KR20130103508A

KR20130103508A - 이동 금속 스트립의 검사 장치

Info

Publication number: KR20130103508A
Application number: KR1020137006580A
Authority: KR
Inventors: 마르끄 미쇼; 올리비에 데샹
Original assignee: 지멘스 바이 메탈스 테크놀로지 에스에이에스
Priority date: 2010-09-15
Filing date: 2010-10-12
Publication date: 2013-09-23
Also published as: WO2012034602A1; BR112013005348B1; CN103119433B; BR112013005348A2; JP5752253B2; EP2616805A1; CN103119433A; US9217728B2; KR101788027B1; EP2616805B1; US20130167644A1; JP2013537309A; ES2645711T3

Abstract

본 발명은 제1 초음파 방출기를 포함하는 제1 전자기 음향 트랜스듀서(EMAT)(2) - 파들은 스트립의 제1 표면 에지에 입사되도록 방출기로부터 방출되고, 방출기는 스트립과 접촉되지 않음 -, 초음파 수신기를 포함하는 제2 전자기 음향 트랜스듀서(EMAT)(3a) - 상기 파들은 스트립 표면의 영역으로부터 수신기를 향해서 나타남으로써 수신되고, 수신기는 스트립과 접촉되지 않음 -, 및 제2 전자기 음향 트랜스듀서(EMAT)에 결합되어, 제2 전자기 음향 트랜스듀서(EMAT)에서 측정된 초음파들의 적어도 하나의 시그니처를 사용하여 적어도 하나의 검사 기준을 제공하는 처리 유닛을 포함하는 이동 금속 스트립의 검사 장치이며, 상기 영역이 스트립 상에 위치되어 스트립의 제1 에지와 상기 영역 사이의 파 경로가 스트립의 움직임 방향과 주로 횡방향인 선형 방향으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 검사 장치에 관한 것이다.

Description

이동 금속 스트립의 검사 장치{DEVICE FOR INSPECTING A MOVING METAL STRIP}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 이동 금속 스트립의 검사 장치에 관한 것이다.

본 발명은 이동 야금 제품들의 비접촉 검사에 관한 것으로서, 특히 초음파들의 사용을 통한 스틸 스트립들 내의 내부 결합들의 검출에 관한 것이다.

스틸 구조들 내의 내부 결함들의 검사를 위한 초음파들의 사용은 당업자들에게 공지되어 있다. 파들의 타입, 그들의 주파수 및 그들의 입사에 관한 다수의 변형들은 특정 위치들, 지향들 및 차원들에 존재하는 결함들의 검출의 매우 많은 경우들에 적절한 해결법들을 제공한다.

대부분의 경우들에서, 검사는 고정 구조들에 관한 것이고 즉 상기 구조의 적어도 한 표면 상에서 초음파들의 적어도 하나의 방출기 및 적어도 하나의 수신기의 트랜스듀서들의 수동 또는 기계적 움직임(movement)에 의해 수행된다.

트랜스듀서들은 압전의 원리들을 구현함으로써 초음파들을 가장 일반적으로 발생 및 검출할 수 있다.

일반적으로, 트랜스듀서와 구조 사이의 초음파들의 전달은 대부분의 경우 수성(aqueous)이고, 입자들 및 기포들이 없으며, 일정한 두께 및 적절한 점도인 중간 균질 결합 매질(intermediate homogeneous coupling medium)을 통해서 발생한다.

이동 금속 스트립 또는 플레이트와 같은 이동 물체들의 검사는 상기 움직임의 속도와 본래 관련되는 구체적인 문제들을 내포한다.

이 문제들 중 하나는 트랜스듀서와 이동 물체의 표면 사이에서 효과적인 결합의 유지이다. 이것은 물과 같은 수성 커플랜트(couplant) 또는 기름 또는 그리스 또는 겔의 열(column) 또는 층 내에서 트랜스듀서와 표면 사이의 파들의 전달에 의해 다소 해결되고, 열 또는 층은 커플랜트 순환 또는 투입에 의해 일정하게 회복된다. 결합 매질의 유지는 트랜스듀서 및 검사되는 표면에 관하여 상대적 고속의 움직임 사용에 부적절한 크게 구속하는 방해물이다.

다른 문제는 물체 또는 적어도 그의 표면의 탐사의 모드에 관한 것이다. 실제로, 금속 스트립 또는 플레이트의 표면의 100% 탐사는 상기 표면과 실질적으로 수직인 방향을 따라 전파되는 초음파들로 달성하기에 매우 곤란하다. 이를 위해, 트랜스듀서는 스트립의 폭(스트립의 움직임 방향에 횡방향임)을 따라 이동해야 하고, 스트립의 움직임 속도는 스트립 및 트랜스듀서의 조합된 움직임들에서 기인하고, 또한 결합 매질을 유지하는 요구에 의해 상기 트랜스듀서의 이동 속도가 제한된다는 점을 기억하는 지그재그 궤도를 따라 100% 탐사를 가능하게 하기에 충분히 저속이어야 한다. 그러므로, 수행은 매우 복잡하고 고속의 스트립 움직임에 적절하지 않다.

유럽 특허 제0885 389 B1호는 초음파 램파들의 사용을 통해서 이동 금속 스트립 내의 결함들의 검출에 사용되는 장치를 설명한다. 이 장치에서, 램파들을 발생시킬 수 있는 압전 트랜스듀서는 결합 유체 분배 시스템 다음에 있는 휠에 수용된다. 실제로, 램파들의 사용으로 이 구체적 타입의 파가 스트립의 표면과 평행하게 전파될 수 있으므로, 스트립의 탐사의 문제를 해결하는 것이 가능하게 된다. 그러므로, 초음파들의 빔은 이동 스트립의 측방 에지들 중 하나 상에 위치된 고정 트랜스듀서로부터 스트립의 전체 폭에 걸쳐서 전파될 수 있다. 따라서, 이 타입의 파는 탐사가 스트립의 전체 폭에 걸쳐서 수행되고 트랜스듀서가 고정되므로 스트립의 움직임을 훨씬 고속으로 하여, 탐사는 지그재그 궤도를 따라 더 이상 수행되지 않는다.

그러나, 트랜스듀서와 스트립 사이의 접촉에 의한 탐사 시스템은 높은 상대적 트랜스듀서 / 검사되는 표면 움직임 속도에서 결합 매질의 유지를 만족스럽게 해결하지 못한다.

최종적으로, 다른 큰 문제는 검출된 결함들의 인식 및 평가의 문제이다. 이동 금속 스트립의 검사를 그의 처리 동안 수반함으로써, 예를 들어 롤링함으로써, 처리를 상당히 중단시키는 것없이 검출된 결함들을 분석하는 기간 동안 상기 스트립을 정지시키는 것이 불가능하다.

미국 특허 제5 866 820호는,

- 초음파들의 방출기를 포함하는 또한 나중에 EMAT(=　electromagnetic acoustic transducer)로 칭해지는 제1 트랜스듀서 - 상기 파들은 방출기로부터 스트립 표면의 제1 영역을 향해서 횡방향 스트립 중심의 근방에 입사되도록 방출되고, 방출기는 스트립과 접촉되지 않음 -,

- 초음파들의 수신기를 포함하는 제2 EMAT - 상기 파들은 스트립 표면의 제2 영역으로부터 수신기를 향해서 나타남으로써 수신되고, 수신기는 스트립과 접촉되지 않고, 상기 제2 영역은 스트립의 움직임 방향을 따라 제1 영역과 병치되고 2개의 EMAT 사이에서 에코그래픽 타입의 측정을 가능하게 함 -, 및

- 제2 EMAT에서 측정된 초음파들의 에코그래픽 시그니처를 사용하여 적어도 하나의 검사 기준을 제공하도록 제2 EMAT에 결합되는 처리 유닛을 포함하는 이동 금속 스트립의 검사 장치를 나타낸다.

따라서, 이 장치는 스트립 폭의 1/2에 걸쳐서 에코그래픽 측정(결함에 관한 파들의 반사에 의해)을 제공한다. 그러므로, 장치를 움직임 방향과 횡방향으로 분리함으로써, 스트립의 전체 폭의 검사를 수행하는 것이 가능해진다. 따라서, 이 후자의 실시예는 2개의 트랜스듀서 또는 EMAT의 두 쌍을 요구하고, 쌍들 각각은 스트립 폭의 1/2을 검사하도록 의도된다.

본 발명의 목적은 상술한 문제들, 특히 스트립의 움직임이 m/s보다 큰 것과 같은 고속에 도달할 수 있게 하는 초음파들을 사용하여 이동 스트립의 검사에 의해 내포되는 것들에 대한 해결법을 찾는 것이다. 이 점에 있어서, 본 발명은 트랜스듀서와 스트립 사이에서 접촉을 제한하는 임의의 요구를 회피하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한 이동 금속 제품들을 위해, 특히 야금 제품과의 임의의 접촉 제한없이 발생 및 검출되는 램, 레일리 또는 SH(Shear Horizontal) 파들과 같은 초음파들의 유연하고 광대한 사용에 적응가능한 스틸 스트립들에서 내부 또는 표면 결함들의 검출을 위해 간단하고(예를 들어 완전한 스트립 폭의 검사를 위해 트랜스듀서들의 수를 제한함으로써) 효과적인 검사 해결법을 제공해야 한다.

- 초음파들의 방출기를 포함하는 또한 나중에 EMAT(= electromagnetic acoustic transducer)로 칭해지는 제1 트랜스듀서(2) - 상기 파들은 방출기로부터 스트립 표면의 제1 에지를 향해서 입사되도록 방출되고, 방출기는 스트립과 접촉되지 않음 -,

- 초음파들의 수신기를 포함하는 제2 EMAT(3a) - 상기 파들은 스트립 표면의 영역으로부터 수신기를 향해서 나타남으로써 수신되고, 수신기는 스트립과 접촉되지 않음 -, 및

- 제2 EMAT에서 측정된 초음파들의 적어도 하나의 시그니처를 사용하여 적어도 하나의 검사 기준을 제공하도록 제2 EMAT에 결합되는 처리 유닛을 포함하는 이동 금속 스트림의 검사 장치에 기초하여,

장치는 영역이 스트립 상에 위치되어 스트립의 제1 에지와 상기 영역 사이의 파 경로가 주로 단방향이며, 즉 스트립의 움직임과 주로 횡방향인 적어도 하나의 선형 방향으로 정렬되는 것을 특징으로 한다.

그러한 장치는 청구항 1의 목적에 의해 설명된다.

이와 같이, 소망의 폭으로부터 완전한 스트립 폭까지의 검사는 유연하게 가능하고, 스트립과의 임의의 접촉없이 2개의 트랜스듀서만을 사용하여 수행되므로 모든 경우에 간단해진다. 검사는 또한 2개의 트랜스듀서들 사이의 음파들의 속도가 스트립의 움직임 속도보다 훨씬 더 크다는 점을 기억하여, 유리하게 동시에 일어난다(어떤 지그재그도 갖지 않음).

종속항들의 세트는 또한 본 발명의 장점들을 나타낸다.

특히, 본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예에 따르면, 스트립의 제1 에지로부터 가능한 멀리 떨어져 있는 한, 영역은 스트립의 제1 에지를 주로 횡방향으로 대향하는 스트립 에지 상에 위치된다. 이와 같이, 2개의 트랜스듀서 또는 EMAT만을 사용하여 완전한 스트립 폭의 검사가 가능하다. 따라서, 미국 특허 제5 866 820호와 다르게, 단일 스트립 상에 횡방향으로 정렬된 2개의 1/2 폭이 측정가능해지므로 미국 특허 제5 866 820호에 의해 부과된 검사 데이터의 라인들의 2개의 오프셋 위치보다 데이터의 단일 라인(= 횡방향 스트립 폭)을 검사 및 인덱스하는 것이 더 용이해진다.

따라서, 유리하게 제1 및 제2 EMAT들은 스트립 폭의 1/2 이상인 자유롭게 조정가능한 간격을 제공할 수 있다.

검사 장치의 바람직한 실시예는 스트립의 제1 표면 에지로부터 수신기를 향해서 나타남으로써 전달되는 초음파들의 수신기를 포함하는 제3 EMAT를 제공하고, 수신기는 스트립과 접촉되지 않고, 처리 유닛은 또한 제3 EMAT에 결합되어, 제2 EMAT에 의해 이루어진 측정에서 유래되는 시그니처 및 제3 EMAT에 의해 이루어진 측정에서 유래되는 시그니처를 적어도 포함하는 초음파들의 적어도 2개의 시그니처들을 사용하여 적어도 제2 검사 기준을 제공한다.

따라서, 이와 같이, 파 전달(제1 및 제2 EMAT들 사이)에 의한 시그니처에 보완적인 파 에코그래피(제1 및 제3 EMAT들 사이)에 의한 시그니처를 획득하는 것이 가능하다. 따라서, 검사에 의한 스트립 결함의 검출이 증대되고 결함은 그의 결정에 관하여 임의의 잠재적인 모호성을 제거하는 것을 목적으로 하는 2개의 상보적인 기준들에 의해 인식될 수 있다. 실제로, 예를 들어 에코그래픽 측정에 의한 하나의 단일 시그니처는 트립 수송 장치의 구성요소로부터 또는 검사 장치 자체로부터 유래되며, 즉 고유 스트립 결함과 관련될 수 없다. 따라서, 시그니처들의 중복을 제공함으로써, 그러한 구성요소들이 더 용이하게 제외되어, 검사 장치가 임의의 검사 에러에 대해 더 견고해진다.

이상적으로, 3개의 EMAT는 스트립의 움직임 방향과 횡방향으로 평행한 (제1 및 제2 EMAT 사이의) 측면들 중 삼각형 측면의 정점들에서 위치된다. 제3 EMAT는 제1 EMAT와 같이 동일한 스트립 에지 상에 위치되고 스트립의 움직임 방향을 따라 제 1 EMAT로부터 약간 오프셋된다. 제1 및 제3 EMAT 사이의 거리는 원하는 에코그래픽 측정들에 대해 이상적인 3각 측량을 획득하도록 정의된다.

어떤 스트립 포맷에 대한 적응화를 위해 및 결함 위치의 더 정확한 검출 또는 본 발명에 따른 검사의 초음파 섀도우로서 공지된 영역들의 최소화를 위해, 3개의 EMAT 중 적어도 하나는 이상적으로 포맷 및/또는 스트립 폭에의 종속 모드에서 스트립의 움직임에 주로 횡방향인 방향을 따라 이동되도록 설계될 수 있어, 이동 스트립 근방에서 위험한 개재들을 회피하는 것을 가능하게 한다.

본 발명에 따른 장치는 또한 각 EMAT와 스트립의 표면 사이에서 어떤 접촉도 갖지 않는 거리가 일정하게 유지되거나, 그렇지 않으면 순간 측정에 의해 제공되거나, 또는 둘 다 예를 들어 스트립 두께의 최소 변동들 또는 한쪽 스트립에서 다른 쪽 스트립으로의 변경의 경우에 제공되는 것을 제공한다.

최종적으로, 본 발명에 따른 장치는 스트립의 제1 에지와 영역 사이의 적어도 하나의 파 경로가 최소 스트립 정지 마찰력(traction) 한계값보다 큰 적어도 하나의 값을 나타내는 스트립의 움직임의 일부 상에 위치되는 것을 제공할 수도 있다. 이 품질 기준은 검사 동안 그러한 변동으로 결함을 혼동하지 않기 위해 스트립과 EMAT들 사이에서 어떤 접촉도 갖지 않는 거리의 변동들이 허용가능 공차 내에 있는 것을 보장한다.

본 발명에 따른 장치는 처리 유닛이,

- 제2 및/또는 제3 EMAT에서 수집된 초음파 측정 신호 및/또는 신호들의 신호 대 잡음비들을 감시하는 모듈,

- 초음파들의 전파에서 이상들(anomalies)을 검출하는 모듈,

- 데이터베이스에 저장된 참조 결함들에 관하여 전파에서 이상들을 나타내는 스트립 영역들의 유형학적 식별을 위한 수단,

- 이동 스트립의 종방향 기점 및 횡방향 기점에 관하여 전파에서 이상(anomaly)들을 나타내는 스트립 영역들의 지리적 식별을 위한 수단, 및

- 지리적 및 유형학적 식별 기준들 중 적어도 하나를 고려하는 적어도 하나의 임계 한계값에 따라 식별되는 결함들의 심각성을 식별하는 수단을 포함하는 것을 제공한다.

본 발명에 따른 장치는 처리 유닛에 의해 분석 하에 놓여지도록 의도된 일련의 파 방출들을 실행함으로써 제2 및/또는 제3 EMAT에 의한 상기 일련의 수신 후에 자가 교정 모드 하에 놓여질 수 있는 제1 EMAT에 의해 방출되는 파들의 방출 파라미터들을 제어하는 모듈을 포함할 수 있다. 그러나, 이 자가 교정 모드는 공지된 이동 스트립의 실시간 파라미터화에 의해 이미 미리 정의되어 있는 교정 데이터뱅크로부터 정제되는 교정 모드로 대체되거나 교정 모드일 수 있다.

최종적으로, 본 발명에 따른 장치의 다른 실시예는,

- 적어도 제2 EMAT에 링크되는 영역의 근방에 위치되는 제1 EMAT의 것과 유사한 파 방출기를 포함하는 제4 EMAT를 포함하고,

- 제1 및 제4 EMAT들(방출기 타입의)은 간섭이 없는 모드들 하에 순차적으로 또는 심지어 동시에 활성화될 수 있고, 상기 모드들은 제2 및 제3 EMAT들(수신기 타입의)에 의해 순차적으로 또는 심지어 동시에 측정가능할 수 있다.

이와 같이, 스트립 결함들은 스트립의 각 에지로부터 검사될 수 있으므로, 검사는 더 정확한 것으로 인지된다. 실제로, 스트립 에지들 중 하나로부터, 즉 방출기 타입의 EMAT들 중 하나에 기초하여, 수신기 타입의 2개의 관련 EMAT의 하나의 시그니처 또는 시그니처들이 요구된 검사 기준을 만족하지 않으면, 2개의 다른 시그니처는 다른 스트립 에지로부터, 즉 방출기 타입의 다른 EMAT 및 수신기 타입의 동일한 EMAT들에 기초하여 이용가능해질 것이다. 이들 4개의 시그니처(파 전달에 의해 2개 및 에코그래피에 의해 2개)는 유리하게, 수신기 타입의 2개의 EMAT가 예를 들어 상이한 주파수들에서 초음파들의 스트림들을 방출할 수 있으므로 동시에(및 이동 스트립의 동일한 라인 또는 폭에 대해) 획득될 수 있으며, 그 각각은 또한 수신기 타입의 2개의 EMAT에 의한 간섭없이 동시에 변조된다. 이를 위해 및 바람직하게, 4개의 EMAT는 스트립의 움직임 방향과 횡방향으로 평행한 측면을 갖는 직사각형의 정점들에서 위치될 수 있다.

최종적으로, 본 발명은 또한 상기 장치에 관하여 이동하는 콜드(cold) 또는 핫(hot) 금속 스트립들에서 결함들을 검출 및 방지하기 위해 본 발명에 따른 장치의 이용을 제안하며, 상기 결함들은 표면 또는 내부에 있고 초음파 감쇠기들, 확산기들 또는 변압기들로서 전달 또는 반사되는 초음파들의 카테고리들과 상호 작용하고, 결함들은 초음파 수신기를 포함하는 적어도 하나의 EMAT에서 유래되는 적어도 하나의 시그니처에 의해 식별가능하다. 상기 장치의 그러한 이용은 고속의 움직임에서 생성되는 금속 스트립들의 신속하고 효과적인 품질 제어를 제공하는데 중요하다. 따라서, 추가 금속 처리 동작들의 목적으로 그러한 스트립들이 나중에 롤러들 상에 롤링되면, 상기 동작들의 정확한 수행을 보장하기 위해 문제를 나타내거나 특수 처리를 요구할 수 있는 스트립 상에 결함 지점들을 표시하는 것이 가능하다. 이것은 결함 시그니처들이 본 스트립 및 그의 타이폴로지(typology)와 토폴로지(topology)에 관하여 등록될 수 있으므로 실행가능하다. 최악의 경우에, 이 후자의 정보는 또한 검사에 의해 부적당하다고 생각되고 절단 및 제거 또는 재처리/재순환화되도록 의도되는 적어도 하나의 결함을 포함하는 스트립의 정확한 부분을 위치시키는 것이 가능해진다.

예시적 실시예들 및 적용들은 이하의 도면들에 의해 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 개략 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 장치의 실시예에 따른 EMAT들의 배치의 평면도이다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 개략 정면도를 나타낸다. 야금 제품(1)은 야금 제품 처리 설비에서 이동한다. 본 예에서, 제품은 도 1과 수직인 평면에서 수평으로 이동하는 금속 스트립이다.

예를 들어 여기서 이동 야금 제품의 측방 에지들 중 한쪽 위에(above) 고정 위치된 EMAT 타입의 초음파 방출기 또는 발생기(2)는 후자의 표면과 어떤 접촉없이 초음파 램 또는 레일리 또는 SH(Shear horizontal) 파들을 상기 야금 제품에서 발생시킨다.

또한 EMAT 타입의 초음파 수신기(3a)는 상기 제품의 다른 쪽 측방 에지 위에 고정 위치되어, 이렇게 정의된 제1 및 제2 EMAT들은 횡방향 스트립 라인(= 스트립 폭) 상에서 서로 대향한다. 따라서, 수신기(3a)는 발생기(2)에서 유래되고 금속의 표면 및/또는 체적 전달에 의해 스트립 폭을 통과한 초음파들을 수신한다.

모듈(4)은 초음파 수신기로부터 수신된 신호의 전처리를 제공한다. 이 처리는 신호의 더 효과적인 사용의 목적으로 신호 대 잡음비를 증대시키도록 의도된다. 그것은 일례로서 SAFT(Synthetic Aperture Focusing Technique) 타입일 수 있다.

모듈(5)은 반사된 에코(도 2에 따른 예를 참조함)의 제품 또는 반품(return)의 한쪽 에지로부터 다른 쪽 에지로 통과되는 동안의 감쇠 또는 파 전파 모드의 변환과 같은 어떤 그들의 타입일지라도 초음파들의 전파에서 이상들의 검출을 제공한다.

데이터베이스(6)는 그들의 유사한 시그니처들에 의해 측정되는 공지의 제품 결함들과 관련되는 초음파들의 전파에서 이상들의 라이브러리를 포함한다.

모듈(7a)은 예를 들어 k-최근접 이웃, 뉴럴 네트워크들 등과 같은 공지의 학습 기법들을 구현함으로써 데이터베이스(6)와 함께 전파 이상들을 나타내는 영역들의 유형학적 식별을 제공한다.

모듈(7b)은 이동 야금 제품의 종방향 기점 및 횡방향 기점에 관하여 전파 이상들을 나타내는 영역들의 지리적 식별을 제공한다.

임계 분석 모듈(8)은 지리적 및 유형학적 식별 기준들 중 적어도 하나를 고려하는 적어도 하나의 임계 한계값에 따라 식별되는 결함들의 심각성의 평가를 제공한다.

이 임계 한계값들은 주어진 제품, 주어진 적용, 주어진 시장 등에 수락가능하다고 생각되는 품질의 레벨의 함수로서 변조될 수 있다. 따라서, 측정된 시그니처는 결함의 강도에 관한 정량적 정보를 포함할 수 있다.

검사의 결과들을 디스플레이하는 수단(9), 예를 들어 데이터 스토리지에 링크되는 모니터는 운영자에게 이용가능해지고, 또한 프린터 또는 플로터와 같은 수단(10)은 검사의 결과들의 즉시 또는 지연 사용을 가능하게 한다.

도 2는 본 발명에 따른 장치의 수개의 가능한 및 유리한 실시예들이 도시되는(함께 그룹화되는) 이동 스트립의 일부의 평면도를 나타낸다.

우선, 방출기 및 수신기(2, 3a) 각각을 포함하는 제1 및 제2 EMAT들은 도 1과 같이 도시되고 본 발명에 따른 장치의 제1 실시예를 형성한다.

수신기(3a)의 대안 또는 보완으로서, 제2 수신기(3b)를 포함하는 제3 EMAT는 발생기(2)와 같이 야금 제품의 동일한 측방 에지 위에 고정적으로 위치한다. 따라서, 이 EMAT 배치는 파 전달에 의해 및 에코그래피에 의해 2개의 별개 시그니처를 획득하는 것을 가능하게 하는 본 발명에 따른 장치의 제2 실시예를 형성한다.

최종적으로, 이러한 제2 실시예의 대안 또는 보완으로서, 제3 방출기(3c)를 포함하는 제4 EMAT는 제1 수신기(3a)와 같이 야금 제품의 동일한 측방 에지 위에 고정 위치되지만, 적어도 스트립의 움직임 방향을 따라 그것에 관하여 오프셋된다. 따라서, 이 EMAT 배치는 대향하는 스트립 에지들 상의 EMAT들 사이에서 파 전달에 의해 및 추가적으로 동일한 스트립 에지들 상의 EMAT들 사이에서 에코그래피에 의해 2개에서 4개의 별개 시그니처를 획득하는 것을 가능하게 하는 본 발명에 따른 장치의 제3 실시예를 형성한다. 따라서, 결함 검사는 검사 장치 자체 외부의 검사 섀도우 또는 구성요소들의 영역들에 관하여 더 정교하거나 더 견고해진다.

검사되는 스트립 포맷들 또는 결합들 타입에 따라, 상술한 EMAT들의 고정 배치들은 기하학적 기준들(가변각 삼각형/사다리꼴/직사각형)에 따라 스트립 에지들의 근방에서 실현될 수도 있고, 따라서 초음파 신호들은 더 정확한 결함 시그니처들에서 발생되는 높은 신호 대 잡음비들을 달성한다는 점에서 동적으로 더 유효한 검사를 제공하므로, 인접한 장비의 구성요소들 또는 스트립에 덜 민감하다.

따라서, 초음파 발생기 및 수신기들은 트롤리(trolley)들을 적어도 제품의 폭 방향으로 이동시킴으로써 운송될 수 있거나 또는 운송되고, 따라서 그것들이 어떤 그의 폭일지라도 상기 제품의 에지 또는 에지들 상에 위치될 수 있게 한다.

유리하게, 이 이동 트롤리들의 음직임이 동력화되며, 동력화는 상기 설비 및 상기 장치의 자동 제어 시스템에서 통상 공지되어 있고 이용가능한 데이터에 의해 처리 설비 내의 야금 제품의 폭 및 그의 센터링에 종속된다.

따라서, 본 발명에 따른 장치 및 상술한 양태들은 종래 기술에 관하여 결정적 장점들의 세트를 나타낸다:

- 야금 제품의 표면과 초음파 발생기들과 수신기들 사이의 접촉의 부재(absence)로, 장치와 제품 사이의 부품들 마찰에 대한 마모 및 또한 이 마찰 부품들을 정규적으로 교체할 필요의 제거,

- 장치 및 제품의 표면들 사이에 결합 제품을 분포시킬 필요성이 없음 및 따라서 검사 후에 제품들의 표면을 세척할 필요가 더 이상 없음,

- 접촉에 의해 결합을 유지할 필요에 관계없는 동작 속도,

- 야금 제품의 모든 폭의 동시 탐사,

- 제품의 두께에 및 탐사되는 결함들의 타입들에 초음파들의 전파 모드를 적응시키는 능력,

- 운영자의 부품에 개재를 필요로 하지 않고, 특히 식별을 착수하기 위해 제품의 움직임을 중단할 필요없이 결함들의 자동 식별 및 정량화,

- 야금 제품의 품질에 관하여 실시간으로 운영자에게 정보를 제공하여, 그가 필요하다면 제품의 결함 영역들을 제거할 수 있게 하는 능력,

- 야금 제품의 품질의 제시, 예를 들어 결함들의 차트를 출력하는 능력.

Claims

이동 금속 스트립의 검사 장치로서,
- 초음파 방출기를 포함하는 제1 EMAT(2) - 상기 파들은 상기 스트립의 표면의 제1 에지 상에 입사되도록 상기 방출기로부터 방출되고, 상기 방출기는 상기 스트립과 접촉되지 않음 -,
- 초음파 수신기를 포함하는 제2 EMAT(3a) - 상기 파들은 상기 스트립 표면의 영역으로부터 상기 수신기를 향해서 나타남으로써 수신되고, 상기 수신기는 상기 스트립과 접촉되지 않음 -, 및
- 상기 제2 EMAT에서 측정된 초음파들의 적어도 하나의 시그니처를 사용하여 적어도 하나의 검사 기준을 제공하도록 상기 제2 EMAT에 결합된 처리 유닛을 포함하고,
상기 영역은 상기 스트립 상에 위치되어 상기 스트립의 상기 제1 에지와 상기 영역 사이의 파 경로는 상기 스트립의 움직임 방향과 주로 횡방향인 선형 방향으로 정렬되는 것을 특징으로 하는
검사 장치.
제1항에 있어서, 상기 영역은, 상기 제1 스트립 에지로부터 가능한 멀리 떨어져 있는 한, 상기 스트립의 상기 제1 에지에 주로 횡방향으로 대향하는 스트립 에지 상에 위치되는 검사 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 EMAT들(2, 3a)은 스트립 폭의 1/2 이상인 거리만큼 분리되는 검사 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스트립의 상기 제1 에지의 표면으로부터 상기 수신기를 향해서 나타남으로써 전달되는 초음파들의 수신기를 포함하는 제3 EMAT(3b)를 포함하며, 상기 수신기는 상기 스트립과 접촉되지 않고, 상기 처리 유닛은 상기 제3 EMAT에 결합되어, 상기 제2 EMAT에 의해 이루어진 측정에서 유래되는 시그니처 및 상기 제3 EMAT에 의해 이루어진 측정에서 유래되는 시그니처를 적어도 포함하는 상기 초음파들의 적어도 2개의 시그너처를 사용하여 적어도 제2 검사 기준을 제공하는 검사 장치.
제4항에 있어서, 상기 3개의 EMAT는 상기 스트립의 움직임 방향과 횡방향으로 평행한 측면들 중 삼각형 측면의 정점들에서 위치되는 검사 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 3개의 EMAT 중 적어도 하나는 이상적으로 스트립 포맷 및/또는 폭에의 종속 모드에서 종속시킬 시에 상기 스트립의 움직임에 주로 횡방향인 방향을 따라 이동가능한 검사 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 각 EMAT와 상기 스트립의 상기 표면 사이에서 어떤 접촉도 갖지 않는 거리는 일정하게 유지되거나, 그렇지 않으면 순간 측정에 의해 제공되는 검사 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 유닛은,
- 제2 및 제3 EMAT들에서 수집된 측정 신호의 신호 대 잡음비들을 감시하는 모듈,
- 상기 초음파들의 전파에서 이상들을 검출하는 모듈,
- 데이터베이스에 저장된 참조 결함들에 관하여 전파에서 이상들을 나타내는 영역들의 유형학적 식별을 위한 수단,
- 움직이는 스트립의 종방향 기점 및 횡방향 기점에 관하여 전파에서 이상들을 나타내는 영역들의 지리적 식별을 위한 수단, 및
- 상기 지리적 및 유형학적 식별 기준들 중 적어도 하나를 고려하는 적어도 하나의 임계 한계값에 따라 식별되는 결함들의 심각성을 식별하는 수단을 포함하는 검사 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
- 적어도 상기 제1 EMAT와 유사한 파 방출기를 포함하는 제4 EMAT는 상기 제2 EMAT(3a)에 링크되는 영역의 근방에 위치되고,
- 제1 및 제4 EMAT들은 간섭이 없는 모드들 하에서 동시에 활성화될 수 있고, 상기 모드들은 제2 및 제3 EMAT들에 의해 동시에 측정가능한 검사 장치.
제9항에 있어서, 상기 4개의 EMAT들은 상기 스트립의 상기 움직임 방향과 횡방향으로 평행한 측면을 갖는 직사각형의 정점들에서 위치되는 검사 장치.
장치에 관하여 이동하는 콜드 또는 핫 금속 스트립들에서 결함들을 검출 및 방지하기 위해 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 장치의 이용으로서, 상기 결함들은 표면 또는 내부에 있고 초음파 감쇠기들, 확산기들 또는 변압기들로서 전달 또는 반사되는 초음파들의 카테고리들과 상호 작용하고, 상기 결함들은 초음파 수신기를 포함하는 적어도 하나의 EMAT에서 유래되는 적어도 하나의 시그니처에 의해 식별가능한, 장치의 이용.