ボルテックス制御型超伝導磁気センサーによる非破壊検査

使用涡流控制超导磁传感器进行无损检测

基本信息

批准号：
11129202
负责人：
中根英章
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Muroran Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

航空機などのような多層構造の内部での欠陥を、部品をはずすことなく検査するため非破壊検査にSQUIDを用いる研究が数多くなされているが、その多くは磁気シールドルーム内でなされたものである。非破壊試験は本質的にフィールドでの使用が望まれるため磁気雑音環境化で動作をさせることが必要となる。本研究では高温超伝導SQUIDにより磁気シールド外でアルミニウム合金の多層構造に対する渦電流検査を行った。非破壊検査装置は低温容器内の高温超伝導SQUIDと磁気的雑音の発生を抑えた2次元走査装置で構成される。高温超伝導SQUIDを動作させるため購入した液体窒素用の低温容器の底部にSQUID素子を水平に設置している。容器内のSQUIDの周囲に高周波雑音を防ぐために円筒形シールドを設置しているが、渦電流磁界を乱さないようにスリットを施している。検査試料に渦電流を誘起するために容器の直下に直径50mm、5回巻きのダブルDコイルを設置している。この非破壊検査装置を計算機、電力線などの雑音源のある磁気シールド外の通常の実験室環境に設置して測定を行った。検査試料は航空機用アルミニウム合金(JISH4000A110P-H14)を用い、厚さ10mmの試料の中央に幅0.2mmのスロットを形成し模擬的な欠陥とし、その上に1mmのアルミニウム合金板を重ねて多層構造とした。ダブルDコイルには70Hz、10mAの交流電流を流し、渦電流磁界を発生し、試料表面では5μTの磁界強度となる。SQUIDの出力信号を渦電流磁界の70Hzを基準にロックイン検出して検出磁界信号とし、^^+__-50nTの磁界を検出している。検査試料を毎秒3.3mmで走査して2次元走査像を得て、欠陥を検出することができた。以上のように高温超伝導SQUIDを用いて磁気シールド外の通常の磁気雑音環境において非破壊検査を行うことができた。

已经使用鱿鱼进行了许多研究，以进行非破坏性检查，以检查多层结构内部的缺陷，例如飞机，而无需删除零件，其中大部分是在磁性屏蔽室中进行的。非破坏性测试对于现场使用基本上是可取的，因此有必要在磁噪声环境中进行操作。在这项研究中，使用高温超导鱿鱼对磁性屏蔽层外的铝合金的多层结构进行了涡流检查。非破坏性检查设备由二维扫描装置组成，可抑制低温容器中高温超导鱿鱼的产生和磁噪声。为了操作高温超导鱿鱼，鱿鱼元件水平放置在购买的低温容器的底部，用于液氮。在容器内部的鱿鱼周围安装了圆柱形屏蔽层，以防止高频噪声，但施加缝隙以防止涡流磁场受到干扰。直径为50 mm的双D线圈在容器正下方安装，以诱导测试样品中的涡流。这种非破坏性测试装置安装在磁性屏蔽外的正常实验室环境中，其中存在噪声源，例如计算机和电源线，并进行了测量。测试样品由飞机铝合金（JISH4000A110P-H14）制成，并在10mm厚样品的中心形成0.2mm宽的插槽，使其成为模拟缺陷，并将1毫米铝合金板堆叠在其顶部，以产生多层结构。双D线圈的交替电流为70Hz和10mA，产生涡流磁场，磁场强度在样品表面为5μt。鱿鱼的输出信号用70Hz的涡流磁场锁定，作为形成检测到的磁场信号的参考，并检测到^^+__- 50NT的磁场。以每秒3.3毫米的扫描测试样品获得二维扫描图像，并可以检测到缺陷。如上所述，使用高温超导鱿鱼在磁性屏蔽外的正常磁噪声环境中进行非破坏性测试。