(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体に弾性波を伝搬させると共に反射させて磁性体中に弾性波の定在波を形成して振動磁界を発生させ、
この振動磁界の磁束に鎖交するコイルによって定在波の節毎の誘導起電力を測定し、
磁化曲線と磁気歪み曲線から求めた誘導起電力と実効磁界の関係から磁性体中の実効磁界分布を求めることを特徴とする、実効磁界分布の測定方法。
【請求項２】
前記弾性波の定在波による振動磁界は、定在波により磁性体が圧縮及び伸長し、この圧縮及び伸長による逆磁歪効果によって発生する振動磁界であることを特徴とする、請求項１に記載の実効磁界分布の測定方法。
【請求項３】
記誘導起電力の測定は、前記磁性体を取り巻くコイルを前記定在波の各節に移動してこのコイルに誘導される誘導起電力により行うことを特徴とする、請求項１記載の実効磁界分布の測定方法。
【請求項４】
前記磁化曲線は、前記磁性体と同一の材料で予め測定した、実効磁界と磁化との関係を表す曲線であることを特徴とする、請求項１に記載の実効磁界分布の測定方法。
【請求項５】
前記磁気歪み曲線は、前記磁性体と同一の材料で予め測定した、実効磁界と磁気歪み量との関係を表す曲線であることを特徴とする、請求項１に記載の実効磁界分布の測定方法。
【請求項６】
前記磁化曲線と磁気歪み曲線から誘導起電力と実効磁界の関係を求める方法は、磁化曲線及び磁気歪み曲線から求める実効磁界毎の磁化及び磁気弾性エネルギーとに基づいて、異方性磁界を求めることを特徴とする、請求項１に記載の実効磁界分布の測定方法。
【請求項７】
磁性体に弾性波を伝搬させると共に反射させて磁性体中に弾性波の定在波を形成して振動磁界を発生させ、
この振動磁界の磁束に鎖交するコイルによって定在波の節の誘導起電力を測定し、
上記定在波の位相と上記節の誘導起電力との位相を比較し、
上記磁性体の磁気歪み定数の符号、または、上記節における応力の符号を測定することを特徴とする、磁性体定数の測定方法。
【請求項８】
磁性体に弾性波を伝搬させると共に反射させて磁性体中に弾性波の定在波を形成して振動磁界を発生させ、
上記磁性体に上記弾性波の進行方向に磁界を印加し、
上記振動磁界の磁束に鎖交するコイルによって定在波の節の誘導起電力を上記印加磁界の強度を変化させて測定し、
上記誘導起電力と上記印加磁界強度との関係から、磁性体の残留歪みを測定することを特徴とする、磁性体の残留歪みの測定方法。
【請求項９】
前記誘導起電力を測定する位置は、前記磁性体に印加する磁界に基づく反磁界が無視できる上記磁性体上の位置であることを特徴とする、請求項８に記載の磁性体の残留歪みの測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、磁性体中に振動磁界を発生させ、実効磁界分布、磁性体定数及び磁性体の残留歪みをそれぞれ測定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁性体は一般に導電性を有しており、導電性を有する材料中には、いわゆる表皮効果により、高周波電磁界、すなわち振動電磁界が進入できないことは良く知られている。このため、従来は、磁性体中に時間的に振動する磁界、すなわち振動磁界を生起する方法は無いとされ、また、それ故、磁性体中の振動磁界の有効利用方法も知られていなかった。
本発明は、磁性体中に振動磁界を生起する方法を提供し、また、この方法によって生起した振動磁界の利用方法を提供するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
磁束流路を必要とする構造物、例えば、発電機、変電機、あるいは磁気音響変換器等の磁性体構造物においては、所望の性能を実現するために、磁性体の形状に基づく反磁界の大きさを見積もることが必要である。反磁界は、磁性体を磁化したときに、磁性体端面に現れる磁極によって印加外部磁界と反対方向に働く磁界のことであり、反磁界は磁性体の形状によって定まる。しかしながら、計算によって正確に求めることができるのは磁性体の形状が回転楕円体の場合、平板状の板、あるいは球といった特殊な形状の場合のみであり、任意形状の磁性体の反磁界は計算によって求めることができない。このため、任意形状の磁性体の場合には、印加磁界から反磁界を差し引いた磁界、すなわち、実効磁界が正確にわからない。また、実験により磁性体の最適形状を決定する場合には、磁性体に微小な空洞を穿って実効磁界を測定せざるを得ず、容易ではなかった。
このため、従来は、設計通りの実効磁界が得られる磁性体構造を設計することが難しいと言った課題があった。
【０００４】
また、従来は、磁性体材料の磁気歪み定数の符号、あるいは応力符号等の磁性体定数を測定するには、磁性体を反磁界係数が既知の特殊な形状に加工しなければならなかった。このため、磁性体材料の品質検査に、磁性体定数の測定を必要とするような場合に、検査コストが高くなると言った課題があった。
【０００５】
また、強磁性体材料の磁気特性は、強磁性体に残留している機械的歪み、すなわち残留歪みに影響されることは良く知られている。このため、強磁性体材料の研究開発等においては、焼鈍した強磁性体材料の磁気特性を、機械的歪みの無い材料自身の磁気特性としている。しかしながら、焼鈍によって必ずしも残留歪みが零にはならない。このため、残留歪みの有無、及び残留歪みと磁気特性の関係を測定する方法が求められている。
また、建材などに使用する鉄鋼などの強磁性材料は残留歪みの大きさにより強度に差がでてくる。そのため、建材を安全に使用するために、建材の持つ残留歪みを測定する手段が求められている。
【０００６】
上記課題に鑑み本発明は、磁性体内部に振動磁界を生起する方法を提案し、この方法を用いた、磁性体内部の実効磁界の測定方法と、磁性体定数の測定方法と、磁性体の残留歪みを測定する方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では、磁性体に弾性波を伝搬させ、弾性波による逆磁歪効果により磁性体の内部に振動磁界を発生させる手法を用いる。この手法によれば、磁性体内部を伝搬する弾性波の振幅に応じて磁性体が圧縮及び伸長され、圧縮及び伸長に応じて方向の異なる磁界、すなわち、逆磁歪効果による異方性磁界が発生し、弾性波の伝搬に伴って異方性磁界が振動するから、磁性体内部に振動磁界を発生させることができる。
【０００８】
本発明の実効磁界分布の測定方法は、磁性体に弾性波を伝搬させると共に反射させて磁性体中に弾性波の定在波を形成して振動磁界を発生させ、振動磁界の磁束に鎖交するコイルによって定在波の節毎の誘導起電力を測定し、磁化曲線と磁気歪み曲線から求めた誘導起電力と実効磁界の関係から磁性体中の実効磁界分布を求めることを特徴とする。
前記弾性波の定在波による振動磁界は、定在波により磁性体が圧縮及び伸長し、圧縮及び伸長による逆磁歪効果によって発生する振動磁界であることを特徴とする。
また、誘導起電力の測定は、磁性体を取り巻くコイルを前記定在波の各節に移動してこのコイルに誘導される誘導起電力を測定することを特徴とする。
また、磁化曲線は、磁性体と同一の材料で予め測定した、実効磁界と磁化との関係を表す曲線であることを特徴とする。
また、磁気歪み曲線は、磁性体と同一の材料で予め測定した、実効磁界と磁気歪み量との関係を表す曲線であることを特徴とする。
また、磁化曲線と磁気歪み曲線から誘導起電力と実効磁界の関係を求める方法は、磁化曲線及び磁気歪み曲線とから求める実効磁界毎の磁化及び磁気弾性エネルギーとに基づいて、異方性磁界を求めることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、定在波を形成するから、弾性波の磁性体中の減衰に関わらず、磁性体内の部位によらず同等の弾性歪みを与えることができる。
また、弾性波の定在波を印加するから、逆磁歪効果による異方性磁界が発生し、定在波の周波数で振動磁界が発生する。
磁性体を取り巻くコイルに誘導される誘導起電力は、振動磁界振幅、すなわち、異方性磁界に比例するから、誘導起電力を測定すれば異方性磁界がわかり、また、定在波は進行しないので、測定される誘導起電力は、実効磁界の勾配に基づく起電力を含まない。
また、磁化曲線と磁気歪み曲線は、反磁界係数が既知の形状で測定するから実効磁界と磁化、及び、実効磁化と磁気歪み量の関係が正確にわかる。
さらに、磁化曲線と磁気歪み曲線とから、実効磁界毎の異方性磁界がわかり、誘導起電力は振動磁界振幅、すなわち異方性磁界に比例するから、誘導起電力から実効磁界がわかる。
このようにして、本発明によれば、任意形状の実効磁界分布を測定することができる。
【００１０】
また、本発明の磁性体定数の測定方法は、磁性体に弾性波を伝搬させると共に反射させて磁性体中に弾性波の定在波を形成して振動磁界を発生させ、振動磁界の磁束に鎖交するコイルによって定在波の節の誘導起電力を測定し、定在波の位相と節の誘導起電力との位相を比較し、磁性体の磁気歪み定数の符号、または、節における応力の符号を測定することを特徴とする。
この構成によれば、非破壊で磁性体定数の測定ができるので、磁性体材料の品質検査等に使用すれば、検査コストを低くすることができる。
【００１１】
また、本発明の磁性体の残留歪みの測定方法は、磁性体に弾性波を伝搬させると共に反射させて磁性体中に弾性波の定在波を形成して振動磁界を発生させ、磁性体に弾性波の進行方向に磁界を印加し、振動磁界の磁束に鎖交するコイルによって定在波の節の誘導起電力を印加磁界の強度を変化させて測定し、誘導起電力と印加磁界強度との関係から、磁性体の残留歪みを測定することを特徴とする。
誘導起電力を測定する位置は、磁性体に印加する磁界に基づく反磁界が無視できる磁性体上の位置であることが好ましい。
この構成によれば、残留歪みの大きさによって、誘導起電力と印加磁界強度との関係、すなわち、誘導起電力のピークの大きさ及びピークの生じる印加磁界強度が異なるので、残留歪みの大きさを測定することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
磁気歪みは可逆現象と考えられ、応力σの印加によって磁性体の応力場には次式で示される磁気弾性エネルギーＫe が発生する（文献Ｐｈｙｓｉｃｓ  ｏｆ  Ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｚｍ，２ｎｄ  ｅｄｉｔｉｏｎ，ｐ．３７７，Ｏｘｆｏｒｄ，１９９７参照）。この効果は逆磁歪効果と呼ばれ、等方性磁性体の場合には次式で表される。
Ｋe ＝−（３／２）λσｃｏｓ2 φ                  （１）
ここで、λは磁気歪み量、φは応力σと磁化Ｉとのなす角である。さらに上式は、Ｅをヤング率として、フックの法則σ＝Ｅλにより、次式となる。
Ｋe ＝−（３／２）Ｅλ2 ｃｏｓ2 φ                （２）
また、Ｋe は次式に示す異方性磁界Ｈe と等価である（上記文献参照）。
Ｈe ＝２Ｋe ／Ｉ                                  （３）
異方性磁界Ｈe の方向は、（１）または（２）式の磁気弾性エネルギーＫe が最小になる方向であり、単位体積当たりの磁気モーメント、すなわち、磁化Ｉは、Ｋe が最小になる方向に回転する。
【００１３】
図１は本発明の磁性体中に振動磁界を発生させる方法の原理を示す図である。図において、磁性体１０の一端１１に弾性波発生器１２が配置され、磁性体１０の他端１３には弾性波１４を吸収する吸収体１５が配置されている。図中の矢印は磁性体１０の磁気モーメント１６を表しており、概略バイアス磁界ＨDCの方向を向いている。
【００１４】
弾性波発生器１２から弾性波１４を発生させると、弾性波１４は磁性体中を伝搬する。図において１４ａは、伝搬する弾性波の張力部分を示し、１４ｂは圧力部分を示している。
応力σが正の場合（張力が働いて伸びている状態の応力）に磁気歪み量が正となる磁性体（逆磁歪効果による磁界が増える磁性体）、すなわち磁気歪み定数が正の磁性体の場合には、上記（１）式より、磁気弾性エネルギーＫe が最小となる応力σと磁気モーメント１６とのなす角φは、φ＝０，またはπであるから、図１の１４ａに示したように、磁気モーメント１６は弾性波の伝搬方向に平行となる。同様に、応力σが負の場合（圧力が働いて縮んでいる状態の応力）に磁気弾性エネルギーＫe が最小となる角φは、φ＝π／２，または３π／２であるから、図１の１４ｂに示したように、磁気モーメント１６は弾性波の伝搬方向に垂直になる。弾性波１４は伝搬するから、磁性体１０の一点において磁気モーメント１６が平行及び垂直方向に時間的に振動することになり、磁性体中に振動磁界を発生させることができる。
また、磁気歪み定数が負の磁性体の場合には、応力σが負の部位の磁気モーメントは平行になり、応力が正の部位の磁気モーメントは垂直になる。
【００１５】
図１において、１７は磁性体１０の一点に固定した、磁性体を取り巻いて形成したコイルであり、弾性波１４の伝搬に伴って、逆磁歪効果による振動磁界が発生し、この振動磁束がコイル１７に鎖交するので誘導起電力が発生し、磁性体中に発生した振動磁界振幅、すなわち、異方性磁界Ｈe を測定することができる。すなわち、誘導起電力は、上記（３）式に示した異方性磁界Ｈe と弾性波の周波数に比例するから、測定した誘導起電力と弾性波の周波数とから異方性磁界Ｈe を知ることができる。
【００１６】
図２は、磁性体の磁気歪み曲線、磁化曲線及び磁気歪み曲線と磁化曲線から求めた誘導起電力曲線を示す図である。図において横軸は実効磁界Ｈeff であり、左側の縦軸は磁気歪み量λ及び磁化Ｉであり、右側の縦軸は誘導起電力ｅｍｆである。なお、誘導起電力ｅｍｆは図１の構成で測定される誘導起電力である。磁化曲線２１、磁気歪み曲線２２は磁性体材料によって定まり、反磁界係数の既知の形状に磁性体を加工し、あらかじめ測定することができる。例えば、磁気歪み曲線はストレンゲージ法で測定できる。
あらかじめ測定した磁化曲線２１及び磁気歪み曲線２２の、実効磁界Ｈeff 毎の磁化Ｉ及び磁気歪み量λを前記（２）及び（３）式に代入することによって、それぞれの実効磁界Ｈeff における異方性磁界Ｈe が求まる。誘導起電力は、この異方性磁界Ｈe と弾性波の周波数ωに比例するから、実効磁界Ｈeff 毎の誘導起電力がわかり、誘導起電力曲線２３が求まる。
【００１７】
このように、測定した誘導起電力から、誘導起電力曲線２３を用いて磁性体１０の実効磁界Ｈeff がわかるので、コイル１７を弾性波１４の伝搬軸に沿って磁性体１０の各部位に移動し誘導起電力を測定すれば、磁性体１０の実効磁界分布が求められる。しかしながらこの方法では以下に説明するような問題がある。
【００１８】
第１には、弾性波は伝搬に伴い減衰し、磁性体の各部位に同等の応力を印加することができない。
第２には、誘導起電力には、磁束の時間変化に基づく起電力以外に、磁場勾配中を磁界源が動くことに基づく起電力が加算され、磁束の時間変化に基づく起電力のみを測定できない。
【００１９】
すなわち、コイルに誘導される起電力ｅは、Φをコイルに鎖交する磁束、ｔを時間、ｘを位置座標、ｖをコイル中を振動磁界が通過する速度とすると、
ｅ＝−（∂Φ／∂ｔ）−（∂Φ／∂ｘ）・ｖ              （４）
で表される。磁性体に外部磁界を印加すると、磁性体端面に磁極が発生し、反磁界効果によって磁性体端面近傍では磁束勾配（∂Φ／∂ｘ）が存在し、この磁束勾配（∂Φ／∂ｘ）が未知であるため、起電力ｅから磁束Φを求めることができず、従って、磁性体端面近傍では正確な実効磁界が求められない。
この問題を解決し、磁性体の実効磁界分布を求める方法を次に説明する。
【００２０】
図３は、本発明の実効磁界分布の測定方法の原理を示す図である。
図３（ａ）は、測定系の構成を示し、磁性体１０の一端１１には弾性波発生器１２が配置され、磁性体１０の他端１３には先端が針状の機械的固定端３０が取り付けられている。図中、符号３１は弾性波発生器１２によって発生した入射弾性波を表し、符号３２は磁性体の他端１３で反射した反射弾性波を表している。
この構成によれば、磁性体１０の一端１１及び他端１３は弾性波の自由端として働き、一端１１及び他端１３が腹となる定在波が形成される。コイル１７は磁性体１０を取り巻いて構成されており、コイル１７を弾性波の進行軸に沿って移動し、磁性体１０中に生じた複数の定在波の節に発生する逆磁歪効果による磁界に基づく誘導起電力を測定する。
【００２１】
図３（ｂ）は、図３（ａ）の構成において形成される定在波を模式的に示したものであり、縦線３３は原子面を表し、縦線３３の密度が大きい部位は、定在波から圧縮力を受け磁性体１０が縮んでいることを表し、縦線３３の密度が小さい部位は、定在波から張力を受け磁性体が伸びていることを表す。定在波の腹に位置する原子は、一斉に同一方向に変位するため応力は生じない。図３（ｂ）にＣ．Ｎ．（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｎｏｄｅ）及びＴ．Ｎ．（ｔｅｎｓｉｌｅ  ｎｏｄｅ）で示すように、磁性体が圧縮される節（Ｃ．Ｎ．）と引っ張られる節（Ｔ．Ｎ．）が交互に並ぶ。
図３（ｃ）は定在波によって発生する応力σの磁性体１０中の分布を示したものであり、正の領域は圧縮応力、負の領域は引張応力を表す。
図に示すように、定在波は入射波３１と反射波３２が合成されて形成されるから、弾性波の伝搬に伴う磁性体中の減衰によらずに、磁性体中の全ての部位で同等の応力を発生させることができる。
さらに、コイルに誘導される起電力ｅは、前記式（４）で表されるが、本発明では定在波を用いるので、コイル１７中を振動磁界が通過する速度ｖが零であり、磁束勾配（∂Φ／∂ｘ）に影響されずに、磁束の時間変化（∂Φ／∂ｔ）に基づく起電力のみを測定できる。
このように本発明によれば、実効磁界分布を反磁界に影響されずに測定することができる。
【００２２】
次に、測定手順を説明する。
被測定磁性体と同一材料を用いて測定した磁化曲線と磁気歪み曲線とから、前記式（２）及び（３）を用いて誘導起電力曲線を求める。
次に、図３に示した構成で、適当なバイアス磁界ＨDCを印加し、弾性波発生器１２で弾性波を励起して定在波を形成し、コイル１７で定在波の各節毎の誘導起電力を測定する。
次に、測定した各節毎の誘導起電力と上記の誘導起電力曲線を用いて磁性体の実効磁界分布を求める。
【００２３】
次に、実施例を示す。
長さ１００ｍｍのニッケル棒を被測定磁性体とし、図３に示した構成で測定した。弾性波の周波数は４０７ｋＨｚであり、伝搬速度は４７６２ｍ／ｓ、波長は１１．７ｍｍであった。測定に用いたコイルは直径５ｍｍ、幅２ｍｍ、巻き数は２００である。
図４は、本発明の方法によって測定した誘導起電力の分布を示す図である。図において横軸は、弾性波発生器を取り付けた側の磁性体の端面を基準とした磁性体の位置を表す。縦軸は誘導起電力ｅｍｆを表し、図の●（黒丸）は定在波の節の誘導起電力ｅｍｆの測定値である。
【００２４】
図５はニッケル材料の磁化曲線と磁気歪み曲線と、磁化曲線と磁気歪み曲線から求めた誘導起電力曲線を示す図である。磁化曲線（Ｂ−Ｈeff ）は、ニッケル棒と同一のニッケル材料からなる枠型試料を用いて測定した。磁束密度Ｂは磁化Ｉと等価である。
磁気歪み曲線（λ−Ｈeff ）は、ニッケル棒と同一のニッケル材料からなるニッケル円盤（Φ１０×ｔ０．５）を使用して測定した。円盤の場合には反磁界係数が既知であり、印加磁界を反磁界係数で補正して実効磁界を求めた。
誘導起電力曲線（ｅｍｆ−Ｈeff ）は、上記に説明したように、磁化曲線（Ｂ−Ｈeff ）と磁気歪み曲線（λ−Ｈeff ）より、前記式（２）、前記式（３）及び弾性波の周波数ωを用いて計算により求めた。
【００２５】
図６は、誘導起電力分布の測定値から誘導起電力曲線を用いて求めた実効磁界分布を示す図である。図において横軸は、誘導起電力の測定のために配置したコイルの磁性体上の位置を示す。縦軸は磁性体中の実効磁界を示す。
○（白丸）は、測定した誘導起電力ｅｍｆに対応する実効磁界Ｈeff を、上記の誘導起電力曲線から求めたものである。印加外部磁界Ｈexから実効磁界Ｈeff を引いた磁界は反磁界Ｈdemag に相当する。図からわかるように、ニッケル棒の両端付近では反磁界効果が大きいことがわかる。
このようにして、磁性体中の実効磁界分布を求めることができる。
【００２６】
次に、本発明の磁性体定数の測定方法を説明する。
図３に示した構成で測定を行い、定在波の位相と、節の誘導起電力を時間軸上で観測する。定在波の振幅が正に振れた時に誘導起電力が正、あるいは負のどちらに振れるかを観測することによって、被測定磁性体の磁気歪み定数の符号がわかる。また、被測定磁性体の節における応力の符号、すなわち、圧力か張力かを判定できる。
図７は、定在波の位相と誘導起電力の位相を比較した図である。図において、横軸は時間軸を示し、縦軸は定在波及び誘導起電力の振幅を示す。（ａ）は定在波を示し、（ｂ），（ｃ）は節の誘導起電力を示している。この例では、（ｂ）の節は定在波の振幅が正に振れたときに、正の誘導起電力を示すことから、磁気歪み定数は正であり、（ｃ）の場合には負の誘導起電力を示すことから磁気歪み定数は負である。また、応力符号についても同様である。
このように、本発明によれば、非破壊で容易に磁性体定数を測定することができる。
【００２７】
次に、本発明の磁性体の残留歪みの測定方法を説明する。
この方法は、図３と同様な測定系で測定する。
残留歪みを有する磁性体１０に外部磁界ＨDCを印加し、外部磁界ＨDCを変化させながらコイル１７によって逆磁歪効果によって発生する誘導起電力（ｅｍｆ）を測定し、外部磁界ＨDCに対する誘導起電力曲線を求める。磁性体１０は反磁界効果が無視できる程度に十分長くし、コイル１７は磁性体１０のほぼ中心に配置して測定する。
このようにして測定すれば外部磁界ＨDCが実効磁界Ｈeff に等しいので、測定した誘導起電力曲線は、図２で説明したように磁性体の磁性特性のみを反映した誘導起電力曲線となる。
図２を用いて説明したように、磁性体の磁化曲線と磁気歪み曲線から誘導起電力曲線が求められるから、磁化曲線と磁気歪み曲線から求めた誘導起電力曲線と測定した誘導起電力曲線を比較することによって、残留歪みが磁気特性に与える効果を定量的に求めることができる。
また、残留歪みが既知、かつ、残留歪みの大きさが異なる複数の磁性体を用いて誘導起電力曲線を測定しておき、この誘導起電力曲線と測定した誘導起電力曲線を比較すれば、被測定磁性体の残留歪みの大きさを推定することができる。
従って、建材などに使用する鉄鋼などの残留歪み検査等に用いることができ、建材を使用する構造物の安全性を確保することができる。
また上記説明では、反磁界効果が無視できる磁性体の中心位置で誘導起電力曲線を求める方法を説明したが、もちろん、反磁界係数が既知の場合には、任意の位置で測定し、反磁界係数で補正して求めても良い。
【００２８】
次に、実施例を説明する。
長さ１００ｍｍ、直径５ｍｍの４５パーマロイ棒を用いて残留歪みと誘導起電力曲線の関係を測定した。
図８は実験に用いた４５パーマロイ棒の残留歪みと誘導起電力曲線の関係を示す図であり、（ａ）は４５パーマロイ棒の残留歪みと応力の関係を示すグラフ、（ｂ）は種々の大きさの残留歪みを有する磁性体それぞれの誘導起電力曲線を示すグラフである。
図８（ａ）に示すように、同一製造ロットで製造した４５パーマロイ棒を焼鈍し、所定の力を印加して残留歪み０．３％、残留歪み４％を有する試料を作製した。図８（ｂ）は、製造後の、未処理試料（□）、焼鈍試料（○）、０．３％残留歪み試料（×）、及び４％残留歪み試料（△）、それぞれの誘導起電力曲線を示している。
図から明らかなように、残留歪みが大きいほどピーク位置が高磁界側に移動し、ピーク強度も大きくなっており、残留歪みの大きさに応じて誘導起電力曲線のピーク位置、及びピーク強度が敏感に変化することが判る。また、理論的に予測される残留歪みと磁気特性の関係によく一致している。
【００２９】
なお、上記説明では、振動磁界の測定手段として、磁性体を取り巻くコイルを用いて説明したが、もちろん、これに限らず、磁束変化を検出できる周知のトランスデューサーを使用しても良いことは明らかである。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明によれば磁性体内部に振動磁界を生起することができ、この方法と定在波法を組み合わせた本発明の方法によれば磁性体内部の実効磁界分布を測定することができ、また、残留歪みと磁気特性の関係を測定することができる。また、非破壊で容易に磁性体定数の測定ができ、さらに、磁性体の残留歪みを測定することも可能である。
従って、本発明法を磁束流路を必要とする機器の設計、生産、及び、残留歪みと磁気特性の研究に使用すれば極めて有用であり、また、磁性体材料、磁性体から成る建材の検査に使用すれば極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁性体中に振動磁界を発生させる方法の原理を示す図である。
【図２】磁性体の磁気歪み曲線、磁化曲線、及び磁気歪み曲線と磁化曲線から求めた誘導起電力曲線を示す図である。
【図３】本発明の実効磁界分布の測定方法の原理を示す図である。
【図４】本発明法によって測定したニッケル棒の誘導起電力の分布を示す図である。
【図５】ニッケル材料の磁化曲線と磁気歪み曲線と、磁化曲線と磁気歪み曲線から求めた誘導起電力曲線を示す図である。
【図６】ニッケル棒の誘導起電力分布の測定値から誘導起電力曲線を用いて求めた実効磁界分布を示す図である。
【図７】定在波の位相と誘導起電力の位相を比較した図である。
【図８】実験に用いた４５パーマロイ棒の残留歪みと誘導起電力曲線の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０    磁性体
１１    一端面アクチュエータ部
１２    弾性波発生器
１３    他端面
１４    弾性波
１４ａ  弾性波の張力部分
１４ｂ  弾性波の圧力部分
１５    弾性波吸収体
１６    磁気モーメント
１７    コイル
２１    磁化曲線
２２    磁気歪み曲線
２３    誘導起電力曲線
３０    機械的固定端
３１    入射弾性波
３２    反射弾性波
３３    原子面
Ｃ．Ｎ．  圧縮される節
Ｔ．Ｎ．  引っ張られる節
ＨDC、Ｈex    外部磁界
Ｈeff     実効磁界
Ｈdemag   反磁界
Ｂ        磁束密度
λ        歪み
ｅｍｆ    誘導起電力
【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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