JPS60262052A - 異材弁別方法 - Google Patents
異材弁別方法Info
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- JPS60262052A JPS60262052A JP11860984A JP11860984A JPS60262052A JP S60262052 A JPS60262052 A JP S60262052A JP 11860984 A JP11860984 A JP 11860984A JP 11860984 A JP11860984 A JP 11860984A JP S60262052 A JPS60262052 A JP S60262052A
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- inspected
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- different
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は導電性材の異材を弁別し、更には材質゛を特定
できる異材弁別方法に関する。
できる異材弁別方法に関する。
鉄鋼製品は用途に応じて同寸法の鋼種が異なるものが数
多く製造されている。従って例えば製品置場等で荷崩れ
を起こし、鋼種の判別が困難である場合には異材混入の
可能性があり、その結果と−して強度、耐食性が要求さ
れる箇所にそれを満足しない鋼材が使用された場合には
、亀裂、破損等が生じて重大な事故を誘発する恐れがあ
る。このため異材の混入防止については、品質管理の最
重点ヂエソク項目に指定して厳重に管理している。
多く製造されている。従って例えば製品置場等で荷崩れ
を起こし、鋼種の判別が困難である場合には異材混入の
可能性があり、その結果と−して強度、耐食性が要求さ
れる箇所にそれを満足しない鋼材が使用された場合には
、亀裂、破損等が生じて重大な事故を誘発する恐れがあ
る。このため異材の混入防止については、品質管理の最
重点ヂエソク項目に指定して厳重に管理している。
この管理方法としては、ＪＩＳ Ｇ ０５６６に規定さ
れている鋼の火花試験方法、電磁誘導方式を用いた異材
弁別方法等が用いられている。前者の方法は比較的弁別
精度が高いが、試験に技量が要求され、またこのため十
分注意を払って１つずつ目視判定廿ねばならず、多大の
労力を要するという難点があった。
れている鋼の火花試験方法、電磁誘導方式を用いた異材
弁別方法等が用いられている。前者の方法は比較的弁別
精度が高いが、試験に技量が要求され、またこのため十
分注意を払って１つずつ目視判定廿ねばならず、多大の
労力を要するという難点があった。
後者の方法は第６図に示すように、同寸法の標準棒鋼ｐ
ｏと測定対象の棒鋼Ｐとを夫々、高周波電流及通電され
ている貫通コイル１０１．１０１’に挿通せしめて棒鋼
Ｐ。、Ｐに渦電流を誘起させ、これにより形成される磁
界の変化に基づいたコイル１０Ｌ １０１ ’のインピ
ーダンスの差をブリッジ回路１０２にて検出し、検出信
号を位相解析装置１０３にて位相解析して棒鋼Ｐが標準
棒鋼Ｐｏと同じものか異材であるかを判定する方法であ
る。つまりこれは棒鋼に誘起される渦電流が棒鋼材質の
電磁気 １特性、即ち導電率、透磁率に依存することを
利用するのであるが、この他にもインピーダンスが外径
等の寸法変動によっても変化するのでこれによる誤判定
を防止する必要がある。以下にこれを詳述する。
ｏと測定対象の棒鋼Ｐとを夫々、高周波電流及通電され
ている貫通コイル１０１．１０１’に挿通せしめて棒鋼
Ｐ。、Ｐに渦電流を誘起させ、これにより形成される磁
界の変化に基づいたコイル１０Ｌ １０１ ’のインピ
ーダンスの差をブリッジ回路１０２にて検出し、検出信
号を位相解析装置１０３にて位相解析して棒鋼Ｐが標準
棒鋼Ｐｏと同じものか異材であるかを判定する方法であ
る。つまりこれは棒鋼に誘起される渦電流が棒鋼材質の
電磁気 １特性、即ち導電率、透磁率に依存することを
利用するのであるが、この他にもインピーダンスが外径
等の寸法変動によっても変化するのでこれによる誤判定
を防止する必要がある。以下にこれを詳述する。
第７図は縦軸に検査コイルの正規化リアクタンスを、ま
た横軸に正規化抵抗をとっており、測定周波数を変えた
場合のインピーダンス変化を示したグラフであり、周波
数を変えることによりインピーダンスは曲線上を変化し
、棒鋼の導電率（μ）比抵抗（σ）及び棒鋼の外径が増
大すると＋Δμ。
た横軸に正規化抵抗をとっており、測定周波数を変えた
場合のインピーダンス変化を示したグラフであり、周波
数を変えることによりインピーダンスは曲線上を変化し
、棒鋼の導電率（μ）比抵抗（σ）及び棒鋼の外径が増
大すると＋Δμ。
＋Δσ、＋Δｈの矢符方向へ変化する。例えば周波数ｆ
Ｉを使用した場合には、それを拡大してインピーダンス
曲線上を原点として実軸、虚軸座標上に表した第８図に
示すようにΔμ、Δσ、Δｈの変化方向が夫々同一直線
上になく、Δｈと直交する（破線）方向の成分は材質特
性、つまり透磁率、導電率に関する成分となり、Δμｃ
ｏｓθ、−ΔσＣＯ３θ２で示される。
Ｉを使用した場合には、それを拡大してインピーダンス
曲線上を原点として実軸、虚軸座標上に表した第８図に
示すようにΔμ、Δσ、Δｈの変化方向が夫々同一直線
上になく、Δｈと直交する（破線）方向の成分は材質特
性、つまり透磁率、導電率に関する成分となり、Δμｃ
ｏｓθ、−ΔσＣＯ３θ２で示される。
位相解析方式による方法は、このこきを利用してΔｈの
現れる方向と直交する成分を検出し、外径変動に伴うイ
ンピーダンスへの影響を消去して材質による信号のみに
して同材質のものか異材かを判定している。従って外径
等の寸法変動による誤判定を位相解析方式により解消し
ている。
現れる方向と直交する成分を検出し、外径変動に伴うイ
ンピーダンスへの影響を消去して材質による信号のみに
して同材質のものか異材かを判定している。従って外径
等の寸法変動による誤判定を位相解析方式により解消し
ている。
しかしながらこの方法にて得られる出力情報は導電率と
透磁率の両方が関係するものであり、また透磁率が棒鋼
の熱処理状態によっても依存するため同じ化学組成（導
電率は同じ）のものであっても熱処理により組織が違っ
ておれば出力値が異なり、異材として判定される虞れが
あり、このため信頼性に問題があった。
透磁率の両方が関係するものであり、また透磁率が棒鋼
の熱処理状態によっても依存するため同じ化学組成（導
電率は同じ）のものであっても熱処理により組織が違っ
ておれば出力値が異なり、異材として判定される虞れが
あり、このため信頼性に問題があった。
更に、例えば周波数ｆ２を使用してインピーダンスを検
出し、位相解析方式による方法にて判定する場合には、
同様にして第９図に示すように透磁率変化（Δμ）の方
向と導電率変化（Δσ）の方向とが逆方向で同一直線上
にあるためΔμとΔσの大きさが等しい場合には出力が
ゼロとなる。
出し、位相解析方式による方法にて判定する場合には、
同様にして第９図に示すように透磁率変化（Δμ）の方
向と導電率変化（Δσ）の方向とが逆方向で同一直線上
にあるためΔμとΔσの大きさが等しい場合には出力が
ゼロとなる。
従ってこの場合には異材であっても同材質であると判定
される場合があり、誤判定をする危険性があった。
される場合があり、誤判定をする危険性があった。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは２周波法を用いることにより検出コ
イル−測定材間距離の変動による・影響を抑制して化学
組成のことなる異材を弁別し、また測定材を′直流にて
磁気飽和することにより残留応力、熱処理状態等の差異
による影響を排除し得、更にその異材の材質を特定する
ことも可能な異材弁別方法を提供するにある。
目的とするところは２周波法を用いることにより検出コ
イル−測定材間距離の変動による・影響を抑制して化学
組成のことなる異材を弁別し、また測定材を′直流にて
磁気飽和することにより残留応力、熱処理状態等の差異
による影響を排除し得、更にその異材の材質を特定する
ことも可能な異材弁別方法を提供するにある。
〔発明の構成〕 “
本発明に係る異材弁別方法は、検査対象材に臨ませたコ
イルのインピーダンスを検出することにより検査対象材
の材質を弁別する方法において、相異なる２周波数での
標準材のインピーダンスを、標準材とコイルとの距離を
異ならせて２回測定し、前記２周波数人々における第１
回、第２回の測定値のベクトル差信号をめ、両差信号の
差がゼロとなる信号処理条件をめておき、この条件下に
て検査対象材の２周波数での各インピーダンスを測定し
、この測定信号に基づき異材を弁別することを特徴とし
、また標準材、検査対象材夫々を直流にて磁気飽和して
夫々の２周波数での各インピーダンスを測定することに
より異材を弁別することを特徴とし、更にインピーダン
ス測定信号のベクトル平面での直交する２成分の値に基
づいて検査対象材の材質を特定することを特徴とする。
イルのインピーダンスを検出することにより検査対象材
の材質を弁別する方法において、相異なる２周波数での
標準材のインピーダンスを、標準材とコイルとの距離を
異ならせて２回測定し、前記２周波数人々における第１
回、第２回の測定値のベクトル差信号をめ、両差信号の
差がゼロとなる信号処理条件をめておき、この条件下に
て検査対象材の２周波数での各インピーダンスを測定し
、この測定信号に基づき異材を弁別することを特徴とし
、また標準材、検査対象材夫々を直流にて磁気飽和して
夫々の２周波数での各インピーダンスを測定することに
より異材を弁別することを特徴とし、更にインピーダン
ス測定信号のベクトル平面での直交する２成分の値に基
づいて検査対象材の材質を特定することを特徴とする。
以下本発明を図面に基づいて具体的に説明する。
第１図は本発明方法に使用して好適な装置を示すブロッ
ク図であり、図中Ｐは棒鋼を示す。棒鋼Ｐは月通型コイ
ル１中に挿入されており、自失矢符方向へ移送される。
ク図であり、図中Ｐは棒鋼を示す。棒鋼Ｐは月通型コイ
ル１中に挿入されており、自失矢符方向へ移送される。
コイル１の外側には同心上に磁気飽和用コイル２が取付
けられており、これには必要に応じて直流電源７から所
定の電流を通電できるようになっでいる。
けられており、これには必要に応じて直流電源７から所
定の電流を通電できるようになっでいる。
内側のコイル１はブリッジ６を構成する４辺のうちの１
辺であり、発振器３．４夫々の周波数１１゜ｆ２の出力
はこれらを混合する周波数混合器５を １介してブリッ
ジ６へ与えられている。
辺であり、発振器３．４夫々の周波数１１゜ｆ２の出力
はこれらを混合する周波数混合器５を １介してブリッ
ジ６へ与えられている。
コイルｌにて検出されるインピーダンスは棒鋼Ｐのσ、
μ及びコイル１〜棒鋼Ｐ間の距Ｍｈ、即ら棒鋼Ｐの外径
に応して変化する。
μ及びコイル１〜棒鋼Ｐ間の距Ｍｈ、即ら棒鋼Ｐの外径
に応して変化する。
ブリッジ６の不平衡電流はフィルター８．１８へ与えら
れる。フィルター８，１８は夫々周波数ｆＩ。
れる。フィルター８，１８は夫々周波数ｆＩ。
ｆ２を通過帯域の中心周波数とするバンドパスフィルタ
ーであり、不平衡電流は周波数ｆ１近傍の成分の信号１
１ ′及び周波数ｆ２近傍の成分の信号ｆ２ ′に分離
され、分離された信号ｆ、’、ｆ２は増幅器９，１９へ
送られて増幅され、増幅信号は検波器１０．２０へ出力
される。
ーであり、不平衡電流は周波数ｆ１近傍の成分の信号１
１ ′及び周波数ｆ２近傍の成分の信号ｆ２ ′に分離
され、分離された信号ｆ、’、ｆ２は増幅器９，１９へ
送られて増幅され、増幅信号は検波器１０．２０へ出力
される。
検波器１０．２０には発振器３，４夫々から同期信号が
与えられており、検波器ＩＯは増幅器９からの信号を同
期検波し、ベクトル複素平面での実軸。
与えられており、検波器ＩＯは増幅器９からの信号を同
期検波し、ベクトル複素平面での実軸。
虚軸を夫々Ｘ軸、ｙ軸とすると検波信号Ｚ（ｆ＋）のＸ
成分ｘ１及びｙ成分ｙ１ 〔第２図（ａｌ参照〕を夫々
Ａ／Ｄ変換器１１．２１にてアナログ／ディジタル変換
してディジタル信号として計算機５３へ入力する。
成分ｘ１及びｙ成分ｙ１ 〔第２図（ａｌ参照〕を夫々
Ａ／Ｄ変換器１１．２１にてアナログ／ディジタル変換
してディジタル信号として計算機５３へ入力する。
検波器２０は増幅器１９からの信号を同期検波し、同様
にベクトル複素平面での実軸、虚軸を夫々Ｘ軸、ｙ軸と
すると検波信号ｚ（ｆ２）のＸ成分ｘ２及びｙ成分ｙ２
〔第２図（ｂ）参照〕を位相回転器５０へ出力する。
にベクトル複素平面での実軸、虚軸を夫々Ｘ軸、ｙ軸と
すると検波信号ｚ（ｆ２）のＸ成分ｘ２及びｙ成分ｙ２
〔第２図（ｂ）参照〕を位相回転器５０へ出力する。
位相回転器５０は入力された（Ｘ２＋ ｙ２’）の信号
、つまりｚ （ｆ２）を位相回転せしめ、位相回転後の
信号のｘ、ｙ成分を夫々増幅器５１．５２へ出力し、こ
こで増幅された信号Ｚ （ｆ２）’ （信号・ ２．（
ｆ２）が位相回転、利得調整されたもの〕（ｘ２ ’ｌ
ｙ２ ’）は夫々Ａ／Ｄ変換器３１ 、４１にてアナ
ログ／ディジタル変換されてディジタル信号として計算
機５３へ入力される。
、つまりｚ （ｆ２）を位相回転せしめ、位相回転後の
信号のｘ、ｙ成分を夫々増幅器５１．５２へ出力し、こ
こで増幅された信号Ｚ （ｆ２）’ （信号・ ２．（
ｆ２）が位相回転、利得調整されたもの〕（ｘ２ ’ｌ
ｙ２ ’）は夫々Ａ／Ｄ変換器３１ 、４１にてアナ
ログ／ディジタル変換されてディジタル信号として計算
機５３へ入力される。
計算機５３は計算部５３ａ及び記憶部５３ｂを備えてお
り、計算部５３ａは入力されまた２周波数に係るインピ
ーダンス測定値のヘクト、ル差信号、つまり（ｘＩ Ｘ
２ ’＋ ３’ｌ ７２ ’）をめ、この両、成分をｘ
−ｙ座標系の表示機５４にて表示し、また同様のｘ−ｙ
座標系の記録器５５にて記録する。
り、計算部５３ａは入力されまた２周波数に係るインピ
ーダンス測定値のヘクト、ル差信号、つまり（ｘＩ Ｘ
２ ’＋ ３’ｌ ７２ ’）をめ、この両、成分をｘ
−ｙ座標系の表示機５４にて表示し、また同様のｘ−ｙ
座標系の記録器５５にて記録する。
このように構成された装置を用いて行う本発明の異材弁
別方法について次に説明する。
別方法について次に説明する。
まず検査対象たる棒鋼−と同材質であって外径が棒鋼Ｐ
の基準寸法である棒鋼を第１標準材としてこれをコイル
１中へ挿通させる。これにより第３図＋８）、 （ｂ）
に示すようなＸｌ ）’Ｉ座標上での信号２ｏ（ｆｒ）
及びＸ２ ）’２座標上での信号Ｚｏ （ｆ２）が計算
機５３へ出力される。オペレータはこれを記憶部５３ｂ
へ記憶させておく。
の基準寸法である棒鋼を第１標準材としてこれをコイル
１中へ挿通させる。これにより第３図＋８）、 （ｂ）
に示すようなＸｌ ）’Ｉ座標上での信号２ｏ（ｆｒ）
及びＸ２ ）’２座標上での信号Ｚｏ （ｆ２）が計算
機５３へ出力される。オペレータはこれを記憶部５３ｂ
へ記憶させておく。
次いで検査対象の棒鋼Ｐと同材質であって第１標準材と
異なる外径の第２標準材をコイルｌ中へ挿通させ、計算
部５３ａは第３図（Ｃ１，＋ｄ）に示すような信号Ｚ＋
（ｆ＋ ）（Ｘｕ、３’ｕ）及び信号ｚＩ （ｆ２）
（Ｘ’！２１ ３’＋２）を入力し、この信号Ｚｏ
、（ｆ ２） 、（Ｘｏ２＋ ）’０２）との差信号Δ
ｚ１（Ｘｏｌｘｌｌｌ ３’ｏ＋ Ｖｎ） 、ΔＺ２
（ＸＯ２Ｘ１２゜）’ｏ２’Ｖ＋２）を算出する。オペ
レータは算出したΔＺ１． ΔＺ２に基づき第３図（ｅ
ｌに示すようにΔｚ２をΔ２．と同位相及び同出力レベ
ルと劃べ〜 く、換言すればΔｚ１−Δｚ２，０とすべく位相回転器
５０にて位相をφだけ回転し、また増幅器５１．５２の
利得を調整してレベルを揃える。なおこの位相回転、利
得調整に際して複数箇所を測定してその平均値に基づき
行うのが測定精度上好ましい。
異なる外径の第２標準材をコイルｌ中へ挿通させ、計算
部５３ａは第３図（Ｃ１，＋ｄ）に示すような信号Ｚ＋
（ｆ＋ ）（Ｘｕ、３’ｕ）及び信号ｚＩ （ｆ２）
（Ｘ’！２１ ３’＋２）を入力し、この信号Ｚｏ
、（ｆ ２） 、（Ｘｏ２＋ ）’０２）との差信号Δ
ｚ１（Ｘｏｌｘｌｌｌ ３’ｏ＋ Ｖｎ） 、ΔＺ２
（ＸＯ２Ｘ１２゜）’ｏ２’Ｖ＋２）を算出する。オペ
レータは算出したΔＺ１． ΔＺ２に基づき第３図（ｅ
ｌに示すようにΔｚ２をΔ２．と同位相及び同出力レベ
ルと劃べ〜 く、換言すればΔｚ１−Δｚ２，０とすべく位相回転器
５０にて位相をφだけ回転し、また増幅器５１．５２の
利得を調整してレベルを揃える。なおこの位相回転、利
得調整に際して複数箇所を測定してその平均値に基づき
行うのが測定精度上好ましい。
このような調整を行った状態では第１．第２標準材の差
、つまりコイル１と検査対象との距離の差があるだけの
場合には、周波数’Ｉ＋ｊ；での測定値の差はゼロとな
る。つまり外径が異なる検査対象材に対してはｆ、によ
るインピーダンス測定値とｆ２によるインピーダンス測
定値とが等しい状態となっている。即ち外径変化に基づ
く弁別誤差は解消される。
、つまりコイル１と検査対象との距離の差があるだけの
場合には、周波数’Ｉ＋ｊ；での測定値の差はゼロとな
る。つまり外径が異なる検査対象材に対してはｆ、によ
るインピーダンス測定値とｆ２によるインピーダンス測
定値とが等しい状態となっている。即ち外径変化に基づ
く弁別誤差は解消される。
このように棒鋼Ｐの外径変化による影響が抑制された状
態で検査対象材をコイル１へ挿通する。
態で検査対象材をコイル１へ挿通する。
そしてＡ／Ｄ変換器１１．２１及び３Ｌ４１から入力さ
れる周波数ｆ、及びｆ２でのインピーダンス測定値の差
信号を計算機５３にて演算させ、これがゼロ又は所定の
許容範囲内にある場合は標準材と同材質、許容範囲外の
値である場合は異材として弁別でき定値Ｚ （ｆ＋）、
Ｚ （ｆ２）’ （位相回転、利得調整後のもの）の差
は検査対象の棒鋼Ｐの外径差によるものではなく材質差
、換言すれば導電率σ。
れる周波数ｆ、及びｆ２でのインピーダンス測定値の差
信号を計算機５３にて演算させ、これがゼロ又は所定の
許容範囲内にある場合は標準材と同材質、許容範囲外の
値である場合は異材として弁別でき定値Ｚ （ｆ＋）、
Ｚ （ｆ２）’ （位相回転、利得調整後のもの）の差
は検査対象の棒鋼Ｐの外径差によるものではなく材質差
、換言すれば導電率σ。
透磁率μによるものだからである。
ところで既述した如くμは同一材質であっても残留応力
、熱処理状態によって変化し、これら残留応力、熱処理
状態は検査対象の棒鋼Ｐの製造履歴によって定まる。従
って高精度の弁別にはμの変動による影響を排除する必
要がある。そとで磁気飽和用コイル２に所定の直流を通
電する。これにより棒鋼Ｐが磁気飽和されるため検査対
象例々の透磁率の差が小さくなると共にインピーダンス
を支配する要素の内の透磁率の成分が小さくなる。
、熱処理状態によって変化し、これら残留応力、熱処理
状態は検査対象の棒鋼Ｐの製造履歴によって定まる。従
って高精度の弁別にはμの変動による影響を排除する必
要がある。そとで磁気飽和用コイル２に所定の直流を通
電する。これにより棒鋼Ｐが磁気飽和されるため検査対
象例々の透磁率の差が小さくなると共にインピーダンス
を支配する要素の内の透磁率の成分が小さくなる。
これば磁気飽和域の微分透磁率（μｄｉｆｆ）が小さい
ためである。この小さくなった透磁率の成分と、磁気飽
和とは無関係な導電率の成分とに基づいたインピーダン
スが測定される。導電率は化学組成と強い相関がある。
ためである。この小さくなった透磁率の成分と、磁気飽
和とは無関係な導電率の成分とに基づいたインピーダン
スが測定される。導電率は化学組成と強い相関がある。
また透磁率の成分は第１表に示す如く直流磁場Ｈが増大
するに従い各材質の透磁率の差が小さくなること及びＨ
≧Ｉ ＫＯｅではＳＣ材についてはＣ量め増大に伴い微
分透磁率が単調に増加することがらＨ≧Ｉ ＫＯｅの磁
場での微分透磁率は材質判別に有用であ′ることがわか
る。棒鋼Ｐが標準材と同じ化学組成である場合には、棒
鋼の差信号（ｚ （ｆ＋） ｚ （ｆ２）’）がゼロと
なり、棒ｍｐが標準材と化学組成が異なる場合には導電
率、微分透磁率によるインピーダンスに差が生じて出力
がゼロとならない。そしてこの場合は、複数箇所のイン
ピーダンス測定値を平均化することにより測定箇所によ
る微分透磁率の差を抑制することは弁別精度向上に寄与
する。このようにして本発明は化学組成の異なる異材を
弁別できる。
するに従い各材質の透磁率の差が小さくなること及びＨ
≧Ｉ ＫＯｅではＳＣ材についてはＣ量め増大に伴い微
分透磁率が単調に増加することがらＨ≧Ｉ ＫＯｅの磁
場での微分透磁率は材質判別に有用であ′ることがわか
る。棒鋼Ｐが標準材と同じ化学組成である場合には、棒
鋼の差信号（ｚ （ｆ＋） ｚ （ｆ２）’）がゼロと
なり、棒ｍｐが標準材と化学組成が異なる場合には導電
率、微分透磁率によるインピーダンスに差が生じて出力
がゼロとならない。そしてこの場合は、複数箇所のイン
ピーダンス測定値を平均化することにより測定箇所によ
る微分透磁率の差を抑制することは弁別精度向上に寄与
する。このようにして本発明は化学組成の異なる異材を
弁別できる。
なお、上述したところとは逆に熱処理等を施して透磁率
が異なる棒鋼をも異材として弁別したい場合にはコイル
２へ通電せず、即ち棒鋼を磁気飽和させずに透磁率の差
を顕著な状態とし、コイル ・１のインピーダンスを検
出して信号処理すればよい。そしてこの場合にも位相回
転、利得調整時のみならず複数箇所検査しそその平均値
に基づき異材弁別するのが好ましい。
が異なる棒鋼をも異材として弁別したい場合にはコイル
２へ通電せず、即ち棒鋼を磁気飽和させずに透磁率の差
を顕著な状態とし、コイル ・１のインピーダンスを検
出して信号処理すればよい。そしてこの場合にも位相回
転、利得調整時のみならず複数箇所検査しそその平均値
に基づき異材弁別するのが好ましい。
さて本発明は計算ｆｉ５３にて得られた計算結果にら本
発明により得られるｚ （ｆ＋） ’ｚ （ｆ２）’の
値は、透磁率及び導電率の双方にて定まるものであり、
しかも周波数’Ｉ＋’２での測定に及ぼす透磁率、導電
率の影響が異なる（第７図におけるΔμ、Δσの方向が
異なる）からである。
発明により得られるｚ （ｆ＋） ’ｚ （ｆ２）’の
値は、透磁率及び導電率の双方にて定まるものであり、
しかも周波数’Ｉ＋’２での測定に及ぼす透磁率、導電
率の影響が異なる（第７図におけるΔμ、Δσの方向が
異なる）からである。
これを実施例に基づき以下に説明する。第１表に示すよ
うに化学組成、熱処理状態が異なる１１種の棒鋼を検査
対象とした。これらを夫々番号５のものと同材質で外径
の異なる２つの標準材を測定して位相回転器５０の位相
回転及び増幅器５１．５２の利得調整をし、上記１１種
の棒鋼を直流にて磁気飽和して周波数’ｌ＋”２でのイ
ンピーダンス差を測定した。
うに化学組成、熱処理状態が異なる１１種の棒鋼を検査
対象とした。これらを夫々番号５のものと同材質で外径
の異なる２つの標準材を測定して位相回転器５０の位相
回転及び増幅器５１．５２の利得調整をし、上記１１種
の棒鋼を直流にて磁気飽和して周波数’ｌ＋”２でのイ
ンピーダンス差を測定した。
第４図はこの測定により得られた信号を一直交する２成
分Ｘ、Ｙに分けてプロットした図であり、−図中の数字
は棒鋼の番号を示す。
分Ｘ、Ｙに分けてプロットした図であり、−図中の数字
は棒鋼の番号を示す。
一方、第５図は上記１１種の棒鋼の磁気飽和した状態で
の微分透磁率と比抵抗（導電率の逆数）との関係を、縦
軸に微分透磁率゛（μｄｉｆｆ）、また横軸に比抵抗（
μΩ・ｃｍ）をとって示したものであり、鋼種によって
夫々の占める位置が異なっている。この分布が第４図の
分布と類似していることが解る。第４図の斜め座標軸は
複素インピーダンスの実軸分が比抵抗によって、虚軸分
が透磁率によって影響されることを利用して標準材のプ
ロット点を原点とした正規化インピーダンス座標を示し
たものであり、これにより第４図、第５図の分布のＲ４
Ｑｌ性はより明らかである。そしてプロット位置につい
ては、番号１〜５のＳＣ材は夫々が近い位置にあり、し
かも弁別可能な位置にある。番号６．７のＳＣｒ材は、
脱炭処理した番号６のものと、焼入れした番号７のもの
とでは略同じ化学組成であってもその処理状態による影
響を明確に弁別できる位置関係にあり、また番号８．９
のＳＣＭ材も同様である。番号１０．１１の５ＵＰ６．
５ＵＰ９のＳｉ濃度が異なるものでは比抵抗、微分透磁
率に応じたプロット位置となり容易に弁別できる。
の微分透磁率と比抵抗（導電率の逆数）との関係を、縦
軸に微分透磁率゛（μｄｉｆｆ）、また横軸に比抵抗（
μΩ・ｃｍ）をとって示したものであり、鋼種によって
夫々の占める位置が異なっている。この分布が第４図の
分布と類似していることが解る。第４図の斜め座標軸は
複素インピーダンスの実軸分が比抵抗によって、虚軸分
が透磁率によって影響されることを利用して標準材のプ
ロット点を原点とした正規化インピーダンス座標を示し
たものであり、これにより第４図、第５図の分布のＲ４
Ｑｌ性はより明らかである。そしてプロット位置につい
ては、番号１〜５のＳＣ材は夫々が近い位置にあり、し
かも弁別可能な位置にある。番号６．７のＳＣｒ材は、
脱炭処理した番号６のものと、焼入れした番号７のもの
とでは略同じ化学組成であってもその処理状態による影
響を明確に弁別できる位置関係にあり、また番号８．９
のＳＣＭ材も同様である。番号１０．１１の５ＵＰ６．
５ＵＰ９のＳｉ濃度が異なるものでは比抵抗、微分透磁
率に応じたプロット位置となり容易に弁別できる。
のベクトル平面での各位置を予めめておくことにより異
材であるか否かの弁別はもとより、それが異材である場
合にその材質を特定することができる。
材であるか否かの弁別はもとより、それが異材である場
合にその材質を特定することができる。
なおこのような判別を可能とするためにはｆｌ。
ｆ２の差を大きくするのが望ましい。これは周波数差が
小さい場合には画周波数におけるΔσ、Δμによるイン
ピーダンス変化が類似し差が小さくなって判定、弁別が
困難になるからである。
小さい場合には画周波数におけるΔσ、Δμによるイン
ピーダンス変化が類似し差が小さくなって判定、弁別が
困難になるからである。
また本発明方法は同期検波器１０．２０出力をコンピュ
ータに入力し、前述の位相回転、利得調整に相当する処
理をその演算にて行うことによっても実施できる。即ち
第１．第２標準材による周波数ｆ、、ｆ２でのインピー
ダンスを判定し、これらの差信号の差をゼロとするに要
する検波器１０又は２０からの入力の位相、値の補正デ
ータをめておき、その後の検査時ｉこ検波器１０又は２
ｏがらの入力データにこの補正データを用いることとす
ればよいのである。
ータに入力し、前述の位相回転、利得調整に相当する処
理をその演算にて行うことによっても実施できる。即ち
第１．第２標準材による周波数ｆ、、ｆ２でのインピー
ダンスを判定し、これらの差信号の差をゼロとするに要
する検波器１０又は２０からの入力の位相、値の補正デ
ータをめておき、その後の検査時ｉこ検波器１０又は２
ｏがらの入力データにこの補正データを用いることとす
ればよいのである。
更に、この方法は貫通コイルの他にプローブコイルにも
通用でき、本発明は棒鋼に限らず、導電性を有する材料
一般の異材弁肘が可能であり、また棒状に限らず他の形
状、例えば板材、帯材、角材等でも弁別できることは勿
論である。なおプローブコイルの場合は貫通コイルの場
合と異なり標準材を、各種材料につき各１つ用意してお
き、この標準材とプローブコイルとの距離２通りにつき
２周波数測定して位相回転器５０．増幅器５１．５２の
調整を行えばよい。
通用でき、本発明は棒鋼に限らず、導電性を有する材料
一般の異材弁肘が可能であり、また棒状に限らず他の形
状、例えば板材、帯材、角材等でも弁別できることは勿
論である。なおプローブコイルの場合は貫通コイルの場
合と異なり標準材を、各種材料につき各１つ用意してお
き、この標準材とプローブコイルとの距離２通りにつき
２周波数測定して位相回転器５０．増幅器５１．５２の
調整を行えばよい。
以上・詳述した如く本発明上よる場合は、２周波を用い
て一方の周波数に係る信号を位相回転し、また利得調整
しているので検査コイルと検査対象との間の距離変動に
拘わらず化学組成の異なる異材を弁別でき、また更に検
査対象材を磁気飽和することにより透磁率の影響なしに
異材を弁別でき、更にベクトル解析により材質を特定で
きる等、本発明は優れた効果を奏する。
て一方の周波数に係る信号を位相回転し、また利得調整
しているので検査コイルと検査対象との間の距離変動に
拘わらず化学組成の異なる異材を弁別でき、また更に検
査対象材を磁気飽和することにより透磁率の影響なしに
異材を弁別でき、更にベクトル解析により材質を特定で
きる等、本発明は優れた効果を奏する。
第１図は本発明の実施状態を示すブロック図、第２図、
第３図は本発明の異材弁別原理の説明図、第４図、第５
図は本発明の材質判定内容の説明図、第６図は従来技術
の説明図、第７図は正規化抵抗と正規化リアクタンスと
の関係を示すグラフ、第８図、第９図は従来技術の問題
点を説明するためのグラフである。 Ｐ・・・棒ｍｌ・・・コイル ２・・・磁気飽和用コイ
ル３．４・・・発振器 ６・・・ブリッジ １．０．２
０・・・検波器５０・・・位相回転器 ５１．５２・・
・増幅器 ５３・・・計算機時 許 出願人 住友、金
属工業株式会社代理人 弁理士 河 野 登 夫 橡１！尤 （ｂ）＜ｂ＞ 胃 寸ン去の標準才才 ソ１ ３ 図 −−Ｈ−× １ｏ１ ＡＯ３２２４ｊ６ 比低坑ＣＡ凭（、ｍ） 第 リ １ ＪＩＥ朗１ｊし底才九 第 ワ ｌ 虚軸 招６ 閃 虚軸 第 ９ 図
第３図は本発明の異材弁別原理の説明図、第４図、第５
図は本発明の材質判定内容の説明図、第６図は従来技術
の説明図、第７図は正規化抵抗と正規化リアクタンスと
の関係を示すグラフ、第８図、第９図は従来技術の問題
点を説明するためのグラフである。 Ｐ・・・棒ｍｌ・・・コイル ２・・・磁気飽和用コイ
ル３．４・・・発振器 ６・・・ブリッジ １．０．２
０・・・検波器５０・・・位相回転器 ５１．５２・・
・増幅器 ５３・・・計算機時 許 出願人 住友、金
属工業株式会社代理人 弁理士 河 野 登 夫 橡１！尤 （ｂ）＜ｂ＞ 胃 寸ン去の標準才才 ソ１ ３ 図 −−Ｈ−× １ｏ１ ＡＯ３２２４ｊ６ 比低坑ＣＡ凭（、ｍ） 第 リ １ ＪＩＥ朗１ｊし底才九 第 ワ ｌ 虚軸 招６ 閃 虚軸 第 ９ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、検査対象材に臨ませたコイルのインピーダンスを検
出することにより検査対象材の材質を弁別する方法にお
いて、相異なる２周波数での標準材のインピーダンスを
、標準材とコイルとの距離を異ならせて２回測定し、前
記２周波数夫々における第１回、第２回の測定値のベク
トル差信号をめ、両差信号の差がゼロとなる信号処理条
件をめておき、この条件下にて検査対象材の２周波数で
の各インピーダンスを測定し、この測定信号に基づき異
材を弁別することを特徴とする異材弁別方法。 ２、検査対象材に臨ませたコイルのインピーダンスを検
出することにより検査対象材の材質を弁別する方法にお
いて、相異なる２周波数での標準材のインピーダンスを
、直流磁場を印加した状態で、標準材とコイルとの距離
を異ならせて２回測定し、 前記２周波数夫々における第１回、第２回の測定値のベ
クトル差信号をめ、両差信号の差がゼロとなる信号処理
条件をめておき、この条件下にて、前同様の直流磁場を
検査対象材に印加した状態の２周波数での各インピーダ
ンスを測定し、この測定信号に基づき異材を弁別するこ
とを特徴とする異材弁別方法。 ３、前記直流磁場はＩ ＫＯｅ以上である特許請求の範
囲第２項記載の異材弁別方法。 ４、検査対象材に臨ませたコイルのインピーダンスを検
出することにより検査対象材の材質を弁別する方法にお
いて、 相異なる２周波数での標準材のインピーダンスを、直流
磁場を印加した状態で、標準材とコイルとの距離を異な
らせて２回測定し、前記２周波数夫々における第１回、
第２回の測定値のベクトル差信号をめ、両差信号の差が
ゼロとなる信号処理条件をめておき、この条件下にて、
前同様の直流磁場を検査対象材に印加した状態の２周波
数での各インピーダンスを測定し、この測定信号の差信
号のベクトル平面における直交する２成分の値に基づき
材質を特定することを特徴とする異材弁別方法 ５、前記直流磁場はＩ ＫＯｅ以上である特許請求の範
囲第４項記載の異材弁別方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11860984A JPS60262052A (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | 異材弁別方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11860984A JPS60262052A (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | 異材弁別方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60262052A true JPS60262052A (ja) | 1985-12-25 |
Family
ID=14740790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11860984A Pending JPS60262052A (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | 異材弁別方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60262052A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012042333A (ja) * | 2010-08-19 | 2012-03-01 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 金属材料の異材判定方法及び装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5233791A (en) * | 1975-09-09 | 1977-03-15 | Commissariat Energie Atomique | Method and device for nonndestructive test by eddy current |
-
1984
- 1984-06-08 JP JP11860984A patent/JPS60262052A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5233791A (en) * | 1975-09-09 | 1977-03-15 | Commissariat Energie Atomique | Method and device for nonndestructive test by eddy current |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012042333A (ja) * | 2010-08-19 | 2012-03-01 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 金属材料の異材判定方法及び装置 |
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