JP3266899B2 - 磁性金属体の探傷方法および装置 - Google Patents
磁性金属体の探傷方法および装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁性金属体の内部
又は表面に存在する介在物等の微小な欠陥を、漏洩磁束
探傷法により検出する方法および装置に関するものであ
る。
又は表面に存在する介在物等の微小な欠陥を、漏洩磁束
探傷法により検出する方法および装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】金属材料などでは、内部、表面に欠陥が
あると強度等その品質に問題が生じる可能性があるた
め、品質管理上あるいは品質保証上、Ｘ線透過法、超音
波探傷法など様々な非破壊的な検査が行われている。た
とえば、鋼管溶接部の割れなどの検出には、Ｘ線透過
法、超音波探傷法が用いられている。一方、表面近傍の
欠陥や薄い帯状材料に関しては、特にオンラインでは、
電磁気的な方法、すなわち漏洩磁束法や渦流探傷法がよ
く用いられる。
あると強度等その品質に問題が生じる可能性があるた
め、品質管理上あるいは品質保証上、Ｘ線透過法、超音
波探傷法など様々な非破壊的な検査が行われている。た
とえば、鋼管溶接部の割れなどの検出には、Ｘ線透過
法、超音波探傷法が用いられている。一方、表面近傍の
欠陥や薄い帯状材料に関しては、特にオンラインでは、
電磁気的な方法、すなわち漏洩磁束法や渦流探傷法がよ
く用いられる。
【０００３】製缶材料向けの極薄鋼板では、介在物など
の欠陥があると製缶時にフランジクラックが発生するな
どの問題が生じる可能性があるため、漏洩磁束法などを
用いたオンライン高速欠陥検出器が開発されてきた。た
とえば、特開平３ー１７５３５２号公報には、図５に示
すように、鋼板２１を挟んで、一方の側に鋼板を磁化す
るための磁化器２２を、そしてもう一方の側に欠陥によ
り生じる漏洩磁束を検出する磁気センサアレイ２３を幅
方向に配し、それぞれを非磁性ロール２４，２５の中に
入れて探傷する方法が提案されている。このような方法
によれば、センサ２３と被検査体２１の距離を小さく安
定に保つことができ、鋼板中の微小な欠陥が、非接触で
高速に検出できる。
の欠陥があると製缶時にフランジクラックが発生するな
どの問題が生じる可能性があるため、漏洩磁束法などを
用いたオンライン高速欠陥検出器が開発されてきた。た
とえば、特開平３ー１７５３５２号公報には、図５に示
すように、鋼板２１を挟んで、一方の側に鋼板を磁化す
るための磁化器２２を、そしてもう一方の側に欠陥によ
り生じる漏洩磁束を検出する磁気センサアレイ２３を幅
方向に配し、それぞれを非磁性ロール２４，２５の中に
入れて探傷する方法が提案されている。このような方法
によれば、センサ２３と被検査体２１の距離を小さく安
定に保つことができ、鋼板中の微小な欠陥が、非接触で
高速に検出できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
３ー１７５３５２号公報に記載される方法を含め従来の
技術においては、検出すべき内部や表面の欠陥が小さい
場合や、厚い金属帯の内部欠陥を検出する場合には、欠
陥信号が弱くなり、相対的にＳ／Ｎ比が劣化して欠陥が
検出しにくくなる。ノイズとしては特に、被検査体に起
因する地合ノイズが問題になることが多い。地合ノイズ
は、測定条件を最適化することで小さくすることはでき
るが、欠陥信号が小さくなってくるに連れて地合ノイズ
と欠陥信号は区別しにくくなり、欠陥検出が困難になっ
てくる。たとえば、製缶用極薄鋼板などで問題となる介
在物などの異物の検出の場合には、従来技術では充分な
検出能が得られないという問題点がある。
３ー１７５３５２号公報に記載される方法を含め従来の
技術においては、検出すべき内部や表面の欠陥が小さい
場合や、厚い金属帯の内部欠陥を検出する場合には、欠
陥信号が弱くなり、相対的にＳ／Ｎ比が劣化して欠陥が
検出しにくくなる。ノイズとしては特に、被検査体に起
因する地合ノイズが問題になることが多い。地合ノイズ
は、測定条件を最適化することで小さくすることはでき
るが、欠陥信号が小さくなってくるに連れて地合ノイズ
と欠陥信号は区別しにくくなり、欠陥検出が困難になっ
てくる。たとえば、製缶用極薄鋼板などで問題となる介
在物などの異物の検出の場合には、従来技術では充分な
検出能が得られないという問題点がある。
【０００５】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、従来の漏洩磁束探傷法では十分に検
出できなかった微小な欠陥の検出ができるようにするこ
とを目的とする。
になされたもので、従来の漏洩磁束探傷法では十分に検
出できなかった微小な欠陥の検出ができるようにするこ
とを目的とする。
【０００６】前記課題は、被検査磁性金属体に磁場を印
加して検査部を磁化し、磁性金属体の欠陥から発生する
漏洩磁束を、少なくとも測定条件の１項目を相互に異な
らせて、地合ノイズが異なった出方をするような複数の
条件で、複数の磁気センサにより検出して複数の漏洩磁
束探傷信号を得、これらの複数の漏洩磁束探傷信号の実
質的に同一の検査部位から得られた信号同士に対し、当
該複数の信号の内少なくとも二つの信号中に共通して存
在する欠陥信号をノイズ信号に対して相対的に強調する
ような演算を含む信号処理を行って得られる複合探傷信
号を用いて、磁性金属体の欠陥を検出することを特徴と
する磁性金属体の探傷方法により解決される。
加して検査部を磁化し、磁性金属体の欠陥から発生する
漏洩磁束を、少なくとも測定条件の１項目を相互に異な
らせて、地合ノイズが異なった出方をするような複数の
条件で、複数の磁気センサにより検出して複数の漏洩磁
束探傷信号を得、これらの複数の漏洩磁束探傷信号の実
質的に同一の検査部位から得られた信号同士に対し、当
該複数の信号の内少なくとも二つの信号中に共通して存
在する欠陥信号をノイズ信号に対して相対的に強調する
ような演算を含む信号処理を行って得られる複合探傷信
号を用いて、磁性金属体の欠陥を検出することを特徴と
する磁性金属体の探傷方法により解決される。
【０００７】この方法は、(1) 被検査磁性金属体に磁場
を印加して検査部を磁化する磁化器と、(2) 磁性金属体
の欠陥から発生する漏洩磁束を、少なくとも測定条件の
１項目が相互に異なることにより、地合ノイズが異なっ
た出方をするような複数の条件で検出して漏洩磁束探傷
信号を得る複数の磁気センサと、(3) これらの複数の漏
洩磁束探傷信号の実質的に同一の検査部位から得られた
信号同士に対し、当該複数の信号の内少なくとも二つの
信号中に共通して存在する欠陥信号をノイズ信号に対し
て相対的に強調するような演算を含む信号処理を行う信
号処理装置とを有してなる磁性金属体探傷装置により実
施することができる。また、この方法は、(1) 磁性金属
体を磁化するための磁化器と、(2) Ｅ型形状の強磁性体
で作られ３個の磁極の列が磁性金属体の走行方向に沿う
ように配置したＥ型コアおよびＥ型コアの中央磁極に巻
いたコイルとからなり、被検査磁性金属体の同一個所を
挟むように両側に対となって配置されたＥ型磁気センサ
と、(3) これらの対となっているＥ型磁気センサにより
検出された２つの漏洩磁束探傷信号中に共通して存在す
る欠陥信号をノイズ信号に対して相対的に強調するよう
な演算を含む信号処理を行って得られる複合探傷信号を
得る演算器と、(4) その複合探傷信号から磁性金属体の
欠陥の有無または欠陥の等級を判断するための判定回路
とを有してなる磁性金属体探傷装置により実施すること
ができる。
を印加して検査部を磁化する磁化器と、(2) 磁性金属体
の欠陥から発生する漏洩磁束を、少なくとも測定条件の
１項目が相互に異なることにより、地合ノイズが異なっ
た出方をするような複数の条件で検出して漏洩磁束探傷
信号を得る複数の磁気センサと、(3) これらの複数の漏
洩磁束探傷信号の実質的に同一の検査部位から得られた
信号同士に対し、当該複数の信号の内少なくとも二つの
信号中に共通して存在する欠陥信号をノイズ信号に対し
て相対的に強調するような演算を含む信号処理を行う信
号処理装置とを有してなる磁性金属体探傷装置により実
施することができる。また、この方法は、(1) 磁性金属
体を磁化するための磁化器と、(2) Ｅ型形状の強磁性体
で作られ３個の磁極の列が磁性金属体の走行方向に沿う
ように配置したＥ型コアおよびＥ型コアの中央磁極に巻
いたコイルとからなり、被検査磁性金属体の同一個所を
挟むように両側に対となって配置されたＥ型磁気センサ
と、(3) これらの対となっているＥ型磁気センサにより
検出された２つの漏洩磁束探傷信号中に共通して存在す
る欠陥信号をノイズ信号に対して相対的に強調するよう
な演算を含む信号処理を行って得られる複合探傷信号を
得る演算器と、(4) その複合探傷信号から磁性金属体の
欠陥の有無または欠陥の等級を判断するための判定回路
とを有してなる磁性金属体探傷装置により実施すること
ができる。
【０００８】複数の信号の内少なくとも二つの信号中に
共通して存在する欠陥信号をノイズ信号に対して相対的
に強調するような演算を含む信号処理を行っているの
で、Ｓ／Ｎ比が向上し、微小欠陥を精度良く検出するこ
とができる。
共通して存在する欠陥信号をノイズ信号に対して相対的
に強調するような演算を含む信号処理を行っているの
で、Ｓ／Ｎ比が向上し、微小欠陥を精度良く検出するこ
とができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】測定条件とは、漏洩磁束検出にお
いて一般的に考えられる条件を指しており、項目として
は、たとえば、フィルター、金属帯の測定面、センサと
検査対象との距離、磁化力、磁化方向、センサの種類な
どが考えられる。本発明においては、これらのうち少な
くともが相互に異なる複数の磁気センサにより複数の漏
洩磁束探傷信号を得ている。
いて一般的に考えられる条件を指しており、項目として
は、たとえば、フィルター、金属帯の測定面、センサと
検査対象との距離、磁化力、磁化方向、センサの種類な
どが考えられる。本発明においては、これらのうち少な
くともが相互に異なる複数の磁気センサにより複数の漏
洩磁束探傷信号を得ている。
【００１０】演算の対象となる信号として、非検査磁性
金属体の実質的に同一場所の表裏面から得られた信号の
対を用いることができる。欠陥信号は被検査磁性金属体
の表裏面で同じように得られるのに対し、ノイズ成分は
被検査磁性金属体の表面性状等の影響を受けるので表裏
面で異なった信号となる。よって、表裏面の信号同士を
演算することにより、欠陥信号成分をノイズ成分に対し
て相対的に高めることができる。
金属体の実質的に同一場所の表裏面から得られた信号の
対を用いることができる。欠陥信号は被検査磁性金属体
の表裏面で同じように得られるのに対し、ノイズ成分は
被検査磁性金属体の表面性状等の影響を受けるので表裏
面で異なった信号となる。よって、表裏面の信号同士を
演算することにより、欠陥信号成分をノイズ成分に対し
て相対的に高めることができる。
【００１１】演算の対象となる信号として、フィルタ定
数が相互に異なる複数のフィルタによりそれぞれ信号処
理された信号を用いることができる。即ち、例えば図３
に示すように、第１のバンドパスフィルターを欠陥周波
数を含む低めの周波数帯域とし、第２のバンドパスフィ
ルターを欠陥周波数を含む高めの周波数帯域とすると、
欠陥信号は両者で共通であるが、ノイズ成分は、両者の
周波数帯域が異なることから、必ずしも同じ位置に現れ
るとは限らない。よって、これらのバンドパスフィルタ
をそれぞれ通過した信号同士を演算することにより、欠
陥信号成分をノイズ成分に対して相対的に高めることが
できる。
数が相互に異なる複数のフィルタによりそれぞれ信号処
理された信号を用いることができる。即ち、例えば図３
に示すように、第１のバンドパスフィルターを欠陥周波
数を含む低めの周波数帯域とし、第２のバンドパスフィ
ルターを欠陥周波数を含む高めの周波数帯域とすると、
欠陥信号は両者で共通であるが、ノイズ成分は、両者の
周波数帯域が異なることから、必ずしも同じ位置に現れ
るとは限らない。よって、これらのバンドパスフィルタ
をそれぞれ通過した信号同士を演算することにより、欠
陥信号成分をノイズ成分に対して相対的に高めることが
できる。
【００１２】なお、この場合は複数のセンサを用いて、
それぞれの出力を周波数帯域の異なるフィルタに通して
も良いし、一つのセンサのみを用い、センサからの出力
を分岐して、周波数帯域の異なるフィルタを通してもよ
い。
それぞれの出力を周波数帯域の異なるフィルタに通して
も良いし、一つのセンサのみを用い、センサからの出力
を分岐して、周波数帯域の異なるフィルタを通してもよ
い。
【００１３】演算の対象となる信号として、センサと金
属体探傷面との距離（リフトオフ）が相互に異なる複数
の磁気センサより得られた信号を用いることができる。
リフトオフが変わると、図４に示すように、センサが検
出する金属体上のカバー範囲が変化することから、検出
対象となるノイズ源が変化して、その結果センサが検出
するノイズが異なったものとなる。そのため、リフトオ
フが変わった場合、欠陥信号は同じように検出されるの
に対し、ノイズの方は異なったものとなる。よって、リ
フトオフの異なるセンサから得られた信号同士の演算に
より、欠陥信号成分をノイズ成分に対して相対的に高め
ることができる。
属体探傷面との距離（リフトオフ）が相互に異なる複数
の磁気センサより得られた信号を用いることができる。
リフトオフが変わると、図４に示すように、センサが検
出する金属体上のカバー範囲が変化することから、検出
対象となるノイズ源が変化して、その結果センサが検出
するノイズが異なったものとなる。そのため、リフトオ
フが変わった場合、欠陥信号は同じように検出されるの
に対し、ノイズの方は異なったものとなる。よって、リ
フトオフの異なるセンサから得られた信号同士の演算に
より、欠陥信号成分をノイズ成分に対して相対的に高め
ることができる。
【００１４】演算の対象となる信号として、種類の異な
る複数の磁気センサから得られた信号を用いることがで
きる。センサの種類によって、カバー範囲が異なった
り、あるいは、Ｅ型コアを用いたセンサの様に差分機能
があるものと一般のセンサのように差分機能の無いもの
という点で異なったりする。いずれのセンサも欠陥信号
を検出するように設計されているが、ノイズ信号はこれ
らの種類の違いに起因して異なっている。よって、種類
が相互に異なる複数のセンサから得られた信号同士を演
算することにより、欠陥信号成分をノイズ成分に対して
相対的に高めることができる。
る複数の磁気センサから得られた信号を用いることがで
きる。センサの種類によって、カバー範囲が異なった
り、あるいは、Ｅ型コアを用いたセンサの様に差分機能
があるものと一般のセンサのように差分機能の無いもの
という点で異なったりする。いずれのセンサも欠陥信号
を検出するように設計されているが、ノイズ信号はこれ
らの種類の違いに起因して異なっている。よって、種類
が相互に異なる複数のセンサから得られた信号同士を演
算することにより、欠陥信号成分をノイズ成分に対して
相対的に高めることができる。
【００１５】また、ここで示した項目以外でも、欠陥か
らの信号が得られ、ノイズに関しては、それぞれの測定
条件で出方が相互に異なるものであれば、演算の対象と
なる信号として使用することができる。
らの信号が得られ、ノイズに関しては、それぞれの測定
条件で出方が相互に異なるものであれば、演算の対象と
なる信号として使用することができる。
【００１６】このように、複数のお互いに異なる測定条
件により得られた複数の漏洩磁束探傷信号の実質的に同
一の検査部位から得られた信号同士に対し、当該複数の
信号の内少なくとも二つの信号中に共通して存在する欠
陥信号をノイズ信号に対して相対的に強調するような演
算を含む信号処理を行って得られる複合探傷信号を用い
て、欠陥を検出する。
件により得られた複数の漏洩磁束探傷信号の実質的に同
一の検査部位から得られた信号同士に対し、当該複数の
信号の内少なくとも二つの信号中に共通して存在する欠
陥信号をノイズ信号に対して相対的に強調するような演
算を含む信号処理を行って得られる複合探傷信号を用い
て、欠陥を検出する。
【００１７】漏洩磁束探傷信号を２種類用いる場合の演
算を式で一般的に表すと（１）式のようになる。
算を式で一般的に表すと（１）式のようになる。
【００１８】 Ａ(x) ＝Ｍ１(x) ＊Ｍ２(x) …… （１） ここで、ｘは検査体上の位置、Ｍ１(x) は、ある測定条
件（測定条件１）で得られた位置ｘにおける漏洩磁束探
傷信号値、Ｍ２(x) は、別の測定条件（測定条件２）で
得られた位置ｘにおける漏洩磁束探傷信号値を示し、＊
は演算子（たとえば、乗算、自乗和、Ｍ１(x) 、Ｍ２
(x) 両者の絶対値をとった後の足し算、Ｍ１(x) 、Ｍ２
(x) 両者の絶対値をとった後の小さい方をとる演算子な
ど）を示す。Ａ(x)は位置ｘにおける演算の結果であ
る。
件（測定条件１）で得られた位置ｘにおける漏洩磁束探
傷信号値、Ｍ２(x) は、別の測定条件（測定条件２）で
得られた位置ｘにおける漏洩磁束探傷信号値を示し、＊
は演算子（たとえば、乗算、自乗和、Ｍ１(x) 、Ｍ２
(x) 両者の絶対値をとった後の足し算、Ｍ１(x) 、Ｍ２
(x) 両者の絶対値をとった後の小さい方をとる演算子な
ど）を示す。Ａ(x)は位置ｘにおける演算の結果であ
る。
【００１９】その際、欠陥による信号の変化は、たと
えその大きさが違ったとしても、複数の異なる測定条件
全てにおいて検出でき、同じ位置にその変化が現れるよ
うに、そしてノイズが位置的にそれぞれ異なった出方
をするように、測定条件を選択すれば、その欠陥信号と
ノイズの性質の差を利用したＳ／Ｎ比の向上が可能であ
る。一方の漏洩磁束探傷信号で地合ノイズが大きい位置
では、もう一方の漏洩磁束探傷信号では地合ノイズが小
さいため、たとえば両者の同一の検査部位からの信号値
同士の乗算によって、両信号で共通に現れる欠陥信号に
比べ、ノイズ部が相対的に弱められるのである。自乗
和、Ｍ１(x) 、Ｍ２(x) 両者の絶対値をとった後の足し
算に関しても、同様の効果が期待できる。両者の絶対値
のうち小さい方を取る演算では、欠陥部では両漏洩磁束
探傷信号とも大きな値をとるため、小さい方を取るとい
う演算の結果もさほど小さくならないのに対し、ノイズ
部はどちらか一方が小さくなること場合があり、小さい
方を取ることで、演算結果はかなり小さくなる可能性が
ある。そのため、相対的には欠陥部がノイズ部に比べ、
強調される。
えその大きさが違ったとしても、複数の異なる測定条件
全てにおいて検出でき、同じ位置にその変化が現れるよ
うに、そしてノイズが位置的にそれぞれ異なった出方
をするように、測定条件を選択すれば、その欠陥信号と
ノイズの性質の差を利用したＳ／Ｎ比の向上が可能であ
る。一方の漏洩磁束探傷信号で地合ノイズが大きい位置
では、もう一方の漏洩磁束探傷信号では地合ノイズが小
さいため、たとえば両者の同一の検査部位からの信号値
同士の乗算によって、両信号で共通に現れる欠陥信号に
比べ、ノイズ部が相対的に弱められるのである。自乗
和、Ｍ１(x) 、Ｍ２(x) 両者の絶対値をとった後の足し
算に関しても、同様の効果が期待できる。両者の絶対値
のうち小さい方を取る演算では、欠陥部では両漏洩磁束
探傷信号とも大きな値をとるため、小さい方を取るとい
う演算の結果もさほど小さくならないのに対し、ノイズ
部はどちらか一方が小さくなること場合があり、小さい
方を取ることで、演算結果はかなり小さくなる可能性が
ある。そのため、相対的には欠陥部がノイズ部に比べ、
強調される。
【００２０】演算の種類は、両漏洩磁束信号で似通った
欠陥信号が強められ、一方両者で必ずしも同じ位置に、
あるいは同じ波形として現れないノイズが相対的に弱め
られる演算であればよい。これはノイズや欠陥信号の性
質に応じて、また、装置化する上での制約などに応じ
て、選択することが可能である。
欠陥信号が強められ、一方両者で必ずしも同じ位置に、
あるいは同じ波形として現れないノイズが相対的に弱め
られる演算であればよい。これはノイズや欠陥信号の性
質に応じて、また、装置化する上での制約などに応じ
て、選択することが可能である。
【００２１】前記の例では、２種類の漏洩磁束探傷信号
間の演算を例に取り説明したが、２種類に限る必要はな
い。多くの測定条件の異なる信号を使用することで、欠
陥信号は強調され、ノイズは相対的に強調の程度が少な
くなるという効果が増すことが期待できる。たとえば、
Ｍ１(x) 、Ｍ２(x) 、Ｍ３(x) 、Ｍ４(x) を、それぞれ
異なる条件でとった漏洩磁束探傷信号データとすると、
以下の（２）式に示すＢ(x) を、欠陥の有無の判定に使
用できる。 Ｂ(x) ＝abs ［Ｍ１(x) ×Ｍ２(x) ×Ｍ３(x)]＋abs[Ｍ４(x)] …… （２） ここで、abs[Ｙ] はＹの絶対値をとる関数である。
間の演算を例に取り説明したが、２種類に限る必要はな
い。多くの測定条件の異なる信号を使用することで、欠
陥信号は強調され、ノイズは相対的に強調の程度が少な
くなるという効果が増すことが期待できる。たとえば、
Ｍ１(x) 、Ｍ２(x) 、Ｍ３(x) 、Ｍ４(x) を、それぞれ
異なる条件でとった漏洩磁束探傷信号データとすると、
以下の（２）式に示すＢ(x) を、欠陥の有無の判定に使
用できる。 Ｂ(x) ＝abs ［Ｍ１(x) ×Ｍ２(x) ×Ｍ３(x)]＋abs[Ｍ４(x)] …… （２） ここで、abs[Ｙ] はＹの絶対値をとる関数である。
【００２２】また、ここではある一種類の演算結果を欠
陥の有無の判定に使用する場合について述べているが、
これは一つに限らず、２つ以上を使うことも可能であ
る。たとえば、上記Ａ(x) とＢ(x) それぞれの判定結果
を組み合わせて最終的な判定をくだすことも可能であ
る。また、従来の漏洩磁束探傷信号単体での判定をも加
えることができる。このような場合、判定回路は、単に
ある一つの信号に対してだけではなく、複数の信号につ
いて、それぞれの閾値を越えているかどうかを調べ、さ
らに、その結果を組み合わせて、欠陥の有無、等級に関
する最終的な判定を行うことになる。
陥の有無の判定に使用する場合について述べているが、
これは一つに限らず、２つ以上を使うことも可能であ
る。たとえば、上記Ａ(x) とＢ(x) それぞれの判定結果
を組み合わせて最終的な判定をくだすことも可能であ
る。また、従来の漏洩磁束探傷信号単体での判定をも加
えることができる。このような場合、判定回路は、単に
ある一つの信号に対してだけではなく、複数の信号につ
いて、それぞれの閾値を越えているかどうかを調べ、さ
らに、その結果を組み合わせて、欠陥の有無、等級に関
する最終的な判定を行うことになる。
【００２３】これらにより、単純な従来の漏洩磁束法の
みでは、Ｓ／Ｎが悪く検出できないような微小な欠陥の
検出が可能になる。
みでは、Ｓ／Ｎが悪く検出できないような微小な欠陥の
検出が可能になる。
【００２４】
【実施例】以下、本発明の１実施例を図を用いて説明す
る。図１は、本発明にかかる装置の例を示す図である。
図１において、１１は鋼板、１２、１３はＥ型磁気セン
サ、１４はコイル、１５は直流磁化装置、１６、１７は
バンドパスフィルタ、１８は乗算器、１９は判定回路で
ある。
る。図１は、本発明にかかる装置の例を示す図である。
図１において、１１は鋼板、１２、１３はＥ型磁気セン
サ、１４はコイル、１５は直流磁化装置、１６、１７は
バンドパスフィルタ、１８は乗算器、１９は判定回路で
ある。
【００２５】鋼板１１を挟んで、一方の側にＥ型センサ
１２を、もう一方の側に直流磁化装置１５ともう一つの
Ｅ型センサ１３を配置する。この直流磁化装置１５によ
り、鋼板１１の被検査部位は飽和域まで磁化される。鋼
板１１は、Ｅ型センサ１２、磁化器１５とＥ型センサ１
３の間を移動するが、その移動方向に沿ってセンサコア
の３本の足（磁極）１２ａ，１２ｂ，１２ｃが並んでい
る。その３本のうち、Ｅ型センサの中心の足１２ｂに巻
いてあるコイル１４は、磁気検出部として使用されてお
り、そのコイルに鎖交する磁束の時間微分値が計測され
る。
１２を、もう一方の側に直流磁化装置１５ともう一つの
Ｅ型センサ１３を配置する。この直流磁化装置１５によ
り、鋼板１１の被検査部位は飽和域まで磁化される。鋼
板１１は、Ｅ型センサ１２、磁化器１５とＥ型センサ１
３の間を移動するが、その移動方向に沿ってセンサコア
の３本の足（磁極）１２ａ，１２ｂ，１２ｃが並んでい
る。その３本のうち、Ｅ型センサの中心の足１２ｂに巻
いてあるコイル１４は、磁気検出部として使用されてお
り、そのコイルに鎖交する磁束の時間微分値が計測され
る。
【００２６】コアがＥ型であるという構造上の特徴か
ら、そのコイルに鎖交する磁束は、一方の端部の足１２
ａと真中の足１２ｂを含む磁気的なループを通る磁束
と、もう一方の端部の足１２ｃと真中の足１２ｂを含む
磁気的なループを通る磁束との差分となる。そのため、
両ループに共通のノイズ成分などはキャンセルされ、両
ループで共通でない欠陥信号成分が選択的に検出される
ことになる。Ｅ型センサ１３の作用も上記Ｅ型センサ１
２の作用と同様である。
ら、そのコイルに鎖交する磁束は、一方の端部の足１２
ａと真中の足１２ｂを含む磁気的なループを通る磁束
と、もう一方の端部の足１２ｃと真中の足１２ｂを含む
磁気的なループを通る磁束との差分となる。そのため、
両ループに共通のノイズ成分などはキャンセルされ、両
ループで共通でない欠陥信号成分が選択的に検出される
ことになる。Ｅ型センサ１３の作用も上記Ｅ型センサ１
２の作用と同様である。
【００２７】センサ出力を、適当なバンドパスフィルタ
１６、１７に通すことで、漏洩磁束探傷信号（微分値）
を得ることができる。
１６、１７に通すことで、漏洩磁束探傷信号（微分値）
を得ることができる。
【００２８】ここでは演算として、鋼板の場所を挟むよ
うに両側に配置した２つのセンサにより得られた２つの
漏洩磁束探傷信号の同じ検査位置からの信号同士の乗算
を使用した例について述べる。鋼板中深さ方向の感度
は、センサのある表面側近くでは相対的に高く、センサ
のない裏面側近くでは相対的に低くなる。そのため、セ
ンサ１２とセンサ１３では、信号やノイズ源の深さ方向
の位置によって、信号の出方が異なることになる。
うに両側に配置した２つのセンサにより得られた２つの
漏洩磁束探傷信号の同じ検査位置からの信号同士の乗算
を使用した例について述べる。鋼板中深さ方向の感度
は、センサのある表面側近くでは相対的に高く、センサ
のない裏面側近くでは相対的に低くなる。そのため、セ
ンサ１２とセンサ１３では、信号やノイズ源の深さ方向
の位置によって、信号の出方が異なることになる。
【００２９】図２(a)は、検査体上の位置ｘを横軸と
し、縦軸にバンドパスフィルタ等の処理後のセンサ１２
ａよる漏洩磁束探傷信号Ｍａ(x) を示したものである。
欠陥部で信号が大きくなっているだけでなく、検査体に
起因する地合ノイズが大きく出ているため、Ｓ／Ｎ比で
は1.8 程度である。図２(b) は、同様にバンドパスフィ
ルタ等の処理後のセンサ１３による漏洩磁束探傷信号Ｍ
ｂ(x) である。この場合もＭａ(x) と同じ位置に欠陥信
号が出ているが、検査体に起因する地合ノイズがあるた
め、Ｓ／Ｎ比はやはり1.9 程度である。ここで同じ位置
からの信号値毎に、乗算を行う。演算結果Ａ(x) を式で
表すと、 Ａ(x) ＝Ｍａ(x) ×Ｍｂ(x) …… （３） という演算を行うことになる。
し、縦軸にバンドパスフィルタ等の処理後のセンサ１２
ａよる漏洩磁束探傷信号Ｍａ(x) を示したものである。
欠陥部で信号が大きくなっているだけでなく、検査体に
起因する地合ノイズが大きく出ているため、Ｓ／Ｎ比で
は1.8 程度である。図２(b) は、同様にバンドパスフィ
ルタ等の処理後のセンサ１３による漏洩磁束探傷信号Ｍ
ｂ(x) である。この場合もＭａ(x) と同じ位置に欠陥信
号が出ているが、検査体に起因する地合ノイズがあるた
め、Ｓ／Ｎ比はやはり1.9 程度である。ここで同じ位置
からの信号値毎に、乗算を行う。演算結果Ａ(x) を式で
表すと、 Ａ(x) ＝Ｍａ(x) ×Ｍｂ(x) …… （３） という演算を行うことになる。
【００３０】この場合欠陥の大きさがある程度あるた
め、欠陥信号は、両信号で現れ、その位置がほぼ同じで
あるため、乗算をすることで、演算後の信号Ａ(x) の欠
陥対応部は大きくなる。一方、地合ノイズの出方は、両
センサでの深さ方向の感度分布の違いに起因して、両者
の信号が、必ずしも同じ位置で大きくなるとは限らな
い。たとえば、表面近傍のノイズ源によるノイズは、一
方のセンサでは検出されるが、もう一方のセンサではあ
まり検出されないと言うことが起こる。その場合、両者
の乗算をすると、演算後の信号Ａ(x) のノイズ対応部
は、欠陥信号部同士の場合に比べると、一般に大きくな
らない。つまり、欠陥信号部は、地合ノイズ部に比べ強
調されるので、演算結果Ａ(x) を使うことで欠陥の有無
を判定することが容易になり、欠陥検出能が上がるので
ある。この例では、Ｓ／Ｎ比は5.2 に向上している。
め、欠陥信号は、両信号で現れ、その位置がほぼ同じで
あるため、乗算をすることで、演算後の信号Ａ(x) の欠
陥対応部は大きくなる。一方、地合ノイズの出方は、両
センサでの深さ方向の感度分布の違いに起因して、両者
の信号が、必ずしも同じ位置で大きくなるとは限らな
い。たとえば、表面近傍のノイズ源によるノイズは、一
方のセンサでは検出されるが、もう一方のセンサではあ
まり検出されないと言うことが起こる。その場合、両者
の乗算をすると、演算後の信号Ａ(x) のノイズ対応部
は、欠陥信号部同士の場合に比べると、一般に大きくな
らない。つまり、欠陥信号部は、地合ノイズ部に比べ強
調されるので、演算結果Ａ(x) を使うことで欠陥の有無
を判定することが容易になり、欠陥検出能が上がるので
ある。この例では、Ｓ／Ｎ比は5.2 に向上している。
【００３１】判定回路１９は、このようにして得られた
Ｓ／Ｎ比の良い信号を用いて、欠陥信号値とあらかじめ
決められた閾値を比べることで、欠陥の有無の判定、欠
陥等級の判定を行う。
Ｓ／Ｎ比の良い信号を用いて、欠陥信号値とあらかじめ
決められた閾値を比べることで、欠陥の有無の判定、欠
陥等級の判定を行う。
【００３２】
【発明の効果】本発明においては、測定条件の相互に異
なる複数の渦流探傷信号の実質的に同一の検査部位から
得られた信号波形同士を演算して得られる複合探傷信号
を用いて、欠陥の有無や有害度を判定することで、従来
の方法ではＳ／Ｎ比が十分取れず、検出しにくかった欠
陥を検出することができる。
なる複数の渦流探傷信号の実質的に同一の検査部位から
得られた信号波形同士を演算して得られる複合探傷信号
を用いて、欠陥の有無や有害度を判定することで、従来
の方法ではＳ／Ｎ比が十分取れず、検出しにくかった欠
陥を検出することができる。
【図１】 本発明にかかる装置の１実施例を示す図であ
る。
る。
【図２】 漏洩磁束探傷信号と、その演算結果の信号を
示す図である。
示す図である。
【図３】 欠陥とノイズの周波数と、バンドパスフィル
タの帯域の関係を示す図である。
タの帯域の関係を示す図である。
【図４】 センサのリフトオフと検出範囲、ノイズ源の
範囲を示す図である。
範囲を示す図である。
【図５】 従来技術の例を示す図である。
１１ 鋼板 １２、１３ Ｅ型センサ １２ａ、１２ｂ、１２ｃ Ｅ型センサの足 １４ コイル １５ 直流磁化装置 １６、１７ バンドパスフィルタ １８ 乗算器 １９ 判定回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−108656（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−133054（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−83253（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−119760（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/72 - 27/90
Claims (10)
- 【請求項１】 被検査磁性金属体に磁場を印加して検査
部を磁化し、磁性金属体の欠陥から発生する漏洩磁束
を、少なくとも測定条件の１項目を相互に異ならせて、
地合ノイズが異なった出方をするような複数の条件で、
複数の磁気センサにより検出して複数の漏洩磁束探傷信
号を得、これらの複数の漏洩磁束探傷信号の実質的に同
一の検査部位から得られた信号同士に対し、当該複数の
信号の内少なくとも二つの信号中に共通して存在する欠
陥信号をノイズ信号に対して相対的に強調するような演
算を含む信号処理を行って得られる複合探傷信号を用い
て、磁性金属体の欠陥を検出することを特徴とする磁性
金属体の探傷方法。 - 【請求項２】 前記少なくとも二つの信号が、非検査磁
性金属体の実質的に同一場所の表裏面から得られた信号
の対を含むことを特徴とする請求項１に記載の磁性金属
体の探傷方法。 - 【請求項３】 前記少なくとも二つの信号が、フィルタ
定数が相互に異なる複数のフィルタによりそれぞれ信号
処理された信号を含むことを特徴とする請求項１又は請
求項２に記載の磁性金属体の探傷方法。 - 【請求項４】 前記少なくとも二つの信号が、センサと
被検査金属体探傷面との距離が相互に異なる複数の磁気
センサより得られた信号を含むことを特徴とする請求項
１ないし請求項３のいずれか１項に記載の磁性金属体の
探傷方法。 - 【請求項５】 前記少なくとも二つの信号が、種類の異
なる複数の磁気センサから得られた信号を含むことを特
徴とする請求項１ないし請求項４の内いずれか１項に記
載の磁性金属体の探傷方法。 - 【請求項６】 信号中に共通して存在する欠陥信号をノ
イズ信号に対して相対的に強調するような演算が乗算、
自乗和、又は各信号の絶対値をとった後の小さい方をと
る演算のいずれかであることを特徴とする請求項１ない
し請求項５の内いずれか１項に記載の磁性金属体の探傷
方法。 - 【請求項７】 (1) 磁性金属体を磁化するための磁化器
と、 (2) Ｅ型形状の強磁性体で作られ３個の磁極の列が磁性
金属体の走行方向に沿うように配置したＥ型コアおよび
Ｅ型コアの中央磁極に巻いたコイルとからなり、被検査
磁性金属体の同一個所を挟むように両側に対となって配
置されたＥ型磁気センサと、 (3) これらの対となっているＥ型磁気センサにより検出
された２つの漏洩磁束探傷信号中に共通して存在する欠
陥信号をノイズ信号に対して相対的に強調するような演
算を含む信号処理を行って得られる複合探傷信号を得る
演算器と、 (4) その複合探傷信号から磁性金属体の欠陥の有無また
は欠陥の等級を判断するための判定回路とを有してなる
磁性金属体探傷装置。 - 【請求項８】 ２つの漏洩磁束探傷信号中に共通して存
在する欠陥信号をノイズ信号に対して相対的に強調する
ような演算を行って得られる複合探傷信号を得る演算器
が乗算器である請求項７に記載の磁性金属体探傷装置。 - 【請求項９】 (1) 被検査磁性金属体に磁場を印加して
検査部を磁化する磁化器と、 (2) 磁性金属体の欠陥から発生する漏洩磁束を、少なく
とも測定条件の１項目が相互に異なることにより、地合
ノイズが異なった出方をするような複数の条件で検出し
て漏洩磁束探傷信号を得る複数の磁気センサと、 (3) これらの複数の漏洩磁束探傷信号の実質的に同一の
検査部位から得られた信号同士に対し、当該複数の信号
の内少なくとも二つの信号中に共通して存在する欠陥信
号をノイズ信号に対して相対的に強調するような演算を
含む信号処理を行う信号処理装置とを有してなる磁性金
属体探傷装置。 - 【請求項１０】 信号中に共通して存在する欠陥信号を
ノイズ信号に対して相対的に強調するような演算が乗
算、自乗和、又は各信号の絶対値をとった後の小さい方
をとる演算のいずれかであることを特徴とする請求項９
に記載の磁性金属体探傷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08350796A JP3266899B2 (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | 磁性金属体の探傷方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08350796A JP3266899B2 (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | 磁性金属体の探傷方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09274016A JPH09274016A (ja) | 1997-10-21 |
| JP3266899B2 true JP3266899B2 (ja) | 2002-03-18 |
Family
ID=13804406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08350796A Expired - Fee Related JP3266899B2 (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | 磁性金属体の探傷方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3266899B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7660714B2 (en) | 2001-03-28 | 2010-02-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Noise suppression device |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6633159B1 (en) * | 1999-03-29 | 2003-10-14 | Otis Elevator Company | Method and apparatus for magnetic detection of degradation of jacketed elevator rope |
| JP3690580B2 (ja) * | 2000-04-13 | 2005-08-31 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 磁気探傷方法 |
| KR100487737B1 (ko) | 2000-07-12 | 2005-05-03 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 누설자속 탐상법 및 그 것을 이용한 열연강판의 제조방법 |
| KR101249168B1 (ko) | 2009-12-18 | 2013-03-29 | 주식회사 포스코 | 냉간압연에서의 품질이상 예지 시스템과 그 방법 |
| JP5614312B2 (ja) * | 2011-02-01 | 2014-10-29 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 周期性欠陥検出方法および周期性欠陥検出装置 |
| KR101309966B1 (ko) | 2011-12-15 | 2013-09-17 | 주식회사 포스코 | 강판의 결함 탐상 장치 |
| KR101482346B1 (ko) * | 2012-12-27 | 2015-01-13 | 주식회사 포스코 | 강판의 표면 결함 검출 장치 및 방법 |
| CN104316594B (zh) * | 2014-11-16 | 2017-03-29 | 吉林大学 | 一种钢件缺陷的电磁无损检测装置 |
-
1996
- 1996-04-05 JP JP08350796A patent/JP3266899B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7660714B2 (en) | 2001-03-28 | 2010-02-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Noise suppression device |
| US7788093B2 (en) | 2001-03-28 | 2010-08-31 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Noise suppression device |
| US8412520B2 (en) | 2001-03-28 | 2013-04-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Noise reduction device and noise reduction method |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09274016A (ja) | 1997-10-21 |
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