JP6021798B2 - Surface defect inspection equipment - Google Patents

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本発明は、圧延材の表面に発生する表面欠陥を検査する表面欠陥検査装置、特に線材、棒鋼、鋼管などといった長尺の基材の表面欠陥を検査する表面欠陥検査装置に関する。   The present invention relates to a surface defect inspection apparatus that inspects a surface defect generated on the surface of a rolled material, and more particularly to a surface defect inspection apparatus that inspects a surface defect of a long base material such as a wire, a steel bar, or a steel pipe.

従来より、線材、棒鋼、鋼管などの金属の基材は熱間圧延により工業的に製造されている。この熱間圧延は、他の加工に比べて基材の通材速度が5〜100m/secと速い場合も多く、目視による欠陥検査は困難なことが多い。そのため、非破壊式の検査方法を用いて表面欠陥を自動的に検出し、表面欠陥が検出された部分を除去したり、表面欠陥の発生を抑制できるように工程条件を修正するなどの対策が採られている。このような非破壊式の検査方法としては、渦流探傷方法や漏洩磁束探傷方法などの電磁気的な手法が広く用いられている。   Conventionally, metal substrates such as wire rods, steel bars, and steel pipes are industrially manufactured by hot rolling. In this hot rolling, the substrate passing speed is often as high as 5 to 100 m / sec as compared with other processes, and visual defect inspection is often difficult. Therefore, measures such as automatically detecting surface defects using a non-destructive inspection method, removing parts where surface defects were detected, and correcting process conditions to suppress the occurrence of surface defects, etc. It is taken. As such a non-destructive inspection method, electromagnetic techniques such as an eddy current flaw detection method and a leakage magnetic flux flaw detection method are widely used.

この渦流探傷方法は、通材方向に連続して基材の透磁率や導電率など被検査材の電磁気特性を検出し、検出された電磁気特性が閾値以上に変化した際に、表面欠陥が発生したと判定する構成となっている。しかし、渦流探傷方法では、検査中に基材が振動してリフトオフ変動が起こったり、基材の表面で電磁気特性に局部的なムラがあったりすると、ノイズが多くなる。そして、実際の欠陥よりも多数の表面欠陥信号が誤検出されるという問題があり、欠陥の検出精度が低くなる可能性がある。   This eddy current flaw detection method detects the electromagnetic characteristics of the material to be inspected such as the permeability and conductivity of the base material continuously in the direction of material passing through, and surface defects occur when the detected electromagnetic characteristics change beyond the threshold. It is the structure which determines with having carried out. However, in the eddy current flaw detection method, noise increases when the substrate vibrates during inspection to cause lift-off fluctuations or when the electromagnetic characteristics are locally uneven on the surface of the substrate. In addition, there is a problem in that a larger number of surface defect signals are erroneously detected than actual defects, and the defect detection accuracy may be lowered.

また、渦流探傷方法で実際に検出されるのは振幅や位相といった電気信号であり、そこにある程度の大きさと深さの表面欠陥があるという情報のみである。つまり、渦流探傷方法では、表面欠陥の形状などのような他の情報は検出されず、検出された表面欠陥がどのようなものであるかについては同定が難しい。
さらに、渦流探傷方法では、連続して計測されている電磁気特性に大きな変化があったときに、表面欠陥が発生したと判断する構成となっている。そのため、例えば通材方向にある程度以上の長さがある欠陥のように電磁気特性の変化が少ない場合には欠陥中間部での電磁気特性の変化は観測されず、このような表面欠陥に対しては、先後端以外は原理的に検出が困難となる場合がある。
Moreover, what is actually detected by the eddy current flaw detection method is an electrical signal such as amplitude and phase, and only information indicating that there is a surface defect of a certain size and depth. That is, in the eddy current flaw detection method, other information such as the shape of the surface defect is not detected, and it is difficult to identify what the detected surface defect is.
Further, the eddy current flaw detection method is configured to determine that a surface defect has occurred when there is a large change in electromagnetic characteristics that are continuously measured. Therefore, for example, when the change in electromagnetic characteristics is small, such as a defect having a length of a certain length or more in the material passing direction, no change in electromagnetic characteristics is observed at the intermediate part of the defect. In principle, it may be difficult to detect other than the front and rear ends.

以上のような渦流探傷方法の短所を補うため、高速カメラを利用した光学的な手法、つまり画像探傷方法が用いられることがある。このような光学的な手法を用いれば、検出した表面欠陥の画像から表面欠陥の類別が可能になるといったメリットが得られるが、その反面で基材表面の模様や光学的反射率のムラなどを表面欠陥と誤検出する可能性があり、渦流探傷方法と同様に誤検出が起こる可能性を有している。   In order to compensate for the disadvantages of the eddy current flaw detection method as described above, an optical method using a high-speed camera, that is, an image flaw detection method may be used. By using such an optical technique, it is possible to obtain a merit that the surface defects can be classified from the detected image of the surface defects, but on the other hand, the pattern of the substrate surface and the unevenness of the optical reflectance are reduced. There is a possibility of erroneous detection as a surface defect, and there is a possibility that erroneous detection will occur in the same manner as in the eddy current flaw detection method.

そこで、以下の特許文献1や特許文献2に示すように、渦流探傷方法と画像探傷方法とを組み合わせた方法が採用されるようになっている。
例えば、特許文献1には、通材方向に沿って渦流探傷部の下流側に画像探傷部を備えた表面欠陥の検査技術であって、渦流探傷装置で検出された検出信号をトリガとして、後段の画像探傷装置のストロボ照明を点灯させて渦流探傷装置で検出した表面欠陥に対応する部位の画像を撮像する技術が開示されている。このように発生した表面欠陥に対して、電磁気特性透磁率のデータと画像のデータとを双方用意すれば、表面欠陥の発生を2つの検出結果に基づいて判断することができ、渦流探傷装置だけの場合に比べて表面欠陥の検出精度を向上させることが可能になる。
Therefore, as shown in Patent Document 1 and Patent Document 2 below, a method combining an eddy current flaw detection method and an image flaw detection method is adopted.
For example, Patent Document 1 discloses a surface defect inspection technique that includes an image flaw detection unit on the downstream side of the eddy current flaw detection unit along the material passing direction, and a detection signal detected by the eddy current flaw detection device is used as a trigger. A technique for capturing an image of a part corresponding to a surface defect detected by an eddy current flaw detector by turning on the strobe illumination of the image flaw detector is disclosed. If both the electromagnetic characteristic permeability data and the image data are prepared for the surface defect thus generated, the occurrence of the surface defect can be determined based on the two detection results, and only the eddy current flaw detector is used. Compared to the case, it becomes possible to improve the detection accuracy of surface defects.

また、特許文献2には、基材である金属棒に対して画像検査装置を用いた連続検査を行って得られた情報に対して、渦流探傷装置で得られる欠陥深さに関する情報を付加し、両者の情報を相互に参照して欠陥の判定精度を高める技術が開示されている。   In addition, in Patent Document 2, information on the defect depth obtained by the eddy current flaw detector is added to the information obtained by performing the continuous inspection using the image inspection device on the metal rod as the base material. A technique for improving the accuracy of defect determination by referring to both pieces of information is disclosed.

特開2009−8659号公報JP 2009-8659 A 特開2010−107513号公報JP 2010-107513 A

ところで、上述した渦流探傷方法も画像探傷方法も表面欠陥を検出する方法としては完璧なものではない。
例えば、渦流探傷方法では、さまざまな要因により発生するノイズを表面欠陥と誤って検出する可能性があり、信頼性はそれ程高いものではない。特に、基材の温度がキュリー温度を下回るまで低下すると基材の透磁率が大きくなるので、キュリー点近傍で温度ムラがある熱間圧延材では透磁率にもムラが出やすく、表面欠陥の誤検出も起こりやすくなる。また、渦流探傷方法には、前述のように基材の通材方向に長さのある表面欠陥については十分な検出ができないといった欠点もある。
However, neither the eddy current flaw detection method nor the image flaw detection method described above is perfect as a method for detecting surface defects.
For example, in the eddy current flaw detection method, noise generated due to various factors may be erroneously detected as a surface defect, and the reliability is not so high. In particular, since the magnetic permeability of the base material increases when the temperature of the base material falls below the Curie temperature, the hot-rolled material with temperature unevenness near the Curie point is likely to have uneven magnetic permeability, resulting in surface defects. Detection is also likely to occur. In addition, the eddy current flaw detection method also has a drawback in that it cannot sufficiently detect a surface defect having a length in the material passing direction of the substrate as described above.

一方、画像探傷方法では、渦流探傷方法に比して欠陥の深さに関する検出能がない。そのため、基材の表面に模様があったり、反射率に局部的なムラがあったりすると、欠陥でない部分も欠陥と誤検出してしまう可能性がある。
つまり、上述した2つの検出方法は検出された結果に対する信頼性がいずれも低いものであり、2つの検出結果のうちどちらを採用すればよいかについては特許文献1や特許文献2でも不明となっている。2つの検出方法で検出された結果の論理和(OR)や論理積(AND)を利用して、表面欠陥が発生したかどうかを調査することもできるが、いずれのデータが信頼できるかの判断がつかないため、誤検出の発生を効果的に減らずことはできないし、検査装置の検出能力を高めることもできない場合も多い。
On the other hand, the image flaw detection method does not have a detectability regarding the depth of the defect as compared with the eddy current flaw detection method. Therefore, if there is a pattern on the surface of the base material or if there is local unevenness in reflectance, a portion that is not defective may be erroneously detected as a defect.
That is, the two detection methods described above have low reliability with respect to the detected result, and it is unclear in Patent Document 1 and Patent Document 2 which of the two detection results should be adopted. ing. Although it is possible to investigate whether surface defects have occurred using the logical sum (OR) or logical product (AND) of the results detected by the two detection methods, it is possible to determine which data is reliable. Therefore, the occurrence of erroneous detection cannot be effectively reduced, and the detection capability of the inspection apparatus cannot be increased in many cases.

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、画像探傷部で得られた画像以外の情報を用いて、渦流探傷部で発生した誤検出をマスキングすることにより、表面欠陥の検出精度を向上させることができる表面欠陥検査装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and by using information other than the image obtained in the image flaw detection unit, masking erroneous detection occurring in the eddy current flaw detection unit, the detection accuracy of the surface defect An object of the present invention is to provide a surface defect inspection apparatus capable of improving the resistance.

上記課題を解決するため、本発明の表面欠陥検査装置は以下の技術的手段を講じている。
即ち、本発明の表面欠陥検査装置は、通材中の熱間圧延された基材に対してこの基材の表面に発生する表面欠陥を検査する表面欠陥検査装置であって、前記通材中の基材の電磁気特性を連続的に検出し、検出された電磁気特性の不連続的な変化から前記表面欠陥を検出する渦流探傷部と、前記基材の通材方向に沿って前記渦流探傷部に隣接するように配置され、前記通材中の基材の表面を撮像し、撮像された画像から前記表面欠陥を検出する画像探傷部と、前記渦流探傷部で検出された前記表面欠陥の信号に対して、前記画像探傷部で得られた情報に基づく補正を行うことにより、誤検出の信号を除去しつつ欠陥判定を行う欠陥判定部と、を有していることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the surface defect inspection apparatus of the present invention employs the following technical means.
That is, the surface defect inspection apparatus according to the present invention is a surface defect inspection apparatus that inspects a surface defect generated on the surface of a base material that has been hot-rolled in the material being passed, An eddy current flaw detection unit that continuously detects the electromagnetic characteristics of the substrate and detects the surface defect from the discontinuous change in the detected electromagnetic characteristics, and the eddy current flaw detection unit along the material passing direction of the substrate An image flaw detection unit that is arranged adjacent to the image sensor and picks up an image of the surface of the base material that is being passed through and detects the surface defect from the picked-up image, and a signal of the surface defect detected by the eddy current flaw detection unit On the other hand, a defect determination unit that performs defect determination while removing a false detection signal by performing correction based on information obtained by the image flaw detection unit is provided.

なお、好ましくは、前記欠陥判定部は、前記画像探傷部で得られる基材の振動に関する情報を用いて、前記渦流探傷部で検出された欠陥の信号から、前記誤検出の信号を除去する構成とされるとよい。
なお、好ましくは、前記欠陥判定部は、前記画像探傷部で得られる基材の表面温度に関する情報を用いて、前記渦流探傷部で検出された欠陥の信号から、前記誤検出の信号を除去する構成とされるとよい。
Preferably, the defect determination unit removes the false detection signal from the defect signal detected by the eddy current flaw detection unit using information on the vibration of the base material obtained by the image flaw detection unit. It is good to be taken.
Preferably, the defect determination unit removes the false detection signal from the defect signal detected by the eddy current flaw detection unit using information on the surface temperature of the base material obtained by the image flaw detection unit. It may be configured.

なお、好ましくは、前記画像探傷部は、前記基材の自発光画像を撮像する構成とされているとよい。
本発明にかかる表面欠陥検査装置の最も好ましい形態は、通材中の熱間圧延された基材に対してこの基材の表面に発生する表面欠陥を検査する表面欠陥検査装置であって、前記通材中の基材の電磁気特性を連続的に検出し、検出された電磁気特性の不連続的な変化から前記表面欠陥を検出する渦流探傷部と、前記基材の通材方向に沿って前記渦流探傷部に隣接するように配置され、前記通材中の基材の表面を撮像し、撮像された画像から前記表面欠陥を検出する画像探傷部と、前記渦流探傷部で検出された前記表面欠陥の信号に対して、前記画像探傷部で得られた情報に基づく補正を行うことにより、誤検出の信号を除去しつつ欠陥判定を行う欠陥判定部と、を有しており、前記欠陥判定部は、前記画像探傷部で得られる基材の振動に関する情報を用いて、前記渦流探傷部で検出された欠陥の信号から、前記誤検出の信号を除去する構成とされることを特徴とする。
Preferably, the image flaw detection unit is configured to capture a self-luminous image of the base material.
The most preferable form of the surface defect inspection apparatus according to the present invention is a surface defect inspection apparatus that inspects a surface defect generated on the surface of the base material with respect to a hot-rolled base material during threading, An eddy current flaw detection unit that continuously detects the electromagnetic characteristics of the base material during threading, detects the surface defects from the discontinuous change in the detected electromagnetic characteristics, and the direction along the threading direction of the base material An image flaw detection unit that is arranged adjacent to the eddy current flaw detection unit, images the surface of the base material in the thread, and detects the surface defect from the imaged image, and the surface detected by the eddy current flaw detection unit A defect determination unit that performs defect determination while removing a false detection signal by performing correction based on information obtained by the image flaw detection unit with respect to a defect signal, and the defect determination Part relates to the vibration of the base material obtained in the image flaw detection part Using broadcast, from the signal of the defects detected in the eddy current testing unit, characterized in that it is configured to remove signals of the false detection.

本発明の表面欠陥検査装置によれば、画像探傷部で得られた画像以外の情報を用いて、渦流探傷部で発生した誤検出をマスキングすることにより、渦流探傷の検出精度を向上させることができる。   According to the surface defect inspection apparatus of the present invention, it is possible to improve detection accuracy of eddy current flaw detection by masking erroneous detection occurring in the eddy current flaw detection section using information other than the image obtained by the image flaw detection section. it can.

第1実施形態の表面欠陥検査装置を示した図である。It is the figure which showed the surface defect inspection apparatus of 1st Embodiment. 渦流探傷部を示した図である。It is the figure which showed the eddy current flaw detection part. 画像探傷部における通材方向と垂直な方向に沿ったカメラの配置を示した図である。It is the figure which showed arrangement | positioning of the camera along the direction perpendicular | vertical to the material passing direction in an image flaw detection part. 画像探傷部における通材方向と平行な方向に沿ったカメラの配置を示した図である。It is the figure which showed arrangement | positioning of the camera along the direction parallel to the material passing direction in an image flaw detection part. 渦流探傷部から出力された信号と画像探傷部から出力された信号との位置的な対応関係を示した図である。It is the figure which showed the positional relationship of the signal output from the eddy current test part, and the signal output from the image test part. 画像探傷部で撮像された基材の先端部の画像と、表面欠陥の画像を示した図である。It is the figure which showed the image of the front-end | tip part of the base material imaged by the image flaw detection part, and the image of a surface defect. 基材の振動状態を示した図である。It is the figure which showed the vibration state of the base material. 基材の表面温度を示した図である。It is the figure which showed the surface temperature of the base material.

[第1実施形態]
以下、本発明の表面欠陥検査装置1の実施形態を、図面に基づき詳しく説明する。
図1に示すように、第1実施形態の表面欠陥検査装置1は、熱間圧延設備で熱間圧延され移動している基材Wに対して、この基材Wの表面に発生する表面欠陥を検査する構成となっている。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the surface defect inspection apparatus 1 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the surface defect inspection apparatus 1 of 1st Embodiment is the surface defect which generate | occur | produces on the surface of this base material W with respect to the base material W which is hot-rolled by the hot rolling equipment and is moving. It is the structure which inspects.

この表面欠陥検査装置1で検査される基材Wには、線材、棒鋼、鋼管などといった円形の断面を備えた長尺な圧延材であって、熱間加工されたものなどが挙げられる。しかし、この検査対象の基材Wには、鋳塊や圧延板などの材料を対象としても良い。
なお、以降では、棒鋼の圧延材(熱鋼)を900℃〜1100℃程度の温度に加熱しつつ5m/sec〜100m/secの速度で熱間圧延する熱間圧延設備に設けられた検査装置の例を挙げて、本発明の表面欠陥検査装置1を説明する。
Examples of the substrate W to be inspected by the surface defect inspection apparatus 1 include a long rolled material having a circular cross section such as a wire rod, a steel bar, a steel pipe, and the like, which are hot-worked. However, the base material W to be inspected may be a material such as an ingot or a rolled plate.
In the following, an inspection apparatus provided in a hot rolling facility for hot rolling a steel bar (hot steel) at a speed of 5 m / sec to 100 m / sec while heating to a temperature of about 900 ° C. to 1100 ° C. The surface defect inspection apparatus 1 of the present invention will be described by giving an example.

具体的には、上述した表面欠陥検査装置1は、通材中の基材W(熱間圧延材)の電磁気特性を連続的に検出し、検出された電磁気特性の過渡的な変化から表面欠陥を検出する渦流探傷部2と、基材Wの通材方向に沿って渦流探傷部2に隣接するように配置され、通材中の基材Wの表面を撮像し、撮像された画像から表面欠陥を検出する画像探傷部3と、を有している。また、表面欠陥検査装置1は、渦流探傷部2で検出された表面欠陥の信号に対して、画像探傷部3で得られた情報に基づく補正を行うことにより、誤検出の信号を除去しつつ欠陥判定を行う欠陥判定部4を有している。   Specifically, the surface defect inspection apparatus 1 described above continuously detects the electromagnetic characteristics of the substrate W (hot rolled material) in the thread, and detects surface defects from the transient changes in the detected electromagnetic characteristics. The eddy current flaw detection unit 2 that detects the surface of the substrate W is arranged adjacent to the eddy current flaw detection unit 2 along the direction of passing the base material W, and the surface of the base material W in the material passing is imaged. And an image flaw detector 3 for detecting a defect. In addition, the surface defect inspection apparatus 1 corrects the surface defect signal detected by the eddy current flaw detection unit 2 based on the information obtained by the image flaw detection unit 3, thereby removing a false detection signal. It has the defect determination part 4 which performs a defect determination.

次に、表面欠陥検査装置1を構成する渦流探傷部2及び画像探傷部3について説明する。
図2に示すように、渦流探傷部2は、貫通型であり、通過する基材Wの電磁気特性を連続して計測し、計測された電磁気特性に予め定められた変化があったときに、表面欠陥が発生したと判断する構成とされている。具体的には、渦流探傷部2は、基材Wが後述するコイル部7の内側を通過する際にコイル部7で発生する渦電流による交流誘導起電力を直流電気信号に変えて出力する渦流探傷回路5と、渦流探傷回路5から送られてきた電気信号に基づいて表面欠陥の有無や性状を判断する渦流欠陥検出手段6とを有している。
Next, the eddy current flaw detector 2 and the image flaw detector 3 constituting the surface defect inspection apparatus 1 will be described.
As shown in FIG. 2, the eddy current flaw detection unit 2 is a penetration type, and continuously measures the electromagnetic characteristics of the passing substrate W, and when there is a predetermined change in the measured electromagnetic characteristics, It is configured to determine that a surface defect has occurred. Specifically, the eddy current flaw detection unit 2 converts an vortex current generated by the eddy current generated in the coil unit 7 when the base material W passes through the inside of the coil unit 7 to be described later into a DC electric signal and outputs the eddy current. It has a flaw detection circuit 5 and eddy current defect detection means 6 for judging the presence or the nature of surface defects based on the electrical signal sent from the eddy current flaw detection circuit 5.

渦流探傷回路5は、1本の導線を互いに逆の巻方向に向かって同じ巻回数だけ巻き回して形成された2つの貫通型のコイル部7を備えたブリッジ回路である。渦流探傷回路5は、2つのコイル部7の巻き中心を基材Wが連続して貫通するようになっており、基材Wがそれぞれのコイル部7の巻き中心を通過すると基材に渦電流が発生しそれによってコイル部7に誘導起電力が発生するようになっている。そのため、コイル部7に電流が流れたことが確認できれば、表面欠陥が発生したと判断することができる。   The eddy current flaw detection circuit 5 is a bridge circuit including two through-type coil portions 7 formed by winding one conductive wire in the opposite winding direction by the same number of turns. The eddy current flaw detection circuit 5 is configured such that the base material W continuously penetrates the winding centers of the two coil portions 7, and when the base material W passes through the winding centers of the respective coil portions 7, As a result, an induced electromotive force is generated in the coil section 7. Therefore, if it can be confirmed that a current flows through the coil portion 7, it can be determined that a surface defect has occurred.

具体的には、これら2つのコイル部7は導線の巻き方向が逆となっているので、正常な基材部では一方のコイル部7で発生する誘導起電力と、他方のコイル部7で発生する誘導起電力とは、互いに等しい大きさで電流の向きのみが異なっている。そのため、傷が無く、ほぼ同質な基材Wを通過させている場合には、渦流探傷回路5のブリッジ回路はバランスして電位差が生じることはない。しかし、傷などの表面欠陥がある基材Wがいずれかのコイル部7を通過すると、渦流探傷回路5、いいかえれば2つのコイル部7の間で誘導起電力に差が生じ、2つのコイル部7の間に電位差が発生することになる。この2つのコイル部7の間で発生する電位差は、表面欠陥を有する基材Wが一方のコイル部7を通過する際に一方に向かって大きく、この基材Wが他方のコイル部7を通過する際には逆方向に向かって大きくなる。   Specifically, since the winding direction of the conducting wire is reversed in these two coil parts 7, the induced electromotive force generated in one coil part 7 and the other coil part 7 are generated in a normal base material part. The induced electromotive force is different from each other only in the direction of current with the same magnitude. Therefore, when there is no flaw and a substantially homogeneous base material W is passed, the bridge circuit of the eddy current flaw detection circuit 5 is balanced and no potential difference occurs. However, when the substrate W having a surface defect such as a scratch passes through any one of the coil portions 7, a difference occurs in the induced electromotive force between the eddy current flaw detection circuit 5, in other words, the two coil portions 7. A potential difference is generated between the two. The potential difference generated between the two coil portions 7 increases toward one side when the substrate W having a surface defect passes through one coil portion 7, and the substrate W passes through the other coil portion 7. When doing, it becomes larger in the opposite direction.

そのため、渦流探傷回路5には、2つのコイル部7の間に発生する電圧を計測するベクトル電圧計8(ロックインアンプとも呼ばれる)が設けられている。この渦流探傷回路5のベクトル電圧計8で計測された電圧の変化は、電気信号として渦流欠陥検出手段6に送られる。
渦流欠陥検出手段6は、渦流探傷回路5のベクトル電圧計8から出力される電気信号(上述した2つのコイル部7の間ブリッジに発生する電圧)に基づいて、表面欠陥の有無や性状を判断している。すなわち、表面欠陥がある基材Wが渦流探傷回路5を通過していない場合には、ベクトル電圧計8から出力される電圧はゼロとなるが、欠陥がある基材Wが渦流探傷回路5を通過すると、誘導起電力の差から2つのコイル部7の間に電圧が発生する。このときの電圧の振幅は、表面欠陥のサイズが大きい場合には振幅が大きくなるので、振幅の大きさから欠陥のサイズを判断することが可能となる。このようにして渦流欠陥検出手段6で検出された電圧の振幅と位相とは、欠陥判定部4に電気信号(後述する渦流探傷信号)として送られる。
Therefore, the eddy current flaw detection circuit 5 is provided with a vector voltmeter 8 (also called a lock-in amplifier) that measures a voltage generated between the two coil portions 7. The change in voltage measured by the vector voltmeter 8 of the eddy current flaw detection circuit 5 is sent to the eddy current defect detecting means 6 as an electric signal.
The eddy current defect detecting means 6 determines the presence or absence of surface defects and the properties based on the electrical signal output from the vector voltmeter 8 of the eddy current flaw detection circuit 5 (voltage generated at the bridge between the two coil portions 7 described above). doing. That is, when the substrate W having a surface defect does not pass through the eddy current flaw detection circuit 5, the voltage output from the vector voltmeter 8 becomes zero, but the substrate W having a defect has the eddy current flaw detection circuit 5. When passing, a voltage is generated between the two coil portions 7 due to the difference in induced electromotive force. Since the amplitude of the voltage at this time becomes large when the size of the surface defect is large, the size of the defect can be determined from the magnitude of the amplitude. The amplitude and phase of the voltage detected by the eddy current defect detecting means 6 in this way are sent to the defect determining unit 4 as an electric signal (eddy current flaw detection signal described later).

図3及び図4に示すように、画像探傷部3は、基材Wの表面の画像をカメラ9(自発光画像取得手段)を用いて撮像し、撮像された画像に基づいて表面欠陥の発生を検知するものである。この画像探傷部3は、基材Wの通材方向に沿って渦流探傷部2の上流側または下流側に配備されており、渦流探傷部2と同様に移動する基材Wの表面欠陥を検出できるようになっている。具体的には、この画像探傷部3は、渦流探傷部2との距離Lが2m以下となるように近接して配備されているのが好ましく、また両者の間にロールなどのように基材Wを拘束する部材が配備されていないのが好ましい。このように画像探傷部3と渦流探傷部2とを2m以下まで近接させれば、渦流探傷部2で検出された表面欠陥のデータと画像探傷部3で検出された表面欠陥のデータとの対応が良好となり、画像探傷部3での表面欠陥の検出能力を高めることが可能となる。   As shown in FIGS. 3 and 4, the image flaw detector 3 captures an image of the surface of the substrate W using a camera 9 (self-luminous image acquisition means), and generates surface defects based on the captured image. Is detected. The image flaw detection unit 3 is arranged on the upstream side or the downstream side of the eddy current flaw detection unit 2 along the material passing direction of the base material W, and detects a surface defect of the base material W that moves in the same manner as the eddy current flaw detection unit 2. It can be done. Specifically, the image flaw detection unit 3 is preferably disposed close to the eddy current flaw detection unit 2 so that the distance L is 2 m or less, and a substrate such as a roll is provided between the two. It is preferable that a member for restraining W is not provided. If the image flaw detector 3 and the eddy current flaw detector 2 are brought close to 2 m or less in this way, the correspondence between the surface defect data detected by the eddy current flaw detector 2 and the surface defect data detected by the image flaw detector 3. As a result, the ability to detect surface defects at the image inspection section 3 can be enhanced.

また、画像探傷部3は、移動する基材Wの周囲に配備された複数のカメラ9と、これらのカメラ9で撮像された画像から欠陥を検出する欠陥画像検出手段10とを有している。
上述したカメラ9は、基材Wの外周面を漏れなく撮像できるように、基材Wの外周面に沿って周方向に等間隔をあけて設けられている。なお、図3及び図4に例示するカメラ9は基材Wの周囲に等間隔をあけて4基配備されているが、カメラ9の配備数は3基でも良いし、5基以上であっても良い。
Further, the image flaw detection unit 3 includes a plurality of cameras 9 provided around the moving base material W and defect image detection means 10 that detects defects from images captured by these cameras 9. .
The cameras 9 described above are provided at equal intervals in the circumferential direction along the outer peripheral surface of the base material W so that the outer peripheral surface of the base material W can be imaged without omission. 3 and 4, four cameras 9 are arranged at equal intervals around the base material W, but the number of cameras 9 may be three or five or more. Also good.

また、画像探傷部3に用いられるカメラ9には、自発光画像(自発光赤熱画像)を撮像可能な光学フィルタを有するものであって、1ラインごとに連続撮影するラインカメラなどが用いられる。つまり、熱間圧延された圧延材のような基材Wは、冷間圧延材等に比べて高温となっており、自ら赤外線などを放射(自発光)している。そこで、これらのカメラ9で自発光する基材Wの画像を撮像すれば、画像を撮像するための光源を別途用意することが不要となり、装置の構成をコンパクトなものとすることが可能となる。   The camera 9 used in the image flaw detection unit 3 includes an optical filter that can capture a self-luminous image (self-luminous red-hot image), and a line camera that continuously photographs every line is used. That is, the base material W such as a hot-rolled rolled material has a higher temperature than a cold-rolled material or the like, and radiates infrared light (self-luminous) by itself. Therefore, if an image of the base material W that emits light by these cameras 9 is captured, it is not necessary to separately prepare a light source for capturing the image, and the configuration of the apparatus can be made compact. .

欠陥画像検出手段10は、4基のカメラ9で撮像された表面の画像を合成して1つの画像データとし、合成した画像に対して画像解析を行い、表面欠陥が含まれた画像のみを抽出する構成となっている。この欠陥画像検出手段10では、まず撮像された画像を予め定められた閾値に基づいて二値化するなどしている。このようにすれば、一般に表面欠陥がある部分は無い部分に対してコントラストの差があるため、表面欠陥と考えられる部分と表面欠陥がないと考えられる部分とを画面上で分離することができる。このようにして得られた表面欠陥と考えられる部分の面積が、所定のサイズを満足する場合に撮像された画像に表面欠陥が存在すると判断される。このようにして抽出された「表面欠陥が含まれた画像」も欠陥判定部4に送られる。   The defect image detection means 10 combines the images of the surfaces picked up by the four cameras 9 into one image data, performs image analysis on the combined images, and extracts only images containing surface defects. It is the composition to do. In this defect image detecting means 10, first, a captured image is binarized based on a predetermined threshold. In this way, since there is a contrast difference with respect to the part where there is generally no surface defect, it is possible to separate the part considered to be a surface defect and the part considered not to have a surface defect on the screen. . When the area of the portion considered to be a surface defect obtained in this way satisfies a predetermined size, it is determined that the surface defect exists in the captured image. The “image including the surface defect” extracted in this way is also sent to the defect determination unit 4.

ところで、本発明の表面欠陥検査装置1は、渦流探傷部2で検出された表面欠陥の信号に対して、画像探傷部3で得られた情報に基づく補正を行うことにより、誤検出の信号を除去しつつ欠陥判定を行う欠陥判定部4を備えることを特徴としている。具体的には、この表面欠陥検査装置1は、画像探傷部3のカメラ9で撮像された画像から基材Wの振動を検出する振動検出手段11と、画像探傷部3のカメラ9で撮像された画像から基材Wの温度を検出する温度検出手段12とを有している。そして、欠陥判定部4は、振動検出手段
11で検出された基材Wの振動に関する情報、及び/又は温度検出手段12で検出された基材Wの温度に関する情報を用いて、渦流探傷部2で検出された欠陥の信号から誤検出の信号を除去する構成とされている。
By the way, the surface defect inspection apparatus 1 of the present invention performs a correction based on the information obtained by the image flaw detection unit 3 on the signal of the surface defect detected by the eddy current flaw detection unit 2, thereby generating a false detection signal. A defect determining unit 4 that performs defect determination while removing the defect is provided. Specifically, the surface defect inspection apparatus 1 is picked up by the vibration detecting means 11 for detecting the vibration of the substrate W from the image picked up by the camera 9 of the image flaw detector 3 and the camera 9 of the image flaw detector 3. Temperature detecting means 12 for detecting the temperature of the substrate W from the obtained image. And the defect determination part 4 uses the information regarding the vibration of the base material W detected by the vibration detection means 11, and / or the information regarding the temperature of the base material W detected by the temperature detection means 12, and uses the eddy current flaw detection part 2 The false detection signal is removed from the defect signal detected in (1).

次に、本発明の特徴である振動検出手段11、温度検出手段12、及び欠陥判定部4について説明する。
振動検出手段11は、カメラ9で撮像された画像内に写っている基材Wの撮像位置が、画像上でどの程度振動しているかを検出することにより、基材Wの振動を検出するものである。具体的には、振動検出手段11は、画像内での基材Wの端縁の位置を上述した二値化処理などを用いて特定し、連続して撮像が行われるに連れて基材Wの端縁の位置がどのように変化するかを経時的に検出している。このようにして検出された基材Wの端縁の経時変化は、位置振動検出手段11で検出された「基材Wの振動」に関する情報として欠陥判定部4に送られる。
Next, the vibration detection unit 11, the temperature detection unit 12, and the defect determination unit 4 that are features of the present invention will be described.
The vibration detection means 11 detects the vibration of the base material W by detecting how much the imaging position of the base material W shown in the image captured by the camera 9 vibrates on the image. It is. Specifically, the vibration detection means 11 specifies the position of the edge of the base material W in the image using the above-described binarization processing or the like, and the base material W is continuously captured as the image is continuously taken. It is detected over time how the position of the edge of the surface changes. The change with time of the edge of the substrate W detected in this way is sent to the defect determination unit 4 as information related to “vibration of the substrate W” detected by the position vibration detection means 11.

温度検出手段12は、カメラ9で撮像された画像内における基材Wの輝度を検出することにより、基材Wの温度を検出する構成となっている。このような温度検出手段12を用いるのは、次のような理由からである。
つまり、渦流探傷における誤検出の原因として、基材Wの温度低下による透磁率のムラがある。鋼材のような磁性体の基材Wの場合は、キュリー点(鋼材の場合、約780℃)以上の温度では、基材Wの磁性は失われ透磁率は1となるが、キュリー点温度を超えてさらに温度が低下すると透磁率は急激に大きくなる傾向がある。そのため、キュリー点近傍で温度ムラがあるような基材Wを渦流探傷で検査すると、透磁率の大きなムラから渦流探傷信号にも大きな変動が生じる。つまり、このようなキュリー点近傍の温度域の基材Wを渦流探傷する際には誤検出が多い。そこで、上述した温度検出手段12で基材Wの温度を計測する。
The temperature detection unit 12 is configured to detect the temperature of the base material W by detecting the luminance of the base material W in the image captured by the camera 9. The reason for using such temperature detecting means 12 is as follows.
In other words, as a cause of erroneous detection in eddy current flaw detection, there is an uneven magnetic permeability due to a temperature drop of the substrate W. In the case of a magnetic base material W such as a steel material, the magnetism of the base material W is lost and the permeability becomes 1 at a temperature equal to or higher than the Curie point (about 780 ° C. in the case of steel material). If the temperature is further reduced, the permeability tends to increase rapidly. For this reason, when the substrate W having temperature unevenness near the Curie point is inspected by eddy current flaw detection, the eddy current flaw detection signal also fluctuates greatly due to large magnetic permeability unevenness. That is, there are many false detections when eddy current flaw detection is performed on the substrate W in the temperature range near the Curie point. Therefore, the temperature of the substrate W is measured by the temperature detection means 12 described above.

具体的には、温度検出手段12は、撮像した画像上の基材Wの平均輝度から温度を検出する構成となっている。つまり、放射温度計と同様の原理から、上述したカメラ9で撮像された画像においては、高温物体ほど自発光輝度は高く、低温ほど自発光輝度は低い。そのため、温度検出手段12では、全長画像の巾方向の平均輝度の変動を計測し、平均輝度の変動が予め設定した閾値を超えた場合に、誤検出が発生した可能性があるとの電気信号が出力される。温度検出手段12で検出された電気信号も、振動検出手段11から出力される電気信号と同様に欠陥判定部4送られる。   Specifically, the temperature detection unit 12 is configured to detect the temperature from the average luminance of the base material W on the captured image. That is, based on the same principle as that of the radiation thermometer, in the image captured by the camera 9 described above, the self-luminous luminance is higher as the temperature of the object is higher, and lower as the temperature is lower. Therefore, the temperature detection unit 12 measures the variation of the average luminance in the width direction of the full length image, and when the variation of the average luminance exceeds a preset threshold value, an electrical signal indicating that a false detection may have occurred. Is output. The electrical signal detected by the temperature detection unit 12 is also sent to the defect determination unit 4 in the same manner as the electrical signal output from the vibration detection unit 11.

図1に示すように、欠陥判定部4は、渦流探傷部2から出力される電気信号、画像探傷部3から出力される電気信号、振動検出手段11から出力される電気信号、温度検出手段12から出力される電気信号の4つの信号に基づいて、最終的な表面欠陥の判定を行うものである。この欠陥判定部4に入力される4つの入力信号のうち、渦流探傷部2及び画像探傷部3から入力される入力信号は、表面欠陥に関するものであるが、振動検出手段11及び温度検出手段12から入力される入力信号は、誤検出の信号を除去するために用いられるものである。   As shown in FIG. 1, the defect determination unit 4 includes an electric signal output from the eddy current flaw detection unit 2, an electric signal output from the image flaw detection unit 3, an electric signal output from the vibration detection unit 11, and a temperature detection unit 12. The final surface defect is determined on the basis of the four electrical signals output from. Of the four input signals input to the defect determination unit 4, the input signals input from the eddy current flaw detection unit 2 and the image flaw detection unit 3 relate to surface defects, but the vibration detection unit 11 and the temperature detection unit 12. The input signal input from is used for removing a false detection signal.

具体的には、欠陥判定部4では、画像探傷部3で得られる基材Wの振動に関する情報、言い換えれば振動検出手段11で検出された「基材Wの端縁の経時的な位置変動」に関する情報を用いて、渦流探傷部2で検出された欠陥の信号から、基材Wの振動に起因する誤検出の信号を除去する構成とされている。つまり、渦流探傷部2で表面欠陥が存在するという信号が得られても、上述した振動検出手段11で「基材Wの振動」が確認された場合には、この信号を削除するなどして誤検出を低減している。   Specifically, in the defect determination unit 4, information on the vibration of the substrate W obtained by the image flaw detection unit 3, in other words, “positional change of the edge of the substrate W with time” detected by the vibration detection unit 11. By using the information regarding, the signal of the false detection caused by the vibration of the substrate W is removed from the signal of the defect detected by the eddy current flaw detection unit 2. That is, even if a signal indicating that a surface defect is present in the eddy current flaw detection unit 2 is obtained, if “vibration of the substrate W” is confirmed by the vibration detection unit 11 described above, this signal is deleted. False detection is reduced.

また、欠陥判定部4では、画像探傷部3で得られる基材Wの温度に関する情報、言い換えれば温度検出手段12で検出された「基材Wの温度」に関する情報を用いて、渦流探傷部2で検出された欠陥の信号から、基材Wの温度に起因する誤検出の信号を除去する構成とされている。つまり、渦流探傷部2で表面欠陥が存在するという信号が得られても、上述した温度検出手段12で「基材Wの温度」が所定の温度以下まで低下していることが確認された場合には、この信号を削除するなどして誤検出を低減している。   Further, the defect determination unit 4 uses the information on the temperature of the substrate W obtained by the image flaw detection unit 3, in other words, the information on the “temperature of the substrate W” detected by the temperature detection unit 12, and uses the eddy current flaw detection unit 2. The signal of the false detection resulting from the temperature of the base material W is removed from the signal of the defect detected in (1). That is, even when a signal indicating that a surface defect is present in the eddy current flaw detection unit 2 is obtained, it is confirmed that the “temperature of the base material W” is lowered to a predetermined temperature or less by the temperature detection unit 12 described above. In some cases, erroneous detection is reduced by deleting this signal.

上述した基材Wの振動に基づく誤検出の信号除去及び基材Wの温度に基づく誤検出の信
号除去は、いずれか一方のみを行っても良いし、両方とも行っても良い。
次に、本発明の表面欠陥検査装置1で行われる表面欠陥の検出方法、言い換えれば本発明の表面欠陥の検査方法について説明する。
図1に示すように、表面欠陥がある基材Wを表面欠陥検査装置1に通材させると、まず渦流探傷部2の渦流探傷回路5において2つのコイル部7間の誘導起電圧の差異がブリッジ回路およびベクトル電圧計によって渦流欠陥検出手段6に出力される。そして、渦流欠陥検出手段6では、入力された電圧の振幅と位相信号から、位相調整の後、適切な周波数成分のみを抽出するフィルタリングを行い、渦流探傷信号として欠陥判定部4に出力される。
The above-described error detection signal removal based on the vibration of the substrate W and the error detection signal removal based on the temperature of the substrate W may be performed either alone or both.
Next, the surface defect detection method performed by the surface defect inspection apparatus 1 of the present invention, in other words, the surface defect inspection method of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, when a substrate W having a surface defect is passed through the surface defect inspection apparatus 1, first, in the eddy current flaw detection circuit 5 of the eddy current flaw detection unit 2, a difference in induced electromotive voltage between the two coil parts 7 occurs. It is output to the eddy current defect detecting means 6 by a bridge circuit and a vector voltmeter. The eddy current defect detection means 6 performs filtering for extracting only an appropriate frequency component after phase adjustment from the amplitude and phase signal of the input voltage, and outputs the result to the defect determination unit 4 as an eddy current flaw detection signal.

この渦流探傷信号を縦軸とし横軸を基材Wの先頭からの通材時間軸として示すと、図5に示すような経時変化として示すことができる。なお、図5の横軸である通材時間は、基材Wの通材速度が約10m/secで等速となっているため、基材Wの長手方向の位置として見ることもできる。
図5に示す例では、この通材時間6sec付近までの先端部分に複数のピーク状の電圧変化が観測される。このピーク状の電圧変化は、いずれも表面欠陥である可能性が高いものと考えることができる。
If this eddy current flaw detection signal is shown as the vertical axis and the horizontal axis as the passing time axis from the top of the substrate W, it can be shown as a change with time as shown in FIG. 5 can be viewed as a position in the longitudinal direction of the base material W because the base material W has a constant speed of about 10 m / sec.
In the example shown in FIG. 5, a plurality of peak-like voltage changes are observed at the tip portion up to the vicinity of the passing time of 6 seconds. Any of these peak voltage changes can be considered to be highly likely to be a surface defect.

ここで、電圧変化のピークの高さは表面欠陥のサイズを示していると考えることができる。この例では、基材に設けたφ2mm、深さ0.2mmの人工欠陥による渦流探傷信号が100%になるようにあらかじめ調整されている。つまり、φ2mm欠陥を100%とする相対電圧(ECTレベル)で示した場合に、相対電圧が25%までの渦流探傷信号はサイズが小さな表面欠陥(Sサイズ)、相対電圧が25%〜50%の渦流探傷信号はサイズが標準的な表面欠陥(Mサイズ)、相対電圧が50%〜100%の渦流探傷信号はサイズが大きな表面欠陥(Lサイズ)、相対電圧が100%〜250%の渦流探傷信号はサイズが最も大きな表面欠陥(LLサイズ)と4段階にレベル分けすることもできる。   Here, it can be considered that the peak height of the voltage change indicates the size of the surface defect. In this example, the eddy current flaw detection signal due to the artificial defect having a diameter of 2 mm and a depth of 0.2 mm provided on the base material is adjusted in advance so as to be 100%. That is, when the relative voltage (ECT level) with φ2 mm defects as 100% is shown, the eddy current flaw detection signal with a relative voltage up to 25% is a small surface defect (S size), and the relative voltage is 25% to 50%. Eddy current flaw detection signals are standard surface defects (M size), eddy current flaw detection signals with a relative voltage of 50% to 100% are large surface defects (L size), and eddy currents with a relative voltage of 100% to 250%. The flaw detection signal can be classified into four levels by the surface defect having the largest size (LL size).

上述した渦流探傷部2を通過した基材Wは、渦流探傷部2の下流側に位置する画像探傷部3に送られ、画像探傷部3で画像が撮像される。つまり、画像探傷部3に設けられた4基のカメラ9で撮像された画像(自発光画像)を欠陥画像検出手段10に送り、欠陥画像検出手段10においてこれら4つの画像を組み合わせることで、基材Wの外周面を全周に亘って撮像した画像が得られる。次に、この画像に対して二値化処理などの画像処理を行い、表面欠陥を抽出する。抽出された表面欠陥の存在を示す電気信号(以降、画像探傷信号という)は欠陥判定部4に出力される。この画像探傷信号を、図5のグラフ上に重ねて示すと、図中に「*」で示すような位置で画像探傷信号が確認され、渦流探傷部2からの渦流探傷信号と画像探傷部3からの画像探傷信号とがよく一致していることがわかる。   The substrate W that has passed through the eddy current flaw detection unit 2 is sent to the image flaw detection unit 3 located on the downstream side of the eddy current flaw detection unit 2, and an image is picked up by the image flaw detection unit 3. That is, images (self-luminous images) captured by the four cameras 9 provided in the image flaw detection unit 3 are sent to the defect image detection means 10, and these four images are combined in the defect image detection means 10. An image obtained by imaging the outer peripheral surface of the material W over the entire circumference is obtained. Next, image processing such as binarization processing is performed on this image to extract surface defects. An electrical signal indicating the presence of the extracted surface defect (hereinafter referred to as an image flaw detection signal) is output to the defect determination unit 4. When this image flaw detection signal is shown superimposed on the graph of FIG. 5, the image flaw detection signal is confirmed at a position indicated by “*” in the figure, and the eddy current flaw detection signal from the eddy current flaw detection unit 2 and the image flaw detection unit 3 are confirmed. It can be seen that the image flaw detection signal from No.1 matches well.

なお、画像探傷部3で実際に撮像される画像は、図6の上側に示すようなものであり、基材Wは温度の高低に応じてコントラストを変えて示される。つまり、画像の中で高温な部分は赤熱し、高輝度に撮像されるので、画像上では明るく表示される。これに対し、図6の下側に示すように、折れ込みなどの表面欠陥が存在すると、この表面欠陥がある場所だけが局部的に冷却され、低温となって黒く撮像され、画像上でも表面欠陥の発生を認識することができる。なお、画像上には他の要因で局部的に黒く撮像される場合があり、画像上で輝度が低い部分をすべて欠陥と判断することはできないが、画像上で約10mm以上の長さを有し且つ輝度が急激に変化する場所は表面欠陥である可能性が高いと判断することができる。   The image actually picked up by the image flaw detection unit 3 is as shown on the upper side of FIG. 6, and the base material W is shown by changing the contrast according to the temperature. That is, a high-temperature part in the image is red-hot and is imaged with high brightness, so that it is displayed brightly on the image. On the other hand, as shown in the lower side of FIG. 6, when there is a surface defect such as a fold, only the place with the surface defect is locally cooled and imaged black at a low temperature. The occurrence of a defect can be recognized. Note that black images may be captured locally due to other factors on the image, and it is not possible to judge all low-luminance parts on the image as defective, but the image has a length of about 10 mm or more. In addition, it can be determined that the place where the luminance changes rapidly is likely to be a surface defect.

ところで、渦流探傷部2で表面欠陥とされた部分に、画像探傷部3で実際に表面欠陥が確認されない場合がある。
例えば、図5に「A」で示した位置(基材Wの先頭であって、通材時間が約0.1secの位置)には、大きな渦流探傷信号が得られているが、画像上は欠陥を確認できずに実際の鋼材からも表面欠陥を見つけることできなかった。このように渦流探傷信号に誤検出が起こったのは、次のような理由からであると考えられる。
By the way, in some cases, the surface defect is not actually confirmed by the image flaw detection unit 3 in the portion that is a surface defect in the eddy current flaw detection unit 2.
For example, a large eddy current flaw detection signal is obtained at the position indicated by “A” in FIG. 5 (the position at the top of the base material W and the passing time is about 0.1 sec), but the image is defective. No surface defects could be found from the actual steel. It is considered that the erroneous detection of the eddy current flaw detection signal is caused as follows.

つまり、上述した2つのコイル部7を有する渦流探傷部2(貫通型の差動コイル方式の渦流探傷部2)では、基材Wが急激に振動すると、渦流探傷回路5を貫通する基材Wに傾
きが生じる。そうすると、コイル部7とこのコイル部7を貫通する基材Wとの距離に2つのコイル部7間で差が生じ、表面欠陥がない部分でも大きな渦流探傷信号を発生させることになる。
That is, in the eddy current flaw detection unit 2 having the two coil parts 7 described above (the eddy current flaw detection unit 2 of the penetration type differential coil system), when the base material W vibrates rapidly, the base material W that penetrates the eddy current flaw detection circuit 5 is used. Inclination occurs. If it does so, a difference will arise between the two coil parts 7 in the distance of the coil part 7 and the base material W which penetrates this coil part 7, and a big eddy current test signal will be generated also in a part without a surface defect.

実際、図5中に「A」で示す渦流探傷信号は、基材Wの先頭部が大きく振動しており、この基材Wの振動により渦流探傷部2の誤検出が生じた可能性が高いと判断される。このような誤検出が生じると、渦流探傷信号を検出する際の閾値を高めに設定して、振動に起因する渦流探傷信号をマスクせざるを得ず、結果として検出精度を低下させなくてはならなくなる。   Actually, in the eddy current flaw detection signal indicated by “A” in FIG. 5, the leading portion of the base material W vibrates greatly, and it is highly possible that the eddy current flaw detection portion 2 is erroneously detected due to the vibration of the base material W. It is judged. When such a false detection occurs, the threshold for detecting the eddy current flaw detection signal must be set high, and the eddy current flaw detection signal due to vibration must be masked, resulting in a decrease in detection accuracy. No longer.

そこで、本発明の表面欠陥探傷装置では、上述した振動検出手段11で検出された基材Wの振動に関する信号を用いて、渦流探傷部2からの渦流探傷信号に発生した誤検出を除去している。
具体的には、欠陥画像検出手段10に入力された基材Wの全長画像から二値化処理などのような簡易な画像処理手法を用いて端縁(エッジ)を検出し、通材時間に対する端縁の画像内での位置の変化を基材Wの振動曲線としている。このようにして検出された基材Wの振動曲線に対して、渦電流探傷装置と同等の周波数フィルタ(バンドパスフィルタ)を適用し、フィルタリングを行っても大きな振動が残る場合には、振動が残った時刻に発生した渦流探傷信号は誤検出であると判断する。
Therefore, in the surface defect inspection apparatus of the present invention, the false detection generated in the eddy current flaw detection signal from the eddy current flaw detection unit 2 is removed using the signal relating to the vibration of the substrate W detected by the vibration detection means 11 described above. Yes.
Specifically, an edge (edge) is detected from a full length image of the base material W input to the defect image detection means 10 using a simple image processing method such as binarization processing, and the time for the material passing time is detected. The change in the position of the edge in the image is the vibration curve of the substrate W. If the vibration curve of the base material W detected in this way is applied with a frequency filter (bandpass filter) equivalent to that of the eddy current flaw detector, and if a large vibration remains even after filtering, vibration is generated. The eddy current flaw detection signal generated at the remaining time is determined to be erroneous detection.

このように基材Wの振動を利用して渦流探傷信号をマスクすれば、渦流探傷信号に含まれる基材Wの振動に起因する誤検出を低減した上で、表面欠陥のみを抽出することが可能となり、渦流探傷部2の検出精度を向上させることができる。例えば、図7は、基材Wの振動に起因する誤検出をマスクした渦流探傷信号の結果を示している。この図7でも、通材時間が1.9sec付近で大きな振動が観測されており、この位置の渦流探傷信号に振動に起因する誤検出が発生していることが判断される。   If the eddy current flaw detection signal is masked using the vibration of the base material W in this way, it is possible to extract only surface defects while reducing false detection due to the vibration of the base material W included in the eddy current flaw detection signal. Thus, the detection accuracy of the eddy current flaw detection unit 2 can be improved. For example, FIG. 7 shows the result of an eddy current flaw detection signal masking erroneous detection caused by vibration of the substrate W. Also in FIG. 7, a large vibration is observed when the passing time is around 1.9 seconds, and it is determined that an erroneous detection due to the vibration occurs in the eddy current flaw detection signal at this position.

一般に基材Wの長手方向の先頭部や後尾部といったごく一部のみで振動がひどく発生する場合には、すべてにおいてマスクして不感帯としてしまうことが多い。しかし本発明のようにすれば、渦流探傷信号から表面欠陥を抽出する際の閾値を変動させることなく、振動の有無にかかわらず不感帯を設けることもなく誤検出を低減することが可能となり、検出精度を損なうことを防止することができる。   In general, when the vibration is severely generated in only a small part such as the head part or the tail part in the longitudinal direction of the base material W, it is often masked and used as a dead zone. However, according to the present invention, it is possible to reduce false detection without changing the threshold value when extracting surface defects from the eddy current flaw detection signal, and without providing a dead zone regardless of the presence or absence of vibration. Loss of accuracy can be prevented.

また、渦流探傷信号に対するマスクを行った部分に対しては、画像探傷や渦流探傷だけでなく目視検査などを適用することが望ましい。
一方、渦流探傷における誤検出要因には、上述した基材Wの局部的な温度低下による透磁率のムラも挙げられる。そこで、本発明の表面欠陥検査装置1では、上述した温度検出手段12で検出された基材Wの温度を用いて、渦流探傷部2からの渦流探傷信号に発生した誤検出を除去している。
Further, it is desirable to apply not only image inspection and eddy current flaw detection but also visual inspection to a portion where masking is performed for the eddy current flaw detection signal.
On the other hand, as a false detection factor in eddy current flaw detection, the above-described uneven magnetic permeability due to a local temperature drop of the substrate W can be cited. Therefore, in the surface defect inspection apparatus 1 of the present invention, the erroneous detection generated in the eddy current flaw detection signal from the eddy current flaw detection unit 2 is removed using the temperature of the base material W detected by the temperature detecting means 12 described above. .

具体的には、図8に示すように、欠陥画像検出手段10に入力された基材Wの画像に対して画面の輝度を画像全面に亘って平均して平均輝度を算出し、この平均輝度を経時的に計測する。例えば、図8の通材時間=約12secの位置に着目すると、この位置の画面の平均輝度のみが低下しており、基材Wの温度が低下していることが判断される。それゆえ、この温度低下が確認された位置と同じ位置に、表面欠陥を示す渦流探傷信号が検出されれば、その渦流探傷信号は誤検出を示すものと判断される。それゆえ、欠陥判定部4においてこの渦流探傷信号をマスクすれば、渦流探傷部2の誤検出を低減することが可能となる。   Specifically, as shown in FIG. 8, the average luminance is calculated by averaging the screen luminance over the entire surface of the image of the substrate W input to the defect image detecting means 10, and calculating the average luminance. Is measured over time. For example, paying attention to the position where the passing time in FIG. 8 is about 12 seconds, it is determined that only the average luminance of the screen at this position is reduced and the temperature of the substrate W is reduced. Therefore, if an eddy current flaw detection signal indicating a surface defect is detected at the same position where the temperature decrease is confirmed, it is determined that the eddy current flaw detection signal indicates false detection. Therefore, if the eddy current flaw detection signal is masked in the defect determination unit 4, it is possible to reduce erroneous detection of the eddy current flaw detection unit 2.

上述した表面欠陥検査装置1によれば、画像探傷部3で得られた画像以外の情報、つまり基材Wの振動や温度に関する情報を用いて、渦流探傷部2で発生した誤検出をマスキングすることにより、渦流探傷の検出精度を向上させることができる。
具体的には、上述した表面欠陥検査装置1を用いれば、熱間圧延工程において、渦流探傷での誤検出要因を抽出し、低減し、かつ渦流探傷の欠点を補完する信頼性のある表面欠陥検査装置1を提供することができる。それゆえ、結果として表面欠陥の誤検出による製品の大量廃棄を抑制し、歩留まり向上に寄与することができる。
According to the surface defect inspection apparatus 1 described above, the misdetection occurring in the eddy current flaw detection unit 2 is masked using information other than the image obtained by the image flaw detection unit 3, that is, information on the vibration and temperature of the substrate W. As a result, the detection accuracy of eddy current flaw detection can be improved.
Specifically, if the surface defect inspection apparatus 1 described above is used, a reliable surface defect that extracts and reduces false detection factors in eddy current flaw detection and complements the defects of eddy current flaw detection in the hot rolling process. The inspection apparatus 1 can be provided. Therefore, as a result, mass disposal of products due to erroneous detection of surface defects can be suppressed, which can contribute to yield improvement.

上述のようにして渦流探傷部2の誤検出を低減した上で、画像探傷部3からの結果を組
み合わせて表面欠陥の判定を行えば、表面欠陥の種類などを分類することも可能となる。
なお、上述した渦流探傷部2と画像探傷部3との配置順番は、振動や温度状況がほぼ同一と判断できるような近接した場所に設置されるのであれば、任意に変更することができる。
If the detection of surface defects is performed by combining the results from the image flaw detector 3 after reducing false detection of the eddy current flaw detector 2 as described above, the types of surface defects and the like can be classified.
The arrangement order of the eddy current flaw detection unit 2 and the image flaw detection unit 3 described above can be arbitrarily changed as long as the eddy current flaw detection unit 2 and the image flaw detection unit 3 are installed in close proximity so that vibration and temperature conditions can be determined to be substantially the same.

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. In particular, in the embodiment disclosed this time, matters that are not explicitly disclosed, for example, operating conditions and operating conditions, various parameters, dimensions, weights, volumes, and the like of a component deviate from a range that a person skilled in the art normally performs. Instead, values that can be easily assumed by those skilled in the art are employed.

1 表面欠陥検査装置
2 渦流探傷部
3 画像探傷部
4 欠陥判定部
5 渦流探傷回路
6 渦流欠陥検出手段
7 コイル部
8 ベクトル電圧計
9 カメラ
10 欠陥画像検出手段
11 振動検出手段
12 温度検出手段
W 基材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Surface defect inspection apparatus 2 Eddy current flaw detection part 3 Image flaw detection part 4 Defect determination part 5 Eddy current flaw detection circuit 6 Eddy current flaw detection means 7 Coil part 8 Vector voltmeter 9 Camera 10 Defect image detection means 11 Vibration detection means 12 Temperature detection means W group Material

Claims (3)

通材中の熱間圧延された基材に対してこの基材の表面に発生する表面欠陥を検査する表面欠陥検査装置であって、
前記通材中の基材の電磁気特性を連続的に検出し、検出された電磁気特性の不連続的な変化から前記表面欠陥を検出する渦流探傷部と、
前記基材の通材方向に沿って前記渦流探傷部に隣接するように配置され、前記通材中の基材の表面を撮像し、撮像された画像から前記表面欠陥を検出する画像探傷部と、
前記渦流探傷部で検出された前記表面欠陥の信号に対して、前記画像探傷部で得られた情報に基づく補正を行うことにより、誤検出の信号を除去しつつ欠陥判定を行う欠陥判定部と、
を有しており、
前記欠陥判定部は、前記画像探傷部で得られる基材の振動に関する情報を用いて、前記渦流探傷部で検出された欠陥の信号から、前記誤検出の信号を除去する構成とされる
ことを特徴とする表面欠陥検査装置。
A surface defect inspection apparatus for inspecting a surface defect generated on the surface of the base material against a hot-rolled base material in the passing material,
An eddy current flaw detection unit that continuously detects the electromagnetic characteristics of the base material in the threading material and detects the surface defect from a discontinuous change in the detected electromagnetic characteristics;
An image flaw detection unit that is arranged so as to be adjacent to the eddy current flaw detection unit along the material passing direction of the base material, images the surface of the base material in the material passing, and detects the surface defect from the captured image; ,
A defect determination unit that performs defect determination while removing a false detection signal by performing correction based on information obtained by the image flaw detection unit on the surface defect signal detected by the eddy current flaw detection unit; ,
A has,
The defect determination unit is configured to remove the false detection signal from the defect signal detected by the eddy current flaw detection unit using information on the vibration of the base material obtained by the image flaw detection unit. Characteristic surface defect inspection device.
前記欠陥判定部は、前記画像探傷部で得られる基材の表面温度に関する情報を用いて、前記渦流探傷部で検出された欠陥の信号から、前記誤検出の信号を除去する構成とされることを特徴とする請求項に記載の表面欠陥検査装置。 The defect determination unit is configured to remove the false detection signal from the defect signal detected in the eddy current flaw detection unit using information on the surface temperature of the base material obtained in the image flaw detection unit. The surface defect inspection apparatus according to claim 1 . 前記画像探傷部は、前記基材の自発光画像を撮像する構成とされていることを特徴とする請求項に記載の表面欠陥検査装置。 The surface defect inspection apparatus according to claim 2 , wherein the image inspection unit is configured to capture a self-luminous image of the base material.
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