特開 2024-33915 応力測定方法および応力測定システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024033915

(43)【公開日】2024-03-13

(54)【発明の名称】応力測定方法および応力測定システム

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/72 20060101AFI20240306BHJP

【ＦＩ】

G01N27/72

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022137837

(22)【出願日】2022-08-31

(71)【出願人】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003177

【氏名又は名称】弁理士法人旺知国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】荒井 麻里奈

(72)【発明者】

【氏名】中島 悠也

【テーマコード（参考）】

2G053

【Ｆターム（参考）】

2G053AA17

2G053AA19

2G053AB20

2G053BA03

2G053BA24

2G053BC14

2G053CA03

2G053CB24

2G053DA01

(57)【要約】

【課題】測定対象部材の応力を高精度に測定する。
【解決手段】応力測定処理は、励磁電流の供給により励磁コイルに発生する磁界の印加により測定対象部材に発生するバルクハウゼンノイズを取得する検出工程Ｓaと、励磁電流とバルクハウゼンノイズの強度との関係を表す測定ノイズ特性における複数のピークのうち、測定対象部材に作用する応力に起因する目標ピークの面積に応じた面積指標を算定する面積算定工程Ｓbと、目標ピークの面積指標と応力とについて事前に取得された面積-応力関係を利用して、測定対象部材について算定された目標ピークの面積指標から、当該測定対象部材の応力を特定する応力特定工程Ｓcとを含む。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

励磁電流の供給により励磁コイルに発生する磁界の印加により測定対象部材に発生するバルクハウゼンノイズを取得する検出工程と、
前記励磁電流と前記バルクハウゼンノイズの強度との関係を表す測定ノイズ特性における複数のピークのうち、前記測定対象部材に作用する応力に起因する目標ピークの面積に応じた面積指標を算定する面積算定工程と、
目標ピークの面積指標と応力とについて事前に取得された面積-応力関係を利用して、前記測定対象部材について算定された前記目標ピークの面積指標から、当該測定対象部材の応力を特定する応力特定工程と
を含む応力測定方法。

【請求項2】

前記面積算定工程においては、
前記測定ノイズ特性における前記複数のピークのうち、前記励磁電流の零点に近いピークを前記目標ピークとして選択する
請求項１の応力測定方法。

【請求項3】

前記面積算定工程においては、
前記測定ノイズ特性における複数のピークのうち各ピークのピーク値の降順で２以上の候補ピークを選択し、
前記２以上の候補ピークのうち前記励磁電流の零点に近い候補ピークを前記目標ピークとして選択する
請求項２の応力測定方法。

【請求項4】

前記測定対象部材の硬度を特定する硬度特定工程をさらに含み、
前記応力特定工程においては、相異なる硬度について事前に取得された複数の面積-応力関係のうち、前記測定対象部材について特定された硬度に対応する面積-応力関係を利用して、当該測定対象部材の応力を特定する
請求項１の応力測定方法。

【請求項5】

前記硬度特定工程においては、
前記励磁コイルにより前記測定対象部材に磁界を印加した結果から前記測定対象部材の磁気特性を特定し、
磁気特性と硬度とについて事前に取得された磁気特性-硬度関係を利用して、前記測定対象部材について特定された磁気特性から、当該測定対象部材の硬度を特定する
請求項４の応力測定方法。

【請求項6】

励磁電流の供給により励磁コイルに発生する磁界を測定対象部材に印加する励磁装置と、
前記測定対象部材の応力を測定する測定装置とを具備し、
前記測定装置は、
前記磁界の印加により測定対象部材に発生するバルクハウゼンノイズを取得し、
前記励磁電流と前記バルクハウゼンノイズの強度との関係を表す測定ノイズ特性における複数のピークのうち、前記測定対象部材に作用する応力に起因する目標ピークの面積に応じた面積指標を算定し、
目標ピークの面積指標と応力とについて事前に取得された面積-応力関係を利用して、前記測定対象部材について算定された前記目標ピークの面積指標から、当該測定対象部材の応力を特定する
応力測定システム。

【請求項7】

前記測定装置は、さらに、前記測定対象部材の硬度を特定し、
前記応力の特定においては、相異なる硬度について事前に取得された複数の面積-応力関係のうち、前記測定対象部材について特定された硬度に対応する面積-応力関係を利用して、当該測定対象部材の応力を特定する
請求項６の応力測定システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、各種の部材（以下「測定対象部材」という）に作用する応力を測定する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

鋼板等の各種の測定対象部材に作用する応力を非破壊により測定する各種の技術が従来から提案されている。例えば特許文献１には、測定対象部材内の磁壁の不連続な移動に起因したバルクハウゼンノイズを利用して、磁性材料で製造された部品の有効応力値を決定する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－１４５８４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、バルクハウゼンノイズは、本来的な測定の対象である応力だけでなく、例えば析出物等の多様な要因により発生する。したがって、単純にバルクハウゼンノイズを利用する特許文献１の技術では、応力の高精度な測定に限界がある。以上の事情を考慮して、本開示のひとつの態様は、測定対象部材の応力を高精度に測定することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

以上の課題を解決するために、本開示のひとつの態様に係る応力測定方法は、励磁電流の供給により励磁コイルに発生する磁界の印加により測定対象部材に発生するバルクハウゼンノイズを取得する検出工程と、前記励磁電流と前記バルクハウゼンノイズの強度との関係を表す測定ノイズ特性における複数のピークのうち、前記測定対象部材に作用する応力に起因する目標ピークの面積に応じた面積指標を算定する面積算定工程と、目標ピークの面積指標と応力とについて事前に取得された面積-応力関係を利用して、前記測定対象部材について算定された前記目標ピークの面積指標から、当該測定対象部材の応力を特定する応力特定工程とを含む。

【0006】

本開示のひとつの態様に係る応力測定システムは、励磁電流の供給により励磁コイルに発生する磁界を測定対象部材に印加する励磁装置と、前記測定対象部材の応力を測定する測定装置とを具備し、前記測定装置は、前記磁界の印加により測定対象部材に発生するバルクハウゼンノイズを取得し、前記励磁電流と前記バルクハウゼンノイズの強度との関係を表す測定ノイズ特性における複数のピークのうち、前記測定対象部材に作用する応力に起因する目標ピークの面積に応じた面積指標を算定し、目標ピークの面積指標と応力とについて事前に取得された面積-応力関係を利用して、前記測定対象部材について算定された前記目標ピークの面積指標から、当該測定対象部材の応力を特定する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本開示の第１実施形態における応力測定システムの構成を例示するブロック図である。

【図2】励磁電流および検出信号の模式図である。

【図3】測定ノイズ特性の模式図である。

【図4】測定ノイズ特性を複数のガウス分布の混合により近似した状態を表す説明図である。

【図5】測定対象部材に作用する応力と目標ピークの面積指標との関係を表すグラフである。

【図6】面積-応力関係の説明図である。

【図7】応力測定処理の具体的な手順を例示するフローチャートである。

【図8】検出工程のフローチャートである。

【図9】面積算定工程のフローチャートである。

【図10】ピーク選択工程のフローチャートである。

【図11】第２実施形態における面積-応力関係の説明図である。

【図12】第２実施形態における応力測定処理のフローチャートである。

【図13】第２実施形態における応力特定工程のフローチャートである。

【図14】第３実施形態における応力測定システムの構成を例示するブロック図である。

【図15】測定対象部材に印加される外部磁界の電界強度と当該測定対象部材に発生する発生磁界の磁束密度との関係を表す磁気曲線である。

【図16】測定対象部材の硬度と保磁力との関係を表すグラフである。

【図17】磁気特性-硬度関係の説明図である。

【図18】第３実施形態における硬度特定工程のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本開示を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、各図面においては、各要素の寸法および縮尺が実際の製品とは相違する場合がある。また、以下に説明する形態は、本開示を実施する場合に想定される例示的な一形態である。したがって、本開示の範囲は、以下に例示する形態には限定されない。

【0009】

Ａ：第１実施形態
図１は、第１実施形態における応力測定システム１００の構成を例示するブロック図である。応力測定システム１００は、測定対象部材１０に作用する応力σを非破壊により測定するための計測機器である。応力σは、例えば、外力の除去後にも測定対象部材１０に残留する残留応力である。

【0010】

測定対象部材１０は、例えば強磁性材料等の磁性材料で形成された磁化可能な構造体である。例えば焼入等の熱処理後の鋼材が、測定対象部材１０として想定される。測定対象部材１０の材料は任意であるが、例えばＳＵＳ４２０Ｊ１等のマルテンサイト系ステンレスが例示される。測定対象部材１０は、例えば火力発電設備等の発電設備に使用されるタービンブレード等の機械部品である。ただし、測定対象部材１０の用途または構造は、本開示において任意である。

【0011】

図１に例示される通り、応力測定システム１００は、励磁装置２０と測定装置３０とを具備する。励磁装置２０は、例えば信号線を介して測定装置３０に電気的に接続される。励磁装置２０は、利用者が把持した状態で移動可能な測定用のプローブであり、測定対象部材１０を磁化するための磁界（以下「外部磁界」という）を発生する。

【0012】

測定装置３０は、励磁装置２０により測定対象部材１０を磁化した結果に応じて測定対象部材１０の応力σを測定するコンピュータシステムである。第１実施形態の測定装置３０は、電流供給装置３１と信号処理装置３２と情報処理装置４０とを具備する。なお、図１においては電流供給装置３１と信号処理装置３２と情報処理装置４０とが別個の装置として図示されているが、電流供給装置３１と信号処理装置３２と情報処理装置４０とは、単体の装置として構成されてもよい。電流供給装置３１および信号処理装置３２の一方の機能が情報処理装置４０に搭載されてもよい。

【0013】

電流供給装置３１は、励磁電流Ｃを励磁装置２０に供給するための電源装置である。励磁電流Ｃは、図２に例示される通り、所定の周期で電流値が変動する周期信号である。具体的には、励磁電流Ｃは、例えば所定の範囲で電流値が変動する三角波として励磁装置２０に供給される。

【0014】

図１に例示される通り、励磁装置２０は、励磁コイル２１とヨーク２２と検出コイル２３とを具備する。ヨーク２２は、突出部２２１と突出部２２２と基礎部２２３とを含む略Ｕ字型の継鉄である。基礎部２２３は、測定対象部材１０の表面１１に対して略平行に保持される長尺状の部分である。突出部２２１および突出部２２２は、基礎部２２３の両端部から測定対象部材１０に向けて突出する。突出部２２１および突出部２２２の各々の先端が測定対象部材１０の表面１１に接触するように励磁装置２０は設置される。

【0015】

励磁コイル２１は、基礎部２２３に巻回されたコイルである。励磁コイル２１の巻数は例えば１５０程度である。励磁電流Ｃの供給により励磁コイル２１に外部磁界が発生する。励磁コイル２１に発生する外部磁界の印加により測定対象部材１０は磁化される。

【0016】

検出コイル２３は、外部磁界の印加により測定対象部材１０に発生するバルクハウゼンノイズを検出するためのコイルである。具体的には、検出コイル２３は、突出部２２１と突出部２２２との間の空間に設置された空芯コイルであり、測定対象部材１０の表面１１に接触する。検出コイル２３の巻数は例えば７５０程度であり、励磁コイル２１の巻数を上回る。測定対象部材１０の磁化により検出コイル２３に発生する電流の変動を表す検出信号Ｄ0が、励磁装置２０から信号処理装置３２に供給される。

【0017】

信号処理装置３２は、測定対象部材１０に発生するバルクハウゼンノイズを表す検出信号Ｄを生成する。バルクハウゼンノイズは、測定対象部材１０内の磁壁の不連続な移動に起因した磁気ノイズである。磁壁の不連続な移動は、例えば析出物または応力σ等の種々の要因により発生する。したがって、例えば析出物または応力σ等の複数の要因が、バルクハウゼンノイズには反映される。

【0018】

図２に例示される通り、検出信号Ｄは、励磁電流Ｃに同期して周期的に信号レベルが変動する周期信号である。信号処理装置３２は、検出信号Ｄ0に対する各種の信号処理により検出信号Ｄを生成する。信号処理装置３２による信号処理は、例えば、検出信号Ｄ0をアナログからデジタルに変換するＡ/Ｄ変換処理と、検出信号Ｄ0を増幅する増幅処理と、検出信号Ｄ0のうちバルクハウゼンノイズを含む周波数成分を抽出するフィルタ処理とを含む。信号処理装置３２が生成した検出信号Ｄは、情報処理装置４０に供給される。

【0019】

図１の情報処理装置４０は、信号処理装置３２が生成した検出信号Ｄから測定対象部材１０の応力σを特定する。情報処理装置４０は、例えばパーソナルコンピュータまたはタブレット端末等の情報装置により実現される。具体的には、情報処理装置４０は、制御装置４１と記憶装置４２と表示装置４３と操作装置４４とを具備する。なお、情報処理装置４０は、単体の装置により実現されるほか、相互に別体で構成された複数の装置でも実現される。

【0020】

制御装置４１は、情報処理装置４０の各要素を制御する単数または複数のプロセッサで構成される。具体的には、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の１種類以上のプロセッサにより、制御装置４１が構成される。

【0021】

記憶装置４２は、制御装置４１が実行するプログラムと制御装置４１が使用するデータとを記憶する単数または複数のメモリである。記憶装置４２は、例えば磁気記録媒体または半導体記録媒体等の公知の記録媒体で構成される。複数種の記録媒体の組合せにより記憶装置４２が構成されてもよい。なお、記憶装置４２に記憶されたプログラムを制御装置４１が実行することで、信号処理装置３２による信号処理の一部または全部が実現されてもよい。

【0022】

表示装置４３は、制御装置４１による制御のもとで画像を表示する。具体的には、表示装置４３は、測定対象部材１０について測定された応力σを表示する。操作装置４４は、利用者からの操作を受付ける入力機器である。なお、情報処理装置４０とは別体の表示装置４３または操作装置４４が、情報処理装置４０に対して有線または無線により接続されてもよい。

【0023】

情報処理装置４０が測定対象部材１０の応力σを特定する原理について説明する。図３には、測定ノイズ特性Ｆが図示されている。測定ノイズ特性Ｆは、測定対象部材１０に外部磁界を印加するために励磁装置２０に供給される励磁電流Ｃと、外部磁界の印加により測定対象部材１０に発生するバルクハウゼンノイズの強度Ｎとの関係を表す曲線である。測定ノイズ特性Ｆは、検出信号Ｄの時間積分により生成される。図３には、試験用の測定対象部材１０（サンプル）に作用する応力σを相違させた複数の場合の各々について、測定ノイズ特性Ｆが併記されている。なお、図３の測定ノイズ特性Ｆの測定においては、ＳＵＳ４２０Ｊ１の板材を半導体レーザーにより１２００℃に加熱してから空冷することで焼入を実施し、かつ、２５０℃の焼戻しを実行したものを、測定対象部材１０として使用した。

【0024】

図３から理解される通り、測定ノイズ特性Ｆには、バルクハウゼンノイズの相異なる要因に対応する複数のピークＰが存在する。複数のピークＰは、測定ノイズ特性Ｆにおいてバルクハウゼンノイズの強度Ｎが極大となる地点である。具体的には、励磁電流Ｃの電流値がゼロとなる地点（以下「零点」という）Ｏの周囲に複数のピークＰが存在する。複数のピークＰのうち零点Ｏに近いピークＰについては、応力σに応じてピーク値が顕著に変動する、という傾向が図３から確認できる。測定ノイズ特性Ｆのピーク値は、バルクハウゼンノイズの強度Ｎの極大値である。

【0025】

前述の通り、バルクハウゼンノイズは、析出物または応力σ（あるいは応力σに起因した歪み）等の複数の要因により発生する。複数の要因のうち例えば析出物は、磁壁の移動を阻害するピン留め効果が相対的に強く、応力σはピン留め効果が相対的に弱いという傾向が推定される。すなわち、例えば析出物に起因したバルクハウゼンノイズは外部磁界が強い状態で発生し易く、応力σに起因したバルクハウゼンノイズは外部磁界が弱い状態で発生し易い、という傾向が推定される。複数のピークＰのうち零点Ｏに近いピークＰのピーク値は応力σに強く依存する、という前述の傾向は、以上の理由によるものと推定される。

【0026】

すなわち、測定ノイズ特性Ｆの複数のピークＰのうち励磁電流Ｃが零点Ｏに近いピークＰ（すなわち外部磁界が弱い状態で発生するピークＰ）は、応力σに起因したピークＰである可能性が高い。

【0027】

以上の傾向を考慮して、第１実施形態においては、測定ノイズ特性Ｆにおける複数のピークＰのうち励磁電流Ｃの零点Ｏに近いピークＰが、測定対象部材１０の応力σに起因するピーク（以下「目標ピーク」という）Ｐとして選択される。すなわち、目標ピークＰは、バルクハウゼンノイズの複数の要因のうち特に応力σが優勢に反映されたピークＰである。したがって、目標ピークＰの特性と測定対象部材１０に作用する応力σとは強く相関する。以上の相関を前提として、第１実施形態においては、測定ノイズ特性Ｆの複数のピークＰのうちの目標ピークＰの特性を利用して、測定対象部材１０の応力σを特定する。具体的には、目標ピークＰの面積に応じた指標（以下「面積指標」という）Ａが応力σの特定に利用される。

【0028】

図４は、測定ノイズ特性Ｆを複数のガウス分布Ｇ（Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3，…）の混合により近似した状態を表す説明図である。図４に例示される通り、測定ノイズ特性Ｆを近似する複数のガウス分布Ｇのうち、励磁電流Ｃの零点Ｏに平均値が最も近いガウス分布Ｇ3の面積が、目標ピークＰの面積指標Ａとして算定される。励磁電流Ｃの零点Ｏに平均値が最も近いガウス分布Ｇは、複数のガウス分布Ｇのうち目標ピークＰを最も優勢に近似する分布である。

【0029】

図５は、試験用の測定対象部材１０に作用する既知の応力σを相違させた複数の場合の各々について、測定ノイズ特性Ｆにおける目標ピークＰの面積指標Ａをプロットしたグラフである。試験用の測定対象部材１０に作用する応力σと目標ピークＰの面積指標Ａとが相関することが図５から確認できる。具体的には、測定対象部材１０に作用する応力σが増加するほど、目標ピークＰの面積指標Ａは増加する。

【0030】

図５には、目標ピークＰの面積指標Ａと応力σとの関係に加えて、対比例における面積指標Ａと応力σとの関係が併記されている。対比例における面積指標Ａは、測定ノイズ特性Ｆの全体にわたる面積である。すなわち、対比例は、測定ノイズ特性Ｆの複数のピークＰのうち応力σに起因する目標ピークＰを区別せず、測定ノイズ特性Ｆの全体にわたる総面積を面積指標Ａとして算定する形態である。以上の説明から理解される通り、対比例の面積指標Ａには、例えば測定対象部材１０の析出物等、応力σ以外の要因も反映される。

【0031】

図５には、試験用の測定対象部材１０の応力σと面積指標Ａとの関係を近似する近似線Ｌxが破線で図示されている。また、図５には、面積指標Ａの上限値を通過するように近似線Ｌxを移動した上限線Ｌx1と、面積指標Ａの下限値を通過するように近似線Ｌxを移動した下限線Ｌx2とが併記されている。以上の説明から理解される通り、横軸の方向における上限線Ｌx1と下限線Ｌx2との間の範囲が、面積指標Ａから特定される応力σの誤差εである。図５に図示された誤差εは、測定対象部材１０に実際に５０ＭＰａの応力を作用させた状態において、面積指標Ａから特定される応力σの誤差である。

【0032】

測定ノイズ特性Ｆのうち目標ピークＰの面積指標Ａを利用する第１実施形態によれば、測定ノイズ特性Ｆの全体にわたる面積指標Ａを利用する対比例と比較して誤差εが低減されることが、図５から確認できる。具体的には、対比例における誤差εは３６ＭＰａ程度であるのに対し、第１実施形態における誤差εは２３ＭＰａ程度である。

【0033】

情報処理装置４０の記憶装置４２には、目標ピークＰの面積指標Ａと応力σとの関係（以下「面積-応力関係」という）Ｘが記憶される。面積-応力関係Ｘは、図５に例示された第１実施形態の近似線Ｌxで表現される関係（すなわち検量線）である。すなわち、試験用の測定対象部材１０に作用させる既知の応力σを変化させながら目標ピークＰの面積指標Ａを算定したときの応力σと面積指標Ａとの関係が、面積-応力関係Ｘとして事前に取得される。したがって、面積-応力関係Ｘは、検出信号Ｄの解析により算定される面積指標Ａに対して適切な応力σを規定する。具体的には、面積-応力関係Ｘは、図６に例示される通り、例えば面積指標Ａの各数値（Ａ1，Ａ2，…）と応力σの各数値（σ1，σ2，…）との対応が登録されたデータテーブルとして記憶装置４２に記憶される。

【0034】

図７は、情報処理装置４０の制御装置４１が検出信号Ｄを利用して測定対象部材１０の応力σを測定する処理（以下「応力測定処理」という）のフローチャートである。応力測定システム１００の利用者は、測定対象部材１０の表面１１に測定装置３０を接触させた状態で操作装置４４を操作することで、応力測定処理の開始を情報処理装置４０に対して指示する。利用者からの指示を契機として応力測定処理が開始される。応力測定処理は、「応力測定方法」の一例である。以下の説明においては、圧力測定処理を情報処理装置４０の制御装置４１が実行する形態を例示するが、圧力測定処理は、測定装置３０の全体の動作方法として観念されてもよい。

【0035】

応力測定処理が開始されると、制御装置４１は、検出工程Ｓaを実行する。検出工程Ｓaにおいて、制御装置４１は、外部磁界の印加により測定対象部材１０に発生するバルクハウゼンノイズを取得する。図８は、検出工程Ｓaのフローチャートである。図８に例示される通り、検出工程Ｓaは、給電工程Ｓa1と取得工程Ｓa2とを含む。

【0036】

給電工程Ｓa1において、制御装置４１は、励磁装置２０（励磁コイル２１）に対する励磁電流Ｃの供給を電流供給装置３１に対して指示する。電流供給装置３１は、制御装置４１からの指示に応じて励磁電流Ｃを励磁コイル２１に供給する。

【0037】

取得工程Ｓa2において、制御装置４１は、励磁電流Ｃの供給により測定対象部材１０に発生するバルクハウゼンノイズを取得する。具体的には、制御装置４１は、測定対象部材１０に発生するバルクハウゼンノイズを表す検出信号Ｄを、信号処理装置３２から取得する。なお、信号処理装置３２が検出信号Ｄを生成する信号処理は、取得工程Ｓa2に含まれてもよい。

【0038】

図７に例示される通り、検出工程Ｓaの実行後に、制御装置４１は、面積算定工程Ｓbを実行する。面積算定工程Ｓbにおいて、制御装置４１は、励磁電流Ｃとバルクハウゼンノイズの強度Ｎとの関係を表す測定ノイズ特性Ｆにおける複数のピークＰのうち、測定対象部材１０に作用する応力σに起因する目標ピークＰの面積指標Ａを算定する。

【0039】

図９は、面積算定工程Ｓbのフローチャートである。図９に例示される通り、面積算定工程Ｓbは、特性解析工程Ｓb1と分布近似工程Ｓb2とピーク選択工程Ｓb3と指標算定工程Ｓb4とを含む。

【0040】

特性解析工程Ｓb1において、制御装置４１は、時間軸上の所定の範囲について検出信号Ｄを積分することで図３の測定ノイズ特性Ｆを生成する。特性解析工程Ｓb1の実行後の分布近似工程Ｓb2において、制御装置４１は、図４を参照して前述した通り、測定ノイズ特性Ｆを複数のガウス分布Ｇ（Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3，…）の混合により近似する。すなわち、制御装置４１は、測定ノイズ特性Ｆに対するガウスフィッティングを実行する。なお、測定ノイズ特性Ｆを近似する分布関数は、ガウス分布に限定されない。

【0041】

分布近似工程Ｓb2の実行後のピーク選択工程Ｓb3において、制御装置４１は、測定ノイズ特性Ｆの複数のピークＰから目標ピークＰを選択する。具体的には、制御装置４１は、測定ノイズ特性Ｆにおける複数のピークＰのうち、励磁電流Ｃの零点Ｏに近いピークＰを目標ピークＰとして選択する。図１０に例示される通り、第１実施形態のピーク選択工程Ｓb3は、第１工程Ｓb31と第２工程Ｓb32とを含む。

【0042】

第１工程Ｓb31において、制御装置４１は、測定ノイズ特性Ｆを近似する複数のガウス分布Ｇ（Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3，…）のうちピーク値の降順で２個のガウス分布Ｇを選択する。各ガウス分布Ｇは、基本的には測定ノイズ特性Ｆの相異なるピークＰに対応する。したがって、第１工程Ｓb31は、測定ノイズ特性Ｆにおける複数のピークＰのうちピーク値の降順で２個のピーク（以下「候補ピーク」という）Ｐを選択する処理に相当する。

【0043】

第２工程Ｓb32において、制御装置４１は、第１工程Ｓb31で選択した２個のガウス分布Ｇのうち励磁電流Ｃの零点Ｏに近い１個のガウス分布Ｇを選択する。すなわち、制御装置４１は、２個の候補ピークＰのうち励磁電流Ｃの零点Ｏに近い１個の候補ピークＰを、目標ピークＰとして選択する。すなわち、測定対象部材１０に作用する応力σに起因する目標ピークＰが選択される。

【0044】

以上がピーク選択工程Ｓb3の具体例である。なお、以上に例示した第１工程Ｓb31においては測定ノイズ特性Ｆから２個の候補ピークＰを選択したが、制御装置４１は、測定ノイズ特性Ｆにおけるピーク値の降順で３個以上の候補ピークＰを選択してもよい。直後の第２工程Ｓb32において、制御装置４１は、３個以上の候補ピークＰのうち励磁電流Ｃの零点Ｏに近い１個の候補ピークＰを、目標ピークＰとして選択する。

【0045】

図９の指標算定工程Ｓb4において、制御装置４１は、ピーク選択工程Ｓb3により選択した目標ピークＰについて面積指標Ａを算定する。具体的には、制御装置４１は、測定ノイズ特性Ｆを近似する複数のガウス分布Ｇのうち目標ピークＰに対応する１個のガウス分布Ｇの面積を、面積指標Ａとして算定する。以上が面積算定工程Ｓbの具体例である。

【0046】

図７に例示される通り、面積算定工程Ｓbの実行後に、制御装置４１は、応力特定工程Ｓcを実行する。応力特定工程Ｓcにおいて、制御装置４１は、記憶装置４２に事前に記憶された面積-応力関係Ｘを利用して、面積算定工程Ｓbにより算定された目標ピークＰの面積指標Ａから、当該測定対象部材１０の応力σを特定する。

【0047】

具体的には、制御装置４１は、面積-応力関係Ｘにおいて目標ピークＰの面積指標Ａに対応する応力σを、測定結果として検索する。すなわち、面積-応力関係Ｘにおいて相異なる応力σに対応する複数の面積指標Ａのうち、面積算定工程Ｓbにより算定された面積指標Ａに対応する応力σが、測定結果として特定される。なお、面積指標Ａの数値が面積-応力関係Ｘに登録されていない場合、制御装置４１は、当該面積指標Ａの近傍の数値に対応する複数の応力σを補間することで、測定対象部材１０の応力σを算定する。

【0048】

応力特定工程Ｓcの実行後に、制御装置４１は、結果出力工程Ｓdを実行する。結果出力工程Ｓdにおいて、制御装置４１は、測定対象部材１０について測定された応力σを表示装置４３に表示する。

【0049】

制御装置４１は、所定の終了条件が成立したか否かを判定する（Ｓe）。終了条件は、例えば、操作装置４４に対する操作で応力測定処理の終了が指示されたこと、または応力測定処理の開始から所定の時間が経過したことである。終了条件が成立した場合（Ｓe：YES）、制御装置４１は応力測定処理を終了する。他方、終了条件が成立しない場合（Ｓe：NO）、制御装置４１は、検出工程Ｓaに処理を移行する。すなわち、終了条件の成立まで、検出工程Ｓaと面積算定工程Ｓbと応力特定工程Ｓcと結果出力工程Ｓdとが反復される。

【0050】

利用者は、表示装置４３に表示される応力σを確認しながら、励磁装置２０を測定対象部材１０の所望の位置に移動する。すなわち、応力測定処理に並行して、測定対象部材１０に対する励磁装置２０の位置が随時に変更される。したがって、測定対象部材１０の各位置における応力σが表示装置４３に時系列に表示される。

【0051】

以上に説明した通り、第１実施形態においては、励磁電流Ｃとバルクハウゼンノイズの強度Ｎとの関係を表す測定ノイズ特性Ｆにおける複数のピークＰのうち、測定対象部材１０に作用する応力に起因する目標ピークＰの面積指標Ａに応じて、測定対象部材１０の応力σ（特に残留応力）が特定される。すなわち、バルクハウゼンノイズに対する応力σ以外の要因の影響が低減される。したがって、単純にバルクハウゼンノイズの全部を利用する特許文献１の技術と比較すると、測定対象部材１０の応力を高精度に測定できる。

【0052】

前述の通り、測定ノイズ特性Ｆの複数のピークＰのうち応力σに起因したピークＰは、励磁電流Ｃが小さい領域に発生し易いという傾向がある。以上の傾向を考慮して、第１実施形態においては、測定ノイズ特性Ｆにおける複数のピークＰのうち、励磁電流Ｃの零点Ｏに近いピークＰが目標ピークＰとして選択される。すなわち、測定ノイズ特性Ｆの複数のピークＰのうち測定対象部材１０の応力σに起因したピークＰが目標ピークＰとして簡便に選択される。したがって、励磁電流Ｃの零点Ｏとは無関係に目標ピークＰを選択する形態と比較して、測定対象部材１０の応力を高精度に測定できる。

【0053】

また、測定対象部材１０の応力σに起因した目標ピークＰのピーク値は、他の要因に起因したピークＰのピーク値と比較して大きい場合がある。第１実施形態においては、測定ノイズ特性Ｆからピーク値の降順で選択された２以上の候補ピークＰのうち、励磁電流Ｃの零点Ｏに近い候補ピークＰが目標ピークＰとして選択される。以上の態様によれば、測定ノイズ特性Ｆの複数のピークＰのうち応力σに起因した目標ピークＰが高精度に選択される。したがって、測定ノイズ特性Ｆにおける複数のピークＰの何れかをピーク値とは無関係に選択する形態と比較して、測定対象部材１０の応力σを高精度に測定できる。

【0054】

なお、測定対象部材１０の応力σを測定する方法としては、例えばＸ線を利用した非破壊検査（以下「Ｘ線応力測定」という）も普及している。しかし、Ｘ線応力測定においては、測定対象部材１０にＸ線を照射するための大規模な装置が必要であり、かつ、Ｘ線の照射角度を変化させる必要があるため測定に長時間が必要であるという問題がある。第１実施形態によれば、励磁電流Ｃにより励磁装置２０に発生する磁界を利用して応力σが測定されるから、Ｘ線応力測定と比較して小規模が装置により短時間で応力σを測定できるという利点がある。また、Ｘ線応力測定においては、測定対象部材１０の測定箇所に対して電解研磨等の準備作業が必須である。磁界を利用して応力σを測定する第１実施形態によれば、電解研磨等の準備作業は不要であるから、短時間かつ簡便に応力σを測定できるという利点もある。

【0055】

なお、以上のようにＸ線応力測定においては大規模な装置と長時間かつ煩雑な作業とが必要であるから、測定対象部材１０の全数を検査することは現実的ではない。したがって、Ｘ線応力測定については抜取り検査が実施されることが一般駅である。磁界を利用して応力σを測定する第１実施形態によれば、小規模な装置により短時間かつ簡便な作業で応力σを測定できる。したがって、測定対象部材１０の全数検査を実施することが可能である。

【0056】

Ｂ：第２実施形態
本開示の第２実施形態を説明する。なお、以下に例示する各態様において機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明と同様の符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

【0057】

図１１は、第２実施形態における面積-応力関係Ｘの説明図である。目標ピークＰの面積指標Ａと応力σとの関係（面積-応力関係Ｘ）は、測定対象部材１０の組織状態に応じて相違するという傾向がある。測定対象部材１０の組織状態は、例えば焼入等の熱処理の前後における母材組織の状態である。組織状態に応じて測定対象部材１０の硬度が変化する。例えば、母材に対する熱処理により測定対象部材１０の硬度は上昇する。

【0058】

以上の傾向を考慮して、第２実施形態においては、図１１に例示される通り、測定対象部材１０の相異なる硬度に対応する複数の面積-応力関係Ｘ（Ｘ1，Ｘ2，…）が記憶装置４２に記憶される。各面積-応力関係Ｘは、第１実施形態と同様に、例えば、面積指標Ａの各数値（Ａ1，Ａ2，…）と応力σの各数値（σ1，σ2，…）との対応が登録されたデータテーブルとして記憶装置４２に記憶される。

【0059】

例えば、面積-応力関係Ｘ1は、第１硬度の測定対象部材１０における面積指標Ａと応力σとの関係であり、面積-応力関係Ｘ2は、第１硬度とは相違する第２硬度の測定対象部材１０における面積指標Ａと応力σとの関係である。面積指標Ａと応力σとの関係（すなわち検量線）は、面積-応力関係Ｘ毎に相違する。例えば、面積指標Ａの共通の数値に対応する応力σの数値は、面積-応力関係Ｘ毎に相違する。

【0060】

図１２は、第２実施形態における応力測定処理のフローチャートである。第２実施形態の応力測定処理においては、第１実施形態と同様の工程に硬度特定工程Ｓfが追加される。硬度特定工程Ｓfにおいて、制御装置４１は、測定対象部材１０の硬度Ｚを特定する。

【0061】

利用者は、測定対象部材１０の硬度Ｚを測定する。硬度Ｚの測定には、公知の測定技術が任意に採用される。例えば磁気またはＸ線を利用した非破壊試験により、測定対象部材１０の硬度Ｚが測定される。また、測定対象部材１０と同条件で製造された測定対象部材１０に圧子を押付ける押込み試験により、測定対象部材１０の硬度Ｚが測定される。利用者は、操作装置４４を操作することで情報処理装置４０に硬度Ｚの測定値を入力する。硬度特定工程Ｓfにおいて、制御装置４１は、利用者による入力を受付けることで硬度Ｚを特定する。

【0062】

なお、図１２には、面積算定工程Ｓbの直後に硬度特定工程Ｓfが実行される形態を例示したが、硬度特定工程Ｓfは、応力特定工程Ｓcの開始前の任意の時点で実行される。例えば、検出工程Ｓaの直前または直後に硬度特定工程Ｓfが実行されてもよい。

【0063】

第２実施形態の応力特定工程Ｓcにおいて、制御装置４１は、相異なる硬度Ｚについて事前に取得された複数の面積-応力関係Ｘのうち、測定対象部材１０について特定された硬度Ｚに対応する面積-応力関係Ｘを利用して、測定対象部材１０の応力を特定する。

【0064】

図１３は、第２実施形態における応力特定工程Ｓcのフローチャートである。図１３に例示される通り、第２実施形態の応力特定工程Ｓcは、第１工程Ｓc1と第２工程Ｓc2とを含む。

【0065】

第１工程Ｓc1において、制御装置４１は、記憶装置４２に記憶された複数の面積-応力関係Ｘ（Ｘ1，Ｘ2，…）のうち、硬度特定工程Ｓfにおいて特定した硬度Ｚに対応する１個の面積-応力関係Ｘを特定する。第２工程Ｓc2において、制御装置４１は、硬度Ｚに応じて選択した面積-応力関係Ｘにおいて目標ピークＰの面積指標Ａに対応する応力σを、測定結果として検索する。

【0066】

第２実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。また、第２実施形態においては、相異なる硬度Ｚについて事前に取得された複数の面積-応力関係Ｘのうち、測定対象部材１０について特定された硬度Ｚに対応する面積-応力関係Ｘが、測定対象部材１０の応力σの特定に利用される。したがって、測定対象部材１０の硬度Ｚに関わらず共通の面積-応力関係Ｘが利用される形態と比較して、硬度Ｚが相違する複数の測定対象部材１０の各々について応力σを高精度に測定できる。

【0067】

Ｃ：第３実施形態
図１４は、第３実施形態における応力測定システム１００の構成を例示するブロック図である。図１４に例示される通り、第３実施形態の励磁装置２０は、第１実施形態と同様の要素（励磁コイル２１，ヨーク２２，検出コイル２３）に加えて検出コイル２４を具備する。

【0068】

検出コイル２４は、励磁コイル２１に発生する外部磁界の印加により測定対象部材１０に発生する磁界（以下「発生磁界」という）を検出するためのコイルである。具体的には、検出コイル２４はヨーク２２の突出部２２１に巻回される。測定対象部材１０の磁化により検出コイル２４に発生する電流の変動を表す検出信号Ｍ0が、励磁装置２０から信号処理装置３２に供給される。

【0069】

第３実施形態の信号処理装置３２は、測定対象部材１０のバルクハウゼンノイズを表す検出信号Ｄを生成するほか、測定対象部材１０の発生磁界を表す検出信号Ｍを生成する。具体的には、信号処理装置３２は、検出信号Ｍ0に対する各種の信号処理により検出信号Ｍを生成する。信号処理装置３２による信号処理は、例えば、検出信号Ｍ0をアナログからデジタルに変換するＡ/Ｄ変換処理と、検出信号Ｍ0を増幅する増幅処理と、検出信号Ｍ0のうち特定の周波数成分を抽出するフィルタ処理とを含む。信号処理装置３２が生成した検出信号Ｍは、情報処理装置４０に供給される。

【0070】

第３実施形態における情報処理装置４０の制御装置４１は、第２実施形態と同様に、相異なる硬度Ｚに対応する複数の面積-応力関係Ｘのうち、測定対象部材１０の硬度Ｚに対応する面積-応力関係Ｘを利用して、測定対象部材１０の応力σを特定する（Ｓc）。第２実施形態の制御装置４１は、硬度特定工程Ｓfにおいて、操作装置４４に対する利用者からの指示に応じて測定対象部材１０の硬度Ｚを特定する。第３実施形態の制御装置４１は、硬度特定工程Ｓfにおいて、励磁コイル２１により測定対象部材１０に外部磁界を印加した結果から測定対象部材１０の硬度Ｚを特定する。

【0071】

図１５は、測定対象部材１０に印加される外部磁界の磁界強度Ｈと当該測定対象部材１０に発生する発生磁界の磁束密度Ｂとの関係を表す磁気曲線（Ｂ-Ｈ曲線）である。図１５には、硬度Ｚが相違する複数の測定対象部材１０の各々について磁気曲線が併記されている。図１５から理解される通り、測定対象部材１０の硬度Ｚに応じて磁気曲線は相違する。したがって、例えば、測定対象部材１０の硬度Ｚに応じて保磁力Ｑは相違する。

【0072】

図１６は、試験用の測定対象部材１０の硬度Ｚを相違させた複数の場合の各々について保磁力Ｑをプロットしたグラフである。測定対象部材１０の硬度Ｚと保磁力Ｑとが相関することが図１６から確認できる。具体的には、測定対象部材１０の硬度Ｚが増加するほど保磁力Ｑは増加する。なお、図１６には、測定対象部材１０の硬度Ｚと保磁力Ｑとの関係を近似する近似線Ｌyが破線で図示されている。また、図１６には、保磁力Ｑの上限値を通過するように近似線Ｌyを移動した上限線Ｌy1と、保磁力Ｑの下限値を通過するように近似線Ｌyを移動した下限線Ｌy2とが併記されている。

【0073】

情報処理装置４０の記憶装置４２には、測定対象部材１０の保磁力Ｑと硬度Ｚとの関係（以下「磁気特性-硬度関係」という）Ｙが記憶される。磁気特性-硬度関係Ｙは、図１６に例示された近似線Ｌyで表現される関係（すなわち検量線）である。すなわち、硬度Ｚが相違する複数の試験用の測定対象部材１０について測定される保磁力Ｑと各硬度Ｚとの関係が、磁気特性-硬度関係Ｙとして事前に取得される。したがって、磁気特性-硬度関係Ｙは、測定対象部材１０の保磁力Ｑに対して適切な硬度Ｚを規定する。具体的には、磁気特性-硬度関係Ｙは、図１７に例示される通り、例えば保磁力Ｑの各数値（Ｑ1，Ｑ2，…）と硬度Ｚの各数値（Ｚ1，Ｚ2，…）との対応が登録されたデータテーブルとして記憶装置４２に記憶される。

【0074】

図１８は、第３実施形態における硬度特定工程Ｓfのフローチャートである。第３実施形態の硬度特定工程Ｓfは、給電工程Ｓf1と取得工程Ｓf2と第１工程Ｓf3と第２工程Ｓf4とを含む。

【0075】

給電工程Ｓf1において、制御装置４１は、励磁装置２０（励磁コイル２１）に対する励磁電流Ｃの供給を電流供給装置３１に対して指示する。電流供給装置３１は、制御装置４１からの指示に応じて励磁電流Ｃを励磁コイル２１に供給する。給電工程Ｓf1において励磁装置２０に供給される励磁電流Ｃと前述の給電工程Ｓa1において励磁装置２０に供給される励磁電流Ｃとは条件が相違する。例えば、給電工程Ｓf1における励磁電流Ｃの周波数（例えば０.１Ｈz）は、給電工程Ｓa1における励磁電流Ｃの周波数（例えば１Ｈz）を下回る。

【0076】

取得工程Ｓf2において、制御装置４１は、励磁電流Ｃに応じた外部磁界の印加により測定対象部材１０に発生する発生磁界を表す検出信号Ｍを、信号処理装置３２から取得する。検出信号Ｍは、励磁コイル２１により測定対象部材１０に外部磁界を印加した結果を表す信号である。すなわち、取得工程Ｓf2は、測定対象部材１０に外部磁界を印加した結果を取得する工程とも表現される。なお、信号処理装置３２が検出信号Ｍを生成する信号処理は、取得工程Ｓf2に含まれてもよい。

【0077】

第１工程Ｓf3において、制御装置４１は、検出信号Ｍの解析により測定対象部材１０の保磁力Ｑを特定する。具体的には、測定対象部材１０の磁化方向とは反対の外部磁界を印加することで残留磁束密度をゼロに低減するために必要な磁界強度が、保磁力Ｑとして特定される。すなわち、制御装置４１は、励磁コイル２１により測定対象部材１０に外部磁界を印加した結果から測定対象部材１０の保磁力Ｑを特定する。

【0078】

第２工程Ｓf4において、制御装置４１は、記憶装置４２に事前に記憶された磁気特性-硬度関係Ｙを利用して、第１工程Ｓf3により特定された保磁力Ｑから、当該測定対象部材１０の硬度Ｚを特定する。

【0079】

具体的には、制御装置４１は、磁気特性-硬度関係Ｙにおいて保磁力Ｑに対応する硬度Ｚを、測定結果として検索する。すなわち、磁気特性-硬度関係Ｙにおいて相異なる保磁力Ｑに対応する複数の硬度Ｚのうち、第１工程Ｓf3により特定された保磁力Ｑに対応する硬度Ｚが、測定結果として特定される。なお、保磁力Ｑの数値が磁気特性-硬度関係Ｙに登録されていない場合、制御装置４１は、当該保磁力Ｑの近傍の数値に対応する複数の硬度Ｚを補間することで、測定対象部材１０の硬度Ｚを算定する。

【0080】

応力特定工程Ｓcにおいて、制御装置４１は、第２実施形態と同様に、相異なる硬度Ｚについて事前に取得された複数の面積-応力関係Ｘのうち、硬度特定工程Ｓfにより特定された硬度Ｚに対応する面積-応力関係Ｘを利用して、測定対象部材１０の応力σを特定する。以上に説明した動作以外の動作は、第２実施形態と同様である。

【0081】

第３実施形態においても第１実施形態および第２実施形態と同様の効果が実現される。また、第３実施形態においては、励磁コイル２１により外部磁界を印加した結果から測定対象部材１０の保磁力Ｑが特定され、測定対象部材１０の硬度Ｚの特定に保磁力Ｑが利用される。すなわち、バルクハウゼンノイズの取得（検出工程Ｓa）と硬度Ｚの特定（硬度特定工程Ｓf）とに励磁コイル２１が共用される。したがって、バルクハウゼンノイズの取得とは別個の仕組により硬度Ｚが特定される形態と比較して、簡便な構成および工程により、測定対象部材１０の応力σを特定できる。

【0082】

Ｄ：変形例
以上に例示した各態様に付加される具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様を、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合してもよい。

【0083】

（１）前述の各形態においては、面積指標Ａの各数値（Ａ1，Ａ2，…）と応力σの各数値（σ1，σ2，…）との対応が登録された図６のデータテーブルにより、面積-応力関係Ｘが表現される形態を例示したが、面積-応力関係Ｘを表現する方法は、以上の例示に限定されない。例えば、面積指標Ａを変数として応力σを記述した演算式により、面積-応力関係Ｘが表現されてもよい。応力特定工程Ｓcにおいて、制御装置４１は、面積算定工程Ｓbにより算定した面積指標Ａを演算式に代入することで、測定対象部材１０の応力σを算定する。

【0084】

（２）第２実施形態および第３実施形態においては、保磁力Ｑの各数値（Ｑ1，Ｑ2，…）と硬度Ｚの各数値（Ｚ1，Ｚ2，…）との対応が登録された図１７のデータテーブルにより、磁気特性-硬度関係Ｙが表現される形態を例示したが、磁気特性-硬度関係Ｙを表現する方法は、以上の例示に限定されない。例えば、保磁力Ｑを変数として硬度Ｚを記述した演算式により、磁気特性-硬度関係Ｙが表現されてもよい。硬度特定工程Ｓf（第２工程Ｓf4）において、制御装置４１は、第１工程Ｓf3により特定した保磁力Ｑを演算式に代入することで、測定対象部材１０の硬度Ｚを特定する。

【0085】

（３）前述の各形態においては、ピーク値の降順で選択された２個のガウス分布Ｇのうち励磁電流Ｃの零点Ｏに近いガウス分布Ｇに対応するピークＰを目標ピークＰとして選択したが、目標ピークを選択する方法は以上の例示に限定されない。例えば、制御装置４１は、測定ノイズ特性Ｆの複数のピークＰのうちピーク値が所定の閾値を上回る１個以上の候補ピークＰを選択し、１個以上の候補ピークＰのうち励磁電流Ｃの零点Ｏに近い１個の候補ピークＰを、目標ピークＰとして選択してもよい。

【0086】

（４）第３実施形態の硬度特定工程Ｓfにおいては、測定対象部材１０の保磁力Ｑに応じて硬度Ｚを特定したが、硬度Ｚの特定に適用可能な磁気特性は、保磁力Ｑに限定されない。例えば、検出信号Ｍの解析により特定される残留磁束密度または飽和磁束密度等の磁気特性も、保磁力Ｑと同様に硬度Ｚに依存する。したがって、第３実施形態における保磁力Ｑは、測定対象部材１０の残留磁束密度または飽和磁束密度に置換されてもよい。すなわち、硬度特定工程Ｓfの第２工程Ｓf4は、測定対象部材１０の磁気特性に応じて硬度Ｚを特定する工程として表現される。保磁力Ｑ、残留磁束密度または飽和磁束密度は、硬度Ｚの特定に利用される磁気特性の例示である。磁気特性は、硬度Ｚに相関する任意の磁気的な特性として包括的に表現される。

【0087】

（５）前述の各形態においては、測定ノイズ特性Ｆを近似する複数のガウス分布Ｇのうち目標ピークＰに対応するガウス分布Ｇの面積を面積指標Ａとして算定したが、面積指標Ａを算定する方法は以上の例示に限定されない。例えば、制御装置４１は、測定ノイズ特性Ｆに存在する複数のピークＰから目標ピークＰとして選択し、当該目標ピークＰの面積を直接的に面積指標Ａとして算定してもよい。目標ピークＰは、前述の各形態の例示の通り、例えば、ピーク値の降順で所定個（１個以上）のピークＰのうち励磁電流Ｃの零点Ｏに近い１個のピークＰである。以上の説明から理解される通り、複数のガウス分布Ｇにより測定ノイズ特性Ｆを近似する処理（ガンマフィッティング）は、本開示において必須ではない。

【0088】

また、以上の説明においては、目標ピークＰの面積を面積指標Ａとして算定したが、面積指標Ａは目標ピークＰの面積自体に限定されない。例えば、目標ピークＰの半値幅およびピーク値は目標ピークＰの面積に依存する。したがって、制御装置４１は、目標ピークＰの半値幅およびピーク値を変数とする所定の演算により、面積指標Ａを算定してもよい。以上の例示から理解される通り、面積指標Ａは、目標ピークＰの面積に応じた指標として包括的に表現され、目標ピークＰの面積自体のほか、目標ピークＰの面積に影響する各種の指標も包含する概念である。

【0089】

（６）前述の第３実施形態においては、バルクハウゼンノイズを検出するための検出コイル２３と発生磁界を検出するための検出コイル２４とが、励磁装置２０に個別に設置される形態を例示したが、バルクハウゼンノイズの検出と発生磁界の検出とに単体の検出コイルが共用されてもよい。

【0090】

（７）第３実施形態においては、測定対象部材１０のバルクハウゼンノイズを検出する検出工程Ｓaと、発生磁界を検出するための工程（Ｓf1，Ｓf2）とを別個の工程として例示したが、測定装置３０は、測定対象部材１０のバルクハウゼンノイズと発生磁界とをひとつの工程で並列に検出してもよい。

【0091】

例えば、信号処理装置３２は、励磁コイル２１に励磁電流Ｃが供給される期間内に、検出コイル２３が生成する検出信号Ｄ0と検出コイル２４が生成する検出信号Ｍ0とを並列に取得する。信号処理装置３２は、検出信号Ｄ0に対する信号処理により検出信号Ｄを生成し、検出信号Ｍ0に対する信号処理により検出信号Ｍを生成する。情報処理装置４０（制御装置４１）は、検出信号Ｄおよび検出信号Ｍを信号処理装置３２から並列に取得する。検出信号Ｄおよび検出信号Ｍから応力σを特定する方法は、第３実施形態と同様である。以上の形態によれば、測定対象部材１０のバルクハウゼンノイズと発生磁界とが別個の工程で検出される形態と比較して、応力測定処理の手順が簡素化される。

【0092】

（８）前述の各形態においては、測定対象部材１０について測定された応力σの数値が表示装置４３に表示される形態を例示したが、測定装置３０による測定の結果を出力する方法は任意である。例えば、制御装置４１は、応力σが所定の閾値を上回るか否かを判定し、応力σが閾値を上回る場合に、音声または画像により応力σの異常を利用者に報知してもよい。すなわち、応力σ自体の出力は本開示において必須ではない。また、応力σを記憶装置４２に記憶する形態、または応力σを外部装置に送信する形態も想定される。

【0093】

（９）前述の各形態に係る情報処理装置４０の機能は、前述の通り、制御装置４１を構成する単数または複数のプロセッサと、記憶装置４２に記憶されたプログラムとの協働により実現される。以上に例示したプログラムは、コンピュータが読取可能な記録媒体に格納された形態で提供されてコンピュータにインストールされ得る。記録媒体は、例えば非一過性（non-transitory）の記録媒体であり、ＣＤ-ＲＯＭ等の光学式記録媒体（光ディスク）が好例であるが、半導体記録媒体または磁気記録媒体等の公知の任意の形式の記録媒体も包含される。なお、非一過性の記録媒体とは、一過性の伝搬信号（transitory, propagating signal）を除く任意の記録媒体を含み、揮発性の記録媒体も除外されない。また、配信装置が通信網を介してプログラムを配信する構成では、当該配信装置においてプログラムを記憶する記録媒体が、前述の非一過性の記録媒体に相当する。

【0094】

Ｅ：付記
以上に例示した形態から、例えば以下の構成が把握される。

【0095】

本開示のひとつの態様（態様１）に係る応力測定方法は、励磁電流の供給により励磁コイルに発生する磁界の印加により測定対象部材に発生するバルクハウゼンノイズを取得する検出工程と、前記励磁電流と前記バルクハウゼンノイズの強度との関係を表す測定ノイズ特性における複数のピークのうち、前記測定対象部材に作用する応力に起因する目標ピークの面積に応じた面積指標を算定する面積算定工程と、目標ピークの面積指標と応力とについて事前に取得された面積-応力関係を利用して、前記測定対象部材について算定された前記目標ピークの面積指標から、当該測定対象部材の応力を特定する応力特定工程とを含む。

【0096】

以上の態様においては、励磁電流とバルクハウゼンノイズの強度との関係を表す測定ノイズ特性における複数のピークのうち、測定対象部材に作用する応力に起因する目標ピークの面積指標に応じて、測定対象部材の応力（特に残留応力）が特定される。すなわち、バルクハウゼンノイズに対する応力以外の要因の影響が低減される。したがって、単純にバルクハウゼンノイズの全部を利用して有効応力を測定する特許文献１の技術と比較すると、測定対象部材の応力を高精度に測定できる。

【0097】

態様１の具体例（態様２）において、前記面積算定工程においては、前記測定ノイズ特性における前記複数のピークのうち、前記励磁電流の零点に近いピークを前記目標ピークとして選択する。測定ノイズ特性には、相異なる原因に対応する複数のピークが存在する。測定ノイズ特性の複数のピークのうち応力（歪み）に起因したピークは、励磁電流が小さい領域に発生し易いという傾向がある。以上の傾向を考慮すると、測定ノイズ特性における複数のピークのうち励磁電流の零点に近いピークを目標ピークとして選択する形態によれば、測定対象部材の応力に起因したピークが目標ピークとして高精度に選択される。したがって、励磁電流の零点とは無関係に目標ピークを選択する形態と比較して、測定対象部材の応力を高精度に測定できる。

【0098】

態様１または態様２の具体例（態様３）において、前記面積算定工程においては、前記測定ノイズ特性における複数のピークのうち各ピークのピーク値の降順で２以上の候補ピークを選択し、前記２以上の候補ピークのうち前記励磁電流の零点に近い候補ピークを前記目標ピークとして選択する。測定対象部材の応力に起因したピークのピーク値は、他の要因に起因したピークのピーク値と比較して大きい場合がある。以上の傾向を考慮すると、測定ノイズ特性における複数のピークのうちピーク値の降順で２以上の候補ピークを選択する形態によれば、測定対象部材の応力に起因したピークが目標ピークとして高精度に選択される。したがって、測定ノイズ特性における複数のピークの何れかをピーク値とは無関係に選択する形態と比較して、測定対象部材の応力を高精度に測定できる。例えば、測定対象部材の応力とは無関係の微小なピークが、応力に起因したピークよりも励磁電流の零点に近い位置にある状況でも、ピーク値の降順で２以上の候補ピークを選択することにより、測定対象部材の応力に起因したピークを目標ピークとして高精度に選択できる。

【0099】

態様１から態様３の何れかの具体例（態様４）において、前記測定対象部材の硬度を特定する硬度特定工程をさらに含み、前記応力特定工程においては、相異なる硬度について事前に取得された複数の面積-応力関係のうち、前記測定対象部材について特定された硬度に対応する面積-応力関係を利用して、当該測定対象部材の応力を特定する。以上の態様においては、相異なる硬度について事前に取得された複数の面積-応力関係のうち、測定対象部材について特定された硬度に対応する面積-応力関係が、測定対象部材の応力の特定に利用される。したがって、測定対象部材の硬度に関わらず共通の面積-応力関係が利用される形態と比較して、硬度が相違する複数の測定対象部材の各々について応力を高精度に測定できる。

【0100】

態様４の具体例（態様５）において、前記硬度特定工程においては、前記励磁コイルにより前記測定対象部材に磁界を印加した結果から前記測定対象部材の磁気特性を特定し、磁気特性と硬度とについて事前に取得された磁気特性-硬度関係を利用して、前記測定対象部材について特定された磁気特性から、当該測定対象部材の硬度を特定する。以上の態様においては、励磁コイルにより磁界を印加した結果から測定対象部材の磁気特性が特定され、測定対象部材の硬度の特定に磁気特性が利用される。すなわち、バルクハウゼンノイズの取得と磁気特性の特定とに励磁コイルが共用される。したがって、バルクハウゼンノイズの取得とは別個の仕組により磁気特性が特定される構成と比較して簡便な構成および工程により、測定対象部材の応力を特定できる。

【0101】

本開示のひとつの態様（態様６）に係る応力測定システムは、励磁電流の供給により励磁コイルに発生する磁界を測定対象部材に印加する励磁装置と、前記測定対象部材の応力を測定する測定装置とを具備し、前記測定装置は、前記磁界の印加により測定対象部材に発生するバルクハウゼンノイズを取得し、前記励磁電流と前記バルクハウゼンノイズの強度との関係を表す測定ノイズ特性における複数のピークのうち、前記測定対象部材に作用する応力に起因する目標ピークの面積に応じた面積指標を算定し、目標ピークの面積指標と応力とについて事前に取得された面積-応力関係を利用して、前記測定対象部材について算定された前記目標ピークの面積指標から、当該測定対象部材の応力を特定する。

【0102】

態様６の具体例（態様７）において、前記測定装置は、さらに、前記測定対象部材の硬度を特定し、前記応力の特定においては、相異なる硬度について事前に取得された複数の面積-応力関係のうち、前記測定対象部材について特定された硬度に対応する面積-応力関係を利用して、当該測定対象部材の応力を特定する。

【符号の説明】

【0103】

１００…応力測定システム、１０…測定対象部材、１１…表面、２０…励磁装置、２１…励磁コイル、２２…ヨーク、２２１…突出部、２２２…突出部、２２３…基礎部、２３…検出コイル、２４…検出コイル、３１…電流供給装置、３２…信号処理装置、４０…情報処理装置、４１…制御装置、４２…記憶装置、４３…表示装置、４４…操作装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】