JP3492509B2 - 表面欠陥探傷装置及び蛍光磁粉探傷方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，表面欠陥探傷装置
及び蛍光磁粉探傷方法に係り，例えば，磁化された鋼材
に蛍光磁粉を付着させた状態で該鋼材表面を撮像した撮
像画像に基づいて該鋼材表面に形成された表面欠陥の有
無を検査する表面欠陥探傷装置及び蛍光磁粉探傷方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば鋼材の表面欠陥を探傷する代表的
な技術に蛍光磁粉探傷方法と呼ばれる技術がある。この
蛍光磁粉探傷方法は，磁化された鋼材に蛍光磁粉を付着
させ，欠陥の存在する部分に付着した蛍光磁粉の蛍光輝
度と存在しない部分に付着した蛍光磁粉の蛍光輝度との
差により探傷を行うものである。図８は蛍光磁粉探傷方
法を実施するための自動探傷装置の概略構成を示す図で
ある。図８（ａ）に示すように，上記自動探傷装置は鋼
材１００を撮像するための例えばＣＣＤカメラ等の撮像
部１０１，鋼材を磁化するための鋼材磁化部１０２，蛍
光磁粉を鋼材１００表面に散布するための蛍光磁粉散布
部１０３，蛍光磁粉を蛍光させるための紫外線照射部１
０４，撮像画像の画像処理を行い，表面欠陥の有無を判
定する欠陥判定部１０５等により構成されている。先
ず，鋼材１００は鋼材磁化部により所定の方向に磁化さ
れる。磁化された鋼材の表面に，水等を媒体にして蛍光
磁粉散布部１０３により蛍光磁粉が散布される。鋼材１
００表面で欠陥の存在する部分には，図８（ｂ）に示す
ような漏洩磁束が存在するために，欠陥の無い部分より
も強い磁界が生じており，散布された蛍光磁粉は表面欠
陥付近で高密度に付着する。次に鋼材表面に付着した蛍
光磁粉を紫外線照射部１０４により蛍光させ，撮像部１
０１により撮像する。撮像部１０１から出力された撮像
画像は欠陥判定部１０５に入力される。欠陥判定部１０
５では，例えば所定のしきい値と上記撮像画像の輝度値
とを比較し，所定のしきい値よりも輝度値の大きい領域
を表面欠陥であると判定する。図９に示すのは上記自動
探傷装置により鋼材１００の表面欠陥を探傷した結果で
ある。図９において，黒四角は表面欠陥を示し，白抜き
丸は磁粉溜まりを示す。ここで磁粉溜まりとは，例えば
鋼材１００に残った油滴等の周りに蛍光磁粉が固まって
付着したものを言い，表面欠陥と同じように撮像画像に
おいて高い輝度値を示すが，欠陥では無い部分である。
この磁粉溜まりは点状に形成されることが多いのに対
し，表面欠陥は線状に形成される傾向がある。図９の実
線で示すように，輝度しきい値が例えば８０に設定され
ている場合，表面欠陥であると判定手段により判定され
た８個の検出結果のうち４個は磁粉溜まりのものであ
り，誤検出（過検出）となる。また，しきい値以下にあ
る表面欠陥は当然ながら検出されず４個の未検出が生じ
る。このように，輝度値の大きさのみを基準として表面
欠陥の判定を行っても精度のよい判定は行えない。そこ
で，例えば特開昭５９−２２５３３８号公報（以下，文
献１と称す）に記載された技術では鋼材につく表面欠陥
が線状であり，上記磁粉溜まりは点状である場合が多い
ことを利用して，ある走査線上における最高輝度値付近
の輝度値の変化傾向が急峻であれば，線状に蛍光磁粉が
付着しているから表面欠陥であり，変化傾向が緩やかで
あれば，点状の蛍光磁粉の固まり，即ち磁粉溜まりであ
ると判定して判定精度の向上が図られた。また，特開昭
６２−５２４５４号公報（以下，文献２と称す）に記載
された技術では，撮像画像から求められた輝度値と予め
登録された表面欠陥及び磁粉溜まりの形状データに基づ
いて表面欠陥の有無の判定を行うことにより，判定精度
の向上が図られた。この他，特開平７−３３３１９７号
公報（以下，文献３と称す）に記載された技術では，表
面欠陥であることが輝度値に基づいて明瞭にわかるもの
については，輝度しきい値による判定を行い，不明瞭な
ものについては，予め教示された表面欠陥の統計的特徴
量に基づいてニューラルネットワークモデルにより表面
欠陥の有無を判定を行って，判定精度の向上が図られ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記文
献１に記載の技術では，輝度値の変化傾向が表面欠陥と
類似するような磁粉溜まり等の非欠陥部分が存在する場
合，表面欠陥との判別が困難となり，表面欠陥探傷の信
頼性が低下するという問題があった。また，上記文献２
又は文献３に記載の技術では，表面欠陥を探傷するため
に，予め表面欠陥の形状等の特徴量を装置に教示する必
要があり，作業者の負担を増大させるという問題があっ
た。本発明は，このような従来技術における課題を解決
するために，表面欠陥探傷装置を改良し，鋼材が搬送さ
れる所定方向と交差する方向に一列に複数配置されると
共に上記所定方向に長い矩形状の画素を単位として撮像
画像に処理を施すことにより，表面欠陥と磁粉溜まり等
の非表面欠陥部分とを判別し，簡単な構成で精度のよい
表面欠陥の探傷を迅速に行うことができる表面欠陥探傷
装置を提供することを第１の目的とする。さらに，第２
の目的は，鋼材が搬送される所定方向と交差する方向に
一列に複数配置されると共に上記所定方向に長い矩形状
の画素を単位として撮像画像に処理を施すことにより，
表面欠陥と磁粉溜まり等の非表面欠陥部分とを判別し，
簡単な構成で精度のよい磁粉探傷を迅速に行うことので
きる蛍光磁粉探傷方法を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために，請求項１に係る発明は，鋼材を所定方向に搬
送する搬送手段と，上記所定方向と交差する方向に複数
配列された画素を有し，上記搬送手段により搬送される
鋼材の表面を撮像する撮像手段と，上記撮像手段により
撮像された鋼材表面の画像を処理し，上記鋼材の表面の
上記所定方向に線状に形成された表面欠陥の有無を検査
する検査手段とを具備してなる表面欠陥探傷装置におい
て，上記検査手段が，上記所定方向に長い矩形状の画素
を単位として上記鋼材表面の画像を処理するものであ
り，上記矩形状の画素の短辺側の長さは，検査対象とな
る表面欠陥における上記所定方向と交差する方向の長さ
の内で最小の長さに基づいて設定されてなることを特徴
とする表面欠陥探傷装置として構成されている。また，
請求項２に係る発明は，上記請求項１に記載の表面欠陥
探傷装置において，上記矩形状の画素の短辺側の長さ
が，上記表面欠陥における上記所定方向と交差する方向
の長さの内で最小の長さの半分以下に設定されてなるこ
とをその要旨とする。また，請求項３に係る発明は，上
記請求項１又は２に記載の表面欠陥探傷装置において，
上記矩形状の画素の長辺側の長さが，上記鋼材の表面に
形成された点状の非表面欠陥部分及び上記表面欠陥部分
の上記所定方向の長さに基づいて設定されてなることを
その要旨とする。また，請求項４に係る発明は，上記請
求項３に記載の表面欠陥探傷装置において，上記矩形状
の画素の長辺側の長さが，上記非表面欠陥部分の上記所
定方向の長さの２倍以上であって上記表面欠陥部分の上
記所定方向の長さ以下に設定されてなることをその要旨
とする。

【０００５】また，請求項５に係る発明は，上記請求項
１〜４のいずれか１項に記載の表面欠陥探傷装置におい
て，上記撮像手段が全画素に対して所定時間の露光を定
期的に行うものであって，上記矩形状の画素の長辺側の
長さが，上記矩形状の画素の上記所定方向の長さと上記
所定時間内の鋼材の移動量とを加算したものに換算され
てなることをその要旨とする。また，請求項６に係る発
明は，上記請求項１〜５のいずれか１項に記載の表面欠
陥探傷装置において，上記矩形状の画素が，上記受光素
子から入力された信号列に対して空間フィルタリングを
行うことにより作成されてなることをその要旨とする。
また，請求項７に係る発明は，上記請求項１〜６のいず
れか１項に記載の表面欠陥探傷装置において，上記鋼材
表面の像を上記撮像手段上に結像する結像光学系を更に
具備すると共に，上記画素の大きさが上記撮像手段にお
ける結像面上の上記表面欠陥のある部分の大きさに基づ
いて設定されてなることをその要旨とする。また，請求
項８に係る発明は，上記請求項１〜７のいずれか１項に
記載の表面欠陥探傷装置において，上記検査手段が，上
記画素の輝度値が所定の判定値より大きいか小さいかに
より表面欠陥の有無を検査してなることをその要旨とす
る。 上記請求項１〜８のいずれか１項に記載の表面欠陥
探傷装置によれば，鋼材等の物品が搬送される所定方向
に長い矩形状の画素を単位として撮像画像に処理を施す
ことにより，上記所定方向に線状に形成された表面欠陥
と磁粉溜まり等の非表面欠陥とを簡易且つ精度良く判別
することができ，しかも処理速度の迅速化，構成の簡素
化を図ることが可能となる。特に鋼材の表面欠陥を蛍光
磁粉探傷方法を用いて探傷する場合に有効である。さら
に，上記矩形状の画素の露光時間を変更することによっ
て，実際の上記画素の大きさを変更することなく，実質
的に上記矩形状の画素の上記所定方向の長さを変化させ
ることにより，表面欠陥の大きさに合わせた調整を容易
に行うことができる。さらに，上記矩形状の画素の大き
さの調整は，撮像画像に空間フィルタリングを施すこと
によっても可能であり，より自由な調整が可能となる。

【０００６】また，第２の目的を達成するために，請求
項９に係る発明は，所定方向に搬送される鋼材を磁化す
る磁化工程と，磁化された上記鋼材表面の上記所定方向
に形成された表面欠陥に蛍光磁粉を付着させる蛍光磁粉
付着工程と，上記所定の方向と交差する方向に複数配列
された画素を用いて，上記鋼材の表面に付着した蛍光磁
粉の蛍光を撮像する撮像工程と，撮像された上記鋼材表
面の画像を処理し，上記鋼材の表面の上記所定方向に線
状に形成された表面欠陥の有無を検査する検査工程とを
具備してなる蛍光磁粉探傷方法において，上記検査工程
が，上記所定方向に長い矩形状の画素を単位として上記
鋼材表面の画像を処理するものであり，上記矩形状の画
素の長辺側の長さは，上記鋼材表面に点状に蛍光磁粉が
付着して形成された非表面欠陥部分，及び上記表面欠陥
に蛍光磁粉が付着した表面欠陥部分の上記所定方向の長
さに基づいて設定され，上記矩形状の画素の短辺側の長
さは，検査対象となる最小の上記表面欠陥部分の上記所
定方向と交差する方向の長さに基づいて設定されてなる
ことを特徴とする蛍光磁粉探傷方法として構成されてい
る。さらに，請求項１０に係る発明は，上記請求項９に
記載の蛍光磁粉探傷方法において，上記矩形状の画素の
長辺側の長さが，上記非表面欠陥部分の上記所定方向の
長さの２倍以上であって上記表面欠陥部分の上記所定方
向の長さ以下に設定され，上記矩形状の画素の短辺側の
長さが，上記表面欠陥部分の上記所定方向と交差する方
向の長さの半分以下に設定されてなることをその要旨と
する。上記請求項９又は１０に記載の蛍光磁粉探傷方法
によれば，鋼材が搬送される所定方向に長い矩形状の画
素を単位として撮像画像に処理を施すことにより，上記
所定方向に線状に形成された表面欠陥と磁粉溜まり等の
非表面欠陥とを簡易且つ精度良く判別することができ，
しかも処理速度の迅速化，構成の簡素化を図ることが可
能となる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下，添付図面を参照して，本発
明の実施の形態につき説明し，本発明の理解に供する。
尚，以下の実施の形態は，本発明の具体的な一例であっ
て，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではな
い。図１に示すように，本発明の一実施の形態に係る蛍
光磁粉探傷装置０は，本発明に係る表面欠陥探傷装置を
蛍光磁粉探傷方法に適用した例であって，搬送装置１に
より所定方向ＤＤに搬送される例えば鋼材２を磁化する
励起マグネット３と，上記鋼材２に蛍光磁粉液を散布す
る磁粉散布装置４と，磁粉散布装置４により上記鋼材２
表面に散布された蛍光磁粉の一部を洗浄する磁粉洗浄装
置５と，磁粉洗浄装置５により洗浄された後の鋼材２に
紫外線を照射して，蛍光磁粉を蛍光させるための紫外線
照射装置６と，上記所定方向ＤＤに長い矩形状の画素９
が上記所定方向と直交する方向に一列に配置されたもの
であって，蛍光した蛍光磁粉が付着した鋼材２表面を撮
像するためのラインセンサ７と，上記ラインセンサ７に
より撮像された画像を基に表面欠陥の有無を検査する検
査部８とを具備する。上記蛍光磁粉探傷装置０は，上記
鋼材２の表面の上記所定方向ＤＤに線状に形成された表
面欠陥ＳＤの有無を検査するための装置である。この表
面欠陥ＳＤは，鋼材２表面に点状に形成されていた微小
な表面欠陥ＳＤが圧延工程等により上記所定方向ＤＤに
延ばされたり，搬送途中に突起部に擦る等して線状に形
成されることが多い。図２（ａ）に検査対象となる表面
欠陥ＳＤ部分の形状の一例を示す。図２（ａ）におい
て，ｙ軸は上記所定方向ＤＤ，ｘ軸は上記所定方向ＤＤ
と直交する方向を示し，ｙ軸方向の上記表面欠陥ＳＤ部
分の長さはＭであらわされ，ｘ軸方向の上記表面欠陥Ｓ
Ｄ部分の長さはＬであらわされている。このような表面
欠陥ＳＤが検出された場合には，例えばその表面欠陥Ｓ
Ｄ部分が削り取られたり，埋められたりして鋼材２表面
が修復される。

【０００８】以下，本発明に係る蛍光磁粉探傷方法と合
わせて上記蛍光磁粉探傷装置の詳細について説明する。
上記表面欠陥ＳＤを探傷するために，上記蛍光磁粉探傷
装置０では，はじめの工程として，搬送装置１により上
記所定方向ＤＤに搬送される鋼材２が，上記励起マグネ
ット３によって一様に磁化される（磁化工程）。但し，
鋼材２に表面欠陥ＳＤが存在する場合には，その部分に
漏洩磁束が存在することになるため，表面欠陥ＳＤのな
い部分よりも強い磁界が生じている。そこで次に，磁化
された鋼材２表面に水等を媒体にして磁粉散布装置４に
よって蛍光磁粉ＦＭが散布される（蛍光磁粉付着工
程）。このとき蛍光磁粉ＦＭは，強い磁界が生じている
表面欠陥ＳＤ付近に高密度で付着し，かつ他の欠陥のな
い部分と較べて剥離し難い。次に，洗浄装置５によっ
て，表面欠陥ＳＤ部分以外に付着した余計な蛍光磁粉が
鋼材表面から洗い流される。しかしながら，表面欠陥Ｓ
Ｄ以外の部分でも鋼材２表面の油滴等の周りに蛍光磁粉
が固まって付着したために，洗い流されず，そのまま鋼
材２表面に残ってしまう蛍光磁粉ＦＭもある。いわゆる
磁粉溜まりである。この磁粉溜まり（非表面欠陥部分）
ＭＳは，通常点状に形成される。図２（ｂ）に上記非表
面欠陥部分ＭＳの形状の一例を示す。図２（ｂ）では，
非表面欠陥部分ＭＳの直径がＮであらわされている。次
に，紫外線照射装置６によって紫外線を線状に照射して
上記蛍光磁粉ＦＭを蛍光させた状態で，上記ラインセン
サ７により鋼材２表面が撮像される（撮像工程）。

【０００９】上記ラインセンサ７は，鋼材２が搬送され
る方向と直交する方向に複数の画素９が一列に配置され
たものである。図３に示すように，上記鋼材２表面に付
着した蛍光磁粉ＦＳの蛍光は，鋼材２表面の鉛直方向又
はそれに近い方向に光軸を有する結像光学系１０によっ
て上記ラインセンサ７の画素９上に結像される。また，
上記ラインセンサ７では，例えばフォトダイオード等の
画素９内に光があたると，その分だけ電荷が蓄積され
る。所定の露光時間の間に各画素９に蓄積された電荷量
は，外部から定期的に与えられる転送パルスに応じて一
括して読み出される。上記鋼材２は上記搬送装置１によ
って上記所定方向ＤＤに順次搬送されるので，上記ライ
ンセンサ７から出力される映像出力を積算することによ
って，上記鋼材２表面の撮像画像を得ることができる。
また，上記画素９には，上記鋼材２が搬送される上記所
定方向ＤＤに長い矩形状のものが用いられる。上記矩形
状の画素９の短辺側の長さは，検査対象となる最小の上
記表面欠陥ＳＤ部分の上記所定方向ＤＤと直交する方向
の長さＬに基づいて設定され，例えば上記長さＬの半分
以下のものが用いられる。また，上記矩形状の画素９の
長辺側の長さは，上記表面欠陥ＳＤ部分の上記所定方向
ＤＤの長さＭと上記非表面欠陥部分ＭＳの上記所定方向
ＤＤの長さＮとに基づいて設定され，例えば上記長さＮ
の２倍以上であって上記長さＭ以下のものが用いられ
る。さらに，１画素当たりの露光時間，又は１ラインの
スキャン速度が上記搬送装置１によって搬送される鋼材
２の移動速度と較べて十分に短くない場合には，上記露
光時間の間の上記鋼材２の移動量を，上記画素９の長辺
側の長さに考慮する必要がある。この場合には，露光時
間の間の移動した部分の光量も当該画素９に加算される
ので，上記矩形状の画素９の長辺側の長さを，上記矩形
状の画素９の上記所定方向ＤＤの長さと上記露光時間の
間の鋼材２の移動量とを加算したものに換算する必要が
ある。

【００１０】ここで，図３を用いて上記画素９の具体的
な大きさの一例を定める。上記結像光学系１０の光学倍
率は１／８，上記表面欠陥ＳＤ部分のｙ方向の長さを５
ｍｍ，ｘ方向の長さを０．５ｍｍ，上記非表面欠陥部分
ＭＳの直径を１ｍｍ，鋼材２の移動速度を１０００ｍｍ
／秒，１ラインのスキャン速度を１／１０００秒とす
る。この場合，上記鋼材２表面にある上記表面欠陥ＳＤ
部分の上記ラインセンサ７上の結像面１１における大き
さは，ｙ方向について５／８ｍｍ，ｘ方向について０．
５／８ｍｍとなり，上記非表面欠陥部分ＭＳの直径は１
／８ｍｍとなる。また，上記ラインセンサ７の各画素９
について１走査する間に，上記鋼材２は上記所定方向Ｄ
Ｄ（ｙ方向）に１ｍｍ移動し，上記結像面１０上では１
／８ｍｍ移動する。そこで，上記矩形状の画素９の長辺
側の長さ（ｙ方向の長さ）は， ２×１／８ｍｍ≦１／８ｍｍ＋（ｙ方向の長さ）≦５／
８ｍｍ を満たす，即ち０．１２５ｍｍ以上０．５００ｍｍ以下
の値で，例えば０．２００ｍｍに設定される。一方，上
記矩形状の画素９の短辺側の長さ（ｘ方向の長さ）は， （ｘ方向の長さ）≦０．５／８ｍｍ／２ を満たす，即ち０．０３１２５ｍｍ以下の値で，例えば
０．０２０ｍｍに設定される。上記のようにして求めた
画素９と，表面欠陥ＳＤ部分，及び非欠陥部分ＭＳとの
大きさの関係を図４に示す。尚，１ラインのスキャン速
度が上記搬送装置１によって搬送される鋼材２の移動速
度と較べて十分に短い場合には，上記露光時間の間の上
記鋼材２の移動量は無視してもよい。さらに，上記のよ
うにスキャン速度が上記矩形状の画素９のｙ方向の長さ
と関係することは，上記露光時間を変更することによっ
て，ハードウェアの変更なしに上記矩形状の画素９のｙ
方向の長さを実質的に変更可能であることを意味する。
これにより，上記表面欠陥ＳＤの大きさに応じた調整が
可能となる。ただし，露光時間変更に伴い感度が変わっ
てしまうため，ダイナミックレンジの大きい画素を用い
る必要がある。

【００１１】そして，上記ラインセンサ７から出力され
る映像信号は，上記検査部８に入力され蓄積される。上
記検査部８では，上記矩形状の画素９を単位として上記
映像信号が処理され，上記鋼材２について上記表面欠陥
ＳＤの有無が検査される（検査工程）。ここで，図４
は，ある画素内に上記表面欠陥部分又は上記非表面欠陥
部分が含まれた状態を示す図である。図５において，あ
る画素９内に上記表面欠陥ＳＤ部分が含まれた場合（図
５（ａ）参照）と，上記非表面欠陥部分ＭＳが含まれた
場合（図５（ｂ）参照）とを較べれば，上記画素９が矩
形状であるため，上記表面欠陥ＳＤ部分が含まれる場合
の方が，上記非表面欠陥部分ＭＳが含まれる場合よりも
画素９内で占有する面積が大きくなる。即ち，ある画素
９内における受光量が，上記表面欠陥ＳＤ部分が含まれ
る場合の方が上記非表面欠陥部分ＭＳが含まれる場合と
較べて大きくなる。このため，ある画素９に対して所定
のしきい値を設定して表面欠陥ＳＤの有無を検査する場
合でも，本来表面欠陥である部分を欠陥でないと判定す
る未検出や，本来表面欠陥でない部分を欠陥であると判
定する過検出が行われ難くなる。また，ハードウェアで
あるフォトダイオード等によって表面欠陥ＳＤ部分の強
調が行われるため，複雑な処理が要らず処理速度が速
く，構成も簡単になる。また，上記画素９の大きさも，
上記表面欠陥部分の半分程度のものであればよいから，
画素密度を大きくする必要もない。上記検査部８におけ
る表面欠陥ＳＤの有無を判定する場合のしきい値は，上
記画素９のほぼ全域に光が当たった状態を基準にして定
めるのがよい。例えば上記画素９のほぼ全域に光が当た
った場合の光量が１０とし，最小の値が０とするなら
ば，しきい値は９程度に設定する。このように設定すれ
ば，図４に示したような画素９の大きさで，上記表面欠
陥ＳＤ部分と，上記非表面欠陥部分ＭＳとが分離され
る。この場合，例えば画素９ａ，９ｂ，９ｃにおいて上
記表面欠陥ＳＤ部分が存在するとの判定がなされる。上
記検査部８は，隣接する画素９について上記表面欠陥Ｓ
Ｄ部分があると判定された場合には，これらを一つの表
面欠陥ＳＤとして扱う等の処理を行うことにより，形状
認識等の処理を行うことなく，上記表面欠陥ＳＤの存在
範囲を簡単に特定することができる。

【００１２】ところで，各画素の大きさを上記のように
上記矩形状の画素９の短辺側の長さを，例えば上記長さ
Ｌの半分以下に設定し，また上記矩形状の画素９の長辺
側の長さを，例えば上記長さＮの２倍以上であって上記
長さＭ以下に設定するのは，上記表面欠陥ＳＤ部分から
の光量と上記非表面欠陥部分ＭＳの光量との比，即ちＳ
／Ｎ比を確保するためである。図５（ａ）に示したよう
に，上記矩形状の画素９の短辺側の長さと上記表面欠陥
ＳＤ部分のｘ方向の長さがほぼ同じような場合，上記表
面欠陥ＳＤのｘ方向の中心が図６（ａ）のように画素９
の境界に位置すると，上記表面欠陥ＳＤ部分からの光量
は，ほぼ半分になる。上記図６（ａ）の状態から上記表
面欠陥ＳＤ部分がｘ方向に少しでもずれると，隣接する
画素９ａ又は画素９ｂのどちらかの光量が増加するか
ら，図６（ａ）に示した状態が，ある表面欠陥ＳＤにと
って上記Ｓ／Ｎ比が最低となる状態である。言い換えれ
ば，図６（ｂ）に示すように，上記矩形状の画素９の短
辺側の長さを，上記表面欠陥ＳＤ部分のｘ方向の長さＬ
の半分以下に設定すれば，ある表面欠陥ＳＤについて隣
接するいずれかの画素９で，画素９ほぼ全域に上記表面
欠陥ＳＤが存在するような状態にすることができる。ま
た，上記表面欠陥ＳＤ部分と上記非表面欠陥部分ＭＳと
を十分に分離するために上記Ｓ／Ｎ比を２程度確保する
場合には，上記表面欠陥ＳＤ部分と上記非表面欠陥部分
ＭＳとの単位面積当たりの輝度が等しいという前提で，
上記画素９の長辺側の長さを，上記非表面欠陥部分ＭＳ
の直径Ｎの２倍程度に設定することになる。上記非表面
欠陥部分ＭＳの輝度は，上記表面欠陥ＳＤ部分の輝度よ
りも大きい場合もあるので，それ以上に大きいことが望
ましい。一方，上記表面欠陥ＳＤ部分のｙ方向の長さよ
りも上記画素９の長辺側の長さを大きくすると，それだ
け上記表面欠陥ＳＤ部分が上記画素９内を占有する割合
が低下するので，上記画素９のｙ方向の長さは上記表面
欠陥ＳＤ部分のｙ方向の長さ以下に設定するのがよい。
このように，本実施の形態に係る蛍光磁粉探傷装置で
は，鋼材の搬送方向に長い矩形状の画素を利用すること
により，簡単に表面欠陥と磁粉溜まり等の非表面欠陥と
を判別することができ，処理速度の迅速化，構成の簡素
化を図ることが可能となる。

【００１３】

【実施例】上記実施の形態では，鋼材２について蛍光磁
粉探傷方法を適用して表面欠陥ＳＤの有無の検査を行っ
たが，線状の表面欠陥ＳＤと点状の非表面欠陥ＭＳが存
在するような他の部材についての表面欠陥探傷に本発明
を適用することも可能である。このような表面欠陥探傷
装置も本発明における表面欠陥探傷装置の一例である。
また，上記実施の形態では，上記検査部８において上記
ラインセンサ７の画素９からの映像信号をそのまま用い
て表面欠陥ＳＤの有無の検査を行ったが，上記映像信号
を蓄積して，図７に示すような２次元画像Ｉを作成し，
これに空間フィルタリングを施すことによって，例えば
画素９ａと画素９ｄからなる新しい画素９ｓを作成し，
この画素９ｓを単位として上記表面欠陥ＳＤの有無を検
査するようにしてもよい。これにより，任意の形状の表
面欠陥ＳＤについて有効な検査を行うことができる。ま
た，ある画像について異なる空間フィルタリングを複数
回行うことによって検査精度をさらに高めることが可能
となる。このような表面欠陥探傷装置及び蛍光磁粉探傷
方法も本発明における表面欠陥探傷装置及び蛍光磁粉探
傷方法の一例である。

【００１４】

【発明の効果】上記のように上記請求項１〜８のいずれ
か１項に記載の表面欠陥探傷装置によれば，鋼材が搬送
される所定方向に長い矩形状の画素を単位として撮像画
像に処理を施すことにより，上記所定方向に線状に形成
された表面欠陥と磁粉溜まり等の非表面欠陥とを簡易且
つ精度良く判別することができ，しかも処理速度の迅速
化，構成の簡素化を図ることが可能となる。特に鋼材の
表面欠陥を蛍光磁粉探傷方法を用いて探傷する場合に有
効である。さらに，上記矩形状の画素の露光時間を変更
することによって，実際の上記画素の大きさを変更する
ことなく，実質的に上記矩形状の画素の上記所定方向の
長さを変化させることにより，表面欠陥の大きさに合わ
せた調整を容易に行うことができる。さらに，上記矩形
状の画素の大きさの調整は，撮像画像に空間フィルタリ
ングを施すことによっても可能であり，より自由な調整
が可能となる。また，上記請求項９又は１０に記載の蛍
光磁粉探傷方法によれば，鋼材が搬送される所定方向に
長い矩形状の画素を単位として撮像画像に処理を施すこ
とにより，上記所定方向に線状に形成された表面欠陥と
磁粉溜まり等の非表面欠陥とを簡易且つ精度良く判別す
ることができ，しかも処理速度の迅速化，構成の簡素化
を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態に係る蛍光磁粉探傷装
置の概略構成を示す図。

【図２】 表面欠陥部分と非表面欠陥部分の形状の一例
を示す図。

【図３】 結像光学系を説明するための図。

【図４】 画素，表面欠陥部分，非表面欠陥部分の大き
さの関係の具体例を示す図。

【図５】 表面欠陥部分と非表面欠陥部分の判別を説明
するための図。

【図６】 表面欠陥部分のＳ／Ｎ比を説明するための
図。

【図７】 空間フィルタリングによる画素形成を説明す
るための図。

【図８】 蛍光磁粉探傷方法を実施することのできる自
動探傷装置の概略構成を示す図。

【図９】 上記自動探傷装置による表面欠陥の検出結果
を示す図。

【符号の説明】 １…搬送装置 ２…鋼材（物品） ７…ラインセンサ（撮像手段） ８…検査部（検査手段） ９…画素 ＦＭ…蛍光磁粉 ＳＤ…表面欠陥 ＭＳ…非表面欠陥部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 岳夫 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所 神戸総合技術研 究所内 (72)発明者 勝見 栄雄 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所 神戸総合技術研 究所内 (72)発明者 鈴木 紀生 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所 高砂製作所内 (72)発明者 田中 浩信 兵庫県加古川市金沢町１番地 株式会社 神戸製鋼所 加古川製鉄所内 (72)発明者 七瀬谷 則吉 兵庫県加古川市金沢町１番地 株式会社 神戸製鋼所 加古川製鉄所内 (72)発明者 海田 浩明 兵庫県神戸市灘区灘浜東町２番地 株式 会社神戸製鋼所 神戸製鉄所内 (72)発明者 熊谷 克俊 兵庫県神戸市灘区灘浜東町２番地 株式 会社神戸製鋼所 神戸製鉄所内 (56)参考文献 特開 平５−322854（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−72678（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−21628（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−19801（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−105842（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−97944（ＪＰ，Ｕ) 実開 平７−38951（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/958 H01L 27/14

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼材を所定方向に搬送する搬送手段と， 上記所定方向と交差する方向に複数配列された画素を有
   し，上記搬送手段により搬送される鋼材の表面を撮像す
   る撮像手段と， 上記撮像手段により撮像された鋼材表面の画像を処理
   し，上記鋼材の表面の上記所定方向に線状に形成された
   表面欠陥の有無を検査する検査手段とを具備してなる表
   面欠陥探傷装置において， 上記検査手段が，上記所定方向に長い矩形状の画素を単
   位として上記鋼材表面の画像を処理するものであり，上
   記矩形状の画素の短辺側の長さは，検査対象となる表面
   欠陥における上記所定方向と交差する方向の長さの内で
   最小の長さに基づいて設定されてなることを特徴とする
   表面欠陥探傷装置。
2. 【請求項２】 上記矩形状の画素の短辺側の長さが，上
   記表面欠陥における上記所定方向と交差する方向の長さ
   の内で最小の長さの半分以下に設定されてなる請求項１
   に記載の表面欠陥探傷装置。
3. 【請求項３】 上記矩形状の画素の長辺側の長さが，上
   記鋼材の表面に形成された点状の非表面欠陥部分及び上
   記表面欠陥部分の上記所定方向の長さに基づいて設定さ
   れてなる請求項１又は２に記載の表面欠陥探傷装置。
4. 【請求項４】 上記矩形状の画素の長辺側の長さが，上
   記非表面欠陥部分の上記所定方向の長さの２倍以上であ
   って上記表面欠陥部分の上記所定方向の長さ以下に設定
   されてなる請求項３に記載の表面欠陥探傷装置。
5. 【請求項５】 上記撮像手段が全画素に対して所定時間
   の露光を定期的に行うものであって，上記矩形状の画素
   の長辺側の長さが，上記矩形状の画素の上記所定方向の
   長さと上記所定時間内の鋼材の移動量とを加算したもの
   に換算されてなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の
   表面欠陥探傷装置。
6. 【請求項６】 上記矩形状の画素が，上記受光素子から
   入力された信号列に対して空間フィルタリングを行うこ
   とにより作成されてなる請求項１〜５のいずれか１項に
   記載の表面欠陥探傷装置。
7. 【請求項７】 上記鋼材表面の像を上記撮像手段上に結
   像する結像光学系を更に具備すると共に，上記画素の大
   きさが上記撮像手段における結像面上の上記表面欠陥の
   ある部分の大きさに基づいて設定されてなる請求項１〜
   ６のいずれか１項に記載の表面欠陥探傷装置。
8. 【請求項８】 上記検査手段が，上記画素の輝度値が所
   定の判定値より大きいか小さいかにより表面欠陥の有無
   を検査してなる請求項１〜７のいずれか１項に記載の表
   面欠陥探傷装置。
9. 【請求項９】 所定方向に搬送される鋼材を磁化する磁
   化工程と， 磁化された上記鋼材表面の上記所定方向に形成された表
   面欠陥に蛍光磁粉を付着させる蛍光磁粉付着工程と， 上記所定の方向と交差する方向に複数配列された画素を
   用いて，上記鋼材の表面に付着した蛍光磁粉の蛍光を撮
   像する撮像工程と， 撮像された上記鋼材表面の画像を処理し，上記鋼材の表
   面の上記所定方向に線状に形成された表面欠陥の有無を
   検査する検査工程とを具備してなる蛍光磁粉探傷方法に
   おいて， 上記検査工程が，上記所定方向に長い矩形状の画素を単
   位として上記鋼材表面の画像を処理するものであり，上
   記矩形状の画素の長辺側の長さは，上記鋼材表面に点状
   に蛍光磁粉が付着して形成された非表面欠陥部分，及び
   上記表面欠陥に蛍光磁粉が付着した表面欠陥部分の上記
   所定方向の長さに基づいて設定され， 上記矩形状の画素の短辺側の長さは，検査対象となる最
   小の上記表面欠陥部分の上記所定方向と交差する方向の
   長さに基づいて設定されてなることを特徴とする蛍光磁
   粉探傷方法。
10. 【請求項１０】 上記矩形状の画素の長辺側の長さが，
    上記非表面欠陥部分の上記所定方向の長さの２倍以上で
    あって上記表面欠陥部分の上記所定方向の長さ以下に設
    定され， 上記矩形状の画素の短辺側の長さが，上記表面欠陥部分
    の上記所定方向と交差する方向の長さの半分以下に設定
    されてなる請求項９に記載の蛍光磁粉探傷方法。