JPS62184337A - 表面欠陥探傷装置 - 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１例えば鉄鋼製品全生産するラインにおいて
、それら鉄’＋４！４製品表面に存在する欠陥を検出す
る表面欠陥探倖１装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図け、　ｆｆ１ｌえば特開昭５７−１１１４３７号
公報に示された従来の表面欠陥探傷装置を示す図である
。

図において、（１）はスラブ等の導電性の表面を有する
被検材、（２）は被検材（１）の表面を加熱するための
表面加熱器、（３）は被検材（１）の表面から放射され
る赤外線全走査させながら検出するところの赤外線スキ
ャナ、（４）は赤外線スキャナ（３）の映像信号全処理
するところの映像処理器である。

次１／ｍ動作について説明する。例えば被検材（１）の
表面を誘導加熱装置等の表面加熱器（２）でカロ熱する
と、被検材（１）表面に存在する凹状傷（ワレ傷）や凸
状傷（ヘゲ傷）等の欠陥部では熱伝導状態や熱輻射状便
が欠陥の存在（、ない健全部と異なるために欠陥部の温
度が周辺部より高くなることが知られている。従って１
表向ＩＪＩＩ熱後の被検材（１）の表面を赤外線スキャ
ナ（３）で走査撮像し、映像処理器（４）で信号処理し
７て、温度の高い部分を検出することによって、欠陥部
を検出することが可能となる。

以上が第３図に示す従来例の動作原理である。

Ｃ４Ｍ明が解決しようとする問題点〕 一般に表面加熱器（２）によって被検相（１）を加熱し
た場合欠陥の深さが深い程この欠陥部分の温度が高くな
り、その結果この欠陥部分が発生する赤外線の波長が短
くなるという傾向がある。また、欠陥部と゛事全部との
温度差は被検材の熱伝専性のため短時間に消失するとい
う性質をもっている。このため、赤外線スキャナ（３）
の走査は比蝮的早い速度で行う必要があり、赤外線スキ
ャナ（３）に内蔵される赤外線検出索子としては応答性
が高く、かつｇ窒の昭；いものが必要である。

ところで、加熱された被検材（１）が発生する赤外線の
波長は被検材（１）の材質１表面性状によって影健全受
け、又、赤外線検出系子そのものの動作環境によっても
赤外線検出素子の出力信号が変化するため、＠全部にお
ける赤外線スキャナ（３）のＩｐｉ！：像信号を基準に
し、て映像処理し、欠陥部の判定ケ行わなければ欠陥の
誤検出や、あるい１廿検出漏れの原因となってし７まう
。

従って、欠陥部に比【７て篇度が低く発生赤外線の波長
が長い健全部の発生する赤外線波長が赤外線スキャナ（
３）の検出可能な波長籟囲内に収まるよう表面加熱器（
２）の出力全土（ギてやる必要があるが。

前述のような応答性及び感度の高い赤外線ｔ６〒出素子
として実用可能なものｉｌ″を検出可能な赤外線波長の
上限が４〜５μｍと短いため１表面加熱器（２）の出力
をかなり上げてやらなければ４遊金部の発生する赤外線
波長が赤外線スキャナ（３；の検出可能な波長軸！用に
収１らない。

このため表面加熱器（２）としては大型のものが必要と
なり又、使用電力も莫大なものとなるという問題点があ
った。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、小型の表面加熱器＋２１によって効率的に欠
陥検出が可能な表面欠陥深場装置を得ることを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る表面欠陥探傷装置は赤外線スキャナ全も
う一つ設けて、このもう一つの赤外線スキャナの映像信
号全処理し、映像処理器（４）に対する基準レベル全供
給するようにしたものである。

〔作　用〕

この発明における映像処理器（４）はもう一つの赤外線
スキャナの映像信号から処理し供給された基憩レベルを
用いて欠陥判定することにより、被検材（１）の健全部
の温度が赤外線スキャナ（３）の赤外線検出系子の検出
範囲以下となっても正しく欠陥判定が可能であり、この
結果１表面加熱器（２）を小型にすることが可能である
ため装置全体の価格が安価となる上、４持費用の節約が
可能となる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す表面欠陥探傷製電の
構成図であり、第１図において、（１）はスラブ等の被
検材、（２）は被検１４表面全加熱するための表面加熱
器、（３）は被検材（１）の表面から放射される赤外線
を走査させながら検出するところの第１の赤外線検出器
、（４）は赤外線検出器（３）の出力信号を処理すると
ころの信号処理器、（５）は被検材（１）の表面から放
射される赤外線を走査させながら検出するところの第２
の赤外線検出器、（６）は第１の赤外線検出器（３）の
出力信号を処理し信号処理器（４）に対して基準レベル
を供給する基準レベル発生器である。

＠１図には図示されていないが実際の装置では表面加熱
器（２）、赤外線検出器（３）及び（５）を支える支持
体、信号処理器（４）の処理出力を表示するための表示
器、又これら装置に動力Ｖ＠を与える装置、及び各部の
操作を行うための操作部等も含まれている。

次に動作について悦明する。被検材（１）の表面を表面
加熱器（２）で加熱すると、被検材（１）表面の欠陥部
では健全部よす温度が高くなす、俸全部に比べて波長の
短い赤外線を発生、送出する。この赤外線を弔ｌの赤外
線検出器（３）で走査撮像し、信号処理器（４）で信号
処理し７て、被検材（１）表面の温度のＷ６い部分、す
なわち赤外線波長の短い部分を欠陥として検出する。一
方もう一つの？ＪＩＩ２の赤外線検出器（５）は第１の
赤外線検出器（３）が走査した被検材上の同じ場所を走
査撮像し、基Ｍレベル発生器（６）にて健全部の温度に
対応する信号レベル金基準レペルとして発生し、信号処
理器（４）Ｋ与える。

信号処理器（４）はこの恭準レベルを使用して欠陥判定
を行う。

次に第１の赤外線検出′５（３１のＷ・力信号及び基準
レベルとの関係について仲明する。第２図において信号
（ａ）は第１の赤外線検出器（３）の出カイき号、信号
（ｂ）は基準レベル発生器（６）の出力信号である。信
号（ａ）において、Ｆで示づれた部分は欠陥部分を示し
ている。この例では欠陥部分で出力信号が大きくなるよ
うな赤外線検出器を用いており、又基準レベル発生器（
６）からはり全部に相当する信号レベルを基に［、て作
られた欠陥判定レベルを基準レベルとして出力している
。従って信号（ａ）が信号（ｂ１以上となった部分が欠
陥として判定されるわけである。例えば表面加熱器（２
）の出力を変えたり、赤外線噴出器（３）の周囲温度が
変化したりした場合、信号（＆）のレベルは全体に高く
なるか低くなるかのどちらかにシフトするため、欠陥判
定レベルもそれに応じて変える必要があるが、基準レベ
ル発生器（６）の出力する基準レベルすなわち欠陥判定
レベルは第２の赤外線検出器（５）Ｋて塗出された健全
部のイ、４号を基にして作られて込るため、信号（、）
のシフトと同じだけ信号（ｂ）もシフトし、お互いの関
係は変化しない。

さて、第１の赤外線検出器（３１に内戚される赤外線検
出素子は応答性及び１盛度の高いもの全使用し。

・冶２の赤外線検出器（５）に内紙される赤外線検出索
子は長波長の赤外線を検出できるものを使用している。

応答性の高い赤外線検出素子としては、Ｐｂ５ｅやＰｂ
Ｓ、　ＩｎＡｍ等を使用したものが一般的に実用化され
ており、検出可能な赤外線の波長は、概略１ｔｒｍ〜４
μｍであるため、はぼ１００℃〜１２００℃の温Ｉｆの
検出が可能である。従って欠陥部分の温度が１００℃程
度以上となる範囲内で表面加熱器＋２１の出力を落とし
ても差１〜支えない。長波長の赤外線′ｆ！：検出でき
る赤外線噴出素子としては焦電素子又はサーモバイル等
金使用したものが一般的に実用化されており、これらの
素子けＯ℃程度の温度領域から数百℃程度捷での温度の
検出が可能であるため９表面加熱器（２）の出力を落と
しても十分温度の検出か可能である。ところでこれらの
長波長の赤外線を検出できる赤外線検出素子は応答性及
び感度が低くても、欠陥部分を走査した時の短時間の温
度の変化は検出できないが、健全部の平均的な温度全検
出することは十分可能である。被検材（１）によっては
材質の変化や表面性状の変化による温度のムラや赤外線
放射率のムラが存在することがあるがこれらのムラは局
所的に偏在する性質のものではないため、第２の赤外線
検出器（５）の走査によって応答できない種類のもので
／ｆｉない。むしろ欠陥等の影響が適度にフィルタリン
グきれ、健全部そのものの傾向が検出されるので好都合
である。

この発明の一実施例である第１図の装置の動作は以上の
ようになっているため１表面加熱器（２）の出力を落と
して使用しても良好な欠陥検出が可能であり、従って小
型の表面加熱器（２）全使用した。

効率的な表面欠陥探傷装置全構成することが可能である
。

なお上記実施例でｌｄ、赤外線検出器を別々に設けてい
るが、一つの赤外線検出器で定食Ｅ２．内°慨される赤
外線検出素子を別々に設けても良い。あるいは赤外線検
出素子も同一で、信号処理で欠陥判定処理と基準レベル
発生処理を分けても同じことである。逆に赤外線検出器
を多数設けても良い。

又、異なる検出原理の赤外線検出素子を用いた場合、素
子の環境条件による映像信号への影響を除去するために
、補償回路を設けたり、あるいけ環境条件の維持装置ｔ
を付加［７たすしてもこの発明の趣旨を損うものではな
い。

イ目図に示す実／Ｍ例では、スラブ等の板状被塗材を対
象としているが棒状の被検材でも良く、対象被検材の形
状にかかわらずこの発明が有効であることはいうまでも
ないことである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施列による表面欠陥探傷装置を示
す文１．第２図はこの発明による赤外線検出器と基準レ
ベル発生器の出力信号の関係金示す図、弔３図は従来の
表面欠陥探傷装置を示す図である。 １図において、（１）は被検材、（２）は表面加熱器、
（３）け第１の赤外線検出器、（４）は信号処理器、（
５）は第２の赤外線検出器、（６）は基準レベル発生器
である。 なお、圀中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 導電性の表面を有する被検材の表面を加熱する表面加熱
   器と、前記表面加熱器で加熱された被検材表面が発する
   赤外線を検出する赤外線検出器と、前記赤外線検出器の
   出力信号を信号処理して欠陥検出を行う信号処理器を有
   する表面欠陥探傷装置において、前記赤外線検出器を一
   つ又は、複数個有し、前記一つ又は複数個の赤外線検出
   器の中のいくつかの赤外線検出器の出力信号から前記信
   号処理器に対する基準レベルを発生する基準レベル発生
   器を前記信号処理器の前に設けたことを特徴とする表面
   欠陥探傷装置。