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第73回「磁気による非破壊検査」の巻

危険物持ち込み防止対策に使われる空港の金属探知機の原理

 金属探知機は飛行機に搭乗する際、安全対策として乗客がくぐらされるセキュリティゲートでおなじみのもの。手荷物の中身はX線で透視できますが、X線は放射線障害を起こすおそれがあるので、乗客は金属探知機で調べられるのです。

 金属探知機は渦電流という現象を利用した装置です(アラゴの円板、積算電力量計の円板の原理と同じ)。セキュリティゲートに設置されているサーチコイルに交流電流を流して磁束を発生させておき、もし金属類を身につけた人が通過すると、その金属の表面に渦電流が流れます(図1)。この渦電流はサーチコイルの磁束に反発するように、金属表面に別の反作用磁束が発生します。反作用磁束は、サーチコイルの起電力の変化をもたらすので、セキュリティゲートでは、これを信号としてチャイムを鳴らすのです。

 同じ原理の金属探知機はCDショップなどの万引き防止装置にも用いられています。特殊な形状の金属がタグに取り付けられていて、商品をタグごと店外に持ち出そうとすると、店内の金属探知機が感知してブザーを鳴らしたりします。

 金属探知機のように、対象物を切断したり分解したりしないで、内部のようすやキズの有無などを調べることを非破壊検査といいます。非破壊検査には対象物に現れる何らかの物理現象と、それを測定するための手段とによって成り立ちます。

 いちばん簡単な非破壊検査は目で確認する目視です。しかし、この方法には限界があります。ハンマーで対象物(レールや缶詰など)を叩き、その音によって異常を調べたりするのは、音響という物理現象と耳という感覚器官を利用したもの。この方法もまた熟練を要するうえ、小さなキズまでは発見できず、また自動化も困難です。そこで、鋼管などの金属製品の非破壊検査には、さまざまな電気・磁気的現象が利用されます。



図1 金属探知機の原理

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