JPH0346066B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、丸棒状或いは円管状の鋼材をヘリ
カル状に磁気探傷する装置に関する。

＜従来の技術＞ 丸棒状或いは円管状の鋼材を多重螺旋状に磁気
探傷する装置は、例えば特開昭56−61644号公報
に示されているが、その構成の概略を第３図及び
第４図によつて説明するに、定位置にあつて矢印
１方向に回転する構体２に磁極Ｎ，Ｓ及び磁気検
出器Ｄ１及びＤ２が設けられていて、これら磁極
及び検出器で囲まれた中を被検鋼材３が矢印４方
向に走行する。５，５及び６，６は、鋼材３が正
確に回転構体２の軸心に沿つて走行するよう案内
するガイドローラである。７，７…は、磁極Ｎ，
Ｓに励磁電流を供給し、或いは検出器Ｄ１，Ｄ２
の出力を取出すためのスリツプ・リングである。
このような構体２及び鋼材３の運動の結果鋼材３
は検出器Ｄ１により実線で図示する軌跡の通り探
査され、検出器Ｄ２により点線で図示する軌跡の
通り探査され、それらの多重螺旋状軌跡上に傷が
存在していれば、検出器の出力変化となつて取出
される。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 上述した従来の探傷機では、鋼材の先端が回転
構体内に進入してからガイドローラ６，６によつ
て捕捉されるまでの間、及び鋼材の後端がガイド
ローラ５，５を離れてから回転構体内を通過し終
るまでの間に、鋼材の自由端が磁極の強力な磁力
で吸引されて撓曲し、その結果検出器に接触して
検出器出力中に大きな妨害雑音を発生させる現象
が時折発生していた。このような現象は、鋼材の
径が太くなる程発生頻度は減少するが、時には検
査鋼材の半数近くに発生し、発生した場合には傷
信号との識別が困難なため、端部で傷信号や妨害
雑音が全く検出されたかつた鋼材以外は、すべて
両端部の200mm前後の検査が不能として処理する
ことが多かつた。

従つて、そのような鋼材を全長にわたつて製品
加工の材料として利用することは、品質管理上問
題があり、仮に端部に何らかの信号が検出された
鋼材を別の方法で検査しようとしても、その数が
多過ぎるために困難であつた。

＜問題点を解決するための手段＞ この発明は、第３図及び第４図に示したような
回転型磁気探傷装置において、鋼材の前端または
後端がガイドローラ５，５及び６，６の間に位置
して、鋼材が片持梁状の状態にあることを検出す
る鋼材端検出手段と、鋼材が片持梁状態にある間
の検出器の出力が鋼材の傷に起因する傷信号であ
るか妨害雑音であるかを判別する傷信号判定手段
とを有する。

この傷信号判定手段は、検出器出力のうちから
波高が予め設定された上限値と下限値との間にあ
るものだけを取出す波高弁別手段と、この波高弁
別手段によつて取出された検出器出力のうちから
波幅が予め設定された上限値以下のものだけを取
出す波幅弁別手段と、上記鋼材端が片持梁状態の
もとで検出器によつて探傷される期間よりも十分
短かい短時間内に上記波幅弁別手段を通過した検
出器出力の波数が予め設定された上限値を越えて
いない場合に１個の出力を生ずる密度弁別手段
と、鋼材が事実上片持梁状態のもとで検出器によ
つて探傷される期間に現われる上記密度弁別手段
の出力の数が予め設定された上限値を越えていな
い場合に妨害雑音を分離出来て探傷検査が成立し
たことを示す判定信号を発生する。

このような傷信号判定手段は、各検出器ごとに
設けられており、最終的には各検出器ごとの判定
信号は綜合され、その綜合判定が鋼材に探傷検査
成立のマークを施すための制御に利用される。

＜作 用＞ 鋼材３は、ガイドローラ５，５及び６，６に導
かれて進行する間に、回転構体２に設けた複数個
の検出器により多重螺旋状に探傷検査を受け、或
る検出器が傷を通過すると傷信号が出力される。
鋼材先端が検出器位置を通過してからガイドロー
ラ６，６に到達するまでの間、及び鋼材後端がガ
イドローラ５，５を離れてから検出器位置を通過
し終るまでの間では、時折、上記傷信号に混つて
前述した妨害雑音が検出器から出力される。

この鋼材の傷信号は、過去の経験によれば、波
高は或る上限以下であり、波幅は平均１〜2mSで
あり、20mS当り３個以内の密度でしか現われず、
かつ鋼材の前後端の200mmの間で４回以下しか検
出されないのが普通である。

検出器出力は、必要に応じて両波整流によつて
単方向波形に変換を受け、先づ波高弁別手段によ
り、明らかに傷信号の上限を越える波高のものが
除外される。次に、波幅弁別手段により、幅が
3mSを越える明らかに傷信号でないものが除外さ
れる。そして、密度弁別手段により、20mS区間
ごとの計数値が３個を越える高密度の群をなして
現われた信号も除外される。最後に、総数弁別手
段により、鋼材が片持梁状態で探傷された間に上
記密度弁別手段を通過した回数が３回以下であれ
ば傷ありと判定し、その回数が３回を越えていれ
ば傷以外の原因による雑音を完全に分離できずに
検査が成立できなかつたと判定する。

その結果、雑音妨害が無かつたために通常の探
傷回路によつて端部に傷なしと判定できるもの
と、上述の傷信号判定手段によつて明らかに端部
に傷が存在すると判定できたものを除けば、妨害
雑音によつて端部の検査が不能になつた鋼材は僅
少になる。

＜実施例＞ 回転構体２の回転速度を毎秒10回、これに取付
けられている検出器の数を８個（第４図の例では
２個）、鋼材３の矢印４方向の送り速度を回転構
体が１回転する間に160mm（毎秒1.6ｍ）とする。

第１図において、１１は８個の検出器のうちの
１個を示し、その出力は通常の探傷回路１２に供
給されると同時に、スイツチ１３を経て前処理部
１４に供給される。第３図に示すように、ガイド
ローラ５，５に接近して発光器１５及び受光器１
６の組が配置され、ガイドローラ６，６に接近し
て発光器１７及び受光器１８の組が配置されて、
それぞれの位置で鋼材端の通過を検出しており、
この２つの検出位置間の距離は200mmである。ス
イツチ１３は、その制御回路１９により、受光器
１６の出力によつて閉成し、受光器１８の出力に
よつて開路する。

前処理部１４では、検出器出力を両波整流器２
０で両波整流した後、波高弁別器２１において下
限設定器２２及び上限設定器２３がそれぞれ設定
するレベルの間に存在する部分だけを取出して、
波幅弁別部２４に送入する。

波幅弁別部２４では、前処理部１４の出力によ
つてゲート２５を開き、その間、クロツクパルス
源２６が発生する1KHzのクロツクパルスを計数
回路２７へ導いて計数させる。２８は計数値設定
回路で、例えば計数回路２７の各計数出力端子に
それぞれ接続されたスイツチ群からなり、計数回
路２７の計数値が１乃至３の時に出力を生ずるよ
う設定されている。２９は遅延回路で、前処理部
１４の出力の各波の始端から5mS遅れた時点で遅
延出力を生じ、これにより計数回路２７をリセツ
トすると共に、アンドゲート３０を開き、その時
点で計数値設定回路２８に出力があるときは、こ
れを通過させて、密度弁別部３１へ送入する。

密度弁別部３１では、波幅弁別部２４の出力が
計数回路３２によつて絶えず計数されているが、
この計数回路３２は、クロツクパルスを分周器３
３によつて20分の１に分周した20mS周期のリセ
ツトパルスにより周期的にリセツトされる。３４
は計数値設定回路で、計数回路３２の計数値が１
乃至３の時に出力を生ずるよう設定されており、
上記リセツトパルスが現われたときに出力が存在
していれば、その出力はアンドゲート３５を通つ
て総数弁別部３６へ送られる。

総数弁別部３６では、密度弁別部３１の出力を
計数回路３７により、受光器１６が出力を生じて
から受光器１８が出力を生ずるまでの間計数す
る。計数値設定回路３８は、計数回路３７の計数
値が１乃至４の時に出力を生ずるよう構成され、
その出力は受光器１８の出力によつて開かれるア
ンドゲート３９を通して、傷検出信号として取出
される。

上述の波高弁別部１４以降の回路は、回転構体
２に取付けられている各検出器ごとに設けられて
おり、それらの回路の傷検出信号は綜合回路４０
において綜合され、鋼材の移動に合わせて遅延回
路４１で遅延を受け、後続するマーキング装置４
２へ送られ、鋼材に端部に傷が存することのマー
キングが施こされる。

過去の統計から、鋼材の自然傷の検出信号は、 (イ) 波高が或る下限以下なら無傷と見なして差支
えなく、かつ或る上限を越えることは稀である
こと。

(ロ) 波幅は、通常１〜2mS前後であること。

(ハ) 20mS（検出器の５分の１回転に相当）の間に
３個を越える高密度の群状で現われるのは稀で
あること。

(ニ) 鋼材の長さ200mmの間で４群を越えて検出さ
れるのは稀であること。

が判つている。

従つて、上述の装置においては、探傷回路１２
で鋼材の全長にわたる検査を行う一方で、受光器
１６及び１８の出力によつて鋼材の前後端からそ
れぞれ200mmの範囲を検査している時期をスイツ
チ１３の閉成として捉え、探傷回路１２がこの間
に検査している信号が鋼材の傷に基くものか鋼材
が検出器に衝突したことによる妨害雑音かを判別
するのである。

前処理部１４では、検出器の双方向出力を両波
整流して単方向信号に変えた上で、上記(イ)に基
き、微細な雑音や明らかに自然傷によるものでな
い過大な信号を除去する。波幅弁別部２４では、
上記(ロ)に基き、パルス状の各信号が通過し終つた
時点で波幅が3mSを越える妨害雑音を除去する。
また、密度弁別部３１では、上記(ハ)に基き、
20mSの間に３回を越える高密度で信号が現われ
た場合に、それらの信号を妨害雑音と見なして除
外する。更に、総数弁別部３６では、上記(ニ)に基
き、端部200mm内で信号が４個を越えて現われた
場合に、それらを妨害雑音と見なして除外する。

このように、検出器１１によつて得た信号のう
ち、両端の各200mmの部分については、これを上
記(イ)(ロ)(ハ)(ニ)の各条件によつて篩分けることによ
り、殆ど完全に鋼材の傷以外の原因による妨害雑
音を除くことができる。

よつて、マーキング装置によつて端部傷の存在
をマークされた鋼材は、探傷回路１２において鋼
材端部で傷信号及び妨害雑音が全く現われなかつ
た鋼材と同様に、全長にわたつて探傷検査を実施
できたことになり、端部の検査が不可能であつた
鋼材は極めて少数に激減する。

第１図におけるスイツチ１３以降の動作は、電
子計算機によつて遂行する方が有利であり、第２
図にそのフローチヤートを示す。

ステツプ51において探傷装置が運転を開始する
と、ステツプ52において受光器１６が鋼材端の通
過を監視し、同時にステツプ55における受光器18
の端部監視も始まる。ステツプ53で鋼材の先端ま
たは後端が検出されると、ステツプ54へ移つてス
イツチ１３が閉成され、鋼材端部での妨害雑音の
判別動作が始まり、ステツプ５５及び５６におい
て受光器１８による鋼材端が検出されるまでの
間、次のようにその判別動作が続けられる。

ステツプ57において、検出器１１の出力につい
て波高弁別部１４に相当する波高弁別が行われ、
波高が設定された範囲内にあるときのみ、ステツ
プ58で波幅弁別部２４に相当するクロツクパルス
の計数による弁別が行われる。そしてステツプ59
で計数値が３以下であることが検出されれば、ス
テツプ60へ１個の被計数信号が送られる。ステツ
プ60では、被計数信号を20mS間隔で反覆して計
数し、ステツプ61では20mS間の計数値が３以下
であるときに、１個の被計数信号をステツプ62へ
送る。ステツプ62での計数動作は受光器１８が鋼
材端を検出するまで続く。

ステツプ56で受光器１８により鋼材端が検出さ
れると、ステツプ63へ移つてスイツチ１３が開
き、判別動作を終了するが、その際にステツプ64
でステツプ62における計数値が検討され、計数値
が４以下であればステツプ65の「妨害雑音の有無
に関係なく傷があつた」との判定が下され、ステ
ツプ66で他の検出器の出力に対する判定と綜合さ
れ、ステツプ67で所定の遅延を受け、ステツプ68
で鋼材に「端部に傷あり」のマーキングが施こさ
れる。なお、ステツプ64での計数値が４を越えて
いれば、ステツプ69の「妨害雑音か傷信号かの区
別がつかず、検査不能」との判定が下される。

＜効 果＞ 以上のように、従来の装置においては、端部で
傷や妨害雑音が全く検出されなかつた鋼材のみし
か、全長にわたる探傷検査が出来たものとして扱
うことができなかつたが、この発明によるとき
は、端部で妨害雑音を発生した鋼材の中から、確
実に端部に傷が存在するものを選分けることがで
き、これを新に全長にわたる探傷検査が出来たも
のとして扱うことを可能にする。その結果、端部
で探傷検査が出来なかつた鋼材は激減し、品質管
理に大きく貢献することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例のブロツク図、第２
図はこの発明の電子計算機を利用する実施例のフ
ローチヤート、第３図は磁気探傷装置の軸方向断
面図、第４図は第３図のＡ−Ａ線に沿う断面図で
ある。 ２…回転構体、３…鋼材、５及び６…ガイドロ
ーラ、Ｎ及びＳ…磁極、Ｄ１及びＤ２…検出器、
１１…検出器、１５及び１７…発光器（鋼材端検
出手段の一部）、１６及び１８…受光器（鋼材端
検出手段の一部）、２１…波高弁別器、２４…波
幅弁別部、３１…密度弁別部、３６…総数弁別
部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ２組のガイド手段によつて鋼材をその中心軸
   方向へ移動させると共に、上記２組のガイド手段
   に挾まれた間で上記中心軸を中心として回転構体
   を回転させ、この回転構体に設けた磁極及び検出
   器によつて上記鋼材の表面を螺旋状に探傷する回
   転型磁気探傷装置において、上記検出器による上
   記鋼材の探傷中に上記鋼材の前端または後端が事
   実上上記２組のガイドの間に位置していることを
   検出する鋼材端検出手段と、この鋼材端検出手段
   が上記鋼材端を検出している間にあつて上記検出
   器の出力中から上記鋼材の傷に起因する傷信号を
   判別する傷信号判定手段とを有し、この傷信号判
   定手段は、上記検出器出力のうちから波高が予め
   設定された上限値及び下限値の間にあるものだけ
   を取出す波高弁別手段と、この波高弁別手段によ
   つて取出された上記検出器出力のうちから波幅が
   予め設定された上限値以下のものだけを取出す波
   幅弁別手段と、上記検出器が上記鋼材の探傷を行
   うと同時に上記鋼材端検出手段がその鋼材端を検
   出している期間よりも十分短かい時間内において
   上記波幅弁別手段を通過した上記検出器出力の個
   数を計数しその計数値が予め設定された上限値以
   下の場合に１個の出力を生ずる密度弁別手段と、
   事実上上記検出器が上記鋼材の探傷を行うと同時
   に上記鋼材端検出手段がその鋼材端を検出してい
   る期間に上記密度弁別手段の出力を計数してその
   計数値が予め設定された上限値以下のときに探傷
   検査が成立したことを示す判定信号を生ずる総数
   弁別手段とよりなることを特徴とする回転型磁気
   探傷装置。