JPS58204348A - 金属物体表面探傷方法 - Google Patents

金属物体表面探傷方法

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JPS58204348A
JPS58204348A JP8769282A JP8769282A JPS58204348A JP S58204348 A JPS58204348 A JP S58204348A JP 8769282 A JP8769282 A JP 8769282A JP 8769282 A JP8769282 A JP 8769282A JP S58204348 A JPS58204348 A JP S58204348A
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JP
Japan
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light
angle
slab
irradiated
defect
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Pending
Application number
JP8769282A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Kitagawa
北川 孟
Kane Miyake
三宅 苞
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS58204348A publication Critical patent/JPS58204348A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8901Optical details; Scanning details

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金属物体表面探傷方法に係り、特に、連続鋳
造スラブ等の走行中の高−鋼材の表面欠陥tオンライン
で検出する際に用いるのに好適な、走行中の被検体のI
!面に外部から光を照射し、被検体表面による反射光を
受光して、被検体の表面欠陥を検出するようにし念金属
物体表面探傷方法の改良に関する。
搬送ラインを走行中の被検体の表面に外部から光を照射
し、被検体表面による反射光を受光して、被検体の表面
欠陥を検出するようにした光学的表向探傷方法が知られ
ている。この光学的表面探傷方法は、例えば第1図に示
す如く、被検体10の走行ライン上方の、被検体直上方
向に配置した投光器12かも被検体10表面に扇状に拡
げて同時に照射された外部光或いは飛点走査きれる外部
光を利用し、同じく被検体走行ラインの被検体重2ヒ方
向に配置した受光器14により受光される反射光(D諸
物埋置の変化(光量変化又は回折パターン等ンから、被
検体100表面欠陥を検出するものである0例えば、前
記投光器12としてレーザ光源を用いた場合には、スポ
ット状の光点を地点走査方式で被検体100幅方向に走
査し、被検体10からの反射光を光電子増倍管やシリコ
ンフォトセル等からなる受光器14で受光して、各点の
光量変化から、欠陥部の幅方向位tt−検出する。
又、前記投光器12として白色光の棒状光源を用いた場
合には、被検体10かもの反射光を、−次元イメージセ
ンサかもなる受光器14で飛偉走査方式により一点(一
画素)ずつ順に受光する。
このような光学的表面探傷方法によれば、走行中の被検
体100表面欠陥會非接触でオンライン測定できるとい
う特徴を有するが、従来は、雑音信号を欠陥信号と糾問
し、誤検出のm度が高(、実用上の障害となっていた。
又、被検体10として、例えば冷間圧延鋼板尋の常温被
検体が主として対象ときれており、連続鋳造スラブ等の
ような高温材の表面探傷にそのit用いることは、耐熱
性等の点で問題があった。更に、回転ミラ一部等、複雑
な機構t−有し、装置全体の耐熱対策及び調整が非常に
繁雑であった。
本発明は、前記従来の欠点を解消するべくなされたもの
で、走行中の被検体の&面欠陥を、高いS/N比で精度
良(検出することができ、しかも、投光器や受光器の耐
熱対策が容易な金属物体表面探傷方法を提供することを
目的とする。
本発明は、走行中の被検体の表面に外部から光を照射し
、被検体表面による反射光を受光して、被検体の表面欠
陥を検出するようにした金属物体表面探傷方法において
、被検体走行ライン側方の、被検体走行方向と直交する
斜め方向に配置した投光器から、被検体表面の法線と照
射光入射方向とのなす角度が15度〜55度となるよう
に被検体表面に外部光を照射し、被検体走行ラインの投
光器と同−側或いは/及び反対側の側方に配置した受光
器により受光される、照射光入射方向或いは/及び正反
射方向となす角度が20度以内の散乱反射光の変化から
、被検体の表面欠陥を検出するようにして、前記目的を
達成したものである。
以下本発明の詳細な説明する。
本発明は、前出第1図に示したような、投光器12によ
り走行中の被検体100表面に外部から光を照射し、被
検体10の&面による反射光を受光器14により受光し
て、被検体10のlI面欠陥を検出するようにした表面
探傷方法において、発明者等が、投光器12による照射
光入射方向と、受光器14による反射光受光方向とを種
々質えて最適な位愛関係について寮験した結果に基いて
なされたものである。
即ち、投光器12を、被検体走行ライン側方の、被検体
走行方向と直交する斜め方向に配置し、被検体表面の法
線と照射光入射方向とのなす角R’+を変化させて、被
検体走行ラインの投光器12と同一側の側方に配着した
受光器14により、照射光入射方向となす角度0.が1
0度の散乱反射光を受光し、これから被検体10の表面
欠陥を検出し次ところ、欠陥(主として縦割れ)信号の
S/N比は、第2図に示す如くとなった0図から明らか
な如く、角度θ、が15Jf〜5b度の範囲内にある場
合には、欠陥信号の8/N比が、実用上欠陥信号を弁別
し得る水準であるS/N比2.0以上となり、精度の高
い欠陥検出が可能である。
又、投光器12による照射光入射方向と被検体表面の法
線とのなす角度0.を45度に固定して、前記受光器1
4による散乱反射光受光方向と前記投光器12による照
射光入射方向とのなす角度−曾t−変化させ、散乱反射
光から検出される欠陥信号O8/N比の変化状lIIを
調べたところ、第3図に示すような結果が得られた。図
から明らかな如く、角f1が±20度以内であれば、欠
陥信号のS/N比は2.0以上であり、精度の高い欠陥
検出が可能である。
更に、投光器12による照射光入射方向を、ライン側方
の斜め方向とした場合には、第4図(4)に示す如(、
縦割れ10mの肩部かもの正反射光に近い反射光が強調
されて散乱反射光となるので、このように、投光器′1
2t−ライン側方の斜村上方に置(方法は、特に走行方
向と平行な縦割れの検出に対して有効である。第4図(
B)は、入射角度45度の場合の受光波形を示したもの
であり、ビークAが欠陥信号である。又、被検体10か
もの垂直距離が小さい状態でも、耐熱対策が容易である
。更に、投光器と反射点の距Mを大きくとる必要がな(
、現場に多いほこりの影響に拘らず、十分な光が反射点
に到達する。
伺、前記角度01をあまり小さくすると、投光視野の遠
近感が強調され、焦点合せ及び信号処理の際のアドレス
付けに支障をもたらすことがある。
一方、角度0.が太であるほど、被検体10の上下動の
影響は受けにくくなるものの、被検体10の上面に近く
なるので、特に高温材の耐熱の面では不利となる。又、
被検体10の下面を反転せずに検査する場合には投光器
12を配設するためのビットの深さを太き(する必要も
生じる。従って、上述の如き、15度〜551fの範囲
内が好ましく、特に、寮用上は、20度〜50度の範囲
がより有効である。
本発明は、上記のような知見に基いてなされたものであ
る。
以下図面を参照して、本発明に係る金属物体表面探傷方
法が採用された連続鋳造スラブの表面探傷装置の実施例
t−tf−細に説明するO本実施例は、第5図に示す如
(、連続鋳造スラブ20υ走行ライン側方のスラブ走行
方向と直交する斜め方向に配置された、連続鋳造スラブ
20表向の法紐と照射光入射方向とのなす角度θ1が、
15度〜55度となるように連続鋳造スラブ200表面
に外部光を照射するレー°ザ光源22と、該レーザ光源
22により発振されたレーザ光22mを、連続鋳造スラ
ブ20上の必要視野幅迄帯状に広げるためのシリンドリ
カルレンズ24と、スラブ走行ラインの前記レーザ光源
22と同一側の側方に配置され、照射光入射方向となす
角層θ曾が20f以内の散乱反射光を受光するための受
光力成されている。第5図において、30は、受光カメ
ラ26の受光部に配設これた、レーザ光源22から照射
されたレーザ光22mの使用波長域のみを通過させるこ
とfCよって、連続鋳造スラブ20の自発光エネルギの
影響を除去し、検出精[[めるための干渉フィルタであ
る。
前記レーザ光源22としては、例えば出力5Wのアルゴ
ンレーザを用いることができる。一般に、′i!6湛物
体t−被検体とした場合、被検体の自発光エネルギは、
赤外及びBJ視の長波長側に強いエネルギ成分を持つの
で、反射光を受光して欠陥信号を得る一合には、なるべ
く自発光成分の少ない短波長の光を投射した方が有オリ
である。アルゴンレーザは、最強波長成分が500 n
m近傍の波長を持つので、連続鋳造スラブのようなi#
ib鋼材の自発光成分の比較的弱い波長域に該当し、且
つ、この種のレーザは、連続して比較的強い出力が得ら
れるので、表面探傷の光源としてを;有効である。
前記受光カメラ26としては、例えば電荷結合デバイス
を用いた電子走g:、型イメージ七ンサが焦点面に配設
されたものを用いることができる。受光カメラのレンズ
は、被検体−受光カメラ間距離帯状投光面0幅等をこよ
り%棗47!0径に選足されている。4.2048素子
のセンサを用いて視野幅1mi検査する場合、その幾何
学的分解能は約0.5mmとなる@ 前にレーザ51i2z、シリンドリカルレンズ24等を
含む投光装置、及び、前記受光カメラ26、干渉フィル
タ30等を含む受光装置は、いずれも、連続鋳造スラブ
20の斜め方向に十分大きい距離を保って配置され、且
つ、長時間連続使用可能なように、気体或いは液体によ
る耐熱対策が施きれている。
以下、作用t−説明する。
表面温Hsoo℃以上の連続鋳造スラブ20は、製造ラ
インを矢印Bの方向にけぼ一定の速度で走行しており、
少なくとも被検面が平坦とみなし得る状態となっている
。レーザ光源22から発振されたレーザ光22&は、シ
リンドリカルレンズ24により帯状に連続鋳造スラブ2
0上に投光される。連続鋳造スラブ20の被検面によっ
て反射されたレーザ光は、干渉フィルタ301−介して
受光カメラ26に入射し、帯状光の像が、受光カメラ2
6ρ焦点面に一次元情報として入力され、信号処理回路
28で欠陥信号化されて出力される。
本実施例においては、投光器として、レーザ光源22t
−用いているので、レーザ光源22及びシリントリカル
レンズ24の部分と高温材である連続鋳造スラブ20と
のパスラインの距離、及び、連[Iftスラブ20と受
光カメラ26とのパスラインの距離を大きくとることが
可能であり、銅熱対策上一層有利である。即ち、レーザ
光は、強い指向性を持っており、そのビームが非常に小
さく、エネルギ密度が極めて高いため、距離に対する減
衰が殆んど無く、シリンドリカルレンズ24で横に広げ
ても、十分に高いエネルギ密度が得られる。
又、レーザ光の特性として、その波長成分が単一である
ので、本実施例のように、使用するレーザに適した干渉
フィルタ301に、受光カメラ26のレンズ前面に取付
けることによって、レーザ光のみを極めて選択的に受光
することが可能であり、自発光エネルギの影響を効果的
に除去することが容易である。尚、投光器の種類は、こ
れに限定ばれず、例えば、白色光を投射する水鎖灯を用
いることも可能である。
又、本寮施例においては、レーザ光源22からの光を、
連続鋳造スラブ200表面に帯状に投光し、その反射光
を、電子走査型のイメージセンサで受光して出力信号を
得るようにしているので、信号噴出し走査を、従来の機
械的走査より格段に高速化できる。従って、被検体の走
行速度が1000隔/分以上の場合でも、応答すること
が可能である。
又、光電子増倍管やシリコンフォトセル、増幅語勢で受
光器を構成した場合に比べて、受光器が小型であり、耐
湿、耐熱、#I4wI等のしやへい対策が行いやすい。
更に、*傷装置全体として、回転部分がないので、保守
も容易でるる。
伺、前記実施例においては、受光カメラ26が、スラブ
走行ラインのレーザ光源22と同一側の倒万に配置これ
、該受光カメラ26により、照射光入射方向となす角度
が20m以内の散乱反射光を受光するようにされていた
が、散乱反射光を受光する方法は、これに限だされず、
受光カメラ26を、スラブ走行ライ1ンのレーザ光源2
2と反対側の一方に配置して、前記受光カメラ26によ
り、正反射方向となす角度が20m以内の散乱反射光を
受光することも可能である。
前記実施例においては、本発明が高温材である連続鋳造
スラブの探傷に適用されていたが、本発明の適用範囲は
これに限定ばれず、より高速で走行する仕上圧延機出側
の熱延鋼帯のオンライン探傷、酸洗ラインのオンライン
探傷、冷延鋼帯、鋼板のオンライン探傷等にも同様に適
用できることは明らかである。
以上説明した通り、本発明によれば、連続鋳造スラブ等
の走行中の被検体の表面欠陥を、高いS/N比で精度良
(検出することができ、しかも、投光器や受光器の耐熱
対策も容易であるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の表面探傷方法が行われて(・る状態を
示す斜視図、第2図に工、本発明の原理を示す、被検体
表面の法線と照射光入射方向とのなす角度と、散乱反射
光の変化から検出した欠陥信号のS/N比との関係の一
例を示す線図、第3図は、同じく、照射光入射方向と散
乱反射光受光方向とのなす角度と、散乱反射光の変化か
ら検出した欠陥信号のS/N比との関係の一例を示す線
図、第4図(A)は、同じく、縦割れをMする被検体の
表面に斜め方向から照射光を入射している状態を示す断
面図、第4図(8)は、同じく散乱反射光の変化状態を
示す線図、嬉5図は、本発明に係る金属物体表面探傷方
法が採用された連続鋳造スラブの表面探m装置の実施例
の構成全示1、一部ブロック線図を含む斜視図である。 10・・・被検体、10m・・・縦割γL、、12・・
・投光器、14・・・受光器、20・・・連続鋳造スラ
ブ、22・・・レーザ光源、24・・・シリンドリカル
レンズ、26・・・受光カメラ、28・・・信号処理回
路、30・・・干渉フィルタ。 代理人  高 矢   論 (ほか1名)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (り走行中の被検体の表面に外部から光を照射し、被検
    体表面による反射光を受光して、被検体の表面欠陥全検
    出するようにした金属物体表面探傷方法において、被検
    体走行ライン側方の、被検体走行方向と直交する斜め方
    向に配置し九投光器から、被検体表面の法線と照射光入
    射方向とのなす角度が15度〜55度となるように被検
    体表面に外部光を照射し、被検体走行ラインの投光器と
    同−側或いは/及び反対側の側方に配置した受光器によ
    り受光される、照射光′人射方向或いは/及び正反射方
    向となす角度が2of:以内の散乱反射光の変化から、
    被検体の表面欠陥を検出するようにしたことを特徴とす
    る金属物体の表面探傷方法。
JP8769282A 1982-05-24 1982-05-24 金属物体表面探傷方法 Pending JPS58204348A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61152965U (ja) * 1985-03-14 1986-09-22
WO1991017009A1 (en) * 1990-05-01 1991-11-14 The Broken Hill Proprietary Company Limited The inspection of continuously cast metals
JP2008275424A (ja) * 2007-04-27 2008-11-13 Jfe Steel Kk 表面検査装置
WO2015055060A1 (zh) * 2013-10-16 2015-04-23 湖南镭目科技有限公司 一种连铸坯表面质量在线检测方法

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