキシブル基板部Ｆで折り曲げるようにして装着し、パイプ表面を長手方向に磁気インピーダンス効果素子１１，…でスキャニングしていくこともできる。
これら場合、パイプに巻回される部分は磁気インピーダンス効果素子を実装したフレキシブル基板部だけであり、ＩＣ回路部品は剛体部に実装されており歪を受けないから、ＩＣ回路部品を安全に保持できる。
図４の劣化診断装置では、図５−３に示すように劣化診断装置のフレキシブル基板部ＦをパイプＰに摺動可能な程度の巻き締めで巻装し、パイプ表面を長手方向に磁気インピーダンス効果ユニット１ｕ１〜１ｕｎの磁気インピーダンス効果素子１１，…１ｎでスキャニングしていく。この場合、フレキシブル基板部Ｆが躯体となって磁気インピーダンス効果ユニット１ｕ１〜１ｕｎ  を支持しているから、磁気インピーダンス効果ユニット１ｕ１〜１ｕｎの位置がフレキシブル基板部Ｆの変形に伴って変化されて磁気インピーダンス効果ユニット１ｕ１〜１ｕｎがパイプ表面に近接される。
【００２４】
図６−１及び図６−２は図５−１及び図５−２におけるスキャニング中でのバイアス磁界の作用状態を示している。
（１）図６−１及び図６−２において、１ｘは図３に示した鉄芯コイル付き磁気インピーダンス効果ユニットの磁気インピーダンス効果素子を、１０３は鉄芯を、７ｘはバイアス磁界用コイルを、Ｇは鉄系被検査壁をそれぞれ示しており、被検査壁Ｇが磁性体であるから、バイアス磁界が被検査壁Ｇをバイパスし、被検査壁内面の劣化に基づく磁気的変化、すなわちリラクタンスの変化のためにバイアス磁界の強度が変化される。
而して、図２の（ハ）において、一点鎖線で示すように、バイアス磁界の変化ΔＨｂに応じ出力特性がシフトされるために外部磁界Ｈexが０でも検出出力が変化する。
（２）前述した通り、磁気インピーダンス効果素子としてのアモルファスワイヤに励磁電流を流したときに発生する磁界は、電磁場の透磁率に応じて変わり、磁界発生源である磁気インピーダンス効果素子近傍の電磁場の透磁性が局所的に変化すると、その箇所での磁界の変化が磁界の連続性のために磁気インピーダンス効果素子内部の磁界にまで波及し、磁気インピーダンス効果素子内の磁界も変歪される。
従って、励磁電流を流すことにより発生する磁気インピーダンス効果素子１ｘ内の円周方向磁界が、磁気インピーダンス効果素子に近接の壁裏面の劣化に基づく近傍電磁場の透磁性の変化で変歪され、励磁電流に基づく磁気インピーダンス効果素子内の円周方向磁界が壁裏面の腐食・減肉に応じ円周方向からずらされる結果、励磁電流に基づく搬送波が壁裏面の劣化に応じた情報で変調されることになる。
このように磁気インピーダンス効果素子にバイアス磁界を印加し、磁気インピーダンス効果素子に励磁電流を通電し、該素子端出力の検波分をセンサ出力とする磁気インピーダンス効果型センサを鉄系壁表面に沿って移動させることにより、壁裏面の劣化に応じた信号を発生させることができる。
【００２５】
図７の曲線（イ）は裏面に錆が発生している古い鉄板表面に磁気インピーダンス効果素子を速度１０ｃｍ／秒で移動させたときの出力を、図７の曲線（ロ）は錆が殆ど発生していない新しい鉄板表面に磁気インピーダンス効果素子を速度１０ｃｍ／秒で移動させたときの出力をそれぞれ示し、本発明によれば充分な精度で錆の発生の有無や位置を検出できることを確認できた。
【００２６】
本発明ではチャンネルに対応した周波数の搬送波をこの各チャンネルの検出信号で変調して無線方式でコンピュータに送信し、各チャンネルの変調波を復調して各チャンネルの信号をコンピュータで解析しており、劣化の程度や劣化場所を把握することができる。
【００２７】
上記の劣化診断装置では、並列配置の磁気インピーダンス効果素子の向きをスキャニング方向としているが、スキャニング方向と直角の方向またはこれら両方向の中間方向とすることも可能である。
【００２８】
本発明に係る劣化診断装置では、磁気インピーダンス効果素子によるスキャニングに先行して欠陥部を磁化し、その磁化の程度からも欠陥の軽重を評価するために並設磁気インピーダンス効果素子群の先方のフレキシブル基板部箇所に磁化用コイルを実装することもできる。
【００２９】
上記の実施例では、バイアス磁界用コイル付き磁気インピーダンス効果素子を実装したフレキシブル基板部を被検査物に巻装してスキャニングしているが、図８−１や図８−２に示すように、磁気インピーダンス効果ユニットを先端部に実装したフレキシブル基板部Ｆの先端部を被検査物Ｇの表面にフレキシブル基板部Ｆの曲げ反力で圧接し、または磁気インピーダンス効果ユニットを連結支持したフレキシブル基板部Ｆの先端部を被検査物Ｇの表面にフレキシブル基板部Ｆの曲げ反力で圧接して磁気インピーダンス効果ユニットの磁気インピーダンス効果素子１１〜１ｎと被検査物Ｇの表面とを接近させてスキャニングさせることもできる。
【００３０】
本発明に係る劣化診断装置では、図９−１の（イ）または（ロ）に示すように、各チャンネルのバイアス磁界用コイル付き磁気インピーダンス効果素子を所定の間隔を隔てて配設した２箇の１ｍ１，１ｍ２（ｍ＝１〜ｎ）とし、図９−２に示すように各チャンネルの２箇の各磁気インピーダンス効果素子１ｍ１，１ｍ２（ｍ＝１〜ｎ）の各出力を各検波回路３ｍ１，３ｍ２（ｍ＝１〜ｎ）で検波し、その検波信号を差動増幅回路４ｍ（ｍ＝１〜ｎ）で増幅し、その増幅出力を各チャンネルのＡ／Ｄ変換・変調器８１ｍ（ｍ＝１〜ｎ）でディジタル化・変調を行い、その変調波を送信器８２で送信することもできる。図９−２において、８３は受信器を、８４は受信変調波を復調してディジタル信号を取出し解析するコンピュータを、６ｍ（ｍ＝１〜ｎ）は各チャンネルの負帰還用コイルを、７ｍ，７ｍ（ｍ＝１〜ｎ）は各チャンネルの両磁気インピーダンス効果素子１ｍ１，１ｍ２（ｍ＝１〜ｎ）のそれぞれのバイアス磁界用コイルを示している。
図９−３は２箇の素子１ｍ１，１ｍ２をスキャンニング方向に距離を隔てて配設した場合の１チャンネルでの検出波形を示し、そのチャンネルでの２箇の磁気インピーダンス効果素子のスキャニング方向の間隔をｄ、スキャニング速度をｖとすれば、スキャニング前方の磁気インピーダンス効果素子の検出信号ｐから時間ｄ／ｖ後にスキャニング後方の磁気インピーダンス効果素子の検出信号ｐ’が現れ、その極性はｐと逆極性である。この方式では、外部磁界ノイズや内部ノイズを差動のために打ち消すことができる。
２箇の素子１ｍ１，１ｍ２  （ｍ＝１〜ｎ）のうち一方の素子を信号を検出しない位置に配設しても、外部磁界ノイズや内部ノイズを差動のために打ち消すことができる。
例えば、図９−４に示す例では、劣化診断装置のフレキシブル基板部ＦをパイプＰに摺動可能なように巻き回し、かつ２個の磁気インピーダンス効果素子１ｍ１，１ｍ２（ｍ＝１〜ｎ）をパイプ表面に垂直に向けるようにフレキシブル基板部Ｆで折り曲げるようにして装着し、かつ素子１ｍ２（ｍ＝１〜ｎ）はパイプの欠陥を検知しない位置に配設してある。
また、共通の基板チツプの片面に二個の磁気インピーダンス効果素子を設け、この基板チツプの他面に前記各磁気インピーダンス効果素子とでループ磁気回路を形成する各Ｃ型鉄芯を設け、各Ｃ型鉄芯に負帰還用コイル及びバイアス磁界用コイルを巻装した磁気インピーダンス効果素子対ユニットを使用することもできる。
【００３１】
本発明に係る鉄系構造物の劣化診断装置は、上記の実施例に限定されるものではなく、スキャニング巾を多チャンネル分の複数箇の並設磁気インピーダンス効果素子で占め、これらの磁気インピーダンス効果素子を実装するフレキシブル基板部を被検査物に巻装またはフレキシブル基板部の先端部を被検査物の表面に圧接したときに前記の全磁気インピーダンス効果素子を被検査物表面に接近させ得、ＩＣ回路部分を変形を受けない基板部分に搭載するものであれば、適宜の構成で実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る鉄系構造物の劣化診断装置の１チャンネル検出系を示す回路図である。
【図２】磁気インピーダンス効果素子の検出特性を示す図面である。
【図３】本発明に係る劣化診断装置において使用した鉄芯コイル付き磁気インピーダンス効果ユニットを示す図面である。
【図４−１】本発明に係る鉄系構造物の劣化診断装置の回路図を示す図面である。
【図４−２】本発明に係る鉄系構造物の劣化診断装置の外観を示す図面である。
【図４−３】本発明に係る鉄系構造物の劣化診断装置の別実施例の外観を示す図面である。
【図５−１】本発明に係る鉄系構造物の劣化診断装置のスキャニング状態を示す図面である。
【図５−２】本発明に係る鉄系構造物の劣化診断装置のスキャニング状態を示す図面である。
【図５−３】本発明に係る鉄系構造物の劣化診断装置の別実施例のスキャニング状態を示す図面である。
【図６−１】図５−１のスキャニング状態での本発明に係る鉄系構造物の劣化診断装置の動作機構を示す図面である。
【図６−２】図５−２のスキャニング状態での本発明に係る鉄系構造物の劣化診断装置の動作機構を示す図面である。
【図７】磁気インピーダンス効果素子による鉄板の錆の検出結果を示す図面である。
【図８−１】本発明に係る鉄系構造物の劣化診断装置の前記とは別のスキャニング状態を示す図面である。
【図８−２】本発明に係る鉄系構造物の劣化診断装置の前記とは別のスキャニング状態を示す図面である。
【図９−１】請求項６の鉄系構造物の劣化診断装置の要部を示す図面である。
【図９−２】請求項６の鉄系構造物の劣化診断装置の電気回路を示す図面である。
【図９−３】請求項６の鉄系構造物の劣化診断装置の検出波形を示す図面である。
【図９−４】請求項６の鉄系構造物の劣化診断装置の別例の要部を示す図面である。
【符号の説明】
【００３３】
Ｃ１〜Ｃｎ              一チャンネル分の検出回路
１１〜１ｎ              磁気インピーダンス効果素子
７１〜７ｎ              バイアス磁界用コイル
８１１〜８１ｎ          Ａ／Ｄ変換・変調器
８２                    無線式送信器
８３４                  コンピュータ
Ｆ                      フレキシブル基板部
Ｈ                      剛体基板部
Ｇ                      被検査物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図４−３】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図５−３】
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【図６−１】
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【図６−２】
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【図７】
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【図８−１】
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【図８−２】
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【図９−１】
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【図９−２】
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【図９−３】
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【図９−４】
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