KR101459256B1 - 자기 특성 측정 방법 및 자기 특성 측정 장치 - Google Patents

Abstract

리프트 오프량의 변동이 발생한 경우에도, 강판의 국소적인 자기 특성 분포를 안정적으로 측정하는 것을 목적으로 하며, 자기 특성 측정 방법은, 사전 측정용 피검체의 건전부에 있어서의 감자성 소자의 출력과 감자성 소자의 리프트 오프량의 관계 (L_S(l)) 를 건전부 리프트 오프 데이터로서 미리 취득하는 단계와, 사전 측정용 피검체의 결함부에 있어서의 감자성 소자의 출력과 감자성 소자의 리프트 오프량의 관계 (L_P(l)) 를 결함부 리프트 오프 데이터로서 미리 취득하는 단계와, 피검체에 있어서의 감자성 소자의 출력 (x) 과 출력 (x) 이 얻어졌을 때의 감자성 소자의 리프트 오프 (l) 를 측정하는 측정 단계와, 건전부 리프트 오프 데이터, 결함부 리프트 오프 데이터, 및 측정 단계에 있어서 측정된 리프트 오프량을 사용하여, 측정 단계에 있어서 측정된 피검체에 있어서의 감자성 소자의 출력 (x) 을 보정 연산하는 보정 단계를 포함한다.

Description

자기 특성 측정 방법 및 자기 특성 측정 장치{MAGNETIC PROPERTIES MEASURING METHOD AND MAGNETIC PROPERTIES MEASURING DEVICE}

본 발명은, 강판의 국소적인 자기 특성 분포를 측정하는 자기 특성 측정 방법 및 자기 특성 측정 장치에 관한 것이다.

강판의 제조 공정에서는, 강판의 특성을 평가, 관리하기 위해, 전자기를 사용하여 강판의 국소적인 자기 특성 분포를 측정하는 경우가 많다. 여기서 말하는 국소적인 자기 특성 분포란, 보자력, 투자율, 철손 등의 자기 특성의 분포뿐만 아니라, 강판의 표면 또는 내부의 흠집이나 개재물에 의한 검지용 전자기의 변화도 포함한다. 따라서, 전자기를 사용한 자기 특성의 측정 장치는 와류 탐상이나 누설 자속 탐상 등에도 적용 가능하다.

전자기를 사용한 자기 특성의 측정 장치에 공통되는 문제로서, 검출 신호가 검출 소자와 측정 대상 사이의 거리 (이하, 리프트 오프량이라고 한다) 의 변동에 대하여 매우 민감한 점을 들 수 있다. 일반적으로, 리프트 오프량은 작을수록 바람직하며, 그 변동량도 작을수록 바람직하다. 리프트 오프량의 변동 원인으로는, 강판의 텐션 변동, 반송 롤의 편심, 강판의 형상 불량 등이 알려져 있다. 이들 원인에서 기인하는 리프트 오프량의 변동은, 서포트 롤을 추가하거나 함으로써 어느 정도 저감시킬 수 있는 경우도 있다. 그러나, 강판의 연속 측정 라인 등에 있어서 사용할 때의 리프트 오프량의 변동을 회피하는 것은 곤란하다.

예를 들어, 판두께가 얇은 강판에서는, 이른바 이(耳) 변형으로 불리는 강판의 에지 부분의 형상 불량부가 발생하기 쉽다. 이 이변형이 발생한 영역에서는, 강판이 짧은 주기로 상하 방향으로 수 ㎜ 정도 진동한다. 리프트 오프량은 이 진동에 수반하여 변동되고, 검출 신호도 변동된다. 그러나, 이 검출 신호의 변동은 강대의 특성에는 관계가 없다. 이상과 같은 점에서, 이변형을 포함하는 강판의 자기 특성을 측정하는 경우, 이변형의 영향으로 리프트 오프량이 변동됨으로써, 건전부를 결함부인 것으로 오인식하거나, 반대로 결함부를 건전부인 것으로 판정하거나 하는 경우가 있다.

그래서, 종래부터 리프트 오프량의 변동을 억제하기 위한 다양한 기술이 제안되어 있다. 예를 들어, 특허문헌 1 에는, 부유 보트에 센서를 설치하고, 공기압에 의한 모방 기구를 갖게 하는 기술이 개시되어 있다. 또, 특허문헌 2 에는, 와류식 거리계를 사용하여 편심 등에 의한 리프트 오프량의 변동을 보정하여 탐상 정밀도를 향상시키는 기술이 개시되어 있다. 또, 특허문헌 3 에는, 검출 센서와 피검사재의 리프트 오프량을 측정함으로써, 피검사재의 구부러짐의 영향을 배제한 측정을 가능하게 하는 기술이 개시되어 있다. 또, 특허문헌 4 에는, 복수의 거리 측정 장치를 구비하는 헤드로 탐상시의 리프트 오프량을 보정하는 기술이 개시되어 있다.

일본 공개실용신안공보 소61-170068호 일본 공개특허공보 2007-57245호 일본 공개특허공보 평08-145952호 일본 공개특허공보 2001-56317호

그러나, 특허문헌 1 ∼ 4 에 기재된 기술에는 이하에 나타내는 바와 같은 문제점이 있다. 즉, 특허문헌 1 에 기재된 기술에 의하면, 강대 전체 폭에 있어서 리프트 오프량이 변동되는 경우에는, 검출 헤드에 적절한 모방 기구를 형성함으로써 리프트 오프량의 변동을 흡수할 수 있는 경우가 있다. 그러나, 이변형 등의 강판의 국소적인 형상 불량에서 기인하는 리프트 오프량의 변동은, 검출 소자군 중 일부에만 영향이 나오는 경우가 많으므로, 리프트 오프량의 변동을 흡수할 수 없는 경우가 많다. 한편, 특허문헌 2 ∼ 4 에 기재된 기술은 모두 결함이 없는 건전부의 신호를 기준으로 하여 리프트 오프량을 보정하고 있다. 이와 같은 기술은, 와류 탐상이나 누설 자속 탐상과 같이, 결함이 없는 부분의 출력과 비교하여 출력에 변화가 있으면 결함으로서 검지하는 측정 방법에 대해서는 유용하다. 그러나, 이와 같은 기술은, 자기 특성의 측정과 같이, 측정한 신호의 레벨에 따라 제품의 특성을 평가하거나, 그레이드 분류를 실시하거나 하는 경우에는 불충분한 경우가 있다. 그 이유는, 자기 특성에 따라서는 리프트 오프량에 대하여 선형의 거동을 나타내지 않는 경우가 있는 점이나, 검출 소자 등의 경년 (經年) 변화에 따른 감도 드리프트 등이 발생할 수 있기 때문이다.

본 발명은, 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 리프트 오프량의 변동이 발생한 경우에도, 강판의 국소적인 자기 특성 분포를 안정적으로 측정할 수 있는 자기 특성 측정 방법 및 자기 특성 측정 장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관련된 자기 특성 측정 방법은, 사전 측정용 피검체의 건전부에 있어서의 감자성 소자의 출력과 상기 감자성 소자의 리프트 오프량의 관계를 건전부 리프트 오프 데이터로서 미리 취득하는 단계와, 상기 사전 측정용 피검체의 결함부에 있어서의 감자성 소자의 출력과 상기 감자성 소자의 리프트 오프량의 관계를 결함부 리프트 오프 데이터로서 미리 취득하는 단계와, 피검체에 있어서의 감자성 소자의 출력과 그 출력이 얻어졌을 때의 상기 감자성 소자의 리프트 오프량을 측정하는 측정 단계와, 상기 건전부 리프트 오프 데이터, 상기 결함부 리프트 오프 데이터, 및 상기 측정 단계에 있어서 측정된 리프트 오프량을 사용하여, 상기 측정 단계에 있어서 측정된 상기 감자성 소자의 출력을 보정 연산하는 보정 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관련된 자기 특성 측정 장치는, 피검체를 자화하는 여자 소자와, 상기 여자 소자에 의해 야기된 상기 피검체 상의 자기 특성 분포를 검출하는 감자성 소자와, 상기 감자성 소자와 상기 피검체 사이의 리프트 오프량을 계측하는 거리 측정 장치와, 건전부에 있어서의 상기 감자성 소자의 출력과 상기 감자성 소자의 리프트 오프량의 관계를 나타내는 건전부 리프트 오프 데이터 및 결함부에 있어서의 감자성 소자의 출력과 상기 감자성 소자의 리프트 오프량의 관계를 나타내는 결함부 리프트 오프 데이터를 기억하는 기억 장치와, 상기 건전부 리프트 오프 데이터, 상기 결함부 리프트 오프 데이터, 및 상기 거리 측정 장치에 의해 측정된 리프트 오프량을 사용하여, 상기 감자성 소자의 출력을 보정하는 연산 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관련된 자기 특성 측정 방법 및 자기 특성 측정 장치에 의하면, 리프트 오프량의 변동이 발생한 경우에도, 강판의 국소적인 자기 특성 분포를 안정적으로 측정할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 실시형태에 관련된 자기 특성 측정 장치의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2 는 본 발명의 실시형태에 관련된 검출 헤드의 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 3 은 본 발명의 실시형태에 관련된 리프트 오프량 보정의 원리를 나타내는 개념적 그래프이다.
도 4 는 본 발명의 실시형태에 관련된 사전 측정용 피검체의 채취예를 나타내는 모식도이다.
도 5 는 박강판에 교류 자계를 인가하여, 형상 불량부를 포함하는 강판의 국소적인 자기 특성을 측정한 예를 나타내는 그래프이다.
도 6 은 본 발명의 실시형태에 관련된 리프트 오프량 보정을 실시하지 않은 감자성 소자의 출력과 리프트 오프량의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7 은 본 발명의 실시형태에 관련된 리프트 오프량 보정을 실시한 감자성 소자의 출력과 리프트 오프량 보정을 실시하지 않은 감자성 소자의 출력의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8 은 결함부를 포함하는 강판에 있어서, 리프트 오프량 보정 전후의 감자성 소자의 출력과 리프트 오프량의 관계를 나타내는 그래프이다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 관련된 자기 특성 측정 방법 및 자기 특성 측정 장치에 대해 설명한다. 또한, 이 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또, 도면의 기재에 있어서, 동일 부분에는 동일한 부호를 부여하여 나타내고 있다.

도 1 은 본 발명의 실시형태에 관련된 자기 특성 측정 장치의 구성을 나타내는 모식도이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 자기 특성 측정 장치 (1) 는, 검출 헤드 (2a) 와, 제어부 (2b) 를 구비하고 있다. 검출 헤드 (2a) 는, 여자 소자 (3) 와, 감자성 소자 (4) 와, 거리 측정 장치 (5) 를 구비하고, 제어부 (2b) 는, 여자 장치 (6) 와, 연산 장치 (7) 와, 기억 장치 (8) 와, 표시 장치 (9) 를 구비하고 있다.

여자 소자 (3) 는, 피검체 (10) 를 자화하기 위한 장치로, 코일 등으로 구성할 수 있다. 여자 소자 (3) 가 인가하는 자장은, 교류 자장 또는 직류 자장, 혹은 그 양방의 조합으로 할 수 있다. 도 1 에 나타낸 예에서는, 여자 소자 (3) 는 검출 헤드 (2a) 의 내부에 형성되어 있는데, 여자 소자 (3) 를 피검체 (10) 에 관하여 검출 헤드 (2a) 의 반대측에 형성해도 된다. 교류 자장과 직류 자장을 조합하여 사용하는 경우, 검출 헤드 (2a) 의 내부 및 반대측의 양방에 여자 소자 (3) 를 형성해도 된다.

감자성 소자 (4) 는, 피검체 (10) 의 표면 또는 내부의 자기 특성 분포를 검출하는 장치로, 코일 및 홀 소자 등의 일반적인 자기 센서를 사용할 수 있다. 본 발명의 설명에서는, 피검체 (10) 의 표면이란, 피검체 (10) 의 표면 근방도 포함하는 것으로 정의한다. 누설 자속 탐상에 있어서는, 피검체 (10) 의 표면으로부터 누설되는 누설 자속을 검출함으로써 피검체 (10) 의 결함을 검출하는데, 이와 같은 표면 근방의 자장을 검출하는 측정에 있어서도 본 발명을 적용할 수 있다.

감자성 소자 (4) 는, 검출 성능의 관점에서, 피검체 (10) 로부터의 거리 (즉 리프트 오프량) 를 가능한 한 작게 하는 것이 바람직하다. 한편, 리프트 오프량이 지나치게 작은 경우, 피검체 (10) 의 진동이나 형상 불량에 의해, 검출 헤드 (2a) 가 피검체 (10) 에 접촉할 가능성이 있다. 검출 헤드 (2a) 가 피검체 (10) 에 접촉한 경우, 헤드의 파손이나, 피검체 (10) 인 강판에 대한 흠집 또는 파단의 발생 등의 위험성이 있기 때문에, 안전한 간격을 취할 필요가 있다. 따라서, 이 리프트 오프의 기준량은, 검출 성능과 강판의 성상 등의 제약 조건으로부터 결정한다.

거리 측정 장치 (5) 는, 감자성 소자 (4) 에 근접하여 설치되고, 리프트 오프량을 측정한다. 거리 측정 장치 (5) 로는, 예를 들어 레이저 거리계 등의 일반적인 거리계를 사용할 수 있다. 거리 측정 장치 (5) 로서 레이저 거리계를 사용하는 경우의 이점은, 측정 스폿이 작기 때문에, 정확하게 거리를 측정할 수 있고, 인접하는 거리 측정 장치끼리 또는 감자성 소자 (4) 와의 간섭이 적은 점이다.

여자 장치 (6) 는, 교류 전류 또는 직류 전류를 여자 소자 (3) 에 공급함으로써, 여자 소자 (3) 를 여자한다. 도 1 에 나타낸 예에서는, 여자 장치 (6) 는 제어부 (2b) 의 내부에 형성되어 있는데, 제어부 (2b) 와 독립적으로 여자 장치 (6) 를 형성해도 된다.

연산 장치 (7) 는, 거리 측정 장치 (5) 의 출력을 사용하여 감자성 소자 (4) 의 출력을 보정한다. 연산 장치 (7) 는, 사전에 측정되어 기억 장치 (8) 에 기억되어 있는 건전부와 리프트 오프량의 관계의 데이터 및 결함부와 리프트 오프량의 관계의 데이터를 참조하여 감자성 소자 (4) 의 출력을 보정한다. 따라서, 사전의 데이터 측정시에는, 연산 장치 (7) 는 감자성 소자 (4) 및 거리 측정 장치 (5) 의 출력을 기억 장치 (8) 에 기억하는 처리도 겸한다.

연산 장치 (7) 는, 보정된 감자성 소자 (4) 의 출력을 표시 장치 (9) 에 송신한다. 표시 장치 (9) 는 검출 결과를 적절한 형식으로 표시한다. 연산 장치 (7) 는, 표시 장치 (9) 에 검출 결과를 표시하는 대신에, 검출 결과를 기억 장치 (8) 에 기억해도 된다.

도 2 는 본 발명의 실시형태에 관련된 검출 헤드 (2a) 의 구성예를 나타내는 모식도이다. 도 2 에 나타내는 검출 헤드 (2a) 의 구성예는, 검출 헤드 (2a) 가 20 개의 감자성 소자 (4) 와 5 개의 거리 측정 장치 (5) 를 구비하는 구성예이다. 1 개의 감자성 소자 (4) 에 대하여, 1 개의 거리 측정 장치 (5) 를 구비하는 것이 바람직하지만, 피검체 (10) 의 형상 등에 따라서는, 거리 측정 장치 (5) 의 수가 감자성 소자 (4) 보다 적어도 상관없다.

도 2 에 나타내는 검출 헤드 (2a) 의 구성예와 같이, 감자성 소자 (4) 보다 거리 측정 장치 (5) 의 수를 적게 한 경우, 거리 측정 장치 (5) 를 수반하지 않는 감자성 소자 (4) 에 대해서는, 리프트 오프량을 적절히 보간할 필요가 있다. 예를 들어, 이웃하는 2 개의 거리 측정 장치 (5) 에 있어서의 거리 측정 장치 (5) 와 피검체 (10) 사이의 거리의 값을 가중하여 보간함으로써, 거리 측정 장치 (5) 를 수반하지 않는 감자성 소자 (4) 에 있어서의 리프트 오프량으로 할 수 있다. 형상 변화가 급준 (急峻) 한 경우, 보다 고차의 다항식 보간을 사용하면 된다. 상기 서술한 보간 연산은, 제어부 (2b) 내의 연산 장치 (7) 가 실행한다.

검출 헤드 (2a) 내에 있어서 거리 측정 장치 (5) 는, 형상 불량이 발생하기 쉬운 영역 (예를 들어 피검체 (10) 의 에지부) 에는 조밀하게 배치하여, 리프트 오프량 측정의 정밀도를 확보하는 것이 바람직하다. 한편, 형상 불량이 잘 발생하지 않는 영역에 있어서는, 거리 측정 장치 (5) 의 배치 밀도를 낮출 수 있다. 이로써, 토탈 비용을 저감시키면서, 필요한 거리 측정 장치 (5) 의 배치 밀도를 확보할 수 있다.

다음으로, 상기 서술한 자기 특성 측정 장치 (1) 의 구성예에 의한 자기 특성 측정 방법을 설명한다.

도 3 은 본 발명의 실시형태에 관련된 리프트 오프량 보정의 원리를 나타내는 개념적 그래프이다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 관련된 리프트 오프량 보정은, 사전에 측정한 건전부의 출력과 리프트 오프량의 관계 (L_S(l)) 및 결함부의 출력과 리프트 오프량의 관계 (L_P(l)) 를 사용한다.

도 3 에 나타내는 예에서는, 리프트 오프량이 커짐에 따라 건전부 및 결함부의 출력이 저하된다. 이 출력과 리프트 오프량의 관계는, 측정의 원리나 방법에 따라 상이한데, 건전부의 출력과 리프트 오프량의 관계 (L_S(l)) 및 결함부의 출력과 리프트 오프량의 관계 (L_P(l)) 를 사전에 취득할 수 있으면, 본 발명의 실시형태에 관련된 자기 특성 측정 방법을 적절히 실시할 수 있다.

건전부의 출력과 리프트 오프량의 관계 (L_S(l)) 및 결함부의 출력과 리프트 오프량의 관계 (L_P(l)) 를 사전에 취득하는 방법으로는, 사전 측정용 피검체를 준비하고, 자기 특성 측정 장치 (1) 를 사용하여 이 사전 측정용 피검체를 측정하는 방법이 있다. 이 사전 측정용 피검체 (건전부 표준 교정판 및 결함부를 모의한 결함부 모의 표준 교정판) 에 의해, 자기 특성 측정 장치 (1) 의 감도나 건전부 및 결함부를 검출할 때의 임계값을 적절히 결정하는 교정이 실시된다.

일반적으로, 와류 탐상이나 누설 자속 탐상에서는, 결함부로서 드릴 홀 등의 인공 결함을 사용할 수 있다. 또, 결함 근방의 전자계 분포를 컴퓨터 시뮬레이션 등으로 계산한 결과를 사용할 수도 있다. 그러나, 자화 방향이 건전부와 상이한 자기 특성 결함부는, 건전부와는 결정 입자의 크기나 결정 방위 등의 특징이 상이한 경우가 많다. 따라서, 자화 방향이 건전부와 상이한 자기 특성 결함부를 드릴 홀 등의 인공 결함으로 모의하는 것은 곤란하다.

또, 예를 들어 제품의 자기 특성 결함부로부터 결함부 모의 표준 교정판을 채취하는 것도 용이하지 않다. 이것은, 결함부가 제조 조건의 부적합 등에 의해 발생하는 것이며, 의도적으로 발생시키는 것이 아니라, 건전부와 결함부가 혼재하고 있거나, 그 결함의 정도에 편차가 있거나 하기 때문이다. 또, 결함부의 크기도 일정하다고는 할 수 없다. 이와 같이, 실제의 강판의 결함부로부터 결함부 모의 표준 교정판을 채취할 때에는, 우연성을 배제할 수 없어, 자기 특성 측정 장치의 교정에 적절한 크기의 사전 측정용 피검체를 제조하는 것은 곤란하다.

그래서, 본 발명에서는, 자기 특성이 건전부와는 상이한 결함부와 건전부에서의 결정 방위의 차이에 주목하여 사전 측정용 피검체를 제조한다. 도 4 는 사전 측정용 피검체의 채취 방법을 나타내는 모식도이다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 본 발명에서는, 건전부 표준 교정판 (101a) 과 결함부 모의 표준 교정판 (101b) 을 동일한 건전한 강판 (S) 으로부터 시어 등을 사용하여 각도를 변경하며 잘라냄으로써 채취한다. 그 때에는, 강판 (S) 으로부터 결함부 모의 표준 교정판 (101b) 을 채취하는 각도를 선택함으로써, 결함부 모의 표준 교정판 (101b) 의 결함 정도를 임의로 선택할 수 있다.

일례로서, 강판의 압연 방향 (A) 을 따라 건전부 표준 교정판을 제조함과 함께, 건전부 표준 교정판과의 자기 특성의 차이가 최대가 되는 각도를 선택하면, 결함부 모의 표준 교정판 (101b) 의 결함 정도가 최대가 된다. 구체적으로는, 자화 용이축이 지배적으로 되는 방향 ([100] 방향) 을 선택하여 건전부 표준 교정판 (101a) 으로 하고, 자화 곤란축이 지배적으로 되는 방향 ([111] 방향) 을 선택하여 결함부 모의 표준 교정판 (101b) 으로 하면, 결함부 모의 표준 교정판 (101b) 의 결함 정도가 최대가 된다.

결함부 모의 표준 교정판 (101b) 을 채취하는 각도를 자화 용이축의 방향에 대하여 0 °내지 자화 곤란축이 지배적으로 되는 방향에 대응하는 54.7 °의 범위 내에서 선택하면 결함의 정도를 임의로 선택할 수 있다. 결함부 모의 표준 교정판 (101b) 에 있어서의 결함 [[부]] 의 정도는 결함으로 판정하는 임계값에 기초하여 결정된다.

이와 같이, 건전부 표준 교정판 (101a) 과 결함부 모의 표준 교정판 (101b) 에서 강판으로부터 채취하는 각도를 변경하면, 실효적으로 결정 방위를 변화시켜, 결함의 정도를 변경할 수 있다. 또, 이 방법에 의하면, 강판으로부터 채취하는 각도의 선택만으로 결함부 모의 표준 교정판 (101b) 을 제조할 수 있으므로, 결함부의 재현성이 높다. 또, 제조하는 결함부 모의 표준 교정판 (101b) 의 크기에 제한이 없는 것도 분명하다.

사전 측정용 피검체 (101) 로서 건전부 표준 교정판 (101a) 과 결함부 모의 표준 교정판 (101b) 을 미리 따로 잘라내 두는 방법에 한정되지 않는다. 예를 들어, 사전 측정용 피검체 (101) 를 사용하여 교정을 실시할 때, 건전부 표준 교정판 (101a) 을 회전시키는 것만으로 결함부 모의 표준 교정판 (101b) 으로 할 수도 있다. 그 경우, 사전 측정용 피검체 (101) 를 자기 특성 측정 장치 (1) 에 대하여 미리 정해진 각도로 회전 가능하게 장착함으로써, 자기 특성 측정 장치 (1) 와 사전 측정용 피검체 (101) 의 상대 각도를 변화시켜 실효적인 결정 방위를 변화시킬 수 있다. 이로써, 단일의 강판 (사전 측정용 피검체 (101)) 으로 건전부 표준 교정판 (101a) 과 결함부 모의 표준 교정판 (101b) 의 양방을 실현할 수 있다.

본 발명의 실시형태에 관련된 자기 특성 측정 방법에서는, 건전부 표준 교정판 (101a) 을 사용하여 건전부의 출력과 리프트 오프량의 관계 (L_S(l)) 를 취득한다. 취득 방법의 일례로서, 적절한 스페이서를 사용하여 리프트 오프를 변화시키면서 출력을 기록한다. 동일하게, 결함부 모의 표준 교정판 (101b) 을 사용하여 결함부의 출력과 리프트 오프량의 관계 (L_P(l)) 를 취득한다. 이로써, 도 3 에 나타내는 바와 같은 관계가 취득된다. 계속해서, 이하와 같이 감자성 소자 (4) 의 출력을 보정한다.

거리 측정 장치 (5) 에 의해 측정된 측정시의 리프트 오프량이 l 일 때, 감자성 소자 (4) 의 출력이 x 인 것으로 한다. 이 경우의 상대 출력 (X) 을 이하에 나타내는 수학식 (1) 로 정의한다. 이 상대 출력 (X) 은, 건전부에 있어서의 감자성 소자 (4) 의 출력 (건전부 출력) 을 0 으로 하고, 결함부에 있어서의 감자성 소자 (4) 의 출력 (결함부 출력) 을 1 로 한 경우의 감자성 소자 (4) 의 상대적인 출력을 의미한다. 요컨대, 이 상대 출력 (X) 은 결함의 정도에 따라 변화한다.

다음으로, 이 상대 출력 (X) 을 사용하여, 기준 리프트 오프량 l ＝ ref 에 있어서의 출력값을 보정 출력 (y) 으로서 산출한다. 이 리프트 오프량의 기준값 ref 의 선정 방법은 임의이지만, 예를 들어 리프트 오프량의 설계값이나 실제의 측정에 있어서의 최빈값을 선택할 수 있다. 보정 출력 (y) 은, 기준 리프트 오프량 l ＝ ref 에 있어서의 건전부 출력 및 결함부 출력을 각각 L_S(ref) 및 L_P(ref) 로 하면, 이하에 나타내는 수학식 (2) 로 나타낼 수 있다. 이와 같은 보정을 실시함으로써, 리프트 오프량이 변동되어도, 결함의 정도에 따른 출력이 얻어지는 점에서, 고정밀도의 측정을 실시할 수 있다.

다음으로, 상기 설명한 본 발명의 실시형태에 관련된 자기 특성 측정 장치 및 자기 특성 측정 방법의 효과에 대해 설명한다.

도 5 는 박강판에 교류 자계를 인가하여, 형상 불량부를 포함하는 강판의 국소적인 자기 특성을 측정한 예를 나타내는 그래프이다. 도 5 에 나타내는 그래프에서는, 본 발명의 실시형태에 관련된 리프트 오프 보정 전후에 있어서의 감자성 소자 (4) 의 각 채널 (합계 20 채널 (20ch)) 의 출력과 그 측정시에 있어서의 각 감자성 소자 (4) 의 리프트 오프량을 병기하고 있다. 리프트 오프 보정 전후에 있어서의 감자성 소자 (4) 의 출력의 값은 좌축 (左軸) 에서 읽고, 감자성 소자 (4) 의 리프트 오프량의 값은 우축 (右軸) 에서 읽는다.

도 5 에 나타낸 자기 특성 측정의 예에 있어서의 20 채널의 감자성 소자 (4) 는, 박강판의 폭 방향으로 정렬된 것이다. 따라서, 도 5 에 나타내는 그래프의 횡축 (ch 의 축) 은, 박강판의 폭 방향의 검출 자력을 나타내고 있다. 도 5 에 나타내는 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 박강판에 이변형이 있는 것 등에서 기인하여 박강판의 폭 방향으로 리프트 오프량의 차이가 발생하면, 이 리프트 오프량에 상관하여 감자성 소자 (4) 의 출력도 저하된다. 그러나, 본 발명의 실시형태에 관련된 자기 특성 측정에 의하면, 채널 간의 리프트 오프량의 차이가 보정되어, 감자성 소자 (4) 의 출력이 평탄화됨을 알 수 있다.

다음으로, 도 6 및 도 7 을 참조하여, 강판의 길이 방향에 관한 리프트 오프량의 변동에 대한 보정예를 설명한다.

도 6 은 본 발명의 실시형태에 관련된 리프트 오프 보정을 실시하지 않은 감자성 소자 (4) 의 출력과 리프트 오프량의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 6 에서는, 감자성 소자 (4) 의 출력 (그래프 중, 파선) 의 값은 좌축에서 읽고, 리프트 오프량 (그래프 중, 일점쇄선) 은 우축에서 읽는다. 도 6 에 나타내는 바와 같이, 리프트 오프량의 변동과 감자성 소자 (4) 의 출력은 매우 강한 상관을 갖고 있다. 예를 들어 도 6 중에 있어서, 비교적 리프트 오프량의 변동이 적은 A 구간과 리프트 오프량의 변동이 큰 B 구간에서 감자성 소자 (4) 의 출력의 변동을 비교하면, B 구간에 있어서의 감자성 소자 (4) 의 출력의 변동 (Δ_B) 쪽이 A 구간에 있어서의 감자성 소자 (4) 의 출력의 변동 (Δ_A) 보다 크게 되어 있다. 그 결과, 리프트 오프량의 변동이 큰 구간에서는, 결함부에서 기인하는 감자성 소자 (4) 의 출력의 변동이 리프트 오프량의 변동에서 기인하는 변동에 매몰되어, 결함의 오검출로 이어진다. 도 7 은 본 발명의 실시형태에 관련된 리프트 오프 보정을 실시한 감자성 소자 (4) 의 출력과 리프트 오프 보정을 실시하지 않은 감자성 소자 (4) 의 출력의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 7 에서는, 보정 후의 감자성 소자 (4) 의 출력 (그래프 중, 실선) 의 값은 좌축에서 읽고, 보정 전의 감자성 소자 (4) 의 출력 (그래프 중, 파선) 의 값은 우축에서 읽는다. 도 7 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 관련된 리프트 오프 보정에 의해, 감자성 소자 (4) 의 출력 변동이 저감되었음을 알 수 있다.

다음으로, 도 8 을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 관련된 자기 특성 측정 방법에 따라, 측정 데이터로부터 결함부를 변별하는 방법에 대해 설명한다.

도 8 은 결함부를 포함하는 강판에 있어서, 리프트 오프 보정 전후의 감자성 소자 (4) 의 출력과 리프트 오프량의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 8 은 결함부 a 에서 결함부 d 까지의 4 개의 결함부를 포함하는 강판의 측정 데이터를 그래프화하고 있다. 도 8 에 나타내는 바와 같이, 결함부 d 에서는, 리프트 오프량의 변동에 수반하여 센서 출력이 저하되고 있다. 이 때문에, 결함부임에도 불구하고, 센서 출력은 결함 임계값 (결함으로 판정하는 임계값) 을 하회하고 있기 때문에, 결함부 d 가 검출되지 않게 된다. 그러나, 본 발명의 실시형태에 관련된 리프트 오프 보정에 의하면, 결함부 d 의 센서 출력이 임계값 이상이 되므로, 결함부 d 를 올바르게 검출할 수 있다.

이상의 결과에 의해, 본 발명의 실시형태에 관련된 리프트 오프 보정에 의해, 리프트 오프량의 변동의 영향을 배제한 측정을 실시할 수 있음이 확인되었다. 이 보정을 사용함으로써, 강판의 전체 길이 전체 폭에 있어서 출력을 보정하여, 외란인 리프트 오프량의 변화의 영향을 억제한 측정이 가능해진다. 또, 본 발명의 실시형태에 관련된 리프트 오프 보정은, 자기 특성 불량부의 검출뿐만 아니라, 철손이나 투자율, 보자력, 또는 그것들과 상관을 갖는 기계적 특성의 측정, 혹은 와류 탐상이나 누설 자속 탐상에 있어서의 탐상에도 적용 가능하다. 텐션 변동이나 롤의 편심 등, 혹은 국소적인 형상 불량에 의한 리프트 오프량의 변동의 영향을 배제하여, 고정밀도 측정에 기여한다. 또한, 본 발명의 실시형태에 관련된 자기 특성 측정 장치를 제조 공정에 적용함으로써, 강판의 자기 특성을 정확하게 측정하여, 부적합 부위를 확실하게 검출할 수 있게 된다. 검출된 결함 부위를 잘라 버리거나 손질, 마킹 등을 실시함으로써 제품의 신뢰성이 향상된다.

상기에서 서술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 리프트 오프량을 계측하여 출력 보정을 실시함으로써, 피검체의 자기 특성 분포를 안정적으로 양호한 정밀도로 측정할 수 있다. 또, 건전부와 결함부의 2 개의 출력을 사용하여 출력 보정을 실시함으로써 고정밀도의 보정을 실시할 수 있을 뿐만 아니라, 본 발명의 실시에 관련된 보정값 자체가 결함 정도의 지표가 된다. 또한, 2 점 교정 방식이기 때문에, 출력 드리프트 등의 영향을 배제한 측정이 가능해진다.

즉, 본 발명의 실시형태에 관련된 자기 특성 측정 방법에 의하면, 사전 측정용 피검체의 건전부에 있어서의 감자성 소자 (4) 의 출력과 감자성 소자 (4) 의 리프트 오프량의 관계 (L_S(l)) 를 건전부 리프트 오프 데이터로서 미리 취득하는 단계와, 사전 측정용 피검체의 결함부에 있어서의 감자성 소자 (4) 의 출력과 감자성 소자 (4) 의 리프트 오프량의 관계 (L_P(l)) 를 결함부 리프트 오프 데이터로서 미리 취득하는 단계와, 피검체 (10) 에 있어서의 감자성 소자 (4) 의 출력과 이 출력이 얻어졌을 때의 감자성 소자 (4) 의 리프트 오프량을 측정하는 측정 단계와, 건전부 리프트 오프 데이터, 결함부 리프트 오프 데이터, 및 측정 단계에 있어서 측정된 리프트 오프량을 사용하여, 측정 단계에 있어서 측정된 감자성 소자 (4) 의 출력을 보정 연산하는 보정 단계를 포함하므로, 강판의 텐션 변동, 반송 롤의 편심, 및 강대의 형상 불량 등에서 기인하는 리프트 오프량의 변동이 발생한 경우에도, 강판의 국소적인 자기 특성 분포를 안정적으로 측정할 수 있다.

또, 본 발명의 실시형태에 관련된 자기 특성 측정 방법에 의하면, 보정 단계가, 감자성 소자 (4) 의 리프트 오프량이 측정 단계에 있어서 측정된 리프트 오프량일 때의 사전 측정용 피검체의 건전부 및 결함부에 있어서의 감자성 소자 (4) 의 출력에 대한, 측정 단계에 있어서 측정된 감자성 소자 (4) 의 상대적인 출력을 산출하는 단계를 포함하므로, 본 발명의 실시에 관련된 보정 출력은 결함 정도의 지표로서 사용할 수 있다.

또, 본 발명의 실시형태에 관련된 자기 특성 측정 장치는, 피검체를 자화하는 여자 소자 (3) 와, 여자 소자 (3) 에 의해 야기된 피검체 (10) 상의 자기 특성 분포를 검출하는 감자성 소자 (4) 와, 감자성 소자 (4) 와 피검체 (10) 사이의 리프트 오프량을 계측하는 거리 측정 장치 (5) 와, 건전부에 있어서의 감자성 소자 (4) 의 출력과 감자성 소자 (4) 의 리프트 오프량의 관계 (L_S(l)) 를 나타내는 건전부 리프트 오프 데이터 및 결함부에 있어서의 감자성 소자의 출력과 감자성 소자 (4) 의 리프트 오프량의 관계 (L_P(l)) 를 나타내는 결함부 리프트 오프 데이터를 기억하는 기억 장치 (8) 와, 건전부 리프트 오프 데이터, 결함부 리프트 오프 데이터, 및 거리 측정 장치 (5) 에 의해 측정된 리프트 오프량을 사용하여, 감자성 소자 (4) 의 출력을 보정하는 연산 장치 (7) 를 구비하므로, 강판의 텐션 변동, 반송 롤의 편심, 및 강대의 형상 불량 등에서 기인하는 리프트 오프량의 변동이 발생한 경우에도, 강판의 국소적인 자기 특성 분포를 안정적으로 측정할 수 있다.

또, 본 발명의 실시형태에 관련된 사전 측정용 피검체에 의하면, 감자성 소자의 출력이나 판정 임계값을 높은 재현성으로 교정할 수 있다. 또, 임의의 결함 정도의 결함부 모의 표준 교정판을 제조하여, 교정을 실시할 수 있어, 본 발명의 실시형태에 관련된 자기 특성 측정 장치의 성능을 최대한 얻을 수 있다.

또, 본 발명의 실시형태에 관련된 자기 특성 측정 장치에 의하면, 거리 측정 장치 (5) 보다 많은 개수의 감자성 소자 (4) 가 구비되고, 감자성 소자 (4) 와 피검체 (10) 사이의 리프트 오프량은 거리 측정 장치 (5) 와 피검체 (10) 사이의 거리를 사용하여 보간함으로써 산출되므로, 토탈 비용을 저감시키면서, 필요한 거리 측정 장치 (5) 의 배치 밀도를 확보할 수 있다.

산업상 이용가능성

본 발명은, 강판의 국소적인 자기 특성 분포를 측정하는 자기 특성 측정 방법 및 자기 특성 측정 장치에 적용할 수 있다.

1 : 자기 특성 측정 장치
2a : 검출 헤드
2b : 제어부
3 : 여자 소자
4 : 감자성 소자
5 : 거리 측정 장치
6 : 여자 장치
7 : 연산 장치
8 : 기억 장치
9 : 표시 장치
10 : 피검체

Claims (7)

1. 사전 측정용 피검체의 건전부에 있어서의 감자성 소자의 출력과 상기 감자성 소자의 리프트 오프량의 관계를 건전부 리프트 오프 데이터로서 미리 취득하는 단계와,
   상기 사전 측정용 피검체의 결함부에 있어서의 감자성 소자의 출력과 상기 감자성 소자의 리프트 오프량의 관계를 결함부 리프트 오프 데이터로서 미리 취득하는 단계와,
   피검체에 있어서의 감자성 소자의 출력과 그 출력이 얻어졌을 때의 상기 감자성 소자의 리프트 오프량을 측정하는 측정 단계와,
   상기 건전부 리프트 오프 데이터, 상기 결함부 리프트 오프 데이터, 및 상기 측정 단계에 있어서 측정된 리프트 오프량을 사용하여, 상기 측정 단계에 있어서 측정된 상기 감자성 소자의 출력을 보정 연산하는 보정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 특성 측정 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 보정 단계는, 상기 감자성 소자의 리프트 오프량이 상기 측정 단계에 있어서 측정된 리프트 오프량일 때의 상기 사전 측정용 피검체의 건전부 및 결함부에 있어서의 감자성 소자의 출력에 대한, 상기 측정 단계에 있어서 측정된 상기 감자성 소자의 상대적인 출력을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 특성 측정 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 보정 단계는, 상기 감자성 소자의 상대적인 출력을 사용하여, 감자성 소자의 리프트 오프량이 소정값일 때의 감자성 소자의 출력을 보정값으로서 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 특성 측정 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 결함부는, 자화 방향이 상기 건전부의 자화 방향과는 상이한 영역이고, 상기 사전 측정용 피검체로서, 상기 건전부 리프트 오프 데이터의 취득용의 건전부 표준 교정판과, 상기 결함부 리프트 오프 데이터의 취득용의 결함부 모의 표준 교정판을, 동일한 강판의 건전부로부터 서로 상이한 각도로 채취하는 것을 특징으로 하는 자기 특성 측정 방법.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 결함부는, 자화 방향이 상기 건전부의 자화 방향과는 상이한 영역이고, 상기 사전 측정용 피험체로서, 강판의 건전부를 상기 건전부 리프트 오프 데이터의 취득용의 건전부 표준 교정판으로 함과 함께, 그 건전부 표준 교정판을 상이한 각도로 회전시켜 상기 결함부 리프트 오프 데이터의 취득용의 결함부 모의 표준 교정판으로 하는 것을 특징으로 하는 자기 특성 측정 방법.
6. 피검체를 자화하는 여자 소자와,
   상기 여자 소자에 의해 야기된 상기 피검체 상의 자기 특성 분포를 검출하는 감자성 소자와,
   상기 감자성 소자와 상기 피검체 사이의 리프트 오프량을 계측하는 거리 측정 장치와,
   건전부에 있어서의 상기 감자성 소자의 출력과 상기 감자성 소자의 리프트 오프량의 관계를 나타내는 건전부 리프트 오프 데이터 및 결함부에 있어서의 감자성 소자의 출력과 상기 감자성 소자의 리프트 오프량의 관계를 나타내는 결함부 리프트 오프 데이터를 기억하는 기억 장치와,
   상기 건전부 리프트 오프 데이터, 상기 결함부 리프트 오프 데이터, 및 상기 거리 측정 장치에 의해 측정된 리프트 오프량을 사용하여, 상기 감자성 소자의 출력을 보정하는 연산 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 특성 측정 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 감자성 소자는, 상기 거리 측정 장치보다 많은 개수를 구비하고,
   상기 감자성 소자와 상기 피검체 사이의 리프트 오프량은, 상기 거리 측정 장치와 상기 피검체 사이의 거리를 사용하여 보간함으로써 산출하는 것을 특징으로 하는 자기 특성 측정 장치.

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