JPH09145679A - 微小欠陥検出装置 - Google Patents
微小欠陥検出装置Info
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- JPH09145679A JPH09145679A JP30006595A JP30006595A JPH09145679A JP H09145679 A JPH09145679 A JP H09145679A JP 30006595 A JP30006595 A JP 30006595A JP 30006595 A JP30006595 A JP 30006595A JP H09145679 A JPH09145679 A JP H09145679A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 リフトオフをあまり小さくすることなく、微
小欠陥を、被検査材の走行速度にかかわらず高いＳ／Ｎ
比で効率よく検出可能とする。 【解決手段】 磁化器７により、走行する被検査体３を
走行方向に磁化する。被検査体３の内部に存在する微小
介在物に起因する漏洩磁束がＥ型磁気センサ１の直下を
通過すると、これに対応した電気信号がＥ型磁気センサ
１から出力される。Ｅ型磁気センサ１からの出力を、増
幅器９により電気的に増幅し、フィルタ１０を介してノ
イズを抑制してＳ／Ｎを改善し、これを整流器１１によ
り整流した後、判定回路１２で欠陥を判定してその結果
を出力する。自動カットオフ周波数設定器１３は、Ｅ型
磁気センサの磁極中心間の距離Ｐ、リフトオフＬ、被検
査体の走行速度Ｖを読み込んで、カットオフ周波数を計
算してハイパスフィルタ１０に設定する。
小欠陥を、被検査材の走行速度にかかわらず高いＳ／Ｎ
比で効率よく検出可能とする。 【解決手段】 磁化器７により、走行する被検査体３を
走行方向に磁化する。被検査体３の内部に存在する微小
介在物に起因する漏洩磁束がＥ型磁気センサ１の直下を
通過すると、これに対応した電気信号がＥ型磁気センサ
１から出力される。Ｅ型磁気センサ１からの出力を、増
幅器９により電気的に増幅し、フィルタ１０を介してノ
イズを抑制してＳ／Ｎを改善し、これを整流器１１によ
り整流した後、判定回路１２で欠陥を判定してその結果
を出力する。自動カットオフ周波数設定器１３は、Ｅ型
磁気センサの磁極中心間の距離Ｐ、リフトオフＬ、被検
査体の走行速度Ｖを読み込んで、カットオフ周波数を計
算してハイパスフィルタ１０に設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄鋼帯のような被
検出体中に混入する微小介在物のような微小欠陥を、漏
洩磁束法により検出する微小欠陥検出装置に関し、特に
高感度な磁気センサを使用した微小欠陥検出装置に関す
る。
検出体中に混入する微小介在物のような微小欠陥を、漏
洩磁束法により検出する微小欠陥検出装置に関し、特に
高感度な磁気センサを使用した微小欠陥検出装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】鋼帯のような磁性体中の欠陥を検出する
方法として、漏洩磁束法が広く使用されている。図９に
その原理図を示す。図９において、２１は磁気センサ、
２２は磁化器、２３は鋼帯等の被検査体、２４は欠陥、
２５は磁束を示す。磁化器２２により被検査体２２を磁
化する。磁化器２２により発生する磁束の大部分は磁気
抵抗の少ない被検査体２３の中を通過するが、被検査体
中２３中に欠陥２４が存在すると、その欠陥２４により
磁束の通過が妨げられ、一部の磁束が空中に漏洩する。
この漏洩した磁束を、磁気センサ２１で検出することに
より欠陥２４の存在を検出する。
方法として、漏洩磁束法が広く使用されている。図９に
その原理図を示す。図９において、２１は磁気センサ、
２２は磁化器、２３は鋼帯等の被検査体、２４は欠陥、
２５は磁束を示す。磁化器２２により被検査体２２を磁
化する。磁化器２２により発生する磁束の大部分は磁気
抵抗の少ない被検査体２３の中を通過するが、被検査体
中２３中に欠陥２４が存在すると、その欠陥２４により
磁束の通過が妨げられ、一部の磁束が空中に漏洩する。
この漏洩した磁束を、磁気センサ２１で検出することに
より欠陥２４の存在を検出する。
【０００３】磁気センサ２１としては、ホール素子、磁
気抵抗素子、磁気半導体素子等が使用される他、特開昭
５９ー１６０７５０号公報に開示されているような、円
筒鉄心にコイルを巻いた磁気探傷コイル、特開平２ー１
６２２７６号公報に開示されているような、強磁性体コ
アにコイルを巻き、これに交流電流を供給し、このコイ
ルの両端に発生する電圧の正側電圧と負側電圧との差を
検出するものが使用されている。
気抵抗素子、磁気半導体素子等が使用される他、特開昭
５９ー１６０７５０号公報に開示されているような、円
筒鉄心にコイルを巻いた磁気探傷コイル、特開平２ー１
６２２７６号公報に開示されているような、強磁性体コ
アにコイルを巻き、これに交流電流を供給し、このコイ
ルの両端に発生する電圧の正側電圧と負側電圧との差を
検出するものが使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来要求されていた検
出すべき薄鋼帯中の欠陥は、ガウジと呼ばれるような比
較的大きな欠陥が対象であった。近年、産業分野におけ
る薄鋼帯の適用範囲拡大に伴い、より微小な内部介在物
を検出することが必要となり、例えば、１０-3（mm3 ）
以下の体積の微小な内部介在物が検出対象となってき
た。このような微小欠陥を検出するためには、従来技術
には以下のような問題点がある。
出すべき薄鋼帯中の欠陥は、ガウジと呼ばれるような比
較的大きな欠陥が対象であった。近年、産業分野におけ
る薄鋼帯の適用範囲拡大に伴い、より微小な内部介在物
を検出することが必要となり、例えば、１０-3（mm3 ）
以下の体積の微小な内部介在物が検出対象となってき
た。このような微小欠陥を検出するためには、従来技術
には以下のような問題点がある。
【０００５】(1) いずれの従来技術においても、微小な
欠陥を検出するためには、鋼帯と磁気センサとの距離
（リフトオフ）を小さくする必要がある。この対策とし
て、実開昭６１ー１１９７５９号公報に開示されている
ように、磁気センサをエアフロートさせることによりリ
フトオフを0.1 （mm）程度の微小値に保つ方法が用いら
れている。しかしながら、この方法には、磁気センサと
鋼帯との接触事故が増加するなどの操業上の問題があ
る。
欠陥を検出するためには、鋼帯と磁気センサとの距離
（リフトオフ）を小さくする必要がある。この対策とし
て、実開昭６１ー１１９７５９号公報に開示されている
ように、磁気センサをエアフロートさせることによりリ
フトオフを0.1 （mm）程度の微小値に保つ方法が用いら
れている。しかしながら、この方法には、磁気センサと
鋼帯との接触事故が増加するなどの操業上の問題があ
る。
【０００６】(2) 微小欠陥検出のためにリフトオフを低
下させると、鋼帯の振動などの外乱の影響を受けやすく
なり、また鋼帯の磁気的なむらから生ずる地合ノイズを
拾い易くなるので、十分なＳ／Ｎを得ることが困難であ
る。
下させると、鋼帯の振動などの外乱の影響を受けやすく
なり、また鋼帯の磁気的なむらから生ずる地合ノイズを
拾い易くなるので、十分なＳ／Ｎを得ることが困難であ
る。
【０００７】(3) 欠陥検出信号の周波数成分と地合ノイ
ズの周波数成分とが重なり合う部分が多く、フィルタな
どによるＳ／Ｎ向上が十分に行えない。
ズの周波数成分とが重なり合う部分が多く、フィルタな
どによるＳ／Ｎ向上が十分に行えない。
【０００８】本発明は、これらの問題点を解決するため
になされたもので、リフトオフをあまり小さくすること
なく、被検査体の微小欠陥から生じる微弱で局所的な漏
洩磁束を、被検査体の走行速度によらず、高いＳ／Ｎ比
で効率よく検出可能な微小欠陥検出装置を提供すること
を目的とする。
になされたもので、リフトオフをあまり小さくすること
なく、被検査体の微小欠陥から生じる微弱で局所的な漏
洩磁束を、被検査体の走行速度によらず、高いＳ／Ｎ比
で効率よく検出可能な微小欠陥検出装置を提供すること
を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記課題は、被検査体を
磁化するための磁化器と、被検査体の欠陥から発生する
漏洩磁束を検出するための磁気センサとを有してなる欠
陥検出装置にであって、磁気センサは、強磁性体で作ら
れたＥ型コアの中央磁極にサーチコイルが設けられたＥ
型磁気センサであり、このＥ型コアの３個の磁極の列が
被検査体の走行方向に沿うように配置されており、磁気
センサからの出力信号がハイパスフィルタを通して処理
され、当該ハイパスフィルタは、Ｅ型磁気センサの磁極
中心間の距離、リフトオフ、鋼帯の走行速度から決定さ
れるカットオフ周波数を持つことを特徴とする微小欠陥
検出装置により解決される。
磁化するための磁化器と、被検査体の欠陥から発生する
漏洩磁束を検出するための磁気センサとを有してなる欠
陥検出装置にであって、磁気センサは、強磁性体で作ら
れたＥ型コアの中央磁極にサーチコイルが設けられたＥ
型磁気センサであり、このＥ型コアの３個の磁極の列が
被検査体の走行方向に沿うように配置されており、磁気
センサからの出力信号がハイパスフィルタを通して処理
され、当該ハイパスフィルタは、Ｅ型磁気センサの磁極
中心間の距離、リフトオフ、鋼帯の走行速度から決定さ
れるカットオフ周波数を持つことを特徴とする微小欠陥
検出装置により解決される。
【００１０】また、実際の装置においては、Ｅ型磁気セ
ンサの磁極中心間の距離は予め定められているので、被
検査体の走行速度Ｖ（mm／s ）及びリフトオフＬ（mm）
を入力とする最適カットオフ周波数設定器により、ハイ
パスフィルタの最適なカットオフ周波数Ｆを自動的に設
定する構成とすることが好ましい。もし、リフトオフＬ
（mm）が一定と仮定してよい場合には、走行体の走行速
度Ｖ（mm／s ）のみを入力とするようにしてもよい。
ンサの磁極中心間の距離は予め定められているので、被
検査体の走行速度Ｖ（mm／s ）及びリフトオフＬ（mm）
を入力とする最適カットオフ周波数設定器により、ハイ
パスフィルタの最適なカットオフ周波数Ｆを自動的に設
定する構成とすることが好ましい。もし、リフトオフＬ
（mm）が一定と仮定してよい場合には、走行体の走行速
度Ｖ（mm／s ）のみを入力とするようにしてもよい。
【００１１】また、Ｅ型磁気センサの磁極中心間の距離
をＰ（mm）、リフトオフをＬ（mm）、被検査体の走行速
度をＶ（mm／s ）とするとき、 Ｆ ＝Ｖ×(3188 −675 Ｌ) ×(850＋2000／Ｐ) ／(1.4×107) …… (1) を満たす周波数Ｆ（Hz）±２０％の範囲のカットオフ周
波数を持つハイパスフィルタを用いれば、最大に近いＳ
／Ｎで欠陥の検出を行うことが出来る。
をＰ（mm）、リフトオフをＬ（mm）、被検査体の走行速
度をＶ（mm／s ）とするとき、 Ｆ ＝Ｖ×(3188 −675 Ｌ) ×(850＋2000／Ｐ) ／(1.4×107) …… (1) を満たす周波数Ｆ（Hz）±２０％の範囲のカットオフ周
波数を持つハイパスフィルタを用いれば、最大に近いＳ
／Ｎで欠陥の検出を行うことが出来る。
【００１２】これらについて、更に詳しく説明する。図
１にＥ型磁気センサを使用した本発明の原理図を示す。
図１において、１は強磁性体で作られたＥ型コアからな
るＥ型磁気センサ、１ａ〜１ｃはその磁極、２はサーチ
コイル、３は被検査体、４は欠陥、５は磁束を示す。Ｅ
型磁気センサ１は、図１に示すように３個の磁極１ａ〜
１ｃの列が被検査体の走行方向に沿うように配置されて
いる。欠陥４が図１(a) で示す位置にあるとき、漏洩磁
束は磁極１ａから磁極１ｃを通過し、サーチコイル２を
下向きに通過する。被検査体３が走行して欠陥４が図１
(b) で示す位置に来ると、漏洩磁束は磁極１ｃから磁極
１ｂを通過し、サーチコイル２を上向きに通過する。よ
って、欠陥４の通過に伴ってサーチコイル２を通過する
磁束が変化し、サーチコイル２には磁束の変化量に比例
した電圧が発生する。
１にＥ型磁気センサを使用した本発明の原理図を示す。
図１において、１は強磁性体で作られたＥ型コアからな
るＥ型磁気センサ、１ａ〜１ｃはその磁極、２はサーチ
コイル、３は被検査体、４は欠陥、５は磁束を示す。Ｅ
型磁気センサ１は、図１に示すように３個の磁極１ａ〜
１ｃの列が被検査体の走行方向に沿うように配置されて
いる。欠陥４が図１(a) で示す位置にあるとき、漏洩磁
束は磁極１ａから磁極１ｃを通過し、サーチコイル２を
下向きに通過する。被検査体３が走行して欠陥４が図１
(b) で示す位置に来ると、漏洩磁束は磁極１ｃから磁極
１ｂを通過し、サーチコイル２を上向きに通過する。よ
って、欠陥４の通過に伴ってサーチコイル２を通過する
磁束が変化し、サーチコイル２には磁束の変化量に比例
した電圧が発生する。
【００１３】図２(a) は、欠陥４がＥ型磁気センサ１の
下を通過するときのサーチコイル２を通る磁束Φの変化
を、図２(b) はそのときにサーチコイル２に発生する電
圧Ｅを示す。この電圧を検出することにより、欠陥の存
在を検出することができる。
下を通過するときのサーチコイル２を通る磁束Φの変化
を、図２(b) はそのときにサーチコイル２に発生する電
圧Ｅを示す。この電圧を検出することにより、欠陥の存
在を検出することができる。
【００１４】Ｅ型磁気センサを使用した本発明において
は、鋼帯近傍の浮遊磁束、Ｅ型磁気センサの外側から到
来する地合ノイズなどは、磁極１ａから磁極１ｂへ直接
通過するので、サーチコイル２への影響はなく、ノイズ
を低減できる。また、鋼帯の振動、センサの振動に起因
する磁場変化も、磁極１ａと磁極１ｃで構成される磁気
回路と磁極１ｂと磁極１ｃで構成される磁気回路とで打
ち消され、サーチコイル２の信号内にノイズとして混入
することを防ぐことができる。
は、鋼帯近傍の浮遊磁束、Ｅ型磁気センサの外側から到
来する地合ノイズなどは、磁極１ａから磁極１ｂへ直接
通過するので、サーチコイル２への影響はなく、ノイズ
を低減できる。また、鋼帯の振動、センサの振動に起因
する磁場変化も、磁極１ａと磁極１ｃで構成される磁気
回路と磁極１ｂと磁極１ｃで構成される磁気回路とで打
ち消され、サーチコイル２の信号内にノイズとして混入
することを防ぐことができる。
【００１５】よって、リフトオフをそれほど小さくしな
くても、欠陥をＳ／Ｎよく検出することができ、浮遊磁
束により磁気センサ出力が飽和することもない。
くても、欠陥をＳ／Ｎよく検出することができ、浮遊磁
束により磁気センサ出力が飽和することもない。
【００１６】Ｅ型磁気センサを使用した場合の、検出信
号中における欠陥信号と地合ノイズの周波数成分の強度
を図３に示す。地合ノイズの周波数は低周波成分が多
く、欠陥信号の周波数成分はある周波数にピークを持っ
ている。よって、ハイパスフィルタにより低周波成分を
除去することにより、Ｓ／Ｎ比を改善することができ
る。
号中における欠陥信号と地合ノイズの周波数成分の強度
を図３に示す。地合ノイズの周波数は低周波成分が多
く、欠陥信号の周波数成分はある周波数にピークを持っ
ている。よって、ハイパスフィルタにより低周波成分を
除去することにより、Ｓ／Ｎ比を改善することができ
る。
【００１７】ハイパスフィルタのカットオフ周波数を変
化させた場合の、Ｓ／Ｎ比の変化の例を図４に示す。こ
れによれば、Ｓ／Ｎ比を最大にするカットオフ周波数が
あり、カットオフ周波数がこの周波数から±２０％離れ
るとＳ／Ｎ比が２０％低下する。よって、最大Ｓ／Ｎの
２０％までのＳ／Ｎ比の低減を許容するとすれば、最適
なカットオフ周波数の±２０％までの範囲のカットオフ
周波数が使用できる。
化させた場合の、Ｓ／Ｎ比の変化の例を図４に示す。こ
れによれば、Ｓ／Ｎ比を最大にするカットオフ周波数が
あり、カットオフ周波数がこの周波数から±２０％離れ
るとＳ／Ｎ比が２０％低下する。よって、最大Ｓ／Ｎの
２０％までのＳ／Ｎ比の低減を許容するとすれば、最適
なカットオフ周波数の±２０％までの範囲のカットオフ
周波数が使用できる。
【００１８】Ｅ型磁気センサの磁極寸法を一定としリフ
トオフＬ（mm）を変化させたときの、Ｓ／Ｎを最大とす
るハイパスフィルタの最適なカットオフ周波数Ｆ（Hz）
を図５に示す。
トオフＬ（mm）を変化させたときの、Ｓ／Ｎを最大とす
るハイパスフィルタの最適なカットオフ周波数Ｆ（Hz）
を図５に示す。
【００１９】鋼板速度Ｖ＝5000（mm／s）、Ｅ型磁気セ
ンサの磁極中心間隔Ｐ＝１（mm）のとき、Ｆ＝3188−67
5 Ｌであった。
ンサの磁極中心間隔Ｐ＝１（mm）のとき、Ｆ＝3188−67
5 Ｌであった。
【００２０】リフトオフＬを一定とし、Ｅ型センサの磁
極中心の距離Ｐ（mm）を変化させたときの、Ｓ／Ｎを最
大とするハイパスフィルタの最適なカットオフ周波数Ｆ
（Hz）を図６に示す。
極中心の距離Ｐ（mm）を変化させたときの、Ｓ／Ｎを最
大とするハイパスフィルタの最適なカットオフ周波数Ｆ
（Hz）を図６に示す。
【００２１】リフトオフＬ＝0.5 （mm）、鋼帯の走行速
度Ｖ＝5000（mm／s ）のとき、Ｆ＝（850 ＋2000／Ｐ）
であった。
度Ｖ＝5000（mm／s ）のとき、Ｆ＝（850 ＋2000／Ｐ）
であった。
【００２２】Ｓ／Ｎを最大とするハイパスフィルタの最
適なカットオフ周波数Ｆ（Hz）は、鋼板の走行速度Ｖに
対しては、比例すると考えられる。
適なカットオフ周波数Ｆ（Hz）は、鋼板の走行速度Ｖに
対しては、比例すると考えられる。
【００２３】これらの結果から、最適なカットオフ周波
数Ｆは Ｆ＝Ｖ×(3188 −675 Ｌ) ×(850＋2000／Ｐ) ／(1.4×107) …… (1) となる。また、Ｆの最適値に対する許容値は、前述のよ
うに±２０％と考えられる。
数Ｆは Ｆ＝Ｖ×(3188 −675 Ｌ) ×(850＋2000／Ｐ) ／(1.4×107) …… (1) となる。また、Ｆの最適値に対する許容値は、前述のよ
うに±２０％と考えられる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例を
説明する。図７は、本発明の一実施形態の例の構成を示
す図である。図７において、図１の同じ部位には同じ符
号を付し、説明を省略する。６は磁気シールド板、７は
磁化器、８は非磁性ロール、９は増幅器、１０はハイパ
スフィルタ、１１は整流器、１２は判定回路、１３は自
動カットオフ周波数設定器である。非磁性ロール８内に
電磁石を有する磁化器７を配置し、非磁性ロール８を介
して、その上を走行する被検査体（薄鋼帯）３を走行方
向に磁化する。非磁性ロール８の上方に、前述のＥ型磁
気センサ１を設置する。被検査体３が走行し、その内部
に微小介在物が存在すると、そこから微小な漏洩磁束が
局部的に発生する。この漏洩磁束が、Ｅ型磁気センサ１
の直下を通過すると、これに対応した電気信号がＥ型磁
気センサ１から出力される。Ｅ型磁気センサ１からの出
力を、増幅器９により電気的に増幅し、フィルタ１０を
介してノイズを抑制してＳ／Ｎを改善し、これを整流器
１１により整流した後、判定回路１２で欠陥を判定して
その結果を出力する。自動カットオフ周波数設定器１３
は、Ｅ型磁気センサの磁極中心間の距離Ｐ、リフトオフ
Ｌ、被検査体の走行速度Ｖを読み込んで前記(1) 式の計
算を行い、カットオフ周波数を計算してハイパスフィル
タ１０に設定する。式の計算は、自動カットオフ周波数
設定器１３にマイクロコンピュータを使用すれば容易に
実現することができる。Ｅ型磁気センサの磁極中心間の
距離Ｐ又はこれに加えてリフトオフＬが固定値と見做さ
れる場合は、固定値を自動カットオフ周波数設定器１３
に組み込んでおき、外部からの入力としないこともでき
る。
説明する。図７は、本発明の一実施形態の例の構成を示
す図である。図７において、図１の同じ部位には同じ符
号を付し、説明を省略する。６は磁気シールド板、７は
磁化器、８は非磁性ロール、９は増幅器、１０はハイパ
スフィルタ、１１は整流器、１２は判定回路、１３は自
動カットオフ周波数設定器である。非磁性ロール８内に
電磁石を有する磁化器７を配置し、非磁性ロール８を介
して、その上を走行する被検査体（薄鋼帯）３を走行方
向に磁化する。非磁性ロール８の上方に、前述のＥ型磁
気センサ１を設置する。被検査体３が走行し、その内部
に微小介在物が存在すると、そこから微小な漏洩磁束が
局部的に発生する。この漏洩磁束が、Ｅ型磁気センサ１
の直下を通過すると、これに対応した電気信号がＥ型磁
気センサ１から出力される。Ｅ型磁気センサ１からの出
力を、増幅器９により電気的に増幅し、フィルタ１０を
介してノイズを抑制してＳ／Ｎを改善し、これを整流器
１１により整流した後、判定回路１２で欠陥を判定して
その結果を出力する。自動カットオフ周波数設定器１３
は、Ｅ型磁気センサの磁極中心間の距離Ｐ、リフトオフ
Ｌ、被検査体の走行速度Ｖを読み込んで前記(1) 式の計
算を行い、カットオフ周波数を計算してハイパスフィル
タ１０に設定する。式の計算は、自動カットオフ周波数
設定器１３にマイクロコンピュータを使用すれば容易に
実現することができる。Ｅ型磁気センサの磁極中心間の
距離Ｐ又はこれに加えてリフトオフＬが固定値と見做さ
れる場合は、固定値を自動カットオフ周波数設定器１３
に組み込んでおき、外部からの入力としないこともでき
る。
【００２５】なお、浮遊磁場の影響を少なくするため
に、強磁性体からなる磁気シールド板６によりＥ型セン
サ１を囲って磁気シールドを行うことが好ましい。
に、強磁性体からなる磁気シールド板６によりＥ型セン
サ１を囲って磁気シールドを行うことが好ましい。
【００２６】
【実施例】図７に示す構成の装置において、被検査体３
とＥ型磁気センサ１との間のリフトオフＬ＝0.5 mm、Ｅ
型磁気センサ１の磁極間隔Ａ＝0.5 mm、磁極厚さＢ＝0.
4mm、センサ幅Ｗ＝3.5 mmとした。また、Ｅ型磁気セン
サ１の外側には、厚さＳ＝２mmのパーマロイ製の磁気シ
ールド板６をＥ型磁気センサ１との間隙Ｇｓ＝0.5mmで
設けた。
とＥ型磁気センサ１との間のリフトオフＬ＝0.5 mm、Ｅ
型磁気センサ１の磁極間隔Ａ＝0.5 mm、磁極厚さＢ＝0.
4mm、センサ幅Ｗ＝3.5 mmとした。また、Ｅ型磁気セン
サ１の外側には、厚さＳ＝２mmのパーマロイ製の磁気シ
ールド板６をＥ型磁気センサ１との間隙Ｇｓ＝0.5mmで
設けた。
【００２７】非磁性ロール８の材質はステンレス鋼と
し、その中の磁化器７の磁化力は３０００ＡＴとした。
薄鋼帯の走行速度Ｖ＝５０００（mm／s ）である。
し、その中の磁化器７の磁化力は３０００ＡＴとした。
薄鋼帯の走行速度Ｖ＝５０００（mm／s ）である。
【００２８】また、ハイパスフィルタのカットオフ周波
数は、(1) 式に従って、Ｆ＝３０００（Hz）とした。
数は、(1) 式に従って、Ｆ＝３０００（Hz）とした。
【００２９】さらに、操業条件が変化しても、ハイパス
フィルタのカットオフ周波数が自動的に最適値となるよ
うに、Ｌ、Ｖ、Ｐを入力として、(1) 式に従った演算を
実施し、ハイパスフィルタのカットオフ周波数Ｆを設定
するための、自動カットオフ周波数設定器１３を設け
た。
フィルタのカットオフ周波数が自動的に最適値となるよ
うに、Ｌ、Ｖ、Ｐを入力として、(1) 式に従った演算を
実施し、ハイパスフィルタのカットオフ周波数Ｆを設定
するための、自動カットオフ周波数設定器１３を設け
た。
【００３０】図８に、この実施例の装置により検出され
た自然欠陥の波形を示す。後で、この欠陥部を切り出
し、これを研磨しながら顕微鏡で大きさを確認したとこ
ろ、５＊１０-4(mm3) 程度の大きさの内部介在物であっ
た。
た自然欠陥の波形を示す。後で、この欠陥部を切り出
し、これを研磨しながら顕微鏡で大きさを確認したとこ
ろ、５＊１０-4(mm3) 程度の大きさの内部介在物であっ
た。
【００３１】
【発明の効果】本発明はＥ型磁気センサを使用している
ため、浮遊磁場、地合ノイズ、鋼板の振動の影響を低減
でき、リフトオフを比較的大きく設定できるので、鋼帯
の走行速度を落とさないで安定した操業で検査を行うこ
とができる。
ため、浮遊磁場、地合ノイズ、鋼板の振動の影響を低減
でき、リフトオフを比較的大きく設定できるので、鋼帯
の走行速度を落とさないで安定した操業で検査を行うこ
とができる。
【００３２】また、検出信号の周波数成分が高くなるの
で、低周波成分の多い地合ノイズとの分離がハイパスフ
ィルタで容易に行えるようになり、Ｓ／Ｎの向上が実現
できる。
で、低周波成分の多い地合ノイズとの分離がハイパスフ
ィルタで容易に行えるようになり、Ｓ／Ｎの向上が実現
できる。
【００３３】更に、Ｅ型磁気センサの磁極中心間の距
離、リフトオフ、鋼帯の走行速度から決定されるカット
オフ周波数を持つハイパスフィルタにより地合ノイズ成
分の低減を行っているので、最適なＳ／Ｎ比で欠陥を検
出できる。
離、リフトオフ、鋼帯の走行速度から決定されるカット
オフ周波数を持つハイパスフィルタにより地合ノイズ成
分の低減を行っているので、最適なＳ／Ｎ比で欠陥を検
出できる。
【００３４】加えて、磁極中心間の距離、リフトオフ、
鋼帯の走行速度に応じて、自動的にカットオフ周波数を
変更することにより、常に最適なＳ／Ｎ比で欠陥を検出
できる。
鋼帯の走行速度に応じて、自動的にカットオフ周波数を
変更することにより、常に最適なＳ／Ｎ比で欠陥を検出
できる。
【００３５】これらの結果、１０-3(mm3) 以下の微小内
部介在物の検出が可能な実用的な検出装置が実現でき
る。
部介在物の検出が可能な実用的な検出装置が実現でき
る。
【図１】 本発明の原理を示す図である。
【図２】 欠陥がセンサの下を通過するときのサーチコ
イル通る磁束Φとサーチコイルに発生する電圧Ｅの変化
を示す図である。
イル通る磁束Φとサーチコイルに発生する電圧Ｅの変化
を示す図である。
【図３】 Ｅ型磁気センサを使用した場合の、検出信号
中における欠陥信号と地合ノイズの周波数成分の強度を
示す図である。
中における欠陥信号と地合ノイズの周波数成分の強度を
示す図である。
【図４】 ハイパスフィルタのカットオフ周波数を変化
させた場合の、Ｓ／Ｎ比の変化の例を示す図である。
させた場合の、Ｓ／Ｎ比の変化の例を示す図である。
【図５】 リフトオフを変化させたときの、最適なカッ
トオフ周波数の変化を示す図である。
トオフ周波数の変化を示す図である。
【図６】 Ｅ型センサの磁極中心の距離を変化させたと
きの、最適なカットオフ周波数の変化を示す図である。
きの、最適なカットオフ周波数の変化を示す図である。
【図７】 本発明の一実施形態の例の構成を示す図であ
る。
る。
【図８】 本発明の実施例の装置により、検出された自
然欠陥の波形を示す図である。
然欠陥の波形を示す図である。
【図９】 漏洩磁束法の原理を示す図である。
１ Ｅ型磁気センサ １ａ、１ｂ、１ｃ 磁極 ２ サーチコイル ３ 被検出体 ４ 欠陥 ５ 磁束 ６ 磁気シールド板 ７ 磁化器 ８ 非磁性ロール ９ 増幅器 １０ フィルタ １１ 整流器 １２ 判定回路 １３ 自動カットオフ周波数設定器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 孝三 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 岩永 賢一 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 被検査体を磁化するための磁化器と、被
検査体の欠陥から発生する漏洩磁束を検出するための磁
気センサとを有してなる欠陥検出装置において、磁気セ
ンサは、強磁性体で作られたＥ型コアの中央磁極にサー
チコイルが設けられたＥ型磁気センサであり、このＥ型
コアの３個の磁極の列が被検査体の走行方向に沿うよう
に配置されており、磁気センサからの出力信号がハイパ
スフィルタを通して処理され、当該ハイパスフィルタ
は、Ｅ型磁気センサの磁極中心間の距離、リフトオフ、
鋼帯の走行速度から決定されるカットオフ周波数を持つ
ことを特徴とする微小欠陥検出装置。 - 【請求項２】 被検査体の走行速度Ｖ（mm／s ）又はこ
れに加えてリフトオフＬ（mm）を入力とし、ハイパスフ
ィルタの最適なカットオフ周波数Ｆを自動的に設定する
ための、最適カットオフ周波数設定器を有することを特
徴とする請求項１に記載の微小欠陥検出装置。 - 【請求項３】 Ｅ型磁気センサの磁極中心間の距離をＰ
（mm）、リフトオフをＬ（mm）、被検査体の走行速度を
Ｖ（mm／s ）とするとき、次の(1) 式を満たす周波数Ｆ
（Hz）±２０％の範囲のカットオフ周波数を持つハイパ
スフィルタを用いることを特徴とする請求項１又は請求
項２に記載に記載の微小欠陥検出装置。 Ｆ ＝Ｖ×(3188 −675 Ｌ) ×(850＋2000／Ｐ) ／(1.4×107) …… (1)
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30006595A JP3584453B2 (ja) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | 微小欠陥検出装置 |
| US08/860,122 US6057684A (en) | 1995-10-31 | 1996-10-31 | Magnetic flaw detection apparatus using an E-shaped magnetic sensor and high-pass filter |
| PCT/JP1996/003193 WO1997016722A1 (fr) | 1995-10-31 | 1996-10-31 | Capteur magnetique, procede et equipement de detection de defauts magnetiques utilisant ce capteur |
| CNB961913177A CN1146729C (zh) | 1995-10-31 | 1996-10-31 | 磁传感器、使用磁传感器进行磁缺陷检测的方法及装置 |
| EP96935511A EP0801304B1 (en) | 1995-10-31 | 1996-10-31 | Magnetic flaw detection apparatus |
| DE69615815T DE69615815T2 (de) | 1995-10-31 | 1996-10-31 | Vorrichtung zur magnetischen fehlerdetektion |
| KR1019970703651A KR100246244B1 (ko) | 1995-10-31 | 1996-10-31 | 자기탐상장치 |
| TW085113328A TW340905B (en) | 1995-10-31 | 1996-11-01 | Magnetic sensor, and magnetic flaw detection method and apparatus using the magnetic sensor |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30006595A JP3584453B2 (ja) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | 微小欠陥検出装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP3584453B2 JP3584453B2 (ja) | 2004-11-04 |
Family
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|---|---|---|---|
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|---|---|
| JP (1) | JP3584453B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001108658A (ja) * | 1999-10-05 | 2001-04-20 | Kyosan Electric Mfg Co Ltd | ワイヤロープ探傷器 |
| US6479992B2 (en) | 2000-07-12 | 2002-11-12 | Nkk Corporation | Leakage flux flaw detecting method and method for manufacturing hot rolled steel sheet using the same |
| WO2012086845A1 (en) * | 2010-12-21 | 2012-06-28 | Sintokogio, Ltd. | Surface property magnetic evaluation device and method |
| WO2020218301A1 (ja) | 2019-04-24 | 2020-10-29 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 漏洩磁束探傷装置 |
| JP2024136182A (ja) * | 2023-03-23 | 2024-10-04 | フジテック株式会社 | 信号処理装置および信号処理方法 |
-
1995
- 1995-11-17 JP JP30006595A patent/JP3584453B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
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|---|---|---|---|---|
| JP2001108658A (ja) * | 1999-10-05 | 2001-04-20 | Kyosan Electric Mfg Co Ltd | ワイヤロープ探傷器 |
| US6479992B2 (en) | 2000-07-12 | 2002-11-12 | Nkk Corporation | Leakage flux flaw detecting method and method for manufacturing hot rolled steel sheet using the same |
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| WO2020218301A1 (ja) | 2019-04-24 | 2020-10-29 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 漏洩磁束探傷装置 |
| KR20210141597A (ko) | 2019-04-24 | 2021-11-23 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 누설 자속 탐상 장치 |
| US11692970B2 (en) | 2019-04-24 | 2023-07-04 | Jfe Steel Corporation | Leakage-flux flaw detection device |
| JP2024136182A (ja) * | 2023-03-23 | 2024-10-04 | フジテック株式会社 | 信号処理装置および信号処理方法 |
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| Publication number | Publication date |
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| JP3584453B2 (ja) | 2004-11-04 |
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