JP6875073B2 - Defect detector - Google Patents

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Description

本発明は、磁気センサを用いて漏洩磁束を検出し、薄鋼板等の被検査材の欠陥を検査する欠陥検出装置に関するものである。 The present invention relates to a defect detection device that detects leakage magnetic flux using a magnetic sensor and inspects defects in a material to be inspected such as a thin steel plate.

薄鋼板のような被検査材の欠陥を検出する方法として、漏洩磁束法が広く使用されている。漏洩磁束法において、被検査体が磁化器に近接した位置を通過したとき、磁化器により発生する磁束の大部分は磁気抵抗の少ない被検査体の中を通過する。ところが、被検査体中に欠陥が存在すると、その欠陥により磁束の通過が妨げられ一部の磁束が空中に漏洩する。磁気センサが漏洩した磁束を検出することにより、被検査材の表面もしくは内部に存在する欠陥を検出することができる。 The leakage magnetic flux method is widely used as a method for detecting defects in a material to be inspected such as a thin steel plate. In the leakage magnetic flux method, when the object to be inspected passes through a position close to the magnetizer, most of the magnetic flux generated by the magnetizer passes through the object to be inspected having low magnetoresistance. However, if a defect exists in the object to be inspected, the defect prevents the passage of magnetic flux and causes a part of the magnetic flux to leak into the air. By detecting the magnetic flux leaked by the magnetic sensor, it is possible to detect defects existing on the surface or inside of the material to be inspected.

上述した漏洩磁束法により欠陥検出を行う際、被検査材を一方向に走行させながら磁気センサによって欠陥を検出することが行われる（たとえば特許文献１、２参照）。特許文献１には、金属帯の幅方向に隣接する２つ以上の磁気センサを直列に接続し、各磁気センサの出力信号を直列加算し、直列加算した信号を閾値処理することにより欠陥を検出する磁気探傷装置が開示されている。特許文献２には、複数の磁気センサを被検査材の走行方向に千鳥状に並べるとともに被検査材を走行方向に沿って磁化させ、複数の磁気センサによって薄鋼板を検査する磁気探傷装置が開示されている。 When the defect is detected by the leakage magnetic flux method described above, the defect is detected by the magnetic sensor while the material to be inspected travels in one direction (see, for example, Patent Documents 1 and 2). In Patent Document 1, defects are detected by connecting two or more magnetic sensors adjacent to each other in the width direction of the metal band in series, adding the output signals of each magnetic sensor in series, and performing threshold processing on the signals added in series. A magnetic particle detector is disclosed. Patent Document 2 discloses a magnetic particle inspection device in which a plurality of magnetic sensors are arranged in a staggered pattern in the traveling direction of the material to be inspected, the material to be inspected is magnetized along the traveling direction, and a thin steel plate is inspected by the plurality of magnetic sensors. Has been done.

特開平５−２３２０８７号公報（段落００４１、図８）Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-232087 (paragraph 0041, FIG. 8) 特開２０１３−１４８４４９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-148449

特許文献１の場合、幅方向に幅広い検出感度分布特性を得ることができるが、雑音レベルが高く、誤検出が多くなってしまうという問題がある。特許文献２の場合、複数の磁気センサは、走行方向の前後に沿って千鳥状に配置されているため、個々の磁気センサが磁極中心から走行方向の前後にずれて配置された状態になっている。したがって、各磁気センサは異なる検査条件で欠陥を検出していることになり、検出精度が低下してしまう。特に、被検査材となる鋼板は振動を抑えるためにロールに巻き付けた状態で行う場合がある。このとき、被検査材の検査面は平面ではなく曲面になるため、磁気センサと被検査材との距離（リフトオフ）は走行方向において微小に異なる。千鳥状に配置した場合にはこの距離のばらつきが検出精度の悪化につながるという問題がある。一方で、配列された磁気センサ間の隙間領域について、高い精度で欠陥検出を行うことが望まれている。 In the case of Patent Document 1, a wide detection sensitivity distribution characteristic can be obtained in the width direction, but there is a problem that the noise level is high and erroneous detection increases. In the case of Patent Document 2, since the plurality of magnetic sensors are arranged in a staggered pattern along the front and rear in the traveling direction, the individual magnetic sensors are arranged so as to be offset from the center of the magnetic pole to the front and back in the traveling direction. There is. Therefore, each magnetic sensor detects defects under different inspection conditions, and the detection accuracy is lowered. In particular, the steel sheet to be inspected may be wound around a roll in order to suppress vibration. At this time, since the inspection surface of the material to be inspected is not a flat surface but a curved surface, the distance (lift-off) between the magnetic sensor and the material to be inspected is slightly different in the traveling direction. When arranged in a staggered pattern, there is a problem that this variation in distance leads to deterioration of detection accuracy. On the other hand, it is desired to detect defects with high accuracy in the gap region between the arranged magnetic sensors.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、検査精度の向上を図ることができる欠陥検出装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a defect detection device capable of improving inspection accuracy.

本発明に係る欠陥検出装置は、一方向に走行する被検査材を走行方向に磁化する磁化器と、被検査材の幅方向に設定距離だけ離れて配置された１対の磁気センサからなる磁気センサユニットが、被検査材の幅方向に複数配列されて構成され、磁気センサが被検査材の欠陥から漏洩する磁束を検出する磁気センサ群と、磁気センサユニットの１対の磁気センサが検出した磁束を加算して得られた検知信号に対し、幅方向に隣接する磁気センサユニット同士の検知信号の差分を差分信号として算出する差分算出手段と、差分算出手段により算出された差分信号に基づいて、被検査材の欠陥を判定する欠陥判定手段とを有し、被検査材の幅方向に隣接する磁気センサユニット同士は、被検査材の幅方向に隙間無くもしくは重複して配置され、１対の磁気センサは、被検査材の走行方向に所定量だけずれた位置に配置されている。 The defect detection device according to the present invention is magneticly composed of a magnetizer that magnetizes a material to be inspected traveling in one direction in the traveling direction and a pair of magnetic sensors arranged apart by a set distance in the width direction of the material to be inspected. A plurality of sensor units are arranged in the width direction of the material to be inspected, and a magnetic sensor group that detects the magnetic flux leaked from a defect of the material to be inspected and a pair of magnetic sensors of the magnetic sensor unit detect the magnetic sensor. Based on the difference calculation means that calculates the difference between the detection signals of the magnetic sensor units adjacent to each other in the width direction as the difference signal with respect to the detection signal obtained by adding the magnetic flux, and the difference signal calculated by the difference calculation means. , It has a defect determining means for determining a defect of the material to be inspected, and magnetic sensor units adjacent to each other in the width direction of the material to be inspected are arranged without a gap or overlapping in the width direction of the material to be inspected , and a pair. The magnetic sensor of No. 1 is arranged at a position deviated by a predetermined amount in the traveling direction of the material to be inspected .

本発明の欠陥検出装置によれば、磁気センサユニットが被検査材の幅方向に設定距離だけ離れて配置された１対の磁気センサからなり、被検査材の幅方向に隣接する磁気センサユニット同士が被検査材の幅方向に隙間無くもしくは重複して配置されていることにより、被検査材の幅方向の欠陥検出特性を向上させることができる。このため、磁気センサを走行方向及び磁化方向に沿ってずらして配置する必要がなくなり、各磁気センサユニットが走行方向のほぼ同一の磁極中心での検知が行われることになり、検出精度の向上を図ることができる。 According to the defect detection device of the present invention, the magnetic sensor units consist of a pair of magnetic sensors arranged apart by a set distance in the width direction of the material to be inspected, and the magnetic sensor units adjacent to each other in the width direction of the material to be inspected. Are arranged without gaps or overlapping in the width direction of the material to be inspected, so that the defect detection characteristics in the width direction of the material to be inspected can be improved. Therefore, it is not necessary to displace the magnetic sensors along the traveling direction and the magnetization direction, and each magnetic sensor unit detects at the center of the magnetic poles that are substantially the same in the traveling direction, improving the detection accuracy. Can be planned.

本発明の欠陥検出装置の好ましい実施の形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the preferable embodiment of the defect detection apparatus of this invention. 図１の磁気センサ群の配置例及び検出特性の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the arrangement example of the magnetic sensor group of FIG. 1 and an example of a detection characteristic. 図３は、図２の磁気センサ単体の検出特性の一例を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing an example of the detection characteristics of the magnetic sensor alone of FIG. 磁気センサユニットの検出特性の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the detection characteristic of a magnetic sensor unit. 磁気センサユニットの検出特性の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the detection characteristic of a magnetic sensor unit. 図１の磁気センサ群の配置例及び検出特性の別の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the arrangement example of the magnetic sensor group of FIG. 1 and another example of a detection characteristic. 図１の欠陥検出装置の幅方向の検出特性を示すグラフである。It is a graph which shows the detection characteristic in the width direction of the defect detection apparatus of FIG. 図１の欠陥検出装置の幅方向の検出特性を示すグラフである。It is a graph which shows the detection characteristic in the width direction of the defect detection apparatus of FIG. 従来の１つのホール素子を千鳥状に配列した欠陥検出装置による幅方向の特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic in the width direction by the defect detection apparatus which arranged one conventional Hall element in a staggered manner. 図１の欠陥検出装置１と、従来の１つのホール素子を千鳥状に配列した欠陥検出装置とによる温度特性を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature characteristic by the defect detection apparatus 1 of FIG. 1 and the defect detection apparatus which arranged one conventional Hall element in a staggered manner.

以下、図面を参照しながら本発明の欠陥検出装置の実施形態について説明する。図１は本発明の欠陥検出装置の好ましい実施形態を示す模式図であり、図１を参照して欠陥検出装置１について説明する。欠陥検出装置１は、たとえば長尺の薄鋼板等の被検査材Ｓの表面の傷もしくは内部に存在する不純物等の欠陥を検出するものであって、支持体２、磁化器３、磁気センサ群１０、差分算出手段２０、欠陥判定手段３０を備えている。 Hereinafter, embodiments of the defect detection device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a preferred embodiment of the defect detection device of the present invention, and the defect detection device 1 will be described with reference to FIG. The defect detection device 1 detects defects such as scratches on the surface of the material S to be inspected such as a long thin steel plate or impurities existing inside, and is a support 2, a magnetizer 3, and a magnetic sensor group. 10. The difference calculating means 20 and the defect determining means 30 are provided.

支持体２は、被検査材Ｓの欠陥を検査する際に被検査材Ｓを支持するものであり、非磁性体からなっている。支持体２は、ロール状に形成されており、被検査材Ｓは支持体２表面に支持されながら走行方向αに向かって走査していく。このように支持体２側に押しつけながら走行させることにより、走行中の被検査材Ｓの振動を最小限に抑えることができる。 The support 2 supports the material S to be inspected when inspecting a defect in the material S to be inspected, and is made of a non-magnetic material. The support 2 is formed in a roll shape, and the material S to be inspected scans in the traveling direction α while being supported by the surface of the support 2. By traveling while pressing against the support 2 side in this way, vibration of the material S to be inspected during traveling can be minimized.

磁化器３は、被検査材Ｓの走行方向αに対して局部的な磁化を行うものであって、支持体２内部に被検査材Ｓに近接して設置されている。磁化器３は、１対の磁化ポール３Ａ、３Ｂを有している。磁化ポール３Ａは走行方向αの上流側に配置されておりＮ極に磁性化されている。一方、磁化ポール３Ｂは磁化ポール３Ａに対し走行方向αの下流側に配置されておりＳ極に磁性化されている。１対の磁化ポール３Ａ、３Ｂはギャップを形成しており、ギャップ内を通過する被検査材Ｓを局所的に磁性化する。 The magnetizer 3 locally magnetizes the material S to be inspected in the traveling direction α, and is installed in the support 2 in the vicinity of the material S to be inspected. The magnetizer 3 has a pair of magnetizing poles 3A and 3B. The magnetizing pole 3A is arranged on the upstream side in the traveling direction α and is magnetized to the north pole. On the other hand, the magnetized pole 3B is arranged on the downstream side of the traveling direction α with respect to the magnetized pole 3A and is magnetized to the S pole. A pair of magnetizing poles 3A and 3B form a gap, and the material S to be inspected passing through the gap is locally magnetized.

なお、磁化ポール３Ａ側がＮ極、磁化ポール３Ｂ側がＳ極である場合について例示するが、磁化ポール３Ａ側がＳ極、磁化ポール３Ｂ側がＮ極であってもよい。それに限らず、１対の磁化ポール３Ａおよび３Ｂが同じ極性を有しており、双方ともにＮ極もしくはＳ極であってもよい。この場合、磁化ポール３Ａ、３Ｂの極性に従い、被検査材ＳはＮ極またはＳ極のいずれか一方に着磁されることになる。被検査材Ｓに欠陥がある場合（略均一でない場合）、被検査材Ｓの欠陥部位から励磁した反対の極性の磁気が発生する。各磁気センサ１１ａ、１１ｂは発生した磁気を検出することにより、応力ひずみ信号や組成班等の欠陥を検出することができる。 Although the case where the magnetization pole 3A side is the N pole and the magnetization pole 3B side is the S pole is illustrated, the magnetization pole 3A side may be the S pole and the magnetization pole 3B side may be the N pole. Not limited to this, the pair of magnetizing poles 3A and 3B have the same polarity, and both may have north poles or south poles. In this case, the material S to be inspected is magnetized to either the north pole or the south pole according to the polarities of the magnetizing poles 3A and 3B. When the material S to be inspected has a defect (when it is not substantially uniform), magnetism of the opposite polarity excited from the defective portion of the material S to be inspected is generated. By detecting the generated magnetism, each of the magnetic sensors 11a and 11b can detect defects such as stress-strain signals and composition groups.

図２は、図１の磁気センサ群の配置例及び検出特性の一例を示す模式図であり、図１及び図２を参照して磁気センサ群１０について説明する。図２の磁気センサ群１０は、被検査材Ｓの幅方向βに配列され、被検査材Ｓの欠陥から漏洩する磁束を検知して検知信号を出力する複数の磁気センサユニット１１を有する。複数の磁気センサユニット１１は、磁化器３の磁化ポール３Ａ、３Ｂの間であって、被検査材Ｓの走行方向αに直交する方向（被検査材Ｓの幅方向β）に沿って配列されている。なお、図２においては、３つの磁気センサユニット１１が設けられている場合について例示しているが、２以上の複数であれば個数は問わない。 FIG. 2 is a schematic view showing an arrangement example and an example of detection characteristics of the magnetic sensor group of FIG. 1, and the magnetic sensor group 10 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The magnetic sensor group 10 of FIG. 2 is arranged in the width direction β of the material S to be inspected, and has a plurality of magnetic sensor units 11 that detect the magnetic flux leaking from the defect of the material S to be inspected and output a detection signal. The plurality of magnetic sensor units 11 are arranged between the magnetizing poles 3A and 3B of the magnetizer 3 along a direction orthogonal to the traveling direction α of the material S to be inspected (width direction β of the material S to be inspected). ing. Note that FIG. 2 illustrates a case where three magnetic sensor units 11 are provided, but the number of magnetic sensor units 11 does not matter as long as they are two or more.

磁気センサユニット１１は、被検査材Ｓの幅方向βに設定距離Ｄだけ離れて配置された１対の磁気センサ１１ａ、１１ｂからなっている。磁気センサ１１ａ、１１ｂは、例えば被検査材Ｓの漏洩磁束を検出するホール素子から構成されている。図３は、図２の磁気センサ単体の検出特性の一例を示すグラフである。図３において、横軸は磁気センサの中心からの幅方向βの距離を示し、縦軸は磁気センサの出力を示す。図３に示すように、各磁気センサ１１ａ、１１ｂは、それぞれ中心位置（距離＝０ｍｍ）において出力が最大になり、中心位置からの距離が大きくなるにつれてセンサ出力が小さくなる特性を有する。 The magnetic sensor unit 11 includes a pair of magnetic sensors 11a and 11b arranged apart by a set distance D in the width direction β of the material S to be inspected. The magnetic sensors 11a and 11b are composed of, for example, Hall elements that detect the leakage magnetic flux of the material S to be inspected. FIG. 3 is a graph showing an example of the detection characteristics of the magnetic sensor alone of FIG. In FIG. 3, the horizontal axis represents the distance β in the width direction from the center of the magnetic sensor, and the vertical axis represents the output of the magnetic sensor. As shown in FIG. 3, each of the magnetic sensors 11a and 11b has a characteristic that the output becomes maximum at the center position (distance = 0 mm) and the sensor output decreases as the distance from the center position increases.

図４及び図５は、磁気センサユニットの検出特性の一例を示すグラフである。図４及び図５において、横軸は磁気センサユニット１１全体の中心からの幅方向βの距離を示し、縦軸は磁気センサユニット１１の出力を示す。なお、図４はリフトオフＬＬ＝１．０ｍｍの場合を示し、図５はリフトオフＬＬ＝３．０ｍｍの場合を示す。図４及び図５に示すように、磁気センサユニット１１は、それぞれ中心位置（距離＝０ｍｍ）から所定の距離範囲まで、センサ出力のピーク値がほぼ平坦（フラット）になるような特性を得ることができる。言い換えれば、磁気センサユニット１１は、図３の磁気センサ単体の場合に比べて、幅方向βの広範囲において高い欠陥検出特性を有していることになる。さらに、図５に示すように、リフトオフＬＬ＝３．０ｍｍが大きくなった場合であっても、図４のリフトオフＬＬ＝１．０ｍｍの場合とほぼ同等の検出特性を有している。 4 and 5 are graphs showing an example of the detection characteristics of the magnetic sensor unit. In FIGS. 4 and 5, the horizontal axis represents the distance β in the width direction from the center of the entire magnetic sensor unit 11, and the vertical axis represents the output of the magnetic sensor unit 11. Note that FIG. 4 shows a case where the lift-off LL = 1.0 mm, and FIG. 5 shows a case where the lift-off LL = 3.0 mm. As shown in FIGS. 4 and 5, each of the magnetic sensor units 11 obtains characteristics such that the peak value of the sensor output becomes substantially flat from the center position (distance = 0 mm) to a predetermined distance range. Can be done. In other words, the magnetic sensor unit 11 has higher defect detection characteristics in a wide range in the width direction β than in the case of the magnetic sensor alone in FIG. Further, as shown in FIG. 5, even when the lift-off LL = 3.0 mm is increased, the detection characteristics are substantially the same as those in the case of the lift-off LL = 1.0 mm in FIG.

磁気センサユニット１１における１対の磁気センサ１１ａ、１１ｂの幅方向βの設定距離Ｄは、平坦な検出特性を得るような隙間が空いていればよいが、好ましくはＤ＝０．５ｍｍ〜１．５ｍｍに設定され、より好ましくはＤ＝１．０ｍｍに設定されている。これは、設定距離Ｄが０．５ｍｍ未満の場合、図４及び図５の磁気センサユニット１１の検出特性において、中心位置付近のセンサ出力が大きくなってしまい、平坦な検出特性を得ることができないからである。一方、設定距離Ｄが１．０ｍｍより大きい場合、中心位置付近のセンサ出力に凹みが生じてしまい、平坦な検出特性を得ることができないからである。 The set distance D in the width direction β of the pair of magnetic sensors 11a and 11b in the magnetic sensor unit 11 may have a gap so as to obtain a flat detection characteristic, but D = 0.5 mm to 1. It is set to 5 mm, more preferably D = 1.0 mm. This is because when the set distance D is less than 0.5 mm, the sensor output near the center position becomes large in the detection characteristics of the magnetic sensor unit 11 of FIGS. 4 and 5, and a flat detection characteristic cannot be obtained. Because. On the other hand, when the set distance D is larger than 1.0 mm, the sensor output near the center position is dented, and a flat detection characteristic cannot be obtained.

図２において、被検査材Ｓの幅方向βに隣接する磁気センサユニット１１同士は、それぞれ被検査材Ｓの幅方向βに所定距離Ａだけ重複するように配置されている。そして、図２に示すように、磁気センサ群１０は、隣接する磁気センサユニット１１の感度領域の端部が互いに重複するように配列されている。したがって、各磁気センサユニット１１間において検出性能が落ち込むことを防止することができる。 In FIG. 2, the magnetic sensor units 11 adjacent to each other in the width direction β of the material S to be inspected are arranged so as to overlap each other in the width direction β of the material S to be inspected by a predetermined distance A. Then, as shown in FIG. 2, the magnetic sensor group 10 is arranged so that the ends of the sensitivity regions of the adjacent magnetic sensor units 11 overlap each other. Therefore, it is possible to prevent the detection performance from deteriorating between the magnetic sensor units 11.

なお、図２において、隣接する磁気センサユニット１１同士が、それぞれ被検査材Ｓの幅方向βに所定距離Ａだけ重複するように配置されている場合について例示しているが、幅方向βに隙間無く配置されていてもよい。図６は、図１の磁気センサ群の配置例及び検出特性の別の一例を示す模式図である。図６において、隣接する磁気センサユニット１１同士は、幅方向βに隙間無く（Ａ＝０）配置されている。この場合であっても、隣接する磁気センサユニット１１の感度領域の端部が互いに重複する。よって、各磁気センサユニット１１間において検出性能が落ち込むことを防止することができる。 Note that FIG. 2 illustrates a case where adjacent magnetic sensor units 11 are arranged so as to overlap each other by a predetermined distance A in the width direction β of the material S to be inspected, but there is a gap in the width direction β. It may be arranged without. FIG. 6 is a schematic view showing an arrangement example of the magnetic sensor group of FIG. 1 and another example of detection characteristics. In FIG. 6, adjacent magnetic sensor units 11 are arranged without a gap (A = 0) in the width direction β. Even in this case, the ends of the sensitivity regions of the adjacent magnetic sensor units 11 overlap each other. Therefore, it is possible to prevent the detection performance from deteriorating between the magnetic sensor units 11.

図１の差分算出手段２０は、たとえば差動アンプからなるものであって、幅方向βに隣接する磁気センサユニット１１同士の検知信号の差分を差分信号として算出するものである。被検査材Ｓの表面もしくは内部に欠陥が存在する場合、磁化器３により磁性化された被検査材Ｓ内の多くの磁束が外部に流出する。磁気センサユニット１１は漏洩磁束の発生源である欠陥に近ければ近いほど多くの磁束を検出する。このため、幅方向βに配列された隣接する２つの磁気センサユニット１１のうち、欠陥に近い磁気センサユニット１１からの出力が大きくなる。また、欠陥の大きさが大きければ大きいほど検出信号の信号値は大きくなり、差分信号は大きな振幅になる。 The difference calculating means 20 of FIG. 1 is composed of, for example, a differential amplifier, and calculates the difference between the detection signals of the magnetic sensor units 11 adjacent to each other in the width direction β as a difference signal. When a defect exists on the surface or inside of the material S to be inspected, a large amount of magnetic flux in the material S to be inspected magnetized by the magnetizer 3 flows out to the outside. The magnetic sensor unit 11 detects more magnetic flux as it gets closer to the defect that is the source of the leakage magnetic flux. Therefore, of the two adjacent magnetic sensor units 11 arranged in the width direction β, the output from the magnetic sensor unit 11 that is close to the defect is large. Further, the larger the size of the defect, the larger the signal value of the detection signal, and the larger the amplitude of the difference signal.

この際、差分算出手段２０は、１つの磁気センサユニット１１に含まれる１対の磁気センサ１１ａ、１１ｂのそれぞれから出力される検出信号を加算し、加算した検出信号同士の差分を差分信号として算出する。また、差分算出手段２０は、隣接する磁気センサユニット１１のペアを１つずつずらしながら差分信号を算出する。したがって、各磁気センサユニット１１が配列されている幅方向βにおいて、隙間の漏洩磁束は必ず検出されることになり、被検査材Ｓの全面検査を行うことができる。また、幅方向βに隣接する磁気センサユニット１１同士の差分を算出することにより、振動等に起因するノイズ成分を除去することができる。 At this time, the difference calculating means 20 adds the detection signals output from each of the pair of magnetic sensors 11a and 11b included in one magnetic sensor unit 11, and calculates the difference between the added detection signals as a difference signal. To do. Further, the difference calculating means 20 calculates the difference signal while shifting the pair of adjacent magnetic sensor units 11 one by one. Therefore, in the width direction β in which the magnetic sensor units 11 are arranged, the leakage magnetic flux in the gap is always detected, and the entire surface of the material S to be inspected can be inspected. Further, by calculating the difference between the magnetic sensor units 11 adjacent to each other in the width direction β, it is possible to remove the noise component caused by vibration or the like.

欠陥判定手段３０は、差分信号を用いて被検査材Ｓに欠陥が存在するか否かを判定するものである。たとえば欠陥判定手段３０は、差分信号を整流し、整流した直流成分の大きさが予め設定された閾値を超えたときに欠陥があると自動的に判断する。なお、欠陥判定手段３０は、差分信号を用いて判定できるものであれば上記手法を問わず種々の公知の手法を用いることができる。 The defect determining means 30 determines whether or not a defect exists in the material S to be inspected by using the difference signal. For example, the defect determining means 30 rectifies the difference signal and automatically determines that there is a defect when the magnitude of the rectified DC component exceeds a preset threshold value. The defect determining means 30 can use various known methods regardless of the above method as long as it can be determined by using the difference signal.

次に、図１から図６を参照して欠陥検出装置１の動作例について説明する。走行方向αに走行している被検査材Ｓに対し磁化器３により磁化が加えられ、被検査材Ｓの磁化を局所的に飽和させる。そして、２つの隣接した磁気センサユニット１１からそれぞれ検出信号が出力される。その後、差分算出手段２０において、１対の磁気センサ１１ａ、１１ｂから出力された検出信号が加算されるとともに、磁気センサユニット１１の組み合わせを１つずつずらした差分信号がそれぞれ算出される。欠陥が生じている部位からは信号値の大きい差分信号が出力される。そこで、欠陥判定手段３０によりこの差分信号に基づいて被検査材Ｓに欠陥等が生じているか否かが判定される。 Next, an operation example of the defect detection device 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 6. Magnetization is applied by the magnetizer 3 to the material S to be inspected traveling in the traveling direction α, and the magnetization of the material S to be inspected is locally saturated. Then, a detection signal is output from each of the two adjacent magnetic sensor units 11. After that, in the difference calculating means 20, the detection signals output from the pair of magnetic sensors 11a and 11b are added, and the difference signals obtained by shifting the combination of the magnetic sensor units 11 one by one are calculated. A difference signal with a large signal value is output from the defective portion. Therefore, the defect determining means 30 determines whether or not a defect or the like has occurred in the material S to be inspected based on this difference signal.

図７及び図８は図１の欠陥検出装置による幅方向の検出特性を示すグラフであり、図９は従来の１つのホール素子を千鳥状に配列した欠陥検出装置による幅方向の特性を示すグラフである。なお、図７〜図９は、口径φ１＝０．０５ｍｍ、φ２＝０．１ｍｍ、φ３＝０．２ｍｍのドリルホールが走行方向αに沿って形成された薄鋼板を被検査材Ｓとして検査したときのグラフである。さらに、図７及び図８はドリルホールを磁気センサユニット１１の中心位置（＝０．０ｍｍ）から±３．５ｍｍの範囲で０．５ｍｍ刻みでずらした場合について例示し、図９はホール素子の中心位置（＝０．０ｍｍ）から±２．０ｍｍの範囲で０．５ｍｍ刻みでずらした場合について例示している。また、図７及び図９はリフトオフＬＬ＝１．００ｍｍに設定した場合について例示し、図８はリフトオフＬＬ＝３．００ｍｍに設定した場合について例示する。 7 and 8 are graphs showing the detection characteristics in the width direction by the defect detection device of FIG. 1, and FIG. 9 is a graph showing the characteristics in the width direction by the defect detection device in which one conventional Hall element is arranged in a staggered pattern. Is. In FIGS. 7 to 9, a thin steel plate in which drill holes having diameters of φ1 = 0.05 mm, φ2 = 0.1 mm, and φ3 = 0.2 mm were formed along the traveling direction α was inspected as the material S to be inspected. It is a graph of time. Further, FIGS. 7 and 8 illustrate a case where the drill hole is shifted in 0.5 mm increments within a range of ± 3.5 mm from the center position (= 0.0 mm) of the magnetic sensor unit 11, and FIG. 9 shows a case where the hole element is displaced. An example is shown in the case of shifting in 0.5 mm increments within a range of ± 2.0 mm from the center position (= 0.0 mm). Further, FIGS. 7 and 9 illustrate the case where the lift-off LL = 1.00 mm is set, and FIG. 8 illustrates the case where the lift-off LL = 3.00 mm is set.

図７及び図８の欠陥検出装置１による検査結果は、欠陥が中心位置から幅方向βにずれた場合であっても、図９の従来の欠陥検出装置１の検査結果に比べて検出精度が高く、幅方向βの感度特性が向上していることがわかる。 The inspection results by the defect detection device 1 of FIGS. 7 and 8 have higher detection accuracy than the inspection results of the conventional defect detection device 1 of FIG. 9 even when the defect deviates from the center position in the width direction β. It is high and it can be seen that the sensitivity characteristic in the width direction β is improved.

図１０は、図１の欠陥検出装置１と、従来の１つのホール素子を千鳥状に配列した欠陥検出装置とによる温度特性を示すグラフである。なお、図９は、口径φ１＝０．０５ｍｍ、φ２＝０．１ｍｍ、φ３＝０．２ｍｍのドリルホールの他に、折り目Ｂを走行方向αに沿って形成された薄鋼板を被検査材Ｓとして検査したときのグラフである。また、図９では、リフトオフＬＬ＝１．０ｍｍに設定され、磁気センサユニット１１のセンサ温度もしくはセンサ周囲温度が常温（２５℃）、高温（１００℃）、低温（０℃）である場合について例示する。図１０の従来の欠陥検出装置による比較例に示すように、温度変化に起因する検出結果にばらつきが生じている。 FIG. 10 is a graph showing the temperature characteristics of the defect detection device 1 of FIG. 1 and the defect detection device in which one conventional Hall element is arranged in a staggered pattern. In FIG. 9, in addition to the drill holes having diameters of φ1 = 0.05 mm, φ2 = 0.1 mm, and φ3 = 0.2 mm, a thin steel plate formed along the traveling direction α at the crease B is used as the inspected material S. It is a graph when inspected as. Further, FIG. 9 illustrates a case where the lift-off LL is set to 1.0 mm and the sensor temperature or the sensor ambient temperature of the magnetic sensor unit 11 is room temperature (25 ° C.), high temperature (100 ° C.), and low temperature (0 ° C.). To do. As shown in the comparative example of the conventional defect detection device of FIG. 10, there are variations in the detection results due to the temperature change.

ホール素子の検出特性は、周辺温度や被検査材Ｓからの輻射熱など、もしくはホール素子そのものの温度に強く影響される。特に、ホール素子は半導体の温度ドリフトがあり、周囲温度・センサ温度によって感度が変化する。よって、図１０の比較例のように、ホール素子単体（１ｃｈ）による検査が行われた場合、センサ温度もしくはセンサ周囲温度の温度変化に起因して検出結果にもばらつきが生じる。 The detection characteristics of the Hall element are strongly influenced by the ambient temperature, the radiant heat from the material S to be inspected, or the temperature of the Hall element itself. In particular, the Hall element has a semiconductor temperature drift, and its sensitivity changes depending on the ambient temperature and the sensor temperature. Therefore, when the inspection is performed by the Hall element alone (1ch) as in the comparative example of FIG. 10, the detection result also varies due to the temperature change of the sensor temperature or the sensor ambient temperature.

一方、図１０に実施例に示すように、欠陥検出装置１の磁気センサ１１ａ、１１ｂとしてホール素子を用いた場合に、センサ温度もしくはセンサ周囲温度に温度変化が生じても、温度変化に起因する検出結果のばらつきが小さいことがわかる。特に、−２０度〜＋５０度の温度範囲内ではほぼ一定の感度を示すことがわかった。また、図１の欠陥検出装置１の場合、端末の反射による偽信号Ｒが発生していない。このように、図１の欠陥検出装置１は、温度変化による感度特性の変化を最小限に抑え、高い精度の欠陥検出を行うことができる。 On the other hand, as shown in the embodiment shown in FIG. 10, when the Hall element is used as the magnetic sensors 11a and 11b of the defect detection device 1, even if the temperature changes in the sensor temperature or the sensor ambient temperature, it is caused by the temperature change. It can be seen that the variation in the detection results is small. In particular, it was found that the sensitivity was almost constant in the temperature range of -20 ° C to + 50 ° C. Further, in the case of the defect detection device 1 of FIG. 1, a false signal R is not generated due to reflection of the terminal. As described above, the defect detection device 1 of FIG. 1 can minimize the change in the sensitivity characteristic due to the temperature change and perform the defect detection with high accuracy.

上記実施形態によれば、磁気センサユニット１１が被検査材Ｓの幅方向βに設定距離Ｄだけ離れて配置された１対の磁気センサ１１ａ、１１ｂからなり、被検査材Ｓの幅方向βに隣接する磁気センサユニット１１同士が被検査材Ｓの幅方向βに隙間無くもしくは重複して配置されていることにより、被検査材Ｓの幅方向βの欠陥検出特性を向上させることができる。このため、磁気センサを走行方向α（磁化方向）に沿ってずらして配置する必要がなくなり、各磁気センサユニット１１が走行方向αのほぼ同一の位置で検知が行われることになり、検出精度の向上を図ることができる。 According to the above embodiment, the magnetic sensor unit 11 is composed of a pair of magnetic sensors 11a and 11b arranged apart by a set distance D in the width direction β of the material S to be inspected, and is located in the width direction β of the material S to be inspected. By arranging the adjacent magnetic sensor units 11 without gaps or overlapping each other in the width direction β of the material S to be inspected, the defect detection characteristic of the material S to be inspected S in the width direction β can be improved. Therefore, it is not necessary to displace the magnetic sensors along the traveling direction α (magnetization direction), and each magnetic sensor unit 11 detects at substantially the same position in the traveling direction α, so that the detection accuracy is improved. It can be improved.

すなわち、従来において、千鳥状（入れ子状）に配列されており、重なり合う領域を有する複数のセンサ出力のうち最も大きい信号を使用するようにしている。しかしながら、各磁気センサの磁極中心は走行方向αの前後で差が生じる。特に、被検査材Ｓとなる鋼板は振動を抑えるためにロールに巻き付けた状態で行うため（図１参照）、被検査材Ｓの検査面は平面ではなく曲面になる。このため、磁気センサ１１ａ、１１ｂと被検査材Ｓとの距離（リフトオフＬＬ）が検出位置毎に微小に異なってしまう。つまり、千鳥状の各磁気センサが同一の検出条件で検出されたものではないため、これらの信号を選択的に使用しても検出精度の向上につながらない。 That is, conventionally, the largest signal among a plurality of sensor outputs that are arranged in a staggered pattern (nested pattern) and have overlapping regions is used. However, the magnetic pole centers of each magnetic sensor differ before and after the traveling direction α. In particular, since the steel plate to be the material S to be inspected is wound around a roll in order to suppress vibration (see FIG. 1), the inspection surface of the material S to be inspected is not a flat surface but a curved surface. Therefore, the distance (lift-off LL) between the magnetic sensors 11a and 11b and the material S to be inspected is slightly different for each detection position. That is, since each of the staggered magnetic sensors is not detected under the same detection conditions, selective use of these signals does not lead to improvement in detection accuracy.

一方、図２の欠陥検出装置１において、隣接する磁気センサユニット１１は、それぞれ走行方向αの磁極中心ＣＬはほぼ同一の位置になり、隣接する磁気センサユニット１１同士の差分が算出される。このため、従来のように走行方向αの前後に磁気センサユニット１１を配置することに起因する検出精度の劣化を防止することができる。また、差分信号に基づき欠陥を検出することにより、振動等によるノイズ成分を除去することができる。さらに、各磁気センサユニット１１が幅方向βに配列された１対の磁気センサ１１ａ、１１ｂからなるため、従来のように走行方向αに沿って千鳥状に配置する必要がなく、幅方向βに平坦な検出特性が得られ、装置全体の検出特性を向上させることができる。また、幅方向βに広範囲な検出特性を得ることができるため、磁気センサ群１０に含まれる磁気センサ１１ａ、１１ｂの数を減らすことができる。 On the other hand, in the defect detection device 1 of FIG. 2, the magnetic sensor units 11 adjacent to each other have the magnetic pole center CL in the traveling direction α at substantially the same position, and the difference between the adjacent magnetic sensor units 11 is calculated. Therefore, it is possible to prevent deterioration of the detection accuracy due to the arrangement of the magnetic sensor units 11 before and after the traveling direction α as in the conventional case. Further, by detecting the defect based on the difference signal, it is possible to remove the noise component due to vibration or the like. Further, since each magnetic sensor unit 11 is composed of a pair of magnetic sensors 11a and 11b arranged in the width direction β, it is not necessary to arrange them in a staggered pattern along the traveling direction α as in the conventional case, and the magnetic sensor units 11 do not need to be arranged in a staggered pattern in the width direction β. Flat detection characteristics can be obtained, and the detection characteristics of the entire device can be improved. Further, since a wide range of detection characteristics can be obtained in the width direction β, the number of magnetic sensors 11a and 11b included in the magnetic sensor group 10 can be reduced.

１ 欠陥検出装置、２ 支持体、３ 磁化器、３Ａ 磁化ポール、３Ｂ 磁化ポール、１０ 磁気センサ群、１１ 磁気センサユニット、１１ａ、１１ｂ 磁気センサ、２０ 差分算出手段、３０ 欠陥判定手段、Ａ 所定距離、ＣＬ 磁極中心、Ｄ 設定距離、ＬＬ リフトオフ、Ｓ 被検査材、α 走行方向、β 幅方向、φ１、φ２、φ３ 口径。 1 Defect detection device, 2 Support, 3 Magnetizer, 3A Magnetizing pole, 3B Magnetizing pole, 10 Magnetic sensor group, 11 Magnetic sensor unit, 11a, 11b Magnetic sensor, 20 Difference calculation means, 30 Defect judgment means, A Predetermined distance , CL magnetic pole center, D set distance, LL lift-off, S material to be inspected, α traveling direction, β width direction, φ1, φ2, φ3 caliber.

Claims (3)

一方向に走行する被検査材を走行方向に磁化する磁化器と、
前記被検査材の幅方向に設定距離だけ離れて配置された１対の磁気センサからなる磁気センサユニットが、前記被検査材の幅方向に複数配列されて構成され、前記磁気センサが前記被検査材の欠陥から漏洩する磁束を検出する磁気センサ群と、
前記磁気センサユニットの１対の前記磁気センサが検出した磁束を加算して得られた検知信号に対し、幅方向に隣接する前記磁気センサユニット同士の前記検知信号の差分を差分信号として算出する差分算出手段と、
前記差分算出手段により算出された前記差分信号に基づいて、前記被検査材の欠陥を判定する欠陥判定手段と
を有し、
前記被検査材の幅方向に隣接する前記磁気センサユニット同士は、前記被検査材の幅方向に隙間無くもしくは重複して配置され、
１対の前記磁気センサは、前記被検査材の前記走行方向に所定量だけずれた位置に配置されている欠陥検出装置。 A magnetizer that magnetizes the material to be inspected traveling in one direction in the traveling direction,
A plurality of magnetic sensor units composed of a pair of magnetic sensors arranged apart from each other by a set distance in the width direction of the material to be inspected are arranged in the width direction of the material to be inspected, and the magnetic sensors are inspected. A group of magnetic sensors that detect magnetic flux leaking from defects in materials,
Difference calculated as a difference signal by adding the difference between the detection signals of the magnetic sensor units adjacent to each other in the width direction with respect to the detection signal obtained by adding the magnetic flux detected by the pair of magnetic sensor units of the magnetic sensor unit. Calculation means and
It has a defect determining means for determining a defect of the material to be inspected based on the difference signal calculated by the difference calculating means.
The magnetic sensor units adjacent to each other in the width direction of the material to be inspected are arranged without gaps or overlapping in the width direction of the material to be inspected .
The pair of magnetic sensors is a defect detection device arranged at a position deviated by a predetermined amount in the traveling direction of the material to be inspected. １対の前記磁気センサ間の前記設定距離は、略０．５ｍｍ〜１．０ｍｍである請求項１に記載の欠陥検出装置。 The defect detection device according to claim 1, wherein the set distance between the pair of magnetic sensors is approximately 0.5 mm to 1.0 mm. 前記磁気センサは、ホール素子からなる請求項１または２に記載の欠陥検出装置。 The defect detection device according to claim 1 or 2 , wherein the magnetic sensor includes a Hall element.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH07294490A (en) * 1994-04-27 1995-11-10 Sumitomo Metal Ind Ltd Magnetic flaw detection method excellent in oblique flaw detecting performance
JP3339762B2 (en) * 1995-06-02 2002-10-28 新日本製鐵株式会社 Steel strip defect detector
JP3584452B2 (en) * 1995-11-17 2004-11-04 Ｊｆｅスチール株式会社 Micro defect detector
JP2003107056A (en) * 2001-09-28 2003-04-09 Nippon Steel Corp Magnetic field sensor module for detecting leakage magnetic flux
JP2003240761A (en) * 2002-02-15 2003-08-27 Jfe Steel Kk Method and apparatus for detecting surface layer defect or surface defect in magnetic metal specimen
JP3944068B2 (en) * 2002-12-05 2007-07-11 新日本製鐵株式会社 Inspection method for butt welds of steel sheets
JP2008209305A (en) * 2007-02-27 2008-09-11 Toshiba Corp Magnetic flaw detector
DE102009010453A1 (en) * 2009-02-26 2010-09-09 V&M Deutschland Gmbh Device for non-destructive testing of pipes
DE102011000917B4 (en) * 2011-02-24 2017-08-17 Vallourec Deutschland Gmbh Stray flux probe for non-destructive stray flux testing of bodies made of magnetisable material
JP2013148449A (en) * 2012-01-19 2013-08-01 Jfe Steel Corp Magnetic flaw detection device and magnetic flaw detection method

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