JPS63193059A

JPS63193059A - 供試体の量制御及び／もしくは測定装置

Info

Publication number: JPS63193059A
Application number: JP63016037A
Authority: JP
Inventors: ベングト　フヤルマル　トールンブロム
Original assignee: Tornbloms Kvalitetskontroll AB
Current assignee: Tornbloms Kvalitetskontroll AB
Priority date: 1987-01-30
Filing date: 1988-01-28
Publication date: 1988-08-10
Also published as: EP0276827A3; EP0276827A2; US4837510A

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］本発明は出願人が先に出願した特願昭６２−２０９４３
６号のＩｌｌ連出願であり、さらに、本発明は例えば熱
間連続鋳造スチールインゴット等の漏電流を使用したク
ラック検出等の制御及び／もしくは監督の分野に関する
。

従来のベクトル変換において、その目的は信号を重み付
けして極性定数等を与えた後に、異なるアナログ信号を
結合及び加算して、変換ブロックから生じるアナ［１グ
出力信号内の所望信号を強調し不要信号を抑制すること
である。しかしながら、例えば酸化物スケール信号を抑
υＪしたいような場合、限定された種類の酸化物スケー
ルに対してしか抑制は行われない。その理由は酸化物ス
ケールのサイズ、形状、方位等が著しく変動するためで
ある。すなわち、変換は現在の変換設定値と対応する酸
化物スケールに対してしか有効ではない。

これは従来のベクトル変換技術では克服困難な欠点であ
る。

本発明は従来の＠車な変換ブロック（ＳＰＲ。

ＧＳＫ）に比較ブロックＬＪＭＦ）を補足し、それによ
ってクラック信号の問題であるか酸化物スケール信号の
問題であるかを特殊信号処理により決定することができ
る比較的簡単な方法を示すものである。この場合酸化物
スケール信号である不要信号は著しく抑制する必要はな
いが、比較により信号の種類の分類を決定するものであ
る。原理は一般的な性質のものであるため、酸化物スケ
ール以外の変数の抑制／分離にも使用することができる
。しかしながら、酸化物スケールはサイズ及び形状が不
定であり、同時に、通常のベク］・ル変換を使用して抑
＆ＩＪするのが困難であるため本発明の適用が好ましい
。従って、以下の説明は本発明をどのように応用及び利
用できるかという多くの例の中の一つである。

例えば、本発明は好ましくは非磁性供試体に対する例え
ば酸化物スケール等の妨害磁性材の存在を警告する漏電
流技術を使用したクラック検出の重要な信頼性向上補足
手段と考えられる。

〔従来の技術１ μ、〉１の場合、透磁率が大きさの変動する妨害ベクト
ルを生じるという事実は、長い問非磁性材の渦電流試験
において公知の問題であった。例えば高圧水を熱いビレ
ット表面に流しかけて、例えば磁性酸化物スケール等を
除去するためのさまざまな試みがこれまでになされてき
たが、高価で時局を消費し時には非効率的である。

知っている限りにおいて、既存の゛専門文献には本発明
に記載されているものに相応するいかなる方法も装置も
記載されていない。本発明の基本的アイディアは最初に
磁性材を検出し次にクラック検出を警告及び＃Ａ御する
ことである。

ここで、変換ブロック／変換フンプレウスとは、最ら簡
単な場合ブロック当り一つの変数しか抑制されない、例
えば第６図のＳＰＲ及びＧＳＫ等の下位ブロックを意味
する。もし適切であれば、これらの１０ツクにより複合
ハイアラーキ回路網を組み立てて、発生する信号Ｓ４が
本発明に独特な任意の抑制信号の影響を受けないように
することができる。

変数及び／もしくはブロック当り一個のポテンショメー
タにより、連続的−すなわち１０ツクごとに一変数を抑
＆ｌＩすることにより、他の公知の設定方法よりも優れ
た簡単な処理が行われる。

第１図のインピーダンス図に示されているものの大部分
は専門家には公知であるが、我々が知る限りにおいて、
本発明の基礎を形成する推論を試　　−みたり引き出す
のに成功した各はいない。それは導電率と違って透磁率
は例えばスラブ等のスチールインゴットのエンドユーザ
にとって重要事ではなく、渦ｆｆｉ流試験装置のユーザ
が貞面する問題にすぎなかったためと思われる。

本発明の主目的は磁性材の発生を検出してその存在と効
宋を警告し、こうして磁気妨害が実際のクラックと混同
されるのを避けられるようにすることである。もちろん
、例えば故射Ｉ４温計等によりビレットの表面温度を測
定して、材料が磁性か否かを決定することもできる。し
かしながら、容易に判ることであるが、この方法にはい
くつかの署しい欠点がある。

本発明は、例えば、同じｉＩｉ電流トランスジューサに
よりクラック検出と磁性材の検出を組み合けることがで
きる。また電子測定波ｒのある部分を共通使用すること
ができる。これは経済性及び縛定技術の両観点から有利
である。

例えば、磁性材のクラック検出等の渦電流試験において
、材料には透磁性がない、すなわち供試体は完全に非磁
性と仮定される。非磁性材とは、例えばスラブ、ビレッ
ト等のスチールインゴットを意味し、測定時におけるそ
の温度はいわゆるキューり温度すなわちキューり点より
も高い。それはまた、従来の飽和磁化により実質的にμ
。に対応する透磁率を付与された磁性鋼管とすることも
できる。

いずれの場合にも、異物磁性粒子等が材料内や材料上、
あるいは部分的な低表面温度によりスポット状に！１性
となった熱いビレット表面の例えば限定されたスポット
に存在することがある。

連続鋳造工程では、Ｓ＆造の進行中に変化する箕なるプ
ロセスパラメータによりスｉ・ランドの温度が変動する
ことがある。この場合、ビレット表面はしばしば大なり
小なりにいわゆる酸化物スケールが被覆されており、そ
のキューり点はしばしばスチール自体よりも幾分低い。

しかしながら、Ｆｅ０１Ｆｅ２０３及びＦｅ２Ｏ２を含
む酸化物スケールはビレット表面との不十分な機械的接
触により、そのキューり温度よりも低い温度となること
があり、従って磁性となって渦電流試験を箸しく妨げる
。

これに関して、供試体内もしくは供試体上に磁性材が存
在する理由のいかんにかかわらず、特にいわゆる多周波
試験の場合において、その存在は非磁性供試体に適用す
る漏電流試験にどって必ず妨げとなる。

本発明は前記問題及びＩｌｌ連づる他の問題に解決を与
えようとするものである。本発明は次のス工−デン円特
許出願及び特許を補足する重要な特許と考えることがで
きる。特許第７５０７８５７−６号、（米国特許第４２
３７４１９号に対応する）特許第７６１３７０８−２号
、（英国特許第２０４１５３５号に対応する）特許第７
８１３３４４−４号、（国際特許出願ＰＣ’ｒ／５Ｅ８
３１００４０９号に対応する）特許第８２０６６７８−
８号、（国際特許出願ＰＣＴ／５Ｅ８４１００１７５号
による特願昭第５９−５０２１９７号に対応する）特許
第８３０２７３８−３号、（特願昭第６０−２２７２７
号に対応する）特許第８４００６９８−０号、（特願昭
第６０−２−５３７０号に対応する）特許第８４００８
６１−４号、特許第８６０１７８５−２号、特許第８６
０３１１３−５号及び特許第８６０３２４０−６号。こ
れらの特許／特許出願で使用されている用語及び図面は
一部本発明にも応用できる。前記特許／特許出願の大部
分は熱いシ［磁性材のクラック検出を含んでいるため、
磁気妨害が予想され、これが本発明による補足を正当化
する。

次に、いくつかの説明を行う。

渦電流試験とは２．３１１ｚから数ＭＨｚまでの領域内
の周波数及び／もしくは周波数成分の使用に基いた制御
及び／もしくは測定、及び専門家がこの概念に含めるら
の全てを意味する。

周波数とはある場合には搬送周波数、すなわち、トラン
スジユーザ／センサの供給周波数を意味づる。゛周波数
”という用語は周波数成分す含んでいる。

供試体とは、例えば、連続鋳造ビレット、ロッド、管、
板、液状溶融鋼等を意味する。

“供試体”にはまた、供試体の表面上の粒子及び物体、
例えば酸化物スケール等も含まれる。

トランスジューサ／センサとは、例えば、電流が供給さ
れる表面トランスジューサコイルを意味し、このコイル
は例えば供試体表面もしくは表面の一部に平行な面内を
移動する。

リフトオフ（ＬＯ）とは供試体表面に対するトランスジ
ューサ／センサの距離を意味する。前記特許／出願も参
照のこと。

磁性材とは材料が永久磁石により影響される、すなわち
相対透磁率がμ、〉１であることを意味する。

故障ベクトル（ＦＶＩとは、例えば第１図におけるトラ
ンスジューサ／センサのインピーダンス面内のクラック
により生じるベクトルを意味する。

μｍベクトル（μＶ）とは、例えば第１図から明らかな
ように、磁［４により生じるベクトルを意味する。

ベクトルローブ（ＶＬ）とは、（深さ及び垂直位置が変
動する）故障ベクトルが位置するインピーダンス面内の
表面を意味づる。

以下の説明は読者がインピーダンス図等のある基本知識
を有しているものと想定しており、従って、まずまずの
長さの説明を続けるために、より基本的な基礎及び詳細
は省いである。説明の範囲をｉｌｌ約するために、本発
明の応用を漏電流技術に基ずく装置について説明する。

しかしながら、ホール素子型のセンサ等の使用だけでな
く、例えば漏洩磁束等の他の技術も本発明に包含され、
以ｒの説明はその事を考慮して読んでいただぎたい。

［実施例Ｊ第１図は、トランスジューサ／センサの、従来特性の、
正規化されたインピーダンス図である。

前記国際特許出願ＰＣＴ／５Ｅ８４１００１７５による
特願昭第５９−５０２１９７号は第３図と非磁性材供試
体の場合の対応するインピーダンス図を示している、す
なわちインピーダンス曲線番よωＬ／ωＬｏ＝１．０に
基いている。しかしながら、添付第１図では、インピー
ダンス面は磁ｆｌ：月、すなわちμ、〉１に対する曲線
で補足されている。

明らかに、透磁率μは電気インピーダンスに対して増幅
効果を有し、それは特に、クラックがおＪ５むねμ−力
方向一致するインピーダンス面内の方向を有する場合に
、クラック等の欠陥の渦４Ｈ流測定を著しく妨害するこ
とがある。透磁率はμｍべクトル及びグラフに示す一点
鎖線から明らかなようにインピーダンス面内に方向を有
している。

例えば、ａ！度がキューり点を越える、熱い（＞７８０
℃）スチールインゴットのクラック検出の場合、スチー
ルは非磁性である。クラック検出に簡単な表面トランス
ジューサを使用しビレット表面までのトランスジューサ
の距離が、例えばＬＯとＬＯ３間で変動する場合、トラ
ンスジユ−ザのインピーダンスも変動する。このインピ
ーダンス変動は異なる搬送周波数において大きさが異な
り、ある周波数、第１図のω、に対しては点Ｐ２及びＰ
３聞のベクトルＬＯとして示されている。ＬＯ−運動の
方向に従って、このベクトルはその方向を変えることが
ある、すなわち極性を変えることがある。

第１図のＬＯｌ−曲線はトランスジュー勺と供試体間の
強誘導結合、例えば（トランスジューサが表面に接触し
ている’）ＬＯ−０の時に生じる結合を表わしている。

また、例えば、ＬＯｌ−曲線を実際上可能な最小ＬＯ−
距離として定義することらできる。非磁性材に対して、
これはインピーダンス曲線が第１図の区画部内に含まれ
ることを意味する。

次に、トランスジューサが供試体表面からＬＯ２の距離
にあり且つ搬送周波数ω、について検討を加えるものと
する、すなわち第１図の点Ｐ２にいるものとする。トラ
ンスジューサがクラック上に配置されると、いわゆる故
障ベクトル（ＦＶ）が得られ、その方向は１０方向に近
く、それについては前記国際特許出願ＰＣＴ／５Ｅ８４
１００１７５による特願昭第５９−５０２１９７号に詳
記されている。次に、何らかの理由により供試体が磁性
となる、すなわちμ、〉１となると、第１図にベクトル
μＶとして示すベクトルが同様にしてｑられる。ここで
、検出後のベクトル　　−ＦＶ及びμＶは異なる信号周
波数成分、すなわち異なる持続時間を有し、それはクラ
ックが酸化物スケールの厚さの増大とすることができる
、供試体上の磁性領域とは異なる（例えば、短い）外観
を有するという事実による。しばしば性質の異なるこれ
らのベクトルは、２つの異なる搬送周波数、ω　及びω
、に対して、第１図から取り出して第し２図及び第３図にグラフで示されている。通常、これら
のベクトルは、例えば、電圧に変換することができ、そ
れは、例えば、位４ｆＩｌｉｎ御整流器により整流する
ことができる。このようにして、インピーダンス園内で
異なる方向、すなわち異なる相位置を有するベクトルを
分離することができる。

ベクトルという用語を使用する場合、相位置がベクトル
の方向を表わし且つ振幅がベクトルの大きざに対応する
、例えば交ｌ！電圧等の信号も含よれる。

第２図及び第３図に、いわゆるベクトルロープ（ＶＬ）
を破線で示す。これらのロープは深さ及び垂直位置が変
動する故障ベクトルが内部に配置されている限界面を示
している。異常に大きいクラックの場合、ローブの長さ
は長くなる。

磁気ベクトルの他に、酸化物スケールはその厚さゆえＬ
Ｏ−ベクトル部も含むことが容易に判る。

従って、酸化物スケールはインピーダンス図−において
幾分異ってみえる。しかしながら、実際に実施したテス
トにより、酸化物スケールの合成ベクトル方向は高周波
数においては表面クラックとは幾分異なるが、低周波数
においてはある特性の酸化物スケールから位相識別する
のがより困難なりラックがあることが判った。

第３図からベクトルロープＶＬの右ド部がμ−ベクトル
、μＶと交差することが明らかである。

ベクトルロープのこの部分は通常材料内に幾分深く配置
されたクラック、づなわち表面に対する非開放クラック
を表わす。その結果、高周波数ではインピーダンス園内
の方向がμ方向ど一致するクラックがある。すなわち、
高周波数では相識別を一使用して＾信頼度でＦＶとμＶ
を介錯することができない。一方、第２図におけるよう
に、適切に選定された低周波数では、交差が生じないた
めＶＬをμＶから分離することも、その逆も、問題を生
じることはない。知る限りおいて、この事実を使用して
本出願に記載されているようなりラック検出の信頼度向
上を行った人はいない。

μｍベクトルを他のベクトルから高信頼度で分離する第
１段階として、μＶとＦＶの分離を可能とする適切な、
しばしば定周波数が選定される。

第２段階として、例えば、リフトオフ（ＬＯ）ベクトル
がυＪｉｌ＋される。ここで、ＬＯは極性を変えること
ができ、それは第２図でそれぞれ＋ＬＯ及び−ＬＯのマ
ークが付されている。従って、第２図に示すように、水
平方向で検出が行われると、水平線十の各ベクトル投影
はμＶ及び−１０に対してほぼ同じとなり、それはこの
方法でμＶと−ＬＯを分１１１することができないこと
を意味する。

一方、ω［及びＦＶとμＶの水平投影において、これら
はＵいに申し分なく分離することができ、それはＦ　Ｖ
とμ■の投影が電子的手段により容易に識別できる異な
る符号を有するためである。角度αもしくはαとβの相
が９０’程度である充分な低周波数では、いずれがμｍ
ベクトル分離に最も妨害的であるかに従って、ＬＯ一方
向もしくはＦＶ一方向におおむね直角なベクトルを検出
することにより比較的効率的にＬＯ−影響を抑制するこ
とができる。

正規の表面クラックの場合、角度βはしばしば＜１８０
”であり、それはＬＯ力方向直角に検出する時故障ベク
トルも比較的良好に制御できることを意味する。しかし
ながら、「Ｖの幾分不完全な抑ｔ１１１により、濾波法
により抑制を向上させることが有用となる。このため、
検出及び整流された故障ベクトルタイプの周波数成分が
対応するμ−ベクトル信号及びＬＯ−ベクトル信号内の
周波数成分よりも高いという事実が使用される。従って
、各ベクトルタイプに対するフィルタが異なる信号周波
数に同調され、こうして互いに容易に分離することがで
きる。周波数成分が異／、にる理由は供試体のクラック
や磁性部分が異なる形状及び伝播を有することである。

次に、トランスジューサを異なる１１間クラック及び磁
性部上に配置する。

ＬＯ倍信号周波数に関して他の信号やベクトルと異なる
ため、所望ならば、ＬＯ信舅も紐波払によりさらに分離
もしくは制御することができる。

１０信号及びＧＳＫ信号のもう一つの分館もしくは抑制
方法は、本発明が閏Ｍ′ｇるタイプの変換である。この
場合、ＬＯベクトルを補償、例えば平衡させるために、
責°なる搬送周波数源の少くとも一つのＬＯ倍信号もし
くはその一部が使用される。

同じ技術をＦＶ倍信号の分離及び抑制に使用することが
できる。本発明はここで述べた原理の独立及び組合解決
方法を含ｌυでいる。

ベクトル変換を満足に行うには、酸化物スケールベクト
ルのインピーダンス図における比較的明確な方向が暴本
条件であり、且つ絶対方向及び他のベクトルタイプに対
する方向は異なる周波数において異なる。使用する周波
数／＠送局周波数、例えば、それぞれ１０にｌ１ｚ（Ｌ
、）及び１ＨＩＩＺ（Ｈ）とするのが有利である。ある
場合には、ｌ−１／　Ｌ　＞５の周波数範囲が明らかに
有利である。

μｍベクトルと故障ベクトルの混乱を防ぐために、検出
された磁性材の存在をクラック検出器の自動阻止に使用
して偽クラックを表示しないようにするのが望ましい。

同時に、クラック検出器が磁性妨害により一時的に機能
停止又は低下したことを表示するある種の警報を、例え
ば、自動的に、発する必要がある。

磁性材の存在はまたプロセスのどこかが悪い、例えば連
続鋳造器の冷却がきつすぎることを示すのに使用する゛
こともできる。磁性材の存在を示す警報が出されると、
酸化物スケール等の磁性材除去装置を、例えば自動的且
つ一時的に起動させることもできる。

場合によっては、透磁率がある設定閾値を越える時に警
報を出すのが望ましい。そのため、透磁率信号はトラン
スジューサの１００作範囲内でおおむね一定としなけれ
ばならない。これは、信号処理、例えば、μ信号をＬＯ
（Ａ号の関数として増幅して達成することができる。

同じトランスジューサをクラック及び磁性材の存在の検
出に使用する場合、なかんずく、次の利点が得られる。

同じ表面部分で同時に測定がなされ、従って測定値は現
在地であり互いに関連している。両側室に同じトランス
ジューサを使用するため、クラック検出の透磁率依存性
がほぼ正確に示される。もちろん、トランスジューサ構
成は簡単で廉価となる。

酸化物スケールはその厚さゆえに、しばしば妨害リフト
オフベクトルを生じるため、場合によっては、いわゆる
動的変換に圓する（特願昭筒６０−２２７２７＠に対応
する）＠記スエーデン国特訂出願第８４００６９８−０
号は本発明の補足を構成することができ、その逆も同じ
である。特に、リフ１〜オフ変動の署しいｖくて大きな
酸化物スケールの場合には、動的変換の使用を正当化す
ることができる。

クラック検出では、ある種のトランスジューサマニピュ
レータが１、例えば熱い鋼ストランド上をトランスジュ
ーサ／センサを移動させるのにしばしば使用される。ま
たトランスジ１−サはいわゆる゛旋回装置”で構成する
ことが−できる、すなわち遅い走査動作に重畳する回転
径路を有することができる。本発明はクラック及び磁気
妨害材を検出するトランスジューサが同じ走査構成上／
内に配置されている場合を包含しており、これはいくつ
かの利点を右している。このようにして、磁性材の存在
に関する情報が新しく且つ正確であるため、クラック検
出器は最適程度、すなわち適切な期間、充分な程度に、
作動停止させることができる。

クラック検出器と磁気検出器やμ検出器の協働を示すた
めに、２つのおおむね等しいブロック図を第４図及び第
５図に示す。供試体１は磁気酸化物フレーク２を含んで
いるものとする。第５図において共通の表面トランスジ
ューサコイルからなるトランスジューサ３及び４が供試
体１の表面上を移ａする。速度Ｖｌ／Ｓｔ’移ａするト
ランスジューサは１個のクラックトランスジューサ３及
び１個のμ検出トランスジューサ４で構成されている。

トランスジューサはクラック検出器５及びμ検出器６に
それぞれ接続されている。クラック検出器５はブロッキ
ング回路７に接続されており、そこから出力１１にクラ
ック信号を得ることができる。第５図において、クラッ
ク信号は遅延回路８８をも通過する。μ検出器６からの
出力信号は時間遅延ユニット８を介してブロッキング回
路７を制御し、それは例えば最適ブロッキングが得られ
るようにμ検出ｉ！ｊ１６からの＆１１１ｍ１信号を引
き伸すことができる。異種の警報信号１０が警報ユニッ
ト９を介して与えられる。特に良好な構成はμトランス
ジューサ４をクラックトランスジューサ３の直前に配置
することであり、それはこうすればクラックトランスジ
ューサ３が妨害領域２に達する直前にクラック検出器５
がブロックされるためである。同じことは、第５図に示
すように、アナログシフトレジスタ等からなる遅延回路
８８内でクラック信号を遅延されて達成することができ
る。

この遅延により、磁性材フレーク２により生じる偽クラ
ック信号をμ検出器６からの信号により高信９Ａ度でブ
ロックすることができる。回路８８のこの遅延により、
μ検出器６からの信号は、例えば遅延回路８８により設
定される遅延時間よりも幾分長い時間だけ時開遅延ユニ
ット８により引き伸さなければならない。

本発明はまた、磁性材の存在に関する警報信号１０を使
用して、例えば、独立装置を軌道及び／もしくはｉ、Ｉ
ＪＩＩして、磁性材及び／もしくは、例えば、クラック
検出に対するその彰フ１を除去及び／もしくは解消する
ことを特徴としている。

本発明の範囲には、例えば腎報信＠１０により１ＩＩＪ
　ＩＩされ、酸化物スケールをほぼ非磁性とする少くと
もキューり温度に対応する温度まで加熱することにより
、例えば、熱い供試体等の酸化物スウール等の磁気特性
を完全もしくは部分的に消去する装置が含まれる。この
加熱は（例えば、少くとも一つのガスバーナやガス火炎
を使用して）酸化物スケールを加熱して行うことができ
る。別の方法は誘導加熱装置により酸化物スケールの４
度を上げることである。加熱装置は測定及び／もしくは
制御装置のトランスジューサに隣接する走査装置上に有
利に城ｉｌｌることができる。このような加熱は、例え
ば、酸化物スケールが磁性であったり磁性になろうとす
ることをμ検出器４が示す場合に起動することができる
。このようにして、磁性酸化物スケール等が確立されて
いる場所で選択的に加熱を行うことができる。クラック
検出及びμ検出トランスジューサ及び加熱装置を、例え
ば交差走行車等の、例えばヒレットストランドに接続さ
れた同じ可動支持体上に配貨することにより、財政上興
味ある全体的解決法が得られる。

質的すれば、本発明は、例えば、好ましくは非磁性供試
体を走査するようにされた従来の渦電流ベースクラック
検出装首に、供試体内及び／もしくは十の、例えば比較
内冷い磁性酸化物スケール等の妨害磁性材の存在を例え
ば渦電流技術により有利に検出して、例えば、磁性材の
存在により生じる妨害（すなわち、いわゆる“偽″クラ
ック〉が実際のクラックや類似の有害な表面欠陥と混合
されないように監視するＶ４置を設けることからなって
いる。

感知された表面の大きすぎる部分が過剰な磁気妨害に、
よりクラック検出に対して無感応となるのを回避するた
め、例えば、酸化物スケールの磁気特性を消去する（例
えば、加熱装置等の）装置をｓＱ　Ｇノることができる
。

本発明は特願昭６２−２０９４３６号の特許請求の範囲
第（１２）項をざらに発展させたものと考えることがで
き、それは信号処理に関する限り本発明は全体として元
の発明を補足することを意味する。これは、本発明を独
立装発として実現したり他の装置に一体部として含める
ことができ、そのタスクは酸化物スケールとクラックを
互いに分離する必要がないことを意味する。

本発明に従った、ベクトル変換の訂細例をダイアグラム
形式で第６図に示す。第６図番ま第４図及び第５図のブ
ロック６の機能図と考えることができ、特願昭６２−２
０９４３６号の特許請求の範囲第（１２）項に関連する
。実際の測定により冷酸化物スケールはトランスジュー
サのインピーダンス図に比較的安定な位相ひ生じること
が判った。す　　−なわち、酸化物スケールベクトルは
使用周波数において比較的明確な方向を有している。し
かしながら、この方向は周波数自体間で変動する。第６
図において、入力信号ト１１、Ｌｌ及びＨｚ、Ｌ２は、
それぞれ、例えば、位相制御整流器、いりゆる同期搬送
波検波器からの信号により構成されている。Ｈｌ及びＨ
ｚは、例えば、１ＨＨ２の、例えば、高搬送周波数から
生じ、Ｌｌ及びＬ２は、例えば、２０にＨｚの、例えば
、低搬送周波数から生じる。Ｈ１、Ｈｚ、Ｌｌ及び［，
２は異なる検波器からの出力信号とすることができる。

しかしながら、Ｈ１＝　Ｈ２且つＬ１＝Ｌ２である別の
設定値があり、それは簡単にもかかわらず実際上非常に
良好に機能り゛る。もちろん、これは設定がｆｆ１ｌ単
で純粋なことを意味し、それは複雑すぎる設定により生
じる不正確な設定値がまれではない実際の動作において
非常に１要となる。簡単にするため、以下においτＦ＋
　１　＝　１−１２且つし一１＝Ｌ２と仮定しているが
、可能な多くの代案の一つと考えて欲しい。

以下の説明において、次のような略字及び用語を使用す
る。

ＳＰＲ：クラックもしくはクラックチャネル（０８０Ｍ
抑制）Ｏ８Ｋｌｌｆ化物スケールもしくは酸化物スケールチャ
ネル（ＧＳＫ抑制）０８０Ｍ：振動マークＯ８ＣＭ／ＳＰＲ：クラツクを有する振動マークＢＡＬ
：平衡ＬＯ：リフトオフＪＭＦ　：比較もしくは比較チャネルｍ：これは、広い意味で、例えば、クラック、酸化物ス
ケール、表面欠陥、寸法、形状、電圧等を含むものと解
釈する。

変化：゛変化″とは、原則的に、供試体内もしくは上の
変化を意味し、例えば、クラックや酸化物スケール等が
含まれる。また、例えば、正規値からの偏差等の、寸法
変化等も゛変化パの概念に含まれる。

変数二聞は可変であるという説明により、゛変数″とは
、原則的に、°“４１″の概念に含まれるものと同じで
ある。

測定可能な場合には、゛変化″という概念には“量”の
概念も含まれることをお判り願いたい。

一つの簡単な場合において、Ｓｌと８２の相対的な平衡
及びその後の閾値との比較を比較と見なす。

第６図は３つの機能ブロック／チャネル、すなわち、Ｓ
ＰＲ，ＧＳＫ及びＪＭＦに分割される。

Ｓ　Ｐ　ＲブロックのタスクはＬＯ及び０８０Ｍを抑制
することである。ＧＳＫブロックのタスクはＧＳＫを抑
制することである。ＪＭ、Ｆブロックのタスクは、それ
ぞれＳＰＲ及びＧＳＫプ０ツクからの信号Ｓ１及びＳ２
を互いに比較することであ・　る。ＪＭＦブロックから
の出力性＠Ｓ３は、酸化物スケールにより生じるいわゆ
る偽クラック信号の存在の元で、例えば、クラック検出
器をブロックするために使用される。“ブロック”とい
う用語は広い意味で解釈し、例えば、′妨げる”、゛減
衰する″、“短絡する”笠の意味が含まれる。

しかしながら、Ｓ３と同種のいくつかの信号を結合して
上位状態コンプレックスとすることができ、もちろん、
こうして、いくつかの８３信号をデジタル条件回路網の
デジタル入力信号として使用することにより、例えば、
高等な信号分離を実施することができる。すなわち、第
６図は組立１０ツクとみなずことができ、追加及び結合
により、そこから複雑な構造／回路網を組み立てること
ができる。第６図に示すように、ト１及びＩ−信号が異
極性となるように搬送周波数信号を検波することにより
、それぞれＮＯＲＭポテンショメータＮＯＲＭ　　　及
びＮＯＦでＭ。８Ｋにより、それらをＳＰＲ互いに重み付けすることができる。第６図に示１ように
、ポテンショメータの中央スライドを接地することによ
り、各変換ブロックをポテンショメータにより正規化す
ることができ、それにより処理が著しく簡単化される。

同じことは平衡ポテンショメータについても言える。Ｌ
Ｏ及び０５０Ｍについて最小出力信号Ｓ１を９えるＮＯ
ＲＭ８．Ｒの位置をＳＰＲチャネル／ブロックに対して
選定しなければならない。−同様に、ＧＳＫについて最
小出力信号Ｓ２を与えるＮ　ＯＲＭ　、８．の位置をＧ
ＳＫチャネル／ブロックに対して選定しなければならな
い。Ｓ　Ｐ　Ｒ及びＧＳＫチャネルは、通常具なるＮＯ
ＲＭ設定値を使用して１個もしくは数個の変数／量を抑
制する独立した、簡単な変換ブロックと考えていただき
たい。次に、いくつかのブロックを結合することにより
、もらろん、設定方法が一層困難になることはない事実
にもかかわらず、抑ｖ１される変数の数を増大すること
ができる。もちろん、各変数に対する最適ＮＯＲＭの設
定は通常その独立したＮＯＲＭポテンショメータにより
行われる。

また、さもなくば各ブロックを全く同じに有利に組み立
てられるということは何の値打ちもない。

ブロックはまた、副変換コンプレクス等と呼ぶことがで
きる。実ＷＡＪ〕、−ブロックからの信号がしばしば他
のブロックで使用される、すなわち、一種のローンであ
り、それは発明の範囲に入る。しかしながら、重要なこ
とは、信号８１及びＳ２が完全もしくは部分的に異なる
正規化から生じることである。

抵抗回路網量、，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４及びＮＯＲＭポテン
ショメータが増幅器１及び濾波器２と共に重み付は部を
構成する簡単な回路的解決法により、最小化される信号
をその独立したＮＯＲＭ設定値により個々に抑制するこ
とができる。もちろん、これにより処理が容易になる。

変換ブロックに同じ入力信号を使用しくＨ１＝Ｈ２且つ
Ｌｌ−Ｌ２）、ブロックを正規化して０８０Ｍ及び冷Ｇ
ＳＫを抑ａｔｌｌすることにより、しばしば２つの入力
信号だけで充分となる。これを、前記したことと組み合
せると、非常にｒｆＡ単な設定の基礎が形成される。第
７図は、ＮＯＲＭ及びＢＡＬ、１定値の違いにより、信
４８１．８２及びＳ、がその発生源に応じてどのように
振幅を変えるかを示す。Ｓ１信号はＬＯ及び０８０Ｍに
対して低振幅を示し、Ｓ２信号は同様にＧＳＫに対して
低振幅を示す。Ｓｌ及びＳ２信号間の矢符は各発生源に
対する最大信号を指している。明らかに、ＧＳＫに対す
る矢符方向は他とは異っており、これは重要なことであ
る。

第６図のＪＭＦブロックのタスクは信号Ｓ１及び＄２を
互いに比較することである。Ｓｌ及びＳ２を１！流器３
及び４により整流することにより、Ｓｌ及びＳ２が第６
図に示すように反転形状であるかさもなくば形状が異な
るかに無関係に、異極性の２つの信号が得られる。すな
わち、全波整流器はＳｌ及びＳ２の曲線形状に対して透
過効果を有する。整流器３及び４の出力にコンデンサを
設けると、等化効果はさらに改善される。第７図（２）
、０、（へ）において、Ｓｏ倍信号放電曲線形状をイｉ
し、それは前記コンデンサによる。信号Ｓ１及び８２は
平衡ポテンショメータＢＡＬによりＨいに手み付けづる
ことができ、それは上位正規化とみイ１′づことができ
る。、適切なりＡＬ設定値を選定りることにより、第７
図（２）、０、鵠に示すような形状のＳ、信号が得られ
る。明らかに、ＧＳＫは正極性を有し他の入力パラメー
タ／同は負極性を生じる。

前記したことの結果、なかんずく、増幅器５、濾波器６
及び増幅３７上の適切な闇値電圧を介したキャラクタ発
生、重み付は及び加算の後に、酸化物スケール信号を他
の信号から分離することができる。Ｓ３信号に適切な形
状と値を与えるために、ブロック８において、例えば、
増幅器７からの信号がデジタル化される。その後、例え
ば、Ｓ３信号を使用して、信号径路をブロックしたりあ
るいは、例えば、エラーコードレジスタをリセットする
等により、クラック検出ユニットを制御／ブロックする
ことができる。上位Ｓ４信号を対応する方法で使用する
ことができる。

いくつかの変数／罎を抑ａ、ＩＩ　したいような場合、
変！Ｉ１１′：１ンブレクス数を広げることが１当化さ
れる。

次に、第６図に示すように、いくつかの８３信号、Ｓ３
’が得られる。これらのＳ３’信月は、例えば論理状態
、すなわち、一種の上位条件聞能を有するルみ付はブロ
ック、ＬＶ、への人力信号を描成する。ＬＶからの出力
信号はＳ４ｒ：示し、より精巧な＄１１１１１１信号す
なわち８３信号とみなりことができる。条件ブロックし
ｖは簡単な閾値条件から進んだ複雑な論理条件までのい
かなるもので組み立てることもでき、例えば、ＡＮＤ及
びＯＲＲ能／ゲート、比較器等を具備している。このよ
うにして、使用及び補足する変換機能は特殊な性質とな
り、例えば、（この場合には酸化物スケールである）量
の形状及び寸法が変動し従来の方法で抑制するのが困難
であるという事実にかかわらず使用することができる。

前記特許／出願に記載されたベクトル変換、及びリビー
による、不要な吊／変数の従来の抑制において、開始点
は連続線櫂！ＩＩＮ数であり次にそれはアナログ電圧に
より正規に表現され、それが重み１４け法及び組合せを
介して、例えばしＯ等の不要な吊／変数の抑制を行う。

これに対して、本発明では（第６図参照）、比較及び条
件を含む方法を使用して問／変数の種類、例えばビレッ
ト表面上の表面クラックが本物であるか偽クラックであ
るかを決定する。

前記条件ベース分離は酸化物スケール及び磁性材以外の
晒／変数を検出及び／もしくは抑制するのにも使用する
ことができ、それも本発明に含まれる。

変換はある種の条件を含むため、設定値の制度に対する
条件は低下され、それは多くの場合、発生信号の種類、
例えば酸化物スケールの問題であるかどうかを決定する
のにＳ、信号の極性を決定すれば充分であるためである
（第７図（２）、（へ）、（へ）参照）。これは次のよ
うに表現することもできる、従来の変換の場合のように
、不要アナログ信号の完全な抑イノ１をめざす特りに、
本発明に従つＣ１異なる変換設定値を有する２つの別々
の信＠／ブロック間の、例えば振幅の、比較を実施する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のトランスジューサの正規化されたインピ
ーダンス図、第２図及び第３図は異なる周波数に対する
ベクトル図、第４図及び第５図は本発明のブロック図、
第６図は第４図及び第５図の詳細、第７図（２）、幹、
（へ）は異なる信号図である。参照符号の説明１・・・供試体２・・・磁性酸化物フレーク３．４・・・トランスジューサ５・・・クラック検出器６・・・μ検出器７・・・ブロック回路８・・・時間遅延ユニット９・・・警報ユニット８８・・・遅延回路

Claims

【特許請求の範囲】

（１）例えば熱間非磁性スチールインゴット等の供試体
（１）を、供試体内及び／もしくは上の、例えば、変化
等の量、及び／もしくは量の組合せに関して、例えば検
出、監督、テスト、監視等の制御及び／もしくは測定を
行う装置であつて該装置は供試体に関して移動するよう
にされた、例えば渦電流ベース表面トランスジューサ等
の少くとも１個のトランスジューサ／センサを具備し、
トランスジューサ／センサから直接もしくは間接的に生
じる、例えばＨ１及びＬ１の、少くとも２つの信号がい
わゆる変換法により、例えば整流、重み付け、結合及び
加算等の信号処理される装置において、例えば、冷酸化
物スケール等の、少くとも一つの量、及び／もしくは量
の組合せを、少くとも２つの変換ブロック及び／もしく
は正規化設定値から生じる、例えばＳ１及びＳ２等の信
号の比較の関数として、例えば表面クラック等の少くと
ももう一つの量、及び／もしくは、例えば振動マーク内
のクラック等の量の組合せから分離、例えばブロックも
しくは抑制、することができることを特徴とする供試体
の量制御及び／もしくは測定装置。
（２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、比較
は、例えばＡＮＤゲート、ＯＲゲート、比較器等で構成
される条件関数ブロック等の条件により補足されるか、
もしくはそれと組み合せて実施されることを特徴とする
供試体の量制御及び／もしくは測定装置。
（３）特許請求の範囲第１項から第２項までのいずれか
一項に記載の装置において、変換ブロックはおおむね同
様に構成されているが異つて設定／正規化されている、
例えば振動マークや冷酸化物スケールを抑制するように
設定されていることを特徴とする供試体の量制御及び／
もしくは測定装置。
（４）特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか
一項に記載の装置において、変換ブロック当り２つの信
号（Ｈ１、Ｌ１）のみが使用されることを特徴とする供
試体の量制御及び／もしくは測定装置。
（５）特許請求の範囲１項から第４項までのいずれか一
項に記載の装置において、少くとも２つの同一及び／も
しくは類似の入力信号（Ｈ１、Ｌ１）が少くとも２つの
変換コンプレクス内で使用されることを特徴とする供試
体の量制御及び／もしくは測定装置。
（６）特許請求の範囲第１項から第５項までのいずれか
一項に記載の装置において、変換コンプレクスからの少
くとも一つの出力信号（Ｓ１）が、妨害的変則を抑制で
きるように信号処理、例えば整流されることを特徴とす
る供試体の量制御及び／もしくは測定装置。
（７）特許請求の範囲第１項から第６項までのいずれか
一項に記載の装置において、該装置は測定及び／もしく
は制御装置、例えば渦電流ベースクラック検出装置と一
体及び／もしくは組み合せて使用されることを特徴とす
る供試体の量制御及び／もしくは測定装置。
（８）特許請求の範囲第１項から第７項までのいずれか
一項に記載の装置において、ある量、例えば冷酸化物ス
ケール、もしくは量の組合せを表わす少くとも一つの信
号が、少くとも一つの信号径路を制御、例えば自動的に
分離もしくは抑制して、例えばクラック検出器ユニット
／装置を一時的／瞬時的にブロックして冷酸化物スケー
ルによりいわゆる偽クラック信号が表示されないように
することを特徴とする供試体の量制御及び／もしくは測
定装置。
（９）特許請求の範囲第１項から第８項までのいずれか
一項に記載の装置において、少くとも一つの変換コンプ
レクス及び／もしくは比較コンプレクス（ＪＭＦ）の正
規化及び／もしくは平衡（ＢＡＬ）は、可動中心タップ
が直接もしくは間接的にゼロ電位及び／もしくはフレー
ムに接続された１個のみのポテンショメータにより実施
されることを特徴とする供試体の量制御及び／もしくは
測定装置。
（１０）特許請求の範囲１項から第９項までのいずれか
一項に記載の装置において、少くとも１個の特殊ポテン
ショメータ（ＢＡＬ）が変換コンプレクス出力信号（Ｓ
１、Ｓ２）を互いに平衡させるのに使用されることを特
徴とする供試体の量制御及び／もしくは測定装置。