(57)【要約】【課題】より正確に鋼材を区別可能な鋼材判別装置および鋼材判別方法を提供することを目的とする。【解決手段】コイルに電流を流し、該コイルに鋼材を近接させて該鋼材に渦電流を発生させた状態において、該コイルのインダクタンスとインピーダンスとを複数回測定するコイル部と、コイル部によって複数回測定されたインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの平均値を演算する演算部と、判別の基準とする基準鋼材の種類を指定する鋼材指定情報を取得する指定情報取得部と、少なくとも鋼材の種類に基づき、鋼材指定情報によって指定された種類の鋼材のインピーダンスとインダクタンスの基準を設定する基準設定部と、演算部によって算出された判別対象の鋼材のインピーダンスとインダクタンスの平均値が、基準設定部によって設定された基準をそれぞれ満たすか否かを判定する判定部と、を備えることを特徴とする鋼材判別装置。【選択図】図１
2014089174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
判別対象の鋼材が指定された種類の鋼材であるか否かを判別する鋼材判別装置において、
コイルに電流を流し、該コイルに鋼材を近接させて該鋼材に渦電流を発生させた状態において、該コイルのインピーダンスとインダクタンスとを複数回測定するコイル部と、
前記コイル部によって複数回測定されたインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの平均値を算出する演算部と、
判別の基準とする基準鋼材の種類を指定する鋼材指定情報を取得する指定情報取得部と、
少なくとも前記鋼材指定情報において指定された鋼材の種類に基づき、その指定された種類の鋼材のインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの基準を設定する基準設定部と、
前記演算部によって算出された判別対象の鋼材についてのインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの平均値が、前記基準設定部によって設定されたそれぞれの基準を満たすか否かを判定する判定部と、
を備えることを特徴とする鋼材判別装置。
【請求項２】
前記基準設定部は、少なくとも鋼材の種類を示す情報とインピーダンスの基準とが対応付けられたデータベースと、少なくとも鋼材の種類を示す情報とインダクタンスの基準とが対応付けられたデータベースと、から基準を取得してインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの基準を設定することを特徴とする請求項１に記載の鋼材判別装置。
【請求項３】
前記コイル部は、基準鋼材に対して複数回インピーダンスとインダクタンスとを測定し、
前記演算部は、前記コイル部によって測定された該基準鋼材のインピーダンスとインダクタンスの複数の値のそれぞれの平均値と、測定された複数のインピーダンスとインダクタンスの値についてのそれぞれの標準偏差と、を算出し、
該基準鋼材についての算出された平均値と標準偏差とに基づいて、該基準鋼材についてのインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの基準を作成する基準作成部をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の鋼材判別装置。
【請求項４】
前記基準設定部は、鋼材指定情報において指定された鋼材のインピーダンスとインダクタンスの基準として、前記基準作成部によって作成された基準を用いることを特徴とする請求項３に記載の鋼材判別装置。
【請求項５】
前記基準設定部は、前記鋼材指定情報によって指定される基準鋼材の種類と、該基準鋼材が含有する炭素量と、に基づいて基準を設定することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の鋼材判別装置。
【請求項６】
鋼材との距離を測定する距離センサと、
前記距離センサにインピーダンスとインダクタンスの測定時における前記鋼材との距離を測定させ、測定された距離に基づき、インピーダンスとインダクタンスの測定の際における鋼材の、基準位置からの変位量を求める変位量測定処理部と、
前記コイル部による複数回の測定によって得られたインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの複数の値を、各値が測定されたタイミングにおける鋼材の前記変位量に基づいて補正する補正処理部と、をさらに備え、
前記演算部は前記補正処理部によって補正されたインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの複数の値から、インピーダンスとインダクタンスのそれぞれの平均値を算出することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の鋼材判別装置。
【請求項７】
前記コイル部においてインピーダンスとインダクタンスを測定する際に印加する交流電圧の波形とコイルに流れる電流の波形との位相差である位相角を、所定の位相角に制御する位相角制御部をさらに備え、
前記コイル部は電圧の波形と電流の波形との位相差が所定の位相角に制御された状態でインピーダンスとインダクタンスを測定することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の鋼材判別装置。
【請求項８】
判別対象の鋼材が指定された種類の鋼材であるか否かを判別する鋼材判別装置における異材判別方法であって、
コイルに電流を流し、該コイルに鋼材を近接させて該鋼材に渦電流を発生させた状態において、該コイルのインピーダンスとインダクタンスとを複数回測定し、
複数回測定されたインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの平均値を算出し、
判別の基準とする基準鋼材の種類を指定する鋼材指定情報を取得し、
少なくとも前記鋼材指定情報において指定された鋼材の種類に基づき、その指定された種類の鋼材のインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの基準を設定し、
算出された判別対象の鋼材のインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの平均値が、設定されたそれぞれの基準を満たすか否かを判定することを特徴とする異材判別方法。
【請求項９】
基準鋼材に対して複数回インピーダンスとインダクタンスとを測定し、
測定された該基準鋼材のインピーダンスとインダクタンスの複数の値のそれぞれの平均値と、測定された複数のインピーダンスとインダクタンスの値についてのそれぞれの標準偏差と、を算出し、
該基準鋼材についての算出された平均値と標準偏差とに基づいて、該基準鋼材のインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの基準を作成することを特徴とする請求項８に記載の異材判別方法。
【請求項１０】
インピーダンスとインダクタンスの測定時における前記鋼材との距離を距離センサによって測定し、
測定された距離に基づき、インピーダンスとインダクタンスの測定の際における鋼材の、基準位置からの変位量を求め、
複数回の測定によって得られたインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの複数の値を、各値が測定されたタイミングにおける鋼材の前記変位量に基づいて補正し、
補正されたインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの複数の値から、インピーダンスとインダクタンスのそれぞれの平均値を算出することを特徴とする請求項８または９に記載の異材判別方法。
【請求項１１】
前記コイルのインピーダンスとインダクタンスを測定する際に印加する交流電圧の波形とコイルに流れる電流の波形との位相差である位相角を、所定の位相角に制御し、
電圧の波形と電流の波形との位相差が所定の位相角に制御された状態でインピーダンスとインダクタンスを測定することを特徴とする請求項８または９に記載の異材判別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鋼材に渦電流を発生させることによる鋼材の材料の判別処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼材の流通過程で鋼材の成分を分析して、指定された種類の鋼材と同じ鋼材であるか否かを判別することが行われている。そしてこの判別処理を利用して、たとえば流通する鋼材の中に指定された種類の鋼材とは異なる鋼材（異材）が混入していないかどうかを検査すること（異材判別検査）が行われている。
【０００３】
異材判別の方法としては、鋼材にグラインダーを当てて火花を発生させ、その火花の形態から鋼種を判別する火花検査方法や、Ｘ線分析装置を用いた蛍光Ｘ線分析による検査方法（特許文献１参照）や、鋼材をコイルに通過させて測定されるインピーダンスから異材を判別する方法（特許文献２〜４）などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３２０７４６号公報
【特許文献２】特開２０１２−４２３３３号公報
【特許文献３】特開昭６０−２６２０５２号公報
【特許文献４】特開２００８−９３６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
火花検査方法では実施者または実施条件によって判定結果にバラつきが生じる場合がある。
【０００６】
蛍光Ｘ線分析方法ではＸ線分析装置によって鋼材をＸ線分析して得られた分析値とその鋼材のレードル分析値（とりべ分析値）とを比較することにより鋼材の種類を判別できるが、鋼材の種類や成分の含有量によって分析結果の精度にバラつきが生じる。特に蛍光Ｘ線分析方法では炭素の含有量の違いを識別することができない。従って炭素の含有量のみ相違する試料鋼材の異材判別は難しかった。
【０００７】
インピーダンスを利用した方法では、鋼種や鋼材のサイズなどによって測定値にバラつきが生じ、十分に精度よく異材判別を行うことができなかった。
【０００８】
そこで、本願発明はより正確に鋼材を区別可能な鋼材判別装置および鋼材判別方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その発明の要旨とするところは以下のとおりである。
【００１０】
（１）判別対象の鋼材が指定された種類の鋼材であるか否かを判別する鋼材判別装置において、コイルに電流を流し、該コイルに鋼材を近接させて該鋼材に渦電流を発生させた状態において、該コイルのインダクタンスとインピーダンスとを複数回測定するコイル部と、前記コイル部によって複数回測定されたインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの平均値を算出する演算部と、判別の基準とする基準鋼材の種類を指定する鋼材指定情報を取得する指定情報取得部と、少なくとも前記鋼材指定情報において指定された鋼材の種類に基づき、その指定された種類の鋼材のインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの基準を設定する基準設定部と、前記演算部によって算出された判別対象の鋼材のインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの平均値が、前記基準設定部によって設定されたそれぞれの基準を満たすか否かを判定する判定部と、を備えることを特徴とする鋼材判別装置。
【００１１】
（２）上記（１）の構成において、前記基準設定部は、少なくとも鋼材の種類を示す情報とインピーダンスの基準とが対応付けられたデータベースと、少なくとも鋼材の種類を示す情報とインダクタンスの基準とが対応付けられたデータベースと、から基準を取得してインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの基準を設定することを特徴とする。
【００１２】
（３）上記（１）または（２）の構成において、前記コイル部は、基準鋼材に対して複数回インピーダンスとインダクタンスとを測定し、前記演算部は、前記コイル部によって測定された該基準鋼材のインピーダンスとインダクタンスの複数の値のそれぞれの平均値と、測定された複数のインピーダンスとインダクタンスの値についてのそれぞれの標準偏差と、を算出し、該基準鋼材についての算出された平均値と標準偏差とに基づいて、該基準鋼材のインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの基準を作成する基準作成部をさらに備えることを特徴とする。（３）の構成によれば、鋼種によって異なるインピーダンスやインダクタンスのバラつきのしやすさに応じて基準が設定されるので、より正確に異材判別が可能である。
【００１３】
（４）上記（３）の構成において、前記基準設定部は、鋼材指定情報において指定された鋼材のインピーダンスとインダクタンスの基準として、前記基準作成部によって作成された基準を用いることを特徴とする。
【００１４】
（５）上記（１）から（４）のいずれかの構成において、前記基準設定部は、前記鋼材指定情報によって指定される基準鋼材の種類と、該基準鋼材が含有する炭素量と、に基づいて基準を設定することを特徴とする。
【００１５】
（６）上記（１）から（５）のいずれかの構成において、鋼材との距離を測定する距離センサと、前記距離センサにインピーダンスとインダクタンスの測定時における前記鋼材との距離を測定させ、測定された距離に基づき、インピーダンスとインダクタンスの測定の際における鋼材の、基準位置からの変位量を求める変位量測定処理部と、前記コイル部による複数回の測定によって得られたインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの複数の値を、各値が測定されたタイミングにおける鋼材の前記変位量に基づいて補正する補正処理部と、をさらに備え、前記演算部は前記補正処理部によって補正されたインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの複数の値から、インピーダンスとインダクタンスのそれぞれの平均値を算出することを特徴とする。
【００１６】
（７）上記（１）から（５）のいずれかの構成において、前記コイル部においてインピーダンスとインダクタンスを測定する際に印加する交流電圧の波形とコイルに流れる電流の波形との位相差である位相角を、所定の位相角に制御する位相角制御部をさらに備え、前記コイル部は電圧の波形と電流の波形との位相差が所定の位相角に制御された状態でインピーダンスとインダクタンスを測定することを特徴とする。
【００１７】
（８）判別対象の鋼材が指定された種類の鋼材であるか否かを判別する鋼材判別装置における異材判別方法であって、コイルに電流を流し、該コイルに鋼材を近接させて該鋼材に渦電流を発生させた状態において、該コイルのインダクタンスとインピーダンスとを複数回測定し、複数回測定されたインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの平均値を算出し、判別の基準とする基準鋼材の種類を指定する鋼材指定情報を取得し、少なくとも前記鋼材指定情報において指定された鋼材の種類に基づき、その指定された種類の鋼材のインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの基準を設定し、算出された判別対象の鋼材のインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの平均値が、設定されたそれぞれの基準を満たすか否かを判定することを特徴とする異材判別方法。
【００１８】
（９）上記（８）の構成において、基準鋼材に対して複数回インピーダンスとインダクタンスとを測定し、測定された該基準鋼材のインピーダンスとインダクタンスの複数の値のそれぞれの平均値と、測定された複数のインピーダンスとインダクタンスの値についてのそれぞれの標準偏差と、を算出し、該基準鋼材についての算出された平均値と標準偏差とに基づいて、該基準鋼材のインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの基準を作成することを特徴とする。
【００１９】
（１０）上記（８）または（９）の構成において、インピーダンスとインダクタンスの測定時における前記鋼材との距離を距離センサによって測定し、測定された距離に基づき、インピーダンスとインダクタンスの測定の際における鋼材の、基準位置からの変位量を求め、複数回の測定によって得られたインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの複数の値を、各値が測定されたタイミングにおける鋼材の前記変位量に基づいて補正し、補正されたインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの複数の値から、インピーダンスとインダクタンスのそれぞれの平均値を算出することを特徴とする。
【００２０】
（１１）上記（８）または（９）の構成において、前記コイルのインピーダンスとインダクタンスを測定する際に印加する交流電圧の波形とコイルに流れる電流の波形との位相角を、所定の位相角に制御し、電圧の波形と電流の波形との位相差が所定の位相角に制御された状態でインピーダンスとインダクタンスを測定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本願発明によれば、より正確に鋼材を区別可能な鋼材判別装置および鋼材判別方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態の鋼材判別装置のシステム構成図である。
【図２】実施形態のシステムの機能を示す機能ブロック図である。
【図３】レードル分析値データベースのデータ配列例である。
【図４】判別基準データベースのデータ配列例である。
【図５】判別基準作成方法の流れを示すフローチャートである。
【図６】異材判別方法の流れを示すフローチャートである。
【図７】他の実施形態の鋼材判別装置のシステム構成を示すシステム構成図である。
【図８】コイルに鋼材を通す際に基準点からの位置を変えてインピーダンスとインダクタンスを測定した値のデータテーブル例である。
【図９】図８の変位量とインピーダンスとの関係および変位量とインダクタンスとの関係をプロットしたグラフである。
【図１０】実施形態の鋼材判別装置の機能ブロック図である。
【図１１】実施形態の異材判別処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】インピーダンスとインダクタンスの補正処理していない複数の測定値と、各測定値を実施形態の方法で補正した補正後の値の例である。
【図１３】位相角の変更前と変更後の測定値のバラつきの変化を視覚的に示すグラフである。
【図１４】実施形態の鋼材判別装置の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
図１は本実施形態の鋼材判別装置１のシステム構成図である。本実施形態の鋼材判別装置１は判別対象の鋼材が、指定された鋼材（基準鋼材）と同じ種類の鋼材であるか否かを判別する装置である。本実施形態の鋼材判別装置１は、コイル部２と、制御部４と、判別基準データベース（ＤＢ）６と、搬送ローラ８と、駆動装置１０と、レードル分析値データベース（ＤＢ）５０とを備える。
【００２５】
なお本実施形態の鋼材判別装置１は、たとえば特定の種類の鋼材が流通する鋼材製造ラインにおいて、流通する鋼材に特定の種類の鋼材以外の材料（異材）が含まれていないかを判別する異材判別処理に用いられることができる。以下、鋼材判別システム１の各構成を具体的に説明する。
【００２６】
コイル部２は、近接する判別対象の鋼材に渦電流を発生させることで変化するコイルのインピーダンスとインダクタンスを検出・測定する。具体的には、コイル部２のコイルに交流電流（あるいはパルス電流）が供給されている状態においてコイル部２に判別対象の鋼材を通すことで、コイル部２を貫通する磁束によって鋼材に渦電流を発生させる。この渦電流の発生によってコイル部２のコイルのインピーダンスとインダクタンスとが変化する。コイル部２によって測定されるインピーダンスおよびインダクタンスは鋼材の組成によって異なる。よって、鋼材がコイル部２を通過している際にインピーダンスとインダクタンスを測定し、測定される値が予め設定される基準を満たすか否かを判定することによって、鋼材が指定された種類の鋼材であるのか、それとも異なる種類の鋼材であるのかを判別することができる。
【００２７】
コイル部２のコイルに供給される交流電流は、その周波数が100〜200Ｈｚが好ましい。
【００２８】
制御部４はコイル部２を制御して、異材判別処理を行う。具体的には、制御部４は、コイル部２に対する電流供給の制御や、コイル部２に鋼材試料を通した場合のコイル部２のインピーダンスとインダクタンスの算出処理や、測定されたインピーダンスやインダクタンスが基準を満たすか否かの判定処理などを行う。制御部４は、プロセッサ４１とメモリ４２と入力部１２と表示部１４とを備える。制御部４は、コイル部２と駆動装置１０と判別基準ＤＢ６とレードル分析値ＤＢ５０とデータ通信可能に接続される。
【００２９】
プロセッサ４１は、メモリ４２に記憶される制御プログラムを実行してコイル部２等を制御することにより異材判別処理を行う。プロセッサ４１はＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）などである。
【００３０】
メモリ４２は半導体メモリであり、上述した制御プログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）やプロセッサ４１に一時的な作業領域を提供するＲＡＭ（Random Access Memory）などで構成される。
【００３１】
入力部１２は、異材判別装置１における判別対象の鋼材の種類や測定条件といった異材判別処理の処理条件などを入力するための装置である。入力部１２はたとえば操作キーやキーボードやポインティングデバイス（マウス等）である。
【００３２】
表示部１４は、異材判別装置１における異材判別処理の設定画面や異材判別結果などを表示することができる。
【００３３】
制御部４の一部または全部の機能がＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの専用回路で実現されてもよい。また、制御部４は、ＰＣなどの汎用のコンピュータで構成されてもよいし、専用の装置で構成されてもよい。
【００３４】
判別基準ＤＢ６は、異材判別を行う際のインピーダンスとインダクタンスの基準を格納する。判別基準ＤＢ６に格納される基準の詳細やデータ構造については、異材判別処理の説明において述べる。
【００３５】
搬送ローラ８は、鋼材試料をコイル部２に通すために鋼材を搬送する。駆動装置１０は搬送ローラ８を駆動するモータなどの装置である。
【００３６】
レードル分析値ＤＢ５０は、鋼材の種類毎の各成分のレードル値が格納されたデータベースである。本実施形態では、後述するように基準鋼材として指定された鋼材の鋼種と、その鋼種が含有する炭素の量とに基づいて、基準が設定される。レードル分析値ＤＢ５０は、この基準設定に用いる炭素量として、少なくとも各鋼種ごとの炭素量を格納するデータベースである。なお、レードル分析値ＤＢ５０は鋼材判別装置１の専用のデータベースである必要はない。レードル分析値ＤＢ５０の具体的なデータ構造については異材判別処理の説明において述べる。
【００３７】
判別基準ＤＢ６やレードル分析値ＤＢ５０は、制御部４を構成するコンピュータの補助記憶装置に格納されていてもよいし、有線あるいは無線で接続されるネットワーク上の記憶媒体に格納されていてもよい。またレードル分析値ＤＢは、たとえばホストコンピュータなどの外部の装置に格納された既存のデータベースがあればそれを用いてもよい。
【００３８】
以上が本実施形態の異材判別装置１のシステム構成である。
【００３９】
次に異材判別装置１による異材判別処理について説明する。まず、異材判別装置１の機能を説明する。図２は本実施形態の鋼材判別装置１が備える機能を説明する機能ブロック図である。
【００４０】
本実施形態の異材判別装置１は、異材判別処理機能と異材判別処理に用いる基準を作成する判別基準作成処理機能とを備える。異材判別装置１は、指定情報取得部１００と、判別基準設定部１０２と、測定制御部１０４と、演算部１０６と、判定部１０８と、出力部１１０と、判別基準作成部１１２と、を備える。これらの機能はプロセッサ４１がメモリ４２に記憶されている異材判別処理のプログラムを実行することで実現される。ただし上述のとおり機能の一部あるいは全部がＡＳＩＣなどの専用回路で実現されてもよい。
【００４１】
異材判別処理に係る機能ブロックについて説明する。異材判別処理機能は判別対象の鋼材が基準鋼材と同じ種類の鋼材であるか異材であるかを判別する機能である。
【００４２】
指定情報取得部１００は、入力部１２などから異材判別処理の処理条件を指定する入力等を取得する。具体的には指定情報取得部１００は、判別対象の鋼材が異材であるか否かを判別する際の基準とする基準鋼材の種類を指定する鋼材指定情報を取得する。鋼材指定情報としては、ＪＩＳ規格などの規格番号を用いることができる。ＪＩＳ規格番号を用いる場合には例えば指定情報取得部１００は、鋼材指定情報としてＳ１０ＣやＳＣＭ４１５などの規格番号を指定する情報を取得する。なお、指定情報取得部１００は、その他に異材判別処理の条件を指定する様々な指定情報（例えば後述する鋼材１本あたりのインピーダンスやインダクタンスの測定回数など）を取得してもよい。
【００４３】
判別基準設定部１０２は、指定情報取得部１００が取得した鋼材指定情報に基づいて指定された鋼材のインピーダンスとインダクタンスの基準を設定する。本実施形態において判別基準設定部１０２は取得された鋼材指定情報によって指定される基準鋼材の、炭素のレードル分析値を、レードル分析値ＤＢ５０から取得する。そして、レードル分析値ＤＢ５０から取得した炭素量と鋼材指定情報とに基づいて、対応するインピーダンスとインダクタンスについての判別基準の範囲を規定するそれぞれの基準規定値と、インピーダンスとインダクタンスのそれぞれの平均値と、を判別基準ＤＢ６から取得し、それぞれの判別基準の範囲を設定する。
【００４４】
具体的には本実施形態では、判別基準設定部１０２は、取得した平均値と基準規定値とを用いて、（基準鋼材の平均値±基準規定値）を判別基準として設定する。そして判別対象の鋼材について測定されたインピーダンスとインダクタンスとが、設定された判別基準の範囲内であれば、合格、つまり判別対象の鋼材が指定した基準鋼材と同じ種類の鋼材であると判定される。以下、判別基準の範囲を合格範囲とも呼ぶ。
【００４５】
ここで、レードル分析値ＤＢ５０と判別基準ＤＢ６のデータテーブル例を示して判別基準（合格範囲）の設定処理について詳細に説明する。
【００４６】
まず図３はレードル分析値ＤＢ５０のデータテーブルを示す。レードル分析値ＤＢ５０は各鋼種ごとに、その鋼種に含有される成分のレードル分析値を記憶する。図３に示すように、規格番号ごとに炭素やマンガンなどの成分のレードル分析値が登録されている。なお、本実施形態では異材判別に炭素量のみを用いるので、レードル分析値ＤＢ５０には少なくとも炭素量が登録されていればよい。
【００４７】
次に図４は判別基準ＤＢ６のデータテーブルを示す。判別基準ＤＢ６は図４に示すように、ＪＩＳ規格のＳＣやＳＣｒやＳＣＭやＳＵＪなどの鋼材の種類ごとに、インピーダンスとインダクタンスの基準を規定する基準規定値が炭素量（の区分）と対応付けられている。基準規定値は、上述したとおりインピーダンスおよびインダクタンスの判別基準の範囲を規定する値である。そして、判別基準ＤＢ６に示す基準規定値は、後述する判別基準作成処理において基準鋼材についてインピーダンスとインダクタンスを測定して算出されるそれぞれの平均値からの判別基準（合格範囲）の幅を規定する値である。そのため判別基準ＤＢ６には炭素量とインピーダンスおよびインダクタンスのそれぞれの平均値とも対応付けて登録されている。
【００４８】
判別基準の設定処理の例として、たとえば基準鋼材としてＳ３５Ｃが指定された場合には、その炭素のレードル分析値は図３より０．３２〜０．３８％である。そうすると図４の判別基準ＤＢ６においては、ＳＣ材のデータテーブルの０．３％＜Ｃ＜０．６％の範囲にあてはまる。この場合インピーダンスの基準規定値は０．４１、インダクタンスの基準規定値が０．６０であり、平均値はそれぞれ、０．１５３と０．２５５である。従って、インピーダンスの合格範囲は０．１５３±０．４１の範囲に設定され、インダクタンスの合格範囲は０．２５５±０．６０の範囲に設定されることになる。後述する測定制御部１０４等の機能によって測定される判別対象の鋼材についてのインピーダンスとインダクタンスの値がこの設定された合格範囲内であれば合格、範囲外であれば異材（不合格）と判定されることになる。
【００４９】
なお、説明した判別基準設定部１０２による判別基準の設定方法は一例であり、この設定方法に限定されない。たとえば、判別基準ＤＢ６において鋼材の規格番号ごとに判別基準が登録されている場合には、判別基準設定部１０２は鋼材指定情報において指定された鋼種に対応する判別基準をそのまま判別基準ＤＢ６から取得し、合格範囲を設定できる。この場合にはレードル分析値ＤＢ５０から炭素量を取得する必要がないため、レードル分析値ＤＢ５０は異材判別装置１に含まれていなくてもよい。
【００５０】
測定制御部１０４は、判別対象の鋼材をコイル部２に通過させてコイル部２におけるインピーダンスとインダクタンスを測定する処理を行う。具体的には、測定制御部１０４は、コイル部２に交流電流を供給している状態で、駆動装置１０を制御して搬送ローラ８によって判別対象の鋼材をコイル部２の内部を通過させる。この際に測定制御部１０４は鋼材に流れる渦電流によって変化するコイル部２のインピーダンスとインダクタンスを測定する。そして本実施形態では、判別対象の鋼材がコイル部２を通過する際にインピーダンスとインダクタンスを複数回測定する。例えば測定制御部１０４は１本の鋼材につき１万点でインピーダンスとインダクタンスを測定する。この場合は、インピーダンスとインダクタンスを測定する周期であるサンプリングレートを１０ｋＨｚとして、インピーダンスとインダクタンスの測定を鋼材がコイル部２を通過する際に１秒間行えば、１本の鋼材につき１万回のインピーダンスとインダクタンスの測定ができる。
【００５１】
なお、鋼材１本当たりの測定回数は特に限定されないが回数は多い方が好ましく、１０００〜１００００回／本程度が好ましい。
【００５２】
演算部１０６は、測定制御部１０４によって測定された複数回のインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの平均値を計算する。
【００５３】
判定部１０８は、演算部１０６によって算出されたインピーダンスとインダクタンスとのそれぞれの平均値が、判別基準設定部１０２によって設定されたインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの基準を満たすか否か（合格範囲内であるか否か）を判定する。判定部１０８は、インダクタンスとインピーダンスの両方の基準を満たす場合には、合格、つまり異材ではないと判定する。一方、判定部１０８は算出されたインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの平均値が、インダクタンスとインピーダンスのそれぞれの基準の一方でも満たさない場合には、不合格、つまり判別対象鋼材が異材（基準鋼材とは異なる鋼材）であると判定する。
【００５４】
出力部１１０は、判定部１０８による判定結果を外部に出力する。具体的には出力部１１０は、判定結果を制御部４の表示部１４やその他の報知手段に出力して、判別対象の鋼材が異材であるか否かを知らせることができる。また、出力部１１０は、異材判別の結果を所定の記憶領域に記憶させることができる。
【００５５】
次に、判別基準作成処理に係る機能ブロックについて説明する。判別基準作成処理機能は、基準鋼材についてインピーダンスとインダクタンスを測定し、その測定データを用いてその種類の鋼材の基準を作成し、異材判別の基準として登録する機能である。なお、判別基準作成処理は判別基準を作成するモードが選択された場合に実行されればよい。
【００５６】
判別基準作成部１１２は、異材判別装置１における鋼材の種類に応じたインピーダンスとインダクタンスの基準を作成する。具体的には、まず測定制御部１０４が異材判別処理の場合と同様に、基準とする基準鋼材について複数回インピーダンスとインダクタンスの測定を行う。そして演算部１０６が複数の値から、インピーダンスとインダクタンスのそれぞれの平均値を算出する。また演算部１０６はインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの複数の値から、それぞれの標準偏差σを求める。判別基準作成部１１２は、求めた標準偏差σから、標準偏差σ×３（＝σmax）の値を求める。その値を基準規定値とする。異材判別処理においては判別対象の鋼材のインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの平均値が、基準鋼材の基準規定値の範囲内であるか否かが判定される。
【００５７】
そして、判別基準作成部１１２は、以上のようにして作成した判別基準（基準規定値σmax）や平均値を判別基準ＤＢ６に登録する。ＳＣ材やＳＣｒ材など、判別対象とする鋼種それぞれについて判別基準作成処理を行って基準規定値を登録することで、図４に示したような判別基準ＤＢ６の各データテーブルが作成される。
【００５８】
このように基準規定値の範囲で合格範囲が設定されることで、基準鋼材について測定されるインピーダンスやインダクタンスの値の９９．７％が設定される合格範囲に含まれることとなる。従って、このように設定される合格範囲によって異材判別を行うことで十分に精度の高い判別を行うことができる。
【００５９】
次に本実施形態の異材判別装置１における、判別基準作成方法および異材判別方法のそれぞれの流れを説明する。まず、図５は判別基準作成方法の流れを示すフローチャートである。
【００６０】
まず測定制御部１０４の機能により基準鋼材を電力が供給されている状態のコイル部２に通してインピーダンスとインダクタンスの測定を行う（ステップ１０１）。インピーダンスとインダクタンスの測定は、上述したように１本の鋼材につき複数回（例えば、１万点／本）行う。
【００６１】
次に演算部１０６が平均値の算出や標準偏差の算出を行い、さらに、算出されたそれらの値から基準規定値を算出する（ステップ１０２）。基準規定値の算出方法は上述したとおりである。
【００６２】
そして判別基準作成部１１２は、算出した平均値や基準規定値を鋼材の種類と対応付けて判別基準ＤＢ６に登録することで異材判別装置１における判別基準を作成する（ステップ１０３）。ＳＣ材やＳＣｒ材など鋼材の種類ごとに、そして、炭素量に応じて基準規定値が設定されるので、様々な鋼種の基準鋼材についてステップ１０１〜１０３の処理を繰り返すことで、図４に示す判別基準ＤＢ６が作成される。
【００６３】
次に図６は異材判別方法の流れを示すフローチャートである。
【００６４】
まず指定情報取得部１００が、異材判別を行う基準とする基準鋼材を指定する鋼材指定情報を取得する（ステップ２０１）。例えば指定情報取得部１００は、鋼材指定情報としてＳ３５Ｃを指定する情報を取得する。
【００６５】
次に判別基準設定部１０２は、指定情報取得部１００が取得した鋼材指定情報によって指定される鋼材の炭素量のレードル分析値をレードル分析値ＤＢ５０から取得する（ステップ２０２）。Ｓ３５Ｃの場合であれば図３に示すように０．３２〜０．３８％である。
【００６６】
次に判別基準設定部１０２は、鋼材指定情報と、ステップ２０２で取得された炭素量と、に基づいて、これらの値に対応するインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの平均値と基準規定値とを判別基準ＤＢ６から取得する（ステップ２０３）。Ｓ３５Ｃの場合であれば、炭素量が０．３％＜Ｃ＜０．６％の範囲になるので、インピーダンスの平均値が０．１５３、基準規定値が０．４１であり、インダクタンスの平均値が０．２５５、基準規定値が０．６０となる。
【００６７】
次に判別基準設定部１０２は、取得した基準規定値と平均値から鋼材指定情報によって指定された鋼材のインピーダンスとインダクタンスの判別基準（合格範囲）を設定する（ステップ２０４）。上述のように合格範囲は、平均値±基準規定値で規定される。Ｓ３５Ｃの場合であれば、インピーダンスの合格範囲は−０.２５７〜０.５６３、インダクタンスの合格範囲は−０.３４５〜０.８５５となる。
【００６８】
次に測定制御部１０４は、判別対象の鋼材を搬送させてコイル部２に通し、インピーダンスとインダクタンスの測定をコイル部２によって行う（ステップ２０５）。インピーダンスとインダクタンスの測定方法は上述したとおりであり、１本の鋼材につき複数回、例えば１万点測定を行う。
【００６９】
次に演算部１０６が、測定されたインピーダンスとインダクタンスの複数の値から、それぞれの平均値を算出する（ステップ２０６）。
【００７０】
次に判定部１０８は、ステップ２０４で判別基準設定部１０２によって設定されたインピーダンスとインダクタンスの判別基準と、ステップ２０６において算出された判別対象の鋼材についてのインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの平均値とに基づき、それぞれの平均値が対応する判別基準の範囲内（合格範囲内）であるか否かを判定する（ステップ２０７）。
【００７１】
インピーダンスとインダクタンスの両方とも判別基準の範囲内であると判定された場合には（ステップ２０７のＹｅｓ）、判定部１０８はその判別対象の鋼材は合格、つまり鋼材指定情報によって指定された基準鋼材と同じ種類の鋼材であると判別する。この場合には、出力部１１０が判別対象の鋼材が合格であることを外部に出力し、例えば表示部１４に合格である旨を表示させたり、判別記録を記憶する所定の記憶領域に合格である旨の判別結果の情報を記憶させたりする（ステップ２０８）。
【００７２】
そして、判別対象の鋼材が最後であれば（ステップ２０９のＹｅｓ）処理を終了し、さらに異材判別を行う場合には（ステップ２０９のＮｏ）ステップ２０５に戻る。
【００７３】
一方、インピーダンスとインダクタンスのいずれか一方でも判別基準の範囲外であると判定された場合には、判定部１０８はその判別対象の鋼材は不合格、つまり鋼材指定情報によって指定された基準鋼材とは異なる異材であると判別する（ステップ２０７のＮｏ）。この場合には、出力部１１０が判別対象の鋼材が不合格である旨を知らせるエラー表示などを表示部１４に表示させ（ステップ２１０）、処理を終了する。
【００７４】
以上が本実施形態の異材判別装置１における異材判別方法の流れである。
【００７５】
以上説明した本実施形態によれば、１本の鋼材の複数箇所において測定されるインピーダンスとインダクタンスの複数の値についてそれぞれ平均値を算出し、その平均値が設定される基準の範囲内であるか否かに基づき異材判別が行われる。従って、本実施形態の異材判別装置１によればより正確に鋼材の異材判別を行うことができる。これに対し複数箇所でインピーダンスやインダクタンスを測定してそれぞれの値ごとに基準の範囲内であるか否かの判定を行う場合、いずれか１点でも基準の範囲外であると判定されると、その鋼材は異材であると判別されてしまう。従って、たまたま何らかの理由で１点だけでも基準を外れてしまうと一律に異材と判別されてしまうので、正確に鋼材の異材判別を行うことができない。
【００７６】
さらに本実施形態によれば、異材判別の判別基準が鋼材の種類によって適切な範囲に設定されるので、より正確に異材判別処理を行うことができる。特に、基準とする基準鋼材を用いて複数回のインピーダンスとインダクタンスの測定を行い、その値の標準偏差を用いてインピーダンスとインダクタンスの基準の範囲（合格範囲）が設定されるので、鋼材ごとのインピーダンスやインダクタンスの値のばらつきやすさに応じた最適な基準を設定することができる。従って、異材判別をより正確に行うことができる。また、標準偏差に応じて合格範囲の幅が規定されるので、異なる鋼種の合格範囲同士が重複することも抑制される。そのため一律に合格範囲の幅が設定されることによって合格範囲が重複し区別できなかった鋼種同士についても判別できるようになり、より多くの鋼種について異材判別を行うことが可能となるという効果が得られる。
【００７７】
なお、本実施形態においては、異材判別装置１において基準鋼材のインピーダンスとインダクタンスの測定を行い判別基準を作成するとしたがこれに限られない。予め作成された各鋼種についての基準を判別基準ＤＢ６に登録して用いてもよい。
【００７８】
また、本実施形態においては炭素量をいくつかに区分して、その範囲に対して判別基準を規定する基準規定値を対応付けているがこれに限られない。ＳＣ材やＳＣｒ材などの鋼材に含まれる各規格番号それぞれに対して個別に判別基準の範囲（基準規定値）が設定され、データベースに登録されていてもよい。
【００７９】
また、本実施形態においては異材判別処理および判別基準作成処理において、コイル部２の内側に鋼材を通してインピーダンスなどの測定を行うとして説明したが、必ずしも内側に通す必要はない。鋼材をコイルに近接させれば鋼材に渦電流が発生してインピーダンスやインダクタンスの測定が可能であり、異材判別も可能である。
【００８０】
（第２の実施形態）
次に、上述した第１の実施形態の変形例である第２の実施形態を説明する。本実施形態は、判別対象の鋼材を通過させてインピーダンスおよびインダクタンスを測定している際に、通過する鋼材のコイル部２のコイルに対する距離の変化を測定し、距離の変化量に基づいてインピーダンスやインダクタンスの測定値を補正して、異材判別を行う実施形態である。以下、本実施形態について詳細に説明する。
【００８１】
図７は本実施形態の鋼材判別装置１’のシステム構成を示すシステム構成図である。鋼材判別装置１’の基本的な構成は図１の鋼材判別装置１と同様であるが、本実施形態の鋼材判別装置１’は、さらに距離センサ２０と、補正値データベース（ＤＢ）６０を備える。
【００８２】
距離センサ２０は、インピーダンスやインダクタンスを測定するために鋼材がコイル部２を通過する際に、コイル部２と鋼材との距離を測定するセンサである。たとえば、測定対象の鋼材が曲がっている鋼材である場合には、曲り方や搬送方法にもよるが、その鋼材がコイル内を通過する際に鋼材のコイル内における位置が変化して、コイルと鋼材との距離が変化することがある。そして、コイルと鋼材との距離が変化すると、インピーダンスやインダクタンスの測定値も通過位置の変化に応じて変化してしまう。そこで、距離センサ２０によって鋼材のコイル部２における通過位置の変位を測定し、変位に応じてインピーダンスやインダクタンスの測定値を補正することで、より正確に鋼材のインピーダンスやインダクタンスを測定することができる。
【００８３】
距離センサ２０は、鋼材の通過位置がどの程度変位したかを測定することができれば特に限定されないが、例えば光学式のセンサや、超音波式のセンサなどを用いることができる。光学式のセンサとしては、例えば可視光センサや赤外線センサなどを利用することができる。
【００８４】
距離センサ２０は、鋼材のコイルに対する変位の方向が１方向だけの場合など、１方向の変位量のみを測定すればよい場合には、１つの距離センサで鋼材のコイルに対する変位量を１次元的に測定すればよい。また、鋼材が様々な方向に曲がっているため変位方向が１方向ではない場合など、変位量を２次元的に測定する必要がある場合には、複数の距離センサを用いて変位量を２次元的に測定してもよい。以下、本実施形態では、図７に示すようにコイル部２０の鋼材が通過する位置の上方に距離センサ２０を配置して、コイル部２０を通過する鋼材のコイル通過位置における上下方向の変位を距離センサ２０で測定し、インピーダンスやインダクタンスの補正を行う場合について説明する。
【００８５】
本実施形態では距離センサ２０は、距離センサ２０の取り付け位置から通過する鋼材までの距離を測定する。そして、その距離の変化から通過する鋼材の変位量が求められる。距離センサが測定する方向の所定の位置（たとえば、曲りがないまっすぐの鋼材が通過するとした場合に鋼材が通過する位置）を基準点として、距離センサ２０によって測定された鋼材までの距離に基づき、基準点からのずれ量が本実施形態の変位量として求められる。たとえば、基準点が距離センサ２０から２００ｍｍの位置であるとした場合に、通過する鋼材のある点における距離が２０２ｍｍと測定された場合には、変位量は２００−２０２＝−２ｍｍとなる。
【００８６】
補正値ＤＢ６０は、鋼材の変位量に応じてコイル部２で測定されたインピーダンスとインダクタンスを補正する補正値を格納するデータベースである。補正値は、たとえば鋼材の種類毎に、鋼材の変位量とインピーダンスの補正値との関係および鋼材の変位量とインダクタンスの補正値との関係が規定されたデータベースである。補正値ＤＢ６０において変位量と各補正値との関係は、鋼材の変位量とインピーダンスの変化やインダクタンスの変化との関係を求めて、そこから変位量ごとの補正値を算出し、データテーブルにおいて変位量と補正値とが対応付けられて規定されていればよい。
【００８７】
また、インピーダンスやインダクタンスと変位量との間に一定の関係式が成立する場合には、変位量をさまざま変えた場合のインピーダンスやインダクタンスを複数点で測定し、変位量とインピーダンスとの関係式や変位量とインダクタンスとの関係式を求める。そして、当該関係式から補正値を算出する補正計算式を求めて、補正値ＤＢ６０に変位量とインピーダンスの補正値あるいはインダクタンスの補正値との関係を規定する式として格納されてもよい。なお、補正計算式を用いて補正値を算出する場合には、制御部４のメモリ４２等に補正計算式を記憶しておいてもよい。
【００８８】
ここで、補正計算式の決定方法の一例について説明する。図８はある鋼種の鋼材についてコイルに鋼材を通す際に基準点からの位置を変えて（つまり、変位量を変えて）インピーダンスとインダクタンスを実際に測定した値のデータテーブルである。図９は、図８に示したデータから変位量とインピーダンスとの関係および変位量とインダクタンスとの関係をプロットしたグラフである。
【００８９】
図９に示すようにこの鋼材の場合には、インピーダンスについては、インピーダンスをｙ、変位量をｘとした場合に、ｙ＝１．０２７６ｘ＋３５．０４３という近似式が成り立ち、インダクタンスについては、インダクタンスをｙ、変位量をｘとした場合に、ｙ＝−０．８８５５ｘ＋２３．９５５という近似式が成り立つことが分かった。これらの近似式より、インピーダンスについてはインピーダンス補正値＝１．０２７６ｘであり、インダクタンスについてはインダクタンス補正値＝−０．８８５５ｘであることが求められる。
【００９０】
従って、当該鋼材についてインピーダンス、インダクタンスを測定した場合に、補正後のインピーダンスは、補正後インピーダンス＝インピーダンス測定値−インピーダンス補正値＝インピーダンス測定値−１．０２７６ｘであり、補正後のインダクタンスは、補正後インダクタンス＝インダクタンス測定値−インダクタンス補正値＝インダクタンス測定値−（−０．８８５５ｘ）となる。
【００９１】
次に、本実施形態の鋼材判別装置１’による鋼材の異材判定処理について説明する。本実施形態は、上述の通り異材判別する際に、インピーダンスやインダクタンスの各測定タイミングにおいて鋼材の変位量を測定し、各測定タイミングでの変位量を用いて対応するインピーダンスの値やインダクタンスの値を補正する。そして補正したインピーダンスやインダクタンスの値に基づいて異材判別を行う。まず当該処理を行うために本実施形態の鋼材判別装置１’が有する機能を説明する。図１０は本実施形態の鋼材判別装置１’の機能ブロック図である。
【００９２】
本実施形態の鋼材判別装置１’は、指定情報取得部１００と、判別基準設定部１０２と、測定制御部１０４と、演算部１０６と、判定部１０８と、出力部１１０と、判別基準作成部１１２と、変位量測定処理部１１４と、補正処理部１１６と、を備える。指定情報取得部１００と、判別基準設定部１０２と、判定部１０８と、出力部１１０と、判別基準作成部１１２については図２と同様の機能ブロックであるので説明を省略する。
【００９３】
変位量測定処理部１１４は、鋼材がコイル部２を通過する際の鋼材の位置の変位量を、距離センサ２０の測定値から求める処理を行う。本実施形態では具体的には、変位量測定処理部１１４は、距離センサ２０に鋼材までの距離を測定させる。そして、距離センサ２０から基準点までの距離と、距離センサ２０から鋼材までの距離との差から変位量を算出する。なお、変位量の測定方法は、上述した補正値ＤＢ６０に記憶されている補正値あるいは補正計算式を決定する際に基準とする鋼材の変位量の測定方法と同じ方法で行われる。
【００９４】
補正処理部１１６は、測定制御部１０４とコイル部２による測定処理により測定されたインピーダンスとインダクタンスの値を、変位量測定処理部１１４によって測定された変位量に基づいて補正する。補正処理は、１つの鋼材について複数点測定されたインピーダンスとインダクタンスの値のそれぞれについて行う。つまり、例えば１本の鋼材が通過する間に１万回の測定を行う場合には、補正処理部１１６は、変位量測定処理部１１４が測定した１万点の測定点のそれぞれの変位量に基づき、測定されたインピーダンスとインダクタンスを補正する。補正処理の詳細については上述の通りである。補正値ＤＢ２０において変位量ごとに補正値が対応付けられている場合には、補正処理部１１６が変位量に対応する補正値を補正値ＤＢ２０からそれぞれ取得して補正すればよい。また、補正計算式を用いて補正する場合には、補正処理部１１６は、測定された変位量を補正計算式に導入して補正値を計算し、求められた補正値によってインピーダンスおよびインダクタンスの補正処理を行えばよい。
【００９５】
そして、演算部１０６は補正処理された各測定値を用いて、インピーダンスとインダクタンスの平均値を測定する。以上が、本実施形態の鋼材判別装置１’の機能ブロックである。
【００９６】
次に、鋼材の変位量に応じた補正処理を行って異材判別する本実施形態の異材判別処理の流れを説明する。図１１は本実施形態の異材判別処理の流れを示すフローチャートである。ステップ３０１〜ステップ３０４までは、図６のステップ２０１〜２０４と同様であるので説明を省略する。
【００９７】
ステップ３０４の次に、測定制御部１０４が判別対象の鋼材を搬送させてコイル部２に通し、測定制御部１０４がインピーダンスとインダクタンスの測定処理を行う。そして本実施形態では鋼材がコイルを通過する際に、変位量測定処理部１１４が距離センサ２０により鋼材の変位量を測定する処理を並行して行う（ステップ３０５）。インピーダンスとインダクタンスの測定方法は上述の通りであり、１本の鋼材に付き複数回、たとえば１万点で測定を行えばよい。また、変位量測定処理部１１４による変位量の測定も、各インピーダンスとインダクタンスの測定点に対応する位置において行えばよい。
【００９８】
次に補正処理部１１６は、距離センサ２０によって測定された鋼材の変位量に基づいてインピーダンスとインダクタンスの各測定値に対応する補正値を求め、補正値で各測定値を補正する（ステップ３０６）。
【００９９】
図１２に、インピーダンスとインダクタンスの補正処理していない複数の測定値と、各測定値を本実施形態の方法（補正計算式による補正処理）で補正した補正後の値（最終実績値）の例を示す。測定した鋼材は、補正計算式の決定方法の具体例として基準鋼材として測定を行って図８および図９に示したデータを取得した鋼材と同種の鋼材である。従って、補正処理も上述の補正計算式（補正後インピーダンス＝インピーダンス測定値−１．０２７６ｘ、補正後インダクタンス＝インダクタンス測定値−（−０．８８５５ｘ））を用いた。なお図１２では、１０点分の測定値のみ例示している。
【０１００】
図１２に示すように、各測定点では鋼材が基準点から変位していることが分かる。そして、インピーダンスやインダクタンスの測定値もバラつきがある。インピーダンスは３３．５〜３６．５Ωの幅があり、インダクタンスは２２．８〜２４．９Ωの幅がある。これに対して本実施形態による補正処理後のインピーダンスおよびインダクタンスの値（最終実績値）は、鋼材の変位に基づくバラつきが小さくなっていることがわかる。インピーダンスは３４．９〜３５．３Ωとなり、インダクタンスは２３．６〜２４．３Ωとなった。
【０１０１】
次に、演算部１０６はインピーダンスとインダクタンスの複数の補正された測定値を用いて、インピーダンスとインダクタンスのそれぞれの平均値を算出する（ステップ３０７）。以降のステップ３０８〜ステップ３１１は、図６におけるステップ２０７〜２１０と同様であるので説明を省略する。以上が、本実施形態の鋼材判別装置１’による異材判別処理の流れである。
【０１０２】
以上の本実施形態によれば、鋼材がコイル部２を通過する際に基準となる位置から変位したことによりインピーダンスやインダクタンスの測定値が変化してしまっても、変位量に応じた補正が行われる。従って、鋼材の曲りという外乱要因によって起こるインピーダンスやインダクタンスのバラつきを最小限に抑えた値を求めることができ、より正確にインピーダンスやインダクタンスの平均値を算出することができる。よって異材判別をより正確に行うことができる。
【０１０３】
なお、本実施形態においては距離センサ２０を１つ配置し、鋼材がコイルを通過する際の変位量を１次元的に測定し、１方向の変位量のみに基づいて補正処理を行うとしたがこれに限られない。距離センサ２０を複数箇所に配置して、複数方向において位置の変位を測定し、補正処理を行ってもよい。複数方向の変位量に基づいて補正処理を行うことで、より正確に変位に応じた測定値の補正を行うことができる。そのため結果として異材判別処理をより正確に行うことができる。
【０１０４】
また、本実施形態では、距離センサ２０による鋼材の変位量の測定処理や、変位量に基づくインピーダンスやインダクタンスの補正処理を、制御部４の機能によって実行されるとして説明したが、これに限られない。それぞれの機能が別のコンピュータなどの制御装置で実現されてもよい。
【０１０５】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。本実施形態は、第１の実施形態の変形例である。本実施形態では、異材判別処理のために鋼材をコイル部２に通過させてインピーダンス、インダクタンスを複数点で測定する際の位相角を所定の位相角に設定して測定を行うものである。
【０１０６】
ここで本実施形態における「位相角」とは、鋼材に渦電流を発生させるためにコイル部２のコイルに交流電圧を印加した場合に、その交流電圧の印加によってコイルに流れる電流波形の交流電圧波形に対する位相差である。たとえば、位相角０°であれば電圧波形と電流波形にずれ（位相差）が無い状態（同相）であり、位相角１５°であれば電流波形が電圧波形に対して１５°遅れた波形であることを示す。
【０１０７】
本実施形態の鋼材判別装置１は、異材判別処理においてインピーダンスとインダクタンスを複数点で測定する際に、この位相角を複数の測定値のバラつきが小さくなる位相角に設定して測定処理を行う。測定値のバラつきがより小さくなる位相角で測定を行うことで、指定された鋼材である（合格である）と判定する合格範囲をより小さく設定することができる。合格範囲がより小さくなることで、異なる鋼種の合格範囲同士が重複してしまうことをより抑制することができ、より精度の高い異材判別処理が可能となる。
【０１０８】
位相角を変更した場合に測定値のバラつきがどのように変化するかを説明する。図１３は位相角の変更前と変更後の測定値のバラつきの変化を視覚的に示すグラフである。図１３は、Ａ〜Ｃの３種類の鋼材について所定の位相角（例えば０°）でインピーダンスとインダクタンスを測定した測定データと、測定値のバラつきが小さくなる所定の位相角（たとえば２０°）に変更して測定したデータを、それぞれ横軸をインピーダンス、縦軸をインダクタンスとしてプロットした図である。
【０１０９】
図１３の位相角変更前のグラフは、炭素量の異なるＡ材〜Ｃ材の３種類の鋼材を位相角０°の状態でコイル部２に通過させてインピーダンス、インダクタンスを複数点で測定した結果である。また、各鋼種についてインピーダンスの合格範囲とインダクタンスの合格範囲によって定まる合格範囲をグラフ上に矩形の枠で視覚的に示している（この枠内であれば、インピーダンスとインダクタンス共に異材ではなく合格であると判定される）。
【０１１０】
インピーダンスやインダクタンスの測定値は、測定対象の鋼材が搬送中に振動等によって動いたり、コイルを通過する位置が変化したりすること等によって変化するため、バラつきが生じる。そのため第１の実施形態で説明したように、複数の測定値の標準偏差を利用して適正な合格範囲が設定されるが、炭素量が近い鋼材などは測定値も近くなりやすいので、合格範囲が一部重複してしまう場合もある。たとえば図１３に示しているように、位相角変更前においてはＡ材の合格範囲とＢ材の合格範囲が一部重複し、Ｂ材の合格範囲とＣ材の合格範囲が一部重複している。従ってたとえば、Ｂ材の異材判別処理を行っていて異材であるＡ材がコイルを通過した場合に、その測定値がＡ材の合格範囲とＢ材の合格範の重複部分に入ってしまうと、Ｂ材ではないＡ材についても合格である（Ｂ材である）と誤った判定がされてしまう場合がある。
【０１１１】
そこで本実施形態ではインピーダンスおよびインダクタンスを測定する際に位相角を所定の位相角に変更し、測定値のバラつきが最小限になるようにした上で、鋼材のインピーダンスおよびインダクタンスの測定を行う。位相角を所定の位相角に設定して測定したデータである位相角変更後の測定値のグラフを図１３の右側に示す。
【０１１２】
図１３のグラフに示すように位相角を所定の位相角に変更して測定を行うことで、鋼材の複数点のデータのバラつきが小さくなる。バラつきが小さくなることで、合格範囲についてもバラつきの減少に合せてより小さく設定することができる。合格範囲が小さくなることで、位相角変更後のグラフに示すように合格範囲の重複も解消され、より正確に異材判別を行うことができるようになるという効果が得られる。
【０１１３】
異材判別時に設定する所定の位相角は任意の値とすることができるが、たとえば様々な位相角で鋼材のインピーダンスとインダクタンスの測定を行って、最もバラつきが小さい位相角を異材判別時に用いる位相角とすることができる。具体的には、異材判別処理時と同様に、基準の鋼材について複数点（たとえば１万点）でインピーダンスとインダクタンスの測定を行い、それぞれの位相角について測定値のバラつきを評価する。たとえば、各位相角での複数の測定値の標準偏差を求め、標準偏差がより小さくなる位相角（つまり数値のバラつきがより小さくなる）位相角を異材判別時に用いる位相角に決定することができる。
【０１１４】
このようにして決定した位相角で測定すれば測定値のバラつきがより小さくなるので、異材判別の合格範囲を定める基準規定値もより小さくすることができる。基準規定値が小さくなるということは、図１３のようにインピーダンスとインダクタンスの測定値を視覚的に表した場合に矩形で示される合格範囲の枠がより小さくなるということである。合格範囲の枠が小さくなることで、結果としてより正確に異材判別を行うことができる。
【０１１５】
異材判別時に用いる位相角は、すべての鋼種について一つの位相角を設定してもよいし、鋼種ごとに位相角を設定してもよいし、異材判別開始前に任意の位相角を設定できるようにしてもよい。鋼種ごとに位相角を定める場合には、鋼材判別装置１の判別対象とする鋼種の鋼材それぞれについて、上述の方法で異材判別時に設定する位相角を決定すればよい。そして、決定した位相角を鋼種と対応付けて後述の位相角ＤＢ７０に登録しておく。これにより、異材判別処理の際には鋼材指定情報によって特定される鋼種に対応する位相角を位相角ＤＢ７０から取得し、異材判別の際の位相角として設定してインピーダンス、インダクタンスの測定を行うことができる。
【０１１６】
なお、異材判別を行う位相角で測定を行った場合の各鋼種の合格範囲は、その位相角で基準鋼材についてインピーダンスとインダクタンスの測定を行って第１の実施形態で示した判別基準作成処理方法で基準規定値等を求めることで定めることができる。つまり、位相角制御部１１８が判別基準作成処理のためのインピーダンスおよびインダクタンスの測定時の位相角を、その鋼種について異材判別時に設定される位相角に設定した上で、測定制御部１０４がコイル部２によって基準鋼材のインピーダンスとインダクタンスの測定を行う。そして、測定されたインピーダンスとインダクタンスのそれぞれの値から、第１の実施形態で説明した方法で、基準鋼材の平均値と基準規定値を算出し、判別基準作成部１１２がそれらの値を判別基準ＤＢ６に登録すればよい。この合格範囲は、測定値のバラつきが少ない位相角で測定されたインピーダンスやインダクタンスの値に基づき設定されるので、基準規定値を設定するための測定値も当然、バラつきが小さくなる。その結果、設定される合格範囲も狭くなり、より正確に異材判別を行うことができる。
【０１１７】
次に、本実施形態の鋼材判別装置１の機能を説明する。図１４は、本実施形態の鋼材判別装置１の機能ブロック図である。本実施形態の鋼材判別装置１は、指定情報取得部１００と、判別基準設定部１０２と、測定制御部１０４と、演算部１０６と、判定部１０８と、出力部１１０と、判別基準作成部１１２と、位相角制御部１１８と、を備える。さらに、本実施形態の鋼材判別装置１は、異材判別のためにインピーダンスとインダクタンスを測定する際の位相角を予め登録しておく、位相角ＤＢ７０を備える。以下、各機能ブロックについて詳述するが、第１の実施形態と同様の機能の機能ブロックについては説明を省略する。
【０１１８】
位相角制御部１１８は、異材判別のためにインピーダンスとインダクタンスの測定を行う際、その測定時の位相角を制御する。具体的には、位相角制御部１１８は位相角が格納されている位相角ＤＢ７０から予め設定されている位相角を取得して、インピーダンス、インダクタンスの測定時の位相角を当該取得した位相角に調整する。全ての鋼種について一つの位相角が一律に設定されている場合には、位相角制御部１１８はその位相角を位相角ＤＢ７０から取得して設定する。また、鋼種ごとに異材判別時に用いる位相角が設定されている場合には、異材判別対象の鋼材として指定された鋼種に対応付けられている位相角を位相角制御部１１８が位相角ＤＢ７０から取得し、設定する。なお、ユーザの入力等によって任意の位相角が設定されてもよく、その場合には、位相角制御部１１８は、指定された位相角を異材判別のインピーダンスおよびインダクタンス測定時の位相角として設定する。そして、測定制御部１０４は位相角制御部１１８が設定した位相角でインピーダンスやインダクタンスの測定を行って判別対象の鋼材の異材判別処理を行うことができる。
【０１１９】
判別基準設定部１０２は、判別対象の鋼種に対応する判別基準（合格範囲を規定する平均値と基準規定値）を取得する。本実施形態では、判別基準設定部１０２は、位相角制御部１１８が設定した位相角に対応する判別基準を判別基準ＤＢ６から取得する。判別基準ＤＢ６において複数の位相角について判別基準が設定されている場合には、位相角制御部１１８が異材判別を行う位相角として設定した位相角に対応付けられている判別基準を取得する。すなわち、位相角が２０°に設定された場合には、位相角２０°に対応付けられている基準規定値や平均値を判別基準ＤＢ６から取得する。
【０１２０】
演算部１０６は、インピーダンスやインダクタンスの複数の測定値からそれぞれの平均値を算出する。判定部１０８は、算出されたインピーダンスの平均値とインダクタンスの平均値が、それぞれの判別基準の範囲内（合格範囲内）であるか否かの判定処理を行う。なお、本実施形態では合格範囲は、上述の通り、インピーダンス等の測定の際に設定された位相角に対応した合格範囲である。
【０１２１】
以上の本実施形態によれば、鋼材に曲りがあったり、コイルを通過する際に振動等によって動いたりすることによって生じる複数の測定値間のバラつきを最小化することができる。バラつきを最小化することで、異材判別する際のインピーダンスとインダクタンスの合格範囲をより小さく設定することが可能となり、異材判別をより正確に行うことができる。特に、炭素量の違いの差が小さい鋼種間についても正確に異材判別をすることができるという効果が得られる。
【０１２２】
本発明を特定の態様により詳細に説明したが、本発明の精神および範囲を逸脱しないかぎり、様々な変更および改質がなされ得ることは、当業者には自明であろう。
【符号の説明】
【０１２３】
１      異材判別装置
２      コイル部
４      制御部
６      判別基準データベース（ＤＢ）
８      搬送ローラ
１０    駆動装置
１２    入力部
１４    表示部
５０    レードル分析値ＤＢ
１００  指定情報取得部
１０２  判別基準設定部
１０４  測定制御部
１０６  演算部
１０８  判定部
１１０  出力部
１１２  判別基準作成部
１１４  変位量測定処理部
１１６  補正処理部
１１８  位相角制御部
【図１】
2014089174.tif 000003
【図２】
2014089174.tif 000004
【図３】
2014089174.tif 000005
【図４】
2014089174.tif 000006
【図５】
2014089174.tif 000007
【図６】
2014089174.tif 000008
【図７】
2014089174.tif 000009
【図８】
2014089174.tif 000010
【図９】
2014089174.tif 000011
【図１０】
2014089174.tif 000012
【図１１】
2014089174.tif 000013
【図１２】
2014089174.tif 000014
【図１３】
2014089174.tif 000015
【図１４】
2014089174.tif 000016