JPH0514203Y2 - - Google Patents

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JPH0514203Y2
JPH0514203Y2 JP1986045707U JP4570786U JPH0514203Y2 JP H0514203 Y2 JPH0514203 Y2 JP H0514203Y2 JP 1986045707 U JP1986045707 U JP 1986045707U JP 4570786 U JP4570786 U JP 4570786U JP H0514203 Y2 JPH0514203 Y2 JP H0514203Y2
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induction heating
heating coil
temperature distribution
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、例えばスラブやビレツト等の鉄鋼
製品を連続製造するラインにおいて、それら鉄鋼
製品表面に存在する欠陥を検出する表面欠陥探傷
装置に関するものである。
〔従来の技術〕
第3図は例えば特公昭55−47338号公報に示さ
れた従来の表面欠陥探傷装置を示す図であり、図
において1はスラブ等の被検査材、2bは被検査
材1表面に誘導電流を流すための誘導加熱コイ
ル、3a,3bは赤外線温度計を内蔵した温度分
布検出器、4は赤外線テレビカメラ、5は温度分
布検出器3a,3bよりの温度分布信号を処理す
る信号処理装置、6は誘導加熱コイル2bに電流
を流すための高周波電源、7はテレビカメラ4の
モニター装置である。又、図中、Lはライン方
向、Tはラインに垂直方向を示す。
従来の表面欠陥探傷装置は上記のように構成さ
れ、高周波電源6によつて誘導加熱コイル2bに
高周波電流を流すと、被検査材1表面に誘導電流
が流れ、そのジユール熱によつて被検査材1表面
が加熱されることはよく知られている。そして被
検査材1表面に凹状傷(ワレ傷)や凸状傷(ヘゲ
傷)等が存在すると、誘導電流に対する電気抵抗
が健全な部分に比べて高くなるため、その部分の
発熱密度が高くなり、温度が周辺部より高くなる
ことも周知のことである。従つて、表面加熱後の
被検査材1の表面を温度分布検出器3aによつて
走査撮像し、信号処理装置5で信号処理すること
によつて温度の高い部分、即ち欠陥部を検出でき
るのである。なお、第3図中の赤外線テレビカメ
ラ4、及びモニター装置7は表面加熱後の被検査
材1表面を監視するものであり、温度分布検出器
3bは表面加熱前の被検査材1表面の温度分布を
測定し、温度分布検出器3aによつて得られる表
面加熱後の被検査材1の温度分布と参照すること
によつて測定精度を高めるためのものである。
ところで、従来の表面欠陥探傷装置において、
第4図aに示すように誘導加熱コイル2bを被検
査材1のライン方向に対して垂直に配置すると第
5図に示すような方向性の異なる欠陥に対して検
出感度が大幅に異るという問題点があつた。即
ち、被検査材1表面のライン方向に長い欠陥8
(便宜上これをL欠陥と称す)の場合には、L欠
陥8が誘導電流を阻害する方向にあるので、この
部分での見かけ上の電気抵抗が高くなる。それに
対し、ライン方向に対して垂直方向に長い欠陥9
(便宜上これをT欠陥と称す)では、T欠陥9が
誘導電流の経路上であまり障害とならないために
この部分での見かけ上の電気抵抗が周辺の健全な
部分とあまり変わらないことになる。従つて、L
欠陥8は周辺部に比べて高温になるので検出感度
が高いが、T欠陥9は周辺部とあまり温度差がで
ないので検出感度が低い。
この問題を解決するために、特公昭55−47338
号公報に示された表面欠陥探傷装置では、第4図
bに示すように、誘導加熱コイル2bをラインに
垂直方向に対してある角度θだけ傾斜して配置
し、被検査材1表面にラインに垂直方向に対して
角度θ傾いた直線状誘導電流を誘起し、T欠陥の
長手方向に対し斜めに誘導電流を流すことによつ
てT欠陥の検出感度と向上を図つている。即ち、
特公昭55−47338号公報に示された表面欠陥探傷
装置では、被検査材1表面の欠陥部を健全な周辺
部より発熱密度を高めるためには、欠陥の長手方
向に対して垂直方向成分を持つ誘導電流を流す必
要があることに着目しているのである。
(考案が解決しようとする問題点) 上記のような従来の表面欠陥探傷装置、特に特
公昭55−47338号公報に示された表面欠陥探傷装
置では、T欠陥に対する検出率を上げるために誘
導加熱コイル2bを斜めに配置しているが、その
ために被検査材1表面の場所によつて加熱されて
から温度分布検出器3aの視野に入るまでの時間
が大幅に異なるという問題点があつた。即ち第4
図bに示すよう誘導加熱コイル2bを配置した場
合、被検査材1の両端では温度分布検出器3aに
入るまでにかかる時間に(1)式で示される時間差
Δτ′が生じるのである。
Δτ′=A′/V=Wtao〓/V …(1) A′…第4図bに示す被検査材1両端における
誘導加熱コイル2の位置の差 V…被検査材
1の搬送速度 W…第4図bに示す被検査材1の幅 θ…第4図bに示す誘導加熱コイル2bが被検
査材1のラインに垂直方向に対する角度 (1)式から明らかなように、この時間差Δτ′は被
検査材1の搬送速度が遅くなり、被検査材1の幅
が広くなり、被検査材1のラインに垂直方向に対
する角度が大きくなる程大きく現われる。
ところで、被検査材1表面を誘導加熱コイル2
bで加熱した直後においては、被検査材1表面の
欠陥部で高温になるような急峻な温度分布を示し
ていても、この熱は時間とともに周辺部に拡散
し、しだいに緩やかな温度分布となつてしまう。
即ち、表面欠陥の検出率をあげるためには、でき
るだけ加熱直後の被検査材1の表面温度分布を測
定するのが望ましいのである。
一方、T欠陥9とL欠陥8とを同程度の感度で
検出するためには、θを約45degにする必要があ
る。これは前述したように、欠陥部が周辺の健全
部より温度が高くなるのは、その発熱がこの欠陥
部を流れる誘導電流の垂直方向成分(欠陥の長手
方向に対して垂直方向の成分)に起因しており、
クラツクのような幅をほとんど無視できるような
欠陥を考えた場合、欠陥部に対する誘導電流の入
射角度と欠陥部での発熱量の間には(2)式で示す関
係があるからである。
P=(Icosθ′)2×2d×l×δ×ρ …(2) ρ…欠陥部における発熱量 I…欠陥部に入射される誘導電流 θ′…欠陥部に対する誘導電流の入射角度 d…欠陥の深さ l…欠陥の長さ δ…誘導電流の電流深度 ρ…被検査材1の固有抵抗 (2)式を用いると、第4図bに示すように誘導加
熱コイル2bを角度θだけ傾けて配置した場合、
同一の長さ、及び深さのL欠陥8とT欠陥9での
発熱量の比は(3)式のように表わされる。
P(T欠陥)/P(L欠陥)=tan2θ …(3) (4)式から明らかなように、仮にT欠陥9の検出
感度がL欠陥8の検出感度に対して1/2程度にな
ることを許容したとしても、誘導加熱コイル2b
の被検査材1のラインに垂直方向に対する角度θ
は35deg.程度にしなければならない。
ところが、第4図bにおいて、誘導加熱コイル
2bをラインに垂直方向に対して35deg.程度に傾
けて設置したとすると、(1)式から求められる時間
差Δτ′は0.7w/vとなり、幅wが1m,ラインの搬
送速度が1m/sec程度の被検査材1で0.7secの時
間差Δτ′が生じることになる。前述したように、
表面欠陥の検出率を上げるためには加熱直後の被
検査材1の表面温度分布を測定するのが望ましい
ため、温度分布検出器3aを加熱コイル2bから
数十cmの位置に設置されることが多い点を考慮す
ると、距離にして70cm、時間で0.7secの差はもは
や無視できる範囲を大きく逸脱しており、被検査
材1の両端における欠陥の検出感度の差は歴然と
して現われる。そして、この傾向はT欠陥9の検
出感度をあげるために角度θを大きくすると更に
顕著になる。
この考案は、かかる問題点を解決するためにな
されたもので、T欠陥もL欠陥と同程度の検出感
度で検出し、かつ、被検査材の表面が加熱されて
から、温度分布検出器で測温されるまでの時間が
温度分布の走査範囲でできるだけ異ならないよう
にし、被検査材の場所によつて欠陥の検出感度に
差が生じ難い表面欠陥探傷装置を得ることを目的
とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この考案に係る表面欠陥探傷装置は、被検査材
の被検査面に平行な平面で複数個の屈曲点を持つ
つづら折り形状の誘導加熱コイルと、前記誘導加
熱コイルに電流を供給する高周波電源と、前記誘
導加熱コイルによつて誘起された誘導電流で表面
を加熱された被検査材の表面温度分布を測定する
ところの温度分布検出器と、前記温度分布検出器
の信号を処理し、被検査材表面の温度分布から表
面欠陥を検出するところの信号処理装置とからな
つている。
〔作用〕
この考案においては、誘導加熱コイルが複数の
屈曲点を持つようなつづら折り形状になつている
ため、屈曲点とその屈曲点と隣り合う屈曲点の間
の誘導加熱コイルの方向を、被検査材のラインに
垂直方向に対して傾斜させることが容易である。
従つて、この誘導加熱コイルで被検査材表面に誘
起される誘導電流も誘導加熱コイルの方向に沿つ
て流れ、被検査材表面に存在する欠陥がL欠陥若
しくはT欠陥であつても、そこを流れる誘導電流
には欠陥の長手方向に対して垂直方向成分を持
つ。このため、この考案においてはT欠陥の検出
感度をL欠陥と同じ程度にすることが可能であ
る。又、誘導加熱コイルがつづら折り形状なの
で、被検査材の場所によつて誘導加熱から温度分
布検出器の視野に入るまでの時間に生じる差は屈
曲点とそれと隣り合う屈曲点との間のライン方向
距離によつて決まり、その距離は屈曲点の個数を
増やすことによつて小さくすることができる。
〔実施例〕
第1図は、この考案の一実施例を示す図であ
り、1はスラブ等の被検査材、2aは被検査材1
の表面に誘導電流を流すための誘導加熱コイル、
3aは赤外線温度計を内蔵した温度分布検出器、
5は温度分布検出器3aよりの温度分布信号を処
理する信号処理装置、6は誘導加熱コイル2に電
流を供給するための高周波電源である。又、図
中、Lはライン方向、Tはラインに垂直方向を示
す。
上記のように構成された表面欠陥探傷装置にお
いては、高周波電源6によつて誘導加熱コイル2
aに流すと、被検査材1表面に誘導電流が流れ、
そのジユール熱によつて被検査材1の表面が加熱
され、被検査材1の表面に欠陥が存在すると、そ
の部分での電気抵抗が周辺部より高くなるので発
熱密度が上がり、健全な周辺部分よりも高温にな
る。そして、誘導加熱コイル2aの形状が第2図
に示すように複数の屈曲点を持つつづら折り形状
で、それぞれ隣り合つた屈曲点間の誘導加熱コイ
ルの方向は図示するように被検査材1のラインに
垂直方向に対して角度θ傾いているため、被検査
材1表面に流れる誘導電流も凡そ、その方向に流
れることになる。そのため、被検査材1表面の欠
陥がL欠陥8であろうと、又はT欠陥9であろう
と、その欠陥の長手方向に対して斜めに誘導電流
が流れるので、その誘導電流は欠陥の長手方向に
対して垂直成分を持つことになる。この誘導電流
の垂直成分が欠陥部の発熱密度を周辺の健全な部
分より高めるので欠陥部が高温となり、加熱直後
の被検査材1表面を温度分布検出器3aで撮像し
て、その信号を信号処理装置5で処理することに
よつて高温の欠陥部が周辺の健全部と識別して検
出できるのである。
一方、被検査材1の場所によつて、表面が加熱
されてから温度分布検出器3aの視野に入るまで
の時間の差Δτは、(1)式と同様に考えて(4)式で表
わすことができる。
Δτ=A/V=W′tanθ/V=(W/n)tanθ
/V…(4) A…第2図に示す誘導加熱コイル2aの隣り合
う屈曲点間のライン方向距離 V…被検査材1の搬送速度 W′…第2図に示す誘導加熱コイル2aの隣り
合う屈曲点間のラインに垂直方向距離 θ…第2図に示す誘導加熱コイル2aの隣り合
う屈曲点の間における誘導加熱コイル2aの
方向が、ラインに垂直方向に対する角度 W…第2図に示す被検査材1の幅 n…温度分布検出器3aが走査する面における
誘導加熱コイル2aの屈曲点の個数 (4)式から明らかなように、本考案による表面欠
陥探傷装置では、仮に被検査材1の搬送速度Vが
遅いとか、被検査材1の幅Wが広いとか、T欠陥
9をL欠陥8と同程度の検出感度で検出するため
に誘導電流の被検査材1のラインに垂直方向に対
する角度θを大きく(例えば45deg)しなけれ
ばならないとかいうような場合においても、屈曲
点の個数nをそれに合せて多くなるように誘導加
熱コイル2aを製作することで、被検査材1が加
熱されてから温度分布検出器3aの視野に入るま
での時間の差Δτを実用上欠陥の検出感度に影響
を与える値以下に抑えることが可能である。
〔考案の効果〕
この考案は以上説明したとおり、誘導加熱コイ
ルに複数の屈曲点を設けるという簡単な構造によ
り、T欠陥の検出感度を向上するとともに被検査
材の表面において欠陥の検出感度の不均一の原因
となる被検査材が加熱されてから温度分布検出器
の視野に入るまでの時間の差を小さくできる効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの考案の一実施例を示す図、第2図
はこの考案における誘導加熱コイルの形状の一実
施例を示す図、第3図は従来の表面欠陥探傷装置
を示す図、第4図a,bは従来の表面欠陥探傷装
置における誘導加熱コイルの形状及び配置を示す
図、第5図は被検査材に発生する表面欠陥を、そ
の方向性によつて分類したものを模式的に示した
図である。 図において、1は被検査材、2a,2bは誘導
加熱コイル、3a,3bは温度分布検出器、4は
赤外線テレビカメラ、5は信号処理装置、6は高
周波電源、7はモニター装置、8はL欠陥、9は
T欠陥である。なお、各図同一符号は同一または
相当部分を示す。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. ラインを流れながら連続的に製造される導電性
    のある被検査材の表面に誘導電流を発生するため
    の誘導加熱コイル、前記誘導加熱コイルに電流を
    供給するための高周波電源、前記誘導加熱コイル
    よりラインの下流において、誘導加熱コイルによ
    つて表面が誘導加熱された前記被検査材の表面温
    度分布を測定するための温度分布検出器、前記温
    度分布検出器の信号を処理するための信号処理装
    置を具備し、前記温度分布検出器の信号から前記
    被検査材表面に存在する欠陥を検出する表面欠陥
    探傷装置において、前記誘導加熱コイルを前記被
    検査材の検査面に平行な平面で複数の屈曲点を持
    つつづれ折り形状にし、かつそれぞれ隣り合つた
    屈曲点間の誘導加熱コイルの方向を被検査材のラ
    インに垂直方向に傾斜させたことを特徴とする表
    面欠陥探傷装置。
JP1986045707U 1986-03-28 1986-03-28 Expired - Lifetime JPH0514203Y2 (ja)

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50120679A (ja) * 1974-03-07 1975-09-22
JPS51114981A (en) * 1975-04-01 1976-10-09 Nippon Steel Corp Steel surface scar detecting method and equipment
JPS52154686A (en) * 1976-03-31 1977-12-22 Koshuha Netsuren Kk Method of and apparatus for detecting surface flaw of metallic object by using induction heating
JPS5746506A (en) * 1980-09-05 1982-03-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Short back fire antenna

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