JPH10267688A - Signal processing method, method for detecting defect of steel board, and their device - Google Patents

Signal processing method, method for detecting defect of steel board, and their device

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JPH10267688A
JPH10267688A JP9073347A JP7334797A JPH10267688A JP H10267688 A JPH10267688 A JP H10267688A JP 9073347 A JP9073347 A JP 9073347A JP 7334797 A JP7334797 A JP 7334797A JP H10267688 A JPH10267688 A JP H10267688A
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JP
Japan
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steel sheet
signal
defect
noise
component
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JP9073347A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Yokota
廣幸 横田
Yoshihide Yamamoto
嘉秀 山本
Toshiaki Shiraishi
利明 白石
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a signal processing method wherein a desired signal component is detected with high sensitivity out of the output signal of a detection element. SOLUTION: The output signals of detection elements 21-1 to 21-n are amplified and filtered, so that such signal component of desired frequency band as noise component is attenuated is obtained. Here, amplification and filtering processes are split into 2 stages, and the low-frequency component of the noise component is attenuated is obtained by the first-stage amplification and filtering processes 22-1 to 22-n, 23-1 to 23-n, and then, the signal component of the desired frequency band where noise component is attenuated by the second-stage amplification and filtering processes 29-1 to 29-n, 30-1 to 30-n.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、検出素子からの
微小な出力信号を増幅およびフィルタリング処理して、
ノイズ成分を減衰した所望の周波数帯域の信号成分を得
る信号処理方法および装置、さらに、かかる信号処理方
法および装置を用いる鋼板の欠陥検出方法および装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention amplifies and filters a minute output signal from a detection element,
The present invention relates to a signal processing method and apparatus for obtaining a signal component of a desired frequency band in which a noise component has been attenuated, and a method and an apparatus for detecting a defect of a steel sheet using the signal processing method and apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、検出素子による検出感度を高める
ために、検出素子からの出力信号を微分処理することが
一般に行われている。この場合の微分処理には、ハイパ
スフィルタが用いられることが多いが、所望の周波数帯
域よりも高周波数のノイズによる誤動作を回避するため
に、さらにローパスフィルタを組み合わせたり、あるい
はバンドパスフィルタを代わりに用いることも行われて
いる。また、このように周波数フィルタを用いる場合に
は、フィルタの性能を十分発揮するために、一般には、
検出素子の出力信号を一旦増幅器で増幅してからフィル
タに供給するようにしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to enhance detection sensitivity of a detection element, differential processing of an output signal from the detection element is generally performed. In this case, a high-pass filter is often used for differentiation, but in order to avoid malfunction due to noise at a frequency higher than the desired frequency band, a low-pass filter may be further combined or a band-pass filter may be used instead. It has also been used. When a frequency filter is used as described above, generally, in order to sufficiently exhibit the performance of the filter,
The output signal of the detection element is once amplified by an amplifier and then supplied to a filter.

【0003】このような信号処理方法は、例えば、「非
破壊検査ハンドブック」(日本非破壊検査協会編、日刊
工業新聞社発行)第517〜534頁に記載されている
漏洩磁束探傷法による鋼板の欠陥検出装置のように、検
出素子である鋼板から生じる漏洩磁束を検出する磁気セ
ンサの出力信号が、特に微弱な場合に有効である。かか
る欠陥検出装置への適用例としては、例えば、実公平4
−30450号公報に図7に示す構成のものが開示され
ている。
Such a signal processing method is described in, for example, "Handbook for Nondestructive Inspection" (edited by the Japan Nondestructive Inspection Association, published by Nikkan Kogyo Shimbun), pages 517 to 534. This is effective when the output signal of a magnetic sensor that detects a leakage magnetic flux generated from a steel plate serving as a detection element as in a defect detection device is particularly weak. As an example of application to such a defect detection device, for example,
Japanese Patent Application Publication No. 30450 discloses a configuration shown in FIG.

【0004】図7に示す欠陥検出装置では、磁化されて
移動する鋼板(図示せず)と対向して、その幅方向に多
数の磁気センサ1−1,・・・,1−nを配置し、その
各々の磁気センサにより鋼板の漏洩磁束を検出して、そ
の各磁気センサの出力を、対応する増幅器2−1,・・
・,2−nで増幅した後、掛け算回路3−1,・・・,
3−nの一方の入力端子に供給している。また、各掛け
算回路の他方の入力端子には、鋼板の実際の走行速度に
対応する振幅補正値を供給し、これにより鋼板の走行速
度の変化による各磁気センサの出力信号の振幅の変化を
補正するようにしている。
In the defect detection apparatus shown in FIG. 7, a number of magnetic sensors 1-1,..., 1-n are arranged in the width direction of the steel sheet (not shown), which is magnetized and moves. , The magnetic flux leakage of the steel sheet is detected by each of the magnetic sensors, and the output of each magnetic sensor is output to the corresponding amplifier 2-1.
., 2-n, then multiply circuits 3-1,.
3-n is supplied to one input terminal. In addition, an amplitude correction value corresponding to the actual traveling speed of the steel sheet is supplied to the other input terminal of each multiplication circuit, thereby correcting a change in the amplitude of the output signal of each magnetic sensor due to a change in the traveling speed of the steel sheet. I am trying to do it.

【0005】このため、図7では、鋼板の実際の走行速
度に比例した周波数のパルスを発生するパルスジェネレ
ータ(PG)4を設けると共に、鋼板の各走行速度に対
応する振幅補正値をデジタル信号として予めメモリ(M
EM)5に格納し、PG4の出力を周波数電圧(F/
V)変換回路6で電圧に変換した後、その電圧出力をA
/D変換回路7でデジタル信号に変換してMEM5のア
ドレス信号を発生させ、これにより対応する振幅補正値
を読み出して、その振幅補正値をD/A変換回路8でア
ナログ信号に変換して各掛け算回路の他方の入力端子に
供給するようにしている。
For this reason, in FIG. 7, a pulse generator (PG) 4 for generating a pulse having a frequency proportional to the actual running speed of the steel sheet is provided, and an amplitude correction value corresponding to each running speed of the steel sheet is converted into a digital signal. Memory (M
EM) 5 and the output of PG 4 is converted to the frequency voltage (F /
V) After being converted into a voltage by the conversion circuit 6, the voltage output is converted to A
A / D conversion circuit 7 converts the signal into a digital signal to generate an address signal of MEM 5, thereby reads out a corresponding amplitude correction value, and converts the amplitude correction value into an analog signal by D / A conversion circuit 8 to convert each signal into an analog signal. The signal is supplied to the other input terminal of the multiplication circuit.

【0006】掛け算回路3−1,・・・,3−nの出力
は、対応するバンドパスフィルタ(BPF)9−1,・
・・,9−nに供給して、欠陥信号の周波数帯域以外の
ノイズ成分を除去するようにしている。ここで、各BP
Fは、中心周波数が可変のものが用いられ、その中心周
波数を、F/V変換回路6の出力を電圧周波数(V/
F)変換回路10で周波数変換した信号に基づいて、す
なわち鋼板の走行速度に応じて制御するようにしてい
る。これらBPF9−1,・・・,9−nの出力は、対
応する2乗回路11−1,・・・,11−nを経てアナ
ログ集合回路12で集合し、このアナログ集合回路12
の出力と基準値設定器13からの基準値とをコンパレー
タ14で比較して、アナログ集合回路12の出力が基準
値を超えたときに欠陥検出信号を出力するようにしてい
る。
The outputs of the multiplying circuits 3-1,..., 3-n are output from corresponding bandpass filters (BPF) 9-1,.
, 9-n to remove noise components other than the frequency band of the defective signal. Where each BP
For F, a variable center frequency is used, and the center frequency is determined by changing the output of the F / V conversion circuit 6 to the voltage frequency (V /
F) The control is performed based on the signal whose frequency has been converted by the conversion circuit 10, that is, according to the traveling speed of the steel sheet. The outputs of these BPFs 9-1,..., 9-n pass through corresponding squaring circuits 11-1,.
Is compared with the reference value from the reference value setting unit 13 by the comparator 14, and a defect detection signal is output when the output of the analog aggregation circuit 12 exceeds the reference value.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図7に
示すような信号処理では、以下に説明するようなノイズ
の低周波成分に起因する問題があることから、実際には
十分な増幅量およびノイズ除去が得られない場合があ
る。すなわち、一般に、検出素子から出力される信号
は、低周波成分の方が高周波成分よりも振幅が大きいた
め、所望の検出信号(図7の場合は、欠陥信号)を十分
増幅しようとすると、図8に示すように、検出信号より
も低周波のノイズ成分が増幅器の電源電圧に飽和してし
まう。この飽和した部分は、見掛け上多くの高調波歪み
を含むため、このような信号をBPFあるいはハイパス
フィルタ(HPF)に通して低周波成分を除去しようと
しても、図9に示すように、本来のノイズ周波数にはな
いこれらの高調波歪みがノイズとして残るため、その高
周波歪みが検出信号として誤認されるおそれがある。こ
のような問題は、上述した漏洩磁束探傷法による鋼板の
欠陥検出装置のように、鋼板の延び等により低周波ノイ
ズが生じるオンライン測定ではとりわけ重大である。
However, in the signal processing as shown in FIG. 7, since there is a problem due to the low-frequency component of noise as described below, a sufficient amount of amplification and noise are actually provided. Removal may not be obtained. That is, in general, the signal output from the detection element has a larger amplitude in the low-frequency component than in the high-frequency component. Therefore, if an attempt is made to sufficiently amplify a desired detection signal (a defect signal in FIG. 7), As shown in FIG. 8, a noise component having a lower frequency than the detection signal is saturated in the power supply voltage of the amplifier. Since this saturated portion contains apparently a large amount of harmonic distortion, even if an attempt is made to remove such low-frequency components by passing such a signal through a BPF or a high-pass filter (HPF), as shown in FIG. Since these harmonic distortions not present in the noise frequency remain as noise, the high-frequency distortion may be erroneously recognized as a detection signal. Such a problem is particularly serious in online measurement in which low-frequency noise occurs due to elongation of a steel sheet, such as the above-described apparatus for detecting a defect of a steel sheet by the magnetic flux leakage inspection method.

【0008】一方、上記のような低周波成分の飽和によ
る検出信号の誤認を避けるために、増幅器の増幅率を抑
えるようにすると、上述したようにフィルタの性能が十
分発揮されなくなって、ノイズ成分を有効に除去できな
くなる。
On the other hand, if the amplification factor of the amplifier is suppressed to avoid erroneous recognition of the detection signal due to the saturation of the low frequency component as described above, the performance of the filter cannot be sufficiently exhibited as described above, and Cannot be removed effectively.

【0009】このように、検出感度を上げるための増幅
器による検出信号の増幅作用と、周波数フィルタによる
ノイズ除去作用とは相反するため、従来は、試行錯誤に
よって検出信号の増幅量を決定している。このため、増
幅量が中間的な値となって、十分満足した検出感度が得
られないという問題がある。
As described above, since the operation of amplifying the detection signal by the amplifier for increasing the detection sensitivity is opposite to the operation of removing the noise by the frequency filter, the amplification amount of the detection signal is conventionally determined by trial and error. . For this reason, there is a problem that the amplification amount becomes an intermediate value, and a sufficiently satisfactory detection sensitivity cannot be obtained.

【0010】この発明は、このような従来の問題点に着
目してなされたもので、その第1の目的は、検出素子の
出力信号から所望の周波数帯域の信号成分を高感度で検
出できる信号処理方法を提供しようとするものである。
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and a first object of the present invention is to provide a signal capable of detecting a signal component in a desired frequency band with high sensitivity from an output signal of a detection element. It is intended to provide a processing method.

【0011】さらに、この発明の第2の目的は、上記の
信号処理方法を簡単な構成で実施できるよう適切に構成
した信号処理装置を提供しようとするものである。
Further, a second object of the present invention is to provide a signal processing device appropriately configured so that the above-described signal processing method can be implemented with a simple configuration.

【0012】さらに、この発明の第3の目的は、走行中
の鋼板の欠陥を漏洩磁束探傷法によって高感度で検出で
きる鋼板の欠陥検出方法を提供しようとするものであ
る。
Further, a third object of the present invention is to provide a method for detecting a defect in a steel sheet which can detect a defect in a running steel sheet with high sensitivity by a magnetic flux leakage inspection method.

【0013】さらに、この発明の第4の目的は、上記の
欠陥検出方法を簡単な構成で実施できるよう適切に構成
した鋼板の欠陥検出装置を提供しようとするものであ
る。
A fourth object of the present invention is to provide an apparatus for detecting a defect in a steel sheet which is appropriately configured so that the above-described defect detection method can be implemented with a simple configuration.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るため、この発明は、検出素子の出力信号を増幅および
フィルタリング処理して、ノイズ成分を減衰した所望の
周波数帯域の信号成分を得るにあたり、前記増幅および
フィルタリング処理を二段に分け、一段目の増幅および
フィルタリング処理で、ノイズ成分のうち低周波成分を
減衰し、その後、二段目の増幅およびフィルタリング処
理で、ノイズ成分を減衰した所望の周波数帯の信号成分
を得ることを特徴とするものである。
In order to achieve the first object, the present invention amplifies and filters an output signal of a detection element to obtain a signal component of a desired frequency band in which a noise component is attenuated. On the other hand, the amplification and filtering processes were divided into two stages, the low-frequency components of the noise components were attenuated in the first stage amplification and filtering processes, and then the noise components were attenuated in the second stage amplification and filtering processes. It is characterized in that a signal component of a desired frequency band is obtained.

【0015】前記一段目の増幅量は、総増幅量の5〜5
0%とするのが、ノイズ成分のうち低周波成分を飽和さ
せることなく、所望の周波数帯域の信号成分を高感度で
検出する点で好ましい。
The amount of amplification in the first stage is 5 to 5 times the total amount of amplification.
The value of 0% is preferable in that a signal component in a desired frequency band is detected with high sensitivity without saturating a low frequency component of the noise component.

【0016】上記第2の目的を達成するため、この発明
は、検出素子の出力信号を増幅およびフィルタリング処
理して、ノイズ成分を減衰した所望の周波数帯域の信号
成分を得る信号処理装置であって、順次直列に結合し
た、第1の増幅手段、第1のノイズ減衰手段、第2の増
幅手段および第2のノイズ減衰手段とを有し、少なくと
も前記第1のノイズ減衰手段は、ノイズ成分のうち低周
波成分を減衰するよう構成されていることを特徴とする
ものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided a signal processing apparatus for amplifying and filtering an output signal of a detection element to obtain a signal component in a desired frequency band in which a noise component is attenuated. , A first amplifying unit, a first noise attenuating unit, a second amplifying unit, and a second noise attenuating unit, which are sequentially connected in series, and at least the first noise attenuating unit has a noise component. The low frequency component is configured to be attenuated.

【0017】前記第2のノイズ減衰手段は、直列に結合
したハイパスフィルタおよびローパスフィルタを有する
のが、所望の周波数帯域の信号成分のみを高感度で検出
する点で好ましい。
It is preferable that the second noise attenuating means has a high-pass filter and a low-pass filter coupled in series, since only the signal component in a desired frequency band is detected with high sensitivity.

【0018】前記第1の増幅手段における増幅率は、総
増幅率の5〜50%とするのが、ノイズ成分のうち低周
波成分を飽和させることなく、所望の周波数帯域の信号
成分を高感度で検出する点で好ましい。
The amplification factor in the first amplification means is set to 5 to 50% of the total amplification factor, so that a signal component in a desired frequency band can be highly sensitive without saturating a low frequency component among noise components. It is preferable in that the detection is performed.

【0019】さらに、上記第3の目的を達成するため、
この発明は、走行中の鋼板の欠陥を漏洩磁束探傷法によ
って検出するにあたり、前記鋼板から生じる漏洩磁束を
検出する磁気センサの出力信号を、請求項1または2記
載の信号処理方法によって処理することを特徴とするも
のである。
Further, in order to achieve the third object,
According to the present invention, when detecting a defect of a running steel sheet by a leakage magnetic flux detection method, an output signal of a magnetic sensor for detecting a leakage magnetic flux generated from the steel sheet is processed by the signal processing method according to claim 1 or 2. It is characterized by the following.

【0020】上記の欠陥検出方法において、前記一段目
および二段目の少なくとも一方のフィルタリング処理に
おけるフィルタ定数は、前記鋼板の走行速度に応じて変
化させるのが、欠陥の検出感度をより高める点で好まし
い。
In the above-described defect detection method, the filter constant in at least one of the first-stage and second-stage filtering processes is changed in accordance with the traveling speed of the steel sheet, in that the defect detection sensitivity is further increased. preferable.

【0021】さらに、上記第4の目的を達成するため、
この発明は、走行中の鋼板の欠陥を漏洩磁束探傷法によ
って検出する鋼板の欠陥検出装置において、前記鋼板か
ら生じる漏洩磁束を検出する磁気センサの出力信号を、
請求項3、4または5記載の信号処理装置に供給して処
理するよう構成したことを特徴とするものである。
Further, in order to achieve the fourth object,
The present invention provides a steel sheet defect detection device that detects a defect of a running steel sheet by a magnetic flux leakage detection method, wherein an output signal of a magnetic sensor that detects a leakage magnetic flux generated from the steel sheet is provided.
According to another aspect of the present invention, the signal processing apparatus is configured to supply the signal to the signal processing apparatus according to the third, fourth or fifth aspect of the present invention.

【0022】上記の欠陥検出装置において、前記第1,
第2のノイズ減衰手段の少なくとも一方の閾値は、前記
鋼板の走行速度に応じて変化させるよう構成するのが、
欠陥の検出感度をより高める点で好ましい。
In the above-described defect detection device,
At least one threshold value of the second noise attenuating means is configured to be changed according to the traveling speed of the steel sheet,
This is preferable in that the detection sensitivity of defects is further increased.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態につ
いて、図面を参照して説明する。図1は、この発明を実
施する鋼板の欠陥検出装置の一例の構成を示すブロック
図である。この実施形態は、走行中の鋼板の欠陥を漏洩
磁束探傷法によって検出する鋼板の欠陥検出装置を示す
もので、磁化されて移動する鋼板(図示せず)と対向し
て、その幅方向に多数配置した鋼板の漏洩磁束を検出す
るための検出素子としての磁気センサ21−1,・・
・,21−nを有する。これら各磁気センサの出力は、
対応する第1の増幅手段を構成する第1の増幅器22−
1,・・・,22−nで増幅した後、第1のノイズ減衰
手段を構成するハイパスフィルタ(HPF)23−1,
・・・,23−nに供給してフィルタリング処理して不
所望な低周波成分のノイズを減衰するようにする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an example of a steel plate defect detection device embodying the present invention. This embodiment shows a defect detecting apparatus for a steel sheet which detects a defect of a running steel sheet by a magnetic flux leakage inspection method, and is opposed to a steel sheet (not shown) which is magnetized and moves and has a large number in a width direction thereof. Magnetic sensors 21-1, as detecting elements for detecting the leakage magnetic flux of the disposed steel sheet,
, 21-n. The output of each of these magnetic sensors is
A first amplifier 22-constituting a corresponding first amplifier means;
, 22-n, and then a high-pass filter (HPF) 23-1, 23-1 constituting a first noise attenuating means.
.., 23-n to be filtered to attenuate unwanted low frequency component noise.

【0024】各HPF23−1,・・・,23−nは、
各磁気センサの出力信号の周波数成分が、鋼板の走行速
度に応じて変化するのに対応させるために、そのフィル
タ定数(カットオフ周波数)、すなわち減衰する低周波
成分の閾値を、鋼板の実際の走行速度に応じて変化させ
るよう構成する。このため、鋼板の実際の走行速度に比
例した周波数のパルスを発生するパルスジェネレータ
(PG)24を設けると共に、鋼板の各走行速度に対応
するフィルタ定数の制御値を予めメモリ(MEM)25
に格納し、PG24の出力をカウンタ26で計数してM
EM25のアドレス信号を発生させて、実際の走行速度
に対応するフィルタ定数の制御値を読み出し、その制御
値を比例変換器27を経て各HPF23−1,・・・,
23−nに供給して、各々のフィルタ定数を設定するよ
うにする。
Each of the HPFs 23-1,..., 23-n
In order to correspond to the frequency component of the output signal of each magnetic sensor changing according to the running speed of the steel sheet, its filter constant (cutoff frequency), that is, the threshold value of the attenuating low frequency component is set to the actual value of the steel sheet. It is configured to change according to the traveling speed. Therefore, a pulse generator (PG) 24 for generating a pulse having a frequency proportional to the actual traveling speed of the steel sheet is provided, and a control value of a filter constant corresponding to each traveling speed of the steel sheet is stored in a memory (MEM) 25 in advance.
And the output of the PG 24 is counted by the counter 26 to obtain M
An address signal of the EM 25 is generated, a control value of a filter constant corresponding to the actual traveling speed is read, and the control value is passed through the proportional converter 27 to each of the HPFs 23-1,.
23-n to set respective filter constants.

【0025】HPF23−1,・・・,23−nの出力
は、対応するゲイン調整器28−1,・・・,28−n
を経て第2の増幅手段を構成する第2の増幅器(AM
P)29−1,・・・,29−nに供給して増幅し、そ
の各増幅出力を対応する第2のノイズ減衰手段30−
1,・・・,30−nに供給してフィルタリング処理し
て不所望なノイズ成分を減衰するようにする。この実施
形態では、各第2のノイズ減衰手段を、直列結合したハ
イパスフィルタ(HPF)とローパスフィルタ(LP
F)とをもって構成すると共に、各HPFのフィルタ定
数を第1のノイズ減衰手段を構成するHPF23−1,
・・・,23−nと同様に、比例変換器27の出力によ
り鋼板の実際の走行速度に比例して設定するようにす
る。なお、図1では、各第2のノイズ減衰手段を構成す
るHPFを符号31−1,・・・,31−nで示し、L
PFを符号32−1,・・・,32−nで示してある。
The outputs of the HPFs 23-1,..., 23-n are output from the corresponding gain adjusters 28-1,.
Through the second amplifier (AM) constituting the second amplifying means.
P) 29-1,..., 29-n, and amplifies the respective amplified outputs.
,..., And 30-n to be filtered to attenuate unwanted noise components. In this embodiment, a high-pass filter (HPF) and a low-pass filter (LP
F), and the filter constant of each HPF is set to the HPF 23-1,
, 23-n, the output of the proportional converter 27 is set in proportion to the actual running speed of the steel sheet. In FIG. 1, HPFs constituting each second noise attenuating means are denoted by reference numerals 31-1,.
The PF is indicated by reference numerals 32-1,..., 32-n.

【0026】第2のノイズ減衰手段30−1,・・・,
30−nの出力は、対応する全波整流器33−1,・・
・,33−nで直流信号に変換してアナログ集合回路3
4で集合し、このアナログ集合回路34の出力と基準値
設定器35からの基準値とをコンパレータ36で比較し
て、アナログ集合回路34の出力が基準値を超えたとき
に欠陥検出信号を出力するようにする。
The second noise attenuating means 30-1,.
The outputs of 30-n are the corresponding full-wave rectifiers 33-1,.
., 33-n to convert the signal into a DC signal and convert the analog signal to analog signal 3
4, the output of the analog aggregation circuit 34 is compared with the reference value from the reference value setting unit 35 by the comparator 36, and when the output of the analog aggregation circuit 34 exceeds the reference value, a defect detection signal is output. To do it.

【0027】図1に示す構成において、各々の磁気セン
サ21−1,・・・,21−nからは、一般に、欠陥信
号となる高周波成分の振幅よりも、ノイズとなる鋼板の
延び等による低周波成分の振幅の方が大きい信号が出力
される。そこで、この実施形態では、第1の増幅器22
−1,・・・,22−nの各々の増幅率を、その出力信
号における低周波信号成分が、当該増幅器の電源電圧を
超えない範囲で、入力信号を十分増幅できる程度に設定
する。具体的には、磁気センサの種類やノイズの種類、
目的とする信号の周波数帯域等により異なるが、この実
施形態では、概ね、目的とする増幅率、すなわち対応す
る第1の増幅器および第2の増幅器の両増幅率で決定さ
れる全増幅率を、図7に示した従来の欠陥検出装置にお
ける増幅率とほぼ同じとして、その増幅率の5〜50%
程度の範囲、より好ましくは10〜20%程度に、第1
の増幅器22−1,・・・,22−nの各々の増幅率を
設定する。
In the configuration shown in FIG. 1, each of the magnetic sensors 21-1,..., 21-n generally has a lower amplitude due to elongation of a steel plate which becomes a noise than an amplitude of a high frequency component which becomes a defect signal. A signal having a larger amplitude of the frequency component is output. Therefore, in this embodiment, the first amplifier 22
,..., 22-n are set to such an extent that the input signal can be sufficiently amplified within a range where the low-frequency signal component in the output signal does not exceed the power supply voltage of the amplifier. Specifically, the type of magnetic sensor, the type of noise,
Although it depends on the frequency band of the target signal and the like, in this embodiment, the target gain, that is, the total gain determined by both the corresponding gains of the first and second amplifiers, is generally Assuming that the gain is almost the same as that of the conventional defect detection device shown in FIG.
Range, more preferably about 10 to 20%,
,..., 22-n are set.

【0028】このように構成すれば、各磁気センサの出
力信号は、対応する第1の増幅器により、例えば図2に
示すように、ノイズとなる低周波信号成分が増幅器の電
源電圧に飽和されることなく増幅され、その周波数スペ
クトラムは、例えば図3に示すようになる。したがっ
て、これら第1の増幅器22−1,・・・,22−nの
出力を、対応する第1のノイズ減衰手段を構成するHP
F23−1,・・・,23−nに通せば、低周波信号成
分は有効に除去され、その出力信号における周波数スペ
クトラムは、例えば図4に示すように、ノイズとなる低
周波信号成分のピーク値と欠陥信号である高周波信号成
分のピーク値とをほぼ等しくできる。
According to this structure, the output signal of each magnetic sensor has its low-frequency signal component, which becomes noise, saturated by the corresponding first amplifier to the power supply voltage of the amplifier as shown in FIG. 2, for example. And the frequency spectrum is as shown in FIG. 3, for example. Therefore, the outputs of the first amplifiers 22-1,..., 22-n are connected to HPs constituting the corresponding first noise attenuating means.
, 23-n, the low-frequency signal component is effectively removed, and the frequency spectrum of the output signal is, for example, as shown in FIG. The value can be made substantially equal to the peak value of the high-frequency signal component as a defect signal.

【0029】その後、これら各HPF23−1,・・
・,23−nの出力を、対応する第2の増幅器29−
1,・・・,29−nで、全増幅率が目的とする増幅率
となるように増幅し、その増幅した各出力を、対応する
第2のノイズ減衰手段30−1,・・・,30−nに供
給すれば、その各HPF31−1,・・・,31−nの
出力信号の振幅および周波数スペクトラムは、例えば図
5および図6にそれぞれ示すようになり、ノイズ成分で
ある低周波信号成分が有効に減衰され、目的とする欠陥
信号である高周波信号成分が有効に増幅された出力信号
が得られることになる。しかも、この実施形態では、各
第1のノイズ減衰手段を構成するHPF23−1,・・
・,23−nと、各第2のノイズ減衰手段30−1,・
・・,30−nを構成するHPF31−1,・・・,3
1−nとを同様に構成して、ノイズ成分である低周波信
号成分を二段階で減衰させるようにしているので、2倍
の減衰効果を得ることができる。また、各第2のノイズ
減衰手段30−1,・・・,30−nを、HPFとLP
Fとで構成し、そのHPFのフィルタ定数、すなわち通
過帯域の下限(低周波側)を鋼板の走行速度に応じて可
変とし、LPFのフィルタ定数、すなわち通過帯域の上
限(高周波側)は固定としているので、不所望なノイズ
成分を安定して除去することができる。
Thereafter, each of these HPFs 23-1,.
, 23-n are connected to the corresponding second amplifier 29-
, 29-n so that the total gain becomes the target gain, and outputs the amplified outputs to the corresponding second noise attenuating means 30-1,. 30-n, the amplitude and frequency spectrum of the output signal of each of the HPFs 31-1,..., 31-n are as shown in, for example, FIGS. 5 and 6, respectively. The signal component is effectively attenuated, and an output signal is obtained in which the high-frequency signal component, which is the target defect signal, is effectively amplified. Moreover, in this embodiment, the HPFs 23-1,.
, 23-n and each second noise attenuating means 30-1,.
.., HPFs 31-1,..., 3 constituting 30-n
1-n are similarly configured to attenuate the low-frequency signal component, which is a noise component, in two stages, so that a double attenuation effect can be obtained. Also, each second noise attenuating means 30-1,.
F, and the filter constant of the HPF, that is, the lower limit of the pass band (low frequency side) is made variable according to the traveling speed of the steel sheet, and the filter constant of the LPF, that is, the upper limit of the pass band (high frequency side) is fixed. Therefore, unwanted noise components can be stably removed.

【0030】したがって、これら第2のノイズ減衰手段
30−1,・・・,30−nの出力を、対応する全波整
流器33−1,・・・,33−nで整流してアナログ集
合回路34で集合し、このアナログ集合回路34の出力
と基準値設定器35からの基準値とをコンパレータ36
で比較すれば、走行中の鋼板の欠陥を、検出ミスを生じ
ることなく、高感度で検出することができる。
Therefore, the outputs of the second noise attenuating means 30-1,..., 30-n are rectified by the corresponding full-wave rectifiers 33-1,. The output of the analog aggregation circuit 34 and the reference value from the reference value setting unit 35 are compared by a comparator 36.
As a result, it is possible to detect a defect of a running steel plate with high sensitivity without causing a detection error.

【0031】なお、この発明は、上述した実施形態にの
み限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可
能である。例えば、第2の増幅器29−1,・・・,2
9−nの前段のゲイン調整器28−1,・・・,28−
nは、省略することもできる。また、上述した実施形態
では、各第1のノイズ減衰手段を構成するHPF23−
1,・・・,23−nと、各第2のノイズ減衰手段30
−1,・・・,30−nを構成するHPF31−1,・
・・,31−nとを、それぞれ鋼板の走行速度に応じて
フィルタ定数を可変に構成したが、少なくとも一方、好
ましくは後段のHPF31−1,・・・,31−nのフ
ィルタ定数を鋼板の走行速度に応じて可変にし、前段の
HPF23−1,・・・,23−nのフィルタ定数は固
定にしてもよく、あるいは、鋼板の走行速度がほぼ一定
値に保障される場合には、両者ともフィルタ定数を固定
にすることもできる。
It should be noted that the present invention is not limited to only the above-described embodiment, and various modifications or changes can be made. For example, the second amplifiers 29-1,..., 2
9-n preceding stage gain adjusters 28-1,..., 28-
n can also be omitted. In the above-described embodiment, the HPF 23-
,..., 23-n and each second noise attenuating means 30
-1,..., 30-n, HPFs 31-1,.
, 31-n are configured such that the filter constant is variable according to the traveling speed of the steel sheet. At least one of the filter constants of the HPFs 31-1,. 23-n may be fixed according to the traveling speed, and the filter constants of the preceding HPFs 23-1,..., 23-n may be fixed. In both cases, the filter constant can be fixed.

【0032】また、各第2のノイズ減衰手段30−1,
・・・,30−nは、バンドパスフィルタで構成するこ
ともできる。さらに、上述した実施形態では、第1の増
幅器22−1,・・・,22−nと、対応する第2の増
幅器29−1,・・・,29−nでそれぞれ決定される
目的とする総増幅量を、従来の欠陥検出装置の場合とほ
ぼ同じにして説明したが、上記の実施形態の場合には、
第2の増幅器29−1,・・・,29−nにそれぞれ入
力する信号は、例えば図4に示したように、ノイズとな
る低周波信号成分が有効に除去され、その低周波信号成
分のピーク値と欠陥信号である高周波信号成分のピーク
値とをほぼ等しくできるので、これら第2の増幅器にお
ける増幅率を大きくして、目的とする増幅率を、従来の
欠陥検出装置におけるよりも大きくできる。このように
すれば、欠陥をより高感度で検出することが可能とな
る。
Further, each second noise attenuating means 30-1,
,..., 30-n can also be constituted by bandpass filters. Further, in the above-described embodiment, the purpose is determined by the first amplifiers 22-1,..., 22-n and the corresponding second amplifiers 29-1,. Although the total amplification amount has been described as being substantially the same as that of the conventional defect detection device, in the case of the above embodiment,
The signals input to the second amplifiers 29-1,..., 29-n are, as shown in FIG. 4, for example, as shown in FIG. Since the peak value and the peak value of the high-frequency signal component, which is a defect signal, can be made substantially equal, the amplification factor of these second amplifiers can be increased, and the target amplification factor can be made larger than in the conventional defect detection device. . This makes it possible to detect defects with higher sensitivity.

【0033】さらに、この発明は、上述した鋼板の欠陥
検出装置のみでなく、検出素子の出力信号を増幅および
フィルタリング処理して、ノイズ成分を減衰した所望の
周波数帯域の信号成分を得る信号処理方法および装置に
広く適用することができる。
Further, the present invention provides a signal processing method for amplifying and filtering an output signal of a detecting element to obtain a signal component of a desired frequency band in which a noise component is attenuated, in addition to the above-described apparatus for detecting a defect of a steel plate. And can be widely applied to equipment.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上のように、この発明に係る信号処理
方法によれば、検出素子の出力信号を増幅およびフィル
タリング処理して、ノイズ成分を減衰した所望の周波数
帯域の信号成分を得るにあたって、増幅およびフィルタ
リング処理を二段に分け、一段目の増幅およびフィルタ
リング処理で、ノイズ成分のうち低周波成分を減衰した
後、二段目の増幅およびフィルタリング処理で、ノイズ
成分を減衰させるようにしたので、所望の周波数帯域の
信号成分を高感度で検出することができる。
As described above, according to the signal processing method of the present invention, when the output signal of the detection element is amplified and filtered to obtain a signal component of a desired frequency band in which a noise component is attenuated, The amplification and filtering processes are divided into two stages, and the first-stage amplification and filtering processes attenuate the low-frequency components of the noise components, and then the second-stage amplification and filtering processes attenuate the noise components. , A signal component in a desired frequency band can be detected with high sensitivity.

【0035】さらに、この発明に係る信号処理装置によ
れば、順次直列に結合した、第1の増幅手段、第1のノ
イズ減衰手段、第2の増幅手段および第2のノイズ減衰
手段とを有し、少なくとも第1のノイズ減衰手段は、ノ
イズ成分のうち低周波成分を減衰させるようにした簡単
な構成で、検出素子の出力信号からノイズ成分を減衰し
た所望の周波数帯域の信号成分を得ることができる。
Further, according to the signal processing apparatus of the present invention, the first amplifying means, the first noise attenuating means, the second amplifying means, and the second noise attenuating means are sequentially connected in series. At least the first noise attenuating means obtains a signal component in a desired frequency band in which the noise component has been attenuated from the output signal of the detection element with a simple configuration in which the low frequency component of the noise component is attenuated. Can be.

【0036】さらに、この発明に係る漏洩磁束探傷法に
よる鋼板の欠陥検出方法によれば、走行中の鋼板から生
じる漏洩磁束を検出する磁気センサの出力信号を、上記
の本発明に係る信号処理方法によって処理するようにし
たので、鋼板の欠陥を高感度で検出することができる。
Further, according to the method for detecting a defect of a steel sheet by the magnetic flux leakage inspection method according to the present invention, the output signal of the magnetic sensor for detecting the leakage magnetic flux generated from the running steel sheet is used as the signal processing method according to the present invention. Therefore, the defect of the steel plate can be detected with high sensitivity.

【0037】さらに、この発明に係る漏洩磁束探傷法に
よる鋼板の欠陥検出装置によれば、走行中の鋼板から生
じる漏洩磁束を検出する磁気センサの出力信号を、上記
の本発明に係る信号処理装置に供給して処理する簡単な
構成で、鋼板の欠陥を高感度で検出することができる。
Further, according to the apparatus for detecting a defect of a steel sheet by the magnetic flux leakage inspection method according to the present invention, the output signal of the magnetic sensor for detecting the leakage magnetic flux generated from the running steel sheet is used as the signal processing apparatus according to the present invention. It is possible to detect defects in a steel sheet with high sensitivity by using a simple structure for supplying the steel sheet to the processing.

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

【図1】この発明を実施する鋼板の欠陥検出装置の一例
の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an example of a steel sheet defect detection device embodying the present invention.

【図2】図1に示す第1の増幅器の出力信号の波形の一
例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a waveform of an output signal of a first amplifier illustrated in FIG. 1;

【図3】同じく、周波数スペクトラムの一例を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a frequency spectrum.

【図4】図1に示す第1のノイズ減衰手段を構成するハ
イパスフィルタの出力信号の周波数スペクトラムの一例
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a frequency spectrum of an output signal of a high-pass filter included in the first noise attenuator illustrated in FIG. 1;

【図5】図1に示す第2のノイズ減衰手段を構成するハ
イパスフィルタの出力信号の波形の一例を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a waveform of an output signal of a high-pass filter constituting the second noise attenuating means shown in FIG.

【図6】同じく、周波数スペクトラムの一例を示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a frequency spectrum.

【図7】従来の鋼板の欠陥検出装置の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional steel plate defect detection device.

【図8】図7に示す増幅器の出力信号の波形を示す図で
ある。
8 is a diagram showing a waveform of an output signal of the amplifier shown in FIG.

【図9】図7に示すバンドパスフィルタの出力信号の波
形を示す図である。
9 is a diagram showing a waveform of an output signal of the bandpass filter shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21−1〜21−n 磁気センサ 22−1〜22−n 第1の増幅器 23−1〜23−n ハイパスフィルタ(第1のノイズ
減衰手段) 24 パルスジェネレータ 25 メモリ 26 カウンタ 27 比例変換器 28−1〜28−n ゲイン調整器 29−1〜29−n 第2の増幅器 30−1〜30−n 第2のノイズ減衰手段 31−1〜31−n ハイパスフィルタ 32−1〜32−n ローパスフィルタ 33−1〜33−n 全波整流器 34 アナログ集合回路 35 基準値設定器 36 コンパレータ
21-1 to 21-n Magnetic sensor 22-1 to 22-n First amplifier 23-1 to 23-n High-pass filter (first noise attenuation means) 24 pulse generator 25 memory 26 counter 27 proportional converter 28- 1-28-n gain adjuster 29-1 to 29-n second amplifier 30-1 to 30-n second noise attenuation means 31-1 to 31-n high-pass filter 32-1 to 32-n low-pass filter 33-1 to 33-n Full-wave rectifier 34 Analog collective circuit 35 Reference value setting device 36 Comparator

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 検出素子の出力信号を増幅およびフィル
タリング処理して、ノイズ成分を減衰した所望の周波数
帯域の信号成分を得るにあたり、 前記増幅およびフィルタリング処理を二段に分け、 一段目の増幅およびフィルタリング処理で、ノイズ成分
のうち低周波成分を減衰し、 その後、二段目の増幅およびフィルタリング処理で、ノ
イズ成分を減衰した所望の周波数帯域の信号成分を得る
ことを特徴とする信号処理方法。
1. Amplifying and filtering an output signal of a detection element to obtain a signal component in a desired frequency band in which a noise component has been attenuated, dividing the amplification and filtering into two stages. A signal processing method comprising: attenuating a low-frequency component of noise components in a filtering process; and obtaining a signal component in a desired frequency band in which the noise component has been attenuated in a second-stage amplification and filtering process.
【請求項2】 請求項1記載の信号処理方法において、 前記一段目の増幅量を、総増幅量の5〜50%としたこ
とを特徴とする信号処理方法。
2. The signal processing method according to claim 1, wherein the first-stage amplification amount is set to 5 to 50% of a total amplification amount.
【請求項3】 検出素子の出力信号を増幅およびフィル
タリング処理して、ノイズ成分を減衰した所望の周波数
帯域の信号成分を得る信号処理装置であって、 順次直列に結合した、第1の増幅手段、第1のノイズ減
衰手段、第2の増幅手段および第2のノイズ減衰手段と
を有し、 少なくとも前記第1のノイズ減衰手段は、ノイズ成分の
うち低周波成分を減衰するよう構成されていることを特
徴とする信号処理装置。
3. A signal processing apparatus for amplifying and filtering an output signal of a detection element to obtain a signal component of a desired frequency band in which a noise component is attenuated, wherein the first amplifying means is sequentially coupled in series. , A first noise attenuating means, a second amplifying means and a second noise attenuating means, wherein at least the first noise attenuating means is configured to attenuate a low frequency component of the noise component. A signal processing device characterized by the above-mentioned.
【請求項4】 請求項3記載の信号処理装置において、 前記第2のノイズ減衰手段は、直列に結合したハイパス
フィルタおよびローパスフィルタを有することを特徴と
する信号処理装置。
4. The signal processing device according to claim 3, wherein said second noise attenuating means has a high-pass filter and a low-pass filter coupled in series.
【請求項5】 請求項3または4記載の信号処理装置に
おいて、 前記第1の増幅手段における増幅率を、総増幅率の5〜
50%としたことを特徴とする信号処理装置。
5. The signal processing device according to claim 3, wherein an amplification factor of the first amplifying unit is set to 5 to a total amplification factor.
A signal processing device characterized in that the ratio is 50%.
【請求項6】 走行中の鋼板の欠陥を漏洩磁束探傷法に
よって検出するにあたり、 前記鋼板から生じる漏洩磁束を検出する磁気センサの出
力信号を、請求項1または2記載の信号処理方法によっ
て処理することを特徴とする鋼板の欠陥検出方法。
6. An output signal of a magnetic sensor for detecting a leakage magnetic flux generated from the steel sheet when detecting a defect of the running steel sheet by a leakage magnetic flux flaw detection method, according to claim 1 or 2. A method for detecting a defect in a steel sheet, comprising:
【請求項7】 請求項6記載の鋼板の欠陥検出方法にお
いて、 前記一段目および二段目の少なくとも一方のフィルタリ
ング処理におけるフィルタ定数を、前記鋼板の走行速度
に応じて変化させることを特徴とする鋼板の欠陥検出方
法。
7. The method for detecting a defect of a steel sheet according to claim 6, wherein a filter constant in at least one of the first-stage and second-stage filtering processes is changed according to a traveling speed of the steel plate. Steel sheet defect detection method.
【請求項8】 走行中の鋼板の欠陥を漏洩磁束探傷法に
よって検出する鋼板の欠陥検出装置において、 前記鋼板から生じる漏洩磁束を検出する磁気センサの出
力信号を、請求項3、4または5記載の信号処理装置に
供給して処理するよう構成したことを特徴とする鋼板の
欠陥検出装置。
8. A steel sheet defect detecting apparatus for detecting a defect of a running steel sheet by a magnetic flux leakage inspection method, wherein an output signal of a magnetic sensor for detecting a leakage magnetic flux generated from the steel sheet is output. A defect detection device for a steel plate, wherein the defect detection device is configured to supply the signal to the signal processing device of (1).
【請求項9】 請求項8記載の鋼板の欠陥検出装置にお
いて、 前記第1,第2のノイズ減衰手段の少なくとも一方の閾
値を、前記鋼板の走行速度に応じて変化させるよう構成
したことを特徴とする鋼板の欠陥検出装置。
9. The apparatus for detecting a defect of a steel sheet according to claim 8, wherein at least one of the threshold values of the first and second noise attenuating means is changed according to a traveling speed of the steel sheet. A steel sheet defect detection device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102485281B1 (en) * 2022-06-02 2023-01-04 주식회사 능인솔루션 Dampening and precision measurement system of incoming noise when measuring exposed analog sensors such as leaks

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