JPH04120458A - 被探傷物の疵深さ測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、被探傷物の疵深さ測定方法に係り、詳しく
は、連鋳スラブ表面に鋳型の振動に同期しててきるオツ
シレーションマークのような被探傷物表面に周期的に存
在する疵（傷）をこれに起因して生じる漏洩磁束をとら
え検知するに際し、その疵深さを疵同士の間隔の影響に
よる誤差を生じることなく正確に求められるようにした
、被探傷物の疵深さ測定方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、所定方向に移動する被探傷物の表面に周期的に存
在する疵を磁気的に検知してその深さを測定するには、
以下に説明する方法が一般に行われている。第７図は従
来の疵深さ測定方法の実施に使用される測定装置の構成
説明図、第８図は第７図に示す探傷用探触子の構成説明
図である。

第７図及び第８図において、探傷用探触子５１は、被探
傷物の矢印で示す移動方向（被探傷物の疵の長さ方向と
ほぼ直交する方向）に沿って配される四つの磁極体を有
し、磁性体てなる四脚型コア５２と、この四脚型コア５
２の外側の二つの励磁用磁極体にそれぞれ巻かれ直列接
続された励磁コイル５３ａ、５３ｂと、その内側の二つ
の検出用磁極体にそれぞれ巻かれ直列接続された検出コ
イル５４ａ。

５４ｂとを備えている。上記の直列接続された励磁コイ
ル５３ａ、　５３ｂは、被探傷物内に侵入しその表面を
通る磁束を発生させるためのものであり、その端子ｔｌ
、　ｔｔ間には交流励磁電流が供給される。

また、上記直列接続された検出コイル５４ａ、　５４ｂ
は、被探傷物に存在する疵に起因して生じる漏洩磁束を
とらえるためのものてあり、その端子ｔｘｔ、ｔ４２間
には、各検出コイル５４ａ、　５４ｂに発生する漏洩磁
束鎖交による誘導起電力の差か取り出されるようになっ
ている。

５５は信号処理装置であって、この信号処理装置５５は
、図示省略しているか、周知にように、励磁コイル５３
ａ、　５３ｂの端子ｔ＋＋　ｔ２間に交流励磁電流を供
給する発振器、ブリツノ回路の二辺を構成する上記検出
コイル５４ａ、５４ｂの端子Ｔｓ２ｒ　　ｔａｘ間に発
生する差電圧を増幅する差動増幅器、差動増幅された信
号を疵信号として取り出す検波器などて構成されており
、その疵信号は記録計５６に与えられる。なお、検出コ
イル５４ａ、　５４ｂ同士の接続端子ｊｉ１＋　ｊ＜＋
は信号処理装置５５内で接地されるようになっている。

このように構成された測定装置において、その表面に疵
か周期的に存在し所定方向に移動する被探傷物に対して
、探傷用探触子５１を所定のリフトオフ（コイル先端と
被探傷物表面との距離）にて配置すると、疵あるところ
では、励磁コイル５３ａ、５３ｂによる被探傷物表面を
通る磁束の一部が渦電流が遮断されることにより漏洩し
、この漏洩磁束か検出コイル５４ａ、　５４ｂに鎖交し
、端子ｔ８．。

ｔ４□間から検出コイル５４ａ、　５４ｂに発生する誘
導起電力の差か取り出されることにより、信号処理装置
５５から疵信号か出力される（第６図参照）。

この得られた疵信号により疵の存在を検知し、その疵深
さを疵信号振幅によって求めるようにしている。例えば
第６図における最初の疵の深さを知るための情報として
、極大値Ｐ＋（正の値）と極小値Ｂ＋（負の値）との差
（極大値Ｐ１と極小値Ｂ１との絶対値の和）の疵信号振
幅Ｅ１を用いるようにしている。

〔発明か解決しようとする課題〕

ところで、被探傷物の表面に周期的に存在する疵を上記
の探傷用探触子を用いて検知する場合には、一つの疵に
起因する漏洩磁束とこれに隣接する疵に起因する漏洩磁
束とが検出コイルに一部同時鎖交し、隣接する疵同士の
信号か一部重なり合うようになるため、実際の疵深さが
同じであっても疵同士の間隔（ピッチ）によって得られ
る疵信号振幅が変化する。第５図は、疵の間隔と疵信号
振幅変化率との関係を示す図であって、実際の疵深さに
おける疵信号振幅に対する疵か周期的に存在する場合に
得られる疵信号振幅の比率、つまり疵信号振幅変化率を
、疵のｒｕｉに対して求めたものである。なおこの場合
、疵信号振幅変化率は、疵深さか異なっても同じ傾向を
示す。第５図から、実際の疵深さか同してあっても、疵
同士の間隔か狭くなるに従って得られるその疵信号振幅
か小さくなることかわかる。

このため、従来の方法では、得られた疵信号振幅をその
まま用いて疵深さを求めるようにしたものであるから、
正確な疵深さか得られないという問題点かある。

この発明は、上記問題点を解決するためになされたちの
てあって、所定方向に移動する被探傷物の表面に周期的
に存在する疵の深さを正確に求めることがてきる、被探
傷物の疵深さ測定方法の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この発明による被探傷物の
疵深さ演σ定方法は、所定方向に移動する被探傷物の表
面に周期的に存在する疵を、被深傷物移動方向に沿って
配された外側の二つの励磁コイルによって被探傷物表面
を通る磁束を発生させ、被探傷物移動方向に沿って前記
励磁コイルの内側に配された二つの検出コイルに疵に起
因して生しる漏洩磁束か鎖交することにより得られる疵
信号によって検知し、その疵深さを疵信号振幅に基づい
て測定する被探傷物の疵深さ測定方法において、実際の
疵深さと疵信号振幅との関係を示す疵深さ測定用データ
と、疵間隔とこの疵間隔の影響による疵信号振幅の変化
との関係を示す疵間隔依存性データとを予め求めて記憶
手段に記憶した後、被探傷物の移動速度及び疵信号を測
定し、この疵信号から得られた疵の周期と前記被探傷物
移動速度とから疵同士の間隔を求め、次いで、前記測定
された疵信号から得られた疵信号振幅を、前記求められ
た疵間隔においてその疵の実際の疵深さに対応する疵信
号振幅となるように前記疵間隔依存性データを用いて補
正し、しかる後、補正された疵信号振幅と前記疵深さ測
定用データとから被探傷物の疵深さを求めることを特徴
とする。

〔作　用〕

所定方向に移動する被探傷物の表面に周期的に存在する
疵を磁気探傷によって検知してその深さを測定する場合
、実際の疵深さか同してあっても疵間隔の影響により得
られる疵信号振幅か変化する。そのため、この発明によ
る方法においては、疵信号と被探傷物移動速度とを測定
し、この被探傷物移動速度と測定された疵信号から得ら
れた疵の周期とから疵同士の間隔を求める。次いで、疵
信号から得られた疵信号振幅を、予め求めて記憶してお
いた、疵間隔とこの疵間隔の影響による疵信号振幅の変
化との関係を用いて、前記求められた疵間隔においてそ
の疵の実際の疵深さに対応する疵信号振幅となるように
補正する。補正後、予め求め記憶しておいた、実際の疵
深さと疵信号振幅との関係を用いて、前記補正された疵
信号振幅に対する疵深さを求めることにより、被探傷物
の疵深さを正確に求めることができる。

〔実施例〕

以下、この発明を連鋳スラブのオツシレーシゴンマーク
を検知しその深さ測定に適用する場合の実施例について
説明する。

第１図はこの発明をオツシレーションマークを検知しそ
の深さ測定に適用する場合に使用される測定装置の一例
を示す構成説明図、第２図（ａ＋は第１図に示す探傷用
探触子の構成説明図、第２図（ｂｌは第２図（ａ）に示
す探傷用探触子の励磁コイル及び検出コイルの説明図、
第３図は探傷用探触子の配置状況を説明するための斜視
図である。

第２図（ａ）、　（ｂ）において、探傷用探触子ｌは、
被探傷物である連鋳スラブの移動方向に沿って配される
断面長方形の四つの磁極体２ａ〜２ｄを有しフェライト
でなる四脚盟コア２と、この四脚型コア２の外側の二つ
の励磁用磁極体２ａ、　２ｂにそれぞれ巻かれ直列接続
された励磁コイル３ａ、　３ｂと、その内側の二つの検
出用磁極体２ｃ、　２ｄにそれぞれ巻かれた検出コイル
４ａ、　４ｂとにより構成されている。なお、深さ０．
５から１．５ｍｍ程度の表面疵であるオツシレーション
マークは鋳型の振動に同期して連鋳スラブの幅方向に沿
ってでき、連鋳スラブ移動方向とオツシレーションマー
クの長さ方向とはほぼ直交する方向となる。連鋳スラブ
表面にはオツシレーションマークか８〜１５ｍｍ程度の
範囲の間隔て発生することから、一方の検出用磁極体２
Ｃとその隣合う励磁用磁極体２ａとの隙間の中央から、
他方の検出用磁極体２ｄとその隣合う励磁用磁極体２ｂ
との隙間の中央まての寸法長さＬｌを７．５ｍｍとし、
各励磁コイル３ａ、　３ｂの連鋳スラブ移動方向の幅Ｌ
２を１０ｍｍとしている。

上記の直列接続された励磁コイル３ａ、　３ｂは、被探
傷物内に侵入しその表面を通る磁束を発生させるための
ものであって、その端子Ｆ＋　ｔ２間には交流励磁電流
が供給され、その際、第２図（ｂ）に示すように、連鋳
スラブ側の各磁極の極性が互いに異極となるように巻か
れている。検出コイル４ａ、　４ｂは、オツシレーショ
ンマークに起因して生じる漏洩磁束をとらえるためのも
のであって、第２図（ｂ）の矢印で示すように、直列接
続された励磁コイル３ａ、　３ｂと同じ向きに電流を流
した場合（実際には流さない）に、連鋳スラブ側の各磁
極の極性が隣合う励磁コイルのそれとは互いに異極とな
るように巻かれている。そして、その端子ｊａｚ　＋　
ｔａ２間には、各検出コイル４ａ、　４ｂに発生する漏
洩磁束鎖交による誘導起電力の差か取り出されるように
なっている。なお、検出コイル４ａ、　４ｂの端子ｔ３
１゜ｔ４１は、第２図（ｂｌては接続して示しているか
、実際には後述する信号処理装置５内にて接続され基準
電位として接地されるようになっている。

上記構成になる探傷用探触子ｌは、第３図に示すように
、リフトオ）１０ｍｍにて連鋳スラブの真上に位置する
ように連鋳機のガイドテーブルに取り付けられる。なお
、実際には探傷用探触子ｌは水冷か施されたハウジング
ケースに収められるようになっている。また、同図に示
すオツシレーションマークは、実際には連鋳スラブ表面
に上記の間隔の周期で連続的にできるものである。

次に測定装置の全体構成について以下に説明する。第１
図において、５は信号処理装置てあり、従来と同様に構
成されており、上述した探傷用探触子Ｉの励磁コイル３
ａ、　Ｓｂの端子！＋、ｈ間に周波数ＩＭＨｚ程度の交
流励磁電流を供給する一方、検出コイル４ａ、　４ｂの
端子【３２．ｔ４□間に得られる電圧信号を増幅、検波
なとの処理を行って疵信号として２チヤンネルのＡ／Ｄ
コンバータ６を介して疵深さ検出装置７に与えるもので
ある。８は連鋳機の引き抜きローラ軸（図示省略）に取
り付けられ、連鋳スラブの移動速度を検出するスラブ移
動速度検出器である。疵深さ検出装置７は、ＣＰＵ、メ
モリなどを備えるプログラムされた公知のパーソナルコ
ンピュータで構成されており、信号処理装置５からの疵
信号とスラブ移動速度検出器８からの連鋳スラブ移動速
度信号とをＡ／Ｄコンバータ６を介して所定サンプリン
グ間隔にてサンプリングし、得られたサンプリング値を
各班に対する疵信号ごとに順次格納するとともに、後述
する手順に従ってオツシレーションマーク深さを求める
ものである。

このように構成される測定装置を用いて行うオツシレー
ションマークの深さ測定について、第４図〜第６図を参
照しなから、以下に説明する。

まず、疵深さ検出装置７の記憶手段としてのメモリに予
め記憶させておく疵深さ測定用データ及び疵間隔依存性
データについて説明する。それぞれ深さの異なるオツシ
レーションマークか単独で存在するような模擬試験片を
製作し、その深さＤと疵信号振幅Ｅとの関係（第４図参
照）を、探傷用探触子１を備えた信号処理袋！Ｉ５を用
いてリフトオフｔｏｍｍにて測定し、特性式Ｅ＝ｆ　（
Ｄ）で表される疵深さ測定用データとして疵深さ検出装
置７に記憶させておく。この場合、特性式てはなく、例
えば疵深さ０．０５ｍｍ毎に疵信号振輻Ｅを記憶させる
、いわゆる点データ群として記憶させてもよい。

一方、オツシレーションマーク深さが例えば１ｍｍの前
記模擬試験片において探傷用探触子Ｉを備えた信号処理
装置５を用いてリフトオフ１０ｍｍにてその疵信号を求
め記録する。この得られた疵信号を用いて計算機によっ
てオツシレーションマークの位置を適宜ずらせた場合の
疵信号波形をつ（りそれを重ね合わせることにより、オ
ツシレーションマークか単独てはなく周期的に存在しそ
の間隔を変化させた場合に得られる疵信号を作成し、こ
れにより、オツシレーションマークの間隔とその疵信号
振幅との関係を求める。そして、例えば、先に求めた深
さ１ｍｍのオツシレーションマークか単独で存在する場
合に得られる疵信号振幅に対する上記求めた周期的に存
在する場合に得られる疵信号振幅の比率、つまり疵信号
振幅変化率ΔＥをオツシレーションマークの間隔Ｋに対
して求める。これを特性式ΔＥ＝ｆ　（Ｋ）て表される
疵間隔依存性データとして疵深さ検出装ｒＩ７Ｌ７に記
憶させておく（第５図参照）。この場合、特性式ではな
く、例えば点データ群としてオツシレーションマーク間
隔０．５ｍ＋ｎ毎に疵信号振幅変化率ΔＥを記憶させる
ようにしてもよい。なお、第５図において、探傷用探触
子Ｉの寸法に対してオツシレーションマークの間隔が十
分に大きい場合には、疵信号振幅変化率はΔＥ＝１とな
る。

このような測定用データ及び間隔依存性データを疵深さ
検出装置７に記憶させた後、疵深さ検出装置７において
、以下の手順にてオソル−ンヨンマーク深さの測定か行
われる。

■　信号処理装置５からの疵信号とスラブ移動速度検出
器８からの連鋳スラブ移動速度信号とを、Ａ／Ｄコンバ
ータ６を介して所定サンプリング間隔にてサンプリング
し順次格納する。

■　この格納を行う一方、サンプリングされた疵信号の
サンプリング値（第６図ては理解を容易にするため連続
する実線て示している）から、その極大値Ｐ、と極小値
Ｂ＋とを求める。得られた両値Ｐ＋　Ｂ＋からこの最初
のオツシレーションマークの疵信号振幅Ｅ１を求めてお
く。

■　次に上記極大値Ｐ＋のその次の極大値Ｐ２を求め、
最初の極大値ＰＩか得られた時点から今回の極大値Ｐ２
が得られた時点までの時間、つまり最初のオツシレーシ
ョンマークとその次のオツシレーションマークとの発生
周期Ｔ１を、その間のサンプリング回数とサンプリング
間隔との積から求める。

■　得られた周期Ｔ１と連鋳スラブ移動速度との積から
オツシレーションマークの間隔に１を求める。

次いで、予め記憶されている上述した特性式ΔＥ＝ｆ（
Ｋ）に、このオッンレーションマーク間隔に、を代入し
て、オツンレーションマーク間隔に、における疵信号振
幅変化率ΔＥ１を算出する。そして、いまその深さを求
めようとしている最初のオツシレーションマークの疵信
号振幅Ｅ１に１／ΔＥ＋を乗算し、これを補正する。

■　この補正された疵信号振幅Ｅ、／ΔＥ、を、予め記
憶されている上述した疵深さ測定用データとしての特性
式Ｅ＝ｆ　（Ｄ）に疵信号振幅として代入することによ
り、最初のオツシレーションマークの深さＤｌか得られ
る。

このような手順を以後の疵信号に順次繰り返し行い、測
定された疵信号から得られた疵信号振幅を、求めたオツ
シレーションマーク間隔においてそのオツシレーション
マークの実際の深さに対応する疵信号振幅となるように
補正することにより、連鋳スラブ表面に一定範囲の間隔
て周期的に存在するオツシレーションマークの深さを、
その間隔に起因する誤差を生じることなく、正確に求め
ることか可能となった。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明による被探傷物の疵深さ
測定方法では、被探傷物表面に周期的に存在する疵同士
の間隔を求め、疵信号から得られた疵信号振幅をこの求
めた疵間隔においてその疵の実際の疵深さに対応する疵
信号振幅となるように補正し、この補正された疵信号振
幅を用いて疵深さ求める方法としたので、被探傷物の表
面に周期的に存在する疵の深さを疵同士の間隔に起因す
る誤差を生じることなく正確に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明をオツシレーションマークを検知しそ
の深さ測定に適用する場合に使用される測定装置の一例
を示す構成説明図、第２図（ａ）は第１図に示す探傷用
探触子の構成説明図、第２図（ｂｌは第２図（ａ）に示
す探傷用探触子の励磁コイル及び検出コイルの説明図、
第３図は探傷用探触子の配置状況を説明するための斜視
図、第４図は疵深さ測定用データとしてのオツシレーシ
ョンマーク深さと疵信号振幅との関係を示す図、第５図
は疵間隔依存性データとしての疵の間隔と疵信号振幅変
化率との関係を示す図、第６図は第１図に示す疵深さ検
出装置の動作を説明するための図、第７図は従来の疵深
さ測定方法の実施に使用される測定装置の構成説明図、
第８図は第７図に示す探傷用探触子の構成説明図である
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定方向に移動する被探傷物の表面に周期的に存
   在する疵を、被探傷物移動方向に沿って配された外側の
   二つの励磁コイルによって被探傷物表面を通る磁束を発
   生させ、被探傷物移動方向に沿って前記励磁コイルの内
   側に配された二つの検出コイルに疵に起因して生じる漏
   洩磁束が鎖交することにより得られる疵信号によって検
   知し、その疵深さを疵信号振幅に基づいて測定する被探
   傷物の疵深さ測定方法において、実際の疵深さと疵信号
   振幅との関係を示す疵深さ測定用データと、疵間隔とこ
   の疵間隔の影響による疵信号振幅の変化との関係を示す
   疵間隔依存性データとを予め求めて記憶手段に記憶した
   後、被探傷物の移動速度及び疵信号を測定し、この疵信
   号から得られた疵の周期と前記被探傷物移動速度とから
   疵同士の間隔を求め、次いで、前記測定された疵信号か
   ら得られた疵信号振幅を、前記求められた疵間隔におい
   てその疵の実際の疵深さに対応する疵信号振幅となるよ
   うに前記疵間隔依存性データを用いて補正し、しかる後
   、補正された疵信号振幅と前記疵深さ測定用データとか
   ら被探傷物の疵深さを求めることを特徴とする被探傷物
   の疵深さ測定方法。