JPH06118060A

JPH06118060A - 磁気光学欠陥検査装置

Info

Publication number: JPH06118060A
Application number: JP26502092A
Authority: JP
Inventors: Shuji Naito; 藤修治内; Takashi Ohira; 平尚大; Yoichi Naganuma; 沼洋一永
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-10-02
Filing date: 1992-10-02
Publication date: 1994-04-28

Abstract

(57)【要約】【目的】検査対象鋼板の搬送に伴なって振動等が生じ
る場合でも、信頼性の高い欠陥検出を可能にする。【構成】ファラデ−効果素子２０と鋼板１との間隙Ｇ
１と磁化器の磁極１１ｅ，１１ｆと鋼板との間隙Ｇ２を
それぞれセンサ７１，７２で検出する。予め定めた最適
磁化曲線に従って、Ｇ１から磁束密度を求める。Ｇ２及
び鋼板の寸法及び鋼種に従って、磁束密度を補正する。
補正後の磁束密度に対応する磁化電流値を、予め定めた
特性曲線から求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ファラデ−効果を利用
して磁気光学的に検査対象物の欠陥を検出する装置に関
し、例えば厚板鋼板等における表面欠陥及び表層内部欠
陥を検出するのに利用しうる。

【０００２】

【従来の技術】近年、ファラデ−効果を利用して磁気光
学的に検査対象物の欠陥を検出する方法が注目されてい
る。この方法では、強磁性体でなる検査対象物を磁化
し、その表面に近接配置したファラデ−効果素子（又は
磁気光学効果素子と呼ばれる）に直線偏光の光を入射さ
せ、該素子を透過しその底面の反射膜で反射し、再びフ
ァラデ−効果素子を透過した反射光の偏光状態を、検光
子を介して観察する。即ち、ファラデ−効果素子を通過
する光の偏光面は、それが受ける磁界によって回転する
が、検査対象物に欠陥がない時には漏れ磁束がないので
ファラデ−効果素子が磁界の影響を受けないので偏光面
は回転せず、検査対象物に欠陥があると、漏れ磁束が生
じてファラデ−効果素子が磁界の影響を受け偏光面が回
転するので、検光子を通して反射光の偏光の方向を観察
することにより、欠陥の有無を検出しうる。

【０００３】この種の磁気光学欠陥検査装置の従来技術
については、例えば、特開平２−２５３１５２号公報及
び特開平３−２７６０５０号公報に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように磁気光学
的に検査対象物の欠陥を検出する方法では、ファラデ−
効果素子と検査対象物の表面との間隙を一定に維持しな
いと、検出される信号のＳ／Ｎ比が悪化する傾向があ
る。このため、実際に厚板鋼板等の欠陥を検出しようと
する場合、機械的なならい装置を介して、ファラデ−効
果素子を厚板鋼板等の表面上に載置し、両者の間隙が一
定になるように装置を構成していた。また、同様になら
い装置を介して、電気コイルを厚板鋼板等の表面上に載
置し、両者の間隙が一定になるように装置を構成すると
ともに、電気コイルに一定の電流を流して厚板鋼板等を
磁化していた。

【０００５】しかし、厚板鋼板を高速で移動させながら
その欠陥検査を実施する場合、厚板鋼板が振動するの
で、その振動に追従するように、厚板鋼板の表面から所
定の間隙（例えば１ｍｍ）の位置に、ファラデ−効果素
子及び電気コイルをならい装置で常時正確に位置決めす
ることは実際上不可能であり、各間隙の変化によって、
信号のＳ／Ｎ比が劣化するのは避けられなかった。

【０００６】従って本発明は、例えば厚板鋼板のように
その振動によって表面位置が常時変化する検査対象物を
検査する場合であっても、検出信号のＳ／Ｎ比の劣化を
防止し、高い信頼性で欠陥を検出しうる、実用的な磁気
光学欠陥検査装置を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の磁気光学欠陥検査装置は、検査対象物の少
なくとも表層部を磁化する磁化手段（１０）；検査対象
物の磁化される面の近傍に配置され、それが受ける磁界
に応じてそれを透過する光の偏光面を回転する、ファラ
デ−効果素子手段（２０）；直線偏光の光を、前記ファ
ラデ−効果素子手段の面に照射する、照明手段（３
０）；前記ファラデ−効果素子手段からの反射光を、枠
体中央の開口部を介して受光する検光子（４０）；該検
光子の近傍に配置され、検光子を通った光の強度から検
査対象物上の欠陥を検出する、欠陥検出手段（５０）；
前記磁化手段及びファラデ−効果素子手段を支持し、そ
れらを検査対象物の表面近傍に位置決めする、ならい手
段（２）；検査対象物の表面とファラデ−効果素子手段
との間隙の大きさを検出する、第１の間隙検出手段（７
１）；検査対象物の表面と磁化手段との間隙の大きさを
検出する、第２の間隙検出手段（７２）；前記第１の間
隙検出手段の検出した間隙の大きさに基づいて、目標磁
束密度を決定する磁束密度決定手段（７３）；及び該磁
束密度決定手段が決定した目標磁束密度と前記第２の間
隙検出手段の検出した間隙の大きさに基づいて、最適な
励磁電流を決定し、決定された励磁電流で前記磁化手段
を付勢する、励磁電流決定手段（７４）；を備える。

【０００８】また第２番の発明では、前記磁束密度決定
手段（７３）は、各々の間隙の大きさに対して欠陥検出
信号のＳ／Ｎ比が最大になる時の磁束密度の大きさを求
める計算式もしくは定数テ−ブルを予め保持し、第１の
間隙検出手段の検出した間隙の大きさに対して、欠陥検
出信号のＳ／Ｎ比が最大になる磁束密度を求め、それを
目標磁束密度とするように構成する。

【０００９】また第３番の発明では、前記励磁電流決定
手段（７４）は、更に、検査対象物の寸法及び鋼種の情
報を入力し、それらに応じて最適な励磁電流を決定する
ように構成する。

【００１０】なお上記括弧内に示した記号は、後述する
実施例中の対応する要素の符号を参考までに示したもの
であるが、本発明の各構成要素は実施例中の具体的な要
素のみに限定されるものではない。

【００１１】

【作用】前述のように、例えば厚板鋼板を高速で移動さ
せながらその表面の欠陥検査を実施する場合、厚板鋼板
が振動するので、厚板鋼板の表面と、磁化手段及びファ
ラデ−効果素子手段との各間隙が変化するのは避けられ
ない。そこで本発明においては、検査対象物の表面とフ
ァラデ−効果素子手段との間隙の大きさを検出する第１
の間隙検出手段と、検査対象物の表面と磁化手段との間
隙の大きさを検出する第２の間隙検出手段を設けてあ
り、それらが検出した間隙の大きさに応じて、磁化手段
を付勢する励磁電流の大きさを補償するように制御して
いる。

【００１２】本発明者の調査によれば、検査対象物の表
面とファラデ−効果素子手段との間隙の大きさ，及び検
査対象物中の磁束密度と、欠陥検出信号のＳ／Ｎ比との
間には相関があり、しかも前記間隙を特定の状態に設定
した場合に、前記磁束密度をある値に設定することによ
り、最高のＳ／Ｎ比が得られることが分かっている。従
って、最高のＳ／Ｎ比が得られる磁束密度は、前記相関
と第１の間隙検出手段により検出される間隙に応じて求
めることができ、それによって求めた磁束密度になるよ
うに磁化手段を付勢する励磁電流を調整すれば、常に最
高のＳ／Ｎ比が得られることになる。また、検査対象物
中の磁束密度は、検査対象物の表面と磁化手段との間隙
の大きさに応じて変化するので、励磁電流の大きさは、
第２の間隙検出手段によって検出される間隙の大きさ
と、決定された目標磁束密度に応じて決定している。こ
れによって、検査対象物の振動によって各間隙が変化す
る場合でも、常に最高のＳ／Ｎ比が得られるように、磁
化手段を付勢する励磁電流が補償され、信頼性の高い欠
陥検出が実現する。

【００１３】

【実施例】実施例の欠陥検査装置を正面から見た状態及
び側面から見た状態の外観を、それぞれ図２及び図３に
示す。この欠陥検査装置は、製造された厚板鋼板１の検
査ラインに設置されている。厚板鋼板１は、図２の矢印
方向に高速で搬送されながら、その表面の全域が欠陥検
査装置によって検査される。実際の厚板鋼板１は非常に
大きいので、その全域を１台の欠陥検査装置で検査する
ことはできず、従って実際には、多数の欠陥検査装置が
検査ライン上に配列されているが、図では１台の欠陥検
査装置のみが示されている。また、欠陥検査装置は移動
しないが、４つの車輪２を介して厚板鋼板の表面１ａと
常時当接しており、表面１ａに倣って動くように支持さ
れている。

【００１４】この欠陥検査装置は、ファラデ−効果を利
用して、厚板鋼板表面の欠陥を検出する。即ち、厚板鋼
板１を磁化する場合、欠陥が無ければ表面１ａ上に漏洩
磁束は生じないが、欠陥があると漏洩磁束が生じる。従
って、表面１ａ上にファラデ−効果を生じる素子を配置
すれば、漏洩磁束の有無によって、該素子を通る光の偏
光面の方向が変化するので、偏光の方向によって、漏洩
磁束の有無、つまり欠陥の有無が検出できる。従って、
この欠陥検査装置の主要部は、磁化器１０，ファラデ−
効果素子２０，投光器３０，及び受光器６０で構成され
ている。

【００１５】ファラデ−効果素子２０は、薄板状で厚板
鋼板１の幅方向に長い帯状（長方形状）に形成されてお
り、厚板鋼板１の表面１ａに近接してそれと対向するよ
うに配置されている。ファラデ−効果素子２０の主要部
は、希土類・鉄・ガ−ネット（ＲＩＧ）の垂直磁化膜で
あり、面に垂直な方向以外は難磁化特性を有し、５００
〜１０００エルステッド程度の水平磁界では磁区の移動
や磁気飽和が生じない物が使用されている。また、膜の
上面（光の入射面）には無反射コ−ティング、膜の底面
（鋼板と対向する面）には全反射コ−ティングがそれぞ
れ施されており、ファラデ−効果素子２０に入射した光
は、垂直磁化膜内を通り、底面で反射されて再び垂直磁
化膜内を通り、ファラデ−効果素子２０から出る。光が
垂直磁化膜内を往復する間に、ファラデ−効果により、
偏光面の回転が生じる。回転量は、透過距離，膜の感度
定数，及び膜位置の垂直方向の磁束の大きさによって定
まり、垂直方向の磁束の大きさは、鋼板表面又は表層部
の欠陥の有無によって大きく変化する。

【００１６】磁化器１０の外観を図１に示す。図１を参
照すると、この磁化器１０は、強磁性体で構成されたコ
ア１１と、それに巻回された２つの電気コイル１２及び
１３で構成されている。コア１１は、４辺１１ａ，１１
ｂ，１１ｃ及び１１ｄでなる実質上矩形の枠体であり、
互いに対向する２辺１１ｃ及び１１ｄに、それぞれ電気
コイル１２及び１３が巻回してある。また残りの２辺１
１ａ及び１１ｂには、それぞれ突起１１ｅ及び１１ｆが
形成してある。２つの電気コイル１２及び１３は、巻数
が同一になっており、また互いに対称に磁束を発生する
ように結線されている。つまり、電気コイル１２の一端
１２ａがＮ極、他端１２ｂがＳ極になる時には、電気コ
イル１３の一端１３ａがＮ極、他端１３ｂがＳ極にな
り、突起１１ｅ及び１１ｆがそれぞれＮ極及びＳ極の磁
極を形成する。

【００１７】図２及び図３に示すように、突起１１ｅ及
び１１ｆは、厚板鋼板１の表面１ａと近接して配置され
ているので、電気コイル１２及び１３に通電し、突起１
１ｅ及び１１ｆに磁極を形成することによって、厚板鋼
板１が磁化される。また、突起１１ｅ及び１１ｆは、各
辺１１ａ及び１１ｂの中央部に形成されているので、厚
板鋼板１は、磁化器１０の中心部と対向する位置が最も
強く磁化される。この位置と対向するように、ファラデ
−効果素子２０が配置されている。また、コア１１は矩
形の枠体であり、その中央部は開口部１１ｇを形成して
いるので、この部分に光路が形成されるように光学系、
即ちファラデ−効果素子２０，投光器３０，及び受光器
６０は配置されている。

【００１８】投光器３０は、白色ランプ３１，拡散板３
２，及び偏光板３３で構成されており、ファラデ−効果
素子２０の上方に配置されている。白色ランプ３１は、
細長い管状の白色光源（クセノンストロボランプ）であ
り、ファラデ−効果素子２０と同じ向きで平行に配置し
てある。また、白色ランプ３１から出る光は様々な波長
の成分を含んでいるが、特に波長が８００ｎｍの成分を
含んでいる。８００ｎｍの波長は、ファラデ−効果素子
２０の光の回転量が最も大きく、吸収による減衰も少な
い波長である。白色ランプ３１から出る光は、乳白色の
拡散板３２を透過し拡散されるので、比較的広いファラ
デ−効果素子２０の全面を均一な照度で照明することが
できる。また、拡散板３２から出た光は、１方向の直線
偏光成分のみが偏光板３３を通り、ファラデ−効果素子
２０に到達する。偏光板３３は、ポラロイド板を帯状に
切断したものであり、白色ランプ３１と同じ方向に向け
て平行に配置してある。

【００１９】受光器６０は、バンドパスフィルタ４５，
検光子４０，及び撮像装置（２次元イメ−ジセンサ）５
０で構成されており、ファラデ−効果素子２０の上方
に、前記投光器３０と光学的に対称な位置関係で配置さ
れている。バンドパスフィルタ４５は、特定の波長成分
の光のみを透過し、他の波長成分を遮断する特性を有す
る光学フィルタであり、この例では、中心波長が８００
ｎｍ、半値幅が１００ｎｍのものを使用している。つま
り、ファラデ−効果素子２０の感度の高い波長成分のみ
が抽出され、それ以外の成分はノイズとしてカットされ
る。検光子４０は、偏光板であり、それが透過する光の
偏光方向は、偏光板３３に対して４５度傾けてある。偏
光板３３を透過した光は、撮像装置５０に入射し、２次
元画像として撮像される。

【００２０】また、ファラデ−効果素子２０を支持して
いる部材２１，及び突起１１ｅには、それぞれ市販のレ
−ザ距離計で構成される間隙センサ７１及び７２が設置
されている。間隙センサ７１は、その検出面がファラデ
−効果素子２０の底面位置と一致するように検出面を下
に向けて配置されており、ファラデ−効果素子２０の底
面と厚板鋼板１の表面１ａとの間隙を検出する。また間
隙センサ７２は、その検出面が突起１１ｅの先端位置と
一致するように検出面を下に向けて配置されており、突
起１１ｅ、即ち磁極の先端と厚板鋼板１の表面１ａとの
間隙を検出する。この欠陥検査装置は、車輪２などで構
成される倣い機構によって、厚板鋼板１の表面１ａに倣
うように動くので、上記間隙が大きく変化する機会は少
ないが、厚板鋼板１の移動に伴なう振動などによって、
間隙に僅かな変化が生じうる。しかし、これらの間隙の
大きさが変化すると、検査対象物である厚板鋼板１の磁
化の程度が変化し、漏れ磁束の大きさも変化し、欠陥検
出に利用される信号のＳ／Ｎ比が悪化する。そこでこの
実施例では、間隙センサ７１及び７２で検出した間隙に
基づいて、電気コイル１２及び１３に流す電流の大きさ
を自動的に調整し、常に最高のＳ／Ｎ比が得られるよう
に制御している。

【００２１】この欠陥検査装置の電気回路の構成を図４
に示す。図４を参照して説明する。発振器６１は、この
電気回路の制御タイミングを定める一定周期の方形波信
号を出力する。具体的には、発振器６１は、撮像装置５
０の二次元画像読取走査に使用される水平同期信号に同
期した三角波を生成し、それを整形して方形波を生成し
ている。発振器６１が出力する方形波信号は、移相器６
５を介して、ストロボ電源６２に印加される。ストロボ
電源６２は、発振器６１が出力する方形波信号に同期し
たパルス電力を、白色ランプ３１に供給し、所定のタイ
ミングで白色ランプ３１を点灯する。

【００２２】磁化コイル（電気コイル）１２及び１３に
は、検出信号のＳ／Ｎ比を最大にするような電流が常時
供給される。この電流は交流であり、発振器６１が出力
する方形波信号に同期した方形波形になる。磁化コイル
１２及び１３に流す電流の値Ｃ＋，Ｃ−は、マイクロコ
ンピュ−タＣＰＵによって決定され、間隙センサ７１が
検出した間隙Ｇ１，間隙センサ７２が検出した間隙Ｇ
２，製造ラインを管理するプロセスコンピュ−タ７８か
ら得られる検出対象鋼板の寸法及び鋼種に応じて変更さ
れる。電流の＋側の値Ｃ＋及び−側の値Ｃ−は、ラッチ
７５に保持され、それらの一方がデ−タセレクタ７６を
介してＤ／Ａ変換器７７に印加される。即ち、デ−タセ
レクタ７６に印加される２つの信号Ｃ＋，Ｃ−は、発振
器６１が出力する信号の半周期毎に、極性検出器６３の
出力によって交互に切換えられ、Ｄ／Ａ変換器７７に印
加される。電力増幅器６４は、Ｄ／Ａ変換器７７が出力
するアナログ信号レベルを目標値とする一定の電流を磁
化コイル１２及び１３に流すように制御する。

【００２３】磁化コイル１２及び１３に印加される電力
の極性は周期的に変化するので、電化コイル１２及び１
３によって磁化器１０に発生する磁極も周期的に変化す
る。この極性変化の周期は非常に短いので、表皮効果が
現われ、厚板鋼板１中の磁束はその表層部分に集中す
る。これにより、比較的小さい電力で、厚板鋼板１の欠
陥検出に必要な部分だけを磁化することができる。

【００２４】撮像装置５０は、検光子４０を介して入射
する二次元画像光を走査しながら撮像する。撮像装置５
０が出力する画像信号は、Ａ／Ｄ変換器５１によってデ
ジタル信号に変換され、極性変換器５２に印加される。
極性変換器５２は、発振器６１が出力する方形波信号の
極性を検出する極性検出器６３の出力によって制御され
る。極性変換器５２が出力する画像信号は、フレ−ムバ
ッファ５３と加算器５４に印加される。加算器５４は、
極性変換器５２が出力する画像信号とフレ−ムバッファ
５３が出力する画像信号とを加算し、その結果を画像処
理装置５５に出力する。画像処理装置５５は、画像信号
に所定の画像処理を施し、処理の結果を欠陥弁別器５６
に出力する。欠陥弁別器５６は、欠陥の有無を識別す
る。モニタＴＶ５７は、画像処理前の画像，画像処理後
の画像，欠陥弁別結果等をその二次元表示画面に表示す
ることができる。

【００２５】撮像装置５０によって撮像される２次元画
像の例を、図５及び図６に示す。これらは、人工的に作
られた表面欠陥を含む厚板表面部に、ファラデ−効果素
子２０を対向させた時に得られた画像であり、図５は、
厚板鋼板１の磁化極性が正の場合の画像であり、図６は
それから磁化極性変化周期の半周期後の、つまり磁化極
性が負の場合の画像である。画像中の全域にわたって見
られる模様は、ファラデ−効果素子２０の磁区模様であ
る。

【００２６】極性変換器５２は、画像信号の極性（ポジ
／ネガ）を切換える回路であり、極性検出器６３の出力
する信号に従ってポジ／ネガを切換え、磁化極性変化周
期の半周期毎に、ポジ画像とネガ画像とを交互に出力す
る。従って例えば、厚板鋼板１の磁化極性が正の時には
ポジ画像が出力され、厚板鋼板１の磁化極性が負の時に
はネガ画像が出力される。

【００２７】図７は、図６の画像のネガ画像を示してい
る。図７を参照すると、磁区模様の白黒が反転してお
り、また欠陥部分の白黒の割合いは磁化極性が逆の画像
（図５）と同様になっているのが分かる。そこでこの実
施例では、図５のような画像と図７のような画像とを加
算器５４で加算することによって、ノイズである磁区模
様の成分を打ち消すようにしている。

【００２８】フレ−ムバッファ５３は、磁化極性変化周
期の半周期毎に、それまでに記憶していた画像の出力と
新しい画像の書き込みとを同時に行なう。従って加算器
５４には、極性変換器から出力される最新の画像と、半
周期前の画像とが同時に印加されるが、それらのうち一
方は反転されたネガ画像であり、他方は反転されないポ
ジ画像であり、しかも両者は磁化極性が逆であるので、
図５のような画像と図７のような画像とを同じタイミン
グで加算することができる。

【００２９】この加算によって得られる画像は、例えば
図８の最上部に示すようになり、磁区模様の成分はほと
んど消え、しかも欠陥部分のコントラストが倍増する。
図８の中央部に示す波形は、加算によって得られる画像
の１ラインの信号レベル変化を示しているが、欠陥の有
無を識別するためには、更に信号を処理する必要があ
る。

【００３０】そこで次の画像処理装置５５で、様々な信
号処理を実施している。即ち、ロ−パスフィルタ処理，
画像の縦方向の平均化処理，及びハイパスフィルタ処理
を実施している。ロ−パスフィルタ処理（平滑化）によ
って、磁区模様の残留成分が更に減衰され、縦方向の平
均化処理によって、欠陥信号のＳ／Ｎ比が改善され、ハ
イパスフィルタ処理によって、磁化器による緩やかな垂
直磁界分布によって生じる画像の輝度むらを低減するこ
とができる。この処理の結果、図８の最下部に示す信号
波形が得られ、この信号が次の欠陥弁別器５６に印加さ
れる。欠陥弁別器５６は、図８の最下部に示す信号のよ
うな比較的大きなレベル変化を、欠陥として識別する。

【００３１】次に、図４に示すマイクロコンピュ−タＣ
ＰＵの動作について説明する。このマイクロコンピュ−
タＣＰＵは、主として磁束密度決定処理７３と磁化電流
決定処理７４を実行するものであり、その具体的な内容
は図１２に示されている。即ち、磁束密度決定処理７３
では、間隙Ｇ１を入力し、次に予めメモリ上に用意され
たテ−ブル１を参照し、Ｇ１に対応付けられる値Ｍ１
を、最適磁束密度として決定する。

【００３２】図９は、実験により得られたデ−タであ
り、ファラデ−効果素子と検査対象鋼板表面との間隙の
大きさ（Ｇ１）を示す軸と該鋼板内の磁束密度を示す軸
とでなる二次元空間上に、等Ｓ／Ｎ曲線群と最適磁化曲
線を示したものである。図９を参照すると、欠陥検出信
号のＳ／Ｎ比は、間隙及び磁束密度に依存して大きく変
化することが分かる。即ち、間隙Ｇ１の変化に伴なっ
て、最適磁化曲線に沿うように磁束密度を変化させれ
ば、最も高いＳ／Ｎ比が得られる。

【００３３】従って、マイクロコンピュ−タＣＰＵのテ
−ブル１には、図９の最適磁化曲線に相当する様々な間
隙とそれらの各々に対応する磁束密度との関係が、予め
記憶されている。従って、入力されたＧ１をパラメ−タ
としてテ−ブル１を参照することによって、直ちに最適
磁束密度Ｍ１が得られる。

【００３４】再び図１２を参照する。磁化電流決定処理
７４では、まず間隙センサ７２から間隙Ｇ２を入力し、
プロセスコンピュ−タ７８から寸法及び鋼種の情報を入
力する。次のステップ８５では、予めメモリ上に用意さ
れたテ−ブル２を参照し、間隙Ｇ２によって最適磁束密
度Ｍ１を補正し、補正した値をＭ２とする。また次のス
テップ８６では、予めメモリ上に用意されたテ−ブル３
を参照し、検査対象鋼板の寸法によって最適磁束密度Ｍ
２を補正し、補正した値をＭ３とする。更に次のステッ
プ８７では、予めメモリ上に用意されたテ−ブル４を参
照し、検査対象鋼種によって最適磁束密度Ｍ３を補正
し、補正した値をＭ４とする。続くステップ８８では、
予めメモリ上に用意されたテ−ブル５を参照し、磁束密
度Ｍ４に対応付けられる電流値Ｃ＋を求める。そして最
後のステップ８９では、電流値Ｃ＋及びＣ−をラッチ７
５に出力する。電流値Ｃ−は、Ｃ＋の符号のみを反転し
た負の値である。

【００３５】図１１は、様々な深さの人工欠陥が鋼板に
存在する場合の、磁極と鋼板表面との間隙（Ｇ２）と鋼
板内の磁束密度との関係を測定した結果を示している。
図１１を参照すると、電気コイル１２及び１３に流す電
流が一定であっても、間隙Ｇ２の変化に伴なって、磁束
密度が変化することが分かるので、磁束密度を目標値に
維持するためには、間隙Ｇ２の変化に伴なって電気コイ
ル１２及び１３に流す電流を補償する必要がある。この
補償を施すための変換テ−ブルがテ−ブル２である。

【００３６】また鋼板の寸法、特に厚みに関しては、そ
れの変化は鋼板内の磁束分布の変化につながる。従って
電気コイル１２及び１３に流す電流が一定であっても、
寸法が変化すると磁束密度が変化する。従って、磁束密
度を目標値に維持するために、寸法の変化に応じた補償
を施す必要がある。この補償を施すための変換テ−ブル
がテ−ブル３である。同様に、鋼板の鋼種が変わると、
比透磁率等が変化するので、磁束密度が変化する。従っ
て、磁束密度を目標値に維持するために、鋼種の変化に
応じた補償を施す必要がある。この補償を施すための変
換テ−ブルがテ−ブル４である。

【００３７】電気コイル１２及び１３に流す電流の大き
さと磁束密度との間には、例えば図１０に示すような相
関がある。このような相関の情報がテ−ブル５に予め記
憶されている。従って、目標とする磁束密度Ｍ４をパラ
メ−タとしてテ−ブル５を参照することにより、設定す
べき電流の値Ｃ＋を直ちに求めることができる。

【００３８】なお上記実施例では、様々な情報を予め記
憶したテ−ブルを参照して各種補償を実施しているが、
例えば実験の結果などによって予め定めた計算式を用い
ても同様な補償を実施しうる。また実施例では、最適磁
束密度を補償した結果から電流値を求めているが、補償
する前の最適磁束密度から電流値を求めた後で、その電
流値を補償してもよい。

【００３９】更に、実施例では比較的簡単な構造の単一
の倣い機構を用いて、欠陥検査装置の全体が鋼板の表面
に倣うように構成してあるが、磁極（１１ｅ，１１ｆ）
とファラデ−効果素子とをそれぞれ独立した倣い機構で
支持するように構成した方が、ファラデ−効果素子と鋼
板との間隙の変化を小さくでき実用的になる。

【００４０】

【発明の効果】以上のとおり本発明によれば、検査対象
物の表面とファラデ−効果素子手段との間隙の大きさを
検出する第１の間隙検出手段と、検査対象物の表面と磁
化手段との間隙の大きさを検出する第２の間隙検出手段
を設け、それらが検出した間隙の大きさに応じて、磁化
手段を付勢する励磁電流の大きさを補償するように制御
しているので、例えば厚板鋼板のようにその振動によっ
て表面位置が常時変化する検査対象物を検査する場合で
あっても、検出信号のＳ／Ｎ比の劣化を防止し、常時高
い信頼性で欠陥を検出しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例で用いる磁化器１０の外観を示す斜視
図である。

【図２】実施例の欠陥検査装置の主要部の外観を示す
正面図である。

【図３】図２の欠陥検査装置の主要部の外観を示す側
面図である。

【図４】欠陥検査装置の電気回路の構成を示すブロッ
ク図である。

【図５】撮像装置５０が撮像する画像の例を示す平面
図である。

【図６】図５の半周期後の画像を示す平面図である。

【図７】図６の画像のネガ画像を示す平面図である。

【図８】処理前及び処理後の画像の輝度変化を示す波
形図である。

【図９】等Ｓ／Ｎ比曲線と最適磁化曲線を示すグラフ
である。

【図１０】磁化電流と磁束密度の相関を示すグラフで
ある。

【図１１】磁極と鋼板の間隙Ｇ２と磁束密度の相関を
示すグラフである。

【図１２】ＣＰＵの動作を示すフロ−チャ−トであ
る。

【符号の説明】

１：厚板鋼板１ａ：表面２：車輪１０：磁化器１１：コア１１ａ，１１ｂ，１１
ｃ，１１ｄ：辺１１ｅ，１１ｆ：突起１１ｇ：開口部１２，１３：電気コイル２０：ファラデ−効果
素子３０：投光器３１：白色ランプ３２：拡散板３３：偏光板４０：検光子４５：バンドパスフィ
ルタ５０：撮像装置５１：Ａ／Ｄ変換器５２：極性変換器５３：フレ−ムバッフ
ァ５４：加算器５５：画像処理装置５６：欠陥弁別器５７：モニタＴＶ６０：受光器６１：発振器６２：ストロボ電源６３：極性検出器６４：電力増幅器６５：移相器７１，７２：間隙センサ７３：磁束密度決定処
理７４：磁化電流決定処理７５：ラッチ７６：デ−タセレクタ７７：Ｄ／Ａ変換器７８：プロセスコンピュ−タＣＰＵ：マイクロコン
ピュ−タ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】検査対象物の少なくとも表層部を磁化す
る磁化手段；検査対象物の磁化される面の近傍に配置さ
れ、それが受ける磁界に応じてそれを透過する光の偏光
面を回転する、ファラデ−効果素子手段；直線偏光の光
を、前記ファラデ−効果素子手段の面に照射する、照明
手段；前記ファラデ−効果素子手段からの反射光を、枠
体中央の開口部を介して受光する検光子；該検光子の近
傍に配置され、検光子を通った光の強度から検査対象物
上の欠陥を検出する、欠陥検出手段；前記磁化手段及び
ファラデ−効果素子手段を支持し、それらを検査対象物
の表面近傍に位置決めする、ならい手段；検査対象物の
表面とファラデ−効果素子手段との間隙の大きさを検出
する、第１の間隙検出手段；検査対象物の表面と磁化手
段との間隙の大きさを検出する、第２の間隙検出手段；
前記第１の間隙検出手段の検出した間隙の大きさに基づ
いて、目標磁束密度を決定する磁束密度決定手段；及び
該磁束密度決定手段が決定した目標磁束密度と前記第２
の間隙検出手段の検出した間隙の大きさに基づいて、最
適な励磁電流を決定し、決定された励磁電流で前記磁化
手段を付勢する、励磁電流決定手段；を備える磁気光学
欠陥検査装置。
【請求項２】前記磁束密度決定手段は、各々の間隙の
大きさに対して欠陥検出信号のＳ／Ｎ比が最大になる時
の磁束密度の大きさを求める計算式もしくは定数テ−ブ
ルを予め保持し、第１の間隙検出手段の検出した間隙の
大きさに対して、欠陥検出信号のＳ／Ｎ比が最大になる
磁束密度を求め、それを目標磁束密度とする前記請求項
１記載の磁気光学欠陥検査装置。
【請求項３】前記励磁電流決定手段は、更に検査対象
物の寸法及び鋼種の情報を入力し、それらに応じて最適
な励磁電流を決定する、前記請求項１記載の磁気光学欠
陥検査装置。