JPH0413956A - 金属部材の表面傷検出方法 - Google Patents
金属部材の表面傷検出方法Info
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- JPH0413956A JPH0413956A JP2117399A JP11739990A JPH0413956A JP H0413956 A JPH0413956 A JP H0413956A JP 2117399 A JP2117399 A JP 2117399A JP 11739990 A JP11739990 A JP 11739990A JP H0413956 A JPH0413956 A JP H0413956A
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
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。
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〕
本発明は金属部材の表面傷を検出する方法に関するもの
である。
である。
例えば圧延処理された金属部材の表面傷の有無を検出す
る方法として従来から赤外線探傷法が知られている。こ
れは金属部４４を高周波誘導コイル中に通過させること
により該金属部材の表面に高周波電流を誘起させて該金
属部材の表面を誘導加熱しその直後に赤外線カメラによ
り該金属部材の表面の温度分布を測定しそのとき傷部分
の温度検出出力はパルス状に大きく変化することで傷の
存在を検出しようとしたものである。
る方法として従来から赤外線探傷法が知られている。こ
れは金属部４４を高周波誘導コイル中に通過させること
により該金属部材の表面に高周波電流を誘起させて該金
属部材の表面を誘導加熱しその直後に赤外線カメラによ
り該金属部材の表面の温度分布を測定しそのとき傷部分
の温度検出出力はパルス状に大きく変化することで傷の
存在を検出しようとしたものである。
しかしこの赤外線探傷法において、使用されている高周
波電流は従来では被検出物である金属部材の種類や検出
を要する傷の深さとは関係なく常に一定の周波数のもの
が使用されていたので、その金属部材の材質や表面状態
に影響されＳＮ比が非常に悪くなることがあって正確な
検出を困難にすることがあった。
波電流は従来では被検出物である金属部材の種類や検出
を要する傷の深さとは関係なく常に一定の周波数のもの
が使用されていたので、その金属部材の材質や表面状態
に影響されＳＮ比が非常に悪くなることがあって正確な
検出を困難にすることがあった。
そこで、例えば特開昭５８−８５１４６号公報にて開示
された赤外線探傷法では被検出物である金属部材の表面
に液体（水）を吹掛けて表面を加湿状態とすることによ
りＳＮ比を改善し検出を容易ならしめようとしたもので
あった。
された赤外線探傷法では被検出物である金属部材の表面
に液体（水）を吹掛けて表面を加湿状態とすることによ
りＳＮ比を改善し検出を容易ならしめようとしたもので
あった。
しかし金属部材の表面を上記のように液体で湿潤させる
と検査後にそれを乾燥する工数を要し乾燥が不完全であ
ると品質に影響を与える等のおそれがある。
と検査後にそれを乾燥する工数を要し乾燥が不完全であ
ると品質に影響を与える等のおそれがある。
本発明の金属部材の表面傷検出方法は上記課題を解決し
ようとするもので、金属部材を高周波電流により誘導加
熱し、その金属部材の表面から放射される赤外線の放射
エネルギーの分布を赤外線カメラにより検出するように
した表面傷検出方法において、検出を要する金属部材の
表面傷の深さを基に高周波電流の周波数を変化させるこ
とにより誘導電流の浸透深さを調整することを特徴とし
たものである。
ようとするもので、金属部材を高周波電流により誘導加
熱し、その金属部材の表面から放射される赤外線の放射
エネルギーの分布を赤外線カメラにより検出するように
した表面傷検出方法において、検出を要する金属部材の
表面傷の深さを基に高周波電流の周波数を変化させるこ
とにより誘導電流の浸透深さを調整することを特徴とし
たものである。
コイルの中に被検出物たる金属部材を置いて該コイルに
高周波電流を流し金属部材に誘導電流を誘起させると、
この誘導電流は金属部材の断面を一様に流れるのではな
く表面に集中して流れる。
高周波電流を流し金属部材に誘導電流を誘起させると、
この誘導電流は金属部材の断面を一様に流れるのではな
く表面に集中して流れる。
そして、その誘導電流の金属部材表面からの浸透深さＰ
は次の（１）式で与えられる。
は次の（１）式で与えられる。
ｐ＝ｒ、０３五フア「
ここで、Ｐ；誘導電流の浸透深さ（工）ρ；金属部材固
有抵抗（μΩ・（至））μ；金属部材実行透磁率 ｆ；高周波電流の周波数（Ｈｚ） 第１図は、この誘導加熱における高周波電流の周波数と
その誘導電流の浸透深さとの関係を金属部材毎にグラフ
に表わしたものである。
有抵抗（μΩ・（至））μ；金属部材実行透磁率 ｆ；高周波電流の周波数（Ｈｚ） 第１図は、この誘導加熱における高周波電流の周波数と
その誘導電流の浸透深さとの関係を金属部材毎にグラフ
に表わしたものである。
このように金属部材に誘起される誘導電流の浸透深さは
その金属部材の固有抵抗の平方根に比例し、その金属部
材の実行透磁率の平方根に反比例し、高周波電流の周波
数の平方根に反比例する。
その金属部材の固有抵抗の平方根に比例し、その金属部
材の実行透磁率の平方根に反比例し、高周波電流の周波
数の平方根に反比例する。
一方、金属部材の表面を流れる誘導電流は第２図に示し
たように表面に傷があると直進が妨げられ矢印で示した
ように迂回するために電流路長が長くなり見かけ上の抵
抗が高くなり、発熱量がこの傷のあるところで多くなっ
てその部分を局部的に温度上昇させる。従ってこの金属
部材の表面の温度分布を赤外線カメラで走査し検出する
ことで表面傷を検出できる。
たように表面に傷があると直進が妨げられ矢印で示した
ように迂回するために電流路長が長くなり見かけ上の抵
抗が高くなり、発熱量がこの傷のあるところで多くなっ
てその部分を局部的に温度上昇させる。従ってこの金属
部材の表面の温度分布を赤外線カメラで走査し検出する
ことで表面傷を検出できる。
第３図に長尺角形鋼材を被検出材とする表面傷検出装置
の系統図を示し、図中１は被検出材たる金属部材で、該
金属部材１はローラー搬送装置（図示せず）の駆動によ
り一定速度で矢印の方向に移動する。２はインバータ３
により周波数コントロールされた高周波電流が流される
高周波誘導コイルで該コイル２中を金属部材１が通過す
る。
の系統図を示し、図中１は被検出材たる金属部材で、該
金属部材１はローラー搬送装置（図示せず）の駆動によ
り一定速度で矢印の方向に移動する。２はインバータ３
により周波数コントロールされた高周波電流が流される
高周波誘導コイルで該コイル２中を金属部材１が通過す
る。
該コイル２の直後には該金属部材１の各面に相対するよ
うに赤外線カメラ４を４台設置している。
うに赤外線カメラ４を４台設置している。
５は該各界外線カメラ４から得られた映像信号を処理す
るデータ処理盤、６は制御盤である。
るデータ処理盤、６は制御盤である。
しかして本発明では検出しようとする傷の深さに合わせ
てインバータ３を調整しその高周波電流の周波数を可変
設定する。高周波電流の周波数が変化すればその関数と
して示される前記（１１式の金属部材ｌを流れる誘導電
流の浸透深さが変わるので第２図に従い説明した発熱条
件も異なって来る。
てインバータ３を調整しその高周波電流の周波数を可変
設定する。高周波電流の周波数が変化すればその関数と
して示される前記（１１式の金属部材ｌを流れる誘導電
流の浸透深さが変わるので第２図に従い説明した発熱条
件も異なって来る。
このため高周波電流の周波数を可変調整することにより
、その材質および検出しようとする傷深さに即した検出
が可能となる。なお、経験的には（１１式にて算出され
る誘導電流の浸透深さが検出しようとする傷深さの１０
分の１程度となるのが望ましく、そのように周波数を設
定することでＳＮ比を大幅に向上させることができた。
、その材質および検出しようとする傷深さに即した検出
が可能となる。なお、経験的には（１１式にて算出され
る誘導電流の浸透深さが検出しようとする傷深さの１０
分の１程度となるのが望ましく、そのように周波数を設
定することでＳＮ比を大幅に向上させることができた。
また、前記赤外線カメラ４としては、波長３〜５μｍの
中赤外線の放射エネルギーを検出できる赤外線カメラを
使用するのが望ましい。この波長の赤外線は大気中の透
過率が高くかつ比較的低温度（３００Ｋ以上）の物体か
らも放射される。そして多数の半導体撮像素子が二次元
配列された赤外線カメラ４にレンズを通してその検出物
の赤外線像が結像し、その素子に受光赤外線強度に応じ
て発生する電荷（映像信号）が電子走査によって逐次デ
ータ処理盤５に出力される。
中赤外線の放射エネルギーを検出できる赤外線カメラを
使用するのが望ましい。この波長の赤外線は大気中の透
過率が高くかつ比較的低温度（３００Ｋ以上）の物体か
らも放射される。そして多数の半導体撮像素子が二次元
配列された赤外線カメラ４にレンズを通してその検出物
の赤外線像が結像し、その素子に受光赤外線強度に応じ
て発生する電荷（映像信号）が電子走査によって逐次デ
ータ処理盤５に出力される。
ところで、ブランクの放射側によれば、波長λと、絶対
温度Ｔと、放射エネルギーＥとは次式の関係がある。
温度Ｔと、放射エネルギーＥとは次式の関係がある。
従来の赤外線探傷法では波長８〜１３μｍの遠赤外線を
検出する赤外線カメラが使用されていたが、検出する波
長λを３〜５μｍと短くすることによりその検出物の放
射率が測定温度に与える影響を少なくすることができ温
度の異なる領域の識別がしやすい。このため波長３〜５
μｍの放射エネルギーを検出する赤外線カメラ４には金
属部材１の表面の赤外線放射率の変化による受光赤外線
強度の変動が温度変化による赤外線強度の変動より少な
くなり、−層ＳＮ比を高く表面傷が識別しやすい出力を
得ることができる。
検出する赤外線カメラが使用されていたが、検出する波
長λを３〜５μｍと短くすることによりその検出物の放
射率が測定温度に与える影響を少なくすることができ温
度の異なる領域の識別がしやすい。このため波長３〜５
μｍの放射エネルギーを検出する赤外線カメラ４には金
属部材１の表面の赤外線放射率の変化による受光赤外線
強度の変動が温度変化による赤外線強度の変動より少な
くなり、−層ＳＮ比を高く表面傷が識別しやすい出力を
得ることができる。
このように本発明の金属部材の表面傷検出方法によれば
ＳＮ比の高い検出信号を得ることができ、金属部材を水
等でｆＡｉｌ′＋１シないでもその表面傷を検出するこ
とができるようになったので、従来のような水数付装置
や乾燥装置を必要とせず設備が簡略化できると共に金属
部材の品質を損うおそれもなく、しかもミス検知のおそ
れも少く高精度に表面傷を検出できる有益な効果がある
。
ＳＮ比の高い検出信号を得ることができ、金属部材を水
等でｆＡｉｌ′＋１シないでもその表面傷を検出するこ
とができるようになったので、従来のような水数付装置
や乾燥装置を必要とせず設備が簡略化できると共に金属
部材の品質を損うおそれもなく、しかもミス検知のおそ
れも少く高精度に表面傷を検出できる有益な効果がある
。
図面は本発明の金属部材の表面傷検出方法の一実施例を
示したもので、第１図は高周波電流の周波数と誘導電流
の浸透深さとの関係を示したグラフ、第２図は金属部材
内の誘導電流の流れを示した断面図、第３図は検出装置
の系統図である。 １・・・金属部材、２・・・高周波誘導コイル、４・・
・赤外線カメラ。
示したもので、第１図は高周波電流の周波数と誘導電流
の浸透深さとの関係を示したグラフ、第２図は金属部材
内の誘導電流の流れを示した断面図、第３図は検出装置
の系統図である。 １・・・金属部材、２・・・高周波誘導コイル、４・・
・赤外線カメラ。
Claims (1)
- 金属部材を高周波電流により誘導加熱し、その金属部材
の表面から放射される赤外線の放射エネルギーの分布を
赤外線カメラにより検出するようにした表面傷検出方法
において、検出を要する金属部材の表面傷の深さを基に
高周波電流の周波数を変化させることにより誘導電流の
浸透深さを調整することを特徴とした金属部材の表面傷
検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2117399A JPH0413956A (ja) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | 金属部材の表面傷検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2117399A JPH0413956A (ja) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | 金属部材の表面傷検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0413956A true JPH0413956A (ja) | 1992-01-17 |
Family
ID=14710689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2117399A Pending JPH0413956A (ja) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | 金属部材の表面傷検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0413956A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017507487A (ja) * | 2014-02-06 | 2017-03-16 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | インダクタ |
| US11002613B2 (en) * | 2015-10-23 | 2021-05-11 | Ttp Plc. | Inductive temperature sensing |
-
1990
- 1990-05-07 JP JP2117399A patent/JPH0413956A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017507487A (ja) * | 2014-02-06 | 2017-03-16 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | インダクタ |
| US10217560B2 (en) | 2014-02-06 | 2019-02-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Inductor |
| US11002613B2 (en) * | 2015-10-23 | 2021-05-11 | Ttp Plc. | Inductive temperature sensing |
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