JPH01209356A

JPH01209356A - 長尺鋼材の磁気探傷装置

Info

Publication number: JPH01209356A
Application number: JP3389588A
Authority: JP
Inventors: Masami Motoyama; 本山　正躬
Original assignee: MAAKUTETSUKU KK; Marktec Corp
Current assignee: MAAKUTETSUKU KK; Marktec Corp
Priority date: 1988-02-18
Filing date: 1988-02-18
Publication date: 1989-08-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は長尺鋼材をこれの長手方向に送りながら鋼材
表面または表面近くの欠陥を検出する磁気探傷装置に関
する。

この発明の磁気探傷装置は、ビレット、鋼棒、鋼管その
他の鋼材についてピンホール、割れなどの欠陥を検出す
るのに用いられる。

［従来の技術］ビレットなどの長尺鋼材の欠陥検出に磁粉探傷試験が広
く用いられている。磁粉探傷試験ではコイル法あるいは
通電法により鋼材を磁化し、鋼材表面に磁粉を散布する
。鋼材に欠陥があるとその部分から磁束が漏洩し、磁粉
がこの漏洩磁束に集って磁粉模様を形成する。直接ある
いは工業用テレビを介して鋼材表面を監視し、磁粉模様
すなわち欠陥を見付は出す。検出される欠陥は表面また
は表面近くの欠陥、たとえばピンホール、割れなどであ
る。

［発明が解決しようとする課題］従来では上記のように目視により欠陥を検出するので、
探傷検査に作業者を必要とし、省力化の上で問題かあっ
た。また、細かい欠陥たとえば１ｍｍ以下のピンホール
は見落されることがしばしばあった。

そこで、この発明は磁気探傷試験の自動化を図ることが
でき、細かい欠陥であっても検出可能な長尺鋼材の磁気
探傷装置を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］この発明の長尺鋼材の磁気探傷装置は、長尺鋼材をこれ
の長手方向に送る装置、およびコイル軸が長尺鋼材の中
心軸に一致するようにして配置された磁化コイルを備え
ている。そして、磁化コイルの近くに複数の光磁気検出
素子が長尺鋼材の外周方向に沿い、表面に近接するよう
にして配置されている。

磁化コイルには交流または直流電源が接続されている。

磁化コイルは１組でもよく、あるいは鋼材の長手方向に
間隔をおいて配置した２組であってもよい。

光磁気検出素子はファラデー効果を利用して磁界を検出
する素子であり、公知のものか用いられる。たとえば、
特開昭６１−２４３３８０号公報で開示された光電流・
磁界センサーがある。光磁気検出素子は偏光子、ファラ
デー素子および検光子が一列に配列されている。偏光子
および検光子として、偏光プリズムあるいは人造偏光板
が用いられる。

また、ファラデー素子としては鉛ガラス、　ＹＩＧ。

Ｚｎ５ｅ、Ａｓ４５２ガラスなどが用いられる。光磁気
検出素子の入射側、すなわち偏光子側に光ファイバーを
介してＬＥＤなどの光源が接続される。また、出射側す
なわち検光子側には光ファイバーを介してフォトダイオ
ードなどの光電変換素子および信号処理回路が接続され
る。

磁化された鋼材の磁力線に沿って、すなわち鋼材の中心
軸に沿って偏光子、ファラデー素子および検光子か並ぶ
ようにして、光磁気検出素子は配置される。

なお、光磁気検出素子は上述のように鋼材の外周方向に
沿って、つまり鋼材を取り囲むようにして配列される。

欠陥検出感度の点から、隣り合う光磁気検出素子の周方
向の間隔はできるだけ小さいほうか好ましい。また、鋼
材の外周方向に沿うとともに、長手方向に若干ずらすよ
うにして配列してもよい。

銅材面と光磁気検出素子との間隔は小さいほうが望まし
いが、設備の点からたとえば２〜４ｍｍ程度である。

［作用コ磁化コイルにより磁化された鋼材の表面または表面近く
にピンホールなどの欠陥があると、その部分で磁束の一
部が空気中に漏れる、つまり漏洩磁束が発生する。光磁
気検出素子はこの漏洩磁束を検出する。

すなわち、光磁気検出素子に入射した光源からの光は、
偏光子により偏波面が一定の光とされファラデー素子を
通過する。このとき、偏波面はファラデー効果により磁
界の強さに比例した偏波面回転を受ける。偏波面回転を
受けた光は回転角に応じて検光子により光強度に変換さ
れる。この光強度は光電変換素子により電気信号に変換
され、ＣＲＴモニターに表示され、ペンレコーダー、磁
気テープなどに記録され、あるいはマーカーに出力され
る。

欠陥の大きさと出力信号（たとえば電圧）との関係を予
め実験により求めておくことにより、検出された欠陥の
大きさを知ることができる。欠陥の鋼材長手方向の位置
はロータリーエンコーダーなどにより、また鋼材周方向
の位置は欠陥を検出した光磁気検出素子の位置によりそ
れぞれ知ることができる。

［実施例］第１図はこの発明の実施例を示すもので、磁気探傷装置
の構成図である。この実施例では、連続鋳造鋼ビレット
の欠陥を検査する。

図面に示すように、磁気探傷装置はビレットＢの送り方
向に沿って配置された鼓形の送りローラー１を備えてい
る。送りローラー１は電動モーター　（図示しない）に
より回転駆動され、ローラー上のビレットＢを一定速度
で送る。また、送りローラー１にはロータリーエンコー
ダー３が取り付けられており、ビレットＢの移動距離を
検出する。

一対の磁化コイル５が、コイル軸がビレットＢの中心軸
に一致するようにし、かつビレットＢの長手方向に間隔
をおいて配置されている。磁化コイル５にはそれぞれ交
流電源（図示しない）が接続されている。

磁化コイル５の中間に複数の光磁気検出素子１１がビレ
ットＢの外周方向に沿い、表面に近接するようにして配
置されている。

各光磁気検出素子１１は第２図に示すように偏光子１２
、ファラデー素子１４および検光子１６が一列に配列さ
れている。偏光子】２および検光子１６は人造偏光板よ
りなっている。また、ファラデー素子１４は鉛ガラスよ
りなっている。ビレットＢの中心軸に沿って偏光子１２
、ファラデー素子１４および検光子１６が並ぶようにし
て、光磁気検出素子１１は配置されている。光磁気検出
素子１１は、次に述べるように装置本体２１に接続され
る。

装置本体２１はＬＥＤ　２３およびフォトダイオード２
４を有している。ＬＥＤ　２３には光ファイバー１８を
介して光磁気検出素子１１の入射側　（偏光子側）が接
続される。また、フォトダイオード２４には光ファイバ
ー１９を介して光磁気検出素子１１の出射側　（検光子
側）が接続される。フォトダイオード２４はフィルター
２７を介して長さ検出回路２８および深さ検出回路２９
に接続されている。両回路２８．２９の出力側は、比較
器３０、ＣＲＴモニター３３、およびペンレコーダー３
４に接続されている。また、比較器３０の出力側はマー
カー３８に接続されている。

ここで、上記のように構成された装置により、ビレット
Ｂの欠陥を検出する方法について説明する。

磁化コイル５に交流電流（商用周波数）を通じた状態で
、ビレットＢを磁化コイル５内を通過させる。２組の磁
化コイル５によりビレットＢはこれの長手方向に磁力線
Ｍが生じるように磁化される。磁化の強さは、ビレット
Ｂの磁束密度が飽和磁束密度の８０〜９０９６となる程
度である。ビレットＢの表面または表面近くにピンホー
ルなどの欠陥があると、その部分で漏洩磁束が発生する
。

一方、光磁気検出素子１１に入射したＬＥＤ　２３から
の光は、偏光子１２により偏波面が一定の光とされ、フ
ァラデー素子１４を通過するときに偏波面は磁界の強さ
に比例した偏波面回転を受ける。偏波面回転を受けた光
は、検光子１６により回転角に応じた光強度に変換され
る。

この光強度はフォトダイオード２４により電気信号に変
換され、フィルター２７に人力される。フィルター２７
は帯域消去フィルターであって、磁化電流の周波数成分
を除去する。フィルター２７から出力された欠陥信号は
、長さ検出回路２８において欠陥信号の長さに基づいて
欠陥の長さが検出される。また、深さ検出回路２９にお
いて欠陥信号の強さ　（高さ）に基づいて欠陥の深さが
検出される。

欠陥の長さおよび深さ信号は比較器３０に入力される。

比較器３０には予め設定器３Ｉにより許容レベルが設定
されており、欠陥の合否が判定される。

また、欠陥の長さおよび深さ信号はＣＲＴモニター３３
に表示されるとともに、ペンレコーダー３４に記録され
る。さらに、欠陥が許容レベルを超えた場合、欠陥信号
はマーカー３８に出力される。

マーカー３８には、前記ロータリーエンコーダー３に接
続された測長カウンター３６から距離信号が入力される
。欠陥のビレットＢの長手方向の位置は測長カウンター
３６から距離信号により、またビレットＢの周方向の位
置は欠陥を検出した光磁気検出素子１１の位置によりそ
れぞれ求められ、ビレットＢの欠陥部にマーカー３８に
より印が付けられる。

この発明は上記実施例に限られるものではない。たとえ
ば、マイクロコンピュータ−を含む制御装置に欠陥検出
信号を出力し、自動的に欠陥を研削などにより除去する
ようにしてもよい。

［発明の効果コこの発明の磁気探傷装置は光磁気検出素子により欠陥部
の漏洩磁束を検出するために、目視による探傷ビレット
の監視は不要となる。したがって、探傷のための検査員
は不要となり、省力化を図ることかできる。また、検査
員が見逃すような小欠陥でも見落とすことなく検出する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の磁気探傷装置の構成図、および第２
図は光磁気検出素子の詳細図である。１・・・送りローラー、３・・・ロータリーエンコーダ
ー、５・・・磁化コイル、１１・・・光磁気検出素子、
１２・・・偏光子、１４・・・ファラデー素子、１６・
・・検光子、１８．１９・・・光ファイバー、２１・・
・装置本体、２３・−ＬＥＤ、２４・・・フォトダイオ
ード、２７・・・フィルター、２８・・・長さ検出回路
、２９・・・深さ検出回路、３０・・・比較器、３１・
・・設定器、３３・−にＲＴモニター、３４−・・ペン
レコーダー、３６・・・測長カウンター、３８・・・マ
ーカー、Ｂ・・・ビレット、Ｍ・・・磁力線。

Claims

【特許請求の範囲】

長尺鋼材をこれの長手方向に送る装置、およびコイル軸
が長尺鋼材の中心軸に一致するようにして配置された磁
化コイルを備え、欠陥部からの漏洩磁束に基づいて欠陥
を検出する装置において、磁化コイルの近くに複数の光
磁気検出素子を長尺鋼材の外周方向に沿い、表面に近接
するようにして配置したことを特徴とする長尺鋼材の磁
気探傷装置。