磁気光学センサを用いた遠隔光探傷法に関する研究

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10650069
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: MINKOV DORIAN 東北大学, 大学院工学研究科, 助教授 (30291264)
• 研究分担者: 中島 美樹子 東北大学, 大学院工学研究科, 講師 (80005488) ; 庄子 哲雄 東北大学, 大学院工学研究科, 教授 (80091700)
• キーワード: 磁気光学センサ / 遠隔探傷 / 強磁性体 / 常磁性体 / 漏洩磁束 / ファラデー効果 / 非破壊検査 / 磁気探傷試験

研究概要

磁気センサを用いた光探傷システムを開発した。本システムは次のような特徴を有している。 1)検出部と光源・光学系でのきず情報(画像と光量データ)は、データ伝送における電気的なノイズの影響が無視できる。2)偏光顕微鏡を用いた磁気光学探傷法及び磁気光学渦流探傷法では困難であった漏洩磁束分布の定量化が可能である。3)これまでの磁気光学探傷法では不可能であったきずの画像データと漏洩磁束に関する情報の同時測定が可能であり、きずの定量的な評価及び測定時間の短縮と測定精度の向上が期待できる。
MOセンサーの磁壁による影響、即ちファラデー効果と光透過性、そしてレーザ光の回折を用いることにより、磁気光学センサを用いた遠隔光探傷システムを開発した。溝きずを有する試験片に適用した場合、画像データはきず検出に有効であり、さらに光量データはきずの深さ評価に有用である。
新しく開発した光探傷システムと誘導面電流による励磁方法を組合せた常磁性構造物の非破壊検査法を提案した。この方法は従来の磁気光学渦流探傷法では困難であった欠陥の定量化の可能性が示されており、板状試験片に導入した切欠き欠陥(SUS304)と疲労き裂(Al2024)を対象にした実験で、その有効性を検証した。
3次元表面きずの逆解析手法を確立した。本逆解析手法はきずの長さ方向に直角の試験片表面上での漏洩磁束密度の分布を測定し、未知数を含む理論値との誤差を最小にすることにより未知数を推定することが可能である。また、最小限の測定点数で得られた実験値を用いることにより、未知数を推定する逆解析過程を最小限に押さえることが可能である。
平成11年度には常磁性材料の配管内部に存在する腐食き裂を計測・評価するシステムを開発する予定である。

研究成果

• [文献書誌] D.Minkov: "Method for Sizing of 3-D Surface Breaking Flaws by Leakage Flux" NDT & E International. 31・5. 317-324 (1998)
• [文献書誌] 李 鎮伊: "磁気光学損傷計測システムによる常磁性材料構造物の非破壊検査に関する基礎研究" 日本AEM学会誌. 6・4. 337-342 (1998)
• [文献書誌] J.Lee: "Application of Magneto-Optical Method for Inspection of the Internal Surface of a Tube" Electromagnetic Nondestructive Evaluation (II). 49-57 (1998)
• [文献書誌] D.Minkov: "Sizing of 3-D Surface Cracks,Using Leakage Field" Electromagnetic Nondestrnctive Evaluation (II). 271-279 (1998)
• [文献書誌] 李 鎮伊: "磁気光学素子を用いた新しい非破壊探傷" 日本機械学会論文集(A編). 64・619. 825-830 (1998)
• [文献書誌] D.Minkov: "Sizing of 3-D Surface Cracks with Complex Cross-Sections and Different Orientatins Using Leakage Field" 7th European Conference on Non-Destructive Testing, Copenhagen, 26-29 May, 1998. 2944-2950 (1998)
• [文献書誌] D.Minkov: "Sizing of 3-D Surface Cracks by Using Hall Element Probe" Proc. of the 4th International Workshop on Electromagnetic Non-Destructive Evaluation, Chatou, Frace, 17-18 Sept., 1998. 74-75 (1998)
• [文献書誌] D.Minkov: "An Improved Method for Sizint of 3-D Surface Cracks Using Leakage Field" Proc. of the ASNT Fall Conference and Quality Testing Show, Nashville, Tennessee, 19-23 Oct., 1998. 180-182 (1998)
• [文献書誌] D.Minkov: "Sizing of 3-D Surface Breaking Flawa from the Distribution of Leakage Field" Proc. of the Eighth Int. Symposium on Nondestructive Characterization of Materials, 15-20 June, 1997, Boulder, Colorado, 1998. 787-792 (1998)
• [文献書誌] J.Lee: "Development of Quantitative NDE by means of Magneto-Optical Inspection System" JSAEM Studies in Applied Electromagnetics. 181-186 (1998)
• [文献書誌] 李 鎮伊: "磁気光学効果を用いた非破壊損傷計測システムの開発に関する研究(第1報-損傷計測システムの開発)" 非破壊検査. 48・3(in press). (1999)
• [文献書誌] 李 鎮伊: "磁気光学効果を用いた非破壊損傷計測システムの開発に関する研究(第2報-新しいシステムによる遠隔探傷)" 非破壊検査. 48・4(in press). (1999)