JPH08327603A - 鋼帯欠陥検出装置 - Google Patents
鋼帯欠陥検出装置Info
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- JPH08327603A JPH08327603A JP13675995A JP13675995A JPH08327603A JP H08327603 A JPH08327603 A JP H08327603A JP 13675995 A JP13675995 A JP 13675995A JP 13675995 A JP13675995 A JP 13675995A JP H08327603 A JPH08327603 A JP H08327603A
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Abstract
のない鋼帯欠陥検出装置を提供することにある。 【構成】 コイル4aを装着した直方体コア4bを高精
度で対向配列させるとともに差動結合した感磁素子4が
多数千鳥状に配置される検出センサ3を、鋼帯巻掛ロー
ル1の外周縁又は内周縁に配置した電磁石2によって磁
化される鋼帯上方に配設する。
Description
た際、鋼帯の表面疵あるいは内部欠陥により生じる漏洩
磁束を検出して鋼帯の欠陥部を探傷する鋼帯欠陥検出装
置に関するものである。
生じるピンホールやガウジ等の表面疵や非金属介在物に
よる内部欠陥等の欠陥部を、鋼帯の走行中に検出する鋼
帯欠陥検出装置としては従来より種々提案されている。
これらの鋼帯欠陥検出装置に用いられる検出センサの感
磁素子としてはホール素子、SMD素子、U字型コアよ
りなるセンシングコイル、コアの磁気ヒステリシス効果
を利用した飽和磁束型センサ、薄いプリント基板に平面
コイルを形成したもの等が用いられている。しかし、ホ
ール素子は検出する漏洩磁束に対する直線性はよいが検
出感度は比較的悪いという特性があり、SMD素子は比
較的検出感度は高いが速度特性は悪い。しかも、これら
半導体素子系は耐熱性、機械的強度特性がよくないとい
う問題がある。また、U字型コアよりなるセンシングコ
イルは速度特性は良いが検出感度は比較的悪い。飽和磁
束型センサは速度特性が比較的悪く磁束を絶対値型で検
出しているのでS/N比を確保するのが難しい。そして
プリント基板に平面コイルを形成したセンサは製作は容
易だがコイルの巻数を多くできないため検出感度が悪か
った。
イルは耐熱性や機械的強度がよいため鋼帯の欠陥検出装
置に用いられるものであるが、U字型コアによるセンシ
ングコイルの検査エリヤは1〜10mm程度のため、多
数のセンシングコイルを組み合わせて検出センサを構成
する必要があった。そして検出センサは絶縁性、耐候
性、機械的強度を確保するために、エポキシ樹脂でモー
ルドし、さらに、研摩して寸法精度を高めていた。とこ
ろが、U字型コアは珪素鋼板をU字型に屈曲成形してい
るため、スプリングバックが生じてU字型コアの平行度
を確保することが難しかった。そこで、図8に示される
ように、U字型コア30間にスペーサ31を挟み込んで
コア間隔を規定した状態でモールドし、モールド後、コ
ア先端の鎖線部分をスペーサ31とともに切削研摩して
実線のように切り詰めていた。しかし、スプリングバッ
クによりコア間隔の平行度を高精度に維持することは不
可能で、図10に示されるように、コアはずれが生じた
ままでモールドされて一直線上に配置させことはでき
ず、検出感度が大きくばらつくという問題があった。
ような問題を解決し、検出感度が高いうえに、検出感度
のばらつきのない鋼帯欠陥検出装置を提供することにあ
る。
アは先端部の断面寸法が同じであれば、コアの上端が閉
じていても開放されていても検出感度には差がないとい
う新しい知見に基づくもので、コイルを装着した差動結
合される一対の直方体コアを高精度で対向配列させた感
磁素子の多数を千鳥状に配置した検出センサを、鋼帯巻
掛ロールの外周縁又は内周縁に配置した電磁石によって
磁化される鋼帯上方に配設したことを特徴とするもので
ある。
の外周縁又は内周縁に配置された電磁石により磁化され
た鋼帯の漏洩磁束を鋼帯上方に配置した検出センサによ
り検知して鋼帯の欠陥部を検出するものであるが、検出
センサの多数の感磁素子はコイルを装着した一対の直方
体コアを高精度に対向配列して差動結合したものである
から、感磁素子の組付寸法のばらつきによる検出感度の
ばらつきがなく、鋼帯欠陥の探傷を確実、且つ高精度で
行うことができる。
に説明する。図1又は図2において、1は鋼帯巻掛用ロ
ールであり、該鋼帯巻掛用ロール1の外周縁又は内周縁
には鋼帯巻掛用ロール1を通過する鋼帯を圧延方向に直
流磁化させる電磁石2が配置されている。3は電磁石2
の両極間に配設される多数の感磁素子4よりなる検出セ
ンサであり、検出センサ3は電磁石2により直流磁化さ
れた鋼帯にピンホールやガウジ等の表面疵や内部の非金
属介在物等の欠陥部が存在した場合に生じる磁束変化す
なわち漏洩磁束を検出するものである。また、図4、図
6に示されるように、前記検出センサ3の感磁素子4は
漏洩磁束を電磁誘導作用により起電力に変換するコイル
4aを装着した一対の珪素鋼板製の直方体コア4bを上
下のプリント基板4cに透設される一対の千鳥配列され
た孔4dに嵌合配置したうえ差動結合したものであり、
上下のプリント基板4cに透設される孔4dは数値制御
盤により極めて高い寸法精度で形成されている。そし
て、プリント基板4cの孔4dに嵌合配置される直方体
コア4bをプリント基板4cに半田付けしてモールド時
に直方体コア4bの取付位置がぐらつかないようにした
うえ、コイル4aと直方体コア4bをプリント基板4c
に挟んだ状態でモールドする。モールド後、鋼帯側の直
方体コア4bの先端を研削、研摩して8チャンネルの感
磁素子からなる検出端ブロック3aの面精度を向上させ
た検出端ブロック3aを得、該検出端ブロック3aを9
個合わせて図2に示されるような検出センサ3が構成さ
れる。また、鋼帯に近い側のプリント基板4cにはテス
ト磁界を発生させる図示しないプリント配線が設けら
れ、鋼帯に遠い側のプリント基板4cにはコイル4aの
図示しない巻線端末処理部と前置広域増幅器13とが設
けられる。
該感度較正装置5は標準検査体6と感度変動を較正する
較正装置7とよりなるものであり、前記標準検査体6は
直径56×幅1200mmのSUS316製の剛体より
なる非磁性材のロール8に、軸線方向の凹溝9を形成
し、該凹溝9内に直径0.2mmの強磁性材よりなるピ
アノ鋼線10等の細線を張架したうえ、非磁性材よりな
る合成樹脂11により埋設したものであり、該合成樹脂
11によりピアノ鋼線10を埋設することにより、ピア
ノ鋼線10はロール8と一体化された状態となり、防錆
及び電磁石2の磁力によるピアノ鋼線10の中央部がリ
フトされることを防止している。
は感磁素子4により検出された標準検査体6からの一定
の擬似漏洩磁束の電気信号が入力される較正装置であ
り、該較正装置12は各感磁素子4により検出された一
定の擬似漏洩磁束の電気信号は対ノイズ性確保のため感
磁素子4の近傍に配置された前置広域増幅器13により
約60デシベル程増幅され、増幅された擬似漏洩磁束の
電気信号は可変帯域/可変増幅器14により所定の周波
数帯域のみが増幅される。その後多数の前置広域増幅器
13の信号は検出端ブロック3a毎に、検波・A/D変
換器15に集められて両振れ信号を片振れ信号に検波し
て、一定時間または一定周長内のピーク値をA/D変換
して検出端ブロック3a毎に配置したサブデータ処理部
16に入力される。サブデータ処理部16は検波・A/
D変換器15で検出端ブロック3a毎にデータが集めら
れるので、注目する感磁素子4に直結する可変帯域/可
変増幅器14だけが所定の感度で擬似漏洩磁束を検出
し、他の感磁素子4に直結する可変帯域/可変増幅器1
4は感度を絞り、あたかも1チャンネルずつ感磁素子4
の出力をサブデータ処理部16に取り込まれるように制
御している。
漏洩磁束を所定回数だけ取り込み、平均値を算出する。
この結果を上位のメインデータ処理部17に送り込み、
予めメモリ18に記憶している感度較正用のデータと製
造ロット毎に入力される板幅、板厚、検査条件等から判
断して、各感磁素子4毎に増幅器のゲイン補正値等を演
算する。この結果は直ちにサブデータ処理部16に返さ
れる。サブデータ処理部16はこれらのデータに基づき
可変帯域/可変増幅器14のゲインを調整する。感磁素
子4は全部で72チャンネルあって9つの検出端ブロッ
ク3aに分かれており、サブデータ処理部16は8チャ
ンネルの感磁素子4を制御し、メインデータ処理部17
は9個のサブデータ処理部16を制御している。そし
て、9個のサブデータ処理部16と1個のメインデータ
処理部17により中央演算部19が構成されている。2
0はモニタ用CRT、21はプリンタである。
ば、鋼帯巻掛用ロール1に巻き掛けられる鋼帯を電磁石
2により直流磁化させ、鋼帯の表面疵あるいは内部欠陥
による漏洩磁束を検出センサ3の感磁素子4により検出
するものであるが、検査前後や一定期間経過後鋼帯欠陥
検出装置を一旦停止して、一定の擬似漏洩磁束を生じさ
せるピアノ鋼線10を非磁性材の剛体からなるロール8
に鋼帯幅にわたって設けた標準検査体6を鋼帯欠陥検出
装置の検出部直下に配置したうえ、ロール8を一定周速
度で回転させる。(この周速度は通板時と同じ速度でも
異なる周速度でもよいが、通板時と周速度が異なる場合
は検出値を補正する必要がある。)このロール8の回転
時、電磁石2により直流磁場を実検査時と同等の条件で
印加する。(このときの磁化電流は実検査時と異なる場
合は検出値の補正を行う必要がある。)この磁束中を標
準検査体6が通過すると、剛体よりなる非磁性材のロー
ル8の軸線方向に形成された凹溝9内に非磁性材で埋設
され、ロール8と一体化された強磁性材よりなるピアノ
鋼線10により、電磁石2の鉄心から出た磁束は磁気抵
抗の小さい経路を通過しようとして曲げられる。この曲
げられた磁束は一定の擬似磁束として検出センサ3によ
り検出される。
盤で加工された高い寸法精度の千鳥配列の孔4dに嵌合
配置して得られる感磁素子4の多数を千鳥状に配置した
検出センサ3によって検出された一定の擬似漏洩磁束
は、電気信号として較正装置12の前置広域増幅器1
3、可変帯域/可変増幅器14を介して増幅され、検波
・A/D変換器15により検波され、A/D変換された
うえ、サブデータ処理部16、メインデータ処理部17
としての中央演算部19に取り込む。このとき各感磁素
子4からの検出値を多数回測定して平均値算出すること
により精度を高めることができる。そして、感度較正に
先立って、設定されている感度較正用のデータ、例え
ば、板幅、板厚等の通板材料及び通板速度や検出感度等
の検査条件を中央演算部19に読み込み、各感磁素子4
の検出値と感度較正用のデータを比較して各感磁素子4
の感度補正量を演算する。この演算結果に基づき各感磁
素子4の対応する可変帯域/可変増幅器14のゲインを
中央演算部19の指令で調整する。その後再度各感磁素
子4の検出値を中央演算部19に取り込んで、規定の値
に達しているかを確認する。収斂していなければ再度前
記と同様の操作を収斂するまで繰り返せばよいものであ
るが、多数の感磁素子4はスプリングバックの生じない
直方体コア4bにより構成されているので、高精度で千
鳥状に配置され、取付位置のずれによる検出感度のばら
つきはないので、感度較正は正確、且つ容易に行なえる
こととなる。
較正を行った後、鋼帯巻掛用ロール1に巻き掛けられた
鋼帯の表面疵や内部欠陥による漏洩磁束を検出センサ3
により検出するものであるが、従来のU字型コアでは内
部欠陥により発生した漏洩磁束は図9に示されるよう
に、一方のコアを通り反対側のコアから鋼帯に戻ると考
えられていた。このため漏洩磁束を貫通させて電磁誘導
作用により起電力が得られるようにコイル32は巻数を
考慮していた。ところが本発明者の実験によれば、探傷
時、鋼帯は磁気飽和値に近い状態まで磁化されているの
で、漏洩磁束を吸引するコアもかなり飽和気味で、漏洩
磁束はコアの先端部で吸引された後、少しだけコア内を
通過して空中を経て図5に示されるように、反対側のコ
アに引き寄せられるようにして鋼帯に戻る。
鋼帯の2〜3mm以上離れたコア部分は欠陥部の漏洩磁
束の磁気回路としては寄与しないので、コアの上部が閉
じていようが開放されていようが無関係であるという知
見が得られた。このことからコアの上部を開放した直方
体とすることができ、コイル4aを装着した差動結合さ
れる一対の直方体コア4bはスプリングバックの影響を
受けることなく、数値制御盤で高精度に透設加工した孔
4dに千鳥配列することが可能となる。そして該感磁素
子4の多数を千鳥状に配置したものであるから、感磁素
子4の取付位置のずれによる検出感度のばらつきは殆ど
なく、安定した鋼帯の探傷が行なえることとなる。な
お、実施例では直方体コア4bは千鳥配列されているが
対向並列してもよいことは勿論であり、このとき鋼帯幅
が同じであれば、感磁素子4は144チャンネル必要と
なり、サブデータ処理部16により16チャンネルの感
磁素子4は制御され、メインデータ処理部17は9個の
サブデータ処理部16を制御することとなる。また、実
施例では感磁素子4を72チャンネル用いたものとして
いるが、板幅方向の検査エリヤを満たすものならば、配
置数はいくつでもよいことは勿論である。さらに、実施
例ではコアを珪素鋼板よりなるものとしているが、本発
明は曲げ加工の必要がないので、珪素鋼板より透磁率の
高いフェライト等の焼結金属を用いてもよいことは勿論
で、珪素鋼板より高透磁率の材質を用いることによりさ
らに高い検出感度を得ることができる。
に、コアを上部が閉じていない一対の直方体とすること
により検出センサの感磁素子を高精度で配置できること
となるので、組付精度のばらつきよる検出感度のばらつ
きをなくすことができ、感度較正も正確、且つ簡単なも
のとなって高い検出精度が得られ、鋼帯の探傷精度を高
めることができる。また、請求項2のように直方体コア
を千鳥配列することによって直方体を対向配列した場合
より、感磁素子の総数を半分近く削減できるので、検出
センサを軽量小型、且つ安価なものとすることができ
る。また、請求項4のように、直方体コアの材質を珪素
鋼板より高透磁率のものとすることにより検出感度をよ
り一層高めることができ、さらに、請求項5のようにコ
イルを漏洩磁束が直方体コアより空中に出る位置より下
側に装着することにより、漏洩磁束を効率よく検出して
検出感度を6デシベル程向上させることができる等多く
の利点を有するものである。従って、本発明は従来の問
題点を解決した鋼帯欠陥検出装置として業界の発展に寄
与するところ極めて大なものである。
る。
状態を示す一部切欠斜視図である。
示す説明図である。
図である。
示す斜視図である。
の漏洩磁束の検出状態を示す説明図である。
図である。
該感度較正装置5は標準検査体6と感度変動を較正する
較正装置7とよりなるものであり、前記標準検査体6は
直径56×幅1200mmのSUS316製の剛体より
なる非磁性材のロール8に、軸線方向の凹溝9を形成
し、該凹溝9内に直径0.2mmの強磁性材よりなるピ
アノ鋼線10等の細線を張架したうえ、非磁性材よりな
る合成樹脂11により埋設したものであり、該合成樹脂
11によりピアノ鋼線10を埋設することにより、ピア
ノ鋼線10はロール8と一体化された状態となり、防錆
及び電磁石2の磁力によるピアノ鋼線10の中央部がリ
フトされることを防止している。
は感磁素子4により検出された標準検査体6からの一定
の擬似漏洩磁束の電気信号が入力される較正装置であ
り、該較正装置12は各感磁素子4により検出された一
定の擬似漏洩磁束の電気信号は対ノイズ性確保のため感
磁素子4の近傍に配置された前置広域増幅器13により
約60デシベル程増幅され、増幅された擬似漏洩磁束の
電気信号は可変帯域/可変増幅器14により所定の周波
数帯域のみが増幅される。その後多数の前置広域増幅器
13の信号は検出端ブロック3a毎に、検波・A/D変
換器15に集められて両振れ信号を片振れ信号に検波し
て、一定時間または一定周長内のピーク値をA/D変換
して検出端ブロック3a毎に配置したサブデータ処理部
16に入力される。サブデータ処理部16は検波・A/
D変換器15で検出端ブロック3a毎にデータが集めら
れるので、注目する感磁素子4に直結する可変帯域/可
変増幅器14だけが所定の感度で擬似漏洩磁束を検出
し、他の感磁素子4に直結する可変帯域/可変増幅器1
4は感度を絞り、あたかも1チャンネルずつ感磁素子4
の出力をサブデータ処理部16に取り込まれるように制
御している。
Claims (5)
- 【請求項1】 コイルを装着した直方体コアを高精度で
対向配列させるとともに差動結合した感磁素子が多数千
鳥状に配置される検出センサを、鋼帯巻掛ロールの外周
縁又は内周縁に配置した電磁石によって磁化される鋼帯
上方に配設したことを特徴とする鋼帯欠陥検出装置。 - 【請求項2】 感磁素子の一対の直方体コアを千鳥配列
した請求項1に記載の鋼帯欠陥検出装置。 - 【請求項3】 剛体よりなる非磁性体に鋼帯幅にわたっ
て擬似漏洩磁束を生じさせる細線を設けた標準検査体
と、検出センサの各感磁素子により検出された擬似漏洩
磁束の検出値を比較して感度変動を較正する較正装置と
よりなる感度較正装置を組み込んだ請求項1または2に
記載の鋼帯欠陥検出装置。 - 【請求項4】 直方体コアを珪素鋼板より高透磁率の材
質とした請求項1または2または3に記載の鋼帯欠陥検
出装置。 - 【請求項5】 一対の直方体コアに装着されるコイルを
漏洩磁束が直方体コアより空中にでる位置より下側に配
置させた請求項1または2または3または4に記載の鋼
帯欠陥検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13675995A JP3339762B2 (ja) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | 鋼帯欠陥検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13675995A JP3339762B2 (ja) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | 鋼帯欠陥検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08327603A true JPH08327603A (ja) | 1996-12-13 |
JP3339762B2 JP3339762B2 (ja) | 2002-10-28 |
Family
ID=15182848
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13675995A Expired - Lifetime JP3339762B2 (ja) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | 鋼帯欠陥検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3339762B2 (ja) |
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-
1995
- 1995-06-02 JP JP13675995A patent/JP3339762B2/ja not_active Expired - Lifetime
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