CN111868515B - 电阻焊钢管内的金属残留物检测方法和装置 - Google Patents

电阻焊钢管内的金属残留物检测方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明的电阻焊钢管内的金属残留物检测方法包括：第1工序，在该第1工序，使电阻焊钢管一边在长度方向相对移动一边插通于励磁线圈，通过励磁线圈，以能将电阻焊钢管和金属残留物磁化到磁饱和状态的磁场强度将电阻焊钢管直流磁化；以及第2工序，在该第2工序，使电阻焊钢管一边在长度方向相对移动一边插通于检测线圈，将随着第1工序中的励磁线圈的直流磁化所产生的磁通的变化而在检测线圈产生的感应电动势作为检测线圈的输出信号检测，基于检测线圈的输出信号来检测存在于电阻焊钢管内的金属残留物。

Description

电阻焊钢管内的金属残留物检测方法和装置
技术领域
本发明涉及高灵敏度地检测存在于电阻焊焊接管等电阻焊钢管内的焊道屑等金属残留物的方法和装置。
本申请基于2018年3月27日在日本申请的特愿2018-060523号来主张优先权并在此援引其内容。
背景技术
电阻焊焊接管(以下，有时仅称为“焊接管”)是通过将碳钢、低合金钢、不锈钢的钢板卷成形为管状后利用电磁感应、直接通电来焊接而制造的。此时，由于在焊接部形成在焊接管的内外表面隆起的焊道(bead，焊缝)，所以，在焊接后通过切削来除去焊道。但是，有时不能完全切削尤其是焊接管的内表面侧的焊道。或者，虽然进行了切削，但有时却无法通过鼓风等而将其排出焊接管外，而作为焊道屑而残留于焊接管内。由于在该状态下作为产品来发货的话会存在问题，所以，需要在发货前检测并除去残留于焊接管内的焊道屑。
以往，作为检测残留于焊接管内的焊道屑的方法，提出了光学式、微波式、电磁式等各种方法。
光学式的检测方法是通过例如采用配置于管端附近的相机来拍摄焊接管内而检测焊道屑的方法。在该方法中，由于存在小径弯曲的焊接管的尤其是长度方向中央部分难以拍摄，所以，难以检测残留于该部分的焊道屑。另外，为了将焊接管内都摄于相机的视野内，需要将相机配置成使得相机的视轴沿着焊接管的管轴，所以，不适于一边在长度方向输送焊接管一边检测。
微波式的检测方法是例如专利文献1所记载的那样的方法：从焊接管的一方管端入射微波，通过传播到另一方管端的微波的频率调制、传播衰减来检测焊道屑。微波式的检测方法也与光学式的检测方法同样地，需要将微波的发送器、接收器配置成沿着焊接管的管轴，所以，不适于一边在长度方向输送焊接管一边检测。另外，由于微波的衰减量因焊接管的长度而异，所以，在检查长度不同的焊接管的情况下，需要必须预先知晓焊接管的长度这样的工夫。
作为电磁式的检测方法，提出了例如专利文献2、3所记载的方法。
专利文献2所记载的方法是将作为检查缺陷(损伤)的方法而公知的涡电流探伤法利用于焊道屑的检测的方法。具体地说，在专利文献2所记载的方法中，将金属管插通于磁线圈和涡电流检测线圈。并且，专利文献2所记载的方法是如下的方法：在通过磁线圈而磁化为金属管磁饱和但存在于金属管内的焊道屑并未磁饱和的程度的状态下，向涡电流检测线圈供给交流电压而感应出涡电流，测定起因于涡电流检测线圈的阻抗变化的交流电压的变化，由此检测焊道屑。
另外，专利文献3所记载的方法是与专利文献2所记载的方法近似的方法，但在如下的方面与专利文献2所记载的方法不同：设置缺陷检测用的涡电流检测线圈和焊道屑检测用的涡电流检测线圈，使焊道屑检测用的涡电流检测线圈的线圈宽度比缺陷检测用的涡电流检测线圈的线圈宽度大，由此能检测缺陷和焊道屑并辨别两者。
专利文献2、3所记载的方法均是采用涡电流探伤法来检测焊道屑的方法，将向涡电流检测线圈供给了交流电压(施加了交流电流)时的涡电流检测线圈的阻抗变化利用于焊道屑的检测。具体地说，专利文献2、3所记载的方法是采用涡电流探伤法的方法，所以，从涡电流检测线圈的输出信号中有选择地提取出与施加于涡电流检测线圈的交流电流的频率同步的信号成分(同步检波)并图示成阻抗平面。在金属管产生的涡电流是交流，受到表皮效应的影响，所以，涡电流的密度在金属管的外面最高，随着朝向金属管的内面而衰减。因此，认为关于存在于比金属管的内表面靠内侧的焊道屑的检测，利用专利文献2、3所记载的那样的涡电流探伤法的方法从本质上来说是低灵敏度的方法。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平4-215046号公报
专利文献2:日本特开平7-72263号公报
专利文献3:日本特开平7-318536号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明是为了解决上述那样的以往技术的问题点而完成的，以提供高灵敏度地检测存在于电阻焊焊接管等电阻焊钢管(以下，有时仅称为“金属管”)内的焊道屑等金属残留物的方法和装置为课题。
用于解决课题的手段
本发明者为了解决上述课题，对检测存在于金属管内的金属残留物的方法进行了积极的探讨。结果，本发明者发现通过不将供插通金属管的检测线圈用于涡电流探伤法那样的阻抗变化的测定而将其用作为捕捉通过检测线圈内的金属的截面积变化，能高灵敏度地检测存在于金属管内的金属残留物，完成了本发明。
本发明是鉴于上述情况而完成的，采用以下的方案。
(1)本发明的一个方案是检测存在于电阻焊钢管内的金属残留物的方法，包括：第1工序，在该第1工序，使所述电阻焊钢管一边在长度方向相对移动一边插通于励磁线圈，通过该励磁线圈，以能将所述电阻焊钢管和所述金属残留物磁化到磁饱和状态的磁场强度将所述电阻焊钢管直流磁化；以及第2工序，在该第2工序，使所述电阻焊钢管一边在长度方向相对移动一边插通于检测线圈，将随着所述第1工序中的所述励磁线圈的直流磁化所产生的磁通的变化而在所述检测线圈产生的感应电动势作为所述检测线圈的输出信号检测，基于所述检测线圈的输出信号来检测存在于所述电阻焊钢管内的所述金属残留物。
根据上述(1)所记载的方案，在金属管内不存在金属残留物的情况下，通过执行第1工序，由励磁线圈将金属管直流磁化到磁饱和状态。由此，在第2工序，插通于检测线圈的金属管的部位的磁通分布在与金属管的长度方向正交的剖面内大致均匀。也就是说，认为与金属管的饱和磁通密度和截面积之积成正比的磁通φp通过检测线圈内。若金属管的截面积在长度方向大致一定，则磁通φp几乎不因金属管在长度方向上的相对移动(相对于励磁线圈和检测线圈的相对移动)而产生变化。因此，在第2工序，在检测线圈几乎不产生感应电动势，检测线圈的输出信号接近0。
另一方面，在金属管内存在金属残留物的情况下，通过执行第1工序，由励磁线圈，不仅将金属管直流磁化到磁饱和状态，也将金属残留物直流磁化到磁饱和状态。由此，在金属残留物也同样地，产生与金属残留物的饱和磁通密度和截面积之积成正比的磁通φb。在第2工序，随着金属管的相对移动(相对于励磁线圈和检测线圈的相对移动)，在金属残留物的前端(焊接管的相对移动方向下游侧的端)插通于检测线圈时，磁通从磁通φp增加金属残留物的磁通φb的量，从而在检测线圈产生感应电动势。另外，在金属残留物的后端(焊接管的相对移动方向上游侧的端)通过检测线圈时，磁通从磁通φp+磁通φb减少金属残留物的磁通φb的量，从而在检测线圈产生感应电动势。因此，在第2工序，若将在检测线圈产生的感应电动势作为检测线圈的输出信号检测，则能基于该检测线圈的输出信号来高灵敏度地检测存在于金属管内的金属残留物。
根据上述(1)所记载的方案，能高灵敏度地检测存在于金属管内的金属残留物。而且，还存在如下的优点：无需专利文献2所记载的那样磁化为金属管为磁饱和但存在于金属管内的金属残量物未磁饱和的程度那样的微妙的调整。
(2)在上述(1)所记载的电阻焊钢管内的金属残留物检测方法中可以是，在所述第2工序，不向所述检测线圈施加交流电流。
在上述(2)所记载的方案的情况下，考虑不像专利文献2、3那样将检测线圈用于涡电流探伤而是仅为了监视因金属残留物的磁通而产生的感应电动势而采用检测线圈。
作为不向检测线圈施加交流电流的方案，能够例示出完全不准备与检测线圈相连的交流电源的方案、以及虽然准备交流电源却在执行第2工序时使交流电源总是不与检测线圈相连的方案。
(3)在上述(1)所记载的电阻焊钢管内的金属残留物检测方法中可以是，所述第2工序包括：向所述检测线圈施加预定频率的交流电流的交流电流施加步骤；缺陷检测步骤，在缺陷检测步骤，基于施加了所述交流电流的所述检测线圈的输出信号中以所述交流电流的频率同步检波而得到的信号成分，来检测存在于所述电阻焊钢管的缺陷；以及金属残留物检测步骤，在金属残留物检测步骤，基于施加了所述交流电流的所述检测线圈的输出信号中、通过以所述交流电流的频率为截止频率的低通滤波器的信号成分，来检测存在于所述电阻焊钢管内的所述金属残留物。
根据上述(3)所记载的方案，能够将检测线圈用于检测金属残留物，并且也用于缺陷检测用的通常的涡电流探伤。也就是说，通过执行向检测线圈施加预定频率的交流电流的交流电流施加步骤，在缺陷检测步骤，能进行采用了检测线圈的输出信号中以施加的交流电流的频率同步检波而得到的信号成分的通常的涡电流探伤。另一方面，认为在检测线圈的输出信号中的通过以施加的交流电流的频率为截止频率的低通滤波器的信号成分中支配性地包括因金属残留物的磁通而产生的感应电动势。因此，在金属残留物检测步骤，通过采用检测线圈的输出信号中通过上述的低通滤波器的信号成分，与不向检测线圈施加交流电流的上述(2)所记载的方案同样地，能检测金属残留物。
上述(3)所记载的方案是如下的方案：在向检测线圈持续施加交流电流的状态下，将检测线圈的相同输出信号分支为2个系统，一方系统进行同步检波而用于缺陷检测，另一方系统通过低通滤波器而用于金属残留物的检测。
但是，作为将检测线圈用于检测金属残留物且也用于缺陷检测用的通常的涡电流探伤的方案，不限于上述(3)所记载的方案，也考虑进行向检测线圈的交流电流的施加的通断。
(4)在上述(1)所记载的电阻焊钢管内的金属残留物检测方法中可以是，所述第2工序包括：缺陷检测步骤，在缺陷检测步骤，向所述检测线圈施加预定频率的交流电流，基于施加了所述交流电流的所述检测线圈的输出信号中以所述交流电流的频率同步检波而得到的信号成分，来检测存在于所述电阻焊钢管的缺陷；以及金属残留物检测步骤，在金属残留物检测步骤，停止向所述检测线圈的预定频率的交流电流的施加，基于停止了所述交流电流的施加的所述检测线圈的输出信号，来检测存在于所述电阻焊钢管内的所述金属残留物。
根据上述(4)所记载的方案，在缺陷检测步骤，通过向检测线圈施加预定频率的交流电流(接通施加)，能进行采用了检测线圈的输出信号中以交流电流的频率同步检波而得到的信号成分的通常的涡电流探伤。另一方面，在金属残留物检测步骤，通过停止向检测线圈的预定频率的交流电流的施加(断开施加)，与前述的(2)所记载的方案同样地，仅为了监视因金属残留物的磁通而产生的感应电动势而采用检测线圈，能基于检测线圈的输出信号来检测金属残留物。
在上述(4)所记载的方案中，只要周期性地反复进行向检测线圈的交流电流的施加的通断即可。只要不将反复周期设定得过长，则能不漏过缺陷和金属残留物双方地进行检测。
在本发明中，在仅配置一个检测线圈的情况下，检测线圈的输出信号中、因金属残留物而产生的信号成分相对于因金属管的振动等而产生金属管的中心轴和检测线圈的中心轴的偏移所导致的噪声信号成分之比(S/N比)小，从而存在无法高精度地检测金属残留物之虞。
为了避免上述的问题，采用以下的方案。
(5)在上述(1)所记载的电阻焊钢管内的金属残留物检测方法中优选的是，在所述电阻焊钢管的长度方向上配置多个所述检测线圈；所述第2工序包括：将多个所述检测线圈的相同时刻的输出信号平均化来算出第1信号的步骤(以下，将该步骤适当地称为“第1步骤”)；从多个所述检测线圈的相同时刻的输出信号减去所述第1信号来算出与多个所述检测线圈分别对应的第2信号的步骤(以下，将该步骤适当地称为“第2步骤”)；使多个所述第2信号的横轴偏移与多个所述检测线圈的分开距离相对应的量并通过将该偏移的多个所述第2信号彼此相加来算出第3信号的步骤(以下，将该步骤适当地称为“第3步骤”)；以及基于所述第3信号来检测存在于所述电阻焊钢管内的所述金属残留物的步骤(以下，将该步骤适当地称为“第4步骤”)。以下，将该优选的方法适当地称为“第1优选方法”。此外，上述横轴表示从开始造管电阻焊钢管起的距离。
根据上述的第1优选方法，在通过第3步骤而算出的第3信号中，因金属残留物而产生的信号成分的S/N比提高，能高精度地检测金属残留物。
此外，在第2工序为前述(2)所记载的方案的情况下，上述的第1优选方法的第1步骤中的“多个所述检测线圈的相同时刻的输出信号”如字面那样意味着多个检测线圈的相同时刻的输出信号。另外，在第2工序为前述(3)所记载的方案的情况下，上述的第1优选方法的第1步骤中的“多个所述检测线圈的相同时刻的输出信号”意味着多个检测线圈的相同时刻的输出信号中的通过低通滤波器的信号成分。而且，在第2工序为前述(4)所记载的方案的情况下，上述的第1优选方法的第1步骤中的“多个所述检测线圈的相同时刻的输出信号”意味着停止了交流电流的施加的多个检测线圈的相同时刻的输出信号。
另外，为了避免上述的问题，不限于如上述的第1优选方法那样使第1～第4步骤都按照该顺序来执行，也可以是省略第3步骤的方法。
也就是说，为了避免上述的问题，采用以下的方案。
(6)在上述(1)所记载的电阻焊钢管内的金属残留物检测方法中优选的是，在所述电阻焊钢管的长度方向上配置多个所述检测线圈；所述第2工序包括：将多个所述检测线圈的相同时刻的输出信号平均化来算出第1信号的步骤(与第1步骤相同的步骤)；从多个所述检测线圈的相同时刻的输出信号减去所述第1信号来算出与多个所述检测线圈分别对应的第2信号的步骤(与第2步骤相同的步骤)；以及基于多个所述第2信号中的至少任一个来检测存在于所述电阻焊钢管内的所述金属残留物的步骤(与第4步骤相关联的步骤)。以下，将该优选的方法适当地称为“第2优选方法”。
根据上述的第2优选方法，在第2信号中，因金属残留物而产生的信号成分的S/N比提高，能高精度地检测金属残留物。
此外，在第2工序为前述的上述(2)所记载的方案的情况下，上述的第2优选方法的算出第1信号的步骤中的“多个所述检测线圈的相同时刻的输出信号”如字面那样意味着多个检测线圈的相同时刻的输出信号。另外，在第2工序为前述(3)所记载的方案的情况下，上述的第2优选方法的算出第1信号的步骤中的“多个所述检测线圈的相同时刻的输出信号”意味着多个检测线圈的相同时刻的输出信号中的通过低通滤波器的信号成分。而且，在第2工序为前述(4)所记载的方案的情况下，上述的第2优选方法的算出第1信号的步骤中的“多个所述检测线圈的相同时刻的输出信号”意味着停止了交流电流的施加的多个检测线圈的相同时刻的输出信号。
另外，为了避免上述的问题，不限于上述的第1优选方法那样使第1～第4步骤都按照该顺序来执行，也可以是在最初执行与第3步骤相关联的步骤后执行与第4步骤相关联的步骤的方法。
也就是说，为了避免上述的问题，采用以下的方案。
(7)在上述(1)所记载的电阻焊钢管内的金属残留物检测方法中优选的是，在所述电阻焊钢管的长度方向上配置多个所述检测线圈；所述第2工序包括：使多个所述检测线圈的输出信号的横轴偏移与多个所述检测线圈的分开距离相对应的量并通过将该偏移的多个所述输出信号彼此相加来算出第4信号的步骤(与第3步骤相关联的步骤)；以及基于所述第4信号来检测存在于所述电阻焊钢管内的所述金属残留物的步骤(与第4步骤相关联的步骤)。以下，将该优选的方法适当地称为“第3优选方法”。此外，上述横轴表示从开始造管电阻焊钢管起的距离。
根据上述的第3优选方法，在第4信号中，因金属残留物而产生的信号成分的S/N比提高，能高精度地检测金属残留物。
此外，在第2工序为前述的上述(2)所记载的方案的情况下，上述的第3优选方法的算出第4信号的步骤中的“多个所述检测线圈的输出信号”如字面那样意味着多个检测线圈的相同时刻的输出信号。另外，在第2工序为第2方案的情况下，上述的第3优选方法的算出第4信号的步骤中的“多个所述检测线圈的输出信号”意味着多个检测线圈的相同时刻的输出信号中的通过低通滤波器的信号成分。而且，在第2工序为前述(4)所记载的方案的情况下，上述的第3优选方法的算出第4信号的步骤中的“多个所述检测线圈的输出信号”意味着停止了交流电流的施加的多个检测线圈的相同时刻的输出信号。
(8)在上述(1)～(7)的任一项所记载的电阻焊钢管内的金属残留物检测方法中可以是，通过磁轭部件来检测存在于所述电阻焊钢管内的所述金属残留物，该磁轭部件具有位于沿着所述电阻焊钢管的长度方向的一端侧并供所述电阻焊钢管插通的第1开口部、以及位于沿着所述电阻焊钢管的长度方向的另一端侧并供所述电阻焊钢管插通的第2开口部，该磁轭部件具有相对于通过所述第1开口部和所述第2开口部的轴为大致轴对称的外形，该磁轭部件包围所述励磁线圈和所述检测线圈。
根据上述(8)所记载的方案，能减少金属管的长度方向端部的死区。
(9)本发明的另一个方案是检测存在于电阻焊钢管内的金属残留物的装置，具有：励磁线圈，该励磁线圈供在长度方向上相对移动的所述电阻焊钢管插通，以能将所述电阻焊钢管和所述金属残留物磁化到磁饱和状态的磁场强度将所述电阻焊钢管直流磁化；检测线圈，该检测线圈供在长度方向上相对移动的所述电阻焊钢管插通，检测随着所述励磁线圈的直流磁化所产生的磁通的变化而产生的感应电动势并将其输出；以及检测机构，该检测机构基于所述检测线圈的输出信号来检测存在于所述电阻焊钢管内的所述金属残留物。
(10)在上述(9)所记载的电阻焊钢管内的金属残留物检测装置中，所述检测线圈在所述电阻焊钢管的长度方向上配置多个；所述检测机构具有：第1信号算出部，该第1信号算出部将多个所述检测线圈的相同时刻的输出信号平均化来算出第1信号；第2信号算出部，该第2信号算出部从多个所述检测线圈的相同时刻的输出信号减去所述第1信号来算出与多个所述检测线圈分别对应的第2信号；第3信号算出部，该第3信号算出部使多个所述第2信号的横轴偏移与多个所述检测线圈的分开距离相对应的量并通过将该偏移的多个所述第2信号彼此相加来算出第3信号；以及第1检测部，该第1检测部基于所述第3信号来检测存在于所述电阻焊钢管内的所述金属残留物。
(11)在上述(9)所记载的电阻焊钢管内的金属残留物检测装置中，所述检测线圈在所述电阻焊钢管的长度方向上配置多个；所述检测机构具有：第1信号算出部，该第1信号算出部将多个所述检测线圈的相同时刻的输出信号平均化来算出第1信号；第2信号算出部，该第2信号算出部从多个所述检测线圈的相同时刻的输出信号减去所述第1信号来算出与多个所述检测线圈分别对应的第2信号；以及第2检测部，该第2检测部基于多个所述第2信号中的至少任一个来检测存在于所述电阻焊钢管内的所述金属残留物。
(12)在上述(9)所记载的电阻焊钢管内的金属残留物检测装置中，所述检测线圈在所述电阻焊钢管的长度方向上配置多个；所述检测机构具有：第4信号算出部，该第4信号算出部使多个所述检测线圈的输出信号的横轴偏移与多个所述检测线圈的分开距离相对应的量并通过将该偏移的多个所述输出信号彼此相加来算出第4信号；以及第3检测部，该第3检测部基于所述第4信号来检测存在于所述电阻焊钢管内的所述金属残留物。
(13)在上述(9)～(12)的任一项所记载的电阻焊钢管内的金属残留物检测装置中，所述金属残留物检测装置还具有磁轭部件，该磁轭部件具有位于沿着所述电阻焊钢管的长度方向的一端侧并供所述电阻焊钢管插通的第1开口部、以及位于沿着所述电阻焊钢管的长度方向的另一端侧并供所述电阻焊钢管插通的第2开口部，该磁轭部件具有相对于通过所述第1开口部和所述第2开口部的轴为大致轴对称的外形，该磁轭部件包围所述励磁线圈和所述检测线圈。
发明效果
根据本发明，能高灵敏度地检测存在于电阻焊焊接管等电阻焊钢管内的焊道屑等金属残留物。
附图说明
图1A是说明本发明的第1实施方式的检测方法的图，示出在焊接管P内不存在焊道屑B的情况。
图1B是说明该实施方式的检测方法的图，示出在焊接管P内存在焊道屑B的情况。
图1C中，上图是示意性地表示图1B的情况下的检测线圈2的输出信号的图，下图是示意性地表示将上图所示的输出信号积分了的信号的图。
图2是说明本发明的第2实施方式的检测方法的侧视图。
图3是说明本发明的第3实施方式的检测方法的侧视图。
图4是说明本发明的第1实施方式的检测方法的第1变形例的图。
图5是示意性地说明本发明的第1实施方式的检测方法的第1变形例的第1步骤的内容的图。
图6是示意性地说明本发明的第1实施方式的检测方法的第1变形例的第2步骤的内容的图。
图7是示意性地说明本发明的第1实施方式的检测方法的第1变形例的第3步骤的内容的图。
图8是示意性地表示在本发明的第1实施方式的检测方法的第3变形例中算出的第4信号的图。
图9A是表示为了执行本发明的第4变形例的检测方法而采用的检测装置的概略构成的图，是在包含焊接管P的中心轴线的纵剖面观察的情况的剖视图。
图9B是图9A的立体图。
图10是表示通过图9A和图9B所示的第4变形例的检测方法而得到的检测线圈的输出信号的一个例子的图表。
具体实施方式
以下，适当参照附图，对本发明的实施方式的电阻焊钢管内的金属残留物检测方法(以下，适当地仅称为“检测方法”)和电阻焊钢管内的金属残留物检测装置(以下，适当地仅称为“检测装置”)进行说明。在本实施方式中，以金属残留物是焊道屑的情况为例进行说明。
本实施方式的检测方法包括第1～第3实施方式的检测方法。第1～第3实施方式的检测方法均包括直流磁化焊接管的第1工序和检测存在于焊接管内的焊道屑的第2工序，但在各实施方式的各自中第2工序的样态不同。以下，依次对第1～第3实施方式的检测方法进行说明。
＜第1实施方式＞
图1A和图1B是说明第1实施方式的检测方法的图。图1A的左图是示意性地表示在焊接管P内不存在焊道屑B的情况的磁通分布的侧视图。图1A的右图是示意性地表示图1A的左图的检测线圈2的剖面内的磁通分布的图。图1B的左图是示意性地表示在焊接管P内存在焊道屑B的情况的磁通分布的侧视图。图1B的右图是示意性地表示图1B的左图的检测线圈2的剖面内的磁通分布的图。图1C的上图是示意性地表示图1B的情况下的检测线圈2的输出信号的图，图1C的下图是示意性地表示将图1C的上图所示的输出信号积分而得的信号的图。
如图1A和图1B所示，第1实施方式的检测方法采用第1实施方式的检测装置100来执行。检测装置100具有励磁线圈1、检测线圈2和作为检测机构的电压计4。另外，检测装置100具有直流电源3。此外，在图1A和图1B所示的例子中，励磁线圈1在焊接管P的长度方向(X方向)上被分割为2个，但不限于此，也能采用未分割的单一的励磁线圈并在其内侧配置检测线圈2的构成。对后述的图2所示的检测装置100A、图3所示的检测装置100B来说也是同样的。
在第1实施方式的检测方法中，在第1工序，使焊接管P一边在长度方向上相对移动(在本实施方式中，使焊接管P相对于静止的励磁线圈1移动)一边插通于励磁线圈1，通过励磁线圈1，在能将焊接管P和焊道屑B磁化到磁饱和状态的磁场强度下将焊接管P在长度方向上直流磁化。具体地说，在励磁线圈1连接直流电源3，从直流电源3向励磁线圈1施加直流电流，以使得由通电于励磁线圈1的电流和励磁线圈1的匝数而决定的磁场强度成为能够将焊接管P和焊道屑B磁化到磁饱和状态的磁场强度。此外，磁化到磁饱和状态是指，例如以10秒以上将1个周期的交流磁化施加到材料而取得磁滞曲线，若其磁场强度的峰值处的曲线的斜度、即相对导磁率的值示出为20左右以下，则一般视为处于饱和区域。焊道屑B有时以局部地从焊接管P的内面浮起的状态存在，为了将焊道屑B磁化到磁饱和状态，直流电流是有效的。在交流电流的情况下，在交流磁场中在随着磁场的时间变化而产生的涡电流的影响下，磁通难以渗透到焊道屑B的内部，这是不言而喻的。
另外，在第1实施方式的检测方法中，在第2工序，使焊接管P一边在长度方向上相对移动(在本实施方式中，使焊接管P相对于静止的检测线圈2移动)一边插通于检测线圈2，检测伴随于第1工序中的励磁线圈1进行的直流磁化所产生的磁通的变化而在检测线圈2产生的感应电动势作为检测线圈2的输出信号，基于检测线圈2的输出信号来检测存在于焊接管P内的焊道屑B。具体地说，在检测线圈2连接电压计4，由电压计4来测定检测线圈2的输出电压，基于该测定的输出电压来检测存在于焊接管P内的焊道屑B。此外，在第1实施方式的检测方法中，不向检测线圈2施加交流电流。具体地说，在第1实施方式的检测方法中，不准备后述的第2实施方式、第3实施方式的检测方法那样的与检测线圈2相连的交流电源5。但是，本发明不限于此，也能准备交流电源5但在执行第2工序时采用使交流电源5总是不与检测线圈2相连的样态。
根据第1实施方式的检测方法，如图1A所示，在焊接管P内不存在焊道屑B的情况下，通过执行第1工序，由励磁线圈1将焊接管P直流磁化到磁饱和状态。由此，在第2工序中，插通于检测线圈2的焊接管P的部位的磁通分布在与焊接管P的长度方向正交的剖面内大致均匀。也就是说，认为与焊接管P的饱和磁通密度和截面积之积成正比的磁通φp通过检测线圈2内。若焊接管P的截面积在长度方向上大致一定，则磁通φp几乎不因焊接管P在长度方向上的相对移动(相对于励磁线圈1和检测线圈2的相对移动)而产生变化。因此，在第2工序，在检测线圈2几乎不产生感应电动势，检测线圈2的输出信号接近0。也就是说，由电压计4测定的检测线圈2的输出电压接近0。
另一方面，如图1B所示，在焊接管P内存在焊道屑B的情况下，通过执行第1工序，由励磁线圈1，不仅将焊接管P直流磁化到磁饱和状态，也将焊道屑B直流磁化到磁饱和状态。由此，在焊道屑B也同样地，产生与焊道屑B的饱和磁通密度和截面积之积成正比的磁通φb。在第2工序，随着焊接管P的相对移动，在焊道屑B的前端(焊接管P的相对移动方向下游侧的端)插通于检测线圈2时，磁通从磁通φp增加焊道屑B的磁通φb的量，从而在检测线圈2产生感应电动势。也就是说，如图1C的上图所示，由电压计4测定的检测线圈2的输出电压向一方向(在图1C所示的例子中为正方向)增加。
另外，在焊道屑B的后端(焊接管P的相对移动方向上游侧的端)通过检测线圈2时，磁通从磁通φp+磁通φb减少焊道屑的磁通φb的量，从而在检测线圈2产生感应电动势。也就是说，如图1C的上图所示，由电压计4测定的检测线圈2的输出电压向与上述一方向相反的方向(在图1C所示的例子中为负方向)增加。
因此，在第2工序，若将在检测线圈2产生的感应电动势作为检测线圈2的输出信号检测，则能基于该检测线圈2的输出信号来高灵敏度地检测存在于焊接管P内的焊道屑B。也就是说，可以将图1C的上图所示那样的检测线圈2的输出电压与例如预定的正负的阈值进行比较，在超过阈值的情况下判定为在焊接管P内存在焊道屑B(判定为超过阈值的部位为焊道屑B的端部)。另外，也可以在将图1C的下图所示那样的输出电压的积分值与预定的阈值进行比较，在超过阈值的情况下判定为在焊接管P内存在焊道屑B(判定为超过阈值的部位为焊道屑B)。
此外，检测线圈2优选从在第1工序被直流磁化的范围的焊接管P的长度方向中央部分向前半侧(焊接管P的相对移动方向下游侧)地配置。在焊接管P插通于励磁线圈1时，焊接管P的磁通密度分布变化。也就是说，在焊接管P刚突入励磁线圈1后，因涡电流效应(屏蔽效应)而妨碍磁通的浸透，但尤其是从直流磁化了的焊接管P中的长度方向中央部分到相对移动方向下游侧成为磁饱和状态。因此，通过在该磁饱和状态的范围内配置检测线圈2，能更高灵敏度地检测焊道屑B。此外，对第2实施方式和第3实施方式来说也是同样的。
根据第1实施方式的检测方法，能高灵敏度地检测存在于焊接管P内的焊道屑B。而且，还存在如下的优点：无需专利文献2所记载的那样磁化为焊接管P为磁饱和而存在于焊接管P内的焊道屑B并不磁饱和的程度那样的微妙的调整。
＜第2实施方式＞
图2是说明第2实施方式的检测方法的侧视图。
如图2所示，第2实施方式的检测方法采用第2实施方式的检测装置100A来执行。检测装置100A具有励磁线圈1、检测线圈2、作为检测机构的电压计4和低通滤波器(LPF)7。另外，检测装置100A具有直流电源3、交流电源5和同步检波器6。
第2实施方式的检测方法也包括与第1实施方式的检测方法同样的第1工序，但第2工序的样态与第1实施方式的检测方法不同。在第2实施方式的检测方法中，将检测线圈2用于检测焊道屑B，并且也用于缺陷检测用的通常的涡电流探伤。
第2实施方式的检测方法的第2工序包括交流电流施加步骤、缺陷检测步骤和焊道屑检测步骤(金属残留物检测步骤)。
在交流电流施加步骤，从交流电源5向检测线圈2施加预定频率的交流电流。施加了交流电流的检测线圈2的输出信号被分支为2个系统，一方系统被输入同步检波器6而另一方系统被输入低通滤波器(LPF)7。
在缺陷检测步骤，基于施加了交流电流的检测线圈2的输出信号中、由同步检波器6以上述交流电流的频率同步检波而得到的信号成分，来检测存在于焊接管P的缺陷。
在焊道屑检测步骤，基于施加了交流电流的检测线圈2的输出信号中、通过以上述交流电流的频率为截止频率的低通滤波器7的信号成分，来检测存在于焊接管P内的焊道屑B。具体地说，在低通滤波器7连接电压计4，由电压计4来测定通过低通滤波器7的信号成分的电压，基于该测定的电压来检测存在于焊接管P内的焊道屑B。基于电压的焊道屑B的检测方法与参照图1C而说明的第1实施方式的情况是同样的，所以，在此省略说明。
根据第2实施方式的检测方法，通过执行向检测线圈2施加预定频率的交流电流的交流电流施加步骤，能在缺陷检测步骤进行采用了检测线圈2的输出信号中以施加的交流电流的频率同步检波而得到的信号成分的通常的涡电流探伤。另一方面，认为在检测线圈2的输出信号中、通过以施加了的交流电流的频率为截止频率的低通滤波器7的信号成分中支配性地包括因焊道屑B的磁通φb而产生的感应电动势。因此，在焊道屑检测步骤，通过采用检测线圈2的输出信号中通过低通滤波器7的信号成分，与不向检测线圈2施加交流电流的第1实施方式的检测方法同样地，能检测焊道屑B。
＜第3实施方式＞
图3是说明第3实施方式的检测方法的侧视图。
如图3所示，第3实施方式的检测方法采用第3实施方式的检测装置100B来执行。检测装置100B具有励磁线圈1、检测线圈2和作为检测机构的电压计4。另外，检测装置100B具有直流电源3、交流电源5、同步检波器6和开关电路8。
第3实施方式的检测方法也包括与第1实施方式和第2实施方式的检测方法同样的第1工序，但第2工序的样态与第1实施方式和第2实施方式的检测方法不同。
在第3实施方式的检测方法中，与第1实施方式的检测方法不同，将检测线圈2用于检测焊道屑B，并且也用于缺陷检测用的通常的涡电流探伤。
另外，在第3实施方式的检测方法中，与第2实施方式的检测方法不同，不从交流电源5向检测线圈2持续施加交流电流，而是采用开关电路8来进行从交流电源5向检测线圈2的交流电流的施加的通断。
第3实施方式的检测方法的第2工序包括缺陷检测步骤和焊道屑检测步骤(金属残留物检测步骤)。
在缺陷检测步骤，开关电路8所具有的开关S1、S2分别为图3中虚线所示的状态。也就是说，为交流电源5和检测线圈2连接且检测线圈2和同步检波器6连接的状态。并且，在缺陷检测步骤，从交流电源5向检测线圈2施加预定频率的交流电流，基于施加了交流电流的检测线圈2的输出信号中、由同步检波器6以上述交流电流的频率同步检波而得到的信号成分，来检测存在于焊接管P的缺陷。
在焊道屑检测步骤，开关电路8所具有的开关S1、S2分别成为图3中实线所示的状态。也就是说，为检测线圈2从交流电源5断开且检测线圈2和电压计4连接的状态。并且，在焊道屑检测步骤，停止从交流电源5向检测线圈2的预定频率的交流电流的施加，基于停止了交流电流的施加的检测线圈2的输出信号，来检测存在于焊接管P内的焊道屑B。具体地说，与第1实施方式同样地，由电压计4来测定检测线圈2的输出电压，基于该测定的输出电压来检测存在于焊接管P内的焊道屑B。
根据第3实施方式的检测方法，在缺陷检测步骤，通过向检测线圈2施加预定频率的交流电流(接通施加)，能进行采用了检测线圈2的输出信号中以施加的交流电流的频率同步检波而得到的信号成分的通常的涡电流探伤。另一方面，在焊道屑检测步骤，通过停止向检测线圈2的预定频率的交流电流的施加(断开施加)，与第1实施方式的检测方法同样地，仅为了监视因焊道屑B的磁通φb而产生的感应电动势而采用检测线圈2，能基于检测线圈2的输出信号来检测焊道屑B。
在第3实施方式的检测方法中，以预先确定的周期来周期性地反复进行开关电路8所具有的开关S1、S2的切换、即向检测线圈2的交流电流的施加的通断即可。只要不将反复周期设定得过长，则能不漏过缺陷和焊道屑B双方地进行检测。具体地说，例如在交流频率为20kHz的情况下，以20kHz的3个周期量(＝0.15ms)程度的间隔来周期性地反复通断即可。
在以上说明的第1～第3实施方式的检测方法中，均以配置一个检测线圈2的情况为例，但在仅配置一个检测线圈2的情况下，检测线圈2的输出信号中、因焊道屑B而产生的信号成分相对于因焊接管P的振动等而产生焊接管P的中心轴和检测线圈2的中心轴的偏移所导致的噪声信号成分之比(S/N比)小，从而存在无法高精度地检测焊道屑B之虞。
为了高精度地检测焊道屑B，优选在焊接管P的长度方向上配置多个检测线圈2并对各检测线圈2的输出信号实施预定的信号处理。以下，对该优选的方法，以适用于第1实施方式的检测方法的情况为例进行说明。
图4是说明第1实施方式的检测方法的第1变形例的图。
如图4所示，第1实施方式的检测方法的第1变形例采用检测装置100D来执行。检测装置100D具有励磁线圈1、多个(在图4所示的例子中为3个)检测线圈2a、2b、2c、作为检测机构的多个(与检测线圈相同数量。在图4所示的例子中为3个)电压计4a、4b、4c和信号处理装置9。将由电压计4a～4c测定的输出电压(检测线圈2a～2c的输出信号)输入信号处理装置9，由信号处理装置9来实施信号处理(后述的第1～第4步骤)。另外，检测装置100D具有直流电源3和激光多普勒速度计10。
第1实施方式的检测方法的第1变形例在第2工序执行以下的第1～第4步骤。
[第1步骤]
在第1步骤，信号处理装置9将检测线圈2a～2c的相同时刻的输出信号(由电压计4a～4c测定的输出电压)平均化来算出第1信号。检测机构具有第1信号算出部，该第1信号算出部将多个检测线圈的相同时刻的输出信号平均化来算出第1信号。
图5是示意性地说明第1步骤的内容的图。图5(a)示出检测线圈2a的输出信号，图5(b)示出检测线圈2b的输出信号，图5(c)示出检测线圈2c的输出信号，图5(d)示出平均化信号。图5所示的各信号的横轴是距离。后述的图6～图8所示的各信号也是同样的。例如，将由激光多普勒速度计10检测的焊接管P的相对移动速度输入信号处理装置9，信号处理装置9对该输入的相对移动速度和时间进行累计来算出距离。此外，各信号的横轴也可以不是用距离而是用时间来表示。
如图5(a)～(c)所示，因产生焊接管P的中心轴和检测线圈2a～2c的中心轴的偏移所导致的噪声信号成分不论在哪个检测线圈2a～2c中都是在相同时刻产生。而与之相对地，焊道屑B的前端(焊接管P的相对移动方向下游侧的端)插通于检测线圈2a～2c时产生的信号成分(以下，适当地称为“焊道屑前端信号成分”)在位于焊接管P的相对移动方向的最上游侧的检测线圈2a最早产生，接着在检测线圈2b产生，最后在位于最下游侧的检测线圈2c产生。
假设不论在哪个检测线圈2a～2c中噪声信号成分的电压都相同且焊道屑前端信号成分的电压也相同(电压V)，则如图5(d)所示，在将检测线圈2a～2c的相同时刻的输出信号平均化而算出的第1信号中，噪声信号成分的电压不变化而焊道屑前端信号成分的电压为1/3V。
[第2步骤]
在第2步骤，信号处理装置9将检测线圈2a～2c的相同时刻的输出信号减去在第1步骤算出的第1信号来算出与检测线圈2a～2c相对应的第2信号。检测机构具有第2信号算出部，该第2信号算出部将从多个检测线圈的相同时刻的输出信号减去第1信号来算出与多个检测线圈分别对应的第2信号。
图6是示意性地说明第2步骤的内容的图。图6(a)示出算出检测线圈2a的第2信号的过程，图6(b)示出算出检测线圈2b的第2信号的过程，图6(c)示出算出检测线圈2c的第2信号的过程。
如图6(a)～(c)所示，不论对哪个检测线圈2a～2c的第2信号来说，噪声信号成分的电压理想的是0，焊道屑前端信号成分(正侧的成分)的电压为2/3V。
[第3步骤]
在第3步骤，信号处理装置9使检测线圈2a～2c的第2信号的横轴偏移与检测线圈2a～2c的分开距离相对应的量，通过将该偏移的检测线圈2a～2c的在第2步骤算出的第2信号彼此相加来算出第3信号。检测机构具有第3信号算出部，该第3信号算出部使多个第2信号的横轴偏移与多个检测线圈的分开距离相对应的量，将该偏移的多个第2信号彼此相加，从而算出第3信号。
图7是示意性地说明第3步骤的内容的图。图7(a)示出检测线圈2a的第2信号，图7(b)示出检测线圈2b的第2信号偏移了的状态，图7(c)示出检测线圈2c的第2信号偏移了的状态，图7(d)示出第3信号。
预先知晓检测线圈2a～2c的分开距离(参照图4)并预先输入到信号处理装置9。例如，以检测线圈2a的位置(焊接管P的长度方向上的位置)为基准，将检测线圈2b相对于检测线圈2a的分开距离Δab和检测线圈2c相对于检测线圈2a的分开距离Δac预先输入信号处理装置9。并且，例如，在各检测线圈2a～2c的第2信号的横轴是距离，以检测线圈2a的第2信号为基准，将检测线圈2b的第2信号和检测线圈2c的第2信号的横轴偏移的情况下，检测线圈2b的第2信号中的焊道屑前端信号成分(正侧的成分)相对于检测线圈2a的第2信号中的焊道屑前端信号成分(正侧的成分)偏移(延迟)分开距离Δab地产生，所以，如图7(b)所示，从虚线所示的位置偏移(提早)到实线所示的位置。同样地，检测线圈2c的第2信号中的焊道屑前端信号成分(正侧的成分)相对于检测线圈2a的第2信号中的焊道屑前端信号成分(正侧的成分)偏移(延迟)分开距离Δac地产生，所以，如图7(c)所示，从点线所示的位置偏移(提早)到实线所示的位置。
此外，在各检测线圈2a～2c的第2信号的横轴是时间的情况下，只要将输入到信号处理装置9的由激光多普勒速度计10检测的焊接管P的相对移动速度和时间进行累计来算出距离后与上述同样地进行减法运算即可。
如上述那样偏移的检测线圈2a～2c的第2信号中的焊道屑前端信号成分(正侧的成分)的横轴的位置一致，所以，如图7(d)所示，在将它们相加而算出的第3信号中，焊道屑前端信号成分(正侧的成分)的电压为2V。
在以上的说明中，以检测线圈2为3个的情况为例进行了说明，但一般来说，在检测线圈2的数量为N(N≥2)的情况下，图5(d)所示的第1信号中的焊道屑前端信号成分的电压为(1/N)V。在此情况下，图6(a)～(c)所示的第2信号中的焊道屑前端信号成分(正侧的成分)的电压为(1-1/N)V。另外，图7(d)所示的第3信号中的焊道屑前端信号成分(正侧的成分)的电压为N(1-1/N)V＝(N-1)V。因此，成为检测线圈2的原来的输出信号中的焊道屑前端信号成分的电压V(参照图5(a))的(N-1)倍。为了使第3信号中的焊道屑前端信号成分(正侧的成分)的电压比原来的输出信号中的焊道屑前端信号成分的电压大，优选使N≥3。
[第4步骤]
在第4步骤，信号处理装置9基于在第3步骤算出的第3信号来检测存在于焊接管P内的焊道屑B。检测机构具有第1检测部，该第1检测部基于第3信号来检测存在于焊接管P内的焊道屑B。在第3信号中，噪声信号成分的电压理想的是0，焊道屑前端信号成分(正侧的成分)的电压为原来的电压的(N-1)倍，所以，S/N比提高，能高精度地检测焊道屑B。
在以上说明的第1实施方式的检测方法的第1变形例中，第1～第4步骤都按照该顺序来执行，但也可以是省略了第3步骤的变形例。
也就是说，第1实施方式的检测方法的第2变形例在第2工序执行以下的各步骤(1)～(3)。
(1)信号处理装置9将检测线圈2a～2c的相同时刻的输出信号平均化从而算出第1信号的步骤(与第1步骤相同的步骤)。
(2)信号处理装置9将从检测线圈2a～2c的相同时刻的输出信号减去第1信号从而算出与检测线圈2a～2c相对应的第2信号的步骤(与第2步骤相同的步骤)。
(3)信号处理装置9基于多个第2信号中的至少任一个来检测存在于焊接管P内的焊道屑B的步骤(与第4步骤相关联的步骤)。
此外，检测机构具有第2检测部，该第2检测部基于多个第2信号中的至少任一个来检测存在于焊接管P内的焊道屑B。
根据上述的第1实施方式的检测方法的第2变形例，基于图6(a)～(c)所示的检测线圈2a～2c的第2信号中的至少任一个来检测焊道屑B。如前述那样，无论对哪个检测线圈2a～2c的第2信号来说都同样地，噪声信号成分的电压理想的是0，而焊道屑前端信号成分(正侧的成分)的电压只不过降低到2/3V，所以，S/N比提高，能高精度地检测焊道屑B。
另外，在以上说明的第1实施方式的检测方法的第1变形例中，第1～第4步骤都按照该顺序来执行，但也可以是在最初执行与第3步骤相关联的步骤后执行与第4步骤相关联的步骤的变形例。
也就是说，第1实施方式的检测方法的第3变形例在第2工序执行以下的各步骤(4)和(5)。
(4)信号处理装置9使检测线圈2a～2c的输出信号的横轴偏移与检测线圈2a～2c的分开距离相对应的量、将该偏移的检测线圈2a～2c的输出信号彼此相加、由此算出第4信号的步骤(与第3步骤相关联的步骤)。
(5)信号处理装置9基于第4信号来检测存在于焊接管P内的焊道屑B的步骤(与第4步骤相关联的步骤)。
此外，检测机构具有第4信号算出部和第3检测部，该第4信号算出部使多个检测线圈的输出信号的横轴偏移与多个检测线圈的分开距离相对应的量、将该偏移的多个输出信号彼此相加由此算出第4信号，该第3检测部基于第4信号来检测存在于焊接管P内的焊道屑B。
根据上述的第1实施方式的检测方法的第3变形例，基于图8所示的第4信号来检测焊道屑B。如图8所示，在第4信号中，噪声信号成分的电压不变化而焊道屑前端信号成分的电压为3V。因此，S/N比提高，能高精度地检测焊道屑B。
此外，在以上的说明中，对于优选在焊接管P的长度方向配置多个检测线圈2并对各检测线圈2的输出信号实施预定的信号处理的方法(第1～第3变形例)，以适用于第1实施方式的检测方法的情况为例进行了说明，但本发明不限于此，也能适用于第2实施方式和第3实施方式的检测方法。
在适用于第2实施方式的检测方法的情况下，将图2所示的电压计4和低通滤波器7配置与检测线圈2相同的数量，将由各电压计4测定的测定电压输入信号处理装置9，在第1变形例的情况下执行前述的第1～第4步骤，在第2变形例的情况下执行前述的步骤(1)～(3)，在第3变形例的情况下执行前述的步骤(4)和(5)即可。
另外，在适用于第3实施方式的检测方法的情况下，将图3所示的电压计4配置与检测线圈2相同的数量，将由各电压计4测定的测定电压输入信号处理装置9，在第1变形例的情况下执行前述的第1～第4步骤，在第2变形例的情况下执行前述的步骤(1)～(3)，在第3变形例的情况下执行前述的步骤(4)和(5)即可。
在以上说明的第1～第3实施方式和第1～第3变形例的检测方法中，采用供金属管P插通的贯通型的励磁线圈作为励磁线圈1。在贯通型的励磁线圈1单体中，产生的磁通的磁路为开磁路，所以，金属管P的磁化状态因金属管P的长度方向端部的位置而异。也就是说，为了得到一定的磁化状态，需要金属管P的长度方向端部距励磁线圈1的端部足够远。换言之，有在金属管P的长度方向端部存在无法高灵敏度地检测焊道屑B的区域(死区)之虞。为了在金属管P的整个长度方向都高灵敏度地检测焊道屑B，希望尽可能地减少该死区。为此，无论对在第1～第3实施方式和第1～第3变形例的检测方法的哪个情况下，都优选设置包围励磁线圈1和检测线圈2的预定的磁轭部件。以下，对该变形例(第4变形例)进行具体说明。
图9A和图9B是表示为了执行第4变形例的检测方法而采用的检测装置100E的概略构成的图。图9A是表示检测装置所具有的励磁线圈1、检测线圈2、线圈架(bobbin)50和磁轭部件30的概略构成的图，是在包含焊接管P的中心轴线的纵剖面观察的情况的剖视图。图9B是图9A的立体图。图9B的左图示出除去了构成磁轭部件30的一方的部件片的状态，右图示出并未除去构成磁轭部件30的一方的部件片的状态。
如图9A所示，第4变形例的检测装置100E除了励磁线圈1、检测线圈2和线圈架50之外还具有磁轭部件30。此外，虽然在图9A和图9B中省略了图示，但根据第4变形例的磁轭部件30适用于第1～第3实施方式和第1～第3变形例的哪一个，检测装置100E具有其它构成要素。例如，在适用于第1实施方式的情况下，检测装置100E除了具有励磁线圈1、检测线圈2、磁轭部件30和线圈架50之外还具有直流电源3和电压计4作为构成要素。
励磁线圈1卷绕于焊接管P通过内部的中空的线圈架50的外表面。从直流电源3向励磁线圈1施加直流电流，将焊接管P在X方向上直流磁化，从而产生磁通φ。此外，在图9A和图9B中，用虚线图示出磁通φ。另外，图9B的左图所图示的磁通φ是在励磁线圈1的内侧产生的磁通。
检测线圈2也与励磁线圈1同样地卷绕于线圈架50的外表面。但是，检测线圈2在线圈架50的外表面的X方向中央位置处卷绕于励磁线圈1的内侧。
磁轭部件30具有位于沿着焊接管P的相对移动方向(X方向)的上游侧(一端侧)并供焊接管P插通的第1开口部31、以及位于沿着焊接管P的相对移动方向的下游侧(另一端侧)并供焊接管P插通的第2开口部32。图9A所示的第1开口部31和第2开口部32在从X方向观察时为大致圆形。磁轭部件30具有相对于通过第1开口部31和第2开口部32的轴(X方向的中心轴)为大致轴对称的外形。励磁线圈1和检测线圈2由磁轭部件30、第1开口部31和第2开口部32所包围。
图9A和图9B所示的磁轭部件30的外形为球状，由分别具有半球状的外形的第1部件片30a和第2部件片30b构成。具体地说，第1部件片30a中分别形成第1开口部31和第2开口部32的第1部位31a和第2部位32a(在从X方向观察时为大致半圆状的部位)、以及第2部件片30b中分别形成第1开口部31和第2开口部32的第3部位31b和第4部位32b(在从X方向观察时为大致半圆状的部位)分别与形成于线圈架50的端部的凸缘部51的槽嵌合。由此，第1部件片30a和第2部件片30b一体化而形成具有球状的外形的磁轭部件30。第1部件片30a和第2部件片30b的在焊接管P的相对移动方向(X方向)上游侧的端部、即第1部件片30a和第2部件片30b各自中的形成第1开口部31的第1部位31a和第3部位31b，比励磁线圈1和检测线圈2中的焊接管P的相对移动方向(X方向)上游侧的端部靠上游侧。另外，第1部件片30a和第2部件片30b的在焊接管P的相对移动方向(X方向)下游侧的端部、即第1部件片30a和第2部件片30b各自中的形成第2开口部32的第2部位32a和第4部位32b，比励磁线圈1和检测线圈2中的焊接管P的相对移动方向(X方向)下游侧的端部靠下游侧。而且，第1开口部31和第2开口部32比磁轭部件30的中央附近靠近焊接管P。由此，励磁线圈1和检测线圈2由磁轭部件30、第1开口部31和第2开口部32所包围。
此外，图9A和图9B所示的磁轭部件30的外形为球状，但不限于此，例如只要是旋转椭圆体、圆柱等具有大致轴对称的外形，则能采用各种构成。另外，图9A和图9B所示的磁轭部件30除了第1开口部31和第2开口部32之外，不再具有开口。但是，如果由于在焊道屑B产生的磁通大而磁轭部件30无需严格的轴对称性，那么也能例如在磁轭部件30的周向(绕中心轴的方向)的一部分形成沿着中心轴延伸的缝隙部来谋求磁轭部件30的轻量化。
如以上说明的那样，第4变形例的检测装置100E具有包围励磁线圈1和检测线圈2的大致轴对称的外形的磁轭部件30，所以，能将通过励磁线圈1的磁化而在焊接管P产生的磁通φ的磁路(参照图9A和图9B)不论在焊接管P的周向的哪个部位都强制性地导入磁轭部件30。也就是说，在焊接管P产生的磁通φ的磁路为闭磁路，所以，难以如开磁路的情况那样焊接管P的磁化状态受到焊接管P的端部的位置的影响，从而能减少管端部的死区。另外，在焊接管P产生的磁通φ不论在焊接管P的周向的哪个部位都为大致均匀，所以，不论在焊接管P的周向的哪个部位存在焊道屑B，都能高灵敏度地检测焊道屑B。
实施例
以下，对利用图9A和图9B所示的第4变形例的检测方法的焊道屑B的检测例进行说明。
以从直径160mm的铁球挖出直径100mm的球相当部分而得的结构来制造磁轭部件30的壁厚为30mm的磁轭部件30。在磁轭部件30设置位于焊接管P的相对移动方向(X方向)上游侧的第1开口部31、以及位于焊接管P的相对移动方向下游侧的第2开口部32。第1开口部31和第2开口部32的直径均为55mm。在磁轭部件30的第1开口部31的相对移动方向(X方向)上游侧和第2开口部32的相对移动方向(X方向)下游侧配置用于抑制焊接管P的轨迹的辊(未图示)。该辊将焊接管P进行相对移动(相对于励磁线圈1和检测线圈2的相对移动)时的上下左右方向的轨迹变动抑制在距焊接管P的中心轴为半径1mm的范围内。在该磁轭部件30中插通长度为1m、外径为35mm、壁厚为3mm的焊接管P。以距焊接管P的前端(相对移动方向下游侧的端)为200mm的位置位于磁轭部件30的X轴方向中央的方式配置焊接管P。在该焊接管P的内侧插入剖面为1mm×2mm、长度为900mm的焊道屑B。固定成焊道屑B的后端(相对移动方向上游侧的端)距焊接管P的后端(相对移动方向上游侧的端)为100mm的位置。励磁线圈1的匝数(匝数的总计)为200圈，检测线圈2的匝数为20圈。从直流电源3向励磁线圈1通电10A的直流电流而将焊接管P和焊道屑B直流磁化。在该状态下，使焊接管P在长度方向上以1m/sec的速度移动。
图10是表示通过上述说明的条件的第4变形例的检测方法而得到的检测线圈2的输出信号的一个例子的图表。具体地说，图10是焊道屑B的后端通过检测线圈2时得到的检测线圈2的输出信号的一个例子。图10的纵轴表示检测线圈2的输出电压，横轴表示以预定的采样间距采样了输出信号波形时的采样号码。
如图10所示，检测线圈2的输出电压在焊道屑B的后端通过检测线圈2时显著降低。因此，能将检测线圈2的输出电压与例如预定的负的阈值进行比较，在超过阈值(比阈值小)的情况下判定为在焊接管P内存在焊道屑B(判定为超过阈值的部位为焊道屑B的后端)。
产业上的可利用性
根据本发明，能高灵敏度地检测存在于电阻焊焊接管等电阻焊钢管内的焊道屑等金属残留物。故而，本发明的产业上的可利用性大。
标号说明
1···励磁线圈
2、2a、2b、2c···检测线圈
3···直流电源
4、4a、4b、4c···电压计
5···交流电源
6···同步检波器
7···低通滤波器
8···开关电路
9···信号处理装置
30···磁轭部件
100、100A、100B、100C、100D、100E···检测装置
P···金属管(焊接管)
B···金属残留物(焊道屑)

Claims (13)

1.一种电阻焊钢管内的金属残留物检测方法，是检测存在于电阻焊钢管内的金属残留物的方法，其特征在于，包括：
第1工序，在该第1工序，使所述电阻焊钢管一边在长度方向相对移动一边插通于励磁线圈，通过该励磁线圈，以能将所述电阻焊钢管和所述金属残留物磁化到磁饱和状态的磁场强度将所述电阻焊钢管直流磁化；以及
第2工序，在该第2工序，使所述电阻焊钢管一边在长度方向相对移动一边插通于检测线圈，将随着所述第1工序中的所述励磁线圈的直流磁化所产生的磁通的变化而在所述检测线圈产生的感应电动势作为所述检测线圈的输出信号检测，基于所述检测线圈的输出信号来检测存在于所述电阻焊钢管内的所述金属残留物。
2.如权利要求1所述的电阻焊钢管内的金属残留物检测方法，其特征在于，
在所述第2工序，不向所述检测线圈施加交流电流。
3.如权利要求1所述的电阻焊钢管内的金属残留物检测方法，其特征在于，
所述第2工序包括：
向所述检测线圈施加预定频率的交流电流的交流电流施加步骤；
缺陷检测步骤，在缺陷检测步骤，基于施加了所述交流电流的所述检测线圈的输出信号中的以所述交流电流的频率同步检波而得到的信号成分，来检测存在于所述电阻焊钢管的缺陷；以及
金属残留物检测步骤，在金属残留物检测步骤，基于施加了所述交流电流的所述检测线圈的输出信号中的通过以所述交流电流的频率为截止频率的低通滤波器的信号成分，来检测存在于所述电阻焊钢管内的所述金属残留物。
4.如权利要求1所述的电阻焊钢管内的金属残留物检测方法，其特征在于，
所述第2工序包括：
缺陷检测步骤，在缺陷检测步骤，向所述检测线圈施加预定频率的交流电流，基于施加了所述交流电流的所述检测线圈的输出信号中的以所述交流电流的频率同步检波而得到的信号成分，来检测存在于所述电阻焊钢管的缺陷；以及
金属残留物检测步骤，在金属残留物检测步骤，停止向所述检测线圈的预定频率的交流电流的施加，基于停止了所述交流电流的施加的所述检测线圈的输出信号，来检测存在于所述电阻焊钢管内的所述金属残留物。
5.如权利要求1所述的电阻焊钢管内的金属残留物检测方法，其特征在于，
在所述电阻焊钢管的长度方向上配置多个所述检测线圈；
所述第2工序包括：
通过将多个所述检测线圈的相同时刻的输出信号平均化来算出第1信号的步骤；
通过从多个所述检测线圈的相同时刻的输出信号减去所述第1信号来算出与多个所述检测线圈分别对应的第2信号的步骤；
以某一所述检测线圈为基准，将其他各所述检测线圈的所述第2信号的横轴偏移与该检测线圈相对于成为基准的所述检测线圈的分开距离相对应的量，并将该偏移了的各所述第2信号与成为基准的所述检测线圈的所述第2信号彼此相加来算出第3信号的步骤；以及
基于所述第3信号来检测存在于所述电阻焊钢管内的所述金属残留物的步骤。
6.如权利要求1所述的电阻焊钢管内的金属残留物检测方法，其特征在于，
在所述电阻焊钢管的长度方向上配置多个所述检测线圈；
所述第2工序包括：
通过将多个所述检测线圈的相同时刻的输出信号平均化来算出第1信号的步骤；
通过从多个所述检测线圈的相同时刻的输出信号减去所述第1信号来算出与多个所述检测线圈分别对应的第2信号的步骤；以及
基于多个所述第2信号中的至少任一个来检测存在于所述电阻焊钢管内的所述金属残留物的步骤。
7.如权利要求1所述的电阻焊钢管内的金属残留物检测方法，其特征在于，
在所述电阻焊钢管的长度方向上配置多个所述检测线圈；
所述第2工序包括：
以某一所述检测线圈为基准，将其他各所述检测线圈的所述输出信号的横轴偏移与该检测线圈相对于成为基准的所述检测线圈的分开距离相对应的量，并将该偏移了的各所述输出信号与成为基准的所述检测线圈的所述输出信号彼此相加来算出第4信号的步骤；以及
基于所述第4信号来检测存在于所述电阻焊钢管内的所述金属残留物的步骤。
8.如权利要求1至7中任一项所述的电阻焊钢管内的金属残留物检测方法，其特征在于，
通过磁轭部件来检测存在于所述电阻焊钢管内的所述金属残留物，该磁轭部件具有位于沿着所述电阻焊钢管的长度方向的一端侧并供所述电阻焊钢管插通的第1开口部、以及位于沿着所述电阻焊钢管的长度方向的另一端侧并供所述电阻焊钢管插通的第2开口部，该磁轭部件具有相对于通过所述第1开口部和所述第2开口部的轴为大致轴对称的外形，该磁轭部件包围所述励磁线圈和所述检测线圈。
9.一种电阻焊钢管内的金属残留物检测装置，是检测存在于电阻焊钢管内的金属残留物的装置，其特征在于，具有：
励磁线圈，该励磁线圈供在长度方向上相对移动的所述电阻焊钢管插通，以能将所述电阻焊钢管和所述金属残留物磁化到磁饱和状态的磁场强度将所述电阻焊钢管直流磁化；
检测线圈，该检测线圈供在长度方向上相对移动的所述电阻焊钢管插通，检测随着所述励磁线圈的直流磁化所产生的磁通的变化而产生的感应电动势而输出；以及
检测机构，该检测机构基于所述检测线圈的输出信号来检测存在于所述电阻焊钢管内的所述金属残留物。
10.如权利要求9所述的电阻焊钢管内的金属残留物检测装置，其特征在于，
所述检测线圈在所述电阻焊钢管的长度方向上配置多个；
所述检测机构具有：
第1信号算出部，该第1信号算出部通过将多个所述检测线圈的相同时刻的输出信号平均化来算出第1信号；
第2信号算出部，该第2信号算出部通过从多个所述检测线圈的相同时刻的输出信号减去所述第1信号来算出与多个所述检测线圈分别对应的第2信号；
第3信号算出部，该第3信号算出部通过以某一所述检测线圈为基准，将其他各所述检测线圈的所述第2信号的横轴偏移与该检测线圈相对于成为基准的所述检测线圈的分开距离相对应的量，并将该偏移了的各所述第2信号与成为基准的所述检测线圈的所述第2信号彼此相加来算出第3信号；以及
第1检测部，该第1检测部基于所述第3信号来检测存在于所述电阻焊钢管内的所述金属残留物。
11.如权利要求9所述的电阻焊钢管内的金属残留物检测装置，其特征在于，
所述检测线圈在所述电阻焊钢管的长度方向上配置多个；
所述检测机构具有：
第1信号算出部，该第1信号算出部通过将多个所述检测线圈的相同时刻的输出信号平均化来算出第1信号；
第2信号算出部，该第2信号算出部通过从多个所述检测线圈的相同时刻的输出信号减去所述第1信号来算出与多个所述检测线圈分别对应的第2信号；以及
第2检测部，该第2检测部基于多个所述第2信号中的至少任一个来检测存在于所述电阻焊钢管内的所述金属残留物。
12.如权利要求9所述的电阻焊钢管内的金属残留物检测装置，其特征在于，
所述检测线圈在所述电阻焊钢管的长度方向上配置多个；
所述检测机构具有：
第4信号算出部，该第4信号算出部通过以某一所述检测线圈为基准，将其他各所述检测线圈的所述输出信号的横轴偏移与该检测线圈相对于成为基准的所述检测线圈的分开距离相对应的量，并将该偏移了的各所述输出信号与成为基准的所述检测线圈的所述输出信号彼此相加来算出第4信号；以及
第3检测部，该第3检测部基于所述第4信号来检测存在于所述电阻焊钢管内的所述金属残留物。
13.如权利要求9至12中任一项所述的电阻焊钢管内的金属残留物检测装置，其特征在于，
还具有磁轭部件，该磁轭部件具有位于沿着所述电阻焊钢管的长度方向的一端侧并供所述电阻焊钢管插通的第1开口部、以及位于沿着所述电阻焊钢管的长度方向的另一端侧并供所述电阻焊钢管插通的第2开口部，该磁轭部件具有相对于通过所述第1开口部和所述第2开口部的轴为大致轴对称的外形，该磁轭部件包围所述励磁线圈和所述检测线圈。
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