JP2003240761A - 磁性金属被検体の表層欠陥又は表面欠陥の検出方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁性金属被検体の表面や表層部に存在し、長
さ方向に長く、幅方向には微小な大きさを有する微小欠
陥を検出能力良く検出することができる磁性金属被検体
の表面欠陥と表層欠陥の検出方法を提供する。 【解決手段】 磁化電源３により、磁化器４のコイルに
交流電流を供給し、鋼板１の表面付近を集中的に磁化す
る。そして、鋼板１の外部に漏洩する磁束を２つの磁気
センサ５ａ、５ｂで検出する。これらの出力を差動増幅
器６に導き、その出力を位相検波器７に入力して、磁化
電源３の波形に同期した（位相はずれていることあり）
信号により位相検波すると、欠陥２の大きさに応じた信
号が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁性金属板、磁性
金属帯、磁性金属管などの磁性金属材料の表面あるいは
表層に存在する、圧延方向が長辺となる細長形状の非磁
性金属介在物やスケール（酸化物）のかみ込みなどの欠
陥を精度良く検出する方法及び装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年の磁性金属製品に求められる品質レ
ベルの高度化により、表面欠陥などの有害欠陥の少ない
磁性金属材料に対する要望はますます強まっている。こ
のような磁性金属製品としては、例えば鉄鋼薄板製品で
は自動車用、製缶用の冷延鋼板、めっき鋼板などがあ
る。また厚板鋼材、鋼管などにおいても、表面近傍の欠
陥が、割れの起源となり得ることから、表面欠陥および
表層欠陥を減少させることは非常に重要である。鋼以外
の磁性金属を使用した磁性金属材料でも、表面欠陥及び
表層欠陥の有無が品質上非常に重要であることは同様で
ある。

【０００３】以下自動車用めっき鋼板を例にとってより
詳細に説明する。自動車用めっき鋼板は、製鋼工程、熱
延工程、酸洗工程、冷延工程、めっき工程、プレス工程
をとおして製造される。自動車用めっき鋼板における重
大欠陥の一つはヘゲと一般に呼ばれるもので、最終製品
（自動車）において、欠陥部がその他の健全部と明らか
に異なって見えるため、外観を損ねるという問題を引き
起こす、あるいは非常に程度のひどいものになると、プ
レス成型時にプレス機を損傷するなどという害を生じる
ものである。

【０００４】このヘゲは、製鋼工程において生じる非磁
性金属介在物に発生原因がある場合、あるいは製鋼工程
および熱延工程入り側（熱延前）における、酸化物の鋼
材内部への混入に発生原因がある場合など、全製造工程
のなかで、上工程側に起源があるとされている。このヘ
ゲは、熱間圧延、冷間圧延を経ることで、幅方向に非常
に微小で、圧延方向に長い形状に延ばされる。

【０００５】製品の品質向上のためには、プロセス改善
の結果を早期に判定することが重要であると同時に、欠
陥の発生状況を把握した上で、合格品として出荷する、
あるいは、健全な部分のみを出荷する、別の低グレード
品に転用するなど、最適な対応を取る必要がある。

【０００６】ヘゲ等の表面欠陥を検出するためには、光
学式の表面欠陥計が一般的には使用されているが、表面
に露出していない表層欠陥をも含めて検出するために
は、プローブ型渦流探傷器なども使用される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、検出す
べき欠陥が非常に小さくなってくると、従来用いられて
いた光学式の表面欠陥計やプローブ型渦流探傷器では十
分な検出能が得られないという問題がある。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、磁性金属被検体の表面や表層部に存在し、長さ
方向に長く、幅方向には微小な大きさを有する微小欠陥
を検出能力良く検出することができる磁性金属被検体の
表面欠陥と表層欠陥の検出方法及び装置を提供すること
を課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の手段は、磁性金属被検体を交流磁化し、磁束を
磁性金属被検体の略幅方向に並べて設けられた２以上の
磁気センサで検出し、検出信号の幅方向の差分信号を基
に、欠陥の検出を行うことを特徴とする磁性金属被検体
の表層欠陥又は表面欠陥の検出方法（請求項１）であ
る。

【００１０】本明細書において磁性金属被検体の幅方向
というのは、特に断らない限り当該磁性金属被検体の圧
延方向と直角な方向を意味するものである。本手段にお
いては、磁性金属被検体を交流磁束によって磁化してい
る。よって、直流磁化を用いる場合に比して表皮効果の
影響により磁束の浸透深さが制限され、磁性金属被検体
の表層部近くに集中することになる。よって、表面又は
表層部に存在する欠陥のみを効率よく検出することがで
きる。

【００１１】また、本手段においては磁束を磁性金属被
検体の幅方向に並べて設けられた２つの磁気センサセン
サで検出し、２つの磁気センサの出力の差分信号を基
に、欠陥の検出を行っている。本発明が対象としている
欠陥は、磁性金属体の長さ方向に長く、幅方向に微小な
欠陥である。このような欠陥においては、幅方向位置に
よって、検出される磁束の大きさが大きく異なる。よっ
て、幅方向に並べて配置した２つのセンサの差分信号を
求めることにより、このような欠陥の存在を知ることが
できる。

【００１２】差分信号を求めた後は、例えば、それを整
流し、整流された直流成分の大きさが閾値を超えたとき
に欠陥ありとするような信号処理により欠陥の検出を行
うことができる。整流の方法も、単に整流する方法、交
流磁化電流に同期しある位相差を有する信号により同期
検波を行う方法等、従来の渦流探傷法に用いられている
方法を適宜使用することができる。

【００１３】前記課題を解決するための第２の手段は、
前記第１の手段であって、Ｅ型形状の強磁性体の３本の
脚部を、それぞれ磁性金属被検体面に対向して略垂直
に、かつ磁性金属被検体の幅方向に略平行に並べて配置
し、中央の脚部に巻回された１次コイルに交流電流を印
加して磁性金属被検体を励磁し、外側の２つの脚部それ
ぞれに巻回された２次コイルに誘起された電圧の差分を
前記差分信号とすることを特徴とするもの（請求項２）
である。

【００１４】本手段においてはＥ型形状のヨークを有す
る磁化装置兼磁気センサを使用している。即ち、Ｅ型形
状の強磁性体の３本の脚部を、それぞれ磁性金属被検体
面に対向して略垂直に、かつ磁性金属被検体の幅方向に
略平行に並べて配置し、中央の脚部に巻回された１次コ
イルに交流電流を印加すると、中央の脚部で発生する交
流磁束は、磁性金属被検体の表面を通して両側の脚部に
向かって集中的に流れ、両側の脚部を通って中央の脚部
に戻る。即ち、磁性金属被検体の幅方向に向かう磁束が
集中的に発生する。よって、磁性金属被検体の長さ方向
（圧延方向）に長い欠陥によって、磁路が遮断され、検
出される磁束が変化しやすくなる。従って、本発明の対
象とする鋼板の長さ方向に長く、幅方向に微小な形状を
有する欠陥を効率よく検出することができる。

【００１５】前記課題を解決するための第３の手段は、
前記第１の手段又は第２の手段であって、磁性金属被検
体を交流磁化し、磁気センサを磁性金属被検体の幅方向
に走査し、走査に伴って発生する磁気センサの信号の変
化に基づいて欠陥の検出を行うことを特徴とするもの
（請求項３）である。

【００１６】本手段においては、磁気センサを磁性金属
被検体の幅方向に走査し、走査に伴って発生する磁気セ
ンサの信号の変化に基づいて欠陥の検出を行っているの
で、磁性金属被検体の幅方向の磁束の変化を検出し、そ
れに基づいて欠陥の検出を行うことができ、鋼板の長さ
方向に長く、幅方向に微小な形状を有する欠陥を効率よ
く検出することができる。

【００１７】磁化の方向としては、磁性金属被検体の幅
方向に強く磁化することが特に有効である。なお、磁性
金属被検体の走行中に検査を行う場合は、幅方向走査と
いっても、実際には斜め方向に走査していることになる
が、このような場合でも本手段の作用効果が得られるこ
とは明らかであり、本手段はこのような場合をも含むも
のである。

【００１８】前記課題を解決するための第４の手段は、
前記第３の手段であって、標準的微小欠陥時の磁気セン
サの信号波形と、実測された信号の相対関係に基づいて
欠陥の検出を行うことを特徴とするもの（請求項４）で
ある。

【００１９】標準的微小欠陥時の磁気センサの信号波形
とは、その磁気センサにより微小な標準欠陥を走査した
ときに得られる信号波形（すなわち、磁束が空間的にイ
ンパルス状に変化しているときに、その場所を走査した
場合に得られる磁気センサの信号波形）を言う。

【００２０】本手段においては、このような標準的微小
欠陥時の磁気センサの信号波形と、実測された信号波形
の相関をとる等の処理を行っている。よって、標準欠陥
と同様のパターンの信号波形が得られたときには大きな
出力が得られると共に、ノイズのように、標準欠陥と異
なるパターンの信号波形が得られても出力が大きくなら
ないようにすることができ、Ｓ／Ｎ比を大きくすること
ができる。

【００２１】前記課題を解決するための第５の手段は、
前記第３の手段又は第４の手段であって、磁気センサを
機械的に磁性金属被検体幅方向に移動させることで、磁
性金属被検体幅方向走査を行うことを特徴とするもの
（請求項５）である。

【００２２】前記課題を解決するための第６の手段は、
前記第３の手段又は第４の手段であって、磁気センサを
磁性金属被検体幅方向に複数個配置し、磁気センサを電
子的に切り替えて選択することにより、磁性金属被検体
幅方向走査を行うことを特徴とするもの（請求項６）で
ある。

【００２３】これら、第５の手段、第６の手段において
は、それぞれ機械的、電気的に走査を行っているが、い
ずれの方法でも同様の効果が得られる。特に、第６の手
段において、磁気センサを３個以上配置し、これら磁気
センサのうち隣合う２つを順次切り替えて選択して、選
択された２つの磁気センサの出力の差分を演算して、演
算された差分信号を基に欠陥の検出を行うようにすれ
ば、一つずつの磁気センサを順次切り替えて、その信号
の時間的な変化に基づいて欠陥を検出する場合に比べ
て、信号処理が簡単になる。

【００２４】前記課題を解決するための第７の手段は、
前記第１の手段であって、脚部にコイルが巻回された櫛
型形状の強磁性体の４本以上の脚部を磁性金属被検体面
に対向して略垂直に、かつ磁性金属被検体の幅方向に略
平行に並べて配置し、隣り合う３本の脚部の組の選択を
時間的に切り替えながら、選択された３本の脚部のう
ち、中央の脚部に巻回された１次コイルに交流電流を印
加して励磁し、外側の２つの脚部それぞれに巻回された
２次コイルに誘起された電圧の差分信号を基に、欠陥の
検出を行うことを特徴とするもの（請求項７）である。

【００２５】本手段においては、多数の脚部を有する櫛
形形状のヨークを使用し、その脚のうち隣り合う３本を
順次選択してＥ型形状コイルとして使用している。よっ
て、前記第２の手段と同様の作用効果を奏することがで
き、かつ、電気的なコイルの切り替えで幅方向の走査が
行えるので、可動部分が無く、構造が簡単で故障の少な
いものとすることができる。

【００２６】前記課題を解決するための第８の手段は、
前記第１の手段から第７の手段のいずれかであって、磁
性金属被検体が鋼であり、磁性金属被検体の励磁の、直
流磁化レベルが実質的にゼロに近い状態であって、交流
磁化の周波数が100kHzから10MHzの範囲であることを特
徴とするもの（請求項８）である。

【００２７】鋼の場合、問題となる表面欠陥、表層欠陥
は、表面から１０μｍ以下に集中しているので、なるべ
く磁束をこの部分に集中させることが好ましい。それに
は、磁束の浸透深さ（磁束密度が表面の１／ｅとなる深
さ）を５０μｍ程度以下とすることが適当である。鋼の
場合、直流磁化が０に近い状態では100kHz以上の周波数
であることが好ましい。また、ノイズに対する安定性の
面から、及び浸透深さがあまり浅くならないようにする
ために、交流磁化の周波数は10MHz以下とすることが好
ましく、さらには１MHz以下とすることが好ましい。

【００２８】前記課題を解決するための第９の手段は、
磁性金属被検体を交流磁化する磁化装置と、磁性金属被
検体の略幅方向に並べて設けられた２以上の磁気センサ
と、磁気センサ出力の幅方向の出力の差分を演算する演
算器と、演算された差分信号を基に欠陥の検出を行う欠
陥判定部とを有することを特徴とする磁性金属被検体の
表層欠陥又は表面欠陥の検出装置（請求項９）である。

【００２９】前記課題を解決するための第１０の手段
は、前記第９の手段であって、前記磁化装置が、磁性金
属被検体面に対向して３本の脚部を略垂直に、かつ磁性
金属被検体の幅方向に略平行に並べて配置されたＥ型形
状の強磁性体における中央の脚部に巻回された１次コイ
ルであり、前記２つの磁気センサが、前記２つの磁気セ
ンサが、前記Ｅ型形状の外側の脚部それぞれに巻回され
た２次コイルであることを特徴とするもの（請求項１
０）である。

【００３０】前記課題を解決するための第１１の手段
は、磁性金属被検体を交流磁化する磁化装置と、磁性金
属被検体の幅方向に配置された３個以上の磁気センサ
と、これら磁気センサのうち隣合う２つを電子的に切り
替えて選択する切り替え回路と、選択された２つの磁気
センサの出力の差分を演算する演算器と、演算された差
分信号を基に欠陥の検出を行う欠陥判定部とを有するこ
とを特徴とする磁性金属被検体の表層欠陥又は表面欠陥
の検出装置（請求項１１）である。

【００３１】前記課題を解決するための第１２の手段
は、脚部にコイルが巻回された櫛型形状の強磁性体の多
数の脚部が磁性金属被検体面に対向して略垂直に、かつ
磁性金属被検体の幅方向に略平行に並べて配置された櫛
形磁気センサと、当該櫛形磁気センサの隣合う３本の脚
部を順次選択し、３本の脚のうち中心の脚のコイルに交
流磁化電流を流し、両端のコイルに誘起される電圧を後
記演算器に接続する切り替え回路と、前記両端のコイル
に誘起された電圧の差分を演算する演算器と、演算され
た差分信号を基に欠陥の検出を行う欠陥判定部とを有す
ることを特徴とする磁性金属被検体の表層欠陥又は表面
欠陥の検出装置（請求項１２）である。

【００３２】これら、請求項９から請求項１２に記載の
装置においては、それぞれ、前記第１の手段、第２の手
段、第６の手段、第７の手段である磁性金属被検体の表
面欠陥と表層欠陥の検出方法を実施することができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例を
図を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形
態である欠陥検出装置の構成を示す概要図である。鋼板
１には、その幅方向に微小で長さ方向（紙面に垂直な方
向）に長い欠陥２が存在している。磁化電源３により、
磁化器４のコイルに交流電流を供給し、鋼板１の表面付
近を集中的に磁化する。図では磁束が鋼板１の幅方向に
向かって形成されるような磁化を行っているが、なるべ
くこのような磁化を行うことが好ましい。

【００３４】そして、鋼板１の外部に漏洩する磁束を２
つの磁気センサ５ａ、５ｂで検出する。この場合、磁気
センサ５ａの下に欠陥２が存在するので、この欠陥によ
り磁路が妨げられ、多くの磁束が鋼板１の外部に漏洩す
る。よって、磁気センサ５ａで検出される磁束の方が磁
気センサ５ｂで検出される磁束より多くなり、磁気セン
サ５ａの出力が磁気センサ５ｂの出力に比して大きくな
る。よって、これらの出力を差動増幅器６に導き、その
出力を位相検波器７に入力して、磁化電源３の波形に同
期した（位相はずれていることあり）信号により位相検
波すると、欠陥２の大きさに応じた信号が得られる。こ
の出力は欠陥レベル判別器８に導かれ、予め定められて
いる閾値と比較されることにより、欠陥２のレベルが判
別される。

【００３５】欠陥２は、鋼板の幅方向には微小である
が、長さ方向には長いので、鋼板の幅方向に磁化を行え
ば、遮られる磁路の幅が大きくなり、大きな欠陥信号が
得られる。また、２つのセンサの出力の差動信号で欠陥
の判別を行っているので、鋼板１に共通するノイズ（透
磁率の変化等）や外部ノイズは相殺されＳ／Ｎ比良く欠
陥の検出が可能である。

【００３６】図２に本発明の第２の実施の形態である欠
陥検出装置の構成の概要を示す。以下の図において、前
出の図に示された構成要素と同じ構成要素には、同じ符
号を付してその説明を省略することがある。この実施の
形態では、磁化器及び磁気センサとしてＥ型コイル９が
用いられている。Ｅ型コイル９のヨークは３つの脚部９
ａ、９ｂ、９ｃを有し、それぞれが鋼板１の表面に略垂
直に、かつそれぞれが鋼板１の幅方向に並ぶように、鋼
板１に対面して設けられている。

【００３７】そして、中心の脚部９ａに巻回されたコイ
ルには、磁化電源３からの交流電流が供給されて磁化さ
れている。両側の脚部９ｂ、９ｃにもコイルが巻回さ
れ、磁気センサとして使用される。脚部９ａのコイルで
発生した磁束は、鋼板１の表面近傍を通り、両側の脚部
９ｂ、９ｃを通って脚部９ａに戻る。

【００３８】そのとき、欠陥２が図のような位置に存在
すると、脚部９ａ、９ｂを通る磁束に対する磁気抵抗
が、脚部９ａ、９ｃを通る磁束に対する磁気抵抗より大
きくなり、これにより、脚部９ｂを通る磁束の磁束密度
は、脚部９ｃを通る磁束の磁束密度より小さくなる。よ
って、脚部９ｂに巻回されたコイルに誘起される電圧は
脚部９ｃに巻回されたコイルに誘起される電圧より小さ
くなり、両者を差動増幅器７に入力すると、両者の差に
対応する電圧が出力される。それを、位相検波器８に導
き、磁化電源３の波形に同期した（位相はずれているこ
とあり）信号により位相検波すると、欠陥２の大きさに
応じた信号が得られる。この出力は欠陥レベル判別器８
に導かれ、予め定められている閾値と比較されることに
より、欠陥２のレベルが判別される。

【００３９】欠陥２は、鋼板の幅方向には微小である
が、長さ方向には長いので、図のような向きにＥ型コイ
ルを配置すれば、遮られる磁路の幅が大きくなり、大き
な欠陥信号が得られる。また、２つのセンサの出力の差
動信号で欠陥の判別を行っているので、鋼板１に共通す
るノイズ（透磁率の変化等）や外部ノイズは相殺されＳ
／Ｎ比良く欠陥の検出が可能である。

【００４０】図３に本発明の第３の実施の形態である欠
陥検出装置の構成の一部を示す。この実施の形態におい
ては、図示しない磁化装置によって、鋼板１が板幅方向
に交流磁化されている。磁気センサ５を板幅方向に走査
し、その出力の時間的な変化を観察する。欠陥２が存在
すると、その部分で検出される磁束が変化するので、磁
気センサ５の出力を信号処理することにより欠陥２を検
出できる。鋼板１が長さ方向に走行している場合は、検
査範囲がジグザグの範囲になるが、磁気センサの数を増
やして走査範囲を短くし、走査速度を速くすれば、所定
長さ以上の欠陥を検出することができる。

【００４１】図４に本発明の第４の実施の形態である欠
陥検出装置の構成の一部を示す。この実施の形態におい
ても、図示しない磁化装置によって、鋼板１が板幅方向
に交流磁化されている。この実施の形態においては、鋼
板１の幅方向に多数の磁気センサ５が配置されている。
磁気センサ５の出力はスキャナに接続され、順次選択さ
れた１つの磁気センサの出力が信号処理されるようにな
っている。このようにすれば、図３における機械的走査
と同等の走査を電子的に行うことができる。この走査は
高速で行うことができるので、検出できる欠陥の長さを
短くすることができる。

【００４２】この実施の形態において、１つずつの磁気
センサ５の出力を逐次処理してその時間的変化から欠陥
を検出するのでなく、隣り合う２つずつの磁気センサ５
の出力を逐次入力し、その２つずつの磁気センサの差分
を演算し、前述のような処理により欠陥を検出するよう
にしてもよい。このようにすれば、信号そのものを時間
的に処理して欠陥を検出する必要が無く、差分信号から
直接欠陥を検出することが可能になる。

【００４３】図５に本発明の第５の実施の形態である欠
陥検出装置の構成の一部を示す。図５は、磁化装置と磁
気センサの部分を中心に図示したもので、鋼板や信号処
理回路については、図示を省略している。櫛型形状を有
する櫛型強磁性体１０の各脚部が、鋼板の表面に略垂直
に、かつ、それぞれが鋼板の幅方向に並ぶように配置さ
れている。各脚部には、コイルが巻回されている。

【００４４】このような検出装置を使用して欠陥の検出
を行うには、まず、（ａ）に示すように、図の左端の３
つの脚部を使用し、その中央の脚部１０ｂのコイルを磁
化電源３に接続して、交流磁束を発生させる。そして、
その磁束をその両側に位置する脚部１０ａ、１０ｃに巻
回されたコイルにより検出し、検出信号を差動増幅器６
に導く、以下信号処理は図２に示したものと同様に行
う。これは、櫛歯状のヨークの左側の脚部３つを、図２
に示したＥ型コイルとして使用して検出を行っているこ
と相当する。

【００４５】次に、電気経路を電子的または電気的に切
り替えて、（ｂ）に示すように、左端から２〜４個目の
脚部を利用し、脚部１０ｃに巻回されたコイルを励磁
し、その左右の脚部１０ｂ、１０ｄに巻回されたコイル
により磁束を検出する。さらに、図（ｃ）に示すよう
に、さらに一つずつ右側の脚部３本を利用して同様の検
出を行う。以下、これを繰り返せば、鋼板の幅方向に向
けて検出器を走査していることに相当し、広い幅の範囲
に渡って機械的な動きを伴うことなく走査を行うことが
できる。励磁するコイル、検出コイルの切り替えは、電
子的なスイッチを用いてもよいし、リレー等により切り
替えを行ってもよい。

【００４６】なお、図４、図５のようにセンサや櫛形の
脚部を配置した場合、さらに一組以上のセンサ列や、櫛
形形状の強磁性体を配置し、互いのセンサや櫛形の脚部
が千鳥状に配置されるようにすると、幅方向に隙間無く
欠陥の検出を行うことができる。

【００４７】図６に、標準的微小欠陥時の磁気センサの
信号波形と、実測された信号波形の関係より欠陥を検出
する方法の例を説明する。磁気センサとしては、図２に
示されたようなＥ型コイルを使用している。このような
Ｅ型コイル９を使用し、図６（ａ）に示すように鋼板１
に形成された微小標準欠陥２の上を走査すると、図６
（ｂ）に示すような波形が得られる。このような波形を
標準的微小欠陥時の磁気センサの信号波形という。この
波形の形をＧ(t) （−ｔ１≦ｔ≦ｔ１）とする。ｔ１
は、信号がでなくなるまでの時間であり、欠陥が十分小
さければ、磁気センサの形状と走査速度により定まる。
今、図２において、位相検波器から得られる信号をＦ
(t)とする。ただしｔは時間である。このとき、

【００４８】

【数１】

【００４９】を求め、この出力の大きさにより欠陥を判
別する。（１）式は、標準的微小欠陥時の磁気センサの
信号波形との相互相関を実時間でとっていることに相当
する。（１）式の結果は、（ｔ＋ｔ１）の時間タイミン
グで計算することは言うまでもない。

【００５０】よって、微小欠陥が存在する場合、（１）
式の値が大きくなり、微小欠陥の信号パターンと異なる
パターンの信号（ノイズ等）が現われても、（１）式の
値は大きくならない。よって、この方法により微小欠陥
検出のＳ／Ｎ比を上昇させることができる。

【００５１】なお、図６（ｂ）のような波形が得られる
のは、圧延方向が長辺となる細長形状の欠陥を板幅方向
に走査しているからである。図７（ａ）に示すように、
圧延方向細長欠陥を圧延方向に走査しても、図６（ｂ）
のように大きな信号は得られず、図７（ｂ）に示すよう
に小さな出力が得られるのみである。よって、圧延方向
に走査したのでは、圧延方向細長欠陥を精度良く検出す
ることは難しい。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来の方法では検出できない微小な、磁性金属体表面あ
るいは表層に存在する圧延方向に細長形状の欠陥を検出
することが可能となる。また、くし形センサにより、コ
ンパクトで、センサ設置位置精度を容易に向上すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態である欠陥検出装置
の構成を示す概要図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態である欠陥検出装置
の構成を示す概要図である。

【図３】本発明の第３の実施の形態である欠陥検出装置
の構成を示す概要図である。

【図４】本発明の第４の実施の形態である欠陥検出装置
の構成を示す概要図である。

【図５】本発明の第５の実施の形態である欠陥検出装置
の構成を示す概要図である。

【図６】標準的微小欠陥時の磁気センサの信号波形を示
す図である。

【図７】圧延方向細長欠陥を圧延方向に走査した場合の
磁気センサの信号波形を示す図である。

【符号の説明】

１…鋼板 ２…欠陥 ３…磁化電源 ４…磁化器 ５、５ａ、５ｂ…磁気センサ ６…差動増幅器 ７…位相検波器 ８…欠陥レベル判別器 ９…Ｅ型コイル ９ａ〜９ｃ…脚部 １０…櫛型強磁性体 １０ａ〜１０ｅ…脚部

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Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性金属被検体を交流磁化し、磁束を磁
   性金属被検体の略幅方向に並べて設けられた２以上の磁
   気センサで検出し、検出信号の幅方向の差分信号を基
   に、欠陥の検出を行うことを特徴とする磁性金属被検体
   の表層欠陥又は表面欠陥の検出方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の磁性金属被検体の表層
   欠陥又は表面欠陥の検出方法であって、Ｅ型形状の強磁
   性体の３本の脚部を、それぞれ磁性金属被検体面に対向
   して略垂直に、かつ磁性金属被検体の幅方向に略平行に
   並べて配置し、中央の脚部に巻回された１次コイルに交
   流電流を印加して磁性金属被検体を励磁し、外側の２つ
   の脚部それぞれに巻回された２次コイルに誘起された電
   圧の差分を前記差分信号とすることを特徴とする磁性金
   属被検体の表層欠陥又は表面欠陥の検出方法。
3. 【請求項３】 磁性金属被検体を交流磁化し、磁気セン
   サを磁性金属被検体の幅方向に走査し、走査に伴って発
   生する磁気センサの信号の変化に基づいて欠陥の検出を
   行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の磁
   性金属被検体の表層欠陥又は表面欠陥の検出方法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の磁性金属被検体の表層
   欠陥又は表面欠陥の検出方法であって、標準的微小欠陥
   時の磁気センサの信号波形と、実測された信号の相対関
   係に基づいて欠陥の検出を行うことを特徴とする磁性金
   属被検体の表層欠陥又は表面欠陥の検出方法。
5. 【請求項５】 磁気センサを機械的に磁性金属被検体幅
   方向に移動させることで、磁性金属被検体幅方向走査を
   行うことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の磁
   性金属被検体の表層欠陥又は表面欠陥の検出方法。
6. 【請求項６】 磁気センサを磁性金属被検体幅方向に複
   数個配置し、磁気センサを電子的に切り替えて選択する
   ことにより、磁性金属被検体幅方向走査を行うことを特
   徴とする請求項３又は請求項４に記載の磁性金属被検体
   の表層欠陥又は表面欠陥の検出方法。
7. 【請求項７】 請求項１に記載の磁性金属被検体の表層
   欠陥又は表面欠陥の検出方法であって、脚部にコイルが
   巻回された櫛型形状の強磁性体の４本以上の脚部を磁性
   金属被検体面に対向して略垂直に、かつ磁性金属被検体
   の幅方向に略平行に並べて配置し、隣り合う３本の脚部
   の組の選択を時間的に切り替えながら、選択された３本
   の脚部のうち、中央の脚部に巻回された１次コイルに交
   流電流を印加して励磁し、外側の２つの脚部それぞれに
   巻回された２次コイルに誘起された電圧の差分信号を基
   に、欠陥の検出を行うことを特徴とする磁性金属被検体
   の表層欠陥又は表面欠陥の検出方法。
8. 【請求項８】 請求項１から請求項７のうちいずれか１
   項に記載の磁性金属被検体の表層欠陥又は表面欠陥の検
   出方法であって、磁性金属被検体が鋼であり、磁性金属
   被検体の励磁の、直流磁化レベルが実質的にゼロに近い
   状態であって、交流磁化の周波数が100kHzから10MHzの
   範囲であることを特徴とする磁性金属被検体の表層欠陥
   又は表面欠陥の検出方法。
9. 【請求項９】 磁性金属被検体を交流磁化する磁化装置
   と、磁性金属被検体の略幅方向に並べて設けられた２以
   上の磁気センサと、磁気センサ出力の幅方向の出力の差
   分を演算する演算器と、演算された差分信号を基に欠陥
   の検出を行う欠陥判定部とを有することを特徴とする磁
   性金属被検体の表層欠陥又は表面欠陥の検出装置。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載の磁性金属被検体の表
    層欠陥又は表面欠陥の検出装置であって、前記磁化装置
    が、磁性金属被検体面に対向して３本の脚部を略垂直
    に、かつ磁性金属被検体の幅方向に略平行に並べて配置
    されたＥ型形状の強磁性体における中央の脚部に巻回さ
    れた１次コイルであり、前記２つの磁気センサが、前記
    Ｅ型形状の外側の脚部それぞれに巻回された２次コイル
    であることを特徴とする磁性金属被検体の表層欠陥又は
    表面欠陥の検出装置。
11. 【請求項１１】 磁性金属被検体を交流磁化する磁化装
    置と、磁性金属被検体の幅方向に配置された３個以上の
    磁気センサと、これら磁気センサのうち隣合う２つを電
    子的に切り替えて選択する切り替え回路と、選択された
    ２つの磁気センサの出力の差分を演算する演算器と、演
    算された差分信号を基に欠陥の検出を行う欠陥判定部と
    を有することを特徴とする磁性金属被検体の表層欠陥又
    は表面欠陥の検出装置。
12. 【請求項１２】 脚部にコイルが巻回された櫛型形状の
    強磁性体の多数の脚部が磁性金属被検体面に対向して略
    垂直に、かつ磁性金属被検体の幅方向に略平行に並べて
    配置された櫛形磁気センサと、当該櫛形磁気センサの隣
    合う３本の脚部を順次選択し、３本の脚のうち中心の脚
    のコイルに交流磁化電流を流し、両端のコイルに誘起さ
    れる電圧を後記演算器に接続する切り替え回路と、前記
    両端のコイルに誘起された電圧の差分を演算する演算器
    と、演算された差分信号を基に欠陥の検出を行う欠陥判
    定部とを有することを特徴とする磁性金属被検体の表層
    欠陥又は表面欠陥の検出装置。