專利名稱：使用squid磁性傳感器的無損檢查設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，用于進(jìn)行試樣的無損檢查。
背景技術(shù)：
在由例如金屬材料或?qū)щ姀?fù)合材料形成的結(jié)構(gòu)的元損檢查領(lǐng)域中，通過感應(yīng)渦電 流來檢測(cè)裂紋的渦電流測(cè)試、使用超聲波的超聲波測(cè)試和使用X射線的X射線測(cè)試已經(jīng)實(shí) 際使用。而且，以經(jīng)提出了使用SQUID(超導(dǎo)量子干涉儀)磁性傳感器的無損檢查方法(見 下面的專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1 JP07-077516A專利文獻(xiàn)2 日本專利No. 315207
發(fā)明內(nèi)容
上述普通的渦電流測(cè)試方法需要感應(yīng)高頻渦電流，以便獲得高靈敏性，這樣，問題 是只能在試樣表面附近的幾十毫米范圍內(nèi)進(jìn)行檢查。而且，它的靈敏性與SQUID磁性傳感 器等相比不充分。此外，盡管普通的超聲波測(cè)試是用于均勻金屬材料的良好檢查方法，但是 不能對(duì)于具有內(nèi)部復(fù)雜結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料進(jìn)行精確測(cè)試，因?yàn)檫@些材料在交界面處反射或散 射超聲波。盡管普通的X射線測(cè)試也是良好的檢查方法，但是它通用性較差，因?yàn)閄射線通 常較麻煩，并需要特殊的設(shè)備和條件(考慮到暴露于X射線)。另一方面，因?yàn)槭褂肧QUID磁性傳感器的無損檢查方法所使用的SQUID磁性傳感 器即使在低頻范圍內(nèi)也有非常高的靈敏性，因此它與渦電流測(cè)試相比能夠檢測(cè)深得多的部 分和更微觀的缺陷。此外，已經(jīng)證明，該方法與超聲波測(cè)試相比更少受到內(nèi)部復(fù)雜結(jié)構(gòu)的影 響，并可用于復(fù)合材料。而且，它與X射線測(cè)試相比危險(xiǎn)性更小，且不需要特殊的設(shè)備和條 件。而且，已經(jīng)提出了一種無損檢查設(shè)備，其中，磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置用于恰好在檢查之前使得細(xì) 長(zhǎng)試樣(例如線性主體)進(jìn)行垂直磁化(見上述專利文獻(xiàn)2)。不過，該設(shè)備均勻磁化細(xì)長(zhǎng) 試樣(例如線性主體)，這并不適用于檢測(cè)混合在電子裝置等中的磁化部件。盡管非常需要特別在絕緣體(例如電子裝置)或在可磁化部件中無損和精確地檢 測(cè)磁性顆粒，但是還沒有提出這樣的無損檢查設(shè)備?？紤]到上述情況，本發(fā)明將提供一種使 用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，它能夠無損和精確地檢測(cè)在絕緣體(例如電子裝置) 或在可磁化部件中的磁性顆粒。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下設(shè)備(1) 一種使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備包括用于水平磁化的磁體，該磁 體沿試樣的縱向方向向試樣施加磁場(chǎng)；檢查單元，試樣設(shè)置在該檢查單元上，該試樣由用于 水平磁化的磁體沿縱向方向進(jìn)行水平磁化；帶傳送器，用于傳送水平磁化的試樣；以及梯 度計(jì)，用于檢測(cè)與作為水平磁化試樣的可磁化部件一起水平磁化的顆粒。(2)根據(jù)⑴的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，其中帶傳送器包括第 一帶傳送器，用作磁化級(jí)，磁場(chǎng)在該磁化級(jí)施加在試樣上；以及第二帶傳送器，該第二帶傳
3送器與第一帶傳送器分開布置，并用作檢查級(jí)，試樣在該檢查級(jí)上進(jìn)行檢查。(3)根據(jù)⑴的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，還包括清潔裝置，用于 在施加磁場(chǎng)后除去粘附在帶傳送器上的外來材料。(4)根據(jù)(1)的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，其中可磁化部件布置 在非磁化部件中。(5)根據(jù)(4)的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，其中非磁化部件是絕 緣部件。(6)根據(jù)(5)的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，其中絕緣部件是陶瓷。(7)根據(jù)(1)的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，其中可磁化部件是導(dǎo) 電箔，該導(dǎo)電箔具有施加在它上面的活性材料。(8)根據(jù)(7)的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，其中導(dǎo)電箔是銅箔或鋁箔。(9)根據(jù)(1)的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，其中顆粒布置在可磁 化部件上或布置在可磁化部件中。(10)根據(jù)(4)的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，其中顆粒布置在非磁 化部件中。(11)根據(jù)(1)的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，其中顆粒是磁性材 料。(12)根據(jù)(11)的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，其中磁性材料是鐵、 鎳、鈷或者包含任意鐵、鎳、鈷的合金。(13)根據(jù)⑴的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，其中用于水平磁化的 磁體是永磁體。(14)根據(jù)(1)的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，其中一維掃描通過使 得水平磁化的試樣沿X方向運(yùn)動(dòng)、同時(shí)梯度計(jì)保持靜止來進(jìn)行。(15)根據(jù)(1)的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，其中通過沿與試樣的 運(yùn)動(dòng)方向垂直的方向布置多個(gè)梯度計(jì)，試樣也沿橫向方向被進(jìn)行檢查。


圖1是使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備的示意圖，示出了本發(fā)明的實(shí)施 例；圖2是示出用于由使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備進(jìn)行一維掃描評(píng)估的試 樣的視圖，示出了本發(fā)明的第一實(shí)施例；圖3是示出在本發(fā)明第一實(shí)施例中試樣的極化狀態(tài)的視圖；圖4是示出在本發(fā)明第一實(shí)施例中試樣的一維掃描的視圖；圖5是示出用于由使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備進(jìn)行一維掃描評(píng)估的試 樣以及一維掃描評(píng)估結(jié)果的視圖，示出了本發(fā)明的第二實(shí)施例；圖6是示出本發(fā)明第二實(shí)施例的特定實(shí)例的視圖；圖7是示出用于由使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備進(jìn)行一維掃描評(píng)估的試 樣以及一維掃描評(píng)估結(jié)果的視圖，示出了本發(fā)明的第三實(shí)施例；
圖8是示出用于由使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備進(jìn)行二維掃描評(píng)估的試 樣的極化狀態(tài)的視圖，示出了本發(fā)明的第四實(shí)施例；圖9是使用SQUID磁性傳感器(梯度計(jì))的無損檢查設(shè)備用于進(jìn)行試樣的二維掃 描(沿X軸線和Y軸線方向掃描)的示意圖，示出了本發(fā)明的第四實(shí)施例；圖10是示出試樣的掃描結(jié)果的視圖，示出了本發(fā)明的第四實(shí)施例；圖11是示出陶瓷電子裝置(試樣)的梯度計(jì)檢查結(jié)果的視圖，示出了本發(fā)明的第 五實(shí)施例，其中，用于由使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備進(jìn)行二維掃描評(píng)估的陶瓷 電子裝置沒有磁性顆粒；圖12是示出陶瓷電子裝置(試樣)的梯度計(jì)檢查結(jié)果的視圖，其中陶瓷電子裝置 有磁性顆粒，示出了本發(fā)明的第五實(shí)施例；圖13是示出試樣的視圖，其中有在陶瓷中的顆粒，示出了本發(fā)明的第五實(shí)施例；圖14是要由本發(fā)明的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備來測(cè)量的鋰電池電 極板的視圖；圖15是示出要由使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備來檢查的試樣的視圖，示 出了本發(fā)明的另一實(shí)施例；圖16是示出利用本發(fā)明的兩級(jí)傳送器和一級(jí)傳送器獲得的檢查信號(hào)的對(duì)比的視 圖；以及圖17是使用多個(gè)SQUID磁性傳感器(梯度計(jì))的無損檢查設(shè)備的視圖，示出了本 發(fā)明的另一實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備包括用于水平磁化的磁體，該磁體沿試 樣的縱向方向向試樣施加磁場(chǎng)；檢查單元，試樣設(shè)置在該檢查單元上，該試樣由用于水平磁 化的磁體沿縱向方向水平磁化；帶傳送器，用于傳送水平磁化的試樣；以及梯度計(jì)，用于檢 測(cè)與作為水平磁化試樣的可磁化部件一起水平磁化的顆粒。根據(jù)本發(fā)明，可以獲得以下效果(1)可以無損和精確地檢測(cè)混合在試樣中的顆粒以及它們的位置信息。(2)因?yàn)樵O(shè)置成在第一傳送器上向試樣施加磁場(chǎng)和在第二傳送器上進(jìn)行試樣的檢 查，該第二傳送器與第一傳送器分開布置，因此消除在檢查級(jí)上的磁噪音，并可以進(jìn)行精確 檢查。(3)即使當(dāng)水平磁化的試樣包含強(qiáng)烈磁化的鐵磁材料(例如鐵)，由于試樣通過高 溫超導(dǎo)SQUID磁性傳感器而產(chǎn)生的磁場(chǎng)只在鐵磁材料的兩端處和磁化外來材料(顆粒)中 產(chǎn)生，從而能夠進(jìn)行無損檢查，以非常精確地檢測(cè)磁化的外來材料(顆粒)。在這種情況下， 當(dāng)外來材料(顆粒)存在于磁性材料的兩端附近時(shí)，它的檢測(cè)變得困難。不過，來自外來材 料的信號(hào)可以通過預(yù)先儲(chǔ)存沒有外來材料(顆粒)的試樣的信號(hào)圖形以及從來自包含外來 材料(顆粒)的試樣的信號(hào)中減去該信號(hào)圖形來進(jìn)行檢測(cè)。實(shí)施例下面將詳細(xì)介紹本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備的示意圖，示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)
5施例。在該圖中，參考標(biāo)號(hào)1表示控制單元，2表示第一傳送器(極化級(jí))，2A表示在第一 傳送器2的驅(qū)動(dòng)側(cè)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)帶輪，2B表示第一傳送器2的從動(dòng)帶輪，3'表示未極化試樣， 4表示用于水平磁化的磁體(隧洞形永久性磁體)，用于使得未極化試樣3'沿縱向方向磁 化，5表示與第一傳送器(極化級(jí))2分開布置的第二傳送器(檢查級(jí))，5A表示在第二傳送 器5的驅(qū)動(dòng)側(cè)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)帶輪，而5B表示第二傳送器5的從動(dòng)帶輪。極化試樣3由與第一 傳送器(極化級(jí))2分開布置的第二傳送器5來傳送，并在該第二傳送器5上進(jìn)行檢查。參 考標(biāo)號(hào)6表示磁屏蔽件，7表示SQUID冷卻容器，8表示SQUID傳感器(梯度計(jì))，9表示檢 查單元，磁化的試樣3在該檢查單元上進(jìn)行檢查。為了避免受到電磁波的影響，磁屏蔽件6 可以包括由導(dǎo)電材料(例如鋁)構(gòu)成的電磁屏蔽件。這樣，未極化試樣3'由第一傳送器2傳送通過用于水平磁化的隧洞形磁體4，即 永磁體，它的S極和N極沿縱向方向布置，以便順序磁化。極化試樣3由第二傳送器5傳送 給SQUID磁性傳感器8的檢查單元9。這里，用于水平磁化的隧洞形磁體4可以由電磁體構(gòu) 成。此外，通過使得半環(huán)形永磁體或電磁體設(shè)置成在一端具有S極和在另一端具有N極，并 使得試樣3經(jīng)過該磁體，試樣3可以順序磁化，而不需要停止傳送器2。這樣，理想的是使得第一傳送器(極化級(jí))2和第二傳送器(檢查級(jí))5分開設(shè)置。 這樣設(shè)置可以減小由于外來材料粘附在傳送器上而對(duì)傳送器自身的極化影響，從而消除磁 噪音，并可以進(jìn)行精確檢查。這里，盡管上述第一和第二傳送器使用由圖中未示出的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的環(huán)形帶，但是 也可以使用(例如用于傳送帶壽司吧中的)水平型傳送器或靜電驅(qū)動(dòng)帶傳送器。此外，當(dāng)使用單個(gè)帶傳送器代替分開的第一和第二傳送器時(shí)，希望特別考慮通過 將用于水平磁化的磁體和梯度計(jì)布置在清潔室中以防止外來材料粘附在傳送器上和極化， 或者通過將清潔裝置(例如粘輥)布置在用于水平磁化的磁體和梯度計(jì)之間以便除去粘附 在傳送器上的外來材料，從而防止由于外來材料的粘附而在測(cè)量時(shí)產(chǎn)生磁噪音。圖2是示出用于由使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備進(jìn)行一維掃描評(píng)估的試 樣的視圖，示出了本發(fā)明的第一實(shí)施例，其中，圖2(a)是示出試樣的替代照片，圖2(b)是試 樣的俯視圖，圖2(c)是正視圖；圖3是示出試樣的極化狀態(tài)的視圖；而圖4是示出試樣的一 維掃描的視圖，其中，圖4(a)是示出試樣的一維掃描的結(jié)果的視圖，圖4(b)是示出一維掃 描的狀態(tài)的俯視圖，而圖4(c)是一維掃描的正視圖。在該第一實(shí)施例中，如圖2中所示，不銹鋼顆粒(SUS304，0. 3mm直徑的球)12'布 置在作為可磁化條形部件的黃銅板11' (IOmm寬，54mm長(zhǎng))上。如圖3中所示，具有不銹 鋼顆粒12'的未極化黃銅板11'利用兩個(gè)永磁體13、14進(jìn)行磁化，這兩個(gè)永磁體13、14具 有0. 15T的表面磁通密度。然后，如圖4(b)和(c)中所示，具有極化不銹鋼顆粒12的黃銅 板11在第二傳送器15上傳送，并通過在固定位置的梯度計(jì)16進(jìn)行一維掃描。掃描結(jié)果如 圖4(a)中所示，其中，圖4(a)中的A和C部分對(duì)應(yīng)于極化黃銅板11的端部的掃描結(jié)果，而 圖4(a)的B部分對(duì)應(yīng)于極化不銹鋼顆粒12的掃描結(jié)果。也就是，可以檢測(cè)到不銹鋼顆粒 12存在于沿黃銅板11的縱向方向離A部分或黃銅板11的一端26mm的位置處，或者存在于 沿黃銅板11的縱向方向離C部分或黃銅板11的另一端28mm的位置處。換句話說，應(yīng)當(dāng)知 道，黃銅板11具有標(biāo)尺的作用，用于測(cè)量不銹鋼顆粒12的位置。
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為了進(jìn)行比較，附圖還示出了沒有不銹鋼顆粒的試樣的一維掃描結(jié)果。這樣，在本 發(fā)明第一實(shí)施例的、由使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備進(jìn)行的一維掃描中，顯現(xiàn)了 較大梯度的磁場(chǎng)，且不銹鋼顆粒12的存在(包括它的位置信息)被精確測(cè)量。這里，盡管當(dāng)外來材料(顆粒)存在于磁性材料的兩端附近時(shí)它的檢測(cè)將變得困 難，但是通過預(yù)先儲(chǔ)存沒有外來材料(顆粒)的試樣的信號(hào)圖形以及從來自包含外來材料 (顆粒)的試樣的信號(hào)中減去信號(hào)圖形，可以檢測(cè)來自外來材料的信號(hào)。圖5是示出用于由使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備進(jìn)行一維掃描評(píng)估的試 樣和一維掃描評(píng)估結(jié)果的視圖，示出了本發(fā)明的第二實(shí)施例，其中，圖5(a)是示出試樣的 極化狀態(tài)的視圖，圖5(b)是試樣和它的檢查結(jié)果的視圖；而圖6是示出試樣的特定實(shí)例的 視圖，其中，圖6(a)是示出實(shí)際測(cè)量結(jié)果的視圖，而圖6(b)是示出極化試樣的視圖，該極化 試樣是黃銅板，帶有作為顆粒粘附在它上面的碳化鎢(90 μ m直徑)。如圖5(a)中所示，未極化試樣22'由第一帶傳送器21來傳送，并使它通過用于水 平磁化的隧洞形磁體23而磁化。如圖5(b)中所示，當(dāng)試樣22設(shè)置為極化的黃銅板以及作 為顆粒粘附在它上面的碳化鎢(90μπι直徑)時(shí)，在試樣22的兩端和作為顆粒的碳化鎢24 的位置處檢測(cè)到梯度磁場(chǎng)。具體地說，檢查條件為間距3. 6mm、速度2. 7m/min、磁場(chǎng)0. 2T，在如圖6(b)所 示粘附有碳化鎢24(90 μ m直徑)的極化試樣22中，在試樣22前端的S極處觀察到如圖 6(a)的A部分中所示的梯度磁場(chǎng)；在試樣22的、作為顆粒的碳化鎢(90 μ m直徑)24的位 置處觀察到如圖6(a)的B部分中所示的梯度磁場(chǎng)；以及在試樣22的后端的N極處測(cè)量到 如圖6(a)的C部分中所示的梯度磁場(chǎng)。這樣，通過使用梯度計(jì)測(cè)量，顯示類似于圖5(b)所 示的梯度磁場(chǎng)。圖7是示出用于由使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備進(jìn)行一維掃描評(píng)估的試 樣和一維掃描評(píng)估結(jié)果的視圖，示出了本發(fā)明的第三實(shí)施例，其中，圖7(a)是示出測(cè)量結(jié) 果的視圖；而圖7(b)是示出極化試樣的視圖，該極化試樣由黃銅板形成，該黃銅板帶有作 為顆粒粘附在它上面的鎳(50 μ m □)。具體地說，檢查條件為磁化方向水平磁化，大約0. 2T、間距3. 3mm、速度6m/ min、磁通轉(zhuǎn)換系數(shù)3. 4nT/V，在通過SQUID磁性傳感器(梯度計(jì))檢查由黃銅板31 (該黃 銅板31具有粘附在它上面的鎳(50ymD)32)形成的極化試樣時(shí)，觀察到梯度磁場(chǎng)如圖 7(a)中所示。也就是，Α、Β和C部分的梯度磁場(chǎng)分別對(duì)應(yīng)于黃銅板31的前端、鎳32和黃銅 板31的后端。圖8是示出用于由使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備進(jìn)行二維掃描評(píng)估的試 樣的極化狀態(tài)的視圖，示出了本發(fā)明的第四實(shí)施例；圖9是使用SQUID磁性傳感器(梯度 計(jì))的無損檢查設(shè)備用于進(jìn)行試樣的二維掃描(沿X軸線和Y軸線方向掃描)的示意圖；而 圖10是示出試樣的掃描結(jié)果的視圖，其中圖10(a)是示出當(dāng)在試樣上沒有顆粒時(shí)的結(jié)果， 而圖10(b)是示出當(dāng)在試樣上有顆粒時(shí)的結(jié)果。在該實(shí)施例中，如圖8中所示，未極化試樣41'使用具有0. 15Τ的表面磁通密度的 兩個(gè)永磁體42、43來極化。如圖9中所示，通過也相對(duì)沿與極化試樣41的運(yùn)動(dòng)方向垂直的 方向(Y軸線方向)掃描梯度計(jì)44，粘附在極化試樣41上的磁性顆粒45可以同時(shí)沿縱向方 向(X軸線方向)和橫向方向(Y軸向方向)被檢查。
這樣，盡管沒有磁性顆粒的試樣41的掃描結(jié)果沒有示出任意特別的梯度磁場(chǎng)，如 圖10(a)中所示，但是當(dāng)存在顆粒(SUS304)45時(shí)，在它的位置觀察到很強(qiáng)的梯度磁場(chǎng)，如圖 10(b)中所示，從而測(cè)量到顆粒45在試樣41上的存在。這里，上述實(shí)施例設(shè)置成沿與極化試樣41的運(yùn)動(dòng)方向垂直的方向進(jìn)行掃描，這 樣，不管顆粒在試樣41上的位置如何，都可以精確檢查到顆粒的存在。圖11是示出陶瓷電子裝置(試樣)的梯度計(jì)檢查結(jié)果的視圖，示出了本發(fā)明的第 五實(shí)施例，其中用于由使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備進(jìn)行二維掃描評(píng)估的陶瓷電 子裝置沒有磁性顆粒；圖12是示出陶瓷電子裝置(試樣)的梯度計(jì)檢查結(jié)果的視圖，其中 有磁性顆粒；而圖13是示出試樣的視圖，其中陶瓷電子裝置中有顆粒，圖13(a)示出了試樣 的俯視圖，圖13(b)示出了試樣的側(cè)視圖。在圖13中，參考標(biāo)號(hào)51表示密封在作為絕緣體部件的陶瓷中的電子裝置(試 樣)，52表示布置在電子裝置(試樣)51中的可磁化部件，而53表示作為顆粒存在于可磁 化部件52中的Co (0. Imm直徑)。盡管在陶瓷電子裝置(試樣)51的典型實(shí)例中，可磁化部 件包括摻雜有可磁化物質(zhì)的陶瓷部件(即，作為絕緣體的陶瓷部件，它通過包括可磁化物 質(zhì)而制成為可磁化)，但是它并不局限于此。這樣，即使當(dāng)在作為絕緣體的陶瓷電子裝置或在制成為可磁化的陶瓷部件中存在 顆粒53時(shí)，通過使用梯度計(jì)測(cè)量可以在顆粒53的位置處獲得明顯梯度的磁場(chǎng)54，如圖12 中所示，從而測(cè)量到顆粒的存在。圖14是示出要由本發(fā)明的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備來測(cè)量的鋰電 池電極板的視圖。當(dāng)顆粒存在于涂覆有活性材料(正極)的銅箔61(該銅箔用作鋰電池電極板)、A1 箔(正極)62、Cu箔(負(fù)極)63、分隔器(樹脂片)64等(如圖14中所示)上時(shí)，顆粒的存 在可以通過上述測(cè)量方法來測(cè)量。特別是，只要部件(即使它是絕緣體)摻雜有可磁化物 質(zhì)(例如金屬粉)，就可以測(cè)量到顆粒的存在。圖15是示出要由使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備來檢查的試樣的視圖，示 出了本發(fā)明的另一實(shí)施例。在該圖中，在磁化試樣71中，例如條形磁化部件73布置在陶瓷或絕緣部件形成的 矩形非磁化部件72中，且磁化顆粒(外來材料)74存在于條形磁化部件73上或者在非磁 化部件72中。這樣，即使當(dāng)磁化顆粒74存在于非磁化部件72中時(shí)，也可以精確檢測(cè)到磁化顆粒 (外來材料)74的存在，與圖4的情況相同。下面將介紹用于傳送試樣的帶傳送器的結(jié)構(gòu)。圖16是示出利用本發(fā)明的兩級(jí)傳送器和一級(jí)傳送器獲得的檢查信號(hào)的對(duì)比的視 圖(在從使用帶開始經(jīng)過200小時(shí)后的點(diǎn)處的信號(hào)比較)，其中，圖16(a)是示出兩級(jí)傳送 器的情況的視圖，而圖16(b)是示出一級(jí)傳送器的情況的視圖。這里的檢查條件為磁化方向水平磁化，大約0. 1T、傳感器-帶表面距離 5. 5mm、傳送器速度2. 7m/min、以及磁通轉(zhuǎn)換系數(shù)3. 4nT/V。代替一級(jí)傳送器(在一級(jí)傳送器中，單個(gè)傳送器用于執(zhí)行試樣的極化以及由 SQUID磁性傳感器(梯度計(jì))進(jìn)行的檢查)，本發(fā)明設(shè)置成使用所謂的兩級(jí)傳送器，該兩級(jí)傳送器有第一帶傳送器2 (見圖1)，該第一帶傳送器2作為用于向試樣施加磁場(chǎng)的級(jí)；以 及第二帶傳送器5 (見圖1)，該第二帶傳送器5用作試樣的檢查級(jí)。當(dāng)為一級(jí)傳送器時(shí)，如圖16(b)中所示，在從使用帶開始經(jīng)過200小時(shí)后的點(diǎn)處在 檢查級(jí)觀察到磁噪音。也就是，由于外來材料粘附在傳送器上而產(chǎn)生的噪音為大約0. 2V， 這是背景噪音。另一方面，當(dāng)為兩級(jí)傳送器時(shí)，如圖16(a)中所示，即使在從使用帶開始經(jīng) 過200小時(shí)后的相同點(diǎn)處也幾乎不能觀察到磁噪音。也就是，由于外來材料粘附在傳送器 上而產(chǎn)生的噪音為大約0. 02V，因此背景噪音很低，檢查可以有利地進(jìn)行。相比較，兩級(jí)傳送 器的優(yōu)點(diǎn)是它能夠?qū)⒈尘霸胍舻姆到档椭烈患?jí)傳送器的背景噪音的大約1/10。具體是，存在于環(huán)境中或者在旋轉(zhuǎn)單元(例如傳送器輥)上的金屬粉粘附在帶傳 送器上，并當(dāng)帶傳送器在用于磁化的磁體下經(jīng)過時(shí)進(jìn)行磁化，這產(chǎn)生磁噪音。在這種情況下，磁化的金屬粉是例如幾十微米或更小直徑的微粒，因此它一旦粘 附在傳送器帶等上就不容易通過普通的清潔或沖洗來除去。因此，微粒不容易除去，從而分布在第一帶傳送器2上，該第一帶傳送器用作向試 樣施加磁場(chǎng)的級(jí)，且分開的第二帶傳送器5能夠精確檢查，因?yàn)榈诙魉推?并不涉及磁 化，因此可能存在于第二帶傳送器5上的外來材料不會(huì)被磁化。這樣，通過設(shè)置使用兩級(jí)傳送器的測(cè)量裝置，磁噪音降低，并能夠更精確地檢查顆 粒的存在和位置。此外，盡管在本發(fā)明中上述兩級(jí)傳送器有效，但是當(dāng)使用一級(jí)傳送器時(shí)希望將用 于水平磁化的磁體和梯度計(jì)布置在清潔室中，或者特別提供清潔裝置以便防止污染物粘附 在試樣上和極化，從而在試樣檢查時(shí)降低由于污染物產(chǎn)生的磁噪音。圖17是使用多個(gè)SQUID磁性傳感器(梯度計(jì))的無損檢查設(shè)備的視圖，示出了本 發(fā)明的另一實(shí)施例。在該實(shí)施例中，粘附在設(shè)備中的極化試樣81上的磁化顆粒86-89的檢查可以通 過沿與設(shè)備中的極化試樣81的運(yùn)動(dòng)方向垂直的方向布置多個(gè)SQUID磁性傳感器(梯度 計(jì))82-85而沿橫向方向同時(shí)進(jìn)行。如上所述，可磁化部件也包括金屬、半導(dǎo)體或者絕緣體(該絕緣體施加有或包含 有磁性材料或可磁化部件)。此外，可磁化部件的形狀并不局限于細(xì)長(zhǎng)主體(矩形體)，它 可以是正方形、圓形或橢圓形形狀。本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的精神可以有多種變化。這些變化并 不脫離本發(fā)明的范圍。工業(yè)實(shí)用性使用SQUID磁性傳感器的本發(fā)明無損檢查設(shè)備可以用作檢查設(shè)備，它能夠無損和 精確地檢測(cè)粘附在試樣上或包含在試樣中的磁化顆粒以及它們的位置信息。
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權(quán)利要求
一種使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，包括(a)用于水平磁化的磁體，該磁體沿試樣的縱向方向向試樣施加磁場(chǎng)；(b)檢查單元，試樣設(shè)置在該檢查單元上，該試樣由用于水平磁化的磁體沿縱向方向進(jìn)行水平磁化；(c)帶傳送器，用于傳送水平磁化的試樣；以及(d)梯度計(jì)，用于檢測(cè)與作為水平磁化試樣的可磁化部件一起水平磁化的顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，其中帶傳送器包括第 一帶傳送器，用作磁化級(jí)，磁場(chǎng)在該磁化級(jí)施加在試樣上；以及第二帶傳送器，該第二帶傳 送器與第一帶傳送器分開布置，并用作檢查級(jí)，試樣在該檢查級(jí)上進(jìn)行檢查。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，還包括清潔裝置，用 于在施加磁場(chǎng)后除去粘附在帶傳送器上的外來材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，其中可磁化部件布置 在非磁化部件中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，其中非磁化部件是絕 緣部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，其中絕緣部件是陶ο
7.根據(jù)權(quán)利要求1的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，其中可磁化部件是導(dǎo) 電箔，該導(dǎo)電箔具有施加在它上面的活性材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，其中導(dǎo)電箔是銅箔或鋁箔。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，其中顆粒布置在可磁 化部件上或布置在可磁化部件中。
10.根據(jù)權(quán)利要求4的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，其中顆粒布置在非 磁化部件中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，其中顆粒是磁性材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，其中磁性材料是 鐵、鎳、鈷或者包含任意鐵、鎳、鈷的合金。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，其中用于水平磁化 的磁體是永磁體。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，其中一維掃描通過 使得水平磁化的試樣沿X方向運(yùn)動(dòng)、同時(shí)梯度計(jì)保持靜止來進(jìn)行。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的、使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，其中通過沿與試樣 的運(yùn)動(dòng)方向垂直的方向布置多個(gè)梯度計(jì)，試樣也沿橫向方向同時(shí)被檢查。
全文摘要
這里提供一種使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備，它能夠無損和精確地檢測(cè)在絕緣體例如電子裝置中，或在可磁化部件中的磁性顆粒。使用SQUID磁性傳感器的無損檢查設(shè)備包括用于水平磁化的磁體(4)，該磁體沿縱向方向向試樣(3′)施加磁場(chǎng)；檢查單元(9)，試樣(3)設(shè)置在該檢查單元上，該試樣(3)由用于水平磁化的磁體(4)沿縱向方向進(jìn)行水平磁化；傳送器(2、5)，用于傳送水平磁化的試樣(3)；以及梯度計(jì)(8)，用于檢測(cè)與作為水平磁化試樣(3)的可磁化部件一起水平磁化的顆粒。
文檔編號(hào)G01N27/72GK101960301SQ20098010748
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2009年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月5日
發(fā)明者廿日出好, 田中三郎 申請(qǐng)人:國(guó)立大學(xué)法人豐橋技術(shù)科學(xué)大學(xué)