WO2014104675A1 - 강판의 내부 결함 검출 장치 및 방법 - Google Patents

강판의 내부 결함 검출 장치 및 방법 Download PDF

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이주승
최상우
최세호
윤종필
배호문
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    • G01N33/2045—Defects

Definitions

  • the present invention relates to the detection of defects in steel sheets.
  • Steel sheet defect detection techniques include ultrasonic testing, magnetic flux leakage, magnetic particle inspection, eddy current inspection, and optical methods.
  • the leak magnetic flux flaw detection method measures the leakage magnetic flux leaking out of the surface of the steel sheet by a defect by using a magnetic sensor that converts magnetic flux such as a Hall element into an electrical signal, and then detects the defect of the steel sheet based on the measured leakage magnetic flux. Detection technique.
  • the defect detection apparatus of the steel plate for the leak magnetic flux flaw detection method mentioned above in FIG. 1 is shown.
  • the defect detecting apparatus of the steel sheet includes a magnetization unit 110 for generating magnetic flux for magnetizing the steel sheet S along the traveling direction of the steel sheet S, and a width direction of the steel sheet S. And a magnetic sensor array 120 measuring leakage magnetic flux that leaks when the generated magnetic flux passes through a defect of the steel sheet S, and amplifying an output signal from the magnetic sensor array 120 by the measured leakage magnetic flux.
  • An amplifier 130 may be included.
  • the magnetization unit 110 may include a permanent magnet (PM) and the yoke (111a, 111b) extending to both sides of the permanent magnet (PM).
  • the leakage magnetic flux measured by the magnetic sensor array 120 is not only the surface of the steel sheet S, but also the inside. There is a problem in that all the defects present in are included, so that only the internal defects existing inside the steel sheet S cannot be detected separately.
  • the internal defect detection apparatus and method of a steel plate which can detect only the internal defect of a steel plate are provided.
  • a total defect detection unit detecting a defect;
  • a surface defect detector for detecting the surface defect based on the strength of the leakage magnetic flux measured by generating magnetic flux in the thickness direction of the steel sheet in a predetermined detection area including the total defect detected by the all defect detector;
  • a data processing unit for detecting only internal defects present in the detection region by excluding surface defects detected by the surface defect detection unit among all defects detected by the all defect detection unit with respect to the detection region.
  • the defect detection unit comprises: a first magnetization unit for generating magnetic flux in a traveling direction of the steel sheet; A first leaked magnetic flux measuring unit configured to measure the strength of the leaked magnetic flux leaked when the magnetic flux generated in the traveling direction passes through the steel sheet; And a first defect detector configured to detect the defects based on the measured intensity of the leakage magnetic flux.
  • the surface defect detection unit includes: a second magnetization unit generating magnetic flux in the thickness direction of the steel sheet; A second leaked magnetic flux measuring unit configured to measure the strength of the leaked magnetic flux leaked when the magnetic flux generated in the thickness direction passes through the steel sheet; And a second defect detector configured to detect a surface defect of the steel sheet based on the measured intensity of the leakage magnetic flux.
  • the second magnetization portion is disposed on the upper portion of the steel sheet to generate magnetic flux in the thickness direction of the steel sheet, and is disposed on the lower portion of the steel sheet and magnetic flux in the thickness direction of the steel sheet.
  • a lower magnetic flux generating part wherein the second leakage magnetic flux measuring part comprises: an upper leakage magnetic flux measuring part measuring an intensity of leakage magnetic flux leaked when the magnetic flux generated by the upper magnetic part passes through the steel sheet;
  • the magnetic flux generated by the lower magnetization unit may include a lower leakage magnetic flux measuring unit for measuring the strength of the leakage magnetic flux leaks when passing through the steel sheet.
  • the first defect detection unit further provides first defect data on a point where the detected all defects are located in the detection area, and the second defect detection unit detects the detection of the detection area. Further providing second defect data on a point at which the surface defect is located, wherein the data processing unit detects only an internal defect present in the detection area by subtracting the provided second defect data from the provided first defect data can do.
  • the first defect data is data representing a point where the all defects exist in the detection region as binary “1", and an area where the all defects do not exist as binary "0".
  • the second defect data may be data representing a point where the surface defect exists in the detection area as binary “1” and a point where the surface defect does not exist as binary “0”.
  • each of the first leak magnetic flux measuring unit and the second leak magnetic flux measuring unit includes a first magnetic field including a plurality of magnetic sensors disposed in the width direction of the steel sheet to measure the intensity of the leak magnetic flux.
  • Sensor arrays A second magnetic sensor array including a plurality of magnetic sensors spaced apart from each other in the traveling direction of the first magnetic sensor array and the steel sheet to measure the intensity of the leakage magnetic flux;
  • a differential amplifier configured to differentially amplify the strength of the leakage magnetic flux measured by the first magnetic sensor array and the strength of the leakage magnetic flux measured by the second magnetic sensor array.
  • the first leak magnetic flux measuring unit and the second leak magnetic flux measuring unit include a hall sensor, a magnetoresistive sensor (MR sensor), and a giant magnetoresistive sensor (Giant Magneto). And at least one of a resistive sensor (GMR sensor) and a magnetic impedance sensor (Giant Magneto Impedance Sensor, GMI sensor).
  • the surface defects present on the surface of the steel sheet and the inside of the steel sheet are based on the strength of the leakage magnetic flux measured by generating the magnetic flux in the circumferential direction of the steel sheet. Detecting a total defect including an internal defect; The surface defect detection unit detects the surface defect based on the strength of the leakage magnetic flux measured by generating a magnetic flux in the thickness direction of the steel sheet in a predetermined detection area including the total defect detected by the full defect detection unit. Second step; And a third step of detecting only an internal defect present in the detection area by excluding a surface defect detected by the surface defect detection part of all defects detected by the all-defect detection part, with respect to the detection area. It may include.
  • the first step may include: generating magnetic flux in a traveling direction of the steel sheet in the first magnetization unit; In the first leakage magnetic flux measuring unit, measuring the intensity of the leakage magnetic flux leaked when the magnetic flux generated in the traveling direction passes through the steel sheet; And detecting, at the first defect detection unit, the entire defect based on the measured intensity of the leakage magnetic flux.
  • the second step may include: generating magnetic flux in a thickness direction of the steel sheet in a second magnetization unit; In the second leakage magnetic flux measuring unit, measuring the intensity of the leakage magnetic flux leaked when the magnetic flux generated in the thickness direction passes through the steel sheet; And detecting, at the second defect detector, a surface defect of the steel sheet based on the measured intensity of the leakage magnetic flux.
  • the generating of the magnetic flux in the thickness direction of the steel sheet may include generating magnetic flux in the thickness direction of the steel sheet in an upper magnetization portion disposed above the steel sheet among the second magnetization portions.
  • the step of measuring the intensity of the leakage magnetic flux in the second step the In the upper leakage magnetic flux measuring unit of the second leakage magnetic flux measuring unit, the intensity of the leakage magnetic flux leaked when the magnetic flux generated by the upper magnetization unit passes through the steel sheet, and the lower leakage magnetic flux of the second leakage magnetic flux measuring unit
  • the magnetic flux measuring unit it may include the step of measuring the intensity of the leakage magnetic flux leaked when the magnetic flux generated by the lower magnetization unit passes through the steel sheet.
  • the internal defect detection method of the steel sheet may include providing, by the first defect detection unit, first defect data on a point where the detected all defects are located in the detection region; And providing, by the second defect detection unit, second defect data on a point at which the detected surface defect is located in the detection area, wherein the third step is performed by the data processing unit. By subtracting the provided second defect data from one defect data, only an internal defect existing in the detection area can be detected.
  • the first defect data is data representing a point where the all defects exist in the detection region as binary “1", and an area where the all defects do not exist as binary "0".
  • the second defect data may be data representing a point where the surface defect exists in the detection area as binary “1” and a point where the surface defect does not exist as binary “0”.
  • each of the first leak magnetic flux measuring unit and the second leak magnetic flux measuring unit includes a first magnetic field including a plurality of magnetic sensors disposed in the width direction of the steel sheet to measure the intensity of the leak magnetic flux.
  • Sensor arrays A second magnetic sensor array including a plurality of magnetic sensors spaced apart from each other in the traveling direction of the first magnetic sensor array and the steel sheet to measure the intensity of the leakage magnetic flux;
  • a differential amplifier configured to differentially amplify the strength of the leakage magnetic flux measured by the first magnetic sensor array and the strength of the leakage magnetic flux measured by the second magnetic sensor array.
  • the first leak magnetic flux measuring unit and the second leak magnetic flux measuring unit include a hall sensor, a magnetoresistive sensor (MR sensor), and a giant magnetoresistive sensor (Giant Magneto). And at least one of a resistive sensor (GMR sensor) and a magnetic impedance sensor (Giant Magneto Impedance Sensor, GMI sensor).
  • the defects including both the surface defects and the internal defects of the steel sheet are detected for a predetermined detection region, and separately the surface defects of the detected defects are detected after detecting the surface defects of the steel sheet.
  • the defects including both the surface defects and the internal defects of the steel sheet are detected for a predetermined detection region, and separately the surface defects of the detected defects are detected after detecting the surface defects of the steel sheet.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a defect detection apparatus of a steel sheet.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a magnetization direction and a detected defect in the all defect detecting unit of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a view showing positions of defects existing in the thickness direction of the steel sheet in the surface defect detection unit of FIG. 2;
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the magnitude of the leakage magnetic flux according to the position of the defect illustrated in FIG. 4.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a process of detecting only an internal defect by the data processor of FIG. 2.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a magnetization direction and a detected defect in the defect detection part of FIG. 2, and FIG. 4 illustrates a position of a defect present in the thickness direction of the steel sheet in the surface defect detection part of FIG. 2.
  • 5 is a diagram showing the magnitude of the leakage magnetic flux according to the position of the defect shown in FIG. 6 is a view for explaining a process of detecting only an internal defect by the data processor of FIG. 2.
  • the internal defect detection apparatus of the steel sheet according to the embodiment of the present invention based on the strength of the leakage magnetic flux measured by generating a magnetic flux in the circumferential direction of the steel sheet (S) of the steel sheet (S) Predetermined defects including the defects detected by the defect detection unit 210 and the defects detected by the defect detection unit 210 for detecting defects including surface defects present on the surface and internal defects present inside the steel sheet S.
  • the data processor 230 may detect the internal defects existing in the detection area.
  • the defect detection unit 210 generates a magnetic flux in a direction in which the steel sheet S is opposed to the surface defect and the steel sheet (S) present on the surface of the steel sheet S based on the strength of the leaked magnetic flux. Defects including internal defects present inside S) can be detected.
  • the all-defect detection unit 210 may include a first magnetization unit 211, a first leakage magnetic flux measurement unit 212, and a first defect detection unit 213.
  • the first magnetization unit 211 among the defect detection units 210 may generate the magnetic flux B in the traveling direction of the steel sheet S.
  • an electromagnet having a shape in which a coil 211b is wound around the core 211a is illustrated, but is not limited thereto, and it may be realized by a permanent magnet. .
  • the first leak magnetic flux measuring unit 212 of the defect detection unit 210 may measure the strength of the leaked magnetic flux leaking when the magnetic flux B generated in the traveling direction of the steel sheet S passes through the steel sheet S. Can be. That is, as shown in FIG. 3, when the magnetic flux B is generated in the traveling direction of the steel sheet S, the leakage magnetic flux 330 caused by the surface defect 310 and the internal defect 320 of the steel sheet S is generated. Intensity can be measured. The measured intensity of the leaked magnetic flux 330 may be transmitted to the first defect detector 213.
  • the first defect detection unit 213 of the all defect detection unit 210 may detect an all defect including the surface defect 310 and the internal defect 320 based on the measured intensity of the leakage magnetic flux 330. That is, when the magnitude of the leakage magnetic flux 330 is greater than or equal to a predetermined value, the first defect detection unit 213 may determine that an internal defect or a surface defect exists in the steel sheet S.
  • the first defect detector 213 may further provide first defect data on a point where the detected all defect is located in the detection area.
  • the first defect detection unit 213 may provide the data processing unit 230 with first defect data on a point where the defects IDF and SDF are located with respect to the detection area 510.
  • the first defect data is a binary “1” at the point where all defects (IDF, SDF) exist among the detection regions 510, and a binary “0” at the region where all defects (IDF, SDF) do not exist. It may be expressed data.
  • the surface defect detection unit 220 generates the magnetic flux in the thickness direction of the steel sheet S in the predetermined detection area including the total defect detected by the defect detection unit 210 to the intensity of the leakage magnetic flux measured.
  • the surface defect can be detected on the basis.
  • the surface defect detection unit 220 may include second magnetization units 221 and 223, second leakage magnetic flux measurement units 222 and 224, and a second defect detection unit 225.
  • the second magnetization units 221 and 223 of the surface defect detection unit 220 may generate the magnetic flux B in the thickness direction of the steel sheet S.
  • the above-described second magnetization parts 221 and 223 illustrate electromagnets in which coils 221b and 223b are wound around the cores 221a and 223a, the second magnetization parts 221 and 223 are not limited thereto. It is obvious to those skilled in the art.
  • the second magnetization parts 221 and 223 described above are disposed on the upper part of the steel plate S, and are arranged on the upper magnetization part 221 which generates magnetic flux in the thickness direction of the steel plate S, and the lower part of the steel plate S. It may include a lower magnetization portion 223 for generating a magnetic flux in the thickness direction of the steel sheet (S).
  • the second leakage magnetic flux measuring units 222 and 224 of the surface defect detection unit 220 measure the intensity of the leakage magnetic flux leaking when the magnetic flux B generated in the thickness direction of the steel sheet S passes through the steel sheet S. It can be measured.
  • the second leakage magnetic flux measuring unit 222 or 224 may measure the strength of the leakage magnetic flux leaking when the magnetic flux generated by the upper magnetization unit 221 passes through the steel sheet S. And a lower leakage magnetic flux measuring unit 224 for measuring the intensity of the leakage magnetic flux leaking when the magnetic flux generated by the lower magnetization unit 223 passes through the steel sheet S.
  • the second magnetization parts 221 and 223 generate magnetic flux perpendicular to the steel plate S in the thickness direction of the steel plate S, and the second leakage magnetic flux measuring units 222 and 224.
  • S steel sheet
  • the reason is that when magnetic flux is generated perpendicularly to the steel sheet S in the thickness direction of the steel sheet S, the intensity of the leakage magnetic flux due to defects present on the surface of the steel sheet S is present in the steel sheet S. This is because the surface defect can be easily determined only by the measured intensity of the leakage magnetic flux, which is relatively greater than the intensity of the leakage magnetic flux caused by the defect.
  • FIG. 4 is a view showing the position of a defect present in the thickness direction of the steel sheet in the surface defect detection unit of FIG. 2, and
  • FIG. 5 is a diagram showing the magnitude of the leakage magnetic flux according to the position of the defect shown in FIG.
  • the horizontal axis is the leakage magnetic flux measurement area, and the vertical axis is the measured intensity of the leaked magnetic flux.
  • FIG. 4 the defect according to the position of the thickness direction T of the steel plate S is shown, and exists in the middle of the defect (DF1) 311 which exists in the upper surface of the steel plate S, and the steel plate S.
  • the magnetic flux B may be generated perpendicularly to the surface of the steel sheet S in the thickness direction T of the steel sheet S by the second magnetization parts 221 and 223. .
  • the defects DF1 311 existing on the upper surface of the steel sheet S are 311. It can be seen that the strength of the leakage magnetic flux 310 by) is relatively large compared to the strengths of the leakage magnetic flux 321, 322, 323, and 312 caused by other defects DF2 to DF5.
  • the embodiment of the present invention by generating the magnetic flux perpendicular to the steel sheet S in the thickness direction T of the steel sheet S, it is easy to determine whether there is a surface defect only by the intensity of the measured leakage magnetic flux. You can judge.
  • the second defect detection unit 225 of the surface defect detection unit 220 may detect the surface defect of the steel sheet S based on the measured intensity of the leakage magnetic flux.
  • the second defect detection unit 225 may determine that surface defects exist in the steel sheet S.
  • the second defect detector 225 may further provide second defect data on a point where the detected surface defect is located in the detection area.
  • the second defect detection unit 225 may provide the data processing unit 230 with second defect data on a point where the surface defect SDF is located with respect to the detection area 520.
  • the second defect data may be data representing a point where the surface defect SDF exists in the detection area 520 as binary "1", and an area where the surface defect SDF does not exist as binary "0". have.
  • the data processing unit 230 excludes the surface defects detected by the surface defect detection unit 220 among all the defects detected by the all-defect detection unit 210 with respect to the detection area, thereby providing an interior present in the detection area. Only defects can be detected.
  • the data processing unit may include the second defect detection unit 225 from the first defect data of the detection region 510 received from the first defect detection unit 213 using the subtractor 530.
  • the second defect detection unit 225 By subtracting the second defect data of the detection area 520 transferred from the device, only an internal defect existing in the detection area 540 can be detected.
  • reference numerals 510, 520, and 540 although the signs are different, should be noted that mean the same detection area on the surface of the steel sheet (S).
  • each of the first leak magnetic flux measuring unit 212 and the second leak magnetic flux measuring units 222 and 224 is a differential magnetic sensor array, for example, is disposed in the width direction of the steel sheet S, and thus the intensity of the leak magnetic flux.
  • the first magnetic sensor array including a plurality of magnetic sensors for measuring the first magnetic sensor array
  • the second magnetic sensor including a plurality of magnetic sensors for measuring the strength of the magnetic flux leakage spaced apart at regular intervals in the traveling direction of the first magnetic sensor array and the steel sheet (S)
  • the sensor array may include a differential amplifier configured to differentially amplify the strength of the leakage magnetic flux measured by the first magnetic sensor array and the strength of the leakage magnetic flux measured by the second magnetic sensor array.
  • the steel sheet S is transferred in the traveling direction.
  • the differential magnetic sensor array for each of the first leak magnetic flux measuring unit 212 and the second leak magnetic flux measuring units 222 and 224, the steel sheet S is transferred in the traveling direction.
  • the eddy current generated in the it is possible to prevent the distortion of the intensity of the leakage magnetic flux measured.
  • first leak magnetic flux measuring unit 212 and second leak magnetic flux measuring units 222 and 224 include a hall sensor, a magnetoresistive sensor (MR sensor), and a giant magnetoresistive sensor. It may include at least one of a (Giant Magneto Resistive sensor, GMR sensor) and a magnetic impedance sensor (Giant Magneto Impedance Sensor, GMI sensor).
  • GMR sensor magnetoresistive sensor
  • GMI sensor magnetic impedance sensor
  • all defects including both the surface defects and internal defects of the steel sheet are first detected for a predetermined detection region, and the other defects are detected after detecting the surface defects of the steel sheet separately.
  • the other defects are detected after detecting the surface defects of the steel sheet separately.
  • FIG. 7 is a flowchart explaining the internal defect detection method of the steel sheet according to the embodiment of the present invention.
  • the first magnetization unit 211 of the all-defect detection unit 210 may generate the magnetic flux B in the traveling direction of the steel sheet S.
  • the first leak magnetic flux measuring unit 212 of the all-defect detection unit 210 measures the strength of the leaked magnetic flux leaking when the magnetic flux B generated in the traveling direction of the steel sheet S passes through the steel sheet S. It can be measured.
  • the first defect detection unit 213 of the all defect detection unit 210 may detect an all defect including the surface defect 310 and the internal defect 320 based on the measured intensity of the leakage magnetic flux 330. have.
  • the surface defect detection unit 220 generates the magnetic flux in the thickness direction of the steel sheet S in the predetermined detection area including the total defect detected by the defect detection unit 210 and measures the intensity of the leakage magnetic flux.
  • the surface defect can be detected based on the step S602.
  • the second magnetization units 221 and 223 of the surface defect detection unit 220 may generate the magnetic flux B in the thickness direction of the steel sheet S.
  • the second magnetization parts 221 and 223 described above are disposed on the upper part of the steel plate S, and are arranged on the upper magnetization part 221 which generates magnetic flux in the thickness direction of the steel plate S, and the lower part of the steel plate S. It may include a lower magnetization portion 223 for generating a magnetic flux in the thickness direction of the steel sheet (S).
  • the second leakage magnetic flux measuring units 222 and 224 of the surface defect detection unit 220 are used to detect leakage magnetic fluxes leaking when the magnetic flux B generated in the thickness direction of the steel plate S passes through the steel plate S. Intensity can be measured.
  • the second leakage magnetic flux measuring unit 222 or 224 may measure the strength of the leakage magnetic flux leaking when the magnetic flux generated by the upper magnetization unit 221 passes through the steel sheet S.
  • a lower leakage magnetic flux measuring unit 224 for measuring the intensity of the leakage magnetic flux leaking when the magnetic flux generated by the lower magnetization unit 223 passes through the steel sheet S.
  • the second defect detection unit 225 of the surface defect detection unit 220 may detect the surface defect of the steel sheet S based on the measured intensity of the leakage magnetic flux.
  • the data processor 230 excludes the surface defects detected by the surface defect detection unit 220 among the all defects detected by the all-defect detection unit 210 with respect to the detection area, thereby causing the interior to exist in the detection area. Only a defect can be detected (S603).
  • the data processing unit may include the second defect detection unit 225 from the first defect data of the detection region 510 received from the first defect detection unit 213 using the subtractor 530.
  • the second defect detection unit 225 By subtracting the second defect data of the detection area 520 transferred from the device, only an internal defect existing in the detection area 540 can be detected.
  • all defects including both the surface defects and internal defects of the steel sheet are first detected for a predetermined detection region, and the other defects are detected after detecting the surface defects of the steel sheet separately.
  • the other defects are detected after detecting the surface defects of the steel sheet separately.

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Abstract

강판의 내부 결함 검출 장치 및 방법이 제공된다. 강판의 내부 결함 검출 장치는, 강판의 주향 방향으로 자속을 발생시켜 측정한 누설 자속의 세기에 기초하여 강판의 표면에 존재하는 표면 결함 및 강판의 내부에 존재하는 내부 결함을 포함한 전결함을 검출하는 전결함 검출부와, 전결함 검출부에 의해 검출된 전결함을 포함하는 소정의 검출 영역에 대하여, 강판의 두께 방향으로 자속을 발생시켜 측정한 누설 자속의 세기에 기초하여 표면 결함을 검출하는 표면결함 검출부와, 검출 영역에 대하여, 전결함 검출부에 의해 검출된 전결함 중 표면 결함 검출부에 의해 검출된 표면 결함을 제외함으로써, 검출 영역에 존재하는 내부 결함만을 검출하는 데이터 처리부를 포함함으로써, 강판의 내부 결함만을 검출할 수 있다.

Description

강판의 내부 결함 검출 장치 및 방법
본 발명은 강판의 결함 검출에 관한 것이다.
강판의 결함 검출 기술에는 초음파 탐상법(Ultrasonic Test), 누설자속 탐상법(Magnetic Flux Leakage), 자분 탐상법(Magnetic Particle Inspection), 와전류 탐상법 및 광학법 등이 있다.
이들 중 누설 자속 탐상법은 홀소자와 같은 자속을 전기적 신호로 변환시키는 자기센서를 이용하여 결함에 의하여 강판의 표면 밖으로 누설되는 누설 자속을 측정한 후, 측정된 누설 자속에 기초하여 강판의 결함을 검출하는 기법이다.
도 1에 상술한 누설 자속 탐상법을 위한 강판의 결함 검출 장치가 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 강판의 결함 검출 장치는 강판(S)의 주행 방향을 따라 강판(S)을 자화시키기 위한 자속을 발생시키는 자화부(110)와, 강판(S)의 폭방향으로 배치되며, 발생된 자속이 강판(S)의 결함을 통과할 때 누설되는 누설 자속을 측정하는 자기 센서 어레이(120)와, 측정된 누설 자속에 의해 자기 센서 어레이(120)로부터 나오는 출력 신호를 증폭하는 증폭부(130)를 포함할 수 있다. 한편, 자화부(110)는 영구자석(PM) 및 영구자석(PM)의 양측으로 연장되는 요크(111a, 111b)를 포함할 수 있다.
하지만, 상술한 장치에 의한 강판 결함 검출 방법에 의할 때, 강판(S)은 그 주행 방향을 따라 자화되므로, 자기 센서 어레이(120)에서 측정되는 누설 자속에는 강판(S)의 표면뿐 아니라 내부에 존재하는 결함이 모두 포함되어 강판(S)의 내부에 존재하는 내부 결함만을 별도로 검출할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 강판의 내부 결함만을 검출할 수 있는 강판의 내부 결함 검출 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 제1 실시 형태에 의하면, 강판의 주향 방향으로 자속을 발생시켜 측정한 누설 자속의 세기에 기초하여 상기 강판의 표면에 존재하는 표면 결함 및 상기 강판의 내부에 존재하는 내부 결함을 포함한 전결함을 검출하는 전결함 검출부; 상기 전결함 검출부에 의해 검출된 전결함을 포함하는 소정의 검출 영역에 대하여, 상기 강판의 두께 방향으로 자속을 발생시켜 측정한 누설 자속의 세기에 기초하여 상기 표면 결함을 검출하는 표면결함 검출부; 및 상기 검출 영역에 대하여, 상기 전결함 검출부에 의해 검출된 전결함 중 상기 표면 결함 검출부에 의해 검출된 표면 결함을 제외함으로써, 상기 검출 영역에 존재하는 내부 결함만을 검출하는 데이터 처리부를 포함하는 강판의 내부 결함 검출 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 전결함 검출부는, 상기 강판의 주행 방향으로 자속을 발생시키는 제1 자화부; 상기 주행 방향으로 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 제1 누설 자속 측정부; 및 상기 측정된 누설 자속의 세기에 기초하여 상기 전결함을 검출하는 제1 결함 검출부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 표면결함 검출부는, 상기 강판의 두께 방향으로 자속을 발생시키는 제2 자화부; 상기 두께 방향으로 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 제2 누설 자속 측정부; 및 상기 측정된 누설 자속의 세기에 기초하여 상기 강판의 표면 결함을 검출하는 제2 결함 검출부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제2 자화부는, 상기 강판의 상부에 배치되어 상기 강판의 두께방향으로 자속을 발생시키는 상부 자화부와, 상기 강판의 하부에 배치되어 상기 강판의 두께 방향으로 자속을 발생시키는 하부 자화부를 포함하며, 상기 제2 누설 자속 측정부는, 상기 상부 자화부에 의해 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 상부 누설 자속 측정부와, 상기 하부 자화부에 의해 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 하부 누설 자속 측정부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제1 결함 검출부는 상기 검출 영역 중 상기 검출된 전결함이 위치한 지점에 대한 제1 결함 데이터를 더 제공하고, 상기 제2 결함 검출부는, 상기 검출 영역 중 상기 검출된 표면 결함이 위치하는 지점에 대한 제2 결함 데이터를 더 제공하며, 상기 데이터 처리부는, 상기 제공된 제1 결함 데이터로부터 상기 제공된 제2 결함 데이터를 감산함으로써, 상기 검출 영역에 존재하는 내부 결함만을 검출할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제1 결함 데이터는, 상기 검출 영역 중 상기 전결함이 존재하는 지점을 이진수 “1”로, 상기 전결함이 존재하지 않는 영역을 이진수 “0”으로 나타낸 데이터이며, 상기 제2 결함 데이터는, 상기 검출 영역 중 상기 표면 결함이 존재하는 지점을 이진수 “1”로, 상기 표면 결함이 존재하지 않는 지점을 이진수 “0”으로 나타낸 데이터일 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제1 누설 자속 측정부 및 상기 제2 누설 자속 측정부 각각은, 상기 강판의 폭방향으로 배치되어 누설 자속의 세기를 측정하는 복수개의 자기 센서들을 포함한 제1 자기 센서 어레이; 상기 제1 자기 센서 어레이와 상기 강판의 주행 방향으로 일정 간격 이격되어 누설 자속의 세기를 측정하는 복수개의 자기 센서들을 포함한 제2 자기 센서 어레이; 및 상기 제1 자기 센서 어레이에서 측정된 누설 자속의 세기와 상기 제2 자기 센서 어레이에서 측정된 누설 자속의 세기를 차동 증폭하는 차동 증폭부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제1 누설 자속 측정부 및 상기 제2 누설 자속 측정부는, 홀 센서(hall sensor), 자기 저항 센서(Magneto Resistive sensor, MR 센서), 거대 자기 저항 센서(Giant Magneto Resistive sensor, GMR 센서) 및 자기 임피던스 센서(Giant Magneto Impedance Sensor, GMI 센서) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 실시 형태에 의하면, 전결함 검출부에서, 강판의 주향 방향으로 자속을 발생시켜 측정한 누설 자속의 세기에 기초하여 상기 강판의 표면에 존재하는 표면 결함 및 상기 강판의 내부에 존재하는 내부 결함을 포함한 전결함을 검출하는 제1 단계; 표면결함 검출부에서, 상기 전결함 검출부에 의해 검출된 전결함을 포함하는 소정의 검출 영역에 대하여, 상기 강판의 두께 방향으로 자속을 발생시켜 측정한 누설 자속의 세기에 기초하여 상기 표면 결함을 검출하는 제2 단계; 및 데이터 처리부에서, 상기 검출 영역에 대하여, 상기 전결함 검출부에 의해 검출된 전결함 중 상기 표면 결함 검출부에 의해 검출된 표면 결함을 제외함으로써, 상기 검출 영역에 존재하는 내부 결함만을 검출하는 제3 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제1 단계는, 제1 자화부에서, 상기 강판의 주행 방향으로 자속을 발생시키는 단계; 제1 누설 자속 측정부에서, 상기 주행 방향으로 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 단계; 및 제1 결함 검출부에서, 상기 측정된 누설 자속의 세기에 기초하여 상기 전결함을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제2 단계는, 제2 자화부에서, 상기 강판의 두께 방향으로 자속을 발생시키는 단계; 제2 누설 자속 측정부에서, 상기 두께 방향으로 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 단계; 및 제2 결함 검출부에서, 상기 측정된 누설 자속의 세기에 기초하여 상기 강판의 표면 결함을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 강판의 두께 방향으로 자속을 발생시키는 단계는, 상기 제2 자화부 중 상기 강판의 상부에 배치된 상부 자화부에서, 상기 강판의 두께방향으로 자속을 발생시키며, 상기 제2 자화부 중 상기 강판의 하부에 배치된 하부 자화부에서, 상기 강판의 두께 방향으로 자속을 발생시키는 단계를 포함하며, 상기 제2 단계에서의 누설 자속의 세기를 측정하는 단계는, 상기 제2 누설 자속 측정부 중 상부 누설 자속 측정부에서, 상기 상부 자화부에 의해 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하며, 상기 제2 누설 자속 측정부 중 하부 누설 자속 측정부에서, 상기 하부 자화부에 의해 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 강판의 내부 결함 검출 방법은, 상기 제1 결함 검출부에서, 상기 검출 영역 중 상기 검출된 전결함이 위치한 지점에 대한 제1 결함 데이터를 제공하는 단계; 및 상기 제2 결함 검출부에서, 상기 검출 영역 중 상기 검출된 표면 결함이 위치하는 지점에 대한 제2 결함 데이터를 제공하는 단계를 더 포함하며, 상기 제3 단계는, 상기 데이터 처리부에서, 상기 제공된 제1 결함 데이터로부터 상기 제공된 제2 결함 데이터를 감산함으로써, 상기 검출 영역에 존재하는 내부 결함만을 검출할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제1 결함 데이터는, 상기 검출 영역 중 상기 전결함이 존재하는 지점을 이진수 “1”로, 상기 전결함이 존재하지 않는 영역을 이진수 “0”으로 나타낸 데이터이며, 상기 제2 결함 데이터는, 상기 검출 영역 중 상기 표면 결함이 존재하는 지점을 이진수 “1”로, 상기 표면 결함이 존재하지 않는 지점을 이진수 “0”으로 나타낸 데이터일 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제1 누설 자속 측정부 및 상기 제2 누설 자속 측정부 각각은, 상기 강판의 폭방향으로 배치되어 누설 자속의 세기를 측정하는 복수개의 자기 센서들을 포함한 제1 자기 센서 어레이; 상기 제1 자기 센서 어레이와 상기 강판의 주행 방향으로 일정 간격 이격되어 누설 자속의 세기를 측정하는 복수개의 자기 센서들을 포함한 제2 자기 센서 어레이; 및 상기 제1 자기 센서 어레이에서 측정된 누설 자속의 세기와 상기 제2 자기 센서 어레이에서 측정된 누설 자속의 세기를 차동 증폭하는 차동 증폭부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제1 누설 자속 측정부 및 상기 제2 누설 자속 측정부는, 홀 센서(hall sensor), 자기 저항 센서(Magneto Resistive sensor, MR 센서), 거대 자기 저항 센서(Giant Magneto Resistive sensor, GMR 센서) 및 자기 임피던스 센서(Giant Magneto Impedance Sensor, GMI 센서) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 우선 소정의 검출 영역에 대하여 강판의 표면 결함 및 내부 결함을 모두 포함한 전결함을 검출하고, 이와 별도로 강판의 표면 결함을 검출한 후 검출된 전결함 중 표면 결함을 제외함으로써, 검출 영역에 존재하는 내부 결함만을 검출할 수 있다.
도 1은 강판의 결함 검출 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 강판의 내부 결함 검출 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 전결함 검출부에서의 자화 방향과 검출되는 전결함을 도시한 도면이다.
도 4는 도 2의 표면 결함 검출부에서의 강판의 두께 방향에 존재하는 결함의 위치를 도시한 도면이며,
도 5는 도 4에 도시된 결함의 위치에 따른 누설 자속의 크기를 도시한 도면이다.
도 6은 도 2의 데이터 처리부가 내부 결함만을 검출하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 강판의 내부 결함 검출 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 강판의 내부 결함 검출 장치를 도시한 도면이다. 한편, 도 3은 도 2의 전결함 검출부에서의 자화 방향과 검출되는 전결함을 도시한 도면이며, 도 4는 도 2의 표면 결함 검출부에서의 강판의 두께 방향에 존재하는 결함의 위치를 도시한 도면이며, 도 5는 도 4에 도시된 결함의 위치에 따른 누설 자속의 크기를 도시한 도면이다. 그리고, 도 6은 도 2의 데이터 처리부가 내부 결함만을 검출하는 과정을 설명하는 도면이다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 강판의 내부 결함 검출 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 강판(S)의 주향 방향으로 자속을 발생시켜 측정한 누설 자속의 세기에 기초하여 강판(S)의 표면에 존재하는 표면 결함 및 강판(S)의 내부에 존재하는 내부 결함을 포함한 전결함을 검출하는 전결함 검출부(210)와, 전결함 검출부(210)에 의해 검출된 전결함을 포함하는 소정의 검출 영역에 대하여, 강판(S)의 두께 방향으로 자속을 발생시켜 측정한 누설 자속의 세기에 기초하여 표면 결함을 검출하는 표면결함 검출부(220)와, 검출 영역에 대하여, 전결함 검출부(210)에 의해 검출된 전결함 중 표면 결함 검출부(220)에 의해 검출된 표면 결함을 제외함으로써, 검출 영역에 존재하는 내부 결함만을 검출하는 데이터 처리부(230)를 포함할 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 강판의 내부 결함 검출 장치에 대해 상세하게 설명한다.
우선, 도 2를 참조하면, 전결함 검출부(210)는 강판(S)의 주향 방향으로 자속을 발생시켜 측정한 누설 자속의 세기에 기초하여 강판(S)의 표면에 존재하는 표면 결함 및 강판(S)의 내부에 존재하는 내부 결함을 포함한 전결함을 검출할 수 있다.
구체적으로, 전결함 검출부(210)는 제1 자화부(211), 제1 누설 자속 측정부(212) 및 제1 결함 검출부(213)를 포함할 수 있다.
전결함 검출부(210) 중 제1 자화부(211)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 강판(S)의 주행 방향으로 자속(B)을 발생시킬 수 있다. 상술한 제1 자화부(211)의 예로 코어(211a)에 코일(211b)이 감겨진 형태의 전자석을 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 영구 자석으로도 구현될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
전결함 검출부(210) 중 제1 누설 자속 측정부(212)는, 강판(S)의 주행 방향으로 발생된 자속(B)이 강판(S)을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정할 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 강판(S)의 주행 방향으로 자속(B)을 발생시킬 때 강판(S)의 표면 결함(310)과 내부 결함(320)에 의한 누설 자속(330)의 세기가 측정될 수 있다. 측정된 누설 자속(330)의 세기는 제1 결함 검출부(213)로 전달될 수 있다.
전결함 검출부(210) 중 제1 결함 검출부(213)는, 측정된 누설 자속(330)의 세기에 기초하여 표면 결함(310)과 내부 결함(320)을 포함하는 전결함을 검출할 수 있다. 즉, 누설 자속(330)의 크기가 일정 값 이상인 경우에 제1 결함 검출부(213)는 강판(S)에 내부 결함 또는 표면 결함이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 제1 결함 검출부(213)는 검출 영역 중 검출된 전결함이 위치한 지점에 대한 제1 결함 데이터를 더 제공할 수 있다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 결함 검출부(213)는 검출 영역(510)에 대하여 전결함(IDF, SDF)이 위치한 지점에 대한 제1 결함 데이터를 데이터 처리부(230)에 제공할 수 있다. 여기서, 제1 결함 데이터는, 검출 영역(510) 중 전결함(IDF, SDF)이 존재하는 지점을 이진수 “1”로, 전결함(IDF, SDF)이 존재하지 않는 영역을 이진수 “0”으로 표현한 데이터일 수 있다.
한편, 표면결함 검출부(220)는 전결함 검출부(210)에 의해 검출된 전결함을 포함하는 소정의 검출 영역에 대하여, 강판(S)의 두께 방향으로 자속을 발생시켜 측정한 누설 자속의 세기에 기초하여 표면 결함을 검출할 수 있다.
구체적으로, 표면결함 검출부(220)는 제2 자화부(221, 223), 제2 누설 자속 측정부(222, 224) 및 제2 결함 검출부(225)를 포함할 수 있다.
표면결함 검출부(220) 중 제2 자화부(221, 223)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 강판(S)의 두께 방향으로 자속(B)을 발생시킬 수 있다. 상술한 제2 자화부(221, 223)는 코어(221a, 223a)에 코일(221b, 223b)이 감겨진 형태의 전자석을 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 영구 자석으로 구현될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
상술한 제2 자화부(221, 223)는 강판(S)의 상부에 배치되어 강판(S)의 두께방향으로 자속을 발생시키는 상부 자화부(221)와, 강판(S)의 하부에 배치되어 강판(S)의 두께 방향으로 자속을 발생시키는 하부 자화부(223)를 포함할 수 있다.
표면결함 검출부(220) 중 제2 누설 자속 측정부(222, 224)는, 강판(S)의 두께 방향으로 발생된 자속(B)이 강판(S)을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정할 수 있다.
상술한 제2 누설 자속 측정부(222, 224)는 상부 자화부(221)에 의해 발생된 자속이 강판(S)을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 상부 누설 자속 측정부(222)와, 하부 자화부(223)에 의해 발생된 자속이 강판(S)을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 하부 누설 자속 측정부(224)를 포함할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시 형태에 의하면, 제2 자화부(221, 223)는 강판(S)의 두께방향으로 강판(S)에 수직하게 자속을 발생시키며, 제2 누설 자속 측정부(222, 224)는 강판의 두께 방향으로 발생된 자속이 강판(S)을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하도록 한다. 그 이유는 강판(S)의 두께방향으로 강판(S)에 수직하게 자속을 발생시킬 경우에, 강판(S)의 표면에 존재하는 결함에 의한 누설 자속의 세기가 강판(S)의 내부에 존재하는 결함에 의한 누설 자속의 세기보다 상대적으로 매우 커서 측정된 누설 자속의 세기만으로 표면 결함을 쉽게 판단할 수 있기 때문이다.
이하 자속을 강판(S)의 두께 방향으로 수직하게 발생시킬 경우 결함의 위치에 따른 누설 자속의 세기에 대해 도 4 내지 도 5를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 4는 도 2의 표면 결함 검출부에서의 강판의 두께 방향에 존재하는 결함의 위치를 도시한 도면이며, 도 5는 도 4에 도시된 결함의 위치에 따른 누설 자속의 크기를 도시한 도면이다. 가로축은 누설자속 측정 영역, 세로축은 측정된 누설 자속의 세기이다.
도 4에는, 강판(S)의 두께 방향(T)의 위치에 따른 결함을 도시하고 있으며, 강판(S)의 상부 표면에 존재하는 결함(DF1)(311), 강판(S)의 중간에 존재하는 결함(DF3)(322), 강판(S)의 하부 표면에 존재하는 결함(DF5)(312), 결함(DF1)과 결함(DF3) 사이에 존재하는 결함(DF2)(321), 결함(DF3)과 결함(DF5) 사이에 존재하는 결함(DF4)(323)을 도시하고 있다. 이때, 본 발명의 실시 형태에 의하면, 제2 자화부(221, 223)에 의해 자속(B)은 강판(S)의 두께 방향(T)으로 강판(S)의 표면에 수직하게 발생될 수 있다.
이 경우, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 상부 누설 자속 측정부(222)에 의한 누설 자속의 세기 측정 결과에 의하면, 강판(S)의 상부 표면에 존재하는 결함(DF1)(311)에 의한 누설 자속의 세기(310)는 다른 결함들(DF2 내지 DF5)에 의한 누설 자속의 세기(321, 322, 323, 312)에 비해 상대적으로 매우 큼을 알 수 있다.
마찬가지로, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 하부 누설 자속 측정부(224)에 의한 누설 자속의 세기 측정 결과에 의하면, 강판(S)의 하부 표면에 존재하는 결함(DF5)(312)에 의한 누설 자속의 세기(312)는 다른 결함들(DF1 내지 DF4)에 의한 누설 자속의 세기(311, 321, 322, 323)에 비해 상대적으로 매우 크게 큼을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 의하면, 강판(S)의 두께방향(T)으로 강판(S)에 수직하게 자속을 발생시킴으로써, 측정된 누설 자속의 세기만으로 표면 결함의 존재 여부를 쉽게 판단할 수 있다.
한편, 표면결함 검출부(220) 중 제2 결함 검출부(225)는, 측정된 누설 자속의 세기에 기초하여 강판(S)의 표면 결함을 검출할 수 있다.
즉, 누설 자속의 세기가 일정 값 이상인 경우에 제2 결함 검출부(225)는 강판(S)에 표면 결함이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 제2 결함 검출부(225)는 검출 영역 중 검출된 표면 결함이 위치한 지점에 대한 제2 결함 데이터를 더 제공할 수 있다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 결함 검출부(225)는 검출 영역(520)에 대하여 표면 결함(SDF)이 위치한 지점에 대한 제2 결함 데이터를 데이터 처리부(230)에 제공할 수 있다. 여기서, 제2 결함 데이터는, 검출 영역(520) 중 표면 결함(SDF)이 존재하는 지점을 이진수 “1”로, 표면 결함(SDF)이 존재하지 않는 영역을 이진수 “0”으로 표현한 데이터일 수 있다.
마지막으로, 데이터 처리부(230)는, 검출 영역에 대하여, 전결함 검출부(210)에 의해 검출된 전결함 중 표면 결함 검출부(220)에 의해 검출된 표면 결함을 제외함으로써, 검출 영역에 존재하는 내부 결함만을 검출할 수 있다.
구체적으로, 데이터 처리부는, 도 6에 도시된 바와 같이, 감산기(530)를 이용하여 제1 결함 검출부(213)로부터 전달받은 검출 영역(510)의 제1 결함 데이터로부터 제2 결함 검출부(225)로부터 전달된 검출 영역(520)의 제2 결함 데이터를 감산함으로써, 검출 영역(540)에 존재하는 내부 결함만을 검출할 수 있다.
상술한 도 5에서, 도면부호 510, 520, 540은, 비록 부호는 다르나, 강판(S) 표면의 동일한 검출 영역을 의미함에 유의하여야 한다.
한편, 제1 누설 자속 측정부(212) 및 제2 누설 자속 측정부(222, 224) 각각은, 차동 자기 센서 어레이로, 예를 들면, 강판(S)의 폭방향으로 배치되어 누설 자속의 세기를 측정하는 복수개의 자기 센서들을 포함한 제1 자기 센서 어레이와, 제1 자기 센서 어레이와 강판(S)의 주행 방향으로 일정 간격 이격되어 누설 자속의 세기를 측정하는 복수개의 자기 센서들을 포함한 제2 자기 센서 어레이와, 제1 자기 센서 어레이에서 측정된 누설 자속의 세기와 제2 자기 센서 어레이에서 측정된 누설 자속의 세기를 차동 증폭하는 차동 증폭부를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 제1 누설 자속 측정부(212) 및 제2 누설 자속 측정부(222, 224) 각각에 대해 차동 자기 센서 어레이를 사용함으로써, 강판(S)이 주행 방향으로 이송됨에 따라 강판(S)에 발생되는 와전류를 상쇄시켜 측정되는 누설 자속의 세기의 왜곡을 방지할 수 있다.
한편, 상술한 제1 누설 자속 측정부(212) 및 제2 누설 자속 측정부(222, 224)는, 홀 센서(hall sensor), 자기 저항 센서(Magneto Resistive sensor, MR 센서), 거대 자기 저항 센서(Giant Magneto Resistive sensor, GMR 센서) 및 자기 임피던스 센서(Giant Magneto Impedance Sensor, GMI 센서) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 의하면, 우선 소정의 검출 영역에 대하여 강판의 표면 결함 및 내부 결함을 모두 포함한 전결함을 검출하고, 이와 별도로 강판의 표면 결함을 검출한 후 검출된 전결함 중 표면 결함을 제외함으로써, 검출 영역에 존재하는 내부 결함만을 검출할 수 있다.
한편, 도 7은 본 발명의 실시 형태에 따른 강판의 내부 결함 검출 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 의한 강판의 내부 결함 검출 방법을 설명한다. 다만, 발명의 간명화를 위해 도 1 내지 도 6과 관련하여 이미 설명된 사항과 중복된 부분에 대한 설명은 생략한다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 우선 전결함 검출부(210)에서, 강판(S)의 주향 방향으로 자속을 발생시켜 측정한 누설 자속의 세기에 기초하여 강판(S)의 표면에 존재하는 표면 결함 및 강판(S)의 내부에 존재하는 내부 결함을 포함한 전결함을 검출할 수 있다(S601).
구체적으로, 전결함 검출부(210) 중 제1 자화부(211)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 강판(S)의 주행 방향으로 자속(B)을 발생시킬 수 있다.
그리고, 전결함 검출부(210) 중 제1 누설 자속 측정부(212)는, 강판(S)의 주행 방향으로 발생된 자속(B)이 강판(S)을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정할 수 있다.
또한, 전결함 검출부(210) 중 제1 결함 검출부(213)는, 측정된 누설 자속(330)의 세기에 기초하여 표면 결함(310)과 내부 결함(320)을 포함하는 전결함을 검출할 수 있다.
이후, 표면결함 검출부(220)에서, 전결함 검출부(210)에 의해 검출된 전결함을 포함하는 소정의 검출 영역에 대하여, 강판(S)의 두께 방향으로 자속을 발생시켜 측정한 누설 자속의 세기에 기초하여 표면 결함을 검출할 수 있다(S602).
구체적으로, 표면결함 검출부(220) 중 제2 자화부(221, 223)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 강판(S)의 두께 방향으로 자속(B)을 발생시킬 수 있다. 상술한 제2 자화부(221, 223)는 강판(S)의 상부에 배치되어 강판(S)의 두께방향으로 자속을 발생시키는 상부 자화부(221)와, 강판(S)의 하부에 배치되어 강판(S)의 두께 방향으로 자속을 발생시키는 하부 자화부(223)를 포함할 수 있다.
그리고, 표면결함 검출부(220) 중 제2 누설 자속 측정부(222, 224)는, 강판(S)의 두께 방향으로 발생된 자속(B)이 강판(S)을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정할 수 있다. 상술한 제2 누설 자속 측정부(222, 224)는 상부 자화부(221)에 의해 발생된 자속이 강판(S)을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 상부 누설 자속 측정부(222)와, 하부 자화부(223)에 의해 발생된 자속이 강판(S)을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 하부 누설 자속 측정부(224)를 포함할 수 있다.
또한, 표면결함 검출부(220) 중 제2 결함 검출부(225)는, 측정된 누설 자속의 세기에 기초하여 강판(S)의 표면 결함을 검출할 수 있다.
마지막으로, 데이터 처리부(230)에서, 검출 영역에 대하여, 전결함 검출부(210)에 의해 검출된 전결함 중 표면 결함 검출부(220)에 의해 검출된 표면 결함을 제외함으로써, 검출 영역에 존재하는 내부 결함만을 검출할 수 있다(S603).
구체적으로, 데이터 처리부는, 도 6에 도시된 바와 같이, 감산기(530)를 이용하여 제1 결함 검출부(213)로부터 전달받은 검출 영역(510)의 제1 결함 데이터로부터 제2 결함 검출부(225)로부터 전달된 검출 영역(520)의 제2 결함 데이터를 감산함으로써, 검출 영역(540)에 존재하는 내부 결함만을 검출할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 의하면, 우선 소정의 검출 영역에 대하여 강판의 표면 결함 및 내부 결함을 모두 포함한 전결함을 검출하고, 이와 별도로 강판의 표면 결함을 검출한 후 검출된 전결함 중 표면 결함을 제외함으로써, 검출 영역에 존재하는 내부 결함만을 검출할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

Claims (14)

  1. 강판의 주향 방향으로 자속을 발생시켜 측정한 누설 자속의 세기에 기초하여 상기 강판의 표면에 존재하는 표면 결함 및 상기 강판의 내부에 존재하는 내부 결함을 포함한 전결함을 검출하는 전결함 검출부;
    상기 전결함 검출부에 의해 검출된 전결함을 포함하는 소정의 검출 영역에 대하여, 상기 강판의 두께 방향으로 자속을 발생시켜 측정한 누설 자속의 세기에 기초하여 상기 표면 결함을 검출하는 표면결함 검출부; 및
    상기 검출 영역에 대하여, 상기 전결함 검출부에 의해 검출된 전결함 중 상기 표면 결함 검출부에 의해 검출된 표면 결함을 제외함으로써, 상기 검출 영역에 존재하는 내부 결함만을 검출하는 데이터 처리부를 포함하는 강판의 내부 결함 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전결함 검출부는,
    상기 강판의 주행 방향으로 자속을 발생시키는 제1 자화부;
    상기 주행 방향으로 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 제1 누설 자속 측정부; 및
    상기 측정된 누설 자속의 세기에 기초하여 상기 전결함을 검출하는 제1 결함 검출부를 포함하는 강판의 내부 결함 검출 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 표면결함 검출부는,
    상기 강판의 두께 방향으로 자속을 발생시키는 제2 자화부;
    상기 두께 방향으로 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 제2 누설 자속 측정부; 및
    상기 측정된 누설 자속의 세기에 기초하여 상기 강판의 표면 결함을 검출하는 제2 결함 검출부를 포함하는 강판의 내부 결함 검출 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 자화부는,
    상기 강판의 상부에 배치되어 상기 강판의 두께방향으로 자속을 발생시키는 상부 자화부와, 상기 강판의 하부에 배치되어 상기 강판의 두께 방향으로 자속을 발생시키는 하부 자화부를 포함하며,
    상기 제2 누설 자속 측정부는,
    상기 상부 자화부에 의해 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 상부 누설 자속 측정부와, 상기 하부 자화부에 의해 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 하부 누설 자속 측정부를 포함하는 강판의 내부 결함 검출 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 결함 검출부는 상기 검출 영역 중 상기 검출된 전결함이 위치한 지점에 대한 제1 결함 데이터를 더 제공하고,
    상기 제2 결함 검출부는, 상기 검출 영역 중 상기 검출된 표면 결함이 위치하는 지점에 대한 제2 결함 데이터를 더 제공하며,
    상기 데이터 처리부는, 상기 제공된 제1 결함 데이터로부터 상기 제공된 제2 결함 데이터를 감산함으로써, 상기 검출 영역에 존재하는 내부 결함만을 검출하는 강판의 내부 결함 검출 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 결함 데이터는,
    상기 검출 영역 중 상기 전결함이 존재하는 지점을 이진수 “1”로, 상기 전결함이 존재하지 않는 영역을 이진수 “0”으로 나타낸 데이터이며,
    상기 제2 결함 데이터는,
    상기 검출 영역 중 상기 표면 결함이 존재하는 지점을 이진수 “1”로, 상기 표면 결함이 존재하지 않는 지점을 이진수 “0”으로 나타낸 데이터인 강판의 내부 결함 검출 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제1 누설 자속 측정부 및 상기 제2 누설 자속 측정부 각각은,
    상기 강판의 폭방향으로 배치되어 누설 자속의 세기를 측정하는 복수개의 자기 센서들을 포함한 제1 자기 센서 어레이;
    상기 제1 자기 센서 어레이와 상기 강판의 주행 방향으로 일정 간격 이격되어 누설 자속의 세기를 측정하는 복수개의 자기 센서들을 포함한 제2 자기 센서 어레이; 및
    상기 제1 자기 센서 어레이에서 측정된 누설 자속의 세기와 상기 제2 자기 센서 어레이에서 측정된 누설 자속의 세기를 차동 증폭하는 차동 증폭부를 포함하는 강판의 내부 결함 검출 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제1 누설 자속 측정부 및 상기 제2 누설 자속 측정부는,
    홀 센서(hall sensor), 자기 저항 센서(Magneto Resistive sensor, MR 센서), 거대 자기 저항 센서(Giant Magneto Resistive sensor, GMR 센서) 및 자기 임피던스 센서(Giant Magneto Impedance Sensor, GMI 센서) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 강판의 내부 결함 검출 장치.
  9. 전결함 검출부에서, 강판의 주향 방향으로 자속을 발생시켜 측정한 누설 자속의 세기에 기초하여 상기 강판의 표면에 존재하는 표면 결함 및 상기 강판의 내부에 존재하는 내부 결함을 포함한 전결함을 검출하는 제1 단계;
    표면결함 검출부에서, 상기 전결함 검출부에 의해 검출된 전결함을 포함하는 소정의 검출 영역에 대하여, 상기 강판의 두께 방향으로 자속을 발생시켜 측정한 누설 자속의 세기에 기초하여 상기 표면 결함을 검출하는 제2 단계; 및
    데이터 처리부에서, 상기 검출 영역에 대하여, 상기 전결함 검출부에 의해 검출된 전결함 중 상기 표면 결함 검출부에 의해 검출된 표면 결함을 제외함으로써, 상기 검출 영역에 존재하는 내부 결함만을 검출하는 제3 단계를 포함하는 강판의 내부 결함 검출 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 단계는,
    제1 자화부에서, 상기 강판의 주행 방향으로 자속을 발생시키는 단계;
    제1 누설 자속 측정부에서, 상기 주행 방향으로 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 단계; 및
    제1 결함 검출부에서, 상기 측정된 누설 자속의 세기에 기초하여 상기 전결함을 검출하는 단계를 포함하는 강판의 내부 결함 검출 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 단계는,
    제2 자화부에서, 상기 강판의 두께 방향으로 자속을 발생시키는 단계;
    제2 누설 자속 측정부에서, 상기 두께 방향으로 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 단계; 및
    제2 결함 검출부에서, 상기 측정된 누설 자속의 세기에 기초하여 상기 강판의 표면 결함을 검출하는 단계를 포함하는 강판의 내부 결함 검출 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 강판의 두께 방향으로 자속을 발생시키는 단계는,
    상기 제2 자화부 중 상기 강판의 상부에 배치된 상부 자화부에서, 상기 강판의 두께방향으로 자속을 발생시키며, 상기 제2 자화부 중 상기 강판의 하부에 배치된 하부 자화부에서, 상기 강판의 두께 방향으로 자속을 발생시키는 단계를 포함하며,
    상기 제2 단계에서의 누설 자속의 세기를 측정하는 단계는,
    상기 제2 누설 자속 측정부 중 상부 누설 자속 측정부에서, 상기 상부 자화부에 의해 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하며, 상기 제2 누설 자속 측정부 중 하부 누설 자속 측정부에서, 상기 하부 자화부에 의해 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 단계를 포함하는 강판의 내부 결함 검출 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 강판의 내부 결함 검출 방법은,
    상기 제1 결함 검출부에서, 상기 검출 영역 중 상기 검출된 전결함이 위치한 지점에 대한 제1 결함 데이터를 제공하는 단계; 및
    상기 제2 결함 검출부에서, 상기 검출 영역 중 상기 검출된 표면 결함이 위치하는 지점에 대한 제2 결함 데이터를 제공하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제3 단계는, 상기 데이터 처리부에서, 상기 제공된 제1 결함 데이터로부터 상기 제공된 제2 결함 데이터를 감산함으로써, 상기 검출 영역에 존재하는 내부 결함만을 검출하는 강판의 내부 결함 검출 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 결함 데이터는,
    상기 검출 영역 중 상기 전결함이 존재하는 지점을 이진수 “1”로, 상기 전결함이 존재하지 않는 영역을 이진수 “0”으로 나타낸 데이터이며,
    상기 제2 결함 데이터는,
    상기 검출 영역 중 상기 표면 결함이 존재하는 지점을 이진수 “1”로, 상기 표면 결함이 존재하지 않는 지점을 이진수 “0”으로 나타낸 데이터인 강판의 내부 결함 검출 방법.
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