JPH0252986B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属や合金の特性を検査する装置、特
に移動中の強磁性体の物理的および機械的特性を
測定する装置に関する。

本発明は鋼のシートや鋼板の硬度、極限の強
度、延展性、保磁力等の物理的および機械的特性
を非破壊検査するために連続的に用いることがで
きる。

従来知られている移動中の強磁性体の物理的お
よび機械的特性を測定する装置は、被測定物をパ
ルス磁化する磁化装置と、残留磁場を検出するた
めの強磁性プローブである磁気検出装置と、コン
デンサを形成するための一方の板が被測定物で構
成される可変容量コンデンサから成る間隔検出装
置と、を有する（例えばソビエト連邦発明者証第
340954号（1972年）参照）。

前述の間隔検出装置と被測定物との間の間隔変
化により、前述の可変容量コンデンサの容量が変
化し、この変化は強磁性プローブの励磁電流を制
御する電気信号に変換される。

しかしながら、このような方法による間隔検出
は、間隔検出装置の信号が実際の間隔に対して非
線形であり、また強磁性プローブの信号が励磁電
流に対して非線形であるため、狭い間隔において
のみ可能である。

従来知られている移動中の強磁性体の物理的お
よび機械的特性を測定するまた別な装置は、被測
定物をパルス磁化する磁気ヘツドと、検出ヘツド
とを有する。磁気ヘツドはパルス発生器により駆
動する。被測定物と検出ヘツドとの間隔に応じて
変化する信号は、磁気ヘツド上の消磁コイルによ
つて作用する負帰還フイードバツクを通じて磁化
パルス強度を変えることによりある程度まで補償
される（英国特許第1067764号（1967年）参照）。

しかしこの装置では安定した測定結果を得るこ
とができない。これは磁気飽和した状態では負帰
還フイードバツクが作用しなくなるため、測定中
被測定物を磁気飽和の状態にまでもつてゆけない
という事実に起因する。また被測定物の厚みが４
mmを越えると残留磁場が特に不安定となり、その
上、間隔の変化によつて生ずる信号が機械的特性
についての情報を有する信号と比較してかなり弱
い場合には、間隔の変化を検出できる範囲が非常
に狭い範囲に限られてしまうことになる。

従来知られている移動中の強磁性体の物理的お
よび機械的特性を測定する更に別な装置は、強磁
性体の塊片、ロツド、長板、アングル等について
測定を行なうことができ（例えば、ソビエト連邦
発明者証第587776号（1977年）参照）、２つの磁
化装置と、１つの平面に対になつて配置されかつ
被測定物の移動方向に対して対称になるように配
置された２つの磁気検出装置と、この磁気検出装
置の出力をレコーダへ送る出力装置と、を有す
る。

この装置では、２つの磁化装置によつて被測定
物の両側に照射された磁気スポツトからの信号を
被測定物に接近した方の磁気検出器においては、
これを強めることによつて、被測定物の振動によ
る影響をなくすることができる。この場合、もう
一方の磁気検出装置におては、信号の合計値が変
わらないように磁気スポツトからの信号は同時に
弱められる。

しかしながら、この装置においてもなお、被測
定物の移動面に対する変動の影響をなくすことが
できる範囲は、以下に述べるいくつかの理由によ
りかなり制限される。まず第１に、被測定物の局
所的に磁化された部分の残留磁場の法線成分の勾
配が、非線形で被測定物の移動面に対する変位の
複雑な関数になる点である。第２に被測定物は移
動中、移動面に対して平行に変位するのみでな
く、回転して変位する場合もあり、この回転変位
は磁気検出装置の出力信号の位相変位の原因とな
り、この位相変位は回転のねじれ角の関数となる
点である。そして最後に、この装置は磁気スポツ
ト信号とは別に、磁化ソレノイドのもれ磁場によ
つて発生するノイズ信号を検出することがあり、
このノイズ信号が測定精度に影響を与える点であ
る。

本発明の目的は、被測定物の移動面に対する各
種変位の影響をなくすことができる範囲を広範囲
にとることができ、移動面に対して被測定物が斜
めに進んだ場合の影響をなくし、測定結果から磁
化装置によるもれ磁場に起因する誤差をなくすこ
とができる回路構成を有する移動中の強磁性体の
物理的および機械的特性を測定する装置を提供す
ることにある。

この目的は、タイミングパルスを発生するタイ
ミング発生器と、このタイミング発生器の出力に
基づいて電流パルスを発生するパルス発生器と、
被測定物の移動面に関して対称に配置されパルス
発生器の出力に基づいて被測定物の両面に磁気ス
ポツトを形成る一対の磁化装置と、この一対の磁
化装置から被測定物の移動方向に沿つて所定の距
離だけ離れた位置に被測定物の移動面に関して対
称に配置され一対の磁化装置によつて被測定物の
両面に形成された磁気スポツトを検出する一対の
磁気検出装置と、パルス発生器の出力を調整入力
として一対の磁気検出装置の各々の検出信号のピ
ーク値を検出するピーク検出器と、このピーク検
出器によつて検出された一対のピーク値をタイミ
ング発生器の出力に基づいて記憶する記憶ユニツ
トと、この記憶ユニツトに記憶された一対のピー
ク値の幾何平均を演算する演算ユニツトと、この
演算ユニツトの演算結果を記録するレコーダと、
を備えていることを特徴とする移動中の強磁性体
の物理的および機械的特性を測定する装置によつ
て達成される。

タイミング発生器のパルス繰返し周期Ｔは次式
を満足する値を選んで用いるのが好ましい。

ｌ／Ｖ≠nT ここで、 ｌ：一対の磁化装置と一対の磁気検出装置との
間の距離、 ｖ：被検査物の移動速度、 ｎ：自然数（ｎ＝１，２，３，……）、 である。

本発明に係る移動中の強磁性体の物理的および
機械的特性を測定する装置は、磁気検出装置の信
号の幾何平均を測定し、磁化装置のもれ磁場およ
び被測定物の変位角度の影響をなくすことによ
り、ノイズの影響をおさえることができ、また被
測定物の移動面に対してのあらゆる誤調整による
影響をおさえることができる。

以下図面を参照しながら、本発明をその一実施
例について詳述する。

この実施例に係る移動中の強磁性体の物理的お
よび機械的特性を測定する装置の機能ブロツク図
を第１図に示す。２つの磁気検出装置（強磁性プ
ローブ）１および２は被測定物３の移動面に対し
て対称に配置され、タイミング発生器４はパルス
発生器５に接続され、パルス発生器５の出力は被
測定物３の移動面に対して対称に配置されている
磁化装置のソレノイド６よび７に接続される。磁
気検出装置１および２は、磁化装置のソレノイド
６および７から被測定物３に沿つて距離ｌの位置
におかれる（第１図の矢印Ａは被測定物３の移動
方向を示す。）磁気検出装置１および２の出力は、
それぞれピーク検出器８および９ならびに記憶ユ
ニツト１０および１１を介して信号の幾何平均を
求めるユニツト１２の入力に接続される。この信
号の幾何平均を求めるユニツト１２の出力はレコ
ーダ１３に入力される。ピーク検出器８および９
の設定は、接続されたパルス発生器５の出力を調
整入力として入力することによつて行なわれ、記
憶ユニツト１０および１１の制御は、タイミング
発生器４の出力を制御入力として入力することに
よつて行なわれる。

第２図は被測定物３上の磁気マークの磁場の形
態図を示し、被測定物３がその移動面に対して角
度αだけ誤まつて傾斜した場合に、磁気検出装置
１および２の出力信号に位相差が生じることを説
明している。（移動方向は矢印Ａで示される。） 本発明に係る移動中の強磁性体の物理的および
機械的特性を測定する装置の動作は以下のとおり
である。

まず被測定物３の移動速度の関数として、タイ
ミング発生器４が短いタイミングパルスを発生す
る。この最初のタイミングパルスの立上がりエツ
ジによりパルス発生器５がトリガーされ、このパ
ルス発生器５により磁化装置のソレノイド６およ
び７に供給される各パルスの形が定まり、これら
ソレノイドにより被測定物３の機械的特性につい
ての情報を得るために被測定物３の両側に磁気ス
ポツトが照射される。

被測定物３が移動すると、その両側に付された
磁気マークが磁気検出装置１および２の出力に信
号を発生させ、これらの信号はピーク検出器８お
よび９によつて検出される。ピーク検出器８およ
び９によつて検出されたこれらの信号は更に記憶
ユニツト１０および１１にそれぞれ入力される。

次にタイミングパルスが記憶ユニツト１０およ
び１１の制御入力に加えられ、ピーク検出器８お
よび９から出力される情報にそれぞれ記憶ユニツ
ト１０および１１の内容を書換える。このタイミ
ングパルスの立下がりエツジによりパルス発生器
５がトリガーされ、パルス発生器５は磁化装置の
ソレノイド６および７ならびにピーク検出器８お
よび９の調整入力に供給するための電流パルスを
発生する。ピーク検出器８および９はリセツトさ
れ、次の一対の磁気マークが被測定物３に付され
る。記憶ユニツト１０および１１の出力信号は、
信号の幾何平均を求めるユニツト１２に入力さ
れ、このユニツト１２の出力信号はレコーダ１３
により記録される。レコーダ１３の読みは、被測
定物３の機械的特性を表示する。更に次のタイミ
ングパルスにより記憶ユニツト１０および１１の
内容は、それぞれピーク検出器８および９からの
情報に書換えられ、ピーク検出器８および９はリ
セツトされ、被測定物３には新たな一対の磁気マ
ークが付される。

被測定物が一方の磁気検出装置１または２（こ
こでは磁気検出装置１とする。）の方向に傾いた
場合（第２図参照）、このようなことはローラ移
動中不可避のことなのであるが、磁気検出装置１
の出力信号は増大し、逆に磁気検出装置２の出力
信号は減少することになる。このような変位によ
つて変化する磁気検出装置１および２の出力信号
は、指数関数によつて近似的に表わすことができ
る。第１の磁気検出装置の出力信号▽H_r1は次式
で表わされる。

▽H_r1＝Ｋ・α^d また第２の磁気検出装置の出力信号は▽H_r2は
次式で表わされる。

▽H_r2＝Ｋ・a^-d ここで、 Ｋ：被測定物の機械的特性を示すフアクター α：不変の係数 ｄ：ずれ変位の程度 である。

従つて両信号の幾何平均である√▽_r1・▽
H_r2はＫに等しくなり、被測定物のずれ変位の程
度には無関係になる。

記憶ユニツト１０および１１は、ピーク検出器
へ入力された時間に関係なく、それぞれ磁気検出
装置１および２の出力信号のうち最大のものを記
憶する。このように信号の幾何平均を求めるユニ
ツト１２の出力信号は、ずれ変位の程度ｄおよび
被測定物３の移動方向に対するねじれ角αには無
関係なものとなる。

ピーク検出器８および９の出力情報は、タイミ
ング発生器４からの同期信号によつて、記憶ユニ
ツト１０および１１の内容を書換える。この書換
えは常に、被測定物３に新たな一対の磁気マーク
が付される前に行なわれる。新たな磁気マークを
付す間は、ピーク検出器８および９はブロツクさ
れる（タイミング発生器５からのパルスがビーク
検出器の調整入力に加えられる。）。従つて被測定
物３に磁気マークを付している間は、いかなる信
号も記録されず、これによつて本測定装置に対す
るノイズによる影響を防ぐことができる。

磁気検出装置１および２の出力信号の位相差
は、被測定物３が移動面に対してねじれ角αで傾
いた結果である。しかしピーク検出器８および９
は、それぞれ磁気検出装置１および２の出力信号
の最大値を記録し、その後磁気検出装置１および
２からの信号が止まつた時に、記憶ユニツト１０
および１１の内容はこの最大値に書換えられる。
このことは、一対の磁気マークからの信号の幾何
平均を求めるユニツト１２の出力信号が磁気検出
装置１および２の出力信号の位相差と無関係であ
り、従つて被測定物３がその移動面に対して傾い
ているねじれ角αとも無関係であることを意味す
る。

タイミング発生器４のパルス繰返し周期Ｔは次
式を満足するように選ばれる。

・ｌ／ｖ≠nT ここで、 ｌ：一対の磁化装置と一対の磁気検出装置との
間の距離、 ｖ：被測定物の移動速度、 ｎ：自然数（ｎ＝１，２，３，……）、 である。

上記不等式が満足されると本測定装置のより確
実な動作が期待できる。これは、もし上記不等式
が満足されなかつた場合、既に付されている一対
の磁気マークのうち一方が磁気検出装置１または
２の検出領域に入つた瞬間に、次の一対の磁気マ
ークが被測定物３に付されることになり、この間
はパルス発生器５から供給される設定パルスによ
りピーク検出器８および９がブロツクされてしま
うためである。

本実施例の試作器による試験で、被測定物の移
動面に対するずれ変位により生ずる誤差は1.5％
以内であることが確認された。

以上述べたように本発明によれば、被測定物の
移動面に対するずれ変位による測定への影響を少
なくすることができ、しかもノイズによる影響も
減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る移動中の強磁性体の物
理・機械的特性を測定する装置の機能ブロツク
図、第２図は被測定物上の磁気マークの磁場の形
態図である。 １，２……磁気検出装置、３……被測定物、４
……タイミング発生器、５……パルス発生器、
６，７……磁化装置のソレノイド、８，９……ピ
ーク検出器、１０，１１……記憶ユニツト、１２
……信号の幾何平均を求めるユニツト、１３……
レコーダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ タイミングパルスを発生するタイミング発生
   器と、 このタイミング発生器の出力に基づいて電流パ
   ルスを発生するパルス発生器と、 被測定物の移動面に関して対称に配置され前記
   パルス発生器の出力に基づいて前記被測定物の両
   面に磁気スポツトを形成する一対の磁化装置と、 この一対の磁化装置から前記被測定物の移動方
   向に沿つて所定の距離だけ離れた位置に前記被測
   定物の移動面に関して対称に配置され前記一対の
   磁化装置によつて前記被測定物の両面に形成され
   た磁気スポツトを検出する一対の磁気検出装置
   と、 前記パルス発生器の出力を調整入力として前記
   一対の磁気検出装置の各々の検出信号のピーク値
   を検出するピーク検出器と、 このピーク検出器によつて検出された一対のピ
   ーク値を前記タイミング発生器の出力に基づいて
   記憶する記憶ユニツトと、 この記憶ユニツトに記憶された一対のピーク値
   の幾何平均を演算する演算ユニツトと、 この演算ユニツトの演算結果を記録するレコー
   ダと、 を備えていることを特徴とする移動中の強磁性
   体の物理的および機械的特性を測定する装置。 ２ ｌを前記一対の磁化装置と前記一対の磁気検
   出装置との間の距離、Ｖを被測定物の移動速度、
   ｎを自然数としたときに、前記タイミング発生器
   のパルス繰返し周期Ｔが次式 ｌ／Ｖ≠ｎ・Ｔ に従うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の移動中の強磁性体の物理的および機械的特性
   を測定する装置。