JPH07104330B2

JPH07104330B2 - 薄鋼帯の磁気探傷装置

Info

Publication number: JPH07104330B2
Application number: JP2254893A
Authority: JP
Inventors: 正樹竹中; 賢一岩永; 篤尚竹腰; 高人古川
Original assignee: 日本鋼管株式会社
Priority date: 1989-09-25
Filing date: 1990-09-25
Publication date: 1995-11-13
Anticipated expiration: 2010-11-13
Also published as: DE69009922T2; KR910006717A; JPH03175352A; EP0420147A1; CN1022134C; KR920007198B1; DE69009922D1; CN1050611A; EP0420147B1; US5089776A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、回転状態の中空ロール内に磁化器および磁気
センサを収納して走行状態の薄鋼帯の欠陥を検出する薄
鋼帯の磁気探傷装置の改良に関する。

［従来の技術］磁気を利用して、薄鋼帯の内部あるいは表面に存在する
疵，介在物等の欠陥を検出する磁気探傷装置は、被探傷
体としての薄鋼帯を静止した状態で探傷するのみなら
ず、例えば工場等の製造ライン等に設置される、走行中
の薄鋼帯に存在する欠陥を連続的に検出できる薄鋼帯の
磁気探傷装置が提唱されている（実開昭63−107849号公
報）。

第10図は上述した走行中の薄鋼帯の欠陥を連続的に検出
する薄鋼帯の磁気探傷装置を示す図であり、同図（ａ）
（ｂ）はそれぞれ異なる方向から見た断面模式図であ
る。

図中１は非磁性材料で形成された中空ロールであり、こ
の中空ロール１の中心軸に固定軸２の一端が貫通されて
いる。この固定軸２の他端は図示しない建屋のフレーム
に固定されている。そして、固定軸２は中空ロール１の
中心軸に位置するように一対のころがり軸受3a,3bでも
って中空ロール１の両端の内周面に支持されている。し
たがって、この中空ロール１は固定軸２を回転中心軸と
して自由に回転する。

この中空ロール１内において、略コ字断面形状を有した
磁化鉄心４が、磁路を構成する磁極4a,4bが中空ロール
１の内周面に近接する姿勢で、支持部材５を介して固定
軸２に固定されている。そして、この磁化鉄心４に磁化
コイル６が巻装されている。磁化鉄心４の磁極4a,4bの
間に複数の磁気センサ７が軸方向に配列されている。そ
して、各磁気センサ７は前記固定軸２に固定されてい
る。

磁化コイル６に励磁電流を供給するための電源ケーブル
８および各磁気センサ７から出力される各検出信号を取
出すための信号ケーブル９が固定軸２内を経由して外部
へ導出されている。したがって、磁化鉄心４および各磁
気センサ７の位置は固定され、中空ロール１が磁化鉄心
４および各磁気センサ７の外周を微小間隙を有して回転
する。

このような構成の磁気探傷装置の中空ロール１の外周面
を例えば矢印Ａ方向に走行状態の薄鋼帯10の一方面に所
定圧力でもって押し当てると、固定軸２はフレームに固
定されているので、中空ロール１が矢印Ｂ方向に回転す
る。

そして、励磁コイル６に励磁電流を供給すると、磁化鉄
心４と走行中の薄鋼帯10とで閉じた磁路が形成される。
このため、薄鋼帯10の内部あるは表面に前述した欠陥が
存在すると、薄鋼帯10内の磁路が乱れ、漏洩磁束が生じ
る。この漏洩磁束が該当位置の磁気センサ７で検出され
る。

検出された磁束検出信号はその信号レベルが薄鋼帯10内
部または表面の欠陥の大きさと対応するので、磁束検出
信号の信号レベルで薄鋼帯10の欠陥の存在とその大きさ
を判定することができる。

しかし、磁束検出信号の信号レベルは薄鋼帯10と磁気鉄
心４と磁励コイル６からなる磁化器よって形成される磁
路の状態や、磁極4a,4bと薄鋼帯10との間の距離や、リ
フトオフと呼ばれる薄鋼帯10と各磁気センサ７との間の
距離ｌ等によって大きく変化する。第11図は上記距離ｌ
と磁束検出信号の信号レベルとの関係を示す図である。
図示するように距離ｌが大きくなると、磁束検出信号の
信号レベルは急激に低下する。

このような不都合を解消するために、第10図に示すよう
に一定厚みｔを有した中空ロール１を用いて、薄鋼帯10
と磁極4a,4bとの間の距離や、薄鋼帯10と各磁気センサ
７との間の距離ｌを常時一定値に維持するようにしてい
る。また、中空ロール１に磁性があると薄鋼帯10内への
磁路の形成が阻害されるので、中空ロール１を非磁性材
料で形成している。

したがって、中空ロール１の厚みｔを薄くすればするほ
ど、薄鋼帯10と磁気鉄心４の磁極4a,4bとの間の距離が
小さくなり、薄鋼帯10内に形成される磁界が大きくな
り、安定した磁束を得ることができる。また、厚みｔを
薄くすれば薄鋼帯10と各磁気センサ７との間の距離ｌが
短くなるので、磁束検出信号の信号レベルが高くなり、
S/Nが上昇して、欠陥検出精度が上昇する。したがっ
て、中空ロール１の厚みｔを薄くするのが望ましい。

さらに、中空ロール１の厚みｔが大きいと、中空ロール
１の慣性モーメントが大きくなり、薄鋼帯10の走行速度
が変動した場合に、中空ロール１の慣性力により、中空
ロール１と薄鋼帯10との接触面で揩動現象が生じて、薄
鋼帯10の表面に疵をつけてしまう懸念がある。したがっ
て、前述したように、中空ロール１の厚みｔを小さくし
て、前記慣性モーメントを小さくする必要がある。

なお、ただ単に慣性モーメントを小さくする目的のみで
は中空ロール１の外径を小さく設定すればよいが、内部
に収納されている磁化器や磁気センサ７の大きさによっ
てその外径が制約される。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上記のような中空ロール１を用いた薄鋼
帯の磁気探傷装置においてもまだ次のような問題があ
る。

すなわち、前述したように連続して走行している薄鋼帯
10の欠陥を検出するには、薄鋼帯10表面と中空ロール１
の外周面とが常時接触している必要があるので、中空ロ
ール１には薄鋼帯10の張力に起因する下向きの力や、薄
鋼帯10自体の重量による下向きの力が印加される。下向
きの力が印加されると中空ロール１が変形したり損傷す
る。すると、前述した薄鋼帯10と磁極4a,4bとの間の距
離や薄鋼帯10と各磁気センサ７との間の距離ｌを一定値
に制御できなくなるので、欠陥検出精度が低下したり、
探傷不能となる。

よって、中空ロール１が長期間に亘って真円状態を維持
するには、中空ロール１の厚みｔを一定限度以下に薄く
できない。このため、第10図に示す薄鋼帯の磁気探傷装
置にあっては、幅広薄鋼帯の製造ラインや薄鋼帯を高速
・高張力で走行させる製造ラインでは、中空ロール１の
厚みｔを薄くできないために、小さな疵等の欠陥を精度
よく検出できない問題があった。ちなみに、薄鋼帯10が
100m/分の走行速度条件下においては、上記厚みｔは5mm
程度が限界である。

また、中空ロール１内に収納する磁気鉄心４と磁励コイ
ル６からなる磁化器の発生する磁界の強さを大きくする
ことが考えられるが、磁気鉄心４の大きさや磁化コイル
６に流す電流の大きさを一定限度以上にすれば、装置全
体が大型化したり、製造費が大幅に上昇する問題があ
る。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
磁路形成用の磁化器と漏洩磁束検出用の各磁気センサと
を薄鋼帯を挟んで互いに対向する別々の中空ロールに収
納することによって、欠陥の検出精度を大幅に向上でき
る薄鋼帯の磁気探傷装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］上記課題を解消するために本発明は、薄鋼帯の走行路に
沿って配設され、薄鋼帯の内部または表面の欠陥を、薄
鋼帯の走行方向に磁界を発生させ、欠陥に起因して生じ
る漏洩磁束を検出することによって検出する薄鋼帯の磁
気探傷装置において、走行路の両側に薄鋼帯を挟持するように配設されるとと
もに非磁性材料で形成された一対の中空ロールと、この
一対の中空ロールの一方の中空ロール内に収納され磁界
を発生させる磁化器と、一対の中空ロールの他方の中空
ロール内でかつこの中空ロールロールの軸方向に配列さ
れ漏洩磁束を検出する複数の磁気センサと、この各磁気
センサにて検出された漏洩磁束のうち所定レベル以上の
漏洩磁束を欠陥信号として出力する信号処理回路とを備
えたものである。

また、上記一対の中空ロールの材質は、オーステナイト
系ステンレス鋼、チタン合金、プラスチック、繊維強化
プラスチック（FRP）、セラミックス等の非磁性材料が
最良である。

さらに、複数の磁気センサが収納された中空ロールの各
磁気センサが対向する位置の厚みを各磁気センサが対向
しない位置の厚みより薄く設定している。なお、中空ロ
ールの各磁気センサが対向する位置の厚みを１乃至5mm
に設定すればよい。

また、一対の中空ロールの近傍に走行する薄鋼帯の溶接
部を検出する溶接部検出装置を配設し、信号比較判定回
路でもって、溶接部検出装置から出力された溶接部検出
信号と信号処理回路からの欠陥信号が薄鋼帯の同一位置
を示すとき、信号処理回路からの欠陥信号を溶接部に起
因する欠陥信号と判定している。

さらに、一対の中空ロールの近傍に走行する薄鋼帯の表
面欠陥を検出する表面欠陥検出装置を配設し、信号比較
判定回路でもって、表面欠陥検出装置から出力された表
面欠陥検出信号と信号処理回路からの欠陥信号が薄鋼帯
の同一位置を示すとき、信号処理回路からの欠陥信号を
表面欠陥に起因する欠陥信号と判定している。

また、薄鋼帯の走行路における一対の中空ロールの前方
位置に薄鋼帯の走行路を規制する前方押さえロールを配
設し、さらに薄鋼帯の走行路における一対の中空ロール
の後方位置に薄鋼帯の走行路を規制する後方押さえロー
ルを配設し、一対の中空ロールを前記各押さえロールを
結ぶ線より各磁気センサが収納された中空ロール側へ偏
奇させている。

［作用］このように構成された薄鋼帯の磁気探傷装置であれば、
一対の中空ロールが薄鋼帯を挟んで対向配設されている
ので、例えば、一方の中空ロールに薄鋼帯の張力や重力
が印加される。したがって、薄鋼帯の張力や重力が直接
印加される側の中空ロール内に磁界を発生させる磁化器
を収納し、薄鋼帯の張力や重力が印加されない側の中空
ロール内に各磁気センサを収納することによって、この
各磁気センサが収納された中空ロールの厚みを薄く形成
できるので、各磁気センサと薄鋼帯との間の距離を短縮
でき、欠陥の測定精度が向上する。

また、中空ロールの材質をオーステナイト系スレンテス
鋼、チタン合金、プラスチック、繊維強化プラスチック
（FRP）、セラミックス等の非磁性材料とすることによ
って、磁路の形成が妨げられることはない。さらにこれ
らの材料は軽量でかつ高い強度を有するので、中空ロー
ルの厚みを薄くできる。

また、中空ロール全体の強度を保持したまま、磁気セン
サが対向する部分だけ厚みをさらに薄くできるので、検
出感度がさらに向上する。

また、溶接部検出装置や表面欠陥検出装置を組込むこと
によって、信号処理回路から出力される欠陥信号が溶接
部に起因する欠陥信号であるか、表面欠陥に起因する欠
陥信号かを識別して把握できる。

さらに、一対の中空ロールの前後に押さえロールを配設
し、さらに一対の中空ロールの位置を磁気センサが収納
された中空ロール方向へ偏奇させて設定することによっ
て、薄鋼帯が中空ロールの外周面に接触する接触長を長
くでき薄鋼帯内に発生する磁界を大きくでき、欠陥検出
精度を向上できる。

［実施例］以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第２図は実施例の薄鋼帯の磁気探傷装置全体のシステム
を示す模式図である。供給リール11から繰出される幅広
の薄鋼帯12は、前方押さえロール13a,13bを介して一対
の中空ロール14a,14bへ導かれ、この中空ロール14a,14b
の間を経由し、後方押さえロール15a,15bを経て巻取リ
ール16に一定速度で巻取られる。

前記一対の中空ロール14a,14bのうちの下側の中空ロー
ル14bには電源ケーブル17aを介して磁化電源装置17が接
続され、上側の中空ロール14aには信号ケーブル8aを介
して信号処理回路18が接続されている。また、信号処理
回路18には警報回路19および欠陥カウンタ20が接続され
ている。

第１図（ａ）は、前記一対の中空ロール14a,14bを薄鋼
帯12の矢印で示す走行方向に平行する面で切断した場合
の断面模式図であり、同図（ｂ）は前記走行方向に直交
する面で切断した場合の断面模式図である。

各中空ロール14a,14bはオーステナイト系ステンレン鋼
からなる非磁性材料で形成されている。そして、外径は
互いに等しく設定されているが、上側の中空ロール14a
の厚みt₁が下側の中空ロール14bの厚みt₂より薄く設定
されている。具体的には、各中空ロール14a,14bの厚みt
₁,t₂はそれぞれ３〜4mm,6〜10mmに設定されている。

各中空ロール14a,14bの各中心軸にそれぞれ中空の固定
軸21a,21bの一端が貫通されている。下側の中空ロール1
4bの固定軸21bの他端は図示しない建屋のフレームに固
定されている。一方、上側の中空ロール14aの固定軸21a
の他端は下側の中空ロール14bの固定軸21bに対して図示
しないごく弱いばねで付勢されている。各固定軸21a,21
bは各中空ロール14a,14bの各中心軸に位置するようにそ
れぞれ一対のころがり軸受23a,22b、23a,23bを介して各
中空ロール14a,14bの両端の内周面に支持されている。
したがって、各中空ロール14a,14bは固定軸21a,21bを回
転中心軸として自由に回転する。

上側の中空ロール14a内において、複数の磁気センサ24
が下方を向く姿勢で固定軸21aに支持部材25を介して固
定されている。そして、各磁気センサ24の先端は上側の
中空ロール14aの内周面に微小間隙を有して対向してい
る。この各磁気センサ24から出力される磁束検出信号は
固定軸21aの内部を経由した信号線ケーブル18aでもって
第２図の信号処理回路18へ導かれる。

一方、下側の中空ロール14b内において、略コ字断面形
状を有した磁化鉄心26が、各磁極26a,26bが上方を向く
姿勢で、支持部材27を介して固定軸2bに固定されてい
る。そして、磁化鉄心26の各磁極26a,26bが中空ロール1
4bの内周面に微小間隙を有して対向している。この磁化
鉄心26の下部に磁化コイル28が巻装されている。この磁
化コイル28の励磁電流は、前記磁化電源装置17から固定
軸21b内を経由した電源ケーブル17aを介して供給され
る。

したがって、上側の中空ロール14a内に収納された各磁
気センサ24は薄鋼帯12を介して下側の中空ロール14b内
に収納された磁気鉄心26と磁化コイル28からなる磁化器
の磁極26a,26bに対向する。また、各磁気センサ24と薄
鋼帯12との間の処理l₁、および磁極26a,26bと薄鋼帯12
との間の距離は固定される。

このような構成の磁気探傷装置において、薄鋼帯12を第
２図に示す矢印方向へ一定速度で走行させると、下側の
中空ロール14bには薄鋼帯12の張力に起因する下向き力
および重力による下向きの力が印加されているので、中
空ロール14bが矢印方向に回転する。また、下側の中空
ロール14aも下方へばねで付勢されているので、矢印方
向に回転する。

そして、磁化電源装置17を起動して、励磁コイル28に励
磁電流を供給すると、磁化鉄心26と走行中の薄鋼帯12と
で閉じた磁路が形成される。そして、薄鋼帯12の内部あ
るは表面に疵や介在物等の欠陥が存在すると、薄鋼帯12
内の磁路が乱れ、漏洩磁束が生じる。この漏洩磁束が各
磁気センサ24でもって検出され、漏洩磁束に比例する信
号レベルを有した磁束検出信号として出力される。

各磁気センサ24から出力された磁束検出信号は信号ケー
ブル18aを介して信号処理回路18へ入力される。信号処
理回路18内には例えば各磁気センサ24に対応した複数の
比較回路が組込まれている。そして、入力した各磁束検
出信号の信号レベルは各比較回路でもって予め定められ
た基準信号レベルと比較され、基準信号レベル以上の信
号が欠陥と判定され、欠陥信号として警報回路19を介し
て警報出力されるとと共に、欠陥カウンタ20に送出され
る。欠陥カウンタ20は計数されている欠陥数を更新す
る。

このように構成された薄鋼帯の磁気探傷装置によれば、
薄鋼帯12の張力や重力が作用する下側の中空ロール14b
の厚みt₂と、薄鋼帯12の張力や重力が作用しない上側の
中空ロール14aの厚みt₁とをそれぞれの中空ロール14a,1
4bに印加される外力に対応した値に設定できる。よっ
て、下側の中空ロール14bの厚みt₂をたとえ鋼帯12の張
力や重力が作用したとしても変形や損傷が生じない充分
な厚みに設定できる。したがって、たとえ長期間に亘っ
てこの下側の中空ロール14bを使用したとしても、変形
や損傷を受けることはないので、薄鋼帯12内に安定した
磁路を形成することができる。

一方、各磁気センサ24を収納した上側の中空ロール14a
には大きな外力が印加されることはないので、たとえ厚
みt₁を薄く設定したとしても、この中空ロール14aが変
形したり損傷することはない。したがって、厚みt₁を薄
く設定することによって、各磁気センサ24と薄鋼帯12と
の間の距離l₁を第10図に示した従来装置に比較して小さ
く設定できる。各磁気センサ24と薄鋼帯12との間の距離
l₁が小さくなると、各磁気センサ24にて検出される磁束
検出信号のS/Nが大幅に向上する。その結果、信号処理
回路18における基準信号レベルを小さく設定することに
よって、たとえ小さな欠陥でも正確に検出でき、磁気探
傷装置全体の欠陥検出精度を大幅に向上できる。

また、薄鋼帯12内に磁路を形成するための磁化器と薄鋼
帯12内の磁路の漏洩磁束を検出する各磁気センサ24とを
別々の中空ロール14a,14b内に収納しているので、磁化
器から漏洩して直接各磁気センサ24へ入力される欠陥に
は全く関係しない漏洩磁束が大幅に減少するので、各磁
気センサ24から出力される磁束検出信号のS/Nをさらに
向上でき、欠陥検出精度をさらに向上できる。

このように、磁束検出信号のS/Nを大幅に向上できるの
で、磁化器と各磁気センサ24とを同一の中空ロールに収
納した従来の薄鋼帯の磁気探傷装置では困難であった幅
広薄鋼帯の製造ラインや薄鋼帯を高速・高張力で走行さ
せる製造ラインにおける小さな欠陥でも精度良く検出で
きる。また、従来の薄鋼帯の磁気探傷装置がそのまま適
用できるような、幅の狭い薄鋼帯の製造ラインや低速・
低張力の製造ラインに適用すると、磁化器と磁気感応素
子を分離したことにより、S/Nが向上し、従来に増して
小さな疵あるいは介在物等の欠陥が精度よく検出でき
る。

第３図は本発明の他の実施例に係わる薄鋼帯の磁気探傷
装置における各磁気センサ24が収納された上側の中空ロ
ール30を取出して示す断面模式図である。第１図と同一
部分には同一符号が付してある。したがって、重複する
部分の詳細説明を省略する。

この実施例においては、支持部材25にて固定軸21aに固
定された保持部材31に各磁気センサ24が所定間隔を開け
て取付けられている。そして、中空ロール30の各磁気セ
ンサ24が対向する位置の厚みt₄は各磁気センサ24が対向
しない位置の厚みt₃より薄く設定している。したがっ
て、中空ロール30の内周面には凹形断面形状を有した複
数の環状溝32が形成されている。そして、この各環状溝
32内に各磁気センサ24の先端部が挿入される。なお、こ
の実施例においては、中空ロール30はオーステナイト系
ステンレス鋼で形成され、各磁気センサ24が対向する位
置の厚みt₄は2mmであり、対向しない位置の厚みt₃は4mm
である。

このように各磁気センサ24が対向する位置の厚みt₄を対
向しない位置の厚みt₃より薄く設定することによって、
中空ロール30の強度低下をきたさずに、各磁気センサ24
と薄鋼帯12との間の距離l₃をさらに短く設定できる。よ
って、欠陥の検出精度をさらに向上できる。ちなみに、
発明者等の実験によると、第３図に示す環状溝32が全く
形成されていない状態における上側に配設した中空ロー
ルの厚みを1mm以下に設定すると強度が保持できず、5mm
以上に設定すると、各磁気センサ24にて検出される磁束
検出信号のS/Nが大幅に低下することが確認されてい
る。

第４図は本発明のさらに別の実施例に係わる薄鋼帯の磁
気探傷装置の概略構成を示す模式図である。第２図と同
一部分には同一符号が付してある。したがって、重複す
る部分の説明を省略する。

この実施例においては、各磁気センサ24および磁化器を
収納した一対の中空ロール14a,14bの近傍に発光装置33a
と受光装置33bとからな溶接部検出装置33が配設されて
いる。すなわち、供給リール11に巻回されている薄鋼帯
12の溶接部の縁には人工的に貫通孔が穿設されており、
この貫通孔を通過した光を受光装置33bが検出すること
により、走行中における薄鋼帯12の溶接部を検出する。
よって、溶接部が溶接部検出装置33の位置を通過する
と、この溶接部検出装置33が熔接部検出信号が出力さ
れ、次の波形整形回路34にて所定幅を有するパルス波形
に波形整形される。波形整形された溶接部検出信号は次
の遅延回路35で、薄鋼帯12の溶接部が一対の中空ロール
14a,14b位置へ移動するに要する時間だけ遅延される。
遅延された溶接部検出信号は信号比較判定回路36の一方
の入力端子へ入力される。

この信号比較判定回路36の他方の入力端子には信号処理
回路18から出力された欠陥信号が入力される。信号比較
判定回路36は、入力された各信号を比較して、両方の信
号のタイミングが一致した場合に、信号処理回路18から
出力された欠陥信号を溶接部に起因する欠陥信号と判定
する。そして、パルス信号を出力して溶接部検出ランプ
37を点灯させる。なお、アップダウンカウンタ38は信号
処理回路18からの欠陥信号でカウントアップされ、遅延
回路35からの溶接部検出信号でカウントダウンされる。
すなわち、このアップダウンカウンタ38によって、検出
された欠陥のうち溶接部に起因する欠陥を除いた欠陥数
が計数される。

第５図は本発明のさらに別の実施例に係わる薄鋼帯の磁
気探傷装置の概略構成を示す模式図である。第２図と同
一部分には同一符号が付してある。したがって、重複す
る部分の説明を省略する。

この実施例においては、各磁気センサ24および磁化器を
収納した一対の中空ロール14a,14bの近傍にレーザ光を
薄鋼帯12の表面に照射してその反射光から表面欠陥を検
出する簡易型の表面欠陥検出装置40が配設されている。
この表面欠陥検出装置40から出力された表面欠陥検出信
号は信号処理回路41にて表面欠陥の面積に対応した信号
に変換される。変換された表面欠陥検出信号は次の遅延
回路42で、薄鋼帯12の表面欠陥位置が一対の中空ロール
14a,14b位置へ移動するに要する時間だけ遅延される。
遅延された表面欠陥検出信号は信号比較判定回路43の一
方の入力端子へ入力される。

この信号比較判定回路43の他方の入力端子には信号処理
回路18から出力された欠陥信号が入力される。信号比較
判定回路43は、入力された各信号の示す面積や強度を比
較対照して、信号処理回路18から出力された欠陥信号が
表面欠陥に起因する欠陥信号であるか、薄鋼帯12内部の
欠陥に起因する欠陥信号であるかを判定する。表面欠陥
であればその表面欠陥を欠陥種類表示器44に表示する。
また、残りの内部欠陥に起因する欠陥信号は標準欠陥パ
ータン発生回路45から典型的な欠陥パータンが印加され
ている欠陥種類判別回路46にてその種類が比較判定され
る。判定された欠陥種類は前記欠陥種類表示器44に表示
される。

すなわち、この実施例においては、検出された欠陥の種
類を表面欠陥とに区別して把握できる。

第６図乃至第９図はそれぞれ本発明の他の実施例に係わ
る薄鋼帯の磁気探傷装置における一対の中空ロール45,4
6と前方押さえロール13a,13bと後方押さえロール15a,15
bの相互位置関係を示す模式図である。その他の構成は
第２図の実施例と同じである。なお、一対の中空ロール
45,46のうち、一方の中空ロール45内に各磁気センサ34
が収納されており、他方の中空ロール46内に磁化器が収
納されている。そして、各実施例においては、各磁気セ
ンサ24が収納された中空ロール45の外径は磁化器が収納
された中空ロール46の外径より小さく設定されている。

第６図乃至第９図の実施例においては、一対の中空ロー
ル45,46の配設位置を、前方押さえロール13a,13bと後方
押さえロール15a,15bとを結ぶ線47に対して磁気センサ2
4が収納された中空ロール45方向へ偏奇している。その
結果、図示するように、薄鋼帯12は磁化器が収納された
中空ロール46に接触する中空ロールの周方向の接触長が
長くなる。第１図（ａ）に示すように、磁化器の各磁極
26a,26bと薄鋼帯12との間の距離が短いほど薄鋼帯12は
効率的に磁気されるので、薄鋼帯12の中空ロール46に対
する接触長が少なくとも磁極26a,26b間の距離より長い
方が効率的に磁化される。よって、欠陥の検出精度が向
上する。

第６図は最も一般的な配置であり、各磁気センサ24が収
納された中空ロール45を上側に配置することによって、
中空ロール45に薄鋼帯12の重力が印加されないので、中
空ロール45の厚みを薄く設定して欠陥検出精度を向上さ
せている。一方、第７図は、磁化器を収納した中空ロー
ル46を上側に配設して、中空ロール46の厚みを薄く設定
して、薄鋼帯12に対する磁化効率を向上させている。

また、第８図および第９図の実施例は、各中空ロール4
5,46の軸心を含む面が前記各押さえローロを結ぶ水平の
線47に対して傾斜して配設されている。このように傾斜
させることによって、少ない据付容積で薄鋼帯12の接触
長を長く設定できると共に、中空ロール45,46の薄鋼帯1
2に対する押付力を第６図および第７図の標準的な配置
に比較して軽減できる。

なお、本発明は上述した各実施例に限定されるものでは
ない。実施例においては、各中空ロールの材質をオース
テナイト系ステンレス鋼を用いたが、チタン合金、プラ
スチック、繊維強化プラスチック（FRP）、セラミック
ス等の非磁性材料とすることも可能である。このような
軽量でかつ高い強度を有する非磁性材料を採用すること
によって、磁路の形成が妨げられることはなく、中空ロ
ールの厚みを薄くできる。よって前述した欠陥の検出精
度をさらに向上できる。

［発明の効果］以上説明したように本発明の薄鋼帯の磁気探傷装置によ
れば、磁路形成用の磁化器と漏洩磁束検出用の各磁気セ
ンサとを別々の中空ロールに収納している。よって、各
中空ロールの厚みをそれぞれに印加される外力に対応し
て設定でき、また各磁気センサへ磁化器からの漏洩磁束
が入力するのが抑制されるので、各磁気センサの磁束検
出信号のS/Nを上昇でき、装置全体の欠陥検出精度を大
幅に向上できる。

また、溶接部検出装置および表面欠陥検出装置を組込む
ことによって、検出された欠陥の種類も把握できる。

さらに、各中空ロールの材質をオーステナイト系ステン
レス鋼等の非磁性体でかつ高い強度を有する材料を採用
することによって、中空ロールの厚みをさらに薄くで
き、欠陥検出精度を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の薄鋼帯の磁気探傷装置における
薄鋼帯の走行方向に平行する面で切断した断面模式図、
同図（ｂ）は同実施例装置における薄鋼帯の走行方向に
直交する面で切断した断面模式図、第２図は同実施例装
置全体のシステムを示す模式図、第３図は本発明の他の
実施例装置の中空ロールを取出して示す断面図、第４図
および第５図はそれぞれ本発明の他の実施例装置の概略
構成を示すブロック図、第６図乃至第９図はそれぞれ本
発明のさらに別の実施例装置における各ロールの配置関
係を示す模式図、第10図（ａ）（ｂ）は従来の薄鋼帯の
磁気探傷装置の各断面模式図、第11図は磁束検出信号レ
ベルと距離ｌとの関係を示す特性図である。 12……薄鋼帯、13a,13b……前方押さえロール、14a,14
b,30,45,46……中空ロール、15a,15b……後方押さえロ
ール、17……磁化電源装置、18……信号処理回路、19…
…警報回路、20……欠陥カウンタ、21a,21b……固定
軸、22a,22b,23a,23b……ころがり軸受、24……磁気セ
ンサ、26……磁気鉄心、28……磁化コイル、33……溶接
部検出装置、35,43……信号比較判定回路、40……表面
欠陥検出装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古川高人東京都千代田区丸の内１丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (56)参考文献特開平３−160361（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−170068（ＪＰ，Ｕ) 実開昭63−107849（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】薄鋼帯の走行路に沿って配設され、前記薄
鋼帯の内部または表面の欠陥を、前記薄鋼帯の走行方向
に磁界を発生させ、前記欠陥に起因して生じる漏洩磁束
を検出することによって検出する薄鋼帯の磁気探傷装置
において、前記走行路の両側に前記薄鋼帯を挟持するように配設さ
れるとともに非磁性材料で形成された一対の中空ロール
と、この一対の中空ロールの一方の中空ロール内に収納
され前記磁界を発生させる磁化器と、前記一対の中空ロ
ールの他方の中空ロール内でかつこの中空ロールの軸方
向に配列され前記漏洩磁束を検出する複数の磁気センサ
と、この各磁気センサにて検出された漏洩磁束のうち所
定レベル以上の漏洩磁束を欠陥信号として出力する信号
処理回路とを備えた薄鋼帯の磁気探傷装置。
【請求項２】一対の中空ロールの材質はオーステナイト
系ステンレス鋼、チタン合金、プラスチック、繊維強化
プラスチック、又はセラミックスのいずれかである請求
項１記載の薄鋼帯の磁気探傷装置。
【請求項３】複数の磁気センサが収納された中空ロール
の各磁気センサが対向する位置の厚みが前記各磁気セン
サが対向しない位置の厚みより薄い請求項１又は２記載
の薄鋼帯の磁気探傷装置。
【請求項４】中空ロールの各磁気センサが対向する位置
の厚みが１乃至5mmである請求項３記載の薄鋼帯の磁気
探傷装置。
【請求項５】一対の中空ロールの近傍に配設され、走行
する薄鋼帯の溶接部を検出する溶接部検出装置と、この
溶接部検出装置から出力された溶接部検出信号と前記信
号処理回路からの欠陥信号が薄鋼帯の同一位置を示すと
き、前記信号処理回路からの欠陥信号を溶接部に起因す
る欠陥信号と判定する信号比較判定回路とを備えた請求
項１記載の薄鋼帯の磁気探傷装置。
【請求項６】一対の中空ロールの近傍に配設され、走行
する薄鋼帯の表面欠陥を検出する表面欠陥検出装置と、
この表面欠陥検出装置から出力された表面欠陥検出信号
と前記信号処理回路からの欠陥信号が薄鋼帯の同一位置
を示すとき、前記信号処理回路からの欠陥信号を表面欠
陥に起因する欠陥信号と判定する信号比較判定回路とを
備えた請求項１記載の薄鋼帯の磁気探傷装置。
【請求項７】薄鋼帯の走行路における一対の中空ロール
の前方位置に配設され薄鋼帯の走行路を規制する前方押
さえロールと、前記薄鋼帯の走行路における前記一対の
中空ロールの後方位置に配設され薄鋼帯の走行路を規制
する後方押さえロールとを備え、かつ前記一対の中空ロ
ールを前記各押さえロールを結ぶ線より各磁気センサが
収納された中空ロール側へ偏奇させて配設した請求項１
記載の薄鋼帯の磁気探傷装置。
【請求項８】複数の磁気センサを収納する中空ロールを
磁化器を収納する中空ロールの上側に配設し、かつ各中
空ロールの各軸心を含む面が水平面に対して直交する請
求項７記載の薄鋼帯の磁気探傷装置。
【請求項９】磁化器を収納する中空ロールを複数の磁気
センサを収納する中空ロールの上側に配設し、かつ各中
空ロールの各軸心を含む面が水平面に対して直交する請
求項７記載の薄鋼帯の磁気探傷装置。
【請求項１０】複数の磁気センサを収納する中空ロール
を磁化器を収納する中空ロールの上側に配設し、かつ各
中空ロールの各軸心を含む面が水平面に対して傾斜する
請求項７記載の薄鋼帯の磁気探傷装置。
【請求項１１】磁化器を収納する中空ロールを複数の磁
気センサを収納する中空ロールの上側に配設し、かつ各
中空ロールの各軸心を含む面が水平面に対して傾斜する
請求項７記載の薄鋼帯の磁気探傷装置。