KR101482346B1 - 강판의 표면 결함 검출 장치 및 방법 - Google Patents

강판의 표면 결함 검출 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

강판의 표면 결함 검출 장치 및 방법가 제공된다. 강판의 표면 결함 검출 장치는, 강판의 두께 방향으로 자속을 발생시키는 자화부와, 두께 방향으로 발생된 자속이 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 누설 자속 측정부와, 측정된 누설 자속의 세기에 기초하여 강판의 표면 결함을 검출하는 표면 결함 검출부를 포함하며, 자화부의 자화극은 강판의 표면에 수직하게 배치되며, 자화극과 강판 사이의 강판의 표면에는 누설 자속 측정부가 배치되는 강판의 표면 결함 검출 장치할 수 있다. 이를 통해 강판의 표면 결함만을 검출할 수 있다.

Description

강판의 표면 결함 검출 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF DETECTING SURFACE DEFECT OF STEEL PLATE}
본 발명은 강판의 표면 결함 검출에 관한 것이다.
강판의 결함 검출 기술에는 초음파 탐상법(Ultrasonic Test), 누설자속 탐상법(Magnetic Flux Leakage), 자분 탐상법(Magnetic Particle Inspection), 와전류 탐상법 및 광학법 등이 있다.
이들 중 누설 자속 탐상법은 홀소자와 같은 자속을 전기적 신호로 변환시키는 자기센서를 이용하여 결함에 의하여 강판의 표면 밖으로 누설되는 누설 자속을 측정한 후, 측정된 누설 자속에 기초하여 강판의 결함을 검출하는 기법이다.
도 1에 상술한 누설 자속 탐상법을 위한 강판의 결함 검출 장치가 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 강판의 결함 검출 장치는 강판(1)의 주행 방향을 따라 강판(1)을 자화시키기 위한 자속을 발생시키는 자화부(110)와, 강판(1)의 폭방향으로 배치되며, 발생된 자속이 강판(1)의 결함을 통과할 때 누설되는 누설 자속을 측정하는 자기 센서 어레이(120)와, 측정된 누설 자속에 의해 자기 센서 어레이(120)로부터 나오는 출력 신호를 증폭하는 증폭부(130)를 포함할 수 있다. 한편, 자화부(110)는 영구자석(PM) 및 영구자석(PM)의 양측으로 연장되는 요크(111a, 111b)를 포함할 수 있다.
하지만, 상술한 장치에 의한 강판 결함 검출 방법은 강판의 주행 방향을 따라 강판(1)을 자화시키며, 자기 센서 어레이(120)에서 측정되는 누설 자속에는 강판(1)의 표면뿐 아니라 내부에 존재하는 결함이 모두 포함될 수 있다. 이로 인해 강판의 표면에 존재하는 결함과 강판의 내부에 존재하는 결함의 구분이 어려운 문제점이 있다.
또한, 강판(1)이 주행 방향으로 이송됨에 따라 강판(1)에는 와전류가 발생하게 되며, 이렇게 발생된 와전류는 자기 센서 어레이(120)로부터 나오는 출력 신호를 왜곡시키는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 강판의 표면 결함만을 검출할 수 있으며, 와전류에 의한 누설 자속의 왜곡을 방지할 수 있는 강판의 표면 결함 검출 장치 및 방법를 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 강판의 두께 방향으로 자속을 발생시키는 자화부; 상기 두께 방향으로 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 누설 자속 측정부; 및 상기 측정된 누설 자속의 세기에 기초하여 상기 강판의 표면 결함을 검출하는 표면 결함 검출부를 포함하며, 상기 자화부의 자화극은 상기 강판의 표면에 수직하게 배치되며, 상기 자화극과 상기 강판 사이의 상기 강판의 표면에는 상기 누설 자속 측정부가 배치되는 강판의 표면 결함 검출 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 자화부는, 상기 강판의 상부에 배치되어 상기 강판의 두께방향으로 자속을 발생시키는 상부 자화부를 포함하며, 상기 누설 자속 측정부는, 상기 상부 자화부에 의해 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 제1 상부 누설 자속 측정부를 포함하고, 상기 상부 자화부의 자화극은 상기 강판의 상부 표면에 수직하게 배치되고, 상기 상부 자화부의 자화극 하부의 상기 강판의 상부 표면에는 상기 제1 상부 누설 자속 측정부가 배치될 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 자화부는, 상기 강판의 하부에 배치되어 상기 강판의 두께 방향으로 자속을 발생시키는 하부 자화부를 더 포함하며, 상기 누설 자속 측정부는, 상기 하부 자화부에 의해 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 제1 하부 누설 자속 측정부를 더 포함하고, 상기 하부 자화부의 자화극은 상기 강판의 하부 표면에 수직하게 배치되고, 상기 하부 자화부의 자화극 상부의 상기 강판의 하부 표면에는 상기 제1 하부 누설 자속 측정부가 배치될 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 강판의 표면 결함 검출 장치는, 상기 강판의 주행 방향을 따라 상기 제1 상부 누설 자속 측정부와 일정 간격 이격되어 배치되며, 상기 상부 자화부에 의해 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 제2 상부 누설 자속 측정부; 및 상기 강판의 주행 방향을 따라 상기 제1 하부 누설 자속 측정부와 일정 간격 이격되어 배치되며, 상기 하부 자화부에 의해 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 제2 하부 누설 자속 측정부를 더 포함하며, 상기 제2 상부 누설 자속 측정부는, 상기 상부 자화부의 자화극 하부의 상기 강판의 상부 표면에 배치되고, 상기 제2 하부 누설 자속 측정부는, 상기 하부 자화부의 자화극 상부의 상기 강판의 하부 표면에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제1 상부 누설 자속 측정부 및 상기 제2 상부 누설 자속 측정부는 상기 강판에 유도되는 와전류가 대칭이 되는 평면으로부터 상기 강판의 주행 방향을 따라 동일 간격으로 이격되며, 상기 제1 하부 누설 자속 측정부 및 상기 제2 하부 누설 자속 측정부는 상기 강판에 유도되는 와전류가 대칭이 되는 평면으로부터 상기 강판의 주행 방향을 따라 동일 간격으로 이격 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 강판의 표면 결함 검출 장치는, 상기 제1 상부 누설 자속 측정부의 출력 신호와 상기 제2 상부 누설 자속 측정부의 출력 신호를 차동 증폭하는 제1 차동 증폭부; 및 상기 제1 하부 누설 자속 측정부의 출력 신호와 제2 하부 누설 자속 측정부의 출력 신호를 차동 증폭하는 제2 차동 증폭부를 더 포함될 수 있다.
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본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 자기 센서는, 홀 센서(hall sensor), 자기 저항 센서(Magneto Resistive sensor, MR 센서), 거대 자기 저항 센서(Giant Magneto Resistive sensor, GMR 센서) 및 자기 임피던스 센서(Giant Magneto Impedance Sensor, GMI 센서) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 제2 실시 형태에 의하면, 자화부에서, 강판의 두께 방향으로 자속을 발생시키는 제1 단계; 누설 자속 측정부에서, 상기 두께 방향으로 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 제2 단계; 및 표면 결함 검출부에서, 상기 측정된 누설 자속의 세기에 기초하여 상기 강판의 표면 결함을 검출하는 제3 단계를 포함하며, 상기 자화부의 자화극은 상기 강판의 표면에 수직하게 배치되며, 상기 자화극과 상기 강판 사이의 상기 강판의 표면에는 상기 누설 자속 측정부가 배치되는 강판의 표면 결함 검출 방법이 제공된다.

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 제1 단계는, 상기 강판의 상부에 배치된 상부 자화부에서, 상기 강판의 두께방향으로 자속을 발생시키는 단계를 포함하며, 상기 제2 단계는, 제1 상부 누설 자속 측정부에서, 상기 상부 자화부에 의해 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 단계를 포함하고, 상기 상부 자화부의 자화극은 상기 강판의 상부 표면에 수직하게 배치되고, 상기 상부 자화부의 자화극 하부의 상기 강판의 상부 표면에는 상기 제1 상부 누설 자속 측정부가 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 제1 단계는, 상기 강판의 하부에 배치된 하부 자화부에서, 상기 강판의 두께 방향으로 자속을 발생시키는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 단계는, 제1 하부 누설 자속 측정부에서, 상기 하부 자화부에 의해 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 단계를 더 포함하며, 상기 하부 자화부의 자화극은 상기 강판의 하부 표면에 수직하게 배치되고, 상기 하부 자화부의 자화극 상부의 상기 강판의 하부 표면에는 상기 제1 하부 누설 자속 측정부가 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 강판의 표면 결함 검출 방법은, 상기 강판의 주행 방향을 따라 상기 제1 상부 누설 자속 측정부와 일정 간격 이격되어 배치된 제2 상부 누설 자속 측정부에서, 상기 상부 자화부에 의해 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 단계; 및 상기 강판의 주행 방향을 따라 상기 제1 하부 누설 자속 측정부와 일정 간격 이격되어 배치된 제2 하부 누설 자속 측정부에서, 상기 하부 자화부에 의해 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 단계를 더 포함하며, 상기 제2 상부 누설 자속 측정부는, 상기 상부 자화부의 자화극 하부의 상기 강판의 상부 표면에 배치되고, 상기 제2 하부 누설 자속 측정부는, 상기 하부 자화부의 자화극 상부의 상기 강판의 하부 표면에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 제1 상부 누설 자속 측정부 및 상기 제2 상부 누설 자속 측정부는 상기 강판에 유도되는 와전류가 대칭이 되는 평면으로부터 상기 강판의 주행 방향을 따라 동일 간격으로 이격되며, 상기 제1 하부 누설 자속 측정부 및 상기 제2 하부 누설 자속 측정부는 상기 강판에 유도되는 와전류가 대칭이 되는 평면으로부터 상기 강판의 주행 방향을 따라 동일 간격으로 이격될 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 강판의 표면 결함 검출 방법은, 제1 차동 증폭부에서, 상기 제1 상부 누설 자속 측정부의 출력 신호와 상기 제2 상부 누설 자속 측정부의 출력 신호를 차동 증폭하는 단계; 및 제2 차동 증폭부에서, 상기 제1 하부 누설 자속 측정부의 출력 신호와 제2 하부 누설 자속 측정부의 출력 신호를 차동 증폭하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 누설 자속 측정부는, 홀 센서(hall sensor), 자기 저항 센서(Magneto Resistive sensor, MR 센서), 거대 자기 저항 센서(Giant Magneto Resistive sensor, GMR 센서) 및 자기 임피던스 센서(Giant Magneto Impedance Sensor, GMI 센서) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 강판의 두께 방향으로 자속을 발생시킨 후, 자속이 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정함으로써, 강판의 표면 결함만을 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 강판에 유도되는 와전류가 대칭이 되는 평면으로부터 강판의 주행 방향을 따라 동일 간격으로 이격되도록 배치된 2개의 누설 자속 측정부에서 측정된 누설 자속의 세기를 차동 증폭시킴으로써, 와전류에 의한 누설 자속의 왜곡을 방지할 수 있다.
도 1은 강판의 결함 검출 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 강판의 표면 결함 검출 장치를 도시한 도면이다.
도 3a은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 강판의 두께 방향에 존재하는 결함의 위치를 도시한 도면이며,
도 3b는 도 3a에 도시된 결함의 위치에 따른 누설 자속의 크기를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 강판의 표면 결함 검출 장치를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 강판의 표면 결함 검출 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 강판의 표면 결함 검출 장치를 도시한 도면이다. 한편, 도 3a은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 강판의 두께 방향에 존재하는 결함의 위치를 도시한 도면이며, 도 3b는 도 3a에 도시된 결함의 위치에 따른 누설 자속의 크기를 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 강판의 표면 결함 검출 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 강판(1)의 두께 방향으로 자속을 발생시키는 자화부(200, 210)와, 두께 방향으로 발생된 자속이 강판(1)을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 누설 자속 측정부(201, 211)와, 측정된 누설 자속의 세기에 기초하여 강판(1)의 표면 결함을 검출하는 표면 결함 검출부(220)를 포함할 수 있다. 도 2에는 도시되어 있지는 않지만, 강판의 표면 결함 검출 장치는 측정된 누설 자속의 세기를 증폭시켜 표면 결함 검출부(220)로 전달하기 위한 증폭부를 더 포함할 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.
이하, 도 2 내지 도 3b을 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 강판의 표면 결함 검출 장치에 대해 상세하게 설명한다.
도 2 내지 도 3b를 참조하면, 자화부(200, 210)는, 강판(1)의 두께 방향으로 자속을 발생시키기 위한 것이다.
구체적으로, 자화부(200, 210)는 강판(1)의 상부에 배치되어 강판(1)의 두께방향으로 자속을 발생시키는 상부 자화부(200)와, 강판(1)의 하부에 배치되어 강판(1)의 두께방향으로 자속을 발생시키는 하부 자화부(210)를 포함할 수 있다.
한편, 누설 자속 측정부(201, 211)는 두께 방향으로 발생된 자속이 강판(1)을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하기 위한 것이다.
구체적으로, 누설 자속 측정부(201, 211)는 상부 자화부(200)에 의해 발생된 자속이 강판(1)을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 제1 상부 누설 자속 측정부(201)와, 하부 자화부(210)에 의해 발생된 자속이 강판(1)을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 제1 하부 누설 자속 측정부(211)를 포함할 수 있다.
비록 도 2에서는 상부 자화부(200)와 하부 자화부(210), 제1 상부 누설 자속 측정부(201)와 제1 하부 누설 자속 측정부(211)를 모두 도시하고 있으나, 강판(1)의 상부 결함만을 검출하기 위해 상부 자화부(200)와 제1 상부 누설 자속 측정부(201)만으로 실시되거나, 강판(1)의 하부 결함만을 검출하기 위해 하부 자화부(210)와 제1 하부 누설 자속 측정부(211)만으로 실시될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
상술한 누설 자속 측정부(201, 211) 각각은, 일정 간격을 가지고 강판(1)의 폭방향으로 배치된 다수개의 자기 센서들을 포함하며, 자기 센서들 각각은 자화부(200, 210)에 의해 발생된 자속이 강판(1)의 결함(DF)을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정할 수 있다.
한편, 본 발명이 적용되는 누설 자속 측정부(201, 211)는 홀 센서(hall sensor), 자기 저항 센서(Magneto Resistive sensor, MR 센서), 거대 자기 저항 센서(Giant Magneto Resistive sensor, GMR 센서) 및 자기 임피던스 센서(Giant Magneto Impedance Sensor, GMI 센서) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 자화부(200, 210)는 강판(1)의 두께방향으로 강판(1)에 수직하게 자속을 발생시키며, 누설 자속 측정부(201, 211)는 두께 방향으로 발생된 자속이 강판(1)을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하도록 한다. 그 이유는 강판(1)의 두께방향으로 강판에 수직하게 자속을 발생시킬 경우에, 강판(1)의 표면에 존재하는 결함에 의한 누설 자속의 세기가 강판(1)의 내부에 존재하는 결함에 의한 누설 자속의 세기보다 상대적으로 매우 커서 측정된 누설 자속의 세기만으로 표면 결함을 쉽게 판단할 수 있기 때문이다.
이하 자속을 강판(1)의 두께 방향으로 수직하게 발생시킬 경우 결함의 위치에 따른 누설 자속의 세기에 대해 도 3a 내지 도 3b를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3a은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 강판의 두께 방향에 존재하는 결함의 위치를 도시한 도면이며, 도 3b는 도 3a에 도시된 결함의 위치에 따른 누설 자속의 크기를 도시한 도면으로, 가로축은 누설자속 측정 영역(도 2의 240 참조), 세로축은 측정된 누설 자속의 세기이다.
도 3a에는, 강판(1)의 두께 방향(T)의 위치에 따른 결함을 도시하고 있으며, 강판(1)의 상부 표면에 존재하는 결함(DF1)(301), 강판(1)의 중간에 존재하는 결함(DF3)(303), 강판(1)의 하부 표면에 존재하는 결함(DF5)(305), 결함(DF1)과 결함(DF3) 사이에 존재하는 결함(DF2)(302), 결함(DF3)과 결함(DF5) 사이에 존재하는 결함(DF4)을 도시하고 있다. 이때, 본 발명의 실시 형태에 의하면, 자화부(200, 210)에 의해 자속(B)은 강판(1)의 두께 방향(T)으로 강판(1)의 표면에 수직하게 발생될 수 있다.
이 경우, 도 3b의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 상부 누설 자속 측정부(201)에 의한 누설 자속의 세기 측정 결과에 의하면, 강판(1)의 상부 표면에 존재하는 결함(DF1)(301)에 의한 누설 자속의 세기(310)는 다른 결함들(DF2 내지 DF5)에 의한 누설 자속의 세기(311)에 비해 상대적으로 매우 큼을 알 수 있다.
마찬가지로, 도 3b의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 하부 누설 자속 측정부(211)에 의한 누설 자속의 세기 측정 결과에 의하면, 강판(1)의 하부 표면에 존재하는 결함(DF5)(305)에 의한 누설 자속의 세기(320)는 다른 결함들(DF1 내지 DF4)에 의한 누설 자속의 세기(321)에 비해 상대적으로 매우 크게 큼을 알 수 있다.
마지막으로, 표면 결함 검출부(220)는 측정된 누설 자속의 세기에 기초하여 강판(1)의 표면 결함을 검출할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시 형태에 의하면, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 강판의 두께 방향으로 자속을 발생시킨 후, 자속이 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정함으로써, 강판의 표면 결함만을 검출할 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 강판의 표면 결함 검출 장치를 도시한 도면이다. 도 2와 다른 점은 제2 상부 누설 자속 측정부(202), 제2 하부 누설 자속 측정부(212), 제1 차동 증폭부(231) 및 제2 차동 증폭부(232)를 포함하는 차동 증폭부(230)가 더 포함될 수 있다는 점이다.
구체적으로, 제2 상부 누설 자속 측정부(202)는 강판(1)의 주행 방향을 따라 제1 상부 누설 자속 측정부(201)와 일정 간격(D) 이격되어 배치되며, 상부 자화부(200)에 의해 발생된 자속이 강판(1)을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정할 수 있다.
또한, 제2 하부 누설 자속 측정부(212)는 강판(1)의 주행 방향을 따라 제1 하부 누설 자속 측정부(211)와 일정 간격(D) 이격되어 배치되며, 하부 자화부(210)에 의해 발생된 자속이 강판(1)을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정할 수 있다.
여기서, 제1 상부 누설 자속 측정부(201) 및 제2 상부 누설 자속 측정부(202)는 강판(1)에 유도되는 와전류(400)가 대칭이 되는 평면(P)으로부터 강판(1)의 주행 방향을 따라 동일 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 마찬가지로, 제1 하부 누설 자속 측정부(211) 및 제2 하부 누설 자속 측정부(212)는 강판(1)에 유도되는 와전류(400)가 대칭이 되는 평면(P)으로부터 강판(1)의 주행 방향을 따라 동일 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.
한편, 차동 증폭부(230)는 제1 차동 증폭부(231) 및 제2 차동 증폭부(232)를 포함할 수 있으며, 차동 증폭부(230) 중 제1 차동 증폭부(231)는 제1 상부 누설 자속 측정부(201)의 출력 신호와 제2 상부 누설 자속 측정부(202)의 출력 신호를 입력받아 차동 증폭할 수 있다.
또한, 차동 증폭부(230) 중 제2 차동 증폭부(232)는 제1 하부 누설 자속 측정부(211)의 출력 신호와 제2 하부 누설 자속 측정부(212)의 출력 신호를 입력받아 차동 증폭할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시 형태에 의하면, 강판(1)에 유도되는 와전류(400)가 대칭이 되는 평면(P)으로부터 강판(1)의 주행 방향을 따라 동일 간격으로 이격되도록 배치된 2개의 누설 자속 측정부(201-202, 211-212)에서 측정된 누설 자속의 세기를 차동 증폭시킴으로써, 와전류에 의한 누설 자속의 왜곡을 방지할 수 있는 기술적 효과가 있다.
마지막으로, 도 5는 본 발명의 실시 형태에 따른 강판의 표면 결함 검출 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 의한 강판의 표면 결함 검출 방법을 설명한다. 다만, 발명의 간명화를 위해 도 1 내지 도 4와 관련하여 이미 설명된 사항과 중복된 부분에 대한 설명은 생략한다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 우선 자화부(200, 210)는 강판(1)의 두께 방향으로 자속을 발생시킬 수 있다(S501).
구체적으로, 강판(1)의 상부에 배치된 상부 자화부(200)는, 강판(1)의 두께방향으로 자속을 발생시키며, 강판(1)의 하부에 배치된 하부 자화부(210)는, 강판(1)의 두께방향으로 자속을 발생시킬 수 있다.
다음, 누설 자속 측정부(201, 211)는 두께 방향으로 발생된 자속이 강판(1)을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정할 수 있다(S502). 측정된 누설 자속의 세기는 표면 결함 검출부(220)로 전달될 수 있다.
구체적으로, 제1 상부 누설 자속 측정부(201)는, 상부 자화부(200)에 의해 발생된 자속이 강판(1)을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하며, 제1 하부 누설 자속 측정부(211)는, 하부 자화부(210)에 의해 발생된 자속이 강판(1)을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정할 수 있다.
마지막으로, 표면 결함 검출부(220)는 측정된 누설 자속의 세기에 기초하여 강판(1)의 표면 결함을 검출할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 강판의 표면 결함 검출 방법은, 강판(1)의 주행 방향을 따라 제1 상부 누설 자속 측정부(201)와 일정 간격(D) 이격되어 배치된 제2 상부 누설 자속 측정부(202)에서, 상부 자화부(200)에 의해 발생된 자속이 강판(1)을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 단계와, 강판(1)의 주행 방향을 따라 제1 하부 누설 자속 측정부(211)와 일정 간격 이격되어 배치된 제2 하부 누설 자속 측정부(212)에서, 하부 자화부(210)에 의해 발생된 자속이 강판(1)을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 제1 상부 누설 자속 측정부(201) 및 제2 상부 누설 자속 측정부(202)는 강판(1)에 유도되는 와전류(400)가 대칭이 되는 평면(P)으로부터 강판(1)의 주행 방향을 따라 동일 간격으로 이격되며, 제1 하부 누설 자속 측정부(211) 및 제2 하부 누설 자속 측정부(212)는 강판(1)에 유도되는 와전류(400)가 대칭이 되는 평면(P)으로부터 강판(1)의 주행 방향을 따라 동일 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.
또한, 강판의 표면 결함 검출 방법은, 제1 차동 증폭부(231)에서, 제1 상부 누설 자속 측정부(201)의 출력 신호와 제2 상부 누설 자속 측정부(202)의 출력 신호를 차동 증폭하는 단계와, 제2 차동 증폭부(232)에서, 제1 하부 누설 자속 측정부(211)의 출력 신호와 제2 하부 누설 자속 측정부(212)의 출력 신호를 차동 증폭하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 강판의 두께 방향으로 자속을 발생시킨 후, 자속이 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정함으로써, 강판의 표면 결함만을 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 강판에 유도되는 와전류가 대칭이 되는 평면으로부터 강판의 주행 방향을 따라 동일 간격으로 이격되도록 배치된 2개의 누설 자속 측정부에서 측정된 누설 자속의 세기를 차동 증폭시킴으로써, 와전류에 의한 누설 자속의 왜곡을 방지할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
1: 강판 110: 자화부
120: 자기 센서 어레이 130: 증폭부
111a, 111b: 요크 200: 상부 자화부
201: 제1 상부 누설 자속 측정부 202: 제2 상부 누설 자속 측정부
210: 하부 자화부 211: 제1 하부 누설 자속 측정부
212: 제1 하부 누설 자속 측정부 220: 표면 결함 검출부
230: 차동 증폭부 231: 제1 차동 증폭부
232: 제2 차동 증폭부 240: 누설 자속 검출영역
310: 상부 표면 결함에 의한 누설 자속
320: 하부 표면 결함에 의한 누설 자속
400: 와전류 B: 자속
P: 와전류가 대칭이 되는 평면 DF1, DF2, DF3, DF4, DF5: 결함

Claims (14)

  1. 강판의 두께 방향으로 자속을 발생시키는 자화부;
    상기 두께 방향으로 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 누설 자속 측정부; 및
    상기 측정된 누설 자속의 세기에 기초하여 상기 강판의 표면 결함을 검출하는 표면 결함 검출부를 포함하며,
    상기 자화부의 자화극은 상기 강판의 표면에 수직하게 배치되며,
    상기 자화극과 상기 강판 사이의 상기 강판의 표면에는 상기 누설 자속 측정부가 배치되는 강판의 표면 결함 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자화부는,
    상기 강판의 상부에 배치되어 상기 강판의 두께방향으로 자속을 발생시키는 상부 자화부를 포함하며,
    상기 누설 자속 측정부는,
    상기 상부 자화부에 의해 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 제1 상부 누설 자속 측정부를 포함하고,
    상기 상부 자화부의 자화극은 상기 강판의 상부 표면에 수직하게 배치되고,
    상기 상부 자화부의 자화극 하부의 상기 강판의 상부 표면에는 상기 제1 상부 누설 자속 측정부가 배치되는 강판의 표면 결함 검출 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 자화부는,
    상기 강판의 하부에 배치되어 상기 강판의 두께 방향으로 자속을 발생시키는 하부 자화부를 더 포함하며,
    상기 누설 자속 측정부는,
    상기 하부 자화부에 의해 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 제1 하부 누설 자속 측정부를 더 포함하고,
    상기 하부 자화부의 자화극은 상기 강판의 하부 표면에 수직하게 배치되고,
    상기 하부 자화부의 자화극 상부의 상기 강판의 하부 표면에는 상기 제1 하부 누설 자속 측정부가 배치되는 강판의 표면 결함 검출 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 강판의 표면 결함 검출 장치는,
    상기 강판의 주행 방향을 따라 상기 제1 상부 누설 자속 측정부와 일정 간격 이격되어 배치되며, 상기 상부 자화부에 의해 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 제2 상부 누설 자속 측정부; 및
    상기 강판의 주행 방향을 따라 상기 제1 하부 누설 자속 측정부와 일정 간격 이격되어 배치되며, 상기 하부 자화부에 의해 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 제2 하부 누설 자속 측정부를 더 포함하며,
    상기 제2 상부 누설 자속 측정부는, 상기 상부 자화부의 자화극 하부의 상기 강판의 상부 표면에 배치되고,
    상기 제2 하부 누설 자속 측정부는, 상기 하부 자화부의 자화극 상부의 상기 강판의 하부 표면에 배치되는 강판의 표면 결함 검출 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 상부 누설 자속 측정부 및 상기 제2 상부 누설 자속 측정부는 상기 강판에 유도되는 와전류가 대칭이 되는 평면으로부터 상기 강판의 주행 방향을 따라 동일 간격으로 이격되며,
    상기 제1 하부 누설 자속 측정부 및 상기 제2 하부 누설 자속 측정부는 상기 강판에 유도되는 와전류가 대칭이 되는 평면으로부터 상기 강판의 주행 방향을 따라 동일 간격으로 이격되는 강판의 표면 결함 검출 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 강판의 표면 결함 검출 장치는,
    상기 제1 상부 누설 자속 측정부의 출력 신호와 상기 제2 상부 누설 자속 측정부의 출력 신호를 차동 증폭하는 제1 차동 증폭부; 및
    상기 제1 하부 누설 자속 측정부의 출력 신호와 제2 하부 누설 자속 측정부의 출력 신호를 차동 증폭하는 제2 차동 증폭부를 더 포함하는 강판의 표면 결함 검출 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 누설 자속 측정부는,
    홀 센서(hall sensor), 자기 저항 센서(Magneto Resistive sensor, MR 센서), 거대 자기 저항 센서(Giant Magneto Resistive sensor, GMR 센서) 및 자기 임피던스 센서(Giant Magneto Impedance Sensor, GMI 센서) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 강판의 표면 결함 검출 장치.
  8. 자화부에서, 강판의 두께 방향으로 자속을 발생시키는 제1 단계;
    누설 자속 측정부에서, 상기 두께 방향으로 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 제2 단계; 및
    표면 결함 검출부에서, 상기 측정된 누설 자속의 세기에 기초하여 상기 강판의 표면 결함을 검출하는 제3 단계를 포함하며,
    상기 자화부의 자화극은 상기 강판의 표면에 수직하게 배치되며,
    상기 자화극과 상기 강판 사이의 상기 강판의 표면에는 상기 누설 자속 측정부가 배치되는 강판의 표면 결함 검출 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 단계는,
    상기 강판의 상부에 배치된 상부 자화부에서, 상기 강판의 두께방향으로 자속을 발생시키는 단계를 포함하며,
    상기 제2 단계는,
    제1 상부 누설 자속 측정부에서, 상기 상부 자화부에 의해 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 단계를 포함하고,
    상기 상부 자화부의 자화극은 상기 강판의 상부 표면에 수직하게 배치되고,
    상기 상부 자화부의 자화극 하부의 상기 강판의 상부 표면에는 상기 제1 상부 누설 자속 측정부가 배치되는 강판의 표면 결함 검출 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 단계는, 상기 강판의 하부에 배치된 하부 자화부에서, 상기 강판의 두께 방향으로 자속을 발생시키는 단계를 더 포함하고,
    상기 제2 단계는, 제1 하부 누설 자속 측정부에서, 상기 하부 자화부에 의해 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 단계를 더 포함하며,
    상기 하부 자화부의 자화극은 상기 강판의 하부 표면에 수직하게 배치되고,
    상기 하부 자화부의 자화극 상부의 상기 강판의 하부 표면에는 상기 제1 하부 누설 자속 측정부가 배치되는 강판의 표면 결함 검출 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 강판의 표면 결함 검출 방법은,
    상기 강판의 주행 방향을 따라 상기 제1 상부 누설 자속 측정부와 일정 간격 이격되어 배치된 제2 상부 누설 자속 측정부에서, 상기 상부 자화부에 의해 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 단계; 및
    상기 강판의 주행 방향을 따라 상기 제1 하부 누설 자속 측정부와 일정 간격 이격되어 배치된 제2 하부 누설 자속 측정부에서, 상기 하부 자화부에 의해 발생된 자속이 상기 강판을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 측정하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제2 상부 누설 자속 측정부는, 상기 상부 자화부의 자화극 하부의 상기 강판의 상부 표면에 배치되고,
    상기 제2 하부 누설 자속 측정부는, 상기 하부 자화부의 자화극 상부의 상기 강판의 하부 표면에 배치되는 강판의 표면 결함 검출 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 상부 누설 자속 측정부 및 상기 제2 상부 누설 자속 측정부는 상기 강판에 유도되는 와전류가 대칭이 되는 평면으로부터 상기 강판의 주행 방향을 따라 동일 간격으로 이격되며,
    상기 제1 하부 누설 자속 측정부 및 상기 제2 하부 누설 자속 측정부는 상기 강판에 유도되는 와전류가 대칭이 되는 평면으로부터 상기 강판의 주행 방향을 따라 동일 간격으로 이격되는 강판의 표면 결함 검출 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 강판의 표면 결함 검출 방법은,
    제1 차동 증폭부에서, 상기 제1 상부 누설 자속 측정부의 출력 신호와 상기 제2 상부 누설 자속 측정부의 출력 신호를 차동 증폭하는 단계; 및
    제2 차동 증폭부에서, 상기 제1 하부 누설 자속 측정부의 출력 신호와 제2 하부 누설 자속 측정부의 출력 신호를 차동 증폭하는 단계를 더 포함하는 강판의 표면 결함 검출 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 누설 자속 측정부는,
    홀 센서(hall sensor), 자기 저항 센서(Magneto Resistive sensor, MR 센서), 거대 자기 저항 센서(Giant Magneto Resistive sensor, GMR 센서) 및 자기 임피던스 센서(Giant Magneto Impedance Sensor, GMI 센서) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 강판의 표면 결함 검출 방법.
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