JPS61148364A - 材質異常検出方法及び装置 - Google Patents
材質異常検出方法及び装置Info
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- JPS61148364A JPS61148364A JP27129284A JP27129284A JPS61148364A JP S61148364 A JPS61148364 A JP S61148364A JP 27129284 A JP27129284 A JP 27129284A JP 27129284 A JP27129284 A JP 27129284A JP S61148364 A JPS61148364 A JP S61148364A
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- JP
- Japan
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- range
- barkhausen noise
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/24—Probes
- G01N29/2412—Probes using the magnetostrictive properties of the material to be examined, e.g. electromagnetic acoustic transducers [EMAT]
-
- 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
- G01N27/725—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables by using magneto-acoustical effects or the Barkhausen effect
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
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- G01N2291/02863—Electric or magnetic parameters
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- Electrochemistry (AREA)
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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〕
本発明は強磁性体を磁化することにより発生するバルク
ハウゼン雑音に基づいて強磁性体の材質異常を検出する
方法及びその実施に使用する装置に関する。
ハウゼン雑音に基づいて強磁性体の材質異常を検出する
方法及びその実施に使用する装置に関する。
〔従来技術］
鋼板の安定供給１品質確認のために鋼板を全域にわたり
検査する必要性が高まっており、これには非破壊検査が
採用されている。
検査する必要性が高まっており、これには非破壊検査が
採用されている。
鋼板の品質のうち成形性２機械的性質等は結晶粒度と関
係があり、例えば冷延鋼板を熱処理した際に加熱が不均
一に行われて粗大粒が局部的に発生して組織が第４図に
示すような混粒となった場合は、その部分の機械的特性
が悪化し、深絞り等の加工を行うと割れ発生率が高くな
る。従って、結晶粒度は鋼板品質の評価をする上で重要
な指標となる。
係があり、例えば冷延鋼板を熱処理した際に加熱が不均
一に行われて粗大粒が局部的に発生して組織が第４図に
示すような混粒となった場合は、その部分の機械的特性
が悪化し、深絞り等の加工を行うと割れ発生率が高くな
る。従って、結晶粒度は鋼板品質の評価をする上で重要
な指標となる。
さて、結晶粒度を非破壊的に測定する方法として、結晶
粒度と後述するパルス雑音の数とに相関があることを利
用した方法がある。この方法は、鋼板を磁化し、そのと
き発生するバルクハウゼン雑音を鋼板表面近傍に配した
検出コイルに誘起されるパルス状の微弱な高周波電圧と
して捉え、バルクハウゼン雑音パルス数Ｎをカウンタに
て計数し、その計数値に基づいて結晶粒度を推定する方
法である。
粒度と後述するパルス雑音の数とに相関があることを利
用した方法がある。この方法は、鋼板を磁化し、そのと
き発生するバルクハウゼン雑音を鋼板表面近傍に配した
検出コイルに誘起されるパルス状の微弱な高周波電圧と
して捉え、バルクハウゼン雑音パルス数Ｎをカウンタに
て計数し、その計数値に基づいて結晶粒度を推定する方
法である。
このようにバルクハウゼン雑音により結晶粒度が推定で
きるのは、この雑音が＠磁性体の磁化過程において生ず
る磁壁の不連続移動に伴って発生するものであり、磁壁
の不連続移動が結晶粒界等で生ずるため第５図に示す如
く磁化の単位周期当たりの雑音パルス総数ΣＮが結晶粒
の大きさを示す精度番号（ＮＧ）と相関をもっためであ
る。
きるのは、この雑音が＠磁性体の磁化過程において生ず
る磁壁の不連続移動に伴って発生するものであり、磁壁
の不連続移動が結晶粒界等で生ずるため第５図に示す如
く磁化の単位周期当たりの雑音パルス総数ΣＮが結晶粒
の大きさを示す精度番号（ＮＧ）と相関をもっためであ
る。
しかしながら、前記方法はバルクハウゼン雑音を検出し
てその数に基づいて結晶粒度を測定するため、例えば第
６図に示すように結晶粒が均一な組織の場合と、第４．
７図に示すように大小の結晶粒が混在する組織の場合と
においてバルクハウゼン雑音数が同値であれば、組織が
異なるにも拘わらず同一結晶粒度として測定していた。
てその数に基づいて結晶粒度を測定するため、例えば第
６図に示すように結晶粒が均一な組織の場合と、第４．
７図に示すように大小の結晶粒が混在する組織の場合と
においてバルクハウゼン雑音数が同値であれば、組織が
異なるにも拘わらず同一結晶粒度として測定していた。
更に第４図に示す如き表層部側に大きい結晶粒が、また
内部側に小さい結晶粒が存在する組織と、第７図の大小
の結晶粒がランダムに存在する組織の場合には、その平
均の結晶粒径が同一であっても異なった値となる。これ
は表皮効果により成る厚みより内部側で発生したバルク
ハウゼン雑音が減衰し、表面近傍に配した検出コイルで
は検出されず、検出値に違いが生じて異なる結晶粒度と
して検出されるためである。
内部側に小さい結晶粒が存在する組織と、第７図の大小
の結晶粒がランダムに存在する組織の場合には、その平
均の結晶粒径が同一であっても異なった値となる。これ
は表皮効果により成る厚みより内部側で発生したバルク
ハウゼン雑音が減衰し、表面近傍に配した検出コイルで
は検出されず、検出値に違いが生じて異なる結晶粒度と
して検出されるためである。
このため従来のバルクハウゼン雑音を計数する方法では
、機械的特性に悪影響を及ぼす混粒等の材質の異常を正
確に検出できないという問題点があった・ Ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明は斯かる問題点を解決すべくなされたものであり
、バルクハウゼン雑音信号パルスのレベルが材質により
影響を受けることを利用してレベルが違うバルクハウゼ
ン雑音に重みづけを行うことにより、結晶粒度番号が等
しい場合でも材質に異常があると、それを検出し得る材
質異常検出方法及びその実Ｊｉｆｆに使用する装置を提
供することを目的とする。
、機械的特性に悪影響を及ぼす混粒等の材質の異常を正
確に検出できないという問題点があった・ Ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明は斯かる問題点を解決すべくなされたものであり
、バルクハウゼン雑音信号パルスのレベルが材質により
影響を受けることを利用してレベルが違うバルクハウゼ
ン雑音に重みづけを行うことにより、結晶粒度番号が等
しい場合でも材質に異常があると、それを検出し得る材
質異常検出方法及びその実Ｊｉｆｆに使用する装置を提
供することを目的とする。
本発明に係る材質異常検出力法は、強磁性体を磁化して
これにより発生するバルクハウゼン雑音を検出し、検出
したバルクハウゼン雑音信号パルスの数を、該パルスの
強度レベルにて分級した範囲毎に計数し、各範囲での計
数値を前記強度レベルに応じて重みづけし、重みづけし
た値に基づき強磁性体の材質異常を検出することを特徴
とする。
これにより発生するバルクハウゼン雑音を検出し、検出
したバルクハウゼン雑音信号パルスの数を、該パルスの
強度レベルにて分級した範囲毎に計数し、各範囲での計
数値を前記強度レベルに応じて重みづけし、重みづけし
た値に基づき強磁性体の材質異常を検出することを特徴
とする。
以下本発明を図面に基づき具体的に説明する。
第１図は本発明の実施例を示す模式図であり、図中１は
鋼板を示す。鋼板１は図示しない移送装置により長手方
向（白抜矢符方向）に水平移送されており、その下方に
は励磁電磁石２が設けられている。
鋼板を示す。鋼板１は図示しない移送装置により長手方
向（白抜矢符方向）に水平移送されており、その下方に
は励磁電磁石２が設けられている。
励磁電磁石２には発振器１０で発生した低周波電流が増
幅器８で増幅され通電されるようになっており、鋼板ｌ
は励磁電磁石２により交流磁化される。
幅器８で増幅され通電されるようになっており、鋼板ｌ
は励磁電磁石２により交流磁化される。
鋼板ｌが磁化されると鋼板１を挾んでｆｆ１ｌＪ磁電磁
石磁電対向する位置に設けられた検出コイル３にて励磁
交流による成分に微弱なパルス波が重畳された電圧信号
が捉えられ、この電圧信号はフィルタ４により励磁交流
周波数成分が除去されて増幅器５にて増幅され、計数器
６へ与えられる。
石磁電対向する位置に設けられた検出コイル３にて励磁
交流による成分に微弱なパルス波が重畳された電圧信号
が捉えられ、この電圧信号はフィルタ４により励磁交流
周波数成分が除去されて増幅器５にて増幅され、計数器
６へ与えられる。
計数器６は入力信号をＡ／Ｄ変換して予め分級した強度
範囲ｉ （ｉ＝１．２・・・ｎ）毎にその数を計数し、
各範囲の計数値を演算器７へ各別に出力する。計数器６
はマルチチャネルアナライザ、又はしきいチャネルを変
更することにより強度の異なるパルスを各レベル毎に計
数可能な複数のカウンタにて構成されたもの等を使用す
る。
範囲ｉ （ｉ＝１．２・・・ｎ）毎にその数を計数し、
各範囲の計数値を演算器７へ各別に出力する。計数器６
はマルチチャネルアナライザ、又はしきいチャネルを変
更することにより強度の異なるパルスを各レベル毎に計
数可能な複数のカウンタにて構成されたもの等を使用す
る。
演算器７は第２図に示す如く計数器６の各範囲ｉの計数
値Ｎ＋ （ｉ＝１．２．３−ｎ）が人力される加算回
路７３にて入力信号をすべて加算してバルクハウゼン雑
音の総和ΣＮ１を求め、また上記力される夫々の乗算回
路７１１．７１２．７１３・・・７１ｎにて乗数レジス
タに入力設定された各範囲の基準値、・・・Ｈｎと入力
信号Ｎｌ 、Ｎ２ ＋ Ｎ３・・・Ｎｎとを各する。
値Ｎ＋ （ｉ＝１．２．３−ｎ）が人力される加算回
路７３にて入力信号をすべて加算してバルクハウゼン雑
音の総和ΣＮ１を求め、また上記力される夫々の乗算回
路７１１．７１２．７１３・・・７１ｎにて乗数レジス
タに入力設定された各範囲の基準値、・・・Ｈｎと入力
信号Ｎｌ 、Ｎ２ ＋ Ｎ３・・・Ｎｎとを各する。
その各範囲にて計数されたパルス数Ｎ１との積を全範囲
で加算した値であり、高レベルのパルスが多い程、つま
り粒径の大きい結晶が多い組織程大きい値となるように
重みづけがなされている。上山する指標となり、この指
標に基づいて異常が検出された場合には図示しない警報
器にて警報が発せられる。
で加算した値であり、高レベルのパルスが多い程、つま
り粒径の大きい結晶が多い組織程大きい値となるように
重みづけがなされている。上山する指標となり、この指
標に基づいて異常が検出された場合には図示しない警報
器にて警報が発せられる。
このように構成された本発明に係る材質異常検出装置に
おいて、計数Ｉｓ６にて予めパルス強度のレベル毎に分
級された範囲で計数されたパルス数の分布は、一般に第
３図に示すように現れる。即ち、第６図に示す均一な結
晶粒の鋼板１では１点鎖線にて示すように低レベルのパ
ルスが多く検出され、第４図に示すような表層部に大き
な結晶粒が形成され、内部に小さな結晶粒が形成された
鋼板１では実線にて示すように高レベルのパルスが増加
し、低レベルのパルスが減少する。
おいて、計数Ｉｓ６にて予めパルス強度のレベル毎に分
級された範囲で計数されたパルス数の分布は、一般に第
３図に示すように現れる。即ち、第６図に示す均一な結
晶粒の鋼板１では１点鎖線にて示すように低レベルのパ
ルスが多く検出され、第４図に示すような表層部に大き
な結晶粒が形成され、内部に小さな結晶粒が形成された
鋼板１では実線にて示すように高レベルのパルスが増加
し、低レベルのパルスが減少する。
また第７図に示すような大、小の結晶粒がランダムに形
成された鋼板では上記両者の中間的な分布となる。
成された鋼板では上記両者の中間的な分布となる。
以上のような３つの場合の結晶粒分布を持つ鋼板のΣＮ
１が同等の値を示したとしても、前記算ｉ＝１ 常の鋼板の判別が可能となる。
１が同等の値を示したとしても、前記算ｉ＝１ 常の鋼板の判別が可能となる。
従って、本発明は第６図に示すような均一な結晶粒の鋼
板を連続的に検査する場合、結晶粒がそれと同じ大きさ
で均一である部分では前記算出値示す如く内部が第６図
と同じ大きさの結晶粒で、表層部がそれよりも大きい結
晶粒となった部分では差が生じるため材質異常を判別で
きる。更に、従来の指標ΣＮを併用して検査する場合に
は鋼板の厚さ方向の平均結晶粒度及び材質異常を検出で
きる。
板を連続的に検査する場合、結晶粒がそれと同じ大きさ
で均一である部分では前記算出値示す如く内部が第６図
と同じ大きさの結晶粒で、表層部がそれよりも大きい結
晶粒となった部分では差が生じるため材質異常を判別で
きる。更に、従来の指標ΣＮを併用して検査する場合に
は鋼板の厚さ方向の平均結晶粒度及び材質異常を検出で
きる。
なお、上記実施例では粒径の大きい方を強調して重みづ
けしているが、本発明は乗数レジスタにＨｌ （０＜
ｍ＜１）を設定することにより粒径の小さい方を強調し
ても実施できることは勿論である。
けしているが、本発明は乗数レジスタにＨｌ （０＜
ｍ＜１）を設定することにより粒径の小さい方を強調し
ても実施できることは勿論である。
また、上記実施例ではＨ，を乗することなく各範囲に重
みづけしているが、本発明はこれに限らず、例えば第３
図に示す如く成る強度のしきい値り以下のパルスについ
てはパルス個数を０とし、しきい値り以上のパルスのみ
のパルス数ΣＮｈを求めてそのΣＮｈを指標としてもよ
い。これは雑音レベルが６以上のＮ、に１、ｈ以下のＮ
１にＯを乗する重みづけを行うことにあたる、この場合
以上のＮ、をＯ，、ｈ以下のＮ＋ｆｌとして粒径の小さ
い方を強調して重みづけしても材質異常を判定できる。
みづけしているが、本発明はこれに限らず、例えば第３
図に示す如く成る強度のしきい値り以下のパルスについ
てはパルス個数を０とし、しきい値り以上のパルスのみ
のパルス数ΣＮｈを求めてそのΣＮｈを指標としてもよ
い。これは雑音レベルが６以上のＮ、に１、ｈ以下のＮ
１にＯを乗する重みづけを行うことにあたる、この場合
以上のＮ、をＯ，、ｈ以下のＮ＋ｆｌとして粒径の小さ
い方を強調して重みづけしても材質異常を判定できる。
更に、本発明は鋼板に限らず強磁性を有する材料一般の
材質異常を検出できることは勿論である。
材質異常を検出できることは勿論である。
以上本発明の効果について説明する。結晶粒度番号が８
．５〜９．０で近似している第６図、第７図。
．５〜９．０で近似している第６図、第７図。
第４図に示すような組織の鋼板１ａ、 ｌｂ、 ｌｃを
本発明ルトとして算出した。
本発明ルトとして算出した。
第１表はその算出結果を示した表であり、比較のために
従来の検査に用いた指標ΣＮを併せて示している。この
表より理解される如く使用した鋼板の結晶粒度番号が近
似しているため、従来の指標ΣＮのみではすべての鋼板
のΣＮが２．３Ｘ１０２〜２．７ Ｘ １０２となり材
質異常を判別できないが、以上詳述した如く本発明によ
る場合は、バルクハウゼン雑音の信号パルス数をそのパ
ルスの強度レベルに応じて重みづけして計算した値を指
標として検査するので、結晶粒度番号が近似するもので
も材質に異常がある場合にそれを判別でき、また本発明
装置による場合はライン上を流れる被検査強磁性体をイ
ンラインで検査できるので、従来、検査のために行って
いた試料採取、試料調整、検鏡観察等を省略することが
可能であり、また試料採取による成品歩留低下を防止で
き、更には全域検査が可能である等、本発明は優れた効
果を奏する。
従来の検査に用いた指標ΣＮを併せて示している。この
表より理解される如く使用した鋼板の結晶粒度番号が近
似しているため、従来の指標ΣＮのみではすべての鋼板
のΣＮが２．３Ｘ１０２〜２．７ Ｘ １０２となり材
質異常を判別できないが、以上詳述した如く本発明によ
る場合は、バルクハウゼン雑音の信号パルス数をそのパ
ルスの強度レベルに応じて重みづけして計算した値を指
標として検査するので、結晶粒度番号が近似するもので
も材質に異常がある場合にそれを判別でき、また本発明
装置による場合はライン上を流れる被検査強磁性体をイ
ンラインで検査できるので、従来、検査のために行って
いた試料採取、試料調整、検鏡観察等を省略することが
可能であり、また試料採取による成品歩留低下を防止で
き、更には全域検査が可能である等、本発明は優れた効
果を奏する。
第 １ 表
第１図は本発明の実施状態を示す模式図、第２図は本発
明装置の要部たる演算器のブロック図、第３図は結晶粒
とバルクハウゼン雑音信号パルスの強度・数との関係を
示すグラフ、第４．６，７゜８図は組織を示す模式図、
第５図は結晶の粒度番号とパルス総和ΣＮとの関係を示
すグラフである。 ｌ・・・綱板 ２・・・励磁電磁石 ３・・・検出コイ
ル４・・・フィルタ ５・・・増幅器 ６・・・計数器
７・・・演算器 ８・・・増幅器 ９・・・記録計
１０・・・発振器時 許 出願人 住友金属工業株式
会社代理人 弁理士 河 野 登 夫人 ハ０ルス独定 第 ３ ［￥１ ９ＩＯ 粒度番号（ＮＧ） 第 ５ 図 猶 ４ 図 ｎ６図 第 ７ 図 第８図
明装置の要部たる演算器のブロック図、第３図は結晶粒
とバルクハウゼン雑音信号パルスの強度・数との関係を
示すグラフ、第４．６，７゜８図は組織を示す模式図、
第５図は結晶の粒度番号とパルス総和ΣＮとの関係を示
すグラフである。 ｌ・・・綱板 ２・・・励磁電磁石 ３・・・検出コイ
ル４・・・フィルタ ５・・・増幅器 ６・・・計数器
７・・・演算器 ８・・・増幅器 ９・・・記録計
１０・・・発振器時 許 出願人 住友金属工業株式
会社代理人 弁理士 河 野 登 夫人 ハ０ルス独定 第 ３ ［￥１ ９ＩＯ 粒度番号（ＮＧ） 第 ５ 図 猶 ４ 図 ｎ６図 第 ７ 図 第８図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、強磁性体を磁化してこれにより発生するバルクハウ
ゼン雑音を検出し、検出したバルクハウゼン雑音信号パ
ルスの数を、該パルスの強度レベルにて分級した範囲毎
に計数し、各範囲での計数値を前記強度レベルに応じて
重みづけし、重みづけした値に基づき強磁性体の材質異
常を検出することを特徴とする材質異常検出方法。 ２、被検査強磁性体を交流磁化する磁化装置と、交流磁
化された被検査強磁性体から発生す るバルクハウゼン雑音を検出する検出器と、バルクハウ
ゼン雑音信号パルスを該パルス の強度レベルにて分級した範囲毎に計数する計数器と、 該計数器により計数された各範囲の計数値 をその範囲に応じて重みづけし、その総和を算出する演
算器と を具備することを特徴とする材質異常検出 装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27129284A JPS61148364A (ja) | 1984-12-22 | 1984-12-22 | 材質異常検出方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27129284A JPS61148364A (ja) | 1984-12-22 | 1984-12-22 | 材質異常検出方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61148364A true JPS61148364A (ja) | 1986-07-07 |
Family
ID=17498012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27129284A Pending JPS61148364A (ja) | 1984-12-22 | 1984-12-22 | 材質異常検出方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61148364A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998020335A1 (en) * | 1996-11-07 | 1998-05-14 | Case Technologies Ltd. | Method and apparatus for the on-line measurement of the strength of metal cables |
-
1984
- 1984-12-22 JP JP27129284A patent/JPS61148364A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998020335A1 (en) * | 1996-11-07 | 1998-05-14 | Case Technologies Ltd. | Method and apparatus for the on-line measurement of the strength of metal cables |
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