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。

许多研究都使用 SQUID 进行无损检测，以在不拆卸零件的情况下检查飞机等多层结构内部的缺陷，但大多数研究都是在磁屏蔽室中进行的。由于无损检测本质上是为了在现场使用，因此有必要在磁噪声环境中进行操作。在这项研究中，我们使用高温超导SQUID对磁屏蔽外的铝合金多层结构进行了涡流测试。无损检测设备由低温容器中的高温超导SQUID和抑制磁噪声的二维扫描装置组成。 SQUID 元件水平安装在液氮低温容器的底部，该容器是为运行高温超导 SQUID 而购买的。容器内的SQUID周围安装有圆柱形屏蔽罩，以防止高频噪声，但屏蔽罩内也有狭缝，以免干扰涡流磁场。直径为50毫米、匝数为5匝的双D线圈直接安装在容器下方，以在测试样品中感应涡流。这种无损检测装置被安装在磁屏蔽之外的正常实验室环境中，那里有计算机和电源线等噪声源，并进行了测量。检查样品由航空铝合金（JISH4000A110P-H14）制成，在10毫米厚的样品中心开有0.2毫米宽的槽以模拟缺陷，并在顶部层叠1毫米的铝合金板以形成缺陷。多层结构等。 70Hz、10mA交流电通过双D线圈产生涡流磁场，样品表面磁场强度为5μT。基于70Hz的涡流磁场对SQUID的输出信号进行锁定检测，得到检测磁场信号，检测到^^+__-50nT的磁场。以每秒 3.3 毫米的速度扫描检查样品，获得二维扫描图像，并可以检测到缺陷。如上所述，我们能够在磁屏蔽之外的正常磁噪声环境中使用高温超导SQUID进行无损检测。