JP2018044796A - 磁気探傷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】校正用サンプルを準備した後に、確性用サンプルを再度準備しなければならないので、校正及び確性テストの時間が長くなる。【解決手段】磁気探傷装置は、検出部、校正ロール及び制御部を備える。検出部は磁気に応じた検出信号を出力する複数のセンサユニットを有する。校正ロールは前記検出部の前記検出信号を校正するための校正用サンプル及び前記校正用サンプルによって校正された前記検出部の性能を評価する確性テストをするための確性用サンプルを保持する。制御部は前記校正用サンプル及び前記確性用サンプルが前記校正ロールに設置された状態で、前記確性用サンプルを探傷する一のセンサユニットから前記検出信号を取得して前記確性用サンプルの欠陥を検出する確性テスト処理と、前記校正用サンプルを探傷する他のセンサユニットから前記検出信号を取得して他のセンサユニットの前記検出信号を校正する校正値を生成する校正処理とを実行する。【選択図】図１

Description

実施形態は、磁気探傷装置に関する。

磁気によって鋼板等の被検査板を探傷して欠陥の有無を検査する磁気探傷装置が知られている。磁気探傷装置は、被検査板の欠陥による磁気の変化を磁気センサで検出することによって、欠陥を検出する。このような磁気探傷装置では、磁気センサが劣化するので、校正用サンプルによって磁気センサを検査して校正するとともに、内部欠陥は表面からは確認できない為、確性用サンプルを用いて確性テストが実施される。

特開２０１６−６１７０９号公報

しかしながら、上述の技術では、校正用サンプルを準備した後に、確性用サンプルを再度準備しなければならないので、校正及び確性テストの時間が長くなるといった課題がある。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、実施形態の磁気探傷装置は、検出部、校正ロール及び制御部を備える。検出部は磁気に応じた検出信号を出力する複数のセンサユニットを有する。校正ロールは前記検出部の前記検出信号を校正するための校正用サンプル及び前記校正用サンプルによって校正された前記検出部の性能を評価する確性テストをするための確性用サンプルを保持する。制御部は前記校正用サンプル及び前記確性用サンプルが前記校正ロールに設置された状態で、前記確性用サンプルを探傷する一のセンサユニットから前記検出信号を取得して前記確性用サンプルの欠陥を検出する確性テスト処理と、前記校正用サンプルを探傷する他のセンサユニットから前記検出信号を取得して他のセンサユニットの前記検出信号を校正する校正値を生成する校正処理とを実行する。

図１は、実施形態にかかる磁気探傷装置の全体構成を示す正面図である。 図２は、実施形態にかかる磁気探傷装置の全体構成を示す斜視図である。 図３は、検出部及び校正部の拡大側面図である。 図４は、センサユニットの平面図である。 図５は、校正用サンプルの平面図である。 図６は、磁気探傷装置の制御系を示すブロック図である。 図７は、制御部が実行する校正・確性処理のフローチャートである。 図８は、校正ロールが初期位置に移動した状態の図である。 図９は、校正処理部が実行するステップＳ１０４の校正処理のフローチャートである。 図１０は、欠陥検出部が実行するステップＳ１１０の確性テスト処理のフローチャートである。 図１１は、欠陥検出部によって確性テスト位置に位置合わせされた確性用サンプルの図である。 図１２は、ステップＳ１１０の確性テスト処理を説明する図である。

以下の例示的な実施形態や変形例には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、同様の構成要素には共通の符号が付されるとともに、重複する説明が部分的に省略される。実施形態や変形例に含まれる部分は、他の実施形態や変形例の対応する部分と置き換えて構成されることができる。また、実施形態や変形例に含まれる部分の構成や位置等は、特に言及しない限りは、他の実施形態や変形例と同様である。

＜実施形態＞
図１は、実施形態にかかる磁気探傷装置１０の全体構成を示す正面図である。図２は、実施形態にかかる磁気探傷装置１０の全体構成を示す斜視図である。図１及び図２に矢印で示すＸＹＺをＸＹＺ方向とする。

磁気探傷装置１０は、薄い鋼板等の被検査板９０を搬送しつつ、被検査板９０の表面または内部の凹み等の欠陥９２を検出する。図１及び図２に示すように、磁気探傷装置１０は、架台１２と、検査部１４と、校正部１６と、探傷部１８と、制御部２０とを備える。

架台１２は、天板、底板及び天板と底板とを連結する脚部等を有する。架台１２は、検査部１４、校正部１６、探傷部１８、及び、制御部２０を保持する。

検査部１４は、円柱形状の検査ロール２２及び押圧ロール２４を有する。

検査ロール２２は、搬送ロールの一例である。検査ロール２２は、非磁性体材料を含む。検査ロール２２は、回転可能に架台１２に保持されている。検査部１４の回転軸は、円柱形状の中心軸である。検査ロール２２は、後述する検査用モータ７３によって回転される。押圧ロール２４は、被検査板９０を検査ロール２２へと押圧して、被検査板９０に張力を付与する。検査ロール２２は、押圧ロール２４によって張力が付与された被検査板９０をＹ方向に搬送する。従って、Ｙ方向は、搬送方向である。

校正部１６は、支持台２６と、校正ロール２８と、校正用サンプル３０と、校正用モータ３２と、校正移動部３４とを有する。

支持台２６は、架台１２に取り付けられている。

校正ロール２８は、円柱形状に構成されている。校正ロール２８は、非磁性体材料を含む。校正ロール２８は、支持台２６に回転可能に支持されている。校正ロール２８の回転軸は、円柱形状の中心軸である。校正ロール２８の回転軸は、検査ロール２２の回転軸の延長線上に配置されている。校正ロール２８の直径は、検査ロール２２の直径と等しい。従って、校正ロール２８の外周は、検査ロール２２の外周のＸ方向上となる。例えば、校正ロール２８の上端は、検査ロール２２の上端と同じ高さ位置（即ち、Ｚ方向の位置）である。Ｘ方向（即ち、回転軸方向）における校正ロール２８の幅は、校正用サンプル３０の幅及び確性用サンプル３１の幅の和よりも大きい。これにより、校正ロール２８は、外周部で、校正用サンプル３０及び確性用サンプル３１を同時に保持する。

校正用サンプル３０は、探傷部１８の検出部４２の検出信号を校正するための板である。校正用サンプル３０は、磁性体材料を含む。

確性用サンプル３１は、校正用サンプル３０によって校正された検出部４２の性能を評価する確性テストをするための板である。確性用サンプル３１は、磁性体材料を含む。確性用サンプル３１には、被検査板９０と同様の欠陥９２が形成されている。

校正用モータ３２は、校正ロール２８の回転軸に連結されている。校正用モータ３２は、校正ロール２８を回転させる。

校正移動部３４は、ガイド部材３５と、校正部移動モータ３６とを有する。

ガイド部材３５は、例えば、Ｘ方向に延びるレールである。ガイド部材３５は、支持台２６をＸ方向に沿ってガイドする。

校正部移動モータ３６は、例えば、サーボモータである。校正部移動モータ３６は、校正ロール２８、校正用サンプル３０、確性用サンプル３１、及び、校正用モータ３２を支持する支持台２６をＸ方向に沿って移動させる。Ｘ方向は、検査ロール２２及び校正ロール２８の回転軸が延びる方向であり、被検査板９０の搬送方向であるＹ方向と交差（例えば、直交）する方向である。例えば、校正部移動モータ３６は、校正テスト及び確性テストにおいて、図１に実線で示す位置と点線で示す位置との間で支持台２６を移動させる。

探傷部１８は、検査ロール２２によって搬送されている被検査板９０の表面及び内部の欠陥９２を検出する。探傷部１８は、検査部１４及び校正部１６よりも上方に配置されている。探傷部１８は、探傷移動部３８と、検出部４２を有する。

探傷移動部３８は、架台１２に設けられている。探傷移動部３８は、検出部４２を保持する。探傷移動部３８は、Ｘ方向に沿って、検出部４２を移動させる。図１に実線で示す検出部４２の位置を検査位置とし、点線で示す検出部４２の位置を校正位置とする。

検出部４２は、探傷移動部３８に保持されている。検出部４２は、複数のセンサユニット４４_１、４４_２、４４_３・・・を有する。本実施形態では、センサユニット４４の個数は、１０個とする。尚、各センサユニット４４_１、４４_２、４４_３・・・を区別する必要がない場合、センサユニットの符号を“４４”とする。複数のセンサユニット４４は、Ｘ方向、即ち、検査ロール２２及び校正ロール２８の中心軸の延びる方向に配列されている。センサユニット４４は、磁気に応じた検出信号（例えば、電圧値）を出力する。センサユニット４４は、例えば、被検査板９０の探傷において、被検査板９０の欠陥９２によって変化する磁気を検出して、当該磁気に応じた検出信号を出力する。

制御部２０は、磁気探傷装置１０の制御全般を司る。例えば、制御部２０は、被検査板９０を探傷しているセンサユニット４４から検出信号を取得して、欠陥９２の有無、位置及びサイズを判定する。また、制御部２０は、校正用サンプル３０及び確性用サンプル３１が校正ロール２８に設置された状態で、確性用サンプル３１を探傷する一のセンサユニット４４（例えば、センサユニット４４_１）から検出信号を取得して確性用サンプル３１の欠陥９２を検出する確性テスト処理と、校正用サンプル３０を探傷する他のセンサユニット４４（例えば、センサユニット４４_２）から検出信号を取得して他のセンサユニット４４の検出信号を校正する校正値を生成する校正処理とを実行する。例えば、制御部２０は、いずれかのセンサユニット４４に校正処理を実行した後（例えば、直後）、当該センサユニット４４から取得した確性用サンプル３１の検出信号を校正値で校正して確性テスト処理を実行してよい。この場合、制御部２０は、当該センサユニット４４の校正処理と、確性テスト処理とを連続して行ってよい。

図３は、検出部４２及び校正部１６の拡大側面図である。図３に示すように、検出部４２は、ヨーク４６と、一対の磁化コイル４８ａ、４８ｂと、複数のセンサユニット４４とを有する。

ヨーク４６は、中空状に構成されている。ヨーク４６は、側面視において、下方が凸状のほぼ五角形状に構成されている。従って、ヨーク４６は、天板、天板の一端から下方に延びる一方の側板、天板の他端から下方に延び一方の側板と対向する他方の側板、一方の側板の下端部から斜め下方に延びる一方の傾斜板、及び、他方の側板の下端部から斜め下方に延びる他方の傾斜板とを有する。ヨーク４６の下端部は開口している。

一対の磁化コイル４８ａ、４８ｂは、ヨーク４６に巻かれている。具体的には、一方の磁化コイル４８ａは、ヨーク４６の一方の側板に巻かれている。他方の磁化コイル４８ｂは、ヨーク４６の他方の側板に巻かれている。磁化コイル４８ａ、４８ｂは、電流が供給されると、例えば、白抜き矢印で示す方向の磁束をヨーク４６の内部に生じさせる。これにより、磁化コイル４８ａ、４８ｂは、ヨーク４６の下端部の開口の下方を搬送される校正用サンプル３０、確性用サンプル３１、及び、被検査板９０の内部に磁気Ｍｇを生じさせる。

センサユニット４４は、ヨーク４６の下端の開口部に設けられている。センサユニット４４は、ヨーク４６から被検査板９０へと通る磁気Ｍｇを検出する。

校正ロール２８は、ロール本体５０と、保持具５２とを有する。

ロール本体５０は、ほぼ円柱状に形成されている。ロール本体５０の外周の一部には、保持用凹部５１が形成されている。保持用凹部５１は、ロール本体５０の外周の他の領域から窪んでいる。

保持具５２は、ロール本体５０に巻かれた校正用サンプル３０及び確性用サンプル３１を保持する。具体的には、保持具５２は、保持用凹部５１に挿入された校正用サンプル３０及び確性用サンプル３１の両端部をロール本体５０に固定する。

図４は、センサユニット４４の平面図である。図４に示すように、センサユニット４４は、複数の磁気センサ５４_１、５４_２、５４_３・・・を有する。磁気センサ５４_１、５４_２、５４_３・・・を区別する必要がない場合、磁気センサの符号を“５４”とする。磁気センサ５４は、例えば、ホール素子である。磁気センサ５４は、ヨーク４６から漏れ、校正用サンプル３０、確性用サンプル３１、及び、被検査板９０の内部を通過する磁気Ｍｇを検出する。これにより、磁気センサ５４は、校正用サンプル３０、確性用サンプル３１、及び、被検査板９０の内部の欠陥９２に起因する磁気Ｍｇの変化または乱れを検出する。磁気センサ５４は、検出した磁気Ｍｇに対応する電圧値を制御部２０へ出力する。

複数の磁気センサ５４は、３列のセンサ列５６ａ、５６ｂ、５６ｃ・・・に配列されている。尚、各センサ列５６ａ、５６ｂ、５６ｃを区別する必要がない場合、センサ列の符号を“５６”とする。各センサ列５６の磁気センサ５４は、Ｘ方向に配列されている。各センサ列５６は、６７個の磁気センサ５４を有する。具体的には、センサ列５６ａは、６７個の磁気センサ５４_３ｍ−２を有する。センサ列５６ｂは、６７個の磁気センサ５４_３ｍ−１を有する。センサ列５６ｃは、６７個の磁気センサ５４_３ｍを有する。但し、ｍ＝１、２、・・・、６７とする。各センサユニット４４は、２０１個の磁気センサ５４を有する。換言すれば、各センサユニット４４は、２０１Ｃｈの出力を有する。

センサ列５６は、Ｙ方向（即ち、搬送方向）において互いに異なる位置に配置されている。従って、一のセンサ列５６（例えば、センサ列５６ａ）の磁気センサ５４の位置は、Ｙ方向において、他のセンサ列５６（例えば、センサ列５６ｂ）の磁気センサ５４の位置と異なる。ここで、各センサ列５６における磁気センサ５４のＸ方向における配置間隔を“Ｐ”とする。配置間隔Ｐの一例は、３ｍｍである。

一のセンサ列５６（例えば、センサ列５６ａ）の磁気センサ５４は、隣接するセンサ列５６（例えば、センサ列５６ｂ）の磁気センサ５４と、Ｘ方向において異なる位置に配置されている。ここで、一のセンサ列５６の磁気センサ５４（例えば、センサ列５６ａの磁気センサ５４_１）と隣接するセンサ列５６の磁気センサ５４（例えば、センサ列５６ｂの磁気センサ５４_２）とのＸ方向における間隔をピッチ間隔ＰＣとする。全てのピッチ間隔ＰＣが等しく、センサユニット４４がｎ列のセンサ列５６を有する場合、ピッチ間隔ＰＣはＰ／ｎとなる。従って、センサ列５６が３列の場合、ピッチ間隔ＰＣは、Ｐ／３（例えば、１ｍｍ）となる。この場合、各センサユニット４４の磁気センサ５４が形成された領域のＸ方向の幅は、少なくとも２００ｍｍとなる。

図５は、校正用サンプル３０の平面図である。図５に示す校正用サンプル３０は、ＸＹ平面に配置した状態であり、校正ロール２８に校正用サンプル３０が巻かれた状態では図５に示すＹ方向はＺ方向にもなる。図５に示すように、校正用サンプル３０には、校正用欠陥としての複数の基準穴５８が形成されている。

複数の基準穴５８は、Ｘ方向に沿った複数（例えば、４列）の列６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄに配列されている。列６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄを区別する必要がない場合、列の符号を“６０”とする。列６０ａ、６０ｂには、例えば、それぞれ１０個の基準穴５８が形成されている。列６０ｃ、６０ｄには、例えば、それぞれ３個の基準穴５８が形成されている。同じ列６０の基準穴５８は、同じ直径を有する。異なる列６０の基準穴５８は、異なる直径を有する。例えば、最も＋Ｙ側の列６０ａの基準穴５８の直径は０．２ｍｍ、列６０ｂの基準穴５８の直径は０．１ｍｍ、列６０ｃの基準穴５８の直径は０．０５ｍｍ、列６０ｄの基準穴５８の直径は０．０３５ｍｍである。尚、全ての基準穴５８が校正用でなくてもよく、例えば、列６０ａ、６０ｂの基準穴５８が校正用であって、列６０ａ、６０ｂの基準穴５８が検出性能確認用であってもよい。

各列６０のＸ方向の全幅Ｐｔ０は、一定である。全幅Ｐｔ０は、Ｘ方向の一端の基準穴５８の中心と他端の基準穴５８の中心との距離である。列６０ａ、６０ｂにおける隣接する基準穴５８間の間隔Ｐｔ１は一定である。列６０ｃ、６０ｄにおける基準穴５８間の間隔Ｐｔ２及び間隔Ｐｔ３は異なる。列６０と隣接する列６０との間の間隔Ｐｔ４は、一定である。一例として、Ｐｔ０＝９０ｍｍ、Ｐｔ１＝１０ｍｍ、Ｐｔ２＝４０ｍｍ、Ｐｔ３＝５０ｍｍ、Ｐｔ４＝１００ｍｍである。磁気センサ５４が当該基準穴５８を検出した磁気Ｍｇの大きさに基づいて、制御部２０は磁気Ｍｇと基準穴５８の直径との対応関係等の校正を行う。

図６は、磁気探傷装置１０の制御系を示すブロック図である。制御部２０の一例は、コンピュータである。図６に示すように、磁気探傷装置１０は、検査部１４の検査用モータ７３を更に備える。検査用モータ７３の一例は、サーボモータである。尚、検査用モータ７３は、無くてもよい。

検査用モータ７３は、検査ロール２２の回転軸と連結されている。検査用モータ７３は、回転軸を回転させることにより、検査ロール２２を回転させる。

制御部２０は、校正用モータ３２、検査用モータ７３、校正部移動モータ３６、及び、センサユニット４４の各磁気センサ５４と情報を入出力可能に接続されている。制御部２０は、記憶部６２と、演算部６４とを有する。

記憶部６２は、例えば、ハードウエアであり、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＳＳＤ（Solid State Drive）及び、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等を含む。記憶部６２は、演算部６４が実行するプログラム、データ及びパラメータ等を記憶する。

演算部６４は、例えば、ハードウエアであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサである。演算部６４は、記憶部６２に記憶されたプログラム、データ及びパラメータ等を読み込むことによって、種々の処理を実行する。例えば、演算部６４は、記憶部６２から、探傷用のプログラムを読み込むことによって、校正処理部６６と、欠陥検出部６８として機能する。尚、校正処理部６６、及び、欠陥検出部６８の一部または全てを回路（例えば、ＡＳＩＣ: application specific integrated circuit）等のハードウエアによって構成してもよい。

校正処理部６６は、校正処理を実行する。具体的には、校正処理部６６は、校正部移動モータ３６を制御して、センサユニット４４を校正処理における初期位置へ移動させる。校正処理部６６は、校正用サンプル３０を探傷するセンサユニット４４の各磁気センサ５４から校正用サンプル３０の検出信号を取得する。ここで、校正処理部６６は、校正処理において校正用サンプル３０を移動させて、センサユニット４４の複数の磁気センサ５４から複数回に分けて検出信号を取得する。校正処理部６６は、磁気センサ５４が検出した基準穴５８の検出信号に基づいて、磁気センサ５４の検出信号を校正する校正値を設定する。ここで、磁気センサ５４の検出信号は、同じ深さ及び同じサイズの基準穴５８を検出した場合でもばらつく。この検出信号のばらつきは、磁気センサ５４の性能のばらつき、及び、磁気センサ５４と円柱状の校正ロール２８に巻かれた校正用サンプル３０との距離等に起因する。従って、校正処理部６６は、磁気センサ５４が検出した同じ深さ及び同じサイズ（例えば、同じ直径）の基準穴５８の検出信号が等しくなるように校正値を設定する。

欠陥検出部６８は、確性テスト処理を実行する。例えば、欠陥検出部６８は、校正処理が実行されたセンサユニット４４に対して、確性テスト処理を実行する。具体的には、欠陥検出部６８は、校正処理部６６が複数回に分けて検出信号を取得するいずれかのうち、確性用サンプル３１が確性テスト位置に合った状態で、確性用サンプル３１を探傷するセンサユニット４４の各磁気センサ５４から確性用サンプル３１の検出信号を取得する。確性テスト位置は、確性用サンプル３１がセンサユニット４４と対向している位置であり、確性用サンプル３１の欠陥９２を検出可能な位置である。確性テスト位置の一例は、確性用サンプル３１の中心とセンサユニット４４の中心とが合った状態である。欠陥検出部６８は、確性テスト位置への位置合わせにおいて、センサユニット４４から取得した確性用サンプル３１の検出信号と予め定められた位置判定用閾値とを比較して、確性用サンプル３１の位置を判定してもよい。位置判定用閾値は、確性用サンプル３１の両端から漏れた大きい磁気か否かを判定可能な値に設定される。ここで、確性用サンプル３１の両端部から外側に漏れて検出される磁気Ｍｇは、確性用サンプル３１の中央部から検出される磁気Ｍｇに比べて極めて大きい。従って、位置判定用閾値は、欠陥９２を検出した場合の検出信号よりも極めて大きい値に設定される。これにより、欠陥検出部６８は、位置判定用閾値以上の検出信号のうち、互いに離れた２つの位置（例えば、確性用サンプル３１の幅程度に離れた位置）のそれぞれにおける最も大きい検出信号を検出した２個の磁気センサ５４の中間を確性用サンプル３１の中心として、確性用サンプル３１の位置を読み取って、位置合わせをしてよい。

欠陥検出部６８は、検出信号及び校正処理部６６が設定した校正値に基づいて、確性用サンプル３１の欠陥９２の有無を判定するとともに、欠陥９２のサイズ及び位置等を検出する。ここで、欠陥検出部６８は、確性用サンプル３１の両端部から予め定められた領域よりも内側でセンサユニット４４が検出した検出信号によって欠陥９２の有無等を検出することが好ましい。これは、欠陥検出部６８が、確性用サンプル３１の両端部から漏れる大きい磁気Ｍｇによって欠陥９２の有無判定を誤ることを抑制するためである。

欠陥検出部６８は、検査ロール２２によって搬送される被検査板９０に対して確性テストと同様の処理を実行して、被検査板９０の欠陥９２のサイズ及び位置等を検出する。

図７は、制御部２０が実行する校正・確性処理のフローチャートである。制御部２０は、探傷用のプログラムを読み込むことによって、校正・確性処理のフローチャートを実行する。制御部２０は、校正ロール２８に校正用サンプル３０及び確性用サンプル３１が設置された状態で、校正・確性処理を実行する。

以下の説明における本実施形態の探傷部１８では、１０個のセンサユニット４４_１、４４_２、・・・、４４_１０が−Ｘ側端側から順に配列されている。ここで、ｑ＝１、２、・・・、１０とし、ｍ＝１、２、・・・、６７とする。

各センサユニット４４_ｑは、センサ列５６ａ_ｑ、５６ｂ_ｑ、５６ｃ_ｑを有する。各センサユニット４４_ｑのセンサ列５６ａ_ｑ、５６ｂ_ｑ、５６ｃ_ｑは、磁気センサ５４_{（３ｍ−２）×ｑ}、５４_{（３ｍ−１）×ｑ}、５４_３ｍ×ｑを有する。従って、センサユニット４４_１のセンサ列５６ａ_１は、磁気センサ５４_１、５４_４、・・・、５４_１９９を有し、センサ列５６ｂ_１は、磁気センサ５４_２、５４_５、・・・、５４_２００を有し、センサ列５６ｃ_１は、磁気センサ５４_３、５４_６、・・・、５４_２０１を有する。センサユニット４４_２のセンサ列５６ａ_２は、磁気センサ５４_２０２、５４_２０５、・・・、５４_４００を有し、センサ列５６ｂ_２は、磁気センサ５４_２０３、５４_２０６、・・・、５４_４０１を有し、センサ列５６ｃ_２は、磁気センサ５４_２０４、５４_２０７、・・・、５４_４０２を有する。センサユニット４４_１０のセンサ列５６ａ_１０は、磁気センサ５４_１８１０、５４_１８１３、・・・、５４_２００８を有し、センサ列５６ｂ_１０は、磁気センサ５４_１８１１、５４_１８１４、・・・、５４_２００９を有し、センサ列５６ｃ_１０は、磁気センサ５４_１８１２、５４_１８１５、・・・、５４_２０１０を有する。

図７に示すように、校正・確性処理において、校正処理部６６は、校正部移動モータ３６を制御して、校正用サンプル３０及び確性用サンプル３１が設置された校正ロール２８を第１初期位置へと移動させる（Ｓ１０２）。

図８は、校正ロール２８が初期位置に移動した状態の図である。図８に示すように、校正ロール２８の第１初期位置では、Ｘ方向において、センサユニット４４_１のセンサ列５６ａ_１の磁気センサ５４_１の位置と、校正用サンプル３０の列６０ａの−Ｘ側端部の基準穴５８の位置とが一致する。第１初期位置では、Ｘ方向におけるセンサユニット４４_１の磁気センサ５４_１１、５４_{２１、・・・、}５４_９１の位置は、列６０ａの基準穴５８のいずれかの位置と一致する。

例えば、校正ロール２８の第１初期位置への位置合わせ処理として、校正処理部６６は、校正ロール２８を回転させながら徐々に移動させつつ、センサユニット４４_１の磁気センサ５４_１、５４_１１、５４_{２１、・・・、}５４_９１から検出信号を取得する。ここで、磁気センサ５４_１、５４_１１、５４_{２１、・・・、}５４_９１の位置が基準穴５８の位置に近づくにつれて、磁気センサ５４_１、５４_１１、５４_{２１、・・・、}５４_９１から取得する検出信号は徐々に大きくなり、両方の位置が一致すると、磁気センサ５４_１、５４_１１、５４_{２１、・・・、}５４_９１から取得する検出信号は極大値となる。従って、校正処理部６６は、磁気センサ５４_１、５４_１１、５４_{２１、・・・、}５４_９１から取得する検出信号が最も大きくなった位置で校正ロール２８を停止させることにより、校正ロール２８を第１初期位置に配置する。尚、校正処理部６６は、位置センサ等によって、センサユニット４４_１と校正用サンプル３０の相対位置を検出して、第１初期位置への位置合わせを実行してもよい。また、ユーザが、校正ロール２８を第１初期位置へと手動で移動させてもよい。

次に、校正処理部６６は、後述する校正処理をセンサユニット４４_１に対して実行する（Ｓ１０４）。

校正処理部６６は、センサユニット４４_１の校正処理が終了すると、校正ロール２８を移動する（Ｓ１０６）。具体的には、校正処理部６６は、Ｘ方向におけるセンサユニット４４_２のセンサ列５６ａ_２の磁気センサ５４_２０２の位置と、校正用サンプル３０の列６０ａの−Ｘ側端部の基準穴５８の位置とが一致する第２初期位置へと校正ロール２８を移動させる。

次に、校正処理部６６は、校正処理をセンサユニット４４_２に対して実行するとともに（Ｓ１０８）、欠陥検出部６８は、後述する確性テスト処理をセンサユニット４４_１に対して実行する（Ｓ１１０）。

この後、校正処理部６６は、全てのセンサユニット４４に対して校正処理を終了したか否かを判定する（Ｓ１１２）。校正処理部６６が全てのセンサユニット４４に対して校正処理を終了したと判定するまで（Ｓ１１２：Ｎｏ）、ステップＳ１０６以降を繰り返す。具体的には、校正処理部６６は、２回目のステップＳ１０６以降の繰り返しでは、順次、Ｘ方向におけるセンサユニット４４_ｑのセンサ列５６ａ_ｑの磁気センサ５４_{ｑ×２０１＋１}の位置と、校正用サンプル３０の列６０ａの−Ｘ側端部の基準穴５８の位置とが一致する第ｑ初期位置へと校正ロール２８を移動ささせた後、校正処理をセンサユニット４４_ｑに対して実行する。

校正処理及び確性テスト処理を繰り返して、校正処理部６６が全てのセンサユニット４４に対して校正処理を終了したと判定すると（Ｓ１１２：Ｙｅｓ）、欠陥検出部６８が最後のセンサユニット４４_１０に対して確性テスト処理を実行する（Ｓ１１４）。この後、欠陥検出部６８は、確性テスト処理によって検出した欠陥に関する情報を検出結果として、表示装置等に出力表示するとともに、検出結果を記憶部６２に格納する（Ｓ１１６）。これにより、制御部２０は、校正・確性処理を終了する。

図９は、校正処理部６６が実行するステップＳ１０４の校正処理のフローチャートである。

図９に示すように、校正処理において、校正処理部６６は、校正部移動モータ３６を制御して、図８に示す第１初期位置に配置された校正ロール２８を回転させる（Ｓ２０２）。校正処理部６６は、磁化コイル４８ａ、４８ｂに電流を供給して磁束を発生させる（Ｓ２０４）。

校正処理部６６は、センサユニット４４_１の磁気センサ５４から検出信号を取得する（Ｓ２０６）。図８に示す第１初期位置ではセンサユニット４４_１の磁気センサ５４_１、５４_１１、５４_{２１、・・・、}５４_９１が校正用サンプル３０の基準穴５８と対向している。従って、校正処理部６６は、センサユニット４４_１の磁気センサ５４_１、５４_１１、５４_{２１、・・・、}５４_９１から検出信号を取得する。尚、校正処理部６６は、校正ロール２８を複数回回転させて、各磁気センサ５４_１、５４_１１、５４_{２１、・・・、}５４_９１から複数回検出信号を取得してもよい。校正処理部６６は、取得した検出信号を記憶部６２に格納する。

校正処理部６６は、センサユニット４４_１の全ての磁気センサ５４から検出信号を取得したか否かを判定する（Ｓ２０８）。全ての磁気センサ５４から検出信号を取得していない場合、校正処理部６６は、全ての磁気センサ５４から検出信号を取得していないと判定する（Ｓ２０８：Ｎｏ）。この場合、校正処理部６６は、校正部移動モータ３６を制御して、校正ロール２８を移動させる（Ｓ２１０）。例えば、校正処理部６６は、校正ロール２８を＋Ｘ方向にピッチ間隔ＰＣ（＝１ｍｍ）だけ移動させる。これにより、校正処理部６６は、センサユニット４４_１の磁気センサ５４_２、５４_１２、５４_{２２、・・・、}５４_９２を基準穴５８に対向させる。

校正処理部６６は、ステップＳ２０２以降を再度実行して、センサユニット４４_１の磁気センサ５４_２、５４_１２、５４_{２２、・・・、}５４_９２から検出信号を取得する。この後、校正処理部６６は、ステップＳ２０２以降を１０回繰り返す。これにより、校正処理部６６は、校正ロール２８を＋Ｘ方向にピッチ間隔ＰＣだけ１０回（即ち、１０ｍｍ）移動させて、センサユニット４４_１の磁気センサ５４_１１、５４_２１、５４_{３１、・・・、}５４_１０１まで検出信号を取得する。この場合、校正処理部６６は、磁気センサ５４_１０１以外のセンサユニット４４_１の磁気センサ５４_１１、５４_２１、５４_{３１、・・・、}５４_９１の検出信号を重複して検出することになるので、当該検出信号は破棄してもよい。これにより、校正処理部６６は、センサユニット４４_１の磁気センサ５４のほぼ半分の検出信号を取得する。この状態におけるステップＳ２１０において、校正処理部６６は、校正ロール２８を基準穴５８の全幅Ｐｔ０（＝９０ｍｍ）とピッチ間隔ＰＣ（＝１ｍｍ）との和（＝９１ｍｍ）だけ移動させる。これにより、校正処理部６６は、センサユニット４４_１の磁気センサ５４_１０２、５４_１１２、５４_{１２２、・・・、}５４_１９２を基準穴５８に対向させる。校正処理部６６は、ステップＳ２０２以降を再度実行して、センサユニット４４_１の磁気センサ５４_１０２、５４_１１２、５４_{１２２、・・・、}５４_１９２から検出信号を取得する。この後、校正処理部６６は、ステップＳ２１０において校正ロール２８をピッチ間隔ＰＣだけ移動させつつ、ステップＳ２０２以降を９回繰り返して、センサユニット４４_１の磁気センサ５４_１１１、５４_１２１、５４_{１３１、・・・、}５４_２０１まで検出信号を取得する。これにより、校正処理部６６は、全ての磁気センサ５４から検出信号を取得したと判定する（Ｓ２０８：Ｙｅｓ）。

この後、校正処理部６６は、センサユニット４４_１の全ての磁気センサ５４の校正値を算出する（Ｓ２１２）。例えば、校正処理部６６は、同じサイズ及び同じ位置の基準穴５８を検出した場合の検出信号から算出される基準穴５８の算出結果が同じになるように、校正値を算出する。尚、校正処理部６６は、各磁気センサ５４から複数の検出信号を取得している場合、複数の検出信号の平均値に基づいて校正値を算出する。校正処理部６６は、算出した校正値を各磁気センサ５４に対応付けて記憶部６２に格納する。また、校正処理部６６は、基準穴５８のサイズと校正値によって校正された検出信号とを関連付けた校正データを記憶部６２に格納する（Ｓ２１４）。これにより、校正処理部６６は、校正処理を終了する。

ステップＳ１０８の校正処理において、校正処理部６６は、校正するセンサユニット４４が異なる以外、ステップＳ１０４と同じ校正処理を実行する。具体的には、校正処理部６６は、ステップＳ１０８を複数回（例えば、９回）繰り返すことによって、センサユニット４４_２からセンサユニット４４_１０に校正処理を実行する。

図１０は、欠陥検出部６８が実行するステップＳ１１０の確性テスト処理のフローチャートである。

欠陥検出部６８は、ステップＳ１０６またはステップＳ１０８において校正処理が実行されたセンサユニット４４_ｐ−１に確性テスト処理を連続して実行する。具体的には、欠陥検出部６８は、校正処理部６６がセンサユニット４４_ｐ−１に対して校正処理を実行した後、センサユニット４４_ｐ−１から取得した確性用サンプル３１の検出信号を校正値で校正して確性テスト処理を連続して実行する。

ここで、欠陥検出部６８は、校正処理部６６が校正処理を実行している間に、ステップＳ１１０の確性テスト処理を実行する。具体的には、校正処理部６６はセンサユニット４４_ｐの校正処理において校正用サンプル３０を移動させて異なる磁気センサ５４から複数回検出信号を取得する。欠陥検出部６８は、当該複数回の検出信号の取得のいずれかで、センサユニット４４_ｐ−１から確性用サンプル３１の検出信号を取得して確性テスト処理を実行する。従って最初に、校正処理部６６がセンサユニット４４_２の校正処理を実行している間に、欠陥検出部６８が実行するセンサユニット４４_１の確性テスト処理について説明する。

欠陥検出部６８は、校正処理において校正処理部６６が移動させる校正ロール２８とともに移動する確性用サンプル３１のＸ方向（＝幅方向）の位置を読み取る（Ｓ３０２）。例えば、欠陥検出部６８は、磁化コイル４８ａ、４８ｂから磁束を発生させた状態で、校正ロール２８に設置された確性用サンプル３１の磁気Ｍｇを検出した磁気センサ５４から検出信号を取得する。欠陥検出部６８は、確性用サンプル３１の検出信号と予め定められた位置判定用閾値とを比較して、確性用サンプル３１の位置を判定してよい。具体的には、欠陥検出部６８は、検出信号が位置判定用閾値以上となる磁気センサ５４が離れた位置（例えば、確性用サンプル３１の幅程度に離れた位置）に２箇所以上あるか否かを判定する。欠陥検出部６８は、２箇所以上あると判定すると、２箇所のそれぞれにおける最も大きい検出信号を特定する。欠陥検出部６８は、最も大きい検出信号を検出した２個の磁気センサ５４の中間を確性用サンプル３１の中心として、確性用サンプル３１の位置を読み取る。

欠陥検出部６８は、読み取った確性用サンプル３１の位置が確性テスト位置か否かを判定する（Ｓ３０４）。図１１は、欠陥検出部６８によって確性テスト位置に位置合わせされた確性用サンプル３１の図である。一例として、欠陥検出部６８は、図１１に示すように、読み取った確性用サンプル３１の中心と、センサユニット４４_１の中心とが合ったか否かを判定する。欠陥検出部６８は、両中心が合った状態を、確性用サンプル３１が確性テスト位置に配置されたと判定する。

欠陥検出部６８は、確性用サンプル３１が確性テスト位置まで移動していない場合、確性用サンプル３１が確性テスト位置にないと判定して（Ｓ３０４：Ｎｏ）、ステップＳ３０２以降を繰り返す。

欠陥検出部６８は、確性用サンプル３１が確性テスト位置まで移動した場合、確性用サンプル３１が確性テスト位置にあると判定する（Ｓ３０４：Ｙｅｓ）。これにより、欠陥検出部６８は、校正用モータ３２を制御して校正ロール２８を回転させるとともに（Ｓ３０６）、磁化コイル４８ａ、４８ｂに電流を供給して磁束を発生させる（Ｓ３０８）。尚、校正処理部６６が、校正ロール２８を回転させて、磁化コイル４８ａ、４８ｂに磁束を発生させている場合、欠陥検出部６８は、ステップＳ３０６、Ｓ３０８を省略してよい。

欠陥検出部６８は、センサユニット４４_１の各磁気センサ５４から確性用サンプル３１の検出信号を取得する（Ｓ３１０）。尚、欠陥検出部６８は、センサユニット４４_１の各磁気センサ５４から確性用サンプル３１の検出信号を複数回取得してもよい。検出信号の取得回数は、ステップＳ２０６における検出信号の取得回数と同じにしてよい。

欠陥検出部６８は、取得した検出信号のうち、確性用サンプル３１のＸ方向の両端部から予め定められた領域３１ａと対向する磁気センサ５４から取得した検出信号を破棄する（Ｓ３１２）。確性用サンプル３１の幅が１３０ｍｍの場合、予め定められた領域３１ａのＸ方向の幅の一例は、１０ｍｍである。確性用サンプル３１の両端部から予め定められた領域３１ａと対向する磁気センサ５４は、当該両端部の側面から漏れた極めて大きい磁気を検出している。従って、欠陥検出部６８は、当該検出信号によって欠陥９２を検出することはできない。例えば、欠陥検出部６８は、予め定められた破棄用閾値以上となる検出信号を当該領域３１ａの検出信号として破棄してもよい。また、欠陥検出部６８は、位置センサ等によって確性用サンプル３１の位置を検出して、破棄する検出信号を出力する磁気センサ５４を特定してもよい。欠陥検出部６８は、確性用サンプル３１の両端部よりも外側の領域、即ち、校正ロール２８が露出している領域と対向する磁気センサ５４の検出信号も合わせて破棄する。

欠陥検出部６８は、記憶部６２に格納した校正値で検出信号を校正する（Ｓ３１４）。具体的には、欠陥検出部６８は、先に校正処理部６６が校正したセンサユニット４４_１の各磁気センサ５４の校正値を記憶部６２から取得する。欠陥検出部６８は、当該校正値に対応する各磁気センサ５４の検出信号を校正する。

欠陥検出部６８は、校正された検出信号と記憶部６２に格納された校正データとを比較する（Ｓ３１６）。

欠陥検出部６８は、校正された検出信号と校正データとを比較した結果、確性用サンプル３１に欠陥９２が有るか否かを判定する（Ｓ３１８）。具体的には、欠陥検出部６８は、確性用サンプル３１のＸ方向の両端部から予め定められた領域３１ａよりも内側でセンサユニット４４_１の磁気センサ５４が検出した検出信号と校正データとを比較することによって欠陥９２を検出する。例えば、欠陥検出部６８は、検出信号と校正データとを比較した結果、予め定められたサイズ閾値以上のサイズと判定した場合、欠陥９２が有ると判定する（Ｓ３１８：Ｙｅｓ）。欠陥検出部６８は、欠陥９２が有ると判定すると、欠陥９２の個数、位置、及び、サイズを含む欠陥データを生成して、記憶部６２に格納する（Ｓ３２０）。尚、欠陥検出部６８は、欠陥９２がないと判定した場合（Ｓ３１８：Ｎｏ）、ステップＳ３２０を実行しない。これにより、欠陥検出部６８は、センサユニット４４_１の確性テスト処理を終了する。

この後、欠陥検出部６８は、ステップＳ１１０を複数回（例えば、９回）繰り返すことによって、センサユニット４４_１からセンサユニット４４_９に確性テスト処理を実行する。尚、欠陥検出部６８は、検査ロール２２に設置された被検査板９０の探傷においても、確性テスト処理と同様の処理によって、欠陥９２を検出する。

図１２は、ステップＳ１１０の確性テスト処理を説明する図である。ステップＳ１１４の確性テスト処理において、欠陥検出部６８は、図１２に示すように処理の対象がセンサユニット４４_１０となる以外、ステップＳ１１０と同じ確性テスト処理を実行する。

欠陥検出部６８は、上述したようにステップＳ１１６では、ステップＳ３２０において記憶部６２に格納した欠陥データに基づいて、欠陥９２の個数、位置及びサイズを表示装置等に表示して出力する。ユーザは、出力された欠陥９２の個数、位置及びサイズを参照することによって、磁気探傷装置１０が、正確に欠陥９２を検出できているか否か及び正確に校正できているか否かを判断できる。

上述したように、磁気探傷装置１０では、校正ロール２８に校正用サンプル３０及び確性用サンプル３１を設置した状態で、校正処理及び確性テスト処理を実行する。これにより、磁気探傷装置１０は、校正処理及び確性テスト処理毎に校正用サンプル３０及び確性用サンプル３１を巻き直す工程を削減することができるので、校正処理及び確性テスト処理の時間及び労力を削減することができる。

磁気探傷装置１０では、校正処理をした後、センサユニット４４に対して当該校正処理で設定した校正値を用いて確性テスト処理を実行するので、精度のよい確性テストを実行できる。

磁気探傷装置１０では、校正処理をした後、連続して確性テスト処理を実行するので、両処理に要する時間を短縮できる。

磁気探傷装置１０では、校正処理における複数回の検出信号の取得のいずれかで、確定テスト処理を実行するので、確性テスト処理のための校正処理の待機時間を削減して、より両処理に要する時間を短縮できる。

磁気探傷装置１０では、確性用サンプル３１の中心とセンサユニット４４の中心とを合わせた状態で、確性テスト処理を実行するので、精度よく確性用サンプル３１の欠陥９２を検出できる。

磁気探傷装置１０では、確性用サンプル３１の両端部から予め定められた領域３１ａの内側でセンサユニット４４が検出した検出信号により欠陥９２の有無等を判定するので、両端部から漏れる大きい磁気による欠陥９２の誤検出を抑制できる。

磁気探傷装置１０では、確性用サンプル３１の検出信号と位置判定用閾値とを比較して確性用サンプル３１の位置を設定するので、位置センサ等によって構成が複雑になることを抑制できる。

上述した各実施形態の構成の機能、配置、形状及び個数等は適宜変更してよい。

上述の実施形態では、センサユニット４４の個数を１０個としたが、複数であればよい。センサユニット４４のセンサ列５６の数を３列としたが、２列以上の複数列であってよい。センサ列５６の磁気センサ５４の個数を６７個としたが、磁気センサ５４の個数は複数であればよい。

上述した確性テスト処理における確性用サンプル３１の位置の読み取り処理は適宜変更してよい。

例えば、欠陥検出部６８は、確性用サンプル３１の位置を検出する位置センサ等によって、確性用サンプル３１の位置を読み取ってもよい。具体的には、欠陥検出部６８は、Ｘ方向における確性用サンプル３１の中心に設けられたマークを位置センサによって検出させることによって、確性用サンプル３１の位置を読み取ってもよい。この場合、欠陥検出部６８は、確性用サンプル３１の中心と、センサユニット４４の中心とを合わせるように、位置合わせすることが好ましい。

また、他の確性用サンプル３１の位置の読み取り方法として、欠陥検出部６８は、校正用サンプル３０の移動量及び校正用サンプル３０に対する確性用サンプル３１の相対位置とに基づいて、各センサユニット４４の位置を読み取ってもよい。例えば、欠陥検出部６８は、センサユニット４４_２の磁気センサ５４_２０２と校正用サンプル３０の基準穴５８とを位置合わせした位置からの校正ロール２８の移動量を校正処理部６６から取得する。欠陥検出部６８は、校正用サンプル３０の最も確性用サンプル３１側の基準穴５８の中心と、Ｘ方向における確性用サンプル３１の中心との距離（例えば、１１０ｍｍ）を相対位置として記憶部６２から取得する。欠陥検出部６８は、移動量及び相対位置に基づいて、校正用サンプル３０の位置を読み取ってもよい。この場合、欠陥検出部６８は、確性用サンプル３１の中心と、センサユニット４４の中心とを合わせるように、位置合わせすることが好ましい。

欠陥検出部６８の確性用サンプル３１の確性テスト位置への位置合わせにおいて、確性用サンプル３１の中心とセンサユニット４４の中心とを合わせる例を挙げたが、これに限定されない。例えば、欠陥検出部６８は、確性用サンプル３１の幅方向の全域とセンサユニット４４とを対向させればよい。この場合、欠陥検出部６８は、確性用サンプル３１の検出信号と予め定められた位置判定用閾値とを比較して、確性用サンプル３１の位置を設定してもよい。具体的には、欠陥検出部６８は、検出信号が予め定められた位置判定用閾値以上となる磁気センサ５４が離れた位置（例えば、確性用サンプル３１の幅程度に離れた位置）に２箇所以上ある場合、確性用サンプル３１の幅方向の全域とセンサユニット４４とが対向したと判定してよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…磁気探傷装置
２０…制御部
２８…校正ロール
３０…校正用サンプル
３１…確性用サンプル
３１ａ…領域
４２…検出部
４４…センサユニット
５４…磁気センサ
９２…欠陥

Claims (7)

1. 磁気に応じた検出信号を出力する複数のセンサユニットを有する検出部と、
   前記検出部の前記検出信号を校正するための校正用サンプル、及び、前記校正用サンプルによって校正された前記検出部の性能を評価する確性テストをするための確性用サンプルを保持する校正ロールと、
   前記校正用サンプル及び前記確性用サンプルが前記校正ロールに設置された状態で、前記確性用サンプルを探傷する一のセンサユニットから前記検出信号を取得して前記確性用サンプルの欠陥を検出する確性テスト処理と、前記校正用サンプルを探傷する他のセンサユニットから前記検出信号を取得して他のセンサユニットの前記検出信号を校正する校正値を生成する校正処理とを実行する制御部と、
   を備える磁気探傷装置。
2. 前記制御部は、前記一のセンサユニットに前記校正処理を実行した後、前記一のセンサユニットから取得した前記検出信号を前記校正値で校正して前記確性テスト処理を実行する
   請求項１に記載の磁気探傷装置。
3. 前記制御部は、前記一のセンサユニットに対して前記校正処理と前記確性テスト処理とを連続して行う
   請求項２に記載の磁気探傷装置。
4. 前記他のセンサユニットは、複数の磁気センサを有し、
   前記制御部は、前記校正処理において前記校正用サンプルを移動させて前記他のセンサユニットの前記複数の磁気センサから複数回に分けて前記検出信号を取得して、前記他のセンサユニットの前記複数回の前記検出信号の取得のいずれかで、前記確性テスト処理における前記一のセンサユニットから前記確性用サンプルの前記検出信号を取得する
   請求項１から３のいずれか１項に記載の磁気探傷装置。
5. 前記制御部は、前記確性用サンプルの中心と前記一のセンサユニットの中心とが合った状態で、前記確性用サンプルの前記検出信号を前記一のセンサユニットから取得する
   請求項１から４のいずれか１項に記載の磁気探傷装置。
6. 前記制御部は、前記確性用サンプルの両端部から予め定められた領域よりも内側で前記一のセンサユニットが検出した前記検出信号に基づいて欠陥を検出する
   請求項１から５のいずれか１項に記載の磁気探傷装置。
7. 前記制御部は、前記確性用サンプルの前記検出信号と予め定められた位置判定用閾値とを比較して前記確性用サンプルの位置を判定する
   請求項１から６のいずれか１項に記載の磁気探傷装置。

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