JPH08248002A - Magnetizer for flaw detection of steel member - Google Patents

Magnetizer for flaw detection of steel member

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JPH08248002A
JPH08248002A JP4863295A JP4863295A JPH08248002A JP H08248002 A JPH08248002 A JP H08248002A JP 4863295 A JP4863295 A JP 4863295A JP 4863295 A JP4863295 A JP 4863295A JP H08248002 A JPH08248002 A JP H08248002A
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JP
Japan
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signal
power
magnetizing
waveform
power supply
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Withdrawn
Application number
JP4863295A
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Japanese (ja)
Inventor
Etsuhisa Nakamura
村 悦 久 中
Yoshiaki Matsuoka
岡 良 明 松
Manabu Kuninaga
永 学 國
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To detect a pinhole highly accurately by forming a stabilized remanence on a steel plate by means of an AC exciter. CONSTITUTION: AC power being fed to a magnetizing means is generated from a waveform control means 30 based on an AC signal produced from an AC signal output means 20. AC sine wave power having stabilized amplitude and frequency is fed to an exciting coil 11 and a hysteresis loop in a steel plate is stabilized, power supply to the exciting coil 11 is interrupted abruptly by a switching means in the vicinity of a peak in the AC waveform. A timing control means 40 controls the interval for supplying power to the exciting means and sustains power supply to the exciting means at least over several cycles of the AC signal. Since eddy current is not generated under remanent state, even a pinhole can be detected with high accuracy when the inspection is carried out under remanent state.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、鋼材疵検査用磁化装置
に関し、例えば厚板を磁気的に探傷する場合に利用しう
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetizing device for inspecting a steel material for defects, and can be used, for example, when magnetically detecting a thick plate.

【0002】[0002]

【従来の技術】厚板などの鋼板の表面又は表層部の疵を
検査する場合には、一般的に磁気的な検査装置が利用さ
れる。この種の検査装置においては、鋼板を磁化した状
態で、鋼板表面から出る漏洩磁束を監視することによっ
て、疵の有無を検出する。即ち、疵が存在しない鋼板に
おいては磁束が比較的透磁率の高い鋼板の内部を通るた
め、鋼板の外側に漏れる磁束はほとんど生じないが、疵
が存在する鋼板の場合には、磁束の通路が疵を避けるよ
うに変化するため、鋼板の外側に漏れる磁束が発生す
る。従って、鋼板表面に近接する位置にホ−ル素子の検
出器などを配置して鋼板表層部からの漏洩磁束を検出す
れば、疵の有無が識別できる。
2. Description of the Related Art When inspecting for flaws on the surface or surface layer of a steel plate such as a thick plate, a magnetic inspection device is generally used. In this type of inspection apparatus, the presence or absence of a flaw is detected by monitoring the leakage magnetic flux emitted from the surface of the steel sheet while the steel sheet is magnetized. That is, in a steel sheet with no flaws, since the magnetic flux passes inside the steel sheet with a relatively high magnetic permeability, almost no magnetic flux leaks to the outside of the steel sheet, but in the case of a steel sheet with flaws, the path of the magnetic flux is The magnetic flux leaks to the outside of the steel sheet because it changes so as to avoid flaws. Therefore, the presence or absence of a flaw can be identified by disposing a detector such as a hall element at a position close to the surface of the steel sheet and detecting the magnetic flux leaking from the surface layer of the steel sheet.

【0003】このような、漏洩磁束の検出によって鋼板
上の疵の有無を識別する場合には、一般的に励磁コイル
に交流電流を流して鋼板を交流励磁しながら検査を実施
する。また、励磁周波数としては1KHz以上が利用さ
れる。その理由は、磁化器を小型化するためと速い検査
を行うためである。特に、板厚の厚い鋼材を検査対象と
する場合には、磁化器に直流電流を流して磁化すると、
大型で強力な磁化器を用いない限り検査に必要な磁化状
態を得ることはできないのに対し、磁化器に1KHz程
度の交流電流を流して磁化すると、比較的小型の磁化器
でも検査に必要な磁化状態を得ることができる。
In order to identify the presence or absence of a flaw on the steel sheet by detecting the leakage magnetic flux as described above, generally an inspection is carried out while an alternating current is passed through the exciting coil to excite the steel sheet with the alternating current. Moreover, as the excitation frequency, 1 KHz or more is used. The reason is to downsize the magnetizer and to perform a quick inspection. In particular, when a thick steel material is to be inspected, if a direct current is applied to the magnetizer to magnetize it,
The magnetized state required for inspection cannot be obtained unless a large and powerful magnetizer is used. On the other hand, if an AC current of about 1 KHz is applied to the magnetizer to magnetize it, even a relatively small magnetizer can be used for inspection. The magnetization state can be obtained.

【0004】これは、鋼板内への励磁磁界の浸透深さ
が、励磁周波数に応じて変化するためであると考えられ
る。検査装置で検出される漏洩磁束は、鋼板の表層部近
傍の磁束によって生じ、鋼板深層部を通る磁束の影響は
ほとんど受けない。一方、励磁磁界の浸透深さは、周波
数が高くなるに従って浅くなる傾向にあるので、周波数
の高い電流で励磁すると、印加したエネルギ−の影響を
検査に必要な鋼板表層部近傍だけに集中させることがで
き、効率が上がる。
It is considered that this is because the penetration depth of the exciting magnetic field into the steel sheet changes according to the exciting frequency. The leakage magnetic flux detected by the inspection device is generated by the magnetic flux in the vicinity of the surface layer of the steel sheet and is hardly affected by the magnetic flux passing through the deep layer of the steel sheet. On the other hand, the penetration depth of the excitation magnetic field tends to become shallower as the frequency increases, so when excited with a high frequency current, the effect of applied energy should be concentrated only near the surface of the steel sheet necessary for inspection. And the efficiency is improved.

【0005】また、この種の検査装置においては、鋼板
上の検査対象位置を変える度に、磁化器をその位置まで
移動する必要があるので、それを実現する移動装置の大
きさも磁化器の大きさに応じて決定される。従って、磁
化器の小型化は非常に重要な課題である。
Further, in this type of inspecting device, every time the inspection object position on the steel plate is changed, it is necessary to move the magnetizer to that position. Therefore, the size of the moving device for realizing this is also the size of the magnetizer. It is decided according to the size. Therefore, miniaturization of the magnetizer is a very important issue.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、交流電
流で鋼板を励磁しながら検査を実施する装置において
は、割れのような疵については検出できるものの、ピン
ホ−ルのような疵については極めて検出が難しいという
問題がある。
However, in an apparatus for inspecting while exciting a steel sheet with an alternating current, a flaw such as a crack can be detected, but a flaw such as a pinhole can be extremely detected. There is a problem that it is difficult.

【0007】ピンホ−ルのような疵の検出が難しい原因
としては、次の2つが考えられる。1つは、ピンホ−ル
疵の部分では磁束の回り込みが生じて漏洩磁束が生じに
くいことであり、もう1つは、磁束の回り込みによって
生じる渦電流によって欠陥からの漏洩磁束の垂直成分が
抑制されることである。
There are two possible causes for the difficulty in detecting flaws such as pinholes. One is that the magnetic flux wraps around the pinhole flaws and the leakage flux is less likely to occur, and the other is that the vertical component of the leakage flux from the defect is suppressed by the eddy current generated by the wraparound of the magnetic flux. Is Rukoto.

【0008】直流磁化であれば渦電流の影響をなくすこ
とができるが、前述のように直流磁化装置は大型になら
ざるを得ないので、実用的でない。
Although direct current magnetization can eliminate the effect of eddy currents, it is impractical because the direct current magnetizing device must be large as described above.

【0009】従って本発明は、ピンホ−ル疵に対する検
出能力を高めるとともに、比較的小型の磁化器で厚みの
厚い鋼板の検査を可能にすることを課題とする。
Therefore, it is an object of the present invention to enhance the ability to detect pinhole flaws and to enable inspection of thick steel plates with a relatively small magnetizer.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の鋼材疵検査用磁化装置は、それに供給され
る電力に応じた磁束を発生する磁化手段(10);周波
数および振幅がほぼ一定の交流信号を出力する交流信号
出力手段(20);該交流信号出力手段が出力する交流
信号波形のピ−クの近傍において前記磁化手段への電力
供給を遮断するスイッチング手段を含み、前記交流信号
に基づいて前記磁化手段に供給する交流電力を生成する
波形制御手段(30);および前記磁化手段に電力を供
給する期間を制御するとともに、少なくとも前記交流信
号波形の複数サイクルの間は、磁化手段への電力供給を
維持するタイミング制御手段(40);を備える。
In order to solve the above-mentioned problems, the magnetizing device for inspecting a steel material of the present invention has a magnetizing means (10) for generating a magnetic flux according to the electric power supplied thereto; AC signal output means (20) for outputting a constant AC signal; switching means for interrupting power supply to the magnetizing means in the vicinity of the peak of the AC signal waveform output by the AC signal output means, A waveform control means (30) for generating AC power to be supplied to the magnetizing means based on a signal; and a period for supplying power to the magnetizing means, and at least during a plurality of cycles of the AC signal waveform. Timing control means (40) for maintaining power supply to the means.

【0011】また請求項2では、前記交流信号出力手段
は、周波数及び振幅の安定した交流信号を生成する発振
器を含み、前記波形制御手段は、前記交流信号もしくは
前記スイッチング手段によって制御された交流信号の電
力を増幅する電力増幅手段(50)を含む。
According to a second aspect of the present invention, the AC signal output means includes an oscillator for generating an AC signal having a stable frequency and amplitude, and the waveform control means is the AC signal or the AC signal controlled by the switching means. Power amplification means (50) for amplifying the power of

【0012】また請求項3では、前記交流信号出力手段
が出力する交流信号の波形として正弦波を用いる。
In the third aspect, a sine wave is used as the waveform of the AC signal output by the AC signal output means.

【0013】なお上記括弧内に示した記号は、後述する
実施例中の対応する要素の符号を参考までに示したもの
であるが、本発明の各構成要素は実施例中の具体的な要
素のみに限定されるものではない。
The symbols shown in parentheses are the reference numerals of corresponding elements in the embodiments described later, but each constituent element of the present invention is a concrete element in the embodiments. It is not limited to only.

【0014】[0014]

【作用】本発明においては、磁化手段(10)に供給さ
れる交流電力は、交流信号出力手段(20)が出力する
交流信号に基づいて、波形制御手段(30)により生成
される。そして、波形制御手段のスイッチング手段は、
交流信号波形のピ−クの近傍において前記磁化手段への
電力供給を遮断する。また、タイミング制御手段(4
0)は、磁化手段に電力を供給する期間を制御するとと
もに、少なくとも前記交流信号波形の複数サイクルの間
は、磁化手段への電力供給を維持する。
In the present invention, the AC power supplied to the magnetizing means (10) is generated by the waveform control means (30) based on the AC signal output by the AC signal output means (20). And, the switching means of the waveform control means,
The power supply to the magnetizing means is shut off near the peak of the AC signal waveform. In addition, timing control means (4
0) controls the period for supplying power to the magnetizing means, and maintains the power supply to the magnetizing means for at least a plurality of cycles of the AC signal waveform.

【0015】従って、磁化手段(10)を検査対象鋼材
に近接させた状態で磁化手段への通電を開始すると、交
流電力によって磁化手段から生じる磁束により検査対象
鋼材は交流磁化状態になり、その後、交流信号波形のピ
−クの近傍で励磁が遮断される。
Therefore, when energization to the magnetizing means is started in a state where the magnetizing means (10) is brought close to the steel material to be inspected, the steel material to be inspected is brought into an alternating current magnetized state due to the magnetic flux generated from the magnetizing means by the alternating current power, and thereafter. Excitation is cut off near the peak of the AC signal waveform.

【0016】鋼材の磁界Hと磁束密度Bとの関係は、非
線形であり、交流磁化状態では、例えば図6に示すよう
なヒステリシスカ−ブと呼ばれる曲線に従って変化を繰
り返す。即ち、鋼材に印加する磁界Hを零にしても、磁
束密度Bは零にならず残留磁化状態になる。従って、磁
化手段に交流電力を供給して鋼材を交流磁化状態にして
から電力の供給を停止すると、一般に、鋼材には残留磁
気が残る。この残留磁気を利用して、鋼材表層部の疵の
有無、即ち鋼材からの漏洩磁束の有無を検査することが
できる。
The relationship between the magnetic field H and the magnetic flux density B of the steel material is non-linear, and in the AC magnetized state, the change is repeated according to a curve called a hysteresis curve as shown in FIG. 6, for example. That is, even if the magnetic field H applied to the steel material is set to zero, the magnetic flux density B does not become zero, and the residual magnetization state is obtained. Therefore, when AC power is supplied to the magnetizing means to bring the steel material into an AC magnetized state and then the power supply is stopped, generally, residual magnetism remains in the steel material. By using this residual magnetism, it is possible to inspect whether or not there is a flaw in the surface layer portion of the steel material, that is, whether or not there is a leakage magnetic flux from the steel material.

【0017】但し、電力の供給を停止する際に電圧又は
電流が緩やかに減衰すると、脱磁効果が働くので、残留
磁気は非常に小さくなる。また、交流電力の電圧及び電
流は常時変化しているので、電力の供給を遮断するタイ
ミングの違いに応じて、残留磁気の大きさが大幅に変化
する。更に、鋼材のような強磁性体においては、ヒステ
リシスル−プが安定するまでに、少なくとも10回程度
の磁化反転が必要であり、直流励磁では残留磁気の大き
さは安定しない。また、前述のように、直流励磁の場合
には励磁装置が大型化するのは避けられない。
However, when the voltage or the current is gradually attenuated when the power supply is stopped, the demagnetization effect works, and the residual magnetism becomes very small. Moreover, since the voltage and current of the AC power constantly change, the magnitude of the residual magnetism changes significantly depending on the difference in the timing of cutting off the power supply. Further, in a ferromagnetic material such as steel, at least about 10 times of magnetization reversal is required until the hysteresis loop becomes stable, and the magnitude of the residual magnetism is not stable in DC excitation. Further, as described above, in the case of direct current excitation, it is inevitable that the size of the exciter becomes large.

【0018】本発明においては、波形制御手段のスイッ
チング手段が、磁化手段への電力供給を振幅の安定した
交流波形のピ−ク位置の近傍で遮断するので、磁化手段
への電力供給を遮断する際の電圧及び電流が一定にな
り、鋼材の種類が同一であれば残留磁気の大きさも一定
になる。また、タイミング制御手段の働きによって、交
流信号波形の複数サイクルの間は、磁化手段への電力供
給が維持されるので、鋼材のヒステリシスル−プが安定
した後で、磁化手段への電力供給が遮断されることにな
り、鋼材の残留磁気の大きさがより安定する。しかも、
交流励磁装置を用いて鋼材を励磁するので、小型の励磁
装置を用いる場合でも充分大きな磁化状態を得ることが
できる。残留磁化状態では、鋼材中に渦電流が生じない
ので、その状態で検査を実施すれば、ピンホ−ル疵に対
しても高い検出能力が得られる。
In the present invention, since the switching means of the waveform control means shuts off the power supply to the magnetizing means in the vicinity of the peak position of the AC waveform having a stable amplitude, the power supply to the magnetizing means is shut off. At that time, the voltage and current are constant, and if the type of steel material is the same, the magnitude of residual magnetism is also constant. Further, since the power supply to the magnetizing means is maintained for a plurality of cycles of the AC signal waveform by the function of the timing control means, the power supply to the magnetizing means is not performed after the hysteresis loop of the steel material is stabilized. As a result, the residual magnetism of the steel material becomes more stable. Moreover,
Since the alternating current excitation device is used to excite the steel material, a sufficiently large magnetization state can be obtained even when a small excitation device is used. In the remanent magnetization state, eddy current does not occur in the steel material. Therefore, if inspection is performed in that state, high detection capability can be obtained even for pinhole flaws.

【0019】また、周波数及び振幅の安定した交流信号
を生成する発振器を設けて、それが出力する信号の電力
を増幅して、励磁手段に印加する電力を生成することに
より、より安定な交流励磁状態を得ることができ、残留
磁化のレベルを安定化しうる。更に、交流信号の波形と
して正弦波を用いることにより、ヒステリシスル−プを
安定させ、残留磁化のレベルを安定化しうる。
Further, a more stable AC excitation is provided by providing an oscillator for generating an AC signal having a stable frequency and amplitude, amplifying the power of the signal output by the oscillator, and generating the power applied to the exciting means. A state can be obtained and the level of remanent magnetization can be stabilized. Furthermore, by using a sine wave as the waveform of the AC signal, the hysteresis loop can be stabilized and the level of residual magnetization can be stabilized.

【0020】[0020]

【実施例】実施例の磁化装置の電気回路の構成を図1に
示し、この磁化装置の使用形態を図2に示す。この磁化
装置は、図2に示すように、コア12及びそれに巻回さ
れた電気コイル11を含む磁化器10と、それに電力を
供給する励磁電源装置100とで構成されている。実際
に鋼板表層部の疵の検査を実施する場合には、まず図2
に示すように、磁化器10を鋼板1の検査対象領域1a
上に載置して、励磁電源装置100から磁化器10に交
流電力を供給し、検査対象領域1aを磁化する。励磁電
源装置100から磁化器10への電力供給は一時的であ
り、この例では約0.2秒間だけ電力が供給される。こ
の実施例では、残留磁化状態の鋼板1に対して磁気探傷
を実施するので、磁化器10への電力供給が停止した
後、磁化器10は手作業あるいは所定の搬送装置によ
り、検査対象領域1aから他の位置に移される。そし
て、図示しない検出器(例えばホ−ル素子,磁気抵抗素
子など)を検査対象領域1aに近づけて、鋼板表層部か
らの漏洩磁束(鋼板の面に垂直な方向の磁束)の有無が
検査される。疵のない鋼板の場合には漏洩磁束はほとん
ど検出されないが、疵が存在する部分の近傍では漏洩磁
束が検出されるので、疵の有無を識別できる。また、ピ
ンホ−ル疵のような非常に小さい疵を検査する場合に
は、疵の存在しない基準鋼板を磁化し検査して得た信号
と、検査対象領域1aを磁化し検査して得た信号とを対
比することによって、高感度で疵の有無を検出しうる。
FIG. 1 shows the configuration of an electric circuit of a magnetizing device according to the embodiment, and FIG. 2 shows a usage pattern of the magnetizing device. As shown in FIG. 2, the magnetizing device includes a magnetizer 10 including a core 12 and an electric coil 11 wound around the core 12, and an exciting power supply device 100 that supplies electric power to the magnetizer 10. When actually inspecting for flaws on the surface layer of the steel sheet, first, referring to FIG.
As shown in FIG.
It is mounted on the magnet and the alternating current power is supplied from the excitation power supply device 100 to the magnetizer 10 to magnetize the inspection region 1a. The power supply from the excitation power supply device 100 to the magnetizer 10 is temporary, and in this example, the power is supplied for about 0.2 seconds. In this embodiment, magnetic flaw detection is performed on the steel sheet 1 in the remanent magnetization state. Therefore, after the power supply to the magnetizer 10 is stopped, the magnetizer 10 is manually or by a predetermined transfer device the inspection target area 1a. To another location. Then, a detector (not shown) (for example, a hall element, a magnetoresistive element, etc.) is brought close to the inspection target region 1a, and the presence or absence of leakage magnetic flux (magnetic flux in the direction perpendicular to the surface of the steel sheet) from the surface layer of the steel sheet is inspected. It In the case of a steel sheet having no flaw, the leakage magnetic flux is hardly detected, but since the leakage magnetic flux is detected in the vicinity of the portion where the flaw exists, the presence or absence of the flaw can be identified. Further, in the case of inspecting a very small flaw such as a pinhole flaw, a signal obtained by magnetizing and inspecting a reference steel plate having no flaw and a signal obtained by magnetizing and inspecting the inspection target region 1a By comparing with, it is possible to detect the presence or absence of a defect with high sensitivity.

【0021】図1を参照して、磁化装置の電気回路、即
ち励磁電源装置100を説明する。この電気回路は、正
弦波発振器20,波形制御回路30,タイミング制御回
路40,及び電力増幅器50を備えている。正弦波発振
器20は、周波数が一定(この例では50Hz)で振幅
が一定の正弦波信号SG1(図3参照)を出力する。こ
の正弦波信号SG1は、アナログスイッチ31を介し
て、電力増幅器50に印加される。電力増幅器50は、
正弦波信号SG1の電力を増幅し、電気コイル11に交
流電力を供給する。
With reference to FIG. 1, an electric circuit of the magnetizing device, that is, an exciting power supply device 100 will be described. This electric circuit includes a sine wave oscillator 20, a waveform control circuit 30, a timing control circuit 40, and a power amplifier 50. The sine wave oscillator 20 outputs a sine wave signal SG1 (see FIG. 3) having a constant frequency (50 Hz in this example) and a constant amplitude. The sine wave signal SG1 is applied to the power amplifier 50 via the analog switch 31. The power amplifier 50 is
The power of the sine wave signal SG1 is amplified and AC power is supplied to the electric coil 11.

【0022】アナログスイッチ31の制御端子に印加す
る信号SG7を制御することによって、電気コイル11
に供給する交流電力をオン/オフすることができる。即
ち、信号SG7が高レベルHの場合には、アナログスイ
ッチ31がオンし正弦波信号SG1が電力増幅器50に
入力されるが、信号SG7が低レベルLの場合には、ア
ナログスイッチ32がオンし、電力増幅器50の入力が
接地される。
The electric coil 11 is controlled by controlling the signal SG7 applied to the control terminal of the analog switch 31.
It is possible to turn on / off the AC power supplied to the. That is, when the signal SG7 is at the high level H, the analog switch 31 is turned on and the sine wave signal SG1 is input to the power amplifier 50, but when the signal SG7 is at the low level L, the analog switch 32 is turned on. The input of the power amplifier 50 is grounded.

【0023】アナログスイッチ31,32を制御する信
号SG7は、フリップフロップ44によって生成され
る。フリップフロップ44のセット端子S及びリセット
端子Rには、それぞれインバ−タ42及びアンドゲ−ト
43の出力信号が印加される。アンドゲ−ト43の3つ
の入力には、それぞれ、インバ−タ42の出力信号,単
安定マルチバイブレ−タ41の出力信号,及びアナログ
比較器35の出力信号が印加される。インバ−タ42及
び単安定マルチバイブレ−タ41の入力には、スイッチ
SWからの信号SG3が印加される。
The signal SG7 for controlling the analog switches 31 and 32 is generated by the flip-flop 44. The output signals of the inverter 42 and the AND gate 43 are applied to the set terminal S and the reset terminal R of the flip-flop 44, respectively. The output signal of the inverter 42, the output signal of the monostable multivibrator 41, and the output signal of the analog comparator 35 are applied to the three inputs of the AND gate 43, respectively. The signal SG3 from the switch SW is applied to the inputs of the inverter 42 and the monostable multivibrator 41.

【0024】励磁動作を実施する場合には、オペレ−タ
がスイッチSWを開から閉に切換える。スイッチSWが
閉になると、信号SG3が低レベルLになり、インバ−
タ42の出力が高レベルHになってフリップフロップ4
4がセットされて、信号SG7が高レベルHになるの
で、電気コイル11への交流電力の供給が開始される。
単安定マルチバイブレ−タ41の出力信号SG4は、入
力信号SG3が低レベルLになってから所定時間T10
(この例では0.2秒:交流波形の10サイクル期間)
を経過するまでの間だけ低レベルLになる。信号SG4
が低レベルの期間は、フリップフロップ44はリセット
されない。
When performing the exciting operation, the operator switches the switch SW from open to closed. When the switch SW is closed, the signal SG3 becomes low level L, and the inverter
Output of the flip-flop 4 becomes high level H.
4 is set and the signal SG7 becomes high level H, so that the supply of AC power to the electric coil 11 is started.
The output signal SG4 of the monostable multivibrator 41 is a predetermined time T10 after the input signal SG3 becomes low level L.
(0.2 seconds in this example: 10 cycles of AC waveform)
It goes to the low level L only until the time elapses. Signal SG4
Is low, the flip-flop 44 is not reset.

【0025】スイッチSWが閉になってから所定時間T
10を経過した後で、信号SG2が高レベルHになる
と、信号SG6が高レベルHになり、フリップフロップ
44がリセットされ、信号SG7が低レベルLになるの
で、電気コイル11への交流電力の供給が遮断される。
A predetermined time T has passed since the switch SW was closed.
When the signal SG2 becomes high level H after 10 has passed, the signal SG6 becomes high level H, the flip-flop 44 is reset, and the signal SG7 becomes low level L, so that the AC power to the electric coil 11 is changed. The supply is cut off.

【0026】アナログ比較器35は、正弦波発振器20
が出力する信号SG1のレベルと基準レベルVrとを比
較した結果を2値信号SG2として出力する。基準レベ
ルVrは、ピ−ク検出器34が出力する電圧Vpを、抵
抗器R1,R2でなる分圧回路で分圧して生成されるも
のである。ピ−ク検出器34は、正弦波交流信号SG1
の電圧のピ−ク値Vpを保持し出力する。抵抗器R1,
R2でなる分圧回路は、ピ−ク検出器34が出力するピ
−ク値電圧よりも僅かに低い電圧を基準レベルVrとし
て出力する。従って、アナログ比較器35が出力する信
号SG2には、正弦波交流信号SG1の波形のピ−クの
近傍でのみ高レベルHになるパルス信号が現われる。
The analog comparator 35 is a sine wave oscillator 20.
Outputs the result of comparing the level of the signal SG1 output from the reference level Vr with the level of the signal SG2. The reference level Vr is generated by dividing the voltage Vp output by the peak detector 34 by a voltage dividing circuit including resistors R1 and R2. The peak detector 34 has a sine wave AC signal SG1.
The peak value Vp of the voltage is held and output. Resistor R1,
The voltage dividing circuit formed by R2 outputs a voltage slightly lower than the peak value voltage output by the peak detector 34 as the reference level Vr. Therefore, in the signal SG2 output from the analog comparator 35, a pulse signal which becomes the high level H appears only in the vicinity of the peak of the waveform of the sine wave AC signal SG1.

【0027】従って、電気コイル11へ交流電力が供給
されるのは、スイッチSWが閉になってから所定時間T
10を経過し、更に正弦波交流信号SG1がその波形の
ピ−クに近づくまでである。
Therefore, the AC power is supplied to the electric coil 11 for a predetermined time T after the switch SW is closed.
This is until the sine wave AC signal SG1 further approaches the peak of the waveform after 10 has passed.

【0028】この実施例では、常に、正弦波交流信号S
G1の波形のピ−クの近傍で電気コイル11への交流電
力の供給を遮断するので、電力の供給を遮断する直前で
電気コイル11に印加されている電力の大きさは、常に
ほぼ一定で、しかも充分に大きい。電気コイル11に供
給する電力を急激に遮断すると、磁化器10によって交
流磁化されている鋼板1には比較的大きな残留磁化が生
じる。電気コイル11の供給電力を遮断する前の電力の
大きさが一定であるため、鋼板1の種類が同一であれ
ば、残留磁化の大きさも一定になる。特に、スイッチS
Wが閉になってから所定時間T10を経過するまでの間
は確実に電気コイル11に電力が供給されるので、その
間に磁化対象領域のヒステリシスル−プ(図6参照)が
安定し、残留磁化の大きさもより安定する。
In this embodiment, the sinusoidal AC signal S is always
Since the AC power supply to the electric coil 11 is cut off near the peak of the G1 waveform, the magnitude of the electric power applied to the electric coil 11 is almost constant immediately before the power supply is cut off. And it's big enough. When the power supplied to the electric coil 11 is suddenly cut off, a relatively large residual magnetization is generated in the steel sheet 1 that is AC-magnetized by the magnetizer 10. Since the magnitude of the electric power before shutting off the electric power supplied to the electric coil 11 is constant, the magnitude of the residual magnetization is also constant if the type of the steel sheet 1 is the same. In particular, switch S
Since electric power is reliably supplied to the electric coil 11 from the time when W is closed until the predetermined time T10 elapses, the hysteresis loop (see FIG. 6) of the magnetization target region stabilizes and remains during that time. The magnitude of magnetization is also more stable.

【0029】残留磁化の大きさが常に一定であるため、
2つの鋼板を対比することで疵の有無を判定することが
可能になる。即ち、予め疵が存在しないことが確認され
た基準鋼板(検査対象鋼板と同一種類のもの)を用意し
ておき、この基準鋼板を磁化し、その表面近傍で検出さ
れた漏洩磁束の信号と、検査対象鋼板を磁化しその表面
近傍で検出された漏洩磁束の信号とを対比することによ
って、僅かな漏洩磁束の違いであっても、それを疵の有
無として識別可能である。
Since the magnitude of remanent magnetization is always constant,
By comparing two steel plates, it is possible to determine the presence or absence of a flaw. That is, a reference steel plate (of the same type as the steel plate to be inspected) that is confirmed to have no flaws in advance is prepared, the reference steel plate is magnetized, and a signal of the leakage magnetic flux detected in the vicinity of the surface, By magnetizing the steel sheet to be inspected and comparing it with the signal of the leakage magnetic flux detected in the vicinity of the surface, even a slight difference in the leakage magnetic flux can be identified as the presence or absence of a flaw.

【0030】図1に示す電気回路の各部の信号波形を図
3,図4及び図5に示すので、これらを参照されたい。
なお、図4の信号S45は、信号S4と信号S5との論
理積を示している。
The signal waveforms of the respective parts of the electric circuit shown in FIG. 1 are shown in FIGS. 3, 4 and 5, which should be referred to.
The signal S45 in FIG. 4 indicates the logical product of the signal S4 and the signal S5.

【0031】変形実施例の磁化装置の電気回路構成を図
7に示し、図7中の各部の信号波形を図8に示す。な
お、図7において図1と同一の構成要素には同一の符号
を付して示してある。図7を参照すると、この実施例で
は、アンドゲ−ト43に印加する信号SG2Bを生成す
るために、ゼロクロス検出器36と遅延回路37を用い
ている。ゼロクロス検出器36が出力する信号SG2A
は、正弦波信号SG1の波形のゼロクロス点の近傍での
み高レベルHになるパルス信号であり、遅延回路37が
出力する信号SG2Bは、ゼロクロス検出器36が出力
する信号SG2Aを、正弦波信号SG1の位相の90度
相当の時間Tdだけ遅らせた信号である(図8参照)。
従って信号SG2Bは、図1の信号SG2と同様に、正
弦波信号SG1の波形のピ−ク点の近傍でのみ高レベル
Hになる。
FIG. 7 shows the electric circuit configuration of the magnetizing device of the modified embodiment, and FIG. 8 shows the signal waveform of each part in FIG. In FIG. 7, the same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. Referring to FIG. 7, in this embodiment, the zero cross detector 36 and the delay circuit 37 are used to generate the signal SG2B applied to the AND gate 43. Signal SG2A output by the zero-cross detector 36
Is a pulse signal that becomes a high level H only near the zero cross point of the waveform of the sine wave signal SG1, and the signal SG2B output by the delay circuit 37 is the signal SG2A output by the zero cross detector 36 and the sine wave signal SG1. Is a signal delayed by a time Td corresponding to 90 degrees of the phase (see FIG. 8).
Therefore, the signal SG2B becomes the high level H only in the vicinity of the peak point of the waveform of the sine wave signal SG1, like the signal SG2 in FIG.

【0032】また図7の電気回路においては、図1の信
号SG4に似た信号SG4Bを生成するために、カウン
タ45を用いている。カウンタ45は、ゼロクロス検出
器36が出力する信号SG2Aのパルス数を計数し、計
数したパルス数が所定値(この例では20)になると信
号SG4Bが高レベルHになる。またカウンタ45は、
信号SG3が高レベルHの場合(SWが開の場合)はリ
セットされ、信号SG4Bが高レベルHになると計数が
停止する。
In the electric circuit of FIG. 7, the counter 45 is used to generate the signal SG4B similar to the signal SG4 of FIG. The counter 45 counts the number of pulses of the signal SG2A output by the zero-cross detector 36, and when the counted number of pulses reaches a predetermined value (20 in this example), the signal SG4B becomes high level H. Also, the counter 45
When the signal SG3 is at the high level H (when SW is open), it is reset, and when the signal SG4B becomes the high level H, the counting is stopped.

【0033】従って図7の電気回路においても、スイッ
チSWを閉にした後、所定時間(交流波形の10サイク
ル相当)を経過し、更に交流波形のピ−ク点に達するま
での間、電気コイル11に電力が供給される。
Therefore, in the electric circuit of FIG. 7 as well, after the switch SW is closed, a predetermined time (equivalent to 10 cycles of the AC waveform) elapses until the peak of the AC waveform is reached. Power is supplied to 11.

【0034】以上説明した実施例によれば、磁化手段
(10)を検査対象鋼材に近接させた状態で磁化手段へ
の通電を開始すると、交流電力によって磁化手段から生
じる磁束により検査対象鋼材は交流磁化状態になり、そ
の後、交流信号波形のピ−クの近傍で励磁が遮断され
る。
According to the embodiment described above, when the energizing of the magnetizing means is started in the state where the magnetizing means (10) is brought close to the steel material to be inspected, the steel material to be inspected is AC by the magnetic flux generated from the magnetizing means by the AC power. The magnetized state is reached, and thereafter, the excitation is cut off near the peak of the AC signal waveform.

【0035】鋼材の磁界Hと磁束密度Bとの関係は、非
線形であり、交流磁化状態では、例えば図6に示すよう
なヒステリシスカ−ブと呼ばれる曲線に従って変化を繰
り返す。即ち、鋼材に印加する磁界Hを零にしても、磁
束密度Bは零にならず残留磁化状態になる。従って、磁
化手段に交流電力を供給して鋼材を交流磁化状態にして
から電力の供給を停止すると、一般に、鋼材には残留磁
気が残る。この残留磁気を利用して、鋼材表層部の疵の
有無、即ち鋼材からの漏洩磁束の有無を検査することが
できる。
The relationship between the magnetic field H and the magnetic flux density B of the steel material is non-linear, and in the AC magnetization state, the change is repeated according to a curve called a hysteresis curve as shown in FIG. 6, for example. That is, even if the magnetic field H applied to the steel material is set to zero, the magnetic flux density B does not become zero, and the residual magnetization state is obtained. Therefore, when AC power is supplied to the magnetizing means to bring the steel material into an AC magnetized state and then the power supply is stopped, generally, residual magnetism remains in the steel material. By using this residual magnetism, it is possible to inspect whether or not there is a flaw in the surface layer portion of the steel material, that is, whether or not there is a leakage magnetic flux from the steel material.

【0036】但し、電力の供給を停止する際に電圧又は
電流が緩やかに減衰すると、脱磁効果が働き、残留磁気
は非常に小さくなる。また、交流電力の電圧及び電流は
常時変化しているので、電力の供給を遮断するタイミン
グの違いに応じて、残留磁気の大きさが大幅に変化す
る。更に、鋼材のような強磁性体においては、ヒステリ
シスル−プが安定するまでに、少なくとも10回程度の
磁化反転が必要であり、直流励磁では残留磁気の大きさ
は安定しない。また、直流励磁の場合には励磁装置が大
型化するのは避けられない。
However, when the voltage or current is gently attenuated when the power supply is stopped, the demagnetizing effect is exerted, and the residual magnetism becomes extremely small. Moreover, since the voltage and current of the AC power constantly change, the magnitude of the residual magnetism changes significantly depending on the difference in the timing of cutting off the power supply. Further, in a ferromagnetic material such as steel, at least about 10 times of magnetization reversal is required until the hysteresis loop becomes stable, and the magnitude of the residual magnetism is not stable in DC excitation. Further, in the case of DC excitation, it is inevitable that the exciter becomes large.

【0037】上記実施例においては、波形制御手段のス
イッチング手段(31,32)が、磁化手段への電力供
給を振幅の安定した交流波形のピ−ク位置の近傍で遮断
するので、磁化手段への電力供給を遮断する際の電圧及
び電流が一定になり、鋼材の種類が同一であれば残留磁
気の大きさも一定になる。また、タイミング制御手段の
働きによって、交流信号波形の複数サイクルの間は、磁
化手段への電力供給が維持されるので、鋼材のヒステリ
シスル−プが安定した後で、磁化手段への電力供給が遮
断されることになり、鋼材の残留磁気の大きさがより安
定する。しかも、交流励磁装置を用いて鋼材を励磁する
ので、小型の励磁装置を用いる場合でも充分大きな磁化
状態を得ることができる。残留磁化状態では、鋼材中に
渦電流が生じないので、その状態で検査を実施すれば、
ピンホ−ル疵に対しても高い検出能力が得られる。
In the above embodiment, the switching means (31, 32) of the waveform control means shuts off the power supply to the magnetizing means in the vicinity of the peak position of the AC waveform having a stable amplitude. The voltage and current at the time of cutting off the power supply become constant, and the magnitude of the residual magnetism becomes constant if the type of steel material is the same. Further, since the power supply to the magnetizing means is maintained for a plurality of cycles of the AC signal waveform by the function of the timing control means, the power supply to the magnetizing means is not performed after the hysteresis loop of the steel material is stabilized. As a result, the residual magnetism of the steel material becomes more stable. Moreover, since the steel material is excited using the AC exciter, a sufficiently large magnetization state can be obtained even when a small exciter is used. In the remanent magnetization state, eddy current does not occur in the steel material, so if you inspect in that state,
High detection capability can be obtained even for pinhole flaws.

【0038】また、周波数及び振幅の安定した交流信号
を生成する発振器を設けて、それが出力する信号の電力
を増幅して、励磁手段に印加する電力を生成するので、
より安定な交流励磁状態を得ることができ、残留磁化の
レベルが安定化される。更に、交流信号の波形として正
弦波を用いるので、ヒステリシスル−プが安定し、残留
磁化のレベルが安定化される。
Since an oscillator for generating an AC signal having a stable frequency and amplitude is provided and the power of the signal output by the oscillator is amplified to generate the power to be applied to the exciting means,
A more stable AC excitation state can be obtained, and the level of residual magnetization is stabilized. Further, since the sine wave is used as the waveform of the AC signal, the hysteresis loop is stabilized and the level of residual magnetization is stabilized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 一実施例の磁化装置の電気回路構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an electric circuit configuration of a magnetizing device according to an embodiment.

【図2】 使用状態の磁化装置を示す縦断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing a magnetizing device in use.

【図3】 図1の回路各部の信号波形を示すタイムチャ
−トである。
3 is a time chart showing a signal waveform of each part of the circuit of FIG.

【図4】 図1の回路各部の信号波形を示すタイムチャ
−トである。
4 is a time chart showing a signal waveform of each part of the circuit of FIG.

【図5】 図1の回路各部の信号波形を示すタイムチャ
−トである。
5 is a time chart showing a signal waveform of each part of the circuit of FIG.

【図6】 検査対象鋼板のB−H特性を示すグラフであ
る。
FIG. 6 is a graph showing BH characteristics of a steel sheet to be inspected.

【図7】 変形例の電気回路の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an electric circuit of a modified example.

【図8】 図7の回路各部の信号波形を示すタイムチャ
−トである。
8 is a time chart showing a signal waveform of each part of the circuit of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:鋼板 1a:検査対象領域 10:磁化器 11:電気コイル 12:コア 20:正弦波発振器 30:波形制御回路 31,32:アナログ
スイッチ 33,42:インバ−タ 34:ピ−ク検出器 35:アナログ比較器 36:ゼロクロス検出
器 37:遅延回路 40:タイミング制御
回路 41:単安定マルチバイブレ−タ 43:アンドゲ−ト 44:フリップフロッ
プ 45:カウンタ 50:電力増幅器 100:励磁電源装置 SW:スイッチ
1: Steel plate 1a: Area to be inspected 10: Magnetizer 11: Electric coil 12: Core 20: Sine wave oscillator 30: Waveform control circuit 31, 32: Analog switch 33, 42: Inverter 34: Peak detector 35 : Analog comparator 36: Zero cross detector 37: Delay circuit 40: Timing control circuit 41: Monostable multivibrator 43: And gate 44: Flip-flop 45: Counter 50: Power amplifier 100: Excitation power supply device SW: Switch

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 それに供給される電力に応じた磁束を発
生する磁化手段;周波数および振幅がほぼ一定の交流信
号を出力する交流信号出力手段;該交流信号出力手段が
出力する交流信号波形のピ−クの近傍において前記磁化
手段への電力供給を遮断するスイッチング手段を含み、
前記交流信号に基づいて前記磁化手段に供給する交流電
力を生成する波形制御手段;および前記磁化手段に電力
を供給する期間を制御するとともに、少なくとも前記交
流信号波形の複数サイクルの間は、磁化手段への電力供
給を維持するタイミング制御手段;を備える鋼材疵検査
用磁化装置。
1. A magnetizing means for generating a magnetic flux according to electric power supplied thereto; an alternating current signal output means for outputting an alternating current signal having a substantially constant frequency and amplitude; a peak of an alternating current signal waveform output by the alternating current signal output means. -Including switching means for shutting off power supply to the magnetizing means in the vicinity of
Waveform control means for generating AC power to be supplied to the magnetizing means based on the AC signal; and a period for supplying power to the magnetizing means, and magnetizing means for at least a plurality of cycles of the AC signal waveform. A magnetizing device for inspecting a steel material for defects, comprising a timing control means for maintaining power supply to the steel.
【請求項2】 前記交流信号出力手段は、周波数及び振
幅の安定した交流信号を生成する発振器を含み、前記波
形制御手段は、前記交流信号もしくは前記スイッチング
手段によって制御された交流信号の電力を増幅する電力
増幅手段を含む、前記請求項1記載の鋼材疵検査用磁化
装置。
2. The AC signal output means includes an oscillator that generates an AC signal having a stable frequency and amplitude, and the waveform control means amplifies the power of the AC signal or the AC signal controlled by the switching means. The magnetizing device for inspecting a steel material according to claim 1, further comprising a power amplifying means for controlling the magnetism.
【請求項3】 前記交流信号出力手段が出力する交流信
号は正弦波である、前記請求項1記載の鋼材疵検査用磁
化装置。
3. The magnetizing device for steel material flaw inspection according to claim 1, wherein the AC signal output by the AC signal output means is a sine wave.
JP4863295A 1995-03-08 1995-03-08 Magnetizer for flaw detection of steel member Withdrawn JPH08248002A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6549005B1 (en) 1996-05-17 2003-04-15 Technological Resources Pty. Ltd. Magnetic detection of discontinuities in railway rails using hall effect sensors
KR101316725B1 (en) * 2006-06-22 2013-10-15 후지 세이사쿠쇼 가부시키가이샤 Nondestructive inspection method and apparatus for a surface processed by shot peening

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