(57)【要約】      （修正有）【課題】縦波超音波の共鳴周波数と一方向の横波超音波の共鳴周波数とを検出することができる電磁超音波センサー、脆化評価装置および脆化評価方法を提供する。【解決手段】電磁超音波センサー１は、開口部２を介して互いに平行な一対の直線部Ａを有し額縁状に巻回されたコイル３上に、ハルバッハ配列型磁石体４を配置した電磁超音波センサーであって、ハルバッハ配列型磁石体４は、隣接する単位磁石同士の磁界の向きが互いに異なる４個の単位磁石４ａ〜４ｄを開口部２と一対の直線部Ａ上に直線部Ａの幅方向に並設してなり、額縁状コイル３における開口部２の幅ｂ１と、一対の直線部Ａの各幅ｂ２と、単位磁石４ａ〜４ｄの各幅ｂ３とが等しく、直線部Ａのコイル長手方向の長さｃ１が、これと同方向の単位磁石４ａ〜４ｄの長さｃ２よりも長く、磁界の向きが異なる４つの単位磁石４ａ〜４ｄは、それぞれ額縁状コイル３との重なり面積が等しい。【選択図】図１
2015040746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を介して互いに平行な一対の直線部を有し額縁状に巻回されたコイル上に、ハルバッハ配列型磁石体を配置した電磁超音波センサーであって、
前記ハルバッハ配列型磁石体は、隣接する単位磁石同士の磁界の向きが互いに異なる少なくとも４個の単位磁石を前記開口と一対の直線部上に前記直線部の幅方向に並設してなり、
前記額縁状コイルにおける前記開口部の幅と、前記一対の直線部の各幅と、前記単位磁石の各幅とが等しく、
直線部のコイル長手方向の長さが、これと同方向の単位磁石の長さよりも長く、
磁界の向きが異なる４つの単位磁石は、それぞれ前記額縁状コイルとの重なり面積が等しいことを特徴とする電磁超音波センサー。
【請求項２】
前記ハルバッハ配列型磁石体を、直線部の幅方向にスライドすることができる請求項１に記載の電磁超音波センサー。
【請求項３】
少なくともハルバッハ配列型磁石体上に、ヨークが配置されている請求項１または２に記載の電磁超音波センサー。
【請求項４】
被測定物の表面近傍あるいは表面に配置された電磁超音波センサーと、
前記電磁超音波センサーに電磁波を発生させる所定周波数の電圧を出力し、前記電磁超音波センサーが一つの測定場所で超音波を受信し、受信した超音波の電気信号を入力する電磁超音波送受信器と、
前記被測定物に生じる超音波が共鳴を生じるように前記電磁波超音波送受信器が出力する電圧の周波数を制御するとともに前記電磁波超音波送受信器が入力した超音波の周波数と振幅を記録する制御・記録手段と、
前記制御・記録手段に記録された超音波の周波数と振幅から被測定物の共鳴特性指標を算出する共鳴特性指標算出手段と、
部材における脆化程度と共鳴特性指標との関係を記憶した標準材データベースと、
算出された共鳴特性指標に対応する脆化程度を前記標準材データベースから取得し出力する脆化程度出力手段と、を有する部材の脆化評価装置であって、
前記電磁超音波センサーは、請求項１〜３のいずれかに記載の電磁超音波センサーであり、
かつ前記共鳴特性指標算出手段は、被測定物の厚さ方向に振動する縦波超音波の共鳴周波数と被測定物の表面に平行な方向に振動する横波超音波の共鳴周波数から共鳴特性指標を算出する、ことを特徴とする部材の脆化評価装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の電磁超音波センサーを、被測定物の表面近傍あるいは表面に配置する工程と、
電磁超音波センサーにより被測定物に変動磁界を印加する工程と、
前記変動磁界により、被測定物の厚さ方向に振動する縦波超音波と、被測定物の表面に平行な方向に振動する横波超音波とを一つの測定場所で受信する工程と、
前記縦波超音波が共鳴を生じるように変動磁界の周波数を調整する工程と
前記横波超音波が共鳴を生じるように変動磁界の周波数を調整する工程と、
前記縦波超音波および前記横波超音波それぞれの共鳴周波数を検出する工程と、
検出した前記縦波超音波の共鳴周波数と、検出した前記横波超音波の共鳴周波数に基づいて、被測定物の共鳴特性指標を算出する工程と、
予め設定された共鳴特性指標と脆化程度との相関性に基づき、算出された被測定物の共鳴特性指標に対応する脆化程度を決定する工程とを有する脆化評価方法。
【請求項６】
電磁超音波センサーを、被測定物の圧延方向と前記直線部の幅方向とが平行になるように被測定物の表面近傍あるいは表面に配置する請求項５に記載の脆化評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脆化した金属材料の脆化程度を評価する電磁超音波センサー、金属材料の脆化評価装置および金属材料の脆化評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学プラントには多種多様な金属材料が使用されているが、使用環境によっては金属材料の様々な脆化が懸念される。例えば、化学プラントの熱交換器伝熱管などに多く用いられている管状部材では、海水などの塩化物環境で耐食性が良い材質として、チタンなどの金属を用いるが、チタンは水素との親和力が大きいために水素を吸収し、その水素を吸収した水素化物部分が脆化することがある。
【０００３】
脆化した水素化物部分は、材料強度が落ちて伝熱管の割れに繋がる可能性がある。このため、プラントの実機に用いられている伝熱管の健全性の確認、すなわち水素化物が生成しているかどうかを確認するために水素濃度を測定する非破壊検査が行われている。
【０００４】
このような水素濃度測定方法として、特許文献１には、図７（ａ）に示すように、両端にそれぞれＳ極とＮ極に磁化させた永久磁石５１の片端に高周波発信用コイルを配置し、同形状の受信用コイルを重ねた構成のコイル５２を有し、縦波超音波（以下、単に縦波という場合がある）と横波超音波（以下、単に横波という場合がある）を同時に発信・受信が可能な機能を有する縦波横波垂直入射型電磁超音波センサー５４、または図７（ｂ）に示すように、互いに磁極が異なるよう二つの永久磁石５５上の各磁石端面の長手方向とコイル５６の直線部が平行となるように配置し、共鳴特性が得られる横波垂直入射型電磁超音波センサー５７を用いて被測定物５３の水素濃度を測定する方法が開示されている。
【０００５】
一方、被測定物の圧延方向の横波の音速は水素濃度に対してほとんど変化しないが、縦波の音速は水素濃度が高くなるにつれて、ほぼ単調に高くなることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２５８５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者らは、チタン平板中の水素濃度と、縦波とチタン平板の圧延方向の横波との音速比との関係性を調査したところ、チタン平板中の水素濃度と、縦波および圧延方向の横波の音速比とは、図８に示す相関関係があることがわかった。すなわち、縦波の共鳴周波数と一方向の横波の共鳴周波数とを検出すれば、脆化した水素化物部分を特定できることがわかった。
【０００８】
しかしながら、上述した縦波横波垂直入射型電磁超音波センサー５４では、縦波の共鳴周波数と全方向（主に被測定物の圧延方向と、この方向に対して垂直な方向の２方向）の横波の共鳴周波数を検出するが、縦波の共鳴周波数と横波の共鳴周波数とが近い値を示し共鳴スペクトルが互いに干渉し合う場合があり、このような場合に、共鳴周波数を検出するのが困難となる場合がある。例えば、特許文献１の図３には、共鳴スペクトルが示されているが、この周波数範囲では、縦波の２次共鳴周波数と横波の４次共鳴周波数とがほぼ同じ周波数となり、いずれの共鳴周波数であるかが判別できないという問題がある。
また、上述した横波垂直入射型電磁超音波センサー５７では、一方向の横波の共鳴周波数しか検出できない。
【０００９】
本発明は、縦波超音波の共鳴周波数と一方向の横波超音波の共鳴周波数とを検出することができる電磁超音波センサー、およびチタンの水素脆化等に代表される金属材料の脆化評価装置ならびに金属材料の脆化評価方法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】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、以下の構成からなる。
（１）開口を介して互いに平行な一対の直線部を有し額縁状に巻回されたコイル上に、ハルバッハ配列型磁石体を配置した電磁超音波センサーであって、前記ハルバッハ配列型磁石体は、隣接する単位磁石同士の磁界の向きが互いに異なる少なくとも４個の単位磁石を前記開口と一対の直線部上に前記直線部の幅方向に並設してなり、前記額縁状コイルにおける前記開口部の幅と、前記一対の直線部の各幅と、前記単位磁石の各幅とが等しく、直線部のコイル長手方向の長さが、これと同方向の単位磁石の長さよりも長く、磁界の向きが異なる４つの単位磁石は、それぞれ前記額縁状コイルとの重なり面積が等しいことを特徴とする電磁超音波センサー。
（２）前記ハルバッハ配列型磁石体を、直線部の幅方向にスライドすることができる前記（１）に記載の電磁超音波センサー。
（３）少なくともハルバッハ配列型磁石体上に、ヨークが配置されている前記（１）または（２）に記載の電磁超音波センサー。
（４）被測定物の表面近傍あるいは表面に配置された電磁超音波センサーと、前記電磁超音波センサーに電磁波を発生させる所定周波数の電圧を出力し、前記電磁超音波センサーが一つの測定場所で超音波を受信し、受信した超音波の電気信号を入力する電磁超音波送受信器と、前記被測定物に生じる超音波が共鳴を生じるように前記電磁波超音波送受信器が出力する電圧の周波数を制御するとともに前記電磁波超音波送受信器が入力した超音波の周波数と振幅を記録する制御・記録手段と、前記制御・記録手段に記録された超音波の周波数と振幅から被測定物の共鳴特性指標を算出する共鳴特性指標算出手段と、部材における脆化程度と共鳴特性指標との関係を記憶した標準材データベースと、算出された共鳴特性指標に対応する脆化程度を前記標準材データベースから取得し出力する脆化程度出力手段と、を有する部材の脆化評価装置であって、前記電磁超音波センサーは、前記（１）〜（３）のいずれかに記載の電磁超音波センサーであり、かつ前記共鳴特性指標算出手段は、被測定物の厚さ方向に振動する縦波超音波の共鳴周波数と被測定物の表面に平行な方向に振動する横波超音波の共鳴周波数から共鳴特性指標を算出する、ことを特徴とする部材の脆化評価装置。
（５）前記（１）〜（３）のいずれかに記載の電磁超音波センサーを、被測定物の表面近傍あるいは表面に配置する工程と、電磁超音波センサーにより被測定物に変動磁界を印加する工程と、前記変動磁界により、被測定物の厚さ方向に振動する縦波超音波と、被測定物の表面に平行な方向に振動する横波超音波とを一つの測定場所で受信する工程と、前記縦波超音波が共鳴を生じるように変動磁界の周波数を調整する工程と前記横波超音波が共鳴を生じるように変動磁界の周波数を調整する工程と、前記縦波超音波および前記横波超音波それぞれの共鳴周波数を検出する工程と、検出した前記縦波超音波の共鳴周波数と、検出した前記横波超音波の共鳴周波数に基づいて、被測定物の共鳴特性指標を算出する工程と、予め設定された共鳴特性指標と脆化程度との相関性に基づき、算出された被測定物の共鳴特性指標に対応する脆化程度を決定する工程とを有する脆化評価方法。
（６）電磁超音波センサーを、被測定物の圧延方向と直線部の幅方向とが平行になるように被測定物の表面近傍あるいは表面に配置する前記（５）に記載の脆化評価方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、縦波の共鳴周波数と一方向の横波の共鳴周波数とを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）は、本発明の電磁波超音波センサーの一実施形態を示す電磁波超音波センサー１（ヨーク５を除く）を上から見た平面図であり、（ｂ）は、（ａ）中のＸ−Ｘ´線断面図である。
【図２】（ａ）は、単位磁石４ａおよび４ｃが、ちょうど直線部Ａ上に配置された電磁波超音波センサー１（ヨーク５を除く、以下同様）を上から見た平面図であり、（ｂ）は、単位磁石４ｂおよび４ｄが、ちょうど直線部Ａ上に配置された電磁波超音波センサー１の上から見た平面図であり、（ｃ）は、単位磁石４ｃおよび４ｄが、額縁状コイル３の一方の直線部Ａのみに、単位磁石４ｃおよび４ｄのそれぞれと直線部Ａとの重なり面積が等しくなるように、配置された電磁波超音波センサー１の上から見た平面図である。
【図３】本発明の脆化評価装置の一実施形態の構成とその構成要素間の処理の流れを示す概略図である。
【図４】（ａ）は、実施例１で計測した共鳴スペクトルを示す線図であり、（ｂ）は、比較例１で計測した共鳴スペクトルを示す線図である。
【図５】（ａ）は、図２（ａ）に示す配置にした電磁波超音波センサーを用いて計測した共鳴スペクトルを示す線図であり、図２（ｂ）に示す配置にした電磁波超音波センサーを用いて計測した共鳴スペクトルを示す線図であり、図２（ｃ）の配置にした電磁波超音波センサーを用いて計測した共鳴スペクトルを示す線図である。
【図６】実施例２で計測した二相ステンレス鋼（SUS329J4L）平板のシャルピー衝撃値に対する、二相ステンレス鋼平板の縦波と圧延方向の横波との音速比を示すグラフである。
【図７】（ａ）公知の縦波横波垂直入射型電磁超音波センサーの斜視図であり、（ｂ）は、公知の横波垂直入射型電磁超音波センサーの斜視図である。
【図８】チタン平板中の水素濃度に対する、縦波と圧延方向の横波の音速比を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の電磁超音波センサーの一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
（電磁波超音波センサー１）
図１（ａ）は、本発明の電磁波超音波センサーの一実施形態を示す電磁波超音波センサー１（ヨーク５を除く）を上から見た平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）中のＸ−Ｘ´線断面図である。なお、図１（ａ）において、点（・）および印（×）は単位磁石の磁界の方向を示す矢印の矢の方向を示す。また、図１（ｂ）において、点（・）および印（×）は電流の方向を示す矢印の矢の方向を示し、中抜き矢印は過電流７がハルバッハ配列型磁石体４から受ける磁界の向きを示している。
【００１５】
電磁波超音波センサー１は、図１に示すように、開口部２を介して互いに平行な一対の直線部Ａを有し額縁状に巻回されたコイル３と、この額縁状コイル３上に配置されたハルバッハ配列型磁石体４と、ハルバッハ配列型磁石体４上に配置されたヨーク５とからなる。
ハルバッハ配列型磁石体４は、隣接する単位磁石４ａ〜４ｄ同士の磁界の向きが互いに異なる４個の単位磁石４ａ〜４ｄを開口部２と一対の直線部Ａ上に直線部Ａの幅方向に一本状に並設されたものである。
また、額縁状コイル３における開口部２の幅ｂ１と、額縁状コイル３における一対の直線部Ａの各幅ｂ２と、単位磁石４ａ〜４ｄの各幅ｂ３とは互いに等しく、直線部Ａのコイル長手方向の長さｃ１は、これと同方向の単位磁石の長さｃ２よりも長い。
磁界の向きが異なる４つの単位磁石４ａ〜４ｄは、それぞれ額縁状コイル３の直線部Ａとの重なり面積が等しくなるように、すなわち、図１（ａ）に示すように、Ｙ−Ｙ´線に対して対称となるようにハルバッハ配列型磁石体４は額縁状コイル３上に配置されている。
電磁波超音波センサー１は、上記のように構成されるので、後述する脆化評価装置により被測定物６内の脆化程度を測定する際、被測定物６内の縦波と直線部Ａの幅方向の横波の共鳴周波数が判別しやすく、脆化部分を特定しやすい。
【００１６】
電磁波超音波センサー１は、図１（ｂ）に示すように、額縁状コイル３に交流またはパルス状の高周波数電流が給電されると、電磁誘導により被測定物６内に過電流７を発生させる。この発生された過電流７と、ハルバッハ配列型磁石体４によって加えられる磁界とのローレンツ力により被測定物６内に超音波が発生し、この超音波（発信波）と跳ね返ってきた超音波（反射波）とが一致する周波数、並びにその整数倍の周波数のときに共鳴が起こる。発信波および反射波が一致したときに発生する共鳴波により、被測定物６では、額縁状コイル３に対向する部分に起電力が励起され、この起電力により発生する電磁波が額縁状コイル３に受信されて誘導電流を発生することで、共鳴を受信することができる。
【００１７】
電磁波超音波センサー１は、例えば、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、直線部Ａの幅方向に、ハルバッハ配列型磁石体４をスライドさせることができる。
図２（ａ）は、ハルバッハ配列型磁石体４をスライドさせて、単位磁石４ａおよび４ｃが、ちょうど直線部Ａ上に配置された電磁波超音波センサー１を示す。このようにハルバッハ配列型磁石体４を配置することで、被測定物６の縦波の共鳴周波数が判別しやすくなる。
図２（ｂ）は、ハルバッハ配列型磁石体４をスライドさせて、単位磁石４ｂおよび４ｄが、ちょうど直線部Ａ上に配置された電磁波超音波センサー１を示す。このようにハルバッハ配列型磁石体４を配置することで、直線部Ａの幅方向の横波の共鳴周波数が判別しやすくなる。
図２（ｃ）は、ハルバッハ配列型磁石体４をスライドさせて、単位磁石４ｃおよび４ｄが、額縁状コイル３の一方の直線部Ａのみに、単位磁石４ｃおよび４ｄのそれぞれと直線部Ａとの重なり面積が等しくなるように、配置された電磁波超音波センサー１を示す。このようにハルバッハ配列型磁石体４を配置させても、縦波および直線部Ａの幅方向の横波ともに十分強い信号で共鳴スペクトルが得られるので、簡単な構成の電磁波超音波センサーで、局所的な金属材料の脆化評価が可能となる。
【００１８】
（額縁状コイル３）
額縁状コイル３の寸法は、特に限定されず、外寸が10.0〜200mm×6.0〜120mm×0.02〜1.0mmtである。開口部２の寸法は、直線部Ａのコイル長手方向の長さｃ１が6.0〜120mmであり、開口部２の幅ｂ１が2.0〜40.0mmであればよい。
【００１９】
コイルを形成する巻線としては、特に限定されず、例えば、エナメル線、ポリウレタン線、ポリエステル線、シリコーン線、テフロン（登録商標）線、ポリアミド・イミド線などが挙げられる。
巻線の断面形状は、特に限定されず、例えば、円形、四角、三角などが挙げられる。
巻線の直径は、特に限定されず、0.02〜1.0mmである。
【００２０】
（ハルバッハ配列型磁石体４）
単位磁石４ａ〜４ｄの材質としては、ネオジム磁石などの高性能永久磁石などが挙げられる。
単位磁石４ａ〜４ｄの形状は、例えば、直方体や立方体などであればよい。
単位磁石４ａ〜４ｄの寸法は、幅ｂ３が開口部２の幅ｂ１と等しく、長さｃ２が、2.0〜80.0mmであり、高さは2.0〜40.0mmである。
【００２１】
なお、本実施形態では、隣接する単位磁石同士の磁界の向きが互いに異なる４個の単位磁石４ａ〜４ｄを開口部２と一対の直線部Ａ上に直線部Ａの幅方向に一本状に並設されたハルバッハ配列型磁石体４を用いたが、本発明では、隣接する単位磁石同士の磁界の向きが互いに異なる５個以上の単位磁石を開口２と一対の直線部Ａ上に直線部Ａの幅方向に一本状に並設されたハルバッハ配列型磁石体を用いてもよい。
【００２２】
（ヨーク５）
ヨーク５の材質としては、炭素鋼、低合金鋼などの高透磁率金属が用いられる。
ヨーク５の大きさは、図１（ｂ）に示すように、ハルバッハ配列型磁石体４の上面を全て覆うサイズであればよく、厚みは0.5〜20.0mmであればよい。
【００２３】
なお、本実施形態では、ハルバッハ配列型磁石体４の上面のみを覆うヨーク５を用いたが、本発明では、ヨークを備えることは必須ではない。
【００２４】
被測定物６としては、例えば、チタン；マルテンサイト系、フェライト系、オーステナイト系、オーステナイト・フェライト系、析出硬化系などのステンレス鋼；ジルコニウム；タンタルなどの金属からなる管状部材、板状部材などが挙げられる。
被測定物６の厚みは、0.5〜10.0mm程度が好ましい。
【００２５】
以下、本発明の金属材料の脆化評価装置および金属材料の脆化評価方法の一実施形態について、図面を参照にして詳細に説明する。
【００２６】
（金属材料の脆化評価装置）
図３は、電磁波超音波センサー１を用いた金属材料の脆化評価装置の一実施形態の構成とその構成要素間の処理の流れを示している。
【００２７】
本実施形態に係る金属材料の脆化評価装置は、電磁超音波センサー１と、電磁超音波送受信器と、制御・記録手段と、共鳴特性指標算出手段と、脆化程度出力手段と、標準材データベースとを有している。
【００２８】
本実施形態に係る金属材料の脆化評価装置による被測定物６中の脆化程度の測定は以下のように行われる。
【００２９】
電磁超音波センサー１は、被測定物６の壁体表面あるいはその近傍に配置される。
この際、電磁超音波センサー１を、被測定物６の圧延方向と直線部の幅方向とが平行になるように被測定物の表面近傍あるいは表面に配置するのが好ましい。これにより、被測定物６の厚み方向の縦波と、被測定物６の圧延方向の横波とを測定することができる。
【００３０】
次に、変化する磁界と超音波の送受信工程が行われる。最初に、制御・記録手段が、被測定物６に縦波と横波の共鳴状態を生じさせるように、電磁波超音波送受信器に電磁超音波送受信器の出力電圧の周波数の制御信号を出力する。この制御信号により、電磁超音波送受信器は電磁超音波センサー１に変化する電圧を出力し、電磁超音波センサーに磁束密度が高周波で変化する磁界を生じさせる。被測定物６近傍で磁束密度が高周波で変化することにより、被測定物は縦波と横波を生じる。電磁超音波センサー１は被測定物６の一つの測定場所で生じた縦波と横波を受信し、電磁超音波送受信器に出力する。電磁超音波送受信器は受信した縦波と横波の信号を制御・記録手段に送り、制御・記録手段はこの縦波と横波の信号を記録する。
【００３１】
次に、共鳴特性指標算出手段は、制御・記録手段から電磁超音波センサー１が受信した縦波と横波の信号を入力し、縦波の共鳴周波数と横波の共鳴周波数を検出し、縦波の共鳴周波数と横波の共鳴周波数とを使用して共鳴特性指標を算出する。該共鳴特性指標は、被測定物の脆化程度と相関関係を有するものである。
【００３２】
次に、脆化程度出力手段は、共鳴特性指標算出手段から共鳴特性指標を入力し、標準材データベースを参照する。標準材データベースには、被測定物６と同一部材仕様の部材における共鳴特性指標と脆化程度が対応付けられて記憶されている。脆化程度出力手段は、標準材データベースに記憶されている共鳴特性指標と対応する脆化程度を検索し、該脆化程度を出力する。
【００３３】
上記操作により、被測定物６の一つの測定場所での脆化程度を求めることができる。これにより、例えば、プラントの実機に用いられている伝熱管の脆化した水素化物部分を容易に特定することができたり、475℃脆化等の脆化程度を容易に評価することができる。
【００３４】
なお、同一の部材仕様の部材とは、寸法、材質、製造方法等の部材仕様が同一の部材である。製造ロットや部材中の部位が相違しても部材仕様が同一であれば同一部材仕様の部材ということができる。
【実施例】
【００３５】
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【００３６】
（実施例１）
＜電磁超音波センサー＞
電磁超音波センサーは、図１に示す構成のものを用いた。額縁状コイル３として、外寸が23.0mm×15.0mm×0.7mmtで、開口部２が、直線部Ａのコイル長手方向の長さＣ１が14.0mmであり、開口部２の幅ｂ１が5.0mmであるエナメル線を巻回した額縁状コイルを用いた。単位磁石４ａ〜４ｄとして、幅ｂ３が開口部２の幅ｂ１と等しく、コイル長手方向の長さｃ２が、9.0mmであり、高さ12.0mmである、材質がネオジウムからなる磁石を用いた。ヨーク５として、ハルバッハ配列型磁石体４の上面を全て覆い、厚みが5.0mmである、S15Cからなるヨークを用いた。
【００３７】
電磁超音波センサーを、チタン平板試験体（TP340H、寸法：60.0mm×200mm×2.0mmt）の圧延方向と直線部の幅方向とが平行になるように平板試験体上に配置し、この配置した部位について、電磁超音波送受信器（RITEC社製の「RAM-5000」）で、バースト波の時間幅80μｓ、測定周波数間隔（分解能）4.5ｋＨｚとし、周波数１〜１０ＭＨｚ間で掃引して共鳴スペクトルを得た。その結果を図４（ａ）に示す。
また、電磁超音波センサーを図２（ａ）に示す配置とした他は実施例１と同様にして、共鳴スペクトルを得た。その結果を図４（ａ）に示す。電磁超音波センサーを図２（ｂ）に示す配置とした場合、図２（ｃ）に示す配置とした場合についても同様に共鳴スペクトルを得、それぞれの結果を図４（ｂ）、（ｃ）に示す。
【００３８】
（比較例１）
電磁超音波センサー１の代わりに、下記の縦波横波垂直入射型電磁超音波センサーを用いた他は実施例１と同様にして、共鳴スペクトルを得た。その結果を図４（ｂ）に示す。
【００３９】
なお、縦波横波垂直入射型電磁超音波センサーは、図７（ａ）に示す構成のものを用いた。コイル５２として、直径が20.0mmで、厚みが0.3mmであるエナメル線を巻回した円形状コイルを用いた。永久磁石５１として、直径が15.0mmで、高さが10.0mmである、材質がネオジウムからなる円柱形磁石を用いた。
【００４０】
図４に示すように、比較例１では、縦波超音波の共鳴周波数、平板試験体の圧延方向の横波超音波（横波１）の共鳴周波数およびこの方向に対して垂直な方向の横波超音波（横波２）の共鳴周波数を検出したのに対して、実施例１では、縦波超音波の共鳴周波数および平板試験体の横波１の共鳴周波数のみを検出した。さらに、比較例１に比べて実施例１の横波１の共鳴スペクトルのピークが高かった。
また、図５（ａ）に示すように、図２（ａ）に示す配置の電磁超音波センサーを用いると、縦波超音波のみの共鳴スペクトルが得られた。図５（ｂ）に示すように、図２（ｂ）に示す配置の電磁超音波センサーを用いると、平板試験体の圧延方向の横波波超音波のみの共鳴スペクトルが得られた。図５（ｃ）に示すように、図２（ｃ）に示す配置の電磁超音波センサーを用いても、縦波超音波および平板試験体の圧延方向の横波波超音波の共鳴スペクトルが得られた。
【００４１】
（実施例２）
SUS329J4Lに代表される二相ステンレス鋼は強度や耐食性に優れるため、高い耐食性が要求される多くの機器に使用されている。しかしながら、二相ステンレス鋼は300〜550℃での熱時効によって脆化するという欠点を持ち、実機においても熱時効による脆化が問題となっている。そこで、二相ステンレス鋼（SUS329J4L）平板を熱処理して人工的に475℃脆化を生じさせ、電磁超音波共鳴法による脆化程度の評価が可能であるか検討を行った。
尚、脆化度合いは、475℃脆化を生じさせた二相ステンレス鋼平板をサブサイズシャルピー衝撃試験片（Vノッチ、55 mm×7.5 mm×10 mmt）に加工し、これを用いた室温でのシャルピー衝撃試験によって定量的に計測した。また、縦波の音速と横波の音速は、475℃脆化を生じさせた二相ステンレス鋼平板（100 mm×90 mm×9.0 mmt）について、実施例１で用いた電磁超音波センサー１を用いて、実施例1と同様にして計測した。その結果を図６に示す。この結果、SUS329J4Lの475℃脆化でも本手法が有効であることが確認された。
【符号の説明】
【００４２】
１、５４、５７  電磁超音波センサー
２  開口部
３  額縁状コイル
４  ハルバッハ配列型磁石体
５  ヨーク
６  被測定物
７  渦電流
５１、５５  永久磁石
５２、５６  コイル
【図１】
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【図２】
2015040746.tif 000004
【図３】
2015040746.tif 000005
【図４】
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【図５】
2015040746.tif 000007
【図６】
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【図７】
2015040746.tif 000009
【図８】
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