JP3079912B2 - 金属材の材質検査装置 - Google Patents
金属材の材質検査装置Info
- Publication number
- JP3079912B2 JP3079912B2 JP06245665A JP24566594A JP3079912B2 JP 3079912 B2 JP3079912 B2 JP 3079912B2 JP 06245665 A JP06245665 A JP 06245665A JP 24566594 A JP24566594 A JP 24566594A JP 3079912 B2 JP3079912 B2 JP 3079912B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal material
- propagation
- directions
- speed
- ultrasonic wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属材の音響的な異方
性、特に超音波の伝播速度を測定することで材質の異常
を検査するための材質検査装置に関する。
性、特に超音波の伝播速度を測定することで材質の異常
を検査するための材質検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】鉱物，岩石，セラミックス，金属等にみ
られる金属材の音響的な異方性は、材料集合組織、介在
物，第２の相の分布及び形状、成分の偏析，結晶粒の形
状等に依存する。また弾性定数，磁気特性の異方性，ｒ
値は結晶方位依存性の強い物理量であることが知られて
いる。
られる金属材の音響的な異方性は、材料集合組織、介在
物，第２の相の分布及び形状、成分の偏析，結晶粒の形
状等に依存する。また弾性定数，磁気特性の異方性，ｒ
値は結晶方位依存性の強い物理量であることが知られて
いる。
【０００３】ところでこのような従来技術においては、
金属材の集合組織の異常の例として、異常グレイングロ
ス部がある。異常グレイングロス部は結晶粒径が異常に
大きく成長したもので、降伏強度，降伏伸び等の機械的
性質が所定の基準値に達しないものをいう。これに着目
した従来の材質異常測定装置として、金属材の圧延方
向，幅方向における超音波の屈折角度差と横波音速差と
の関係から組織の異常を測定する技術が知られている
（音弾性の基礎と応用 １９９３年 オーム社出版）。
ちなみに前記異常グレイングロス部の場合、音速の変化
は、正常部に比べて３％程度変化することが知られてい
る。
金属材の集合組織の異常の例として、異常グレイングロ
ス部がある。異常グレイングロス部は結晶粒径が異常に
大きく成長したもので、降伏強度，降伏伸び等の機械的
性質が所定の基準値に達しないものをいう。これに着目
した従来の材質異常測定装置として、金属材の圧延方
向，幅方向における超音波の屈折角度差と横波音速差と
の関係から組織の異常を測定する技術が知られている
（音弾性の基礎と応用 １９９３年 オーム社出版）。
ちなみに前記異常グレイングロス部の場合、音速の変化
は、正常部に比べて３％程度変化することが知られてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来の材質異常測定装置は、あくまで実験室内での検査技
術であって、圧延機出側等においてオンラインで板材の
材質を検査するには不向きであった。本発明は斯かる事
情に鑑みなされたものであって、その目的とするところ
はオンラインでの正確な材質検査を可能とした金属材の
材質検査装置を提供するにある。
来の材質異常測定装置は、あくまで実験室内での検査技
術であって、圧延機出側等においてオンラインで板材の
材質を検査するには不向きであった。本発明は斯かる事
情に鑑みなされたものであって、その目的とするところ
はオンラインでの正確な材質検査を可能とした金属材の
材質検査装置を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第１の発明に係る金属材
の材質検査装置は、金属材における超音波の伝播速度を
測定し、この伝播速度に基づいて金属材の材質を検査す
る装置において、金属材の異なる３以上の方向の夫々に
おいて相対向させて配置した超音波を送信させる手段及
び超音波を受信する手段と、３以上の方向の夫々におけ
る超音波伝播時間を求めると共に、各伝播時間から超音
波の３以上の方向夫々における伝播速度を求める手段
と、前記３以上の方向の各伝播速度と、予め求めてある
基準金属材における前記３以上の方向の夫々に対応する
方向の各基準伝播速度との比を求め、この全ての速度比
が基準値以下の場合に、材質異常と判定する手段とを具
備することを特徴とする。
の材質検査装置は、金属材における超音波の伝播速度を
測定し、この伝播速度に基づいて金属材の材質を検査す
る装置において、金属材の異なる３以上の方向の夫々に
おいて相対向させて配置した超音波を送信させる手段及
び超音波を受信する手段と、３以上の方向の夫々におけ
る超音波伝播時間を求めると共に、各伝播時間から超音
波の３以上の方向夫々における伝播速度を求める手段
と、前記３以上の方向の各伝播速度と、予め求めてある
基準金属材における前記３以上の方向の夫々に対応する
方向の各基準伝播速度との比を求め、この全ての速度比
が基準値以下の場合に、材質異常と判定する手段とを具
備することを特徴とする。
【０００６】第２の発明に係る金属材の材質検査装置
は、金属材における超音波の伝播速度を測定し、この伝
播速度に基づいて金属材の材質を検査する装置におい
て、金属材表面に金属材の厚さ方向に縦波を送信し、金
属材の裏面からの反射縦波を受信し、またこれとは異な
る位置において金属材表面と平行な２以上の方向夫々に
振動し、金属材の厚さ方向に伝播する各横波夫々を送，
受信する送，受信手段と、前記金属材表面の異なる３以
上の方向夫々における超音波伝播時間を求め、これから
伝播速度を求める演算部と、前記３以上の方向の各伝播
速度と予め求めてある基準金属材における同じ３以上の
方向の各基準伝播速度との比を求め、各速度比に基づい
て材質異常の有無を判定する手段とを具備することを特
徴とする。
は、金属材における超音波の伝播速度を測定し、この伝
播速度に基づいて金属材の材質を検査する装置におい
て、金属材表面に金属材の厚さ方向に縦波を送信し、金
属材の裏面からの反射縦波を受信し、またこれとは異な
る位置において金属材表面と平行な２以上の方向夫々に
振動し、金属材の厚さ方向に伝播する各横波夫々を送，
受信する送，受信手段と、前記金属材表面の異なる３以
上の方向夫々における超音波伝播時間を求め、これから
伝播速度を求める演算部と、前記３以上の方向の各伝播
速度と予め求めてある基準金属材における同じ３以上の
方向の各基準伝播速度との比を求め、各速度比に基づい
て材質異常の有無を判定する手段とを具備することを特
徴とする。
【０００７】
【作用】第１の発明にあっては、これによって金属材表
面の異なる３以上の方向の各超音波伝播速度と、基準金
属材について求めた同じ３以上の方向の各超音波伝播速
度との比に基づき材質異常の有無を正確に検出可能とな
る。
面の異なる３以上の方向の各超音波伝播速度と、基準金
属材について求めた同じ３以上の方向の各超音波伝播速
度との比に基づき材質異常の有無を正確に検出可能とな
る。
【０００８】第２の発明にあっては、これによって金属
材の厚さ方向の縦波及び金属板表面の異なる２以上の方
向での横波夫々の伝播速度と、基準金属材について求め
た同じ３以上の方向での縦波及び横波の超音波伝播速度
との比に基づき材質異常の有無を正確に検出可能とな
る。
材の厚さ方向の縦波及び金属板表面の異なる２以上の方
向での横波夫々の伝播速度と、基準金属材について求め
た同じ３以上の方向での縦波及び横波の超音波伝播速度
との比に基づき材質異常の有無を正確に検出可能とな
る。
【０００９】
【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づき
具体的に説明する。図１は本発明に係る金属材の材質検
査装置の構成を示すブロック図、図２は図示しない圧延
機の出側において被検査材たる鋼板Ｓの表面に配置され
た送信子，受信子夫々の配置態様を示す模式的平面図で
あり、図中Ａは送信部，Ｂは受信部を示している。送信
部Ａには３個の送信子１，２，３が、また受信部Ｂには
同じく３個の受信子１１，１２，１３が用意されてお
り、送信子１と受信子１１とは鋼板Ｓの白抜矢符で示す
通板方向と平行方向において、また送信子２と受信子１
２とは圧延機に対する鋼板Ｓの通板方向と４５°をなす
方向において更に送信子３と受信子１３とは通板方向と
直交する幅方向において夫々適長離隔させて対向設置さ
れている。
具体的に説明する。図１は本発明に係る金属材の材質検
査装置の構成を示すブロック図、図２は図示しない圧延
機の出側において被検査材たる鋼板Ｓの表面に配置され
た送信子，受信子夫々の配置態様を示す模式的平面図で
あり、図中Ａは送信部，Ｂは受信部を示している。送信
部Ａには３個の送信子１，２，３が、また受信部Ｂには
同じく３個の受信子１１，１２，１３が用意されてお
り、送信子１と受信子１１とは鋼板Ｓの白抜矢符で示す
通板方向と平行方向において、また送信子２と受信子１
２とは圧延機に対する鋼板Ｓの通板方向と４５°をなす
方向において更に送信子３と受信子１３とは通板方向と
直交する幅方向において夫々適長離隔させて対向設置さ
れている。
【００１０】各送信子１，２，３はパルサ４に接続さ
れ、パルサ４からの信号に基づき超音波を発生し、これ
を図２に示す如く被検査材たる鋼板Ｓの厚さ方向と直交
する平面、即ち表面における夫々異なる３方向、即ち通
板方向（Ｘ方向という）、通板方向と４５°の方向（Ｙ
方向という）、通板方向と直交する方向（Ｚ方向とい
う）に伝播せしめるようになっている。なお、送信子
１，２，３としては従来知られたレーザ励起超音波発信
子を用いてもよい。
れ、パルサ４からの信号に基づき超音波を発生し、これ
を図２に示す如く被検査材たる鋼板Ｓの厚さ方向と直交
する平面、即ち表面における夫々異なる３方向、即ち通
板方向（Ｘ方向という）、通板方向と４５°の方向（Ｙ
方向という）、通板方向と直交する方向（Ｚ方向とい
う）に伝播せしめるようになっている。なお、送信子
１，２，３としては従来知られたレーザ励起超音波発信
子を用いてもよい。
【００１１】一方各受信子１１，１２，１３は鋼板Ｓを
表面伝播されてきた超音波を受信し、受信信号を演算器
２１，２２，２３に与える。演算器２１，２２，２３は
前記パルサ４からの信号を受けた時点から、前記各受信
子１１，１２，１３からの受信信号を受けた時点までの
時間ＴX ，ＴY ，Ｔ Z を計測し、各送信子１，２，３か
ら各受信子１１，１２，１３までの距離（既知）に基づ
き速度ＶX ，ＶY ，ＶZ を演算し、これらを演算装置３
０へ与える。
表面伝播されてきた超音波を受信し、受信信号を演算器
２１，２２，２３に与える。演算器２１，２２，２３は
前記パルサ４からの信号を受けた時点から、前記各受信
子１１，１２，１３からの受信信号を受けた時点までの
時間ＴX ，ＴY ，Ｔ Z を計測し、各送信子１，２，３か
ら各受信子１１，１２，１３までの距離（既知）に基づ
き速度ＶX ，ＶY ，ＶZ を演算し、これらを演算装置３
０へ与える。
【００１２】演算装置３０には鋼板Ｓにおける正常部
（材質に異常のない部分）、又は基準鋼板について予め
求めた同じ３方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ方向）夫々における超音
波の基準伝播速度Ｖ0X，Ｖ0Y，Ｖ0Zが基準値として入力
されており、各演算器２１，２２，２３から入力された
伝播速度ＶX ，ＶY ，ＶZ との比ＶX ／Ｖ0X，ＶY ／Ｖ
0Y，ＶZ ／Ｖ0Zを算出し、夫々の速度比を閾値ＳＨと比
較して、そのすべてが閾値ＳＨを下回る場合は異常部、
それ以外は正常部と判定する。また、異常部と判定した
場合はその平均値Ｖを算出し、この平均値Ｖを異常レベ
ルの比較基準レベルＬ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 （Ｌ1 ＞Ｌ2 ＞Ｌ
3 ）と比較して、平均値Ｖがいずれのレベルにあるか異
常の程度を判定し、出力する。
（材質に異常のない部分）、又は基準鋼板について予め
求めた同じ３方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ方向）夫々における超音
波の基準伝播速度Ｖ0X，Ｖ0Y，Ｖ0Zが基準値として入力
されており、各演算器２１，２２，２３から入力された
伝播速度ＶX ，ＶY ，ＶZ との比ＶX ／Ｖ0X，ＶY ／Ｖ
0Y，ＶZ ／Ｖ0Zを算出し、夫々の速度比を閾値ＳＨと比
較して、そのすべてが閾値ＳＨを下回る場合は異常部、
それ以外は正常部と判定する。また、異常部と判定した
場合はその平均値Ｖを算出し、この平均値Ｖを異常レベ
ルの比較基準レベルＬ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 （Ｌ1 ＞Ｌ2 ＞Ｌ
3 ）と比較して、平均値Ｖがいずれのレベルにあるか異
常の程度を判定し、出力する。
【００１３】なお、基準鋼板は被検査材たる鋼板Ｓと同
じ材質を有し、しかも材質異常のない正常なものをい
う。送信子１，２，３、受信子１１，１２，１３は、鋼
板Ｓの表面上において、その被検査部を隔てて相異なる
方向で対向するよう配置すればよく、特にその配置位置
をＸ，Ｙ，Ｚの３方向に限られるものではなく、また３
以上の方向において測定してもよい。
じ材質を有し、しかも材質異常のない正常なものをい
う。送信子１，２，３、受信子１１，１２，１３は、鋼
板Ｓの表面上において、その被検査部を隔てて相異なる
方向で対向するよう配置すればよく、特にその配置位置
をＸ，Ｙ，Ｚの３方向に限られるものではなく、また３
以上の方向において測定してもよい。
【００１４】図３は鋼板Ｓの正常部と異常部とにおける
超音波の伝播速度ＶX ，ＶY ，ＶZの変化を示す説明図
であり、横軸に時間を、縦軸に速度をとって示してあ
る。いま図２において、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の交点部分が異
常部である場合、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す如
く相対応する位置で伝播速度が急激に低下する。
超音波の伝播速度ＶX ，ＶY ，ＶZの変化を示す説明図
であり、横軸に時間を、縦軸に速度をとって示してあ
る。いま図２において、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の交点部分が異
常部である場合、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す如
く相対応する位置で伝播速度が急激に低下する。
【００１５】その結果、基準鋼板について求めた基準伝
播速度Ｖ0X，Ｖ0Y，Ｖ0Zとの比であるＶX ／Ｖ0X，ＶY
／Ｖ0Y，ＶZ ／Ｖ0Zを、図３（ｄ）に示す如く閾値ＳＨ
と比較した場合、或る時点で値ＶX ／Ｖ0X，ＶY ／
Ｖ0Y，ＶZ ／Ｖ0Zの全てが閾値ＳＨを下回ることとな
り、異常部とまたそれ以外は正常部と判断する。異常部
と判断した場合は、下式に従ってこれら速度比の平均値
を求める。 Ｖ＝｛ＶX ／Ｖ0X＋ＶY ／Ｖ0Y＋ＶZ ／Ｖ0Z｝／３
播速度Ｖ0X，Ｖ0Y，Ｖ0Zとの比であるＶX ／Ｖ0X，ＶY
／Ｖ0Y，ＶZ ／Ｖ0Zを、図３（ｄ）に示す如く閾値ＳＨ
と比較した場合、或る時点で値ＶX ／Ｖ0X，ＶY ／
Ｖ0Y，ＶZ ／Ｖ0Zの全てが閾値ＳＨを下回ることとな
り、異常部とまたそれ以外は正常部と判断する。異常部
と判断した場合は、下式に従ってこれら速度比の平均値
を求める。 Ｖ＝｛ＶX ／Ｖ0X＋ＶY ／Ｖ0Y＋ＶZ ／Ｖ0Z｝／３
【００１６】図３（ｅ）に示す如く予め定めた異常レベ
ルの比較基準レベルＬ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 と比較し、異常の
度合は下式の順と判定する。 （Ｌ1 ＞Ｖ＞Ｌ2 ）＜（Ｌ2 ＞Ｖ＞Ｌ3 ）＜（Ｌ3 ＞
Ｖ） このような実施例１にあっては、超音波の伝播速度比Ｖ
X ／Ｖ0X，ＶY ／Ｖ0Y，ＶZ ／Ｖ0Z夫々の値を閾値と比
較することで材質異常部をオンライン上で正確に検出す
ることが可能である。
ルの比較基準レベルＬ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 と比較し、異常の
度合は下式の順と判定する。 （Ｌ1 ＞Ｖ＞Ｌ2 ）＜（Ｌ2 ＞Ｖ＞Ｌ3 ）＜（Ｌ3 ＞
Ｖ） このような実施例１にあっては、超音波の伝播速度比Ｖ
X ／Ｖ0X，ＶY ／Ｖ0Y，ＶZ ／Ｖ0Z夫々の値を閾値と比
較することで材質異常部をオンライン上で正確に検出す
ることが可能である。
【００１７】（実施例２）図４は実施例２の構成を示す
ブロック図、図５は被検査材である鋼板Ｓ表面上におけ
る縦波用送，受信子４１、圧延方向に振動し、板厚方向
に伝播する横波用送，受信子４２、圧延直交方向に振動
し、板厚方向に伝播する横波用送，受信子４３の配置態
様を示す説明図である。
ブロック図、図５は被検査材である鋼板Ｓ表面上におけ
る縦波用送，受信子４１、圧延方向に振動し、板厚方向
に伝播する横波用送，受信子４２、圧延直交方向に振動
し、板厚方向に伝播する横波用送，受信子４３の配置態
様を示す説明図である。
【００１８】縦波用送，受信子４１は鋼板Ｓの表面にそ
の厚さ方向に超音波を送信し、受信すべく設置され、縦
波を鋼板Ｓの表面に直角に入射させ、縦波が鋼板Ｓの下
面に達してここから反射してきた縦波を受信するように
なっている。圧延方向に振動し、板厚方向に伝播する横
波用送，受信子４２は鋼板Ｓの表面であって、圧延方向
と平行に振動し、鋼板Ｓの板厚方向に伝播される横波を
送信し、受信すべく設置され、横波を鋼板Ｓの表面に入
射させ鋼板Ｓの下面に達してここから反射してきた横波
を受信するようになっている。
の厚さ方向に超音波を送信し、受信すべく設置され、縦
波を鋼板Ｓの表面に直角に入射させ、縦波が鋼板Ｓの下
面に達してここから反射してきた縦波を受信するように
なっている。圧延方向に振動し、板厚方向に伝播する横
波用送，受信子４２は鋼板Ｓの表面であって、圧延方向
と平行に振動し、鋼板Ｓの板厚方向に伝播される横波を
送信し、受信すべく設置され、横波を鋼板Ｓの表面に入
射させ鋼板Ｓの下面に達してここから反射してきた横波
を受信するようになっている。
【００１９】圧延直交方向に振動し、板厚方向に伝播す
る横波用送，受信子４３は鋼板Ｓの圧延方向と直交する
方向（板幅方向）に振動し、鋼板Ｓの表面から板厚方向
に伝播し、鋼板Ｓの裏面に達してここから反射されてき
た横波を受信するようになっている。上記した各送，受
信子４１，４２，４３はいずれも図４に示す如くパルサ
４４に接続され、パルサ４４からのパルス信号により所
定の超音波を発生させ、これを鋼板Ｓの表面に入射せし
め、鋼板Ｓの裏面からの反射波を受信して受信信号を、
演算器２１，２２，２３へ夫々出力する。演算器２１，
２２，２３は、パルサ４４がパルス信号を発した時点か
ら、受信信号を受信するまでの時間である超音波の伝播
時間Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 を検出すると共に、板厚情報Ｄに
基づいて伝播速度Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 を算出し、これを演
算装置３０へ与える。
る横波用送，受信子４３は鋼板Ｓの圧延方向と直交する
方向（板幅方向）に振動し、鋼板Ｓの表面から板厚方向
に伝播し、鋼板Ｓの裏面に達してここから反射されてき
た横波を受信するようになっている。上記した各送，受
信子４１，４２，４３はいずれも図４に示す如くパルサ
４４に接続され、パルサ４４からのパルス信号により所
定の超音波を発生させ、これを鋼板Ｓの表面に入射せし
め、鋼板Ｓの裏面からの反射波を受信して受信信号を、
演算器２１，２２，２３へ夫々出力する。演算器２１，
２２，２３は、パルサ４４がパルス信号を発した時点か
ら、受信信号を受信するまでの時間である超音波の伝播
時間Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 を検出すると共に、板厚情報Ｄに
基づいて伝播速度Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 を算出し、これを演
算装置３０へ与える。
【００２０】演算装置３０は実施例１と同様に予め入力
されている基準金属板における３以上の異なる方向での
板厚方向の縦波及び２以上の方向における板厚方向に伝
播する横波の基準伝播速度Ｖ01，Ｖ02，Ｖ03に基づいて
超音波の伝播速度比Ｖ1 ／Ｖ01，Ｖ2 ／Ｖ02，Ｖ3 ／Ｖ
03を求める。その後は、実施例１におけると同様にこれ
らを予め定めた閾値ＳＨと比較して金属板の異常部か否
かの判定を行い、異常部と判定した場合には伝播速度比
の平均値を求め、これを比較基準レベルＬ1 ，Ｌ2 ，Ｌ
3 と比較して異常の程度を判定する。
されている基準金属板における３以上の異なる方向での
板厚方向の縦波及び２以上の方向における板厚方向に伝
播する横波の基準伝播速度Ｖ01，Ｖ02，Ｖ03に基づいて
超音波の伝播速度比Ｖ1 ／Ｖ01，Ｖ2 ／Ｖ02，Ｖ3 ／Ｖ
03を求める。その後は、実施例１におけると同様にこれ
らを予め定めた閾値ＳＨと比較して金属板の異常部か否
かの判定を行い、異常部と判定した場合には伝播速度比
の平均値を求め、これを比較基準レベルＬ1 ，Ｌ2 ，Ｌ
3 と比較して異常の程度を判定する。
【００２１】このような実施例２にあっては、超音波の
送，受信子の構成が簡略化されることは勿論、鋼板Ｓの
板厚方向における情報をも取り込むことが出来て、より
正確な検査が可能となる。
送，受信子の構成が簡略化されることは勿論、鋼板Ｓの
板厚方向における情報をも取り込むことが出来て、より
正確な検査が可能となる。
【００２２】図６は実施例１，２による異常部の判定及
び異常部の程度を判定する過程を示すフローチャートで
ある。先ず通板方向（圧延方向）に対し実施例１に示す
如く０°，４５°，９０°の３方向の超音波伝播時間Ｔ
X ，ＴY ，ＴZ 、又は実施例２に示す如く超音波の伝播
時間Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 を計測し（ステップＳ１）、これ
らに基づいて超音波の伝播速度ＶX ，ＶY ，ＶZ 又はＶ
1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 を求め（ステップＳ２）、これらと予め
求めた基準鋼板についての基準伝播速度Ｖ0X，Ｖ0Y，Ｖ
0Z、又はＶ01，Ｖ02，Ｖ03との比ＶX ／Ｖ0X，ＶY ／Ｖ
0Y，ＶZ ／Ｖ0Z、又はＶ1 ／Ｖ01，Ｖ2／Ｖ02，Ｖ3 ／
Ｖ03を求める（ステップＳ３）。
び異常部の程度を判定する過程を示すフローチャートで
ある。先ず通板方向（圧延方向）に対し実施例１に示す
如く０°，４５°，９０°の３方向の超音波伝播時間Ｔ
X ，ＴY ，ＴZ 、又は実施例２に示す如く超音波の伝播
時間Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 を計測し（ステップＳ１）、これ
らに基づいて超音波の伝播速度ＶX ，ＶY ，ＶZ 又はＶ
1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 を求め（ステップＳ２）、これらと予め
求めた基準鋼板についての基準伝播速度Ｖ0X，Ｖ0Y，Ｖ
0Z、又はＶ01，Ｖ02，Ｖ03との比ＶX ／Ｖ0X，ＶY ／Ｖ
0Y，ＶZ ／Ｖ0Z、又はＶ1 ／Ｖ01，Ｖ2／Ｖ02，Ｖ3 ／
Ｖ03を求める（ステップＳ３）。
【００２３】ＶX ／Ｖ0X，ＶY ／Ｖ0Y，ＶZ ／Ｖ0Z、又
はＶ1 ／Ｖ01，Ｖ2 ／Ｖ02，Ｖ3 ／Ｖ03が閾値ＳＨ以上
か否かを判断し（ステップＳ４）、少なくとも１つが閾
値ＳＨ以上であれば正常部と判断し（ステップＳ５）、
また全てが閾値ＳＨ未満となっている場合は異常部（降
伏強度，降伏伸び等が機械的性質が劣化している部分）
と判断する（ステップＳ６）。
はＶ1 ／Ｖ01，Ｖ2 ／Ｖ02，Ｖ3 ／Ｖ03が閾値ＳＨ以上
か否かを判断し（ステップＳ４）、少なくとも１つが閾
値ＳＨ以上であれば正常部と判断し（ステップＳ５）、
また全てが閾値ＳＨ未満となっている場合は異常部（降
伏強度，降伏伸び等が機械的性質が劣化している部分）
と判断する（ステップＳ６）。
【００２４】異常部と判断した場合は、伝播速度比の平
均値Ｖを算出し（ステップＳ７）、その平均値Ｖを基準
比較レベルＬ1 ，Ｌ2 …Ｌn と比較して、異常の度合い
を判断する（ステップＳ８）。なお、実施例１と実施例
２とを組合わせることによって鋼板Ｓにおける材質異常
部の平面方向及び肉厚方向における拡がりを正確に検査
することが出来る。
均値Ｖを算出し（ステップＳ７）、その平均値Ｖを基準
比較レベルＬ1 ，Ｌ2 …Ｌn と比較して、異常の度合い
を判断する（ステップＳ８）。なお、実施例１と実施例
２とを組合わせることによって鋼板Ｓにおける材質異常
部の平面方向及び肉厚方向における拡がりを正確に検査
することが出来る。
【００２５】（実施例３）図７は本発明の実施例３にお
ける演算装置での別の処理過程である異常グレイングロ
ス部か否かの判定及びｒ値の如何の判定過程を示すフロ
ーチャートである。図７において、実施例１と同様に超
音波の３方向における伝播速度ＶX ，ＶY，ＶZ を求め
てこれについて、先ず下記（１）式に従ってｒ値を求
め、ｒ値の良，不良を判定する。 （ＶX −２ＶY ＋ＶZ ）／４ …（１） また、閾値ＳＨとの差ＶX −ＳＨ，ＶY −ＳＨ，ＶZ −
ＳＨを求め、これらの各差と判定基準値Ｃ0 とを比較す
る。（１）式で求めたｒ値又は判定基準値Ｃ0 を越える
か否かの条件式に基づいて異常グレイングロス部か否か
を判定する。
ける演算装置での別の処理過程である異常グレイングロ
ス部か否かの判定及びｒ値の如何の判定過程を示すフロ
ーチャートである。図７において、実施例１と同様に超
音波の３方向における伝播速度ＶX ，ＶY，ＶZ を求め
てこれについて、先ず下記（１）式に従ってｒ値を求
め、ｒ値の良，不良を判定する。 （ＶX −２ＶY ＋ＶZ ）／４ …（１） また、閾値ＳＨとの差ＶX −ＳＨ，ＶY −ＳＨ，ＶZ −
ＳＨを求め、これらの各差と判定基準値Ｃ0 とを比較す
る。（１）式で求めたｒ値又は判定基準値Ｃ0 を越える
か否かの条件式に基づいて異常グレイングロス部か否か
を判定する。
【００２６】図８，図９は板厚０．６９９ｍｍの極低炭
素鋼板を対象としてｒ値と、伝播速度ＶX ，ＶY ，ＶZ
との関係を求めた結果を示す。図８（ａ）は通板方向に
対し０°方向、図８（ｂ）は同じく４５°方向、図９
（ｃ）は同じく９０°方向夫々における超音波の伝播時
間の推移（伝播速度の推移）を示すグラフであり、横軸
に超音波の伝播時間（秒）を、また縦軸に超音波の伝播
時間をとって示している。
素鋼板を対象としてｒ値と、伝播速度ＶX ，ＶY ，ＶZ
との関係を求めた結果を示す。図８（ａ）は通板方向に
対し０°方向、図８（ｂ）は同じく４５°方向、図９
（ｃ）は同じく９０°方向夫々における超音波の伝播時
間の推移（伝播速度の推移）を示すグラフであり、横軸
に超音波の伝播時間（秒）を、また縦軸に超音波の伝播
時間をとって示している。
【００２７】図８（ａ），（ｂ），図９（ｃ）を対比す
れば明らかな如く、Ｘ，Ｙ，Ｚのいずれの方向において
も一定時間経過した相対応する方向で超音波の伝播速度
が低下、即ち伝播時間が著しく大きくなっている部分が
存在している。また、図９（ｄ）は横軸に超音波の伝播
時間を、縦軸にｒ値をとって示してあり、この図９
（ｄ）と図８（ａ），（ｂ），図９（ｃ）とを対比すれ
ば明らかな如く両者には密接な関係があることが解る。
なお、実施例１，２，３はいずれも被検査材として鋼板
を対象とした場合を説明したが、特にこれに限るもので
なく各種の金属板に適用可能である。
れば明らかな如く、Ｘ，Ｙ，Ｚのいずれの方向において
も一定時間経過した相対応する方向で超音波の伝播速度
が低下、即ち伝播時間が著しく大きくなっている部分が
存在している。また、図９（ｄ）は横軸に超音波の伝播
時間を、縦軸にｒ値をとって示してあり、この図９
（ｄ）と図８（ａ），（ｂ），図９（ｃ）とを対比すれ
ば明らかな如く両者には密接な関係があることが解る。
なお、実施例１，２，３はいずれも被検査材として鋼板
を対象とした場合を説明したが、特にこれに限るもので
なく各種の金属板に適用可能である。
【００２８】
【発明の効果】第１の発明にあっては、金属材表面の３
以上の方向夫々における超音波の伝播速度を求め、予め
求めてある各方向夫々に対応する基準速度との比が全て
基準値以下の場合に材質異常の有無を判別することとし
ているから、オンライン上での正確な材質異常を検査す
ることが出来る。
以上の方向夫々における超音波の伝播速度を求め、予め
求めてある各方向夫々に対応する基準速度との比が全て
基準値以下の場合に材質異常の有無を判別することとし
ているから、オンライン上での正確な材質異常を検査す
ることが出来る。
【００２９】第２の発明にあっては、金属材表面の３以
上の方向夫々における縦波及び横波の伝播速度を求め、
予め求めてある３以上の方向夫々に対応する基準速度と
の比を用いることで送，受信子の構成が簡略化され、設
備コストが安価となり、また厚さ方向の材質異常を正確
に検査することが出来る。
上の方向夫々における縦波及び横波の伝播速度を求め、
予め求めてある３以上の方向夫々に対応する基準速度と
の比を用いることで送，受信子の構成が簡略化され、設
備コストが安価となり、また厚さ方向の材質異常を正確
に検査することが出来る。
【図１】本発明に係る金属材の材質検査装置の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】送信子，受信子の配置を示す模式的平面図であ
る。
る。
【図３】演算装置での異常の有無の判定内容を示す説明
図である。
図である。
【図４】本発明の実施例２の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図５】実施例２の送，受信子の配置態様を示す平面図
である。
である。
【図６】実施例１，２の材質異常の判定過程を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図７】実施例３の異常グレイングロス部の判定処理過
程を示すフローチャートである。
程を示すフローチャートである。
【図８】ｒ値と超音波伝播速度との関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図９】ｒ値と超音波伝播速度との関係を示すグラフで
ある。
ある。
１，２，３ 送信子 ４ パルサ １１，１２，１３ 受信子 ２１，２２，２３ 演算器 ３０ 演算装置 ４１ 縦波用送，受信子 ４２ 圧延方向に振動し、板厚方向に伝播する横波用
送，受信子 ４３ 圧延直交方向に振動し、板厚方向に伝播する横
波用送，受信子
送，受信子 ４３ 圧延直交方向に振動し、板厚方向に伝播する横
波用送，受信子
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−179746（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−201660（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−296147（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−236450（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−83322（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−210258（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−1547（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−66355（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−8444（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 29/00 - 29/28
Claims (2)
- 【請求項１】 金属材における超音波の伝播速度を測定
し、この伝播速度に基づいて金属材の材質を検査する装
置において、金属 材の異なる３以上の方向の夫々において相対向させ
て配置した超音波を送信させる手段及び超音波を受信す
る手段と、３以上の方向の夫々における超音波伝播時間
を求めると共に、各伝播時間から超音波の３以上の方向
夫々における伝播速度を求める手段と、前記３以上の方
向の各伝播速度と、予め求めてある基準金属材における
前記３以上の方向の夫々に対応する方向の各基準伝播速
度との比を求め、この全ての速度比が基準値以下の場合
に、材質異常と判定する手段とを具備することを特徴と
する金属材の材質検査装置。 - 【請求項２】 金属材における超音波の伝播速度を測定
し、この伝播速度に基づいて金属材の材質を検査する装
置において、 金属材表面に金属材の厚さ方向に縦波を送信し、金属材
の裏面からの反射縦波を受信し、またこれとは異なる位
置において金属材表面と平行な２以上の方向夫々に振動
し、金属材の厚さ方向に伝播する各横波夫々を送，受信
する送，受信手段と、前記金属材表面の異なる３以上の
方向夫々における超音波伝播時間を求め、これから伝播
速度を求める演算部と、前記３以上の方向の各伝播速度
と予め求めてある基準金属材における同じ３以上の方向
の各基準伝播速度との比を求め、各速度比に基づいて材
質異常の有無を判定する手段とを具備することを特徴と
する金属材の材質検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06245665A JP3079912B2 (ja) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | 金属材の材質検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06245665A JP3079912B2 (ja) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | 金属材の材質検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08110330A JPH08110330A (ja) | 1996-04-30 |
| JP3079912B2 true JP3079912B2 (ja) | 2000-08-21 |
Family
ID=17137000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06245665A Expired - Fee Related JP3079912B2 (ja) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | 金属材の材質検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3079912B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4718287B2 (ja) * | 2005-09-26 | 2011-07-06 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 圧延ライン管理システム |
-
1994
- 1994-10-11 JP JP06245665A patent/JP3079912B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08110330A (ja) | 1996-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5965818A (en) | Ultrasonic Lamb wave technique for measurement of pipe wall thickness at pipe supports | |
| US5143072A (en) | Apparatus for determining the mechanical properties of a solid | |
| EP0053034B1 (en) | Method of determining stress distribution in a solid body | |
| US7806003B2 (en) | Doppler type ultrasonic flow meter | |
| JPS601554A (ja) | 超音波検査装置 | |
| EP0057521B1 (en) | Determination of plastic anisotropy in sheet material | |
| JP3079912B2 (ja) | 金属材の材質検査装置 | |
| US11796361B2 (en) | Flow rate measurement apparatus measuring flow rate of fluid inside pipe having predetermined cross-sectional area | |
| JP2000241397A (ja) | 表面欠陥検出方法および装置 | |
| JPH1048009A (ja) | 超音波温度流速計 | |
| JP3140244B2 (ja) | 結晶粒度測定方法 | |
| JP2001116733A (ja) | 超音波センサ及び材料測定装置 | |
| JP3512512B2 (ja) | 超音波流速測定装置 | |
| JPS61210947A (ja) | 超音波探傷装置 | |
| JPH0749944B2 (ja) | 材料の厚さ及び音速の同時測定法 | |
| JP2000329597A5 (ja) | ||
| JPS5842919Y2 (ja) | 応力測定装置 | |
| JPH07174843A (ja) | 位置測定における音速補正装置及びその方法 | |
| JP2773535B2 (ja) | 超音波応用測定装置 | |
| JPH1164309A (ja) | 圧延材の材料特性測定方法及び装置 | |
| JPH0679018B2 (ja) | 金属薄板の深絞り性評価方法 | |
| JP2002131296A (ja) | 非破壊検査システム | |
| JPS59122944A (ja) | 探触子および超音波探傷方法 | |
| JP2746037B2 (ja) | 金属板の深絞り性評価装置 | |
| JP3207740B2 (ja) | 欠陥位置推定装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |