JP2619498B2 - 磁気探傷装置の感度校正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、薄鋼通の欠陥を磁気探傷法で検出する装置
の感度校正方法に関する。

〔従来の技術〕

磁気探傷装置の感度校正方法は、特開昭49−46993号
公報に記載されているように、従来被検材と同等品のサ
ンプル人工欠陥（標準欠陥）を加工し当該人工欠陥を検
出し検査装置の増幅度を設定する方法がある。

〔解決しようとする課題〕 検査装置に於ける最重要課題は、装置で使用する感磁
性素子から信号処理回路までを含めた検査装置全体の信
号検出感度が全てのチャンネルで同一に設定されている
事と、それが保証されている事である。これを実現する
ために種々の方法が採用されているが、原理的に上述し
た標準欠陥を用いる方法と純電気的な方法の二通りがあ
る。

まず標準欠陥を用いる方法は検査装置に使用している
感磁性素子の数が少ない場合、例えばパイプの検査のよ
うにパイプを回転させながら検査する場合には最適な方
法と思われる。

しかし使用感磁性素子の数が多い場合、例えは薄鋼通
を全面全幅にわたり検査する場合には使用感磁性素子の
数が数百から千個以上に及ぶ事があり、これら全ての感
磁性素子に対応して薄鋼板表面に標準欠陥を加工する事
は、標準欠陥の大きさを均一に加工する事や標準欠陥の
加工位置の加工精度の困難さ及び、ある程度の精度で標
準欠陥が加工できたとしてもサンプルを通板するときの
位置決め精度などの問題があり、標準欠陥による感度校
正は使用している感磁性素子の数が多い場合非常に難し
い。

さらに標準欠陥を加工したサンプルを長期間保存する
ことを考えた場合防錆あるいは疵付きを防止する事など
経時変化対策に多大な労力を要する。

また、純電気的に欠陥信号に似た信号波形を作り出し
感磁性素子以降の信号処理回路の感度均一にする方法は
最も感度差が大きい感磁性素子の校正ができないという
大きな問題がある。

従って、本発明は薄鋼板を全面全幅にわたり検査する
場合のように多数の感磁性素子を有する磁気探傷装置の
感度校正方法に於いて従来の欠点を解決し、簡便且つ安
定した感磁性素子を含む磁気探傷装置全体の感度校正方
法を提供することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、被検材を電磁石で磁化し欠陥から漏洩する
磁気を感磁性素子で検出する磁気探傷装置に於いて次の
ような感度校正方法である。

製品毎に規格化された表面粗度を有する被検材、例え
ばダル加工された薄鋼板を磁気探傷装置に通板し、薄鋼
板の表面の粗度によって生じる漏洩磁気を感磁性素子で
検出し電気信号に変換した後、該信号を増幅し雑音除去
のために設けた周波数フィルターに通過せしめる。

しかる後、絶対値回路で信号電圧の絶対値を取り、該
信号を一定時間サンプリングし、サンプリング時間内の
ピーク値をA/D変換してコンピュータで読み込み、この
処理を１チャンネル当たり複数回繰り返し平均値を算出
する。

次いで、該平均値を被検材の表面粗度によって定める
電圧レベルになるまで、前記コンピュータによって電気
スイッチを用いた減衰器の定数設定操作を繰り返えし、
かゝる操作により、検査装置全チャンネルの感度校正を
行い全チャンネルの感度を同一にし検査装置の三号検出
感度を保証するのである。

〔作用〕

薄鋼板を電磁石で磁化すると薄鋼板の表面の微小な凹
凸が磁束の通路の妨げとなり、この凹凸の大きさに比例
した強さの磁気が漏洩する。薄鋼板の微小凹凸即ち、表
面の荒さは薄鋼板では特に製品の性質に大きな影響を持
っておりその主たるものは光沢、加工性、半田性などで
あり製品毎に規格化されている。

第２図は横軸は表面粗度、縦軸は薄鋼板からの漏洩磁
気を検出した信号電圧を示しており、表面粗度に対する
検出信号電圧の特性値を表している。この図から表面粗
度と信号電圧が比例関係にある事がわかる。ここに得ら
れている信号電圧は一般的には雑音と呼ばれている信号
であるが、明らかに電気的な雑音信号ではなく薄鋼板の
表面粗度によって生じている信号であり、薄鋼板の凹凸
は微小欠陥が無数存在していると考える事ができ、これ
が本発明による検査装置の感度校正ができる根拠であ
る。

第２図では部分的に表面粗度と信号電圧が比例してな
いデータがあるが、この原因は表面粗さの規則正しさの
差による相違であり、薄鋼板の表面粗度によって生じて
いる漏洩磁気から得た信号である事には変わりはなく本
発明の校正方法に影響を与えるものではない。

また感度校正を行う時に使用する被検材は例えば薄鋼
板の表面にダル加工を施した薄鋼板コイルを使用する
が、ダル加工を施した薄鋼板の表面粗度は客先毎に規格
化されており、例えは表面粗度が1.27μmRaの場合その
表面粗度のばらつきの範囲はコイル全長にわたって±0.
2μmRa以内と定められている。この表面粗度のばらつき
が規格化されている事、および当該規格を遵守して薄鋼
板が製造される事が検査装置の感度校正を行える一つの
裏づけとなっている。したがって、鋼板の種類毎に該鋼
板の表面粗度によって得られる信号電圧レベルに基づき
感度校正を行い、この校正電圧レベルより欠陥の検出レ
ベルを高く設定すれば目的とする欠陥を検出することが
可能となる。

次に感度校正に影響を及ぼす要因として、感度校正を
行うときに使用する薄鋼板に散在する欠陥や異常ノイズ
等影響が考えられるが、欠陥を検出したときの高いレベ
ルの信号電圧や高電圧のノイズ等はデータの平均化を行
い該平均値を用いて感度校正を行う。これにより前記感
度校正に影響を与える薄鋼板に散在する欠陥や異常ノイ
ズ等の要因を除去することができる。

上記説明から明らかなように（薄鋼板の表面粗度＝ば
らつきの小さい微小欠陥）と見なせるから表面粗度によ
って生じる漏洩磁気を利用すれば標準欠陥を用いる事も
電気的な擬似信号を使う事もなく検査装置の感度校正を
行うことができ、検査装置の信号検出感度保証が確実に
できる。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例のブロック図を示す。第２図
は表面粗度と信号検出電圧の特性値を示すグラフで、該
特性値は事前に数種類の表面粗度の異なるサンプルにつ
いて試験をして得られた結果である。

本実施例では被検材Ｓとして薄鋼板表面にダル加工を
施したコイルを使用し、この被検材Ｓの上面側に感磁性
素子群１を内蔵した流体浮上式追従機構を備えた検出ヘ
ッド２を設置する。

各感磁性素子はそれぞれ増幅器４、周波数フィルター
５、減衰器６、絶対値回路７、サンプルアンドホールド
回路８を介してコンピュータ９に連結されて１チャンネ
ルを構成する。また、被検材Ｓの下面側に磁化器３を配
設する。

かゝる装置において被検材Ｓを紙面表から裏に向かっ
て移動させ、被検材Ｓを磁化器（電磁石）３で磁化する
と被検材Ｓの表面粗度に相当する強さの漏洩磁気が生じ
る。感磁性素子群１で検出した当該漏洩磁気は電気信号
に変換され感磁性素子１個毎に設けた増幅器４、周波数
フィルター５、及び減衰器６により感磁性素子群１の全
チャンネルが同一の検出感度に調整される。すなわち、
感磁性素子群１で検出された当該漏洩磁気は電気信号に
変換され、増幅器４で増幅されハイパス・ローパスフィ
ルターを組み合わせた周波数フィルター５で雑音が除去
される。

フィルター５を通過した信号は信号の電圧レベルを一
定値に揃えるため設けた電気的スイッチで減衰量を変え
る事のできる減衰器６を通って絶対値回路７に入り信号
電圧の絶対値が取られる。

次段のサンプルアンドホールド回路８では周波数フィ
ルター５の中心周波数の10波長程度の時間に渡って入力
信号をサンプリングしサンプル時間内のピーク値が保持
され、サンプル時間が経過すると当該ピーク値がコンピ
ュータ９に読み込まれる。

この処理を１チャンネル当たり複数回繰り返しその平
均値を算出する。

ここで第２図の表面粗度対信号電圧の特性値曲線に基
づき、被検材の表面粗度毎に感度校正時の設定電圧レベ
ルを予め決定しておき、前記平均値が該設定電圧レベル
になるまで減衰器６の設定値を電気的スイッチを介して
コンピュータ９で制御する。この処理を検査装置の全チ
ャンネルについて行った後、感度校正結果の精度を確認
するため再度全チャンネルの信号電圧をコンピュータで
読み込み設定電圧の±2dB以内であるかをチェックし、
範囲外のチャンネルについては減衰器の再調整を行う。

当該再調整の段階で信号電圧が目標値に対して２分の
１以下あるいは２倍以上の範囲にしか調整できないチャ
ンネルについては入力をカットし、調整を中止すると共
に信号異常チャンネルをプリンタ等に出力しトラブル発
生を知らせる。

これら一連の処理を数回繰り返し検査装置の全チャン
ネルの信号電圧が目標値に収束した時点で感度校正作業
を終了するが、当該作業に要する時間はサンプリング時
間を50ms、データ採取回数を10回、チャンネル数を1000
とした場合でも９分弱で１回の調整は終わり、その後い
くつかのチャンネルについて補正を行ったとしても感度
校正は20分以下の短い時間終了し、標準欠陥を何度も通
すという様な面倒な作業も必要なく、簡便でしかも正確
に感度校正を行うことができる。

また、本発明による感度校正に使用する被検材（サン
プル）は前述のごとく薄鋼板表面にダル加工が施された
コイルで良く、通常的に製造される製品を用いることが
できるので標準欠陥サンプルを使用する場合のようなサ
ンプル保管上の種々の問題も生じない。

第３図は本発明による感度校正を行った検査装置での
検査結果の例を示した図表で、欠陥の大きさと信号電圧
に比較的良い相関があり本発明の有効性が立証されてい
る。

〔発明の効果〕

以上述べたごとく本発明による磁気探傷装置の感度校
正方法によれば、薄鋼板通板時に簡便でしかも正確な感
度校正を行うことができ、製品の品質保証体制の強化あ
るいは検査結果を製造ラインフィールドバックする事に
より製造工程改善等に大いに寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による実施例のブロック図である。 第２図は表面粗度に対する信号電圧の特性値の例を示す
図表である。 第３図は検査結果の例を示す図表である。 〔符号の説明〕 Ｓ……被検材、１……感磁性素子群、 ２……検出ヘッド、３……磁化器、 ４……増幅器、５……周波数フィルター、 ６……減衰器、７……絶対値回路、 ８……サンプルアンドホールド回路、 ９……コンピュータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松岡 良明 福岡県北九州市八幡東区枝光１―１―１ 新日本製鐵株式会社設備技術本部内 (56)参考文献 特公 昭53−2598（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検材を電磁石で磁化し、該被検材の欠陥
   部から漏洩する磁気を、信号処理装置が配設された感磁
   性素子（１チャンネル）を複数個有する感磁性素子群
   （全チャンネル）により検出する磁気探傷装置におい
   て、製品毎に規格化された表面粗度を有する被検材を上
   記磁気探傷装置に通板し、該被検材の表面粗度によって
   生じる漏洩磁気を感磁性素子群で検出し電気信号に変換
   した後、該信号を増幅し、雑音除去のために設けた周波
   数フィルターに通過せしめ、しかる後、絶対値回路で信
   号電圧の絶対値を取り、該信号を一定時間サンプリング
   し、サンプリング時間内のピーク値をA/D変換してコン
   ピュータで読み込み、この処理を１チャンネル当たり複
   数回繰り返して平均値を算出し、該平均値が前記被検材
   の表面粗度によってあらかじめ定めた電圧レベルになる
   まで、前記コンピュータによって電気スイッチを用いた
   減衰器の定数設定操作を繰り返えし、かゝる操作によ
   り、検査装置全チャンネルの感度校正を行い、全チャン
   ネルの感度を同一にして検査装置の信号検出感度を保証
   する事を特徴とする磁気探傷装置の感度校正方法。