KR101561011B1 - 결함 검사 방법 및 결함 검사 장치 - Google Patents

결함 검사 방법 및 결함 검사 장치 Download PDF

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Abstract

결함 검사 방법은, 전자 초음파 탐촉자에 있어서 서로 인접하여 일부가 겹치도록 배열된 복수의 코일에 대해 고주파 신호를 부여하여, 검사 대상물에 초음파 진동을 발생시키는 제1 공정과; 상기 초음파 진동의 B 에코를 상기 복수의 코일의 각각에서 수신하는 제2 공정과; 상기 초음파 진동의 F 에코를 상기 복수의 코일의 각각에서 수신하는 제3 공정과; 상기 복수의 코일의 각각에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도를, 상기 복수의 코일의 가동 상태에 기초하여 보정하는 제4 공정과; 상기 F 에코의 신호 강도와 보정 후의 상기 B 에코의 신호 강도의 비율을, 상기 복수의 코일의 각각에 대해 계산하고, 그 계산 결과에 기초하여 상기 검사 대상물의 내부 결함을 평가하는 제5 공정;을 갖는다.

Description

결함 검사 방법 및 결함 검사 장치 {DEFECT INSPECTION METHOD AND DEFECT INSPECTION DEVICE}
본 발명은 결함 검사 방법 및 결함 검사 장치에 관한 것이다.
본원은, 2012년 12월 20일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2012-278563호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
종래부터, 비파괴 검사법의 하나로서, 철강 재료 등의 검사 대상물의 내부 결함(개재물, 내부 균열, 수소계 결함 등)을 전자 초음파를 이용하여, 비접촉으로 검사하는 전자 초음파 탐상법이 알려져 있다. 예를 들어, 하기 특허문헌 1 및 2에는, 상기한 전자 초음파 탐상법에 의해 검사 대상물의 내부 결함을 검사하기 위해 사용되는 전자 초음파 탐촉자(EMAT)가 개시되어 있다.
하기 특허문헌 1에 개시된 전자 초음파 탐촉자는, 영구 자석과, 탐상 펄스의 형성 및 반사 펄스의 수신에 적합한 인덕턴스 코일을 구비한다. 또한, 하기 특허문헌 2에 개시된 전자 초음파 탐촉자는, 피검재에 바이어스 자장을 부여하기 위한 자화기와, 초음파를 피검재에 송신하고, 피검재에서 반사한 초음파를 수신하기 위한 복수의 센서 코일을 구비한다.
일반적으로, 전자 초음파 탐상법에서는, 일본 공업 규격(JIS G 0801)에 따라, F 에코(결함 에코)의 높이(신호 강도)에 기초하여 내부 결함을 평가(등급 분류)한다. 그러나, F 에코는, 검사 대상물의 표면과 코일의 갭에 의존하여 변동한다.
예를 들어, 검사 대상물의 표면과 코일의 갭이 0.5㎜로부터 0㎜로 변화하면, F 에코의 신호 강도는 약 3㏈ 증대된다. 또한, 예를 들어 검사 대상물의 표면과 코일의 갭이 0.5㎜로부터 1.0㎜로 변화하면, F 에코의 신호 강도는 약 3㏈ 저하된다. 따라서, 검사 대상물과 코일의 갭을 소정의 값으로 유지할 수 없는 경우, F 에코에 기초하여 내부 결함의 평가를 정확하게 행하는 것이 곤란해진다.
종래에는, 상기와 같은 F 에코의 갭 의존성에 기인하는 내부 결함의 오평가를 방지하기 위해, F 에코의 신호 강도와 B 에코(저면 에코)의 신호 강도의 비율(F/B 비율)에 기초하여 내부 결함을 평가하는 방법이 채용된다. 검사 대상물의 표면과 코일의 갭이 변화하면, F 에코 및 B 에코의 신호 강도가 변화하지만, F/B 비율을 계산함으로써, 양 에코에 포함되는 갭 기인의 변화량이 상쇄된다. 그 결과, 갭 변화에 관계없이, 정확한 내부 결함의 평가를 행할 수 있다.
일본 특허 제4842922호 공보 일본 특허 출원 공개 제2005-214686호 공보
그러나, 종래의 전자 초음파 탐촉자에 있어서, 전자 초음파를 송수신하는 코일이 복수 배열되는 구성이 채용되는 경우(특히, 서로 인접하여 일부가 겹치도록 복수의 코일이 배열되는 경우), 임의의 코일이, 이것에 인접하는 코일이 본래 수신해야 할 전자 초음파의 반사파(F 에코 및 B 에코)를 수신할 가능성이 있다.
본원 발명자에 의한 연구의 결과, 임의의 코일이 수신하는 인접 F 에코(인접하는 코일이 본래 수신해야 할 F 에코)의 신호 강도는, 무시할 수 있을 정도로 작지만, 임의의 코일이 수신하는 인접 B 에코(인접하는 코일이 본래 수신해야 할 B 에코)의 신호 강도는, 무시할 수 없을 정도로 큰 것이 판명되었다.
즉, 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도에는 인접하는 코일이 본래 수신해야 할 B 에코(인접 B 에코)의 신호 강도가 가해지고 있다. 여기서, 가령, 모든 코일에 대해 B 에코의 신호 강도가 동일하도록 증대되는 것이라면, F/B 비율도 모든 코일에 대해 동일하도록 변화하므로, F/B 비율에 기초하는 내부 결함 평가에 지장은 없다(F/B 비율과 비교해야 할 평가 기준값을 변경하면 될 뿐임).
그러나, B 에코의 신호 강도의 증대량은, 각 코일의 가동 상태에 따라 변화한다. 구체적으로는, 예를 들어 임의의 코일의 양측에 인접하는 2개의 코일이 정상적으로 가동되고 있는 경우, 상기 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도에는, 그 양측에 인접하는 2개의 코일이 본래 수신해야 할 B 에코의 신호 강도가 가해진다.
또한, 예를 들어 임의의 코일의 양측에 인접하는 2개의 코일 중, 한쪽의 코일이 고장 등의 원인으로 가동되고 있지 않은 경우, 상기 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도에는, 그 양측에 인접하는 2개의 코일 중, 한쪽의 코일이 본래 수신해야 할 B 에코의 신호 강도만이 가해진다. 또한, 예를 들어 임의의 코일의 양측에 인접하는 2개의 코일의 양쪽이 가동되고 있지 않은 경우, 상기 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도는 증대되지 않는다(즉, 임의의 코일이 본래 수신해야 할 B 에코의 신호 강도만이 얻어짐).
또한, 예를 들어 복수 배열된 코일 중, 단부에 위치하는 코일에 대해서는, 인접하는 코일이 1개뿐이다. 단부 이외의 코일은, 2개의 인접하는 코일이 본래 수신해야 할 B 에코를 수신하지만, 단부에 위치하는 코일은, 1개의 인접하는 코일이 본래 수신해야 할 B 에코만을 수신한다. 따라서, 단부에 배치된 코일과, 단부 이외에 배치된 코일에서는, B 에코의 신호 강도의 증대량이 필연적으로 다르다. 이것은, 단부에 위치하는 코일에서 수신되는 B 에코의 신호 강도는, 그 코일에 인접하는 1개의 코일의 가동 상태에만 의존하는 것을 의미한다.
이와 같이, 각 코일의 가동 상태에 따라 B 에코의 신호 강도의 증대량이 코일마다 다른 경우, 안전을 위해, B 에코의 신호 강도가 가장 낮은 코일을 기준으로 하여 내부 결함의 평가를 행하는 방법도 생각된다. 그러나, 이 방법을 채용하면, B 에코의 신호 강도가 높은 다른 코일에 대해서는, 내부 결함을 과대 평가하게 된다. 그 결과, 여분의 검사가 행해짐으로써 검사 공정의 효율이 저하된다고 하는 문제가 발생할 가능성이 있다.
이상과 같이, 종래의 전자 초음파 탐촉자에 있어서, 서로 인접하여 일부가 겹치도록 복수의 코일이 배열되는 구성이 채용되는 경우, 검사 대상물의 내부 결함을 정확하게 평가하는 것은 곤란하였다.
본 발명은 상술한 사정에 비추어 이루어진 것이며, 전자 초음파 탐촉자에 있어서, 서로 인접하여 일부가 겹치도록 복수의 코일이 배열되는 구성이 채용되는 경우라도, 검사 대상물의 내부 결함을 정확하게 평가 가능한 결함 검사 방법 및 결함 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하여 이러한 목적을 달성하기 위해, 이하와 같은 수단을 채용한다. 즉,
(1) 본 발명의 일 형태에 관한 결함 검사 방법은, 전자 초음파 탐촉자에 있어서 서로 인접하여 일부가 겹치도록 배열된 복수의 코일에 대해 고주파 신호를 부여하여, 검사 대상물에 초음파 진동을 발생시키는 제1 공정과; 상기 초음파 진동의 B 에코를 상기 복수의 코일의 각각에서 수신하는 제2 공정과; 상기 초음파 진동의 F 에코를 상기 복수의 코일의 각각에서 수신하는 제3 공정과; 상기 복수의 코일의 각각에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도를, 상기 복수의 코일의 가동 상태에 기초하여 보정하는 제4 공정과; 상기 F 에코의 신호 강도와 보정 후의 상기 B 에코의 신호 강도의 비율을, 상기 복수의 코일의 각각에 대해 계산하고, 그 계산 결과에 기초하여 상기 검사 대상물의 내부 결함을 평가하는 제5 공정;을 갖는다.
(2) 상기 (1)에 기재된 결함 검사 방법에 있어서, 상기 제4 공정에서는, 임의의 코일에 인접하는 1개의 코일만이 가동되고 있는 경우에는, 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도를 제1 보정값으로 보정해도 된다. 또한, 상기 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일이 가동되고 있지 않은 경우에는, 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도를 제2 보정값으로 보정해도 된다. 또한, 상기 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일이 가동되고 있는 경우에는, 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도를 제3 보정값으로 보정해도 된다.
(3) 상기 (2)에 기재된 결함 검사 방법에 있어서, 상기 제1 보정값은 상기 제2 보정값보다도 작아도 된다. 또한, 상기 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일이 가동되고 있는 경우에는, 상기 제3 보정값을 제로로 설정하여, 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도를 보정하지 않아도 된다.
(4) 상기 (3)에 기재된 결함 검사 방법이, 상기 제1 공정 전에, 상기 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일이 가동되고 있는 상태에서 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도와, 상기 임의의 코일에 인접하는 1개의 코일만이 가동되고 있는 상태에서 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도의 차분에 기초하여, 상기 제1 보정값을 취득하는 공정과; 상기 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일이 가동되고 있는 상태에서 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도와, 상기 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일이 가동되고 있지 않은 상태에서 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도의 차분에 기초하여, 상기 제2 보정값을 취득하는 공정;을 더 갖고 있어도 된다.
(5) 본 발명의 일 형태에 관한 결함 검사 장치는, 서로 인접하여 일부가 겹치도록 배열된 복수의 코일을 포함하는 전자 초음파 탐촉자와; 상기 복수의 코일의 각각에, 검사 대상물에 초음파 진동을 발생시키기 위한 고주파 신호를 공급함과 함께, 상기 복수의 코일의 각각의 출력 신호에 기초하여, 상기 복수의 코일의 각각에서 수신된, 상기 초음파 진동의 F 에코 및 B 에코의 신호 강도를 산출하고, 그 산출 결과에 기초하여 상기 검사 대상물의 내부 결함을 평가하는 연산 장치;를 구비한다. 상기 연산 장치는, 상기 복수의 코일의 가동 상태를 판정하는 가동 상태 판정부와, 상기 복수의 코일의 가동 상태에 기초하여, 상기 복수의 코일의 각각에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도를 보정하는 보정 실행부와, 상기 F 에코의 신호 강도와 보정 후의 상기 B 에코의 신호 강도의 비율을, 상기 복수의 코일의 각각에 대해 계산하는 비율 연산부와, 상기 비율 연산부에 의한 상기 비율의 계산 결과에 기초하여 상기 검사 대상물의 내부 결함을 평가하는 결함 평가부를 구비한다.
(6) 상기 (5)에 기재된 결함 검사 장치에 있어서, 상기 보정 실행부는, 상기 가동 상태 판정부가, 임의의 코일에 인접하는 1개의 코일만이 가동되고 있다고 판정한 경우에는, 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도를 제1 보정값으로 보정해도 된다. 또한, 상기 보정 실행부는, 상기 가동 상태 판정부가, 상기 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일이 가동되고 있지 않다고 판단한 경우에는, 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도를 제2 보정값으로 보정해도 된다. 또한, 상기 보정 실행부는, 상기 가동 상태 판정부가, 상기 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일이 가동되고 있다고 판정한 경우에는, 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도를 제3 보정값으로 보정해도 된다.
(7) 상기 (6)에 기재된 결함 검사 장치에 있어서, 상기 제1 보정값은 상기 제2 보정값보다도 작아도 된다. 또한, 상기 보정 실행부는, 상기 가동 상태 판정부가, 상기 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일이 가동되고 있다고 판정한 경우에는, 상기 제3 보정값을 제로로 설정하여, 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도를 보정하지 않아도 된다.
(8) 상기 (7)에 기재된 결함 검사 장치에 있어서, 상기 연산 장치가, 상기 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일이 가동되고 있는 상태에서 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도와, 상기 임의의 코일에 인접하는 1개의 코일만이 가동되고 있는 상태에서 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도의 차분에 기초하여, 상기 제1 보정값을 취득하고, 상기 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일이 가동되고 있는 상태에서 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도와, 상기 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일이 가동되고 있지 않은 상태에서 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도의 차분에 기초하여, 상기 제2 보정값을 취득하는 보정값 취득부를 더 구비하고 있어도 된다.
(9) 상기 (8)에 기재된 결함 검사 장치에 있어서, 상기 연산 장치는, 상기 보정값 취득부가 취득한 상기 제1 보정값 및 상기 제2 보정값을 기억하는 보정값 기억부를 더 구비하고 있어도 된다.
상기 형태에 따르면, 전자 초음파 탐촉자에 있어서, 서로 인접하여 일부가 겹치도록 복수의 코일이 배열되는 구성이 채용되는 경우라도, 검사 대상물의 내부 결함을 정확하게 평가하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 결함 검사 장치(100)의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는 도 1의 화살표 A2 방향에서 본 상태를 나타내는 모식도이다.
도 3a는 강판(200)의 탐상 위치와, 전자 초음파 탐촉자(102)에 설치된 코일에서 수신된 F 에코 및 B 에코의 신호 강도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 3b는 강판(200)의 탐상 위치와 F/B 비율의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 강판(200)의 결함 맵을 나타내는 모식도이다.
도 5는 전자 초음파 탐촉자(102)에 의해 강판(200)에 발생한 초음파 진동이 강판(200)의 내부를 전파되는 모습을 나타내는 모식도이다.
도 6은 전자 초음파 탐촉자(102)에 설치된 코일 1∼3을 도 5의 화살표 A3 방향에서 본 평면도이다.
도 7은 전자 초음파 탐촉자(102)에 설치된 8개의 코일을 ch1∼ch8로서 나타내고, 각 ch에 있어서의 초음파의 송신을 온 또는 오프시킨 경우의 14가지의 예(수준 1∼14)를 나타내는 모식도이다.
도 8은 도 7에 나타내는 수준 1∼14의 각각에 대해, 데이터 채취 대상 ch인 코일 ch4의 B 에코의 신호 강도를 실측한 값(㏈)을 나타내는 특성도이다.
도 9는 B 에코의 신호 강도의 보정 처리를 나타내는 흐름도이다.
이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
[1. 전자 초음파 장치의 구성예]
우선, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 결함 검사 장치(전자 초음파 장치:EMAT)(100)의 구성에 대해 설명한다. 도 1은 결함 검사 장치(100)의 구성을 나타내는 모식도이다. 결함 검사 장치(100)는, 서로 인접하여 일부가 겹치도록 배열된 복수(예를 들어 8개)의 코일을 포함하는 전자 초음파 탐촉자(102)와, 증폭기(104)(도 1에 있어서 도시 생략)와, 측정 롤(106)과, 선단 검출 센서(108)와, 연산 장치(110)와, 표시 장치(120)와, 경보 장치(130)를 구비하고 있다.
검사 대상물인 강판(200)은, 통판 테이블 상에 적재되어, 통판 테이블의 롤러의 구동에 의해 도 1 중의 화살표 A1 방향으로 반송된다. 전자 초음파 탐촉자(102)는, 상기 8개의 코일에 의한 전자 초음파의 송수신에 의해, 강판(200)의 내부 결함(202)을 검출하는 것이며, 강판(200)의 폭 방향으로 복수개가 배치되어 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 예를 들어 전자 초음파 탐촉자(102)는, 강판(200)의 반송 방향으로 2열로 배치되어 있고, 반송 방향의 상류측과 하류측의 열에 각각 8개의 전자 초음파 탐촉자(102)가 배치되어 있다. 또한, 도 1에 도시하는 바와 같이, 상류측과 하류측의 열의 8개의 전자 초음파 탐촉자(102)는, 강판(200)의 폭 방향의 위치가 각각 다르도록 배치되어 있고, 상류측의 인접하는 전자 초음파 탐촉자(102)의 중간에 하류측의 전자 초음파 탐촉자(102)가 위치하고 있다.
이와 같이 복수의 전자 초음파 탐촉자(102)를 지그재그 형상으로 배치함으로써, 상류측의 전자 초음파 탐촉자(102)에서는 검출할 수 없는 전자 초음파 탐촉자(102) 사이에 위치하는 내부 결함(202)을, 하류측의 전자 초음파 탐촉자(102)에서 확실하게 검출할 수 있다.
도 2는 도 1의 화살표 A2 방향에서 본 상태를 나타내는 모식도이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 전자 초음파 탐촉자(102)는, 강판(200)의 상부에 근접하여 배치된다. 전자 초음파 탐촉자(102)의 저면으로부터는 강판(200)을 향해 공기가 공급되어 있고, 이 공기에 의해 전자 초음파 탐촉자(102)의 저면과 강판(200) 사이의 갭이 0.5㎜ 정도로 되도록 조정되어 있다. 또한, 증폭기(104)는 전자 초음파 탐촉자(102)의 상부에 배치되고, 전자 초음파 탐촉자(102)로부터 출력되는 검출 신호[정확하게는, 전자 초음파 탐촉자(102)에 설치된 각 코일의 출력 신호]를 증폭한다.
전자 초음파 탐촉자(102)는, 각 코일에 의해 강판(200)의 표면에 초음파 진동을 발생시키고, 강판(200)의 저면에서 반사된 초음파가 정자장 하에서 진동함으로써 발생한 와전류를 각 코일에서 검지한다. 이에 의해, 저면에서 반사된 초음파 진동의 에코 레벨(B 에코)이 검출된다. 또한, 강판(200)에 도 1에 도시하는 내부 결함(202)이 발생하고 있는 경우에는, 내부 결함(202)에 있어서 초음파 진동이 반사되고, 내부 결함(202)에서 반사된 초음파 진동이 전자 초음파 탐촉자(102)에 의해 검지된다. 내부 결함(202)이 발생하고 있는 경우에는, 반사된 초음파 진동의 에코 레벨(F 에코)이 변화되므로, B 에코의 신호 강도에 대한 F 에코의 신호 강도의 비율(F/B 비율)에 기초하여 내부 결함(202)을 평가(등급 분류)할 수 있다.
연산 장치(110)는, 각 전자 초음파 탐촉자(102)에 대해 고주파 전류(고주파 신호)를 공급하는 기능을 갖는다. 즉, 연산 장치(110)는, 각 전자 초음파 탐촉자(102)에 설치된 8개의 코일의 각각에, 강판(200)에 초음파 진동을 발생시키기 위한 고주파 전류를 공급한다.
또한, 이 연산 장치(110)는, 각 전자 초음파 탐촉자(102)의 출력 신호[즉, 각 전자 초음파 탐촉자(102)에 설치된 각 코일의 출력 신호]에 기초하여, 각 코일의 각각에서 수신된 초음파 진동의 F 에코 및 B 에코의 신호 강도를 산출하고, 그 산출 결과에 기초하여 강판(200)의 내부 결함(202)을 평가한다.
보다 구체적으로는, 이 연산 장치(110)는, 보정값 취득부(112)와, 가동 상태 판정부(114)와, 보정 실행부(116)와, F/B 연산부(비율 연산부)(117)와, 결함 평가부(118)와, 보정값 기억부(119)를 구비하고 있다.
가동 상태 판정부(114)는, 각 전자 초음파 탐촉자(102)마다, 8개의 코일 전부의 가동 상태를 판정한다. 구체적으로는, 이 가동 상태 판정부(114)는, F 에코 및 B 에코를 검출할 수 없었던 코일을 고장(즉, 비가동 상태)이라고 판정하는 자기 진단 기능을 갖고 있다.
보정 실행부(116)는, 가동 상태 판정부(114)에 의한 각 코일의 가동 상태의 판정 결과에 기초하여, 각 코일의 각각에서 수신된 B 에코의 신호 강도를 보정한다.
상세는 후술하지만, 이 보정 실행부(116)는, 가동 상태 판정부(114)가, 8개의 코일 중, 임의의 코일에 인접하는 1개의 코일만이 가동되고 있다고 판정한 경우에는, 상기 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도를 제1 보정값으로 보정한다.
또한, 보정 실행부(116)는, 가동 상태 판정부(114)가, 상기 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일이 가동되고 있지 않다고 판단한 경우에는, 상기 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도를 제2 보정값으로 보정한다.
또한, 보정 실행부(116)는, 가동 상태 판정부(114)가, 상기 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일이 가동되고 있다고 판정한 경우에는, 상기 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도를 제3 보정값으로 보정한다.
또한, 상기한 각 보정은, 각 전자 초음파 탐촉자(102)의 전부에 대해 행해진다.
F/B 연산부(117)는, F 에코의 신호 강도와 보정 후의 B 에코의 신호 강도의 F/B 비율을, 각 코일의 각각에 대해 계산한다. 또한, 이 F/B 비율의 계산은, 각 전자 초음파 탐촉자(102)의 전부에 대해 행해진다. 결함 평가부(118)는, F/B 연산부(117)에 의한 F/B 비율의 계산 결과에 기초하여 강판(200)의 내부 결함(202)을 평가한다.
보정값 취득부(112)는, 8개의 코일 중, 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일이 가동되고 있는 상태에서 상기 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도와, 상기 임의의 코일에 인접하는 1개의 코일만이 가동되고 있는 상태에서 상기 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도의 차분에 기초하여, 상기 제1 보정값을 취득한다.
또한, 이 보정값 취득부(112)는, 상기 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일이 가동되고 있는 상태에서 상기 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도와, 상기 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일이 가동되고 있지 않은 상태에서 상기 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도의 차분에 기초하여, 상기 제2 보정값을 취득한다.
보정값 기억부(119)는, 보정값 취득부(112)가 취득한 상기한 제1 보정값 및 제2 보정값을 기억한다.
또한, 상기한 제1 보정값 및 제2 보정값의 취득은, 실제의 결함 검사에 앞서, 미리, 1개의 전자 초음파 탐촉자(102)와 검사 대상물인 강판(200)의 샘플을 사용하여 실험적으로 행해진다. 제1 보정값 및 제2 보정값의 취득 방법의 상세에 대해서는 후술한다.
표시 장치(120)는, 연산 장치(110)에 의한 내부 결함(202)의 평가 결과에 기초하여, 내부 결함(202)의 평가 결과(등급 분류)를 표시한다. 또한, 경보 장치(130)는, 내부 결함(202)의 F/B 비율이 기준값을 초과한 경우에 경보를 발한다. 기준값을 초과하는 내부 결함(202)이 검출된 강판(200)은, 통상의 반송 경로를 떠나서, 한층 더 상세한 검사가 행해진다.
도 3a는 강판(200)의 반송 방향의 탐상 위치와 F 에코 및 B 에코의 신호 강도의 관계를 나타내고 있다. 또한, 도 3b는 탐상 위치와 F/B 비율의 관계를 나타내고 있다. 도 3a에 나타내는 바와 같이, 강판(200)에 내부 결함(202)이 발생하고 있는 경우, 내부 결함(202)의 크기에 따라 F 에코의 신호 강도가 상승하고, B 에코의 신호 강도가 저하된다.
그 결과, 도 3b에 나타내는 바와 같이, 내부 결함(202)이 발생하고 있는 탐상 위치에서는, 내부 결함(202)이 발생하고 있지 않은 탐상 위치에 비해 F/B 비율이 증가한다. 그리고, 내부 결함(202)이 클수록, F/B 비율이 증가한다. 따라서, F/B 비율에 기초하여, 내부 결함(202)이 발생하고 있는지 여부를 검지할 수 있고, 또한 그 내부 결함(202)의 크기 및 위치를 평가할 수 있다.
또한, 전자 초음파 탐촉자(102)와 강판(200) 표면의 갭이 변화하면, B 에코 및 F 에코의 신호 강도는 변화하지만, F/B 비율을 계산함으로써 갭의 변화에 의한 B 에코 및 F 에코의 신호 강도의 변화량을 상쇄할 수 있다. 또한, F/B 비율에 기초하여 내부 결함(202)을 평가함으로써, F 에코 및 B 에코에 노이즈가 포함되어 있었던 경우라도, 노이즈분을 상쇄할 수 있고, 내부 결함(202)을 고정밀도로 평가할 수 있다.
강판(200)의 폭 방향으로 복수 배치된 전자 초음파 탐촉자(102)로부터 출력되는 검출 신호는, 연산 장치(110)에 전송된다. 또한, 강판(200)의 선단으로부터의 위치를 계측하는 측정 롤(106)로부터 출력되는 위치 신호도 연산 장치(110)에 전송된다.
선단 검출 센서(108)는, 강판(200)의 선단 위치를 검출하고, 그 선단 위치는 측정 롤(106)이 강판(200)의 위치를 검출할 때의 기준으로 된다. 연산 장치(110)는, F/B 비율의 신호와 위치 신호의 동기를 취하고, 도 4에 나타내는 바와 같은, 강판(200)에 있어서의 내부 결함(202)의 발생 위치를 나타내는 결함 맵을 작성한다.
1개의 전자 초음파 탐촉자(102)의 강판 폭 방향의 폭은 100㎜ 정도이며, 이웃하는 전자 초음파 탐촉자(102) 사이의 거리를 제로로 할 수는 없다. 이로 인해, 미검출 영역을 없애기 위해, 상술한 바와 같이 전자 초음파 탐촉자(102)는 강판(200)의 반송 방향으로 2열로 배치되고, 강판(200)의 폭 방향의 위치가 2열에서 서로 다르도록, 소위 지그재그 배치로 배치되어 있다.
연산 장치(110)는, 이와 같이 배치된 복수의 전자 초음파 탐촉자(102)로부터 출력되는 검출 신호와, 가감속을 갖고 강판(200)을 반송하는 통판 테이블 상을 이동하는 강판(200)의 위치를 동기시킴으로써, 정확한 결함 위치를 인식하고, 도 4에 나타내는 바와 같은 결함 맵을 작성한다. 이에 의해, 강판(200)의 반송 방향의 어느 위치에 어느 정도의 크기의 내부 결함(202)이 발생하고 있는지를 순시에 파악할 수 있다.
[2. 인접하는 코일이 검출값에 미치는 영향]
도 5는 전자 초음파 탐촉자(102)에 의해 강판(200)에 발생한 초음파 진동이 강판(200)의 내부를 전파하는 모습을 나타내는 모식도이다. 상기한 바와 같이, 각 전자 초음파 탐촉자(102)마다, 예를 들어 8개의 코일이, 서로 인접하여 일부가 겹치도록 배열되어 있다. 도 5에서는, 8개의 코일 중, 3개의 코일 1∼3만을 대표적으로 도시하고 있다. 각 코일 1∼3은, 동기를 취하여 초음파의 송수신을 동시에 행하고 있다.
도 6은 3개의 코일 1∼3을 도 5의 화살표 A3 방향에서 본 평면도이다. 도 5에서는, 도시의 편의상으로부터, 3개의 코일 1∼3이 일정 간격으로 겹치는 일 없이 배치되어 있도록 도시되어 있지만, 실제로는 도 6에 도시하는 바와 같이, 3개의 코일 1∼3은, 서로 인접하여 일부가 겹치도록 배치되어 있다. 또한, 3개의 코일 1∼3을 포함하는 8개의 코일은, 도시하지 않은 프린트 기판(FPC) 상에 일렬로 배치되어 있다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 전자 초음파 탐촉자(102)에는, 코일 1∼3에 대응하여 영구 자석(102a)이 설치되어 있다. 예를 들어 코일 2에 착안하면, 코일 2에 고주파 전류가 공급됨으로써, 강판(200)의 표면에 고주파에서 변동하는 자장 M1이 발생한다. 그리고, 강판(200)의 표면에는, 이 자장 M1을 상쇄하는 방향으로 유도 전류 I1이 발생한다. 그리고, 영구 자석(102a)에 의한 정자장 M2 내의 도체[강판(200)]에 전류 I1이 흐름으로써 로렌츠 힘 F가 발생한다. 이 로렌츠 힘 F는, 코일 2에 흐르는 고주파 전류에 동기하여 변동하므로, 로렌츠 힘 F에 의해 강판(200)의 표면이 진동하여 초음파 진동이 발생한다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 코일 2가 발생시킨 초음파 진동은 강판(200)의 저면에서 반사된다. 저면에서 반사된 코일 2의 초음파의 에코 레벨(B 에코)은, 초음파 진동을 발생시킨 코일 2에서 수신됨과 함께, 코일 2에 인접하는 코일 1, 3에서도 수신된다. 이것은, 초음파가 확대를 가지고 먼 곳에 전파되는 것, 및 도 6에 도시하는 바와 같이 인접하는 코일끼리가 일부 겹쳐 있는 것에 기인한다.
또한, 내부 결함(202)에서 반사된 초음파 진동의 에코 레벨(F 에코)도 코일 2에 의해 수신된다. 코일 2는, 반사된 초음파가 영구 자석(102)의 정자장 하에서 진동에 의해 발생한 와전류를 검출함으로써, 반사파(F 에코 및 B 에코)를 수신한다.
코일 1, 3은 코일 2와 동기하여 초음파의 송수신을 행하므로, 코일 2는 자신이 발생시킨 초음파 진동의 B 에코에 더하여, 인접하는 2개의 코일 1, 3의 양쪽이 발생시킨 초음파 진동의 B 에코도 수신한다.
한편, 예를 들어 코일 1이, 8개의 코일의 단부에 위치하고 있는 경우, 코일 1에 인접하는 코일은 코일 2뿐이다. 따라서, 코일 1은, 자신이 발생시킨 초음파 진동의 B 에코에 더하여, 인접하는 1개의 코일 2가 발생시킨 초음파 진동의 B 에코를 수신한다. 그 결과, 코일 2에서 수신된 B 에코의 신호 강도보다도, 코일 1에서 수신된 B 에코의 신호 강도의 쪽이 작아진다.
강판(200)에 내부 결함(202)이 발생하고 있는 경우에는, 내부 결함(202)에 있어서 초음파 진동이 반사되어, F 에코가 각 코일에서 수신된다. 내부 결함(202)이 초음파 진동을 받는 면적은, 강판(200)의 저면이 초음파 진동을 받는 면적보다도 작으므로, F 에코에 대해서는 인접하는 코일의 초음파의 영향은 작아진다. 또한, 코일이 수신할 때까지의 F 에코의 전파 거리는 B 에코보다도 짧으므로, F 에코에 대한 인접하는 코일의 영향은 작아진다. 따라서, 코일 1∼3의 각각에서 수신되는 F 에코의 신호 강도는, 거의 동 레벨이다.
이와 같이, 임의의 코일이 수신하는 인접 F 에코(인접하는 코일이 본래 수신해야 할 F 에코)의 신호 강도는, 무시할 수 있을 정도로 작지만, 임의의 코일이 수신하는 인접 B 에코(인접하는 코일이 본래 수신해야 할 B 에코)의 신호 강도는, 무시할 수 없을 정도로 크다.
따라서, F/B 비율에 기초하여 내부 결함(202)을 평가한 경우, 코일 1에서 수신된 B 에코의 신호 강도가, 코일 2, 3에서 수신된 B 에코의 신호 강도보다도 작아지므로, 코일 1의 쪽이 코일 2, 3보다도 F/B 비율이 과대해진다.
이와 같이, 전자 초음파 탐촉자(102)에 있어서, 복수의 코일이 서로 인접하여 일부가 겹치도록 배치되어 있으므로, 임의의 코일은, 자신이 본래 수신해야 할 B 에코에 더하여, 이것에 인접하는 다른 코일이 본래 수신해야 할 B 에코도 수신한다. 또한, 다른 코일로부터 발생한 전장의 영향을 받으므로, 각 코일의 초음파 발생 타이밍을 어긋나게 할 수 없다. 따라서, 임의의 코일은, 이것에 인접하는 코일이 본래 수신해야 할 B 에코를 반드시 수신해 버린다.
내부 결함(202)의 과소 평가는, 내부 결함(202)을 검출할 수 없어, 불량이 있는 강판(200)의 유출에 연결된다. 이로 인해, 내부 결함(202)으로서 인식하는 기준의 사이즈를 설정하고, 내부 결함(202)의 기준의 사이즈를 가장 낮은 F/B 비율의 값으로서 검출한 코일의 F/B 비율을 판정 임계값으로서 사용한다.
이에 의해, 다른 코일에서 기준의 사이즈를 검출하였을 때의 F/B 비율은 판정 임계값 이상으로 되고, 내부 결함(202)이 과소 평가에 의해 검출되지 않는 사태를 확실하게 방지할 수 있다. 도 5에 나타내는 예에서는, 코일 2의 F/B 비율이 코일 1의 F/B 비율보다도 낮으므로, 코일 2가 기준의 사이즈를 검출하였을 때의 F/B 비율이 판정 임계값으로 된다. 이 경우, 적어도 코일 1의 F/B 비율은, 코일 2의 F/B 비율보다도 커지므로, 코일 1의 F/B 비율에 기초하는 평가를 행하면, 내부 결함(202)을 과대 평가하게 된다. 따라서, 단부에 위치하는 코일 1의 F/B 비율에 기초하여 내부 결함(202)을 정상적으로 평가하는 것이 곤란해진다.
[3. 본 실시 형태의 구체적 구성예]
본 실시 형태에서는, 임의 코일에 대한 인접 코일의 영향을 억제하기 위해, 각 코일의 가동 상태에 따라, 각 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도에 보정을 가한다. 도 7은 8개의 코일을 ch1∼ch8로서 나타내고, 각 ch에 있어서의 초음파의 송신을 온(ON:가동 상태) 또는 오프(OFF:비가동 상태)시킨 경우의 14가지의 예(수준 1∼14)를 나타내고 있다. 코일 ch4는, B 에코를 검출하는 데이터 채취 대상의 코일이며, 항상 온이다. 도 8은 도 7에 나타내는 수준 1∼14의 각각에 대해, 데이터 채취 대상 ch인 코일 ch4의 B 에코의 신호 강도를 실측한 값(㏈)을 나타내는 특성도이다.
도 7의 수준 1에서는, 8개의 코일(ch1∼8)의 초음파 송신을 전부 온으로 한 경우를 나타내고 있다. 수준 2는, 좌측 단부의 코일 ch1만 오프로 하고, 다른 코일을 온으로 한 경우를 나타내고 있다. 수준 3은, 양단부의 코일 ch1 및 ch8을 오프로 하고, 다른 코일을 온으로 한 경우를 나타내고 있다. 수준 4 이후의 수준 8까지는, 코일 ch4로부터 보다 이격된 코일로부터 순차적으로 오프로 하고 있다. 또한, 수준 9에서는, 코일 ch4 이외를 전부 오프로 한 경우를 나타내고 있다. 또한, 수준 9 이후는, ch3, ch5보다도 외측의 코일의 1개를 순차적으로 온으로 한 경우를 나타내고 있다.
본 실시 형태에 있어서는, 도 8에 나타내는 바와 같이, ch4에 인접하는 2개의 ch3, 5가 온인 경우(수준 1∼6)와 비교하면, ch4에 인접하는 ch3, 5의 1개가 온인 경우(수준 7, 8)에는 B 에코의 신호 강도에 2㏈의 저하가 발생하는 것이 판명되었다. 또한, ch4에 인접하는 ch가 2개 모두 오프인 경우(수준 9∼14)에는 B 에코의 신호 강도에 4㏈의 저하가 발생하는 것이 판명되었다.
또한, 도 7에서는 데이터 채취 대상의 코일을 ch4로 하고 있지만, 양단부에 위치하는 ch1 또는 ch8에서 검출한 경우, ch1 또는 ch8은 인접하는 코일이 1개뿐이므로, 인접하는 코일의 1개가 항상 오프(비가동 상태)인 경우와 등가이다. 따라서, 코일 ch1에 있어서는, 인접하는 코일 ch2가 온이라도 B 에코의 신호 강도에 2㏈의 저하가 발생한다.
또한, 코일 ch1에 대해서는, 인접하는 코일 ch2가 오프인 경우에는 B 에코의 신호 강도에 4㏈의 저하가 발생한다. 마찬가지로, 코일 ch8에 대해서는, 인접하는 코일 ch7이 온이라도 B 에코의 신호 강도에 2㏈의 저하가 발생하고, 인접하는 코일 ch7이 오프인 경우에는 4㏈의 저하가 발생한다. 이와 같이, 단부에 위치하는 코일에 대해서는, 인접하는 코일이 정상이라도 B 에코의 신호 강도에 저하가 발생하는 것을 알 수 있다.
내부 결함(202)을 평가할 때에, B 에코의 신호 강도의 4㏈의 차는, 경도의 결함과 중간 정도의 결함과 차이 정도에 상당한다. JIS G 0801 상당의 기준으로 내부 결함(202)의 평가를 행하는 경우에는, 이 차는 실제 운용상 무시할 수 없는 레벨이다. 따라서, B 에코의 신호 강도의 차가 내부 결함(202)의 평가 레벨에 영향을 미치므로, 신호 강도의 과대 평가를 확실하게 억제하는 것이 필요하다.
이상의 결과로부터, 본 실시 형태에서는, 각 코일의 가동 상태에 따라, 각 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도를 보정한다. 이에 의해, 각 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도가 균일화되고, F/B 비율에 기초하여 평가한 경우의 내부 결함(202)의 검출 레벨의 오차를 해소하여, 내부 결함(202)의 평가를 안정화시키는 것이 가능하다.
구체적으로는, 도 8에 나타내는 예에서는, 임의의 코일에 인접하는 코일의 1개만이 가동 상태(온)인 경우에는, 상기 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도에 2㏈을 가산하고, 상기 임의의 코일에 인접하는 코일의 2개가 비가동 상태(오프)인 경우에는, 상기 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도에 4㏈을 가산한다.
상술한 바와 같이, 각 전자 초음파 탐촉자(102)의 양단부에 위치하는 코일 ch1, ch8에 대해서는, 인접하는 코일이 1개뿐이므로, 인접하는 1개의 코일이 항상 오프(비가동 상태)인 경우와 등가이다. 따라서, 코일 ch1에 인접하는 코일 ch2가 온인 경우, 코일 ch1에서 수신된 B 에코의 신호 강도에 2㏈을 가산하고, 코일 ch1에 인접하는 코일 ch2가 오프인 경우에는, 코일 ch1에서 수신된 B 에코의 신호 강도에 4㏈을 가산한다. 코일 ch8에서 수신된 B 에코의 신호 강도에 대해서도 마찬가지의 보정을 행한다.
코일이 오프로 되는 요인으로서는, 예를 들어 전자 초음파 탐촉자(102)를 강판(200) 상에 배치할 때에, 전자 초음파 탐촉자(102)와 강판(200)이 접촉하였을 때의 충격으로 코일이 단선되는 경우가 생각된다. 이러한 요인으로 임의의 코일이 오프로 된 경우라도, B 에코의 신호 강도에 상술한 보정을 행함으로써, 결함 검사를 계속적으로 행하는 것이 가능하다.
또한, 상술한 기준 레벨의 내부 결함(202)을 인공적으로 형성한 플레이트(검사 대상물의 샘플)를 탐상함으로써, 코일의 단선을 검지할 수 있다. 이때, 단선된 코일에서는 F 에코가 수신되지 않으므로, F 에코가 수신되지 않는 코일에 단선이 발생하였다고 진단할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 따르면, 각 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도가 정상적인 값(균일한 값)으로 되므로, 정상적이지 않은 신호 강도(균일하지 않은 신호 강도)에 의해 내부 결함(202)의 과대 평가가 행해져 버리는 것을 확실하게 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 임의의 코일에 인접하는 코일의 1개가 오프인 경우에는, 상기 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도에 2㏈을 가산하고, 상기 임의의 코일에 인접하는 코일의 2개가 오프인 경우에는, 상기 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도에 4㏈을 가산한다고 하는 보정을 행하였지만, 이들의 보정량은 장치에 적합하게 하여 적절히 설정할 수 있다. 구체적으로는, 미리 수준 1∼14에 대해 도 8의 특성을 취득하고, 임의의 코일에 인접하는 코일의 1개가 오프인 경우와, 임의의 코일에 인접하는 코일의 2개가 오프인 경우의 각각에 있어서, 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도의 저하량을 측정해 두고, 저하량에 맞춘 보정량을 설정한다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 각 전자 초음파 탐촉자(102)마다, 8개의 코일이 일렬로 배치되어 있는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 코일수는 8개에 한정되지 않는다. 또한, 복수의 코일이 복수의 열에 배치되어 있어도 되고, 또한 복수의 코일이 매트릭스 형상으로 배치되어 있어도 된다. 전자 초음파 탐촉자(102)의 수도 2열×8개에 한정되지 않는다. 이들 경우에 있어서도, 임의의 코일에 인접하는 각 코일을 온/오프하여, 인접하는 각 코일의 온/오프 상태와, 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도의 저하량의 상관을 미리 취득해 둠으로써, 각 코일의 가동 상태에 따라, 각 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도를 보정할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 임의의 코일에 인접하는 코일의 2개가 가동되고 있는 경우를 기준으로 하여, 임의의 코일에 인접하는 코일의 1개가 비가동인 경우에는, 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도에 2㏈을 가산하고, 임의의 코일에 인접하는 코일의 2개가 비가동인 경우에는, 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도에 4㏈을 가산한다고 하는 보정을 행하였다.
이에 반해, 임의의 코일에 인접하는 코일의 2개가 가동되고 있지 않은 경우를 기준으로 하여 보정을 행해도 된다. 이 경우, 임의의 코일에 인접하는 코일의 1개가 비가동인 경우에는, 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도로부터 2㏈을 감산하고, 임의의 코일에 인접하는 코일의 2개가 비가동인 경우에는, 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도로부터 4㏈을 감산한다. 이 경우에 있어서도, 전자 초음파 탐촉자(102)가 구비하는 각 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도를 균일하게 할 수 있다. 그러나, 상기한 인접하는 코일의 2개가 가동되고 있는 경우가 일반적이다. 따라서, 약간 보정 연산 처리(계산 시간 등)가 많아지는 경향이 있다.
상기한 바와 같이, 연산 장치(110)는, 보정값 취득부(112)와, 가동 상태 판정부(114)와, 보정 실행부(116)와, F/B 연산부(117)와, 결함 평가부(118)와, 보정값 기억부(119)를 구비하고 있다.
보정값 취득부(112)는, 사전에 수준 1∼14에 대해 도 8의 특성을 취득하고, 임의의 코일에 인접하는 코일의 1개가 오프인 상태에서, 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도의 저하량을 제1 보정값으로서 취득한다. 또한, 보정값 취득부(112)는, 임의의 코일에 인접하는 코일의 2개가 오프인 상태에서 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도의 저하량을 제2 보정값으로서 취득한다.
보정값 기억부(119)는, 보정값 취득부(112)가 취득한 제1 보정값 및 제2 보정값을 기억한다.
또한, 전술한 바와 같이, 제1 보정값 및 제2 보정값의 취득은, 실제의 결함 검사에 앞서, 미리, 1개의 전자 초음파 탐촉자(102)와 강판(200)의 샘플을 사용하여 실험적으로 행해진다.
가동 상태 판정부(114)는, 각 전자 초음파 탐촉자(102)마다, 8개의 코일 ch1∼ch8의 가동 상태를 판정한다.
보정 실행부(116)는, 가동 상태 판정부(114)에 의한 각 코일의 가동 상태 판정 결과에 따라 보정을 실행한다. 상술한 예에서는, 보정 실행부(116)는, 임의의 코일에 인접하는 코일의 1개만이 가동되고 있는 경우에는, 상기 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도에, 제1 보정값으로서 미리 설정한 값인 2㏈을 가산한다.
또한, 보정 실행부(116)는, 임의의 코일에 인접하는 코일의 2개가 가동되고 있지 않은 경우에는, 상위 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도에, 제2 보정값으로서 미리 설정한 값인 4㏈을 가산한다.
또한, 보정 실행부(116)는, 임의의 코일에 인접하는 코일이 2개 모두 가동되고 있는 경우에는, 제3 보정값을 제로로 설정하여, 상기 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도를 보정하지 않는다. 또한, 상기한 각 보정은, 각 전자 초음파 탐촉자(102)의 전부에 대해 행해진다.
F/B 연산부(117)는, F 에코의 신호 강도와 보정 후의 B 에코의 신호 강도의 비율(F/B 비율)을, 각 코일의 각각에 대해 계산한다. 또한, 이 F/B 비율의 계산은, 각 전자 초음파 탐촉자(102)의 전부에 대해 행해진다. 결함 평가부(118)는, F/B 연산부(117)에 의한 F/B 비율의 계산 결과에 기초하여 강판(200)의 내부 결함(202)을 평가한다.
또한, 도 1에 도시하는 연산 장치(110)의 구성 요소는, 회로(하드웨어) 또는 CPU 등의 중앙 연산 처리 장치와 이것을 기능시키기 위한 프로그램(소프트웨어)에 의해 구성할 수 있다.
[4. 본 실시 형태에 관한 B 에코의 신호 강도의 보정 처리]
도 9는 본 실시 형태에 관한 B 에코의 신호 강도의 보정 처리를 나타내는 흐름도이다. 우선, 스텝 S10에서는, 보정값 취득부(112)가, 실제의 결함 검사에 앞서, 사전에 수준 1∼14에 대해 도 8의 특성을 취득하고, 임의의 코일에 인접하는 코일의 1개가 오프인 상태에서 상기 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 수신 강도의 저하량을 제1 보정값으로서 취득하고, 임의의 코일에 인접하는 코일의 2개가 오프인 상태에서 상기 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도의 저하량을 제2 보정값으로서 취득한다.
다음 스텝 S12∼S14에서는, 가동 상태 판정부(114)가, 각 전자 초음파 탐촉자(102)마다, 8개의 코일 ch1∼ch8의 각각의 가동 상태를 판정한다. 구체적으로는, 우선 스텝 S12에서는, 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일의 양쪽이 비가동인지 여부를 판정하고, 2개의 코일의 양쪽이 비가동이 아닌 경우에는 스텝 S14로 진행한다. 2개의 코일의 양쪽이 비가동인 경우에는, 스텝 S20으로 진행하고, 보정 실행부(116)가, 제2 보정값(4㏈)을, 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도에 가산한다.
스텝 S14에서는, 가동 상태 판정부(114)가, 각 전자 초음파 탐촉자(102)마다, 임의의 코일에 인접하는 1개의 코일만이 비가동인지 여부를 판정하고, 인접하는 1개의 코일만이 비가동인 경우에는 스텝 S18로 진행한다. 스텝 S18에서는, 보정 실행부(116)가, 제1 보정값(2㏈)을, 상기 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도에 가산한다.
스텝 S14에 있어서, 인접하는 1개의 코일이 비가동이 아닌 경우에는, 스텝 S16으로 진행한다. 이 경우, 인접하는 2개의 코일의 양쪽이 가동되고 있으므로, 스텝 S16에서는, 상기 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도의 보정은 행하지 않는다. 바꾸어 말하면, 스텝 S16으로 진행한 경우에는, 보정 실행부(116)는 제3 보정값을 제로로 설정하여 상기 임의의 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도의 보정은 행하지 않는다. 스텝 S16, S18, S20 후에는 처리를 종료한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 인접하는 코일의 영향에 의한 B 에코의 신호 강도의 저하를 보상하는 것이 가능해지고, 각 코일에서 수신된 B 에코의 신호 강도를 정상화하고, 균일화하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 내부 결함(202)의 과검출에 의한 불합격 판정을 확실하게 삭감할 수 있다. 또한, 인접하는 코일이 적은 말단의 코일에 있어서도 S/N비를 향상시킬 수 있고, 의사 결함에 의한 불합격 판정을 대폭으로 삭감하는 것이 가능해진다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술의 분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 자라면, 특허 청구 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에 있어서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명백하며, 이들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라 이해된다.
100 : 결함 검사 장치
102 : 전자 초음파 탐촉자
104 : 증폭기
106 : 측정 롤
108 : 선단 검출 센서
110 : 연산 장치
112 : 보정값 취득부
114 : 가동 상태 판정부
116 : 보정 판정부
117 : F/B 연산부(비율 연산부)
118 : 결함 평가부
119 : 보정값 기억부
120 : 표시 장치
130 : 경보 장치
200 : 강판(검사 대상물)
202 : 내부 결함
1∼3, ch1∼ch8 : 코일

Claims (9)

  1. 전자 초음파 탐촉자에 있어서 서로 인접하여 일부가 겹치도록 배열된 복수의 코일에 대해 고주파 신호를 부여하여, 검사 대상물에 초음파 진동을 발생시키는 제1 공정과;
    상기 초음파 진동의 B 에코를 상기 복수의 코일의 각각에서 수신하는 제2 공정과;
    상기 초음파 진동의 F 에코를 상기 복수의 코일의 각각에서 수신하는 제3 공정과;
    상기 복수의 코일의 각각에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도를, 상기 복수의 코일의 가동 상태에 기초하여 보정하는 제4 공정과;
    상기 F 에코의 신호 강도와 보정 후의 상기 B 에코의 신호 강도의 비율을, 상기 복수의 코일의 각각에 대해 계산하고, 그 계산 결과에 기초하여 상기 검사 대상물의 내부 결함을 평가하는 제5 공정;을 갖는 것을 특징으로 하는, 결함 검사 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제4 공정에 있어서,
    임의의 코일에 인접하는 1개의 코일만이 가동되고 있는 경우에는, 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도를 제1 보정값으로 보정하고,
    상기 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일이 가동되고 있지 않은 경우에는, 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도를 제2 보정값으로 보정하고,
    상기 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일이 가동되고 있는 경우에는, 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도를 제3 보정값으로 보정하는 것을 특징으로 하는, 결함 검사 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 보정값은 상기 제2 보정값보다도 작고,
    상기 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일이 가동되고 있는 경우에는, 상기 제3 보정값을 제로로 설정하여, 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도를 보정하지 않는 것을 특징으로 하는, 결함 검사 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 공정 전에,
    상기 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일이 가동되고 있는 상태에서 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도와, 상기 임의의 코일에 인접하는 1개의 코일만이 가동되고 있는 상태에서 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도의 차분에 기초하여, 상기 제1 보정값을 취득하는 공정과;
    상기 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일이 가동되고 있는 상태에서 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도와, 상기 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일이 가동되고 있지 않은 상태에서 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도의 차분에 기초하여, 상기 제2 보정값을 취득하는 공정;을 더 갖는 것을 특징으로 하는, 결함 검사 방법.
  5. 서로 인접하여 일부가 겹치도록 배열된 복수의 코일을 포함하는 전자 초음파 탐촉자와;
    상기 복수의 코일의 각각에, 검사 대상물에 초음파 진동을 발생시키기 위한 고주파 신호를 공급함과 함께, 상기 복수의 코일의 각각의 출력 신호에 기초하여, 상기 복수의 코일의 각각에서 수신된, 상기 초음파 진동의 F 에코 및 B 에코의 신호 강도를 산출하고, 그 산출 결과에 기초하여 상기 검사 대상물의 내부 결함을 평가하는 연산 장치;를 구비하고,
    상기 연산 장치는,
    상기 복수의 코일의 가동 상태를 판정하는 가동 상태 판정부와,
    상기 복수의 코일의 가동 상태에 기초하여, 상기 복수의 코일의 각각에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도를 보정하는 보정 실행부와,
    상기 F 에코의 신호 강도와 보정 후의 상기 B 에코의 신호 강도의 비율을, 상기 복수의 코일의 각각에 대해 계산하는 비율 연산부와,
    상기 비율 연산부에 의한 상기 비율의 계산 결과에 기초하여 상기 검사 대상물의 내부 결함을 평가하는 결함 평가부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 결함 검사 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 보정 실행부는,
    상기 가동 상태 판정부가, 임의의 코일에 인접하는 1개의 코일만이 가동되고 있다고 판정한 경우에는, 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도를 제1 보정값으로 보정하고,
    상기 가동 상태 판정부가, 상기 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일이 가동되고 있지 않다고 판단한 경우에는, 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도를 제2 보정값으로 보정하고,
    상기 가동 상태 판정부가, 상기 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일이 가동되고 있다고 판정한 경우에는, 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도를 제3 보정값으로 보정하는 것을 특징으로 하는, 결함 검사 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 보정값은 상기 제2 보정값보다도 작고,
    상기 보정 실행부는, 상기 가동 상태 판정부가, 상기 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일이 가동되고 있다고 판정한 경우에는, 상기 제3 보정값을 제로로 설정하여, 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도를 보정하지 않는 것을 특징으로 하는, 결함 검사 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 연산 장치는,
    상기 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일이 가동되고 있는 상태에서 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도와, 상기 임의의 코일에 인접하는 1개의 코일만이 가동되고 있는 상태에서 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도의 차분에 기초하여, 상기 제1 보정값을 취득하고, 상기 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일이 가동되고 있는 상태에서 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도와, 상기 임의의 코일에 인접하는 2개의 코일이 가동되고 있지 않은 상태에서 상기 임의의 코일에서 수신된 상기 B 에코의 신호 강도의 차분에 기초하여, 상기 제2 보정값을 취득하는 보정값 취득부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 결함 검사 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 연산 장치는, 상기 보정값 취득부가 취득한 상기 제1 보정값 및 상기 제2 보정값을 기억하는 보정값 기억부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 결함 검사 장치.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004045124A (ja) 2002-07-10 2004-02-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 配管の非破壊検査方法
JP2006276032A (ja) 2006-06-08 2006-10-12 Toshiba Corp 配管検査方法および装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4312231A (en) * 1979-07-06 1982-01-26 Nippon Steel Corporation Apparatus for generating and detecting an electromagnetic ultrasonic wave
JPS5861462A (ja) * 1981-10-07 1983-04-12 Nippon Steel Corp 角材の超音波探傷方法及び装置
JPS5888653A (ja) * 1981-11-24 1983-05-26 Nippon Kokan Kk <Nkk> 超音波探傷装置
JPH02150765A (ja) * 1988-11-30 1990-06-11 Sumitomo Chem Co Ltd 超音波探傷方法
JPH0687052B2 (ja) * 1989-01-24 1994-11-02 新日本製鐵株式会社 鋼板の超音波探傷装置
US5675087A (en) * 1994-02-15 1997-10-07 The Babcock & Wilcox Company Fastener characterization with an electromagnetic acoustic transducer
US5503020A (en) * 1994-07-01 1996-04-02 Sonic Force Corporation Electromagnetic acoustic transducer
RU2149393C1 (ru) * 1999-05-19 2000-05-20 Зао "Алтек" Способ ультразвукового контроля цилиндрических изделий
JP2002090349A (ja) * 2000-09-21 2002-03-27 Kansai Electric Power Co Inc:The 電磁超音波による探傷方法及び電磁超音波探傷装置
RU2184374C1 (ru) * 2001-08-28 2002-06-27 ОАО "Радиоавионика" Ультразвуковой способ контроля головки рельсов
JP2005214686A (ja) * 2004-01-28 2005-08-11 Sumitomo Metal Ind Ltd 電磁超音波探触子及び超音波探傷方法
JP4602421B2 (ja) * 2008-01-16 2010-12-22 株式会社東芝 超音波探傷装置
JP2010258357A (ja) * 2009-04-28 2010-11-11 Kobe Steel Ltd メアンダコイル、メアンダコイルの製造方法及び電磁超音波トランスデューサ
CN101839894B (zh) * 2010-06-17 2013-12-18 奥瑞视（北京）科技有限公司 一种新型数字超声探伤系统和方法
CN202049136U (zh) * 2011-03-30 2011-11-23 大连海事大学 一种多通道高速并行超声波在线探伤通信系统
CN102393422A (zh) * 2011-08-22 2012-03-28 江苏省产品质量监督检验研究院 基于超声tofd的缺陷离线判别方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004045124A (ja) 2002-07-10 2004-02-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 配管の非破壊検査方法
JP2006276032A (ja) 2006-06-08 2006-10-12 Toshiba Corp 配管検査方法および装置

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