KR101657745B1 - 강판의 결함 탐상 장치 및 방법 - Google Patents

강판의 결함 탐상 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

강판의 결함 탐상 장치 및 방법이 제공된다. 강판의 결함 탐상 장치는, 제1 자화극 및 제2 자화극을 통해 강판을 자화시키기 위한 자속을 발생시키는 자화부와, 발생된 자속이 결함을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 검출하는 누설 자속 검출부를 포함하며, 누설 자속 검출부는, 제1 자화극 및 제2 자화극의 하부의 중앙에서 강판의 주행 방향 또는 반대 방향으로 이격되게 배치되되, 강판의 양면 중 자화부가 배치된 면의 반대면 쪽에 배치되는 제1 누설 자속 검출부와, 제1 자화극 또는 제2 자화극 중 적어도 어느 하나의 하부 방향에 배치되되, 강판의 양면 중 자화부가 배치된 면 쪽에 배치되는 제2 누설 자속 검출부를 포함함으로써, 낮은 증폭율로도 강판의 결함 검출이 가능하다.

Description

강판의 결함 탐상 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF DETECTING DEFECT OF STEEL PLATE}
본 출원은, 강판의 결함 검출에 관한 것이다.
강판의 결함 검출 기술에는 초음파 탐상법(Ultrasonic Test), 누설자속 탐상법(Magnetic Flux Leakage), 자분 탐상법(Magnetic Particle Inspection), 와전류 탐상법, 광학법 등이 있다.
이들 중 누설 자속 탐상법은 홀소자와 같은 자속을 전기적 신호로 변환시키는 자기센서를 이용하여 결함에 의하여 강판의 표면 밖으로 누설되는 누설 자속의 세기를 검출한 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, 종래의 강판의 결함 검출 장치는, 강판(S)의 주행 방향을 따라 강판(S)을 자화시키기 위한 자속을 발생시키는 자화부(110)와, 강판(S)의 폭방향으로 배치되며, 발생된 자속이 강판(S)의 결함을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 검출하는 자기 센서 어레이(121)를 포함할 수 있다.
한편, 자화부(110)는 영구자석(PM) 및 영구자석(PM)의 양측으로 연장되는 제1 자화극(111) 및 제2 자화극(112)을 포함할 수 있으며, 제1 자화극(111) 및 제2 자화극(112) 간의 중심에는 양 자화극(111, 112)의 중심이 일치하도록(즉, L1과 L2가 같도록) 자기 센서 어레이(121)가 장착될 수 있다. 자기 센서 어레이(121)에서 측정된 누설 자속은 소정의 크기로 증폭된 후 강판(S)의 결함 검출에 이용될 수 있다.
통상 강판(S)의 결함에 의한 누설 자속의 세기는 자화극(111, 112)의 중심에서 가장 작은 크기를 가지며, 반대로, 주행하는 강판(S)에 포함된 결함이 자화극(111, 112)에 근접할수록 누설 자속의 세기는 점점 커진다. 따라서, 상술한 종래 장치와 같이 제1 자화극(111) 및 제2 자화극(112) 간의 중심에 자기 센서 어레이(121)를 장착할 경우 자기 센서 어레이(121)에서 측정한 누설 자속의 증폭율을 키워야 하는 문제점이 있다.
또한, 상술한 구조로 배치되는 자기 센서 어레이(121)에서 측정된 누설 자속에는 강판(S)의 표면뿐 아니라 내부에 존재하는 결함이 모두 포함되기 때문에 강판(S)의 내부에 존재하는 내부 결함만을 별도로 검출할 수 없다는 문제점이 있다.
한국공개특허 제2013-0068295호(공개일: 2013년 6월 26일)
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 증폭율을 높이지 않고도 강판의 결함을 검출할 수 있으며, 특히 강판의 내부 결함만을 검출할 수 있는 강판의 결함 탐상 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 제1 실시 형태에 의하면, 제1 자화극 및 제2 자화극을 통해 강판을 자화시키기 위한 자속을 발생시키는 자화부; 상기 제1 자화극 및 상기 제2 자화극의 하부의 중앙에서 상기 강판의 주행 방향 또는 반대 방향으로 이격되게 배치되되, 상기 강판의 양면 중 상기 자화부가 배치된 면의 반대면 쪽에 배치되는 제1 누설 자속 검출부; 상기 제1 자화극 또는 상기 제2 자화극 중 적어도 어느 하나의 하부 방향에 배치되되, 상기 강판의 양면 중 상기 자화부가 배치된 면 쪽에 배치되는 제2 누설 자속 검출부; 상기 제1 누설 자속 검출부에 의해 검출된 누설 자속의 세기에 기초하여 상기 강판의 표면에 존재하는 표면 결함 및 상기 강판의 내부에 존재하는 내부 결함을 포함하는 전결함을 검출하는 전결함 검출부; 상기 전결함 검출부에 의해 검출된 소정의 검출 영역에 대하여, 상기 제2 누설 자속 검출부에 의해 검출된 누설 자속의 세기에 기초하여 상기 강판의 양면 중 상기 자화부가 배치된 방향의 표면에 존재하는 표면 결함을 검출하는 표면 결함 검출부; 및 상기 검출 영역에 대하여, 상기 전결함 검출부에 의해 검출된 전결함 중 상기 표면 결함 검출부에 의해 검출된 표면 결함을 제외함으로써, 상기 검출 영역에 존재하는 내부 결함만을 검출하는 데이터 처리부를 포함하고, 상기 제1 누설 자속 검출부는, 상기 자화부에 의해 발생된 자속 중 상기 강판의 수직 방향의 자속 성분을 상기 강판의 주행 방향에 대하여 미분한 값의 절대값이 최대가 되는 지점으로서, 상기 강판의 수직 방향의 자속 성분이 0이 아닌 지점에 배치되는 강판의 결함 탐상 장치를 제공한다.
삭제
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본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 강판의 결함 탐상 장치는, 상기 검출 영역에 대하여, 상기 전결함, 상기 표면 결함 또는 상기 내부 결함 중 적어도 하나 이상을 표시하는 영상 표시부를 더 포함할 수 있다.
삭제
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제1 결함 데이터는, 상기 검출 영역 중 상기 전결함이 존재하는 지점을 이진수 “1”로, 상기 전결함이 존재하지 않는 영역을 이진수 “0”으로 나타낸 데이터이며, 상기 제2 결함 데이터는, 상기 검출 영역 중 상기 표면결함이 존재하는 지점을 이진수 “1”로, 상기 표면결함이 존재하지 않는 영역을 이진수 “0”으로 나타낸 데이터일 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 누설 자속 검출부는, 홀 센서(Hall Sensor), 자기 저항 센서(Magneto Resistive sensor, MR 센서), 거대 자기 저항 센서(Giant Magneto Resistive sensor, GMR 센서) 및 거대 자기 임피던스 센서(Giant Magneto Impedance sensor, GMI 센서) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 누설 자속 검출부는, 상기 강판의 폭방향으로 복수개 배치될 수 있다.
본 발명의 제2 실시 형태에 의하면, 자화부에서, 제1 자화극 및 제2 자화극을 통해 강판을 자화시키기 위한 자속을 발생시키는 제1 단계; 전결함 검출부에서, 제1 누설 자속 검출부에 의해 검출된 누설 자속의 세기에 기초하여 상기 강판의 표면에 존재하는 표면 결함 및 상기 강판의 내부에 존재하는 내부 결함을 포함하는 전결함을 검출하는 제2 단계; 및 표면 결함 검출부에서, 상기 전결함 검출부에 의해 검출된 소정의 검출 영역에 대하여, 제2 누설 자속 검출부에 의해 검출된 누설 자속의 세기에 기초하여 상기 강판의 표면 결함을 검출하는 제3 단계; 및 데이터 처리부에서, 상기 검출 영역에 대하여, 상기 전결함 중 상기 표면 결함을 제외함으로써, 상기 검출 영역에 존재하는 내부 결함만을 검출하는 제4 단계를 포함하고, 상기 제1 누설 자속 검출부는, 상기 자화부에 의해 발생된 자속 중 상기 강판의 수직 방향의 자속 성분을 상기 강판의 주행 방향에 대하여 미분한 값의 절대값이 최대가 되는 지점으로서, 상기 강판의 수직 방향의 자속 성분이 0이 아닌 지점에 배치되고, 상기 표면 결함은 상기 강판의 양면 중 상기 자화부가 배치된 방향의 표면에 존재하는 표면결함인 강판의 결함 탐상 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 강판의 결함 탐상 방법은, 영상 표시부에서, 상기 검출 영역에 대하여, 상기 전결함, 상기 표면 결함 또는 상기 내부 결함 중 적어도 하나 이상을 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제1 누설 자속 검출부는, 상기 제1 자화극 및 제2 자화극의 하부의 중앙에서 상기 강판의 주행 방향 또는 반대 방향으로 이격되게 배치되되, 상기 강판의 양면 중 상기 자화부가 배치된 면의 반대면에 배치되며, 상기 제2 누설 자속 검출부는, 상기 제1 자화극 및 제2 자화극의 하부에 배치되되, 상기 강판의 양면 중 상기 자화부가 배치된 면에 배치될 수 있다.
삭제
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제2 단계는, 상기 검출 영역 중 상기 검출된 전결함이 위치한 지점에 대한 제1 결함 데이터를 제공하고, 상기 제3 단계는, 상기 검출 영역 중 상기 검출된 표면 결함이 위치한 지점에 대한 제2 결함 데이터를 제공하며, 상기 제4 단계는, 상기 제공된 제1 결함 데이터로부터 상기 제공된 제2 결함 데이터를 감산함으로써, 상기 검출 영역에 존재하는 내부 결함만을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제1 결함 데이터는, 상기 검출 영역 중 상기 전결함이 존재하는 지점을 이진수 “1”로, 상기 전결함이 존재하지 않는 영역을 이진수 “0”으로 나타낸 데이터이며, 상기 제2 결함 데이터는, 상기 검출 영역 중 상기 표면결함이 존재하는 지점을 이진수 “1”로, 상기 표면결함이 존재하지 않는 영역을 이진수 “0”으로 나타낸 데이터일 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제1 누설 자속 검출부 또는 제2 누설 자속 검출부는, 홀 센서(Hall Sensor), 자기 저항 센서(Magneto Resistive sensor, MR 센서), 거대 자기 저항 센서(Giant Magneto Resistive sensor, GMR 센서) 및 거대 자기 임피던스 센서(Giant Magneto Impedance sensor, GMI 센서) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 제1 누설 자속 검출부 또는 상기 제2 누설 자속 검출부는, 상기 강판의 폭방향으로 복수개 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 누설 자속 검출부를 양 자화극의 중심으로부터 자화극쪽으로 일정 거리 이격되도록 배치함으로써, 낮은 증폭율로도 강판의 결함 검출이 가능하다.
또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 양 자화극의 중심으로부터 일정 거리 이격되게 배치된 제1 누설 자속 검출부를 통해 검출된 전결함으로부터 양 자화극의 하부에 배치된 제2 누설 자속 검출부를 통해 검출된 강판의 표면 결함을 제외함으로써, 강판의 내부 결함만을 검출할 수 있다.
도 1은 종래의 강판의 결함 검출 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 강판의 결함 검출 장치를 도시한 도면으로, 강판의 폭 방향에서 바라본 도면이다.
도 3은 누설 자속 검출부의 위치에 따른 자속의 Y 성분을 미분한 값 및 누설 자속의 세기를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 제1 누설 자속 검출부를 포함하는 강판의 결함 검출 장치를 도시한 도면으로, 강판의 폭 방향에서 바라본 도면이다.
도 5는 누설 자속 검출부가 자화극의 하부에 위치한 경우 강판 표면에 존재하는 결함에 의한 누설 자속의 세기를 도시한 도면이다.
도 6은 도 4의 데이터 처리부가 내부 결함만을 검출하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 강판의 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 결함 검출 장치를 도시한 도면으로, 강판의 폭 방향(D2)에서 바라본 도면이다.
도 2를 참조하면, 자화부(210)는, 강판(S)의 주행 방향(X 방향)을 따라 강판(S)을 자화시키기 위한 자속을 발생시킬 수 있으며, 영구자석(PM) 및 영구자석(PM)의 양측으로 연장되는 요크인 제1 자화극(211) 및 제2 자화극(212)을 포함할 수 있다. 제1 자화극(211)과 제1 자화극(211) 사이의 거리는 D1으로 표현되어 있으며, 상술한 영구 자석(PM)은 코일을 이용한 전자석으로 대체될 수 있음은 물론이다.
그리고, 제1 누설 자속 검출부(221)는, 자화부(210)에 의해 발생된 자속이 강판(S)의 결함을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 검출하기 위한 자기 센서 어레이이다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상술한 제1 누설 자속 검출부(221)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 자화극(211) 및 제2 자화극(212)의 하부의 중앙(C)에서 강판(S)의 주행 방향(X 방향) 또는 반대 방향으로 일정 거리(L) 이격되게 배치되되, 강판(S)의 양면(S1, S2) 중 자화부(210)가 배치된 면(S1)의 반대 면(S2) 쪽에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상술한 일정 거리(L)는 강판(S)의 주행 방향(X 방향)에 대하여 자화부(210)에 의해 발생된 자속 중 수직 방향의 자속 성분을 미분한 값의 절대값이 최대가 되는 지점(도 3 참조하여 후술함)에 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 누설 자속 검출부(221)를 상술한 위치에 배치함으로써, 낮은 증폭율로도 강판의 결함 검출이 가능한데, 이에 대해서는 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 제1 누설 자속 검출부의 위치에 따른 자속의 Y 성분을 미분한 값 및 누설 자속의 세기를 도시한 도면으로, 도 3의 (a)는 제1 누설 자속 검출부의 위치를, 도 3의 (b)는 제1 누설 자속 검출부의 위치에 따라 강판의 주행 방향에 대하여 자속의 Y 성분을 미분한 값을, 도 3의 (c)는 제1 누설 자속 검출부의 위치에 따른 누설 자속의 세기를 도시한 것이다. 도 3에서, A, B, C는 강판의(S) 양면 중 자화부(210)가 배치된 면(S1) 쪽에 배치된 제1 누설 자속 검출부(221)이며, A', B', C'는 강판의(S) 양면 중 자화부(210)가 배치된 면(S1)의 반대면(S2) 쪽에 배치된 제1 누설 자속 검출부(221)이다.
도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 자화부(210)에 의해 발생된 자속의 Y 성분을 강판(S)의 주행 방향(즉, X 방향)에 대하여 미분한 값(dBy/dX)을 살펴보면, 제1 자화극(211) 및 제2 자화극(212)의 하부의 중앙(A/A')에서 강판(S)의 주행 방향(즉, X 방향)의 특정 지점(C/C')까지는 그 값이 점차 커지는 것을 알 수 있다.
또한, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 강판(S)에 결함(표면 결함 및 내부 결함을 포함함)이 존재할 경우 검출되는 누설 자속의 세기 역시 제1 자화극(211) 및 제2 자화극(212)의 하부의 중앙(A/A')에서 강판(S)의 주행 방향(즉, X 방향)의 특정 지점(C/C')까지는 그 값이 점차 커지는 것을 알 수 있다. 다만, 제1 누설 자속 검출부(221)가 강판(S)의 상부(S1)(즉, 강판(S)의 양면(S1, S2) 중 자화부(210)가 배치된 면(S1)) 쪽에 배치된 경우(A, B, C)의 누설 자속의 세기(311)에 비해, 제1 누설 자속 검출부(221)가 강판(S)의 하부(S2)(즉, 강판(S)의 양면(S1, S2) 중 자화부(210)가 배치된 면의 반대면(S2)) 쪽에 배치된 경우(A', B', C')의 누설 자속의 세기(312)가 더 큼을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 제1 누설 자속 검출부(도 2의 221)를, 제1 자화극(211) 및 제2 자화극(212)의 하부의 중앙(도 2의 C)에서 강판(S)의 주행 방향 또는 반대 방향으로 일정 거리(도 2의 L) 이격되게 배치시키되, 강판(S)의 양면(S1, S2) 중 자화부(210)가 배치된 면(S1)의 반대 면(S2) 쪽에 배치시키되, 일정 거리(도 2의 L)는 강판(S)의 주행 방향(X 방향)에 대하여 자화부(210)에 의해 발생된 자속 중 수직 방향의 자속 성분을 미분한 값(dBy/dX)의 절대값이 최대가 되는 지점으로 함으로써, 증폭율을 높이지 않고도 강판(S)의 결함 검출이 가능할 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 제1 누설 자속 검출부를 포함하는 강판의 결함 검출 장치를 도시한 도면으로, 강판의 폭 방향에서 바라본 도면이다. 그리고, 도 5는 누설 자속 검출부가 자화극 하부에 위치한 경우 강판 표면에 존재하는 결함에 의한 누설 자속의 세기를 도시한 도면이며, 도 6은 도 4의 데이터 처리부가 내부 결함만을 검출하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 4의 실시 형태에 따르면, 도 2에서 도시된 구성 요소 외에 제2 누설 자속 검출부(222), 전결함 검출부(410), 표면 결함 검출부(420) 및 데이터 처리부(430)를 더 포함할 수 있다.
이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 강판의 결함 검출 장치를 상세하게 설명한다.
우선, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 누설 자속 검출부(221)는, 상술한 바와 같이, 자화부(210)에 의해 발생된 자속이 강판(S)의 결함(표면 결함 또는 내부 결함)을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 검출하기 위한 자기 센서 어레이이다. 검출된 누설 자속의 세기는 전 결함 검출부(410)로 전달될 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 누설 자속 검출부(221)는, 제1 자화극(211) 및 제2 자화극(212)의 하부의 중앙(C)에서 강판(S)의 주행 방향(X 방향) 또는 반대 방향으로 일정 거리(L) 이격되게 배치되되, 강판(S)의 양면(S1, S2) 중 자화부(210)가 배치된 면(S1)의 반대 면(S2) 쪽에 배치될 수 있으며, 상술한 일정 거리(L)는 강판(S)의 주행 방향(X 방향)에 대하여 자화부(210)에 의해 발생된 자속 중 수직 방향의 자속 성분을 미분한 값의 절대값이 최대가 되는 지점일 수 있다.
한편, 전결함 검출부(410)는 제1 누설 자속 검출부(221)에 의해 검출된 누설 자속의 세기에 기초하여 강판(S)의 표면에 존재하는 표면 결함 및 강판(S)의 내부에 존재하는 내부 결함을 포함하는 전결함을 검출할 수 있다. 즉, 누설 자속의 세기가 일정 값 이상인 경우에 전결함 검출부(410)는 강판(S)에 내부 결함 또는 표면 결함이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 검출된 전결함은 데이터 처리부(430)로 전달될 수 있다.
또한, 전결함 검출부(410)는 검출 영역 중 검출된 전결함이 위치한 지점에 대한 제1 결함 데이터를 더 제공할 수 있다.
즉, 전결함 검출부(410)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 검출 영역(610)에 대하여 전결함(IDF(Inner DeFect), SDF(Surface DeFect))이 위치한 지점에 대한 제1 결함 데이터를 데이터 처리부(430)에 제공할 수 있다. 여기서, 제1 결함 데이터는, 검출 영역(610) 중 전결함(IDF, SDF)이 존재하는 지점을 이진수 “1”로, 전결함(IDF, SDF)이 존재하지 않는 영역을 이진수 “0”으로 표현한 데이터일 수 있다.
한편, 제2 누설 자속 검출부(222)는, 자화부(210)에 의해 발생된 자속이 강판(S)의 결함, 특히 표면 결함을 통과할 때 누설되는 누설 자속의 세기를 검출하기 위한 자기 센서 어레이이다. 이렇게 검출된 누설 자속의 세기는 표면 결함 검출부(420)로 전달될 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상술한 제2 누설 자속 검출부(222)는, 제1 자화극(211) 또는 제2 자화극(212) 중 적어도 어느 하나의 하부에 배치되되, 강판(S)의 양면(S1, S2) 중 자화부(210)가 배치된 면(S1) 쪽에 배치될 수 있다. 실시 형태에 따라서는 강판(S)의 양면(S1, S2) 중 자화부(210)가 배치된 면(S1)의 반대면(S2) 쪽에 배치될 수도 있다.
이와 같이 제1 자화극(211) 또는 제2 자화극(212)의 하부에 제2 누설 자속 검출부(222)를 배치하는 이유는, 제1 자화극(211) 또는 제2 자화극(212)의 하부의 경우 강판(S)의 두께 방향(도 6의 T 참조)으로 자속이 수직하게 발생하게 되며, 이 경우 도 5에 도시된 바와 같이, 표면 결함(도 6의 SDF(Surface DeFect) 참조)에 의한 누설 자속의 세기(511)는 내부 결함(도 6의 IDF(Inner DeFect) 참조)에 의한 누설 자속의 세기(512)보다 상대적으로 훨씬 크기 때문이다. 이때 측정되는 누설 자속은 강판(S)의 수직 방향의 성분일 수 있다. 다만, 본 발명의 실시 형태에 따르면, 강판(S)의 수직 방향의 성분의 세기가 매우 커서 제2 누설 자속 검출부(222)의 검출 범위를 벗어날 경우에는 누설 자속의 성분 중 수평 방향의 성분의 세기를 검출할 수도 있을 것이다.
다음, 표면 결함 검출부(420)는 전결함 검출부(410)에 의해 검출된 소정의 검출 영역과 동일한 영역(도 6의 620)에 대하여, 제2 누설 자속 검출부(222)에 의해 검출된 누설 자속의 세기에 기초하여 강판(S)의 표면 결함만을 검출할 수 있다. 즉, 누설 자속의 세기가 일정 값 이상인 경우에 표면 결함 검출부(420)는 강판(S)에 표면 결함이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 검출된 표면 결함은 데이터 처리부(430)로 전달될 수 있다.
또한, 표면 결함 검출부(420)는 검출 영역 중 검출된 표면 결함이 위치한 지점에 대한 제2 결함 데이터를 더 제공할 수 있다.
즉, 표면 결함 검출부(420)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 검출 영역(620)에 대하여 표면 결함(SDF)이 위치한 지점에 대한 제2 결함 데이터를 데이터 처리부(430)에 제공할 수 있다. 여기서, 제2 결함 데이터는, 검출 영역(620) 중 표면 결함(SDF)이 존재하는 지점을 이진수 “1”로, 표면 결함(SDF)이 존재하지 않는 영역을 이진수 “0”으로 표현한 데이터일 수 있다. 여기서, 검출 영역(610)과 검출 영역(620)은 강판(S)의 동일한 영역이어야 한다.
한편, 데이터 처리부(430)는, 상술한 검출 영역(620)에 대하여, 전결함 검출부(410)에 의해 검출된 전결함 중 표면 결함 검출부(420)에 의해 검출된 표면 결함을 제외함으로써, 검출 영역에 존재하는 내부 결함만을 검출할 수 있다.
구체적으로, 데이터 처리부(430)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 감산기(630)를 이용하여 전결함 검출부(410)로부터 전달받은 검출 영역(610)의 제1 결함 데이터로부터 표면 결함 검출부(420)로부터 전달된 검출 영역(620)의 제2 결함 데이터를 감산함으로써, 검출 영역(640)에 존재하는 내부 결함(IDP)만을 검출할 수 있다.
상술한 도 6에서, 도면부호 610, 620, 640은, 비록 부호는 다르나, 강판(S) 표면의 동일한 영역을 의미함에 유의하여야 한다.
마지막으로, 영상 표시부(440)는, 검출 영역에 대하여, 전결함, 표면 결함 또는 내부 결함 중 적어도 하나 이상을 표시할 수 있다. 이러한 영상 표시부(440)는 디스플레이 장치 등을 포함할 수 있다.
한편, 상술한 제1 누설 자속 검출부(221) 및 제2 누설 자속 검출부(222)는, 홀 센서(Hall Sensor), 자기 저항 센서(Magneto Resistive sensor, MR 센서), 거대 자기 저항 센서(Giant Magneto Resistive sensor, GMR 센서) 및 거대 자기 임피던스 센서(Giant Magneto Impedance sensor, GMI 센서) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으며, 제1 누설 자속 검출부 또는 제2 누설 자속 검출부는, 강판(S)의 폭방향으로 복수개 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 누설 자속 검출부를 양 자화극의 중심으로부터 자화극쪽으로 일정 거리 이격되도록 배치함으로써, 낮은 증폭율로도 강판의 결함 검출이 가능하다.
또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 양 자화극의 중심으로부터 일정 거리 이격되게 배치된 제1 누설 자속 검출부를 통해 검출된 전결함으로부터 양 자화극의 하부에 배치된 제2 누설 자속 검출부를 통해 검출된 강판의 표면 결함을 제외함으로써, 강판의 내부 결함만을 검출할 수 있다.
한편, 도 7은 본 발명의 실시 형태에 따른 강판의 결함 검출 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 도 2 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 의한 강판의 내부 결함 검출 방법을 설명한다. 다만, 발명의 간명화를 위해 도 2 내지 도 6과 관련하여 이미 설명된 사항과 중복된 부분에 대한 설명은 생략한다.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 우선 자화부(210)는, 강판(S)의 주행 방향(X 방향)을 따라 강판(S)을 자화시키기 위한 자속을 발생시킬 수 있다(S701).
다음, 전결함 검출부(410)는 제1 누설 자속 검출부(221)에 의해 검출된 누설 자속의 세기에 기초하여 강판(S)의 표면에 존재하는 표면 결함 및 강판(S)의 내부에 존재하는 내부 결함을 포함하는 전결함을 검출할 수 있다(S702). 즉, 누설 자속의 세기가 일정 값 이상인 경우에 전결함 검출부(410)는 강판(S)에 내부 결함 또는 표면 결함이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 검출된 전결함은 데이터 처리부(430)로 전달될 수 있다.
여기서, 제1 누설 자속 검출부(221)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 자화극(211) 및 제2 자화극(212)의 하부의 중앙(C)에서 강판(S)의 주행 방향(X 방향) 또는 반대 방향으로 일정 거리(L) 이격되게 배치되되, 강판(S)의 양면(S1, S2) 중 자화부(210)가 배치된 면(S1)의 반대 면(S2) 쪽에 배치될 수 있으며, 상술한 일정 거리(L)는, 강판(S)의 주행 방향(X 방향)에 대하여 자화부(210)에 의해 발생된 자속 중 수직 방향의 자속 성분을 미분한 값의 절대값이 최대가 되는 지점일 수 있다.
다음, 표면 결함 검출부(420)는 전결함 검출부(410)에 의해 검출된 소정의 검출 영역과 동일한 영역에 대하여, 제2 누설 자속 검출부(221)에 의해 검출된 누설 자속의 세기에 기초하여 강판(S)의 표면 결함만을 검출할 수 있다(S703). 즉, 누설 자속의 세기가 일정 값 이상인 경우에 표면 결함 검출부(420)는 강판(S)에 표면 결함이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 검출된 표면 결함은 데이터 처리부(430)로 전달될 수 있다.
여기서, 제2 누설 자속 검출부(222)는, 제1 자화극(211) 또는 제2 자화극(212)의 바로 하부에 배치되되, 강판(S)의 양면(S1, S2) 중 자화부(210)가 배치된 면(S1) 쪽에 배치될 수 있다. 실시 형태에 따라서는 강판(S)의 양면(S1, S2) 중 자화부(210)가 배치된 면(S1)의 쪽에 배치될 수도 있다.
마지막으로, 데이터 처리부(430)는, 상술한 검출 영역에 대하여, 전결함 검출부(410)에 의해 검출된 전결함 중 표면 결함 검출부(420)에 의해 검출된 표면 결함을 제외함으로써, 검출 영역에 존재하는 내부 결함만을 검출할 수 있다(S704).
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 누설 자속 검출부를 양 자화극의 중심으로부터 자화극쪽으로 일정 거리 이격되도록 배치함으로써, 낮은 증폭율로도 강판의 결함 검출이 가능하다.
또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 양 자화극의 중심으로부터 일정 거리 이격되게 배치된 제1 누설 자속 검출부를 통해 검출된 전결함으로부터 양 자화극의 하부에 배치된 제2 누설 자속 검출부를 통해 검출된 강판의 표면 결함을 제외함으로써, 강판의 내부 결함만을 검출할 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.
110, 210: 자화부 111, 211: 제1 자화극
112, 212: 제2 자화극 221: 제1 누설 자속 검출부
222: 제2 누설 자속 검출부 410: 전결함 검출부
420: 표면 결함 검출부 430: 데이터 처리부
440: 영상 표시부 610, 620, 640: 검출 영역
630: 감산기 S: 강판
S1: 강판의 상부 S2: 강판의 하부
PM: 영구자석 D2: 강판의 폭방향
IDF: 내부 결함 SDF: 표면 결함

Claims (18)

  1. 제1 자화극 및 제2 자화극을 통해 강판을 자화시키기 위한 자속을 발생시키는 자화부;
    상기 제1 자화극 및 상기 제2 자화극의 하부의 중앙에서 상기 강판의 주행 방향 또는 반대 방향으로 이격되게 배치되되, 상기 강판의 양면 중 상기 자화부가 배치된 면의 반대면 쪽에 배치되는 제1 누설 자속 검출부;
    상기 제1 자화극 또는 상기 제2 자화극 중 적어도 어느 하나의 하부 방향에 배치되되, 상기 강판의 양면 중 상기 자화부가 배치된 면 쪽에 배치되는 제2 누설 자속 검출부;
    상기 제1 누설 자속 검출부에 의해 검출된 누설 자속의 세기에 기초하여 상기 강판의 표면에 존재하는 표면 결함 및 상기 강판의 내부에 존재하는 내부 결함을 포함하는 전결함을 검출하는 전결함 검출부;
    상기 전결함 검출부에 의해 검출된 소정의 검출 영역에 대하여, 상기 제2 누설 자속 검출부에 의해 검출된 누설 자속의 세기에 기초하여 상기 강판의 양면 중 상기 자화부가 배치된 방향의 표면에 존재하는 표면 결함을 검출하는 표면 결함 검출부; 및
    상기 검출 영역에 대하여, 상기 전결함 검출부에 의해 검출된 전결함 중 상기 표면 결함 검출부에 의해 검출된 표면 결함을 제외함으로써, 상기 검출 영역에 존재하는 내부 결함만을 검출하는 데이터 처리부를 포함하고,
    상기 제1 누설 자속 검출부는,
    상기 자화부에 의해 발생된 자속 중 상기 강판의 수직 방향의 자속 성분을 상기 강판의 주행 방향에 대하여 미분한 값의 절대값이 최대가 되는 지점으로서, 상기 강판의 수직 방향의 자속 성분이 0이 아닌 지점에 배치되는 강판의 결함 탐상 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 강판의 결함 탐상 장치는,
    상기 검출 영역에 대하여, 상기 전결함, 상기 표면 결함 또는 상기 내부 결함 중 적어도 하나 이상을 표시하는 영상 표시부를 더 포함하는 강판의 결함 탐상 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전결함 검출부는, 상기 검출 영역 중 상기 검출된 전결함이 위치한 지점에 대한 제1 결함 데이터를 더 제공하고,
    상기 표면 결함 검출부는, 상기 검출 영역 중 상기 검출된 표면 결함이 위치한 지점에 대한 제2 결함 데이터를 더 제공하며,
    상기 데이터 처리부는, 상기 제공된 제1 결함 데이터로부터 상기 제공된 제2 결함 데이터를 감산함으로써, 상기 검출 영역에 존재하는 내부 결함만을 검출하는 강판의 결함 탐상 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 결함 데이터는,
    상기 검출 영역 중 상기 전결함이 존재하는 지점을 이진수 “1”로, 상기 전결함이 존재하지 않는 영역을 이진수 “0”으로 나타낸 데이터이며,
    상기 제2 결함 데이터는,
    상기 검출 영역 중 상기 표면결함이 존재하는 지점을 이진수 “1”로, 상기 표면결함이 존재하지 않는 영역을 이진수 “0”으로 나타낸 데이터인 강판의 결함 탐상 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 누설 자속 검출부 및 상기 제2 누설 자속 검출부는,
    홀 센서(Hall Sensor), 자기 저항 센서(Magneto Resistive sensor, MR 센서), 거대 자기 저항 센서(Giant Magneto Resistive sensor, GMR 센서) 및 거대 자기 임피던스 센서(Giant Magneto Impedance sensor, GMI 센서) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 강판의 결함 탐상 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 누설 자속 검출부 및 상기 제2 누설 자속 검출부는,
    상기 강판의 폭방향으로 복수개 배치되는 강판의 결함 탐상 장치.
  11. 자화부에서, 제1 자화극 및 제2 자화극을 통해 강판을 자화시키기 위한 자속을 발생시키는 제1 단계;
    전결함 검출부에서, 제1 누설 자속 검출부에 의해 검출된 누설 자속의 세기에 기초하여 상기 강판의 표면에 존재하는 표면 결함 및 상기 강판의 내부에 존재하는 내부 결함을 포함하는 전결함을 검출하는 제2 단계; 및
    표면 결함 검출부에서, 상기 전결함 검출부에 의해 검출된 소정의 검출 영역에 대하여, 제2 누설 자속 검출부에 의해 검출된 누설 자속의 세기에 기초하여 상기 강판의 표면 결함을 검출하는 제3 단계; 및
    데이터 처리부에서, 상기 검출 영역에 대하여, 상기 전결함 중 상기 표면 결함을 제외함으로써, 상기 검출 영역에 존재하는 내부 결함만을 검출하는 제4 단계를 포함하고,
    상기 제1 누설 자속 검출부는,
    상기 자화부에 의해 발생된 자속 중 상기 강판의 수직 방향의 자속 성분을 상기 강판의 주행 방향에 대하여 미분한 값의 절대값이 최대가 되는 지점으로서, 상기 강판의 수직 방향의 자속 성분이 0이 아닌 지점에 배치되고, 상기 표면 결함은 상기 강판의 양면 중 상기 자화부가 배치된 방향의 표면에 존재하는 표면결함인 강판의 결함 탐상 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 강판의 결함 탐상 방법은,
    영상 표시부에서, 상기 검출 영역에 대하여, 상기 전결함, 상기 표면 결함 또는 상기 내부 결함 중 적어도 하나 이상을 표시하는 단계를 더 포함하는 강판의 결함 탐상 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 누설 자속 검출부는, 상기 제1 자화극 및 상기 제2 자화극의 하부의 중앙에서 상기 강판의 주행 방향 또는 반대 방향으로 이격되게 배치되되, 상기 강판의 양면 중 상기 자화부가 배치된 면의 반대면 쪽에 배치되며,
    상기 제2 누설 자속 검출부는, 상기 제1 자화극 또는 상기 제2 자화극 중 적어도 어느 하나의 하부 방향에 배치되되, 상기 강판의 양면 중 상기 자화부가 배치된 면 쪽에 배치되는 강판의 결함 탐상 방법.
  14. 삭제
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제2 단계는, 상기 검출 영역 중 상기 검출된 전결함이 위치한 지점에 대한 제1 결함 데이터를 제공하고,
    상기 제3 단계는, 상기 검출 영역 중 상기 검출된 표면 결함이 위치한 지점에 대한 제2 결함 데이터를 제공하며,
    상기 제4 단계는, 상기 제공된 제1 결함 데이터로부터 상기 제공된 제2 결함 데이터를 감산함으로써, 상기 검출 영역에 존재하는 내부 결함만을 검출하는 단계를 포함하는 강판의 결함 탐상 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 결함 데이터는,
    상기 검출 영역 중 상기 전결함이 존재하는 지점을 이진수 “1”로, 상기 전결함이 존재하지 않는 영역을 이진수 “0”으로 나타낸 데이터이며,
    상기 제2 결함 데이터는,
    상기 검출 영역 중 상기 표면결함이 존재하는 지점을 이진수 “1”로, 상기 표면결함이 존재하지 않는 영역을 이진수 “0”으로 나타낸 데이터인 강판의 결함 탐상 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제1 누설 자속 검출부 또는 제2 누설 자속 검출부는,
    홀 센서(Hall Sensor), 자기 저항 센서(Magneto Resistive sensor, MR 센서), 거대 자기 저항 센서(Giant Magneto Resistive sensor, GMR 센서) 및 거대 자기 임피던스 센서(Giant Magneto Impedance sensor, GMI 센서) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 강판의 결함 탐상 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 제1 누설 자속 검출부 또는 상기 제2 누설 자속 검출부는,
    상기 강판의 폭방향으로 복수개 배치되는 강판의 결함 탐상 방법.
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