(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検材のインピーダンスを測定し、その測定インピーダンスに基づいて異材を判定する異材判定方法であって、
同一成分で同一圧延チャンスの被検材ロットの異材判定に先立って、当該ロット初期の少なくとも１つの被検材のインピーダンスを測定して、その測定インピーダンスの平均値を中心とする平均値の大きさに比例した正常値範囲を設定し、その後、他の被検材に対してその測定インピーダンスと前記正常値範囲との比較に基づいて異材を判定することを特徴とする異材判定方法。
【請求項２】
一次側コイルおよび二次側コイルを有し、被検材が挿入される検出コイルと、
被検材に渦電流を発生させるべく前記一次側コイルに励磁電流を供給する発振器と、
前記二次側コイルに誘起される誘導電流を前記励磁電流に基づいて同期検波して被検材のインピーダンスを測定する同期検波手段と、
該同期検波手段による測定インピーダンスの平均値を中心として、その平均値の大きさに比例する正常値範囲を設定する正常値範囲設定手段と、
前記正常値範囲と前記同期検波手段による測定インピーダンスとの比較に基づいて異材を判定する判定手段と、
同一成分で同一圧延チャンスの被検材ロットの初期の少なくとも１つの被検材の前記同期検波手段による測定インピーダンスに基づいて前記正常値範囲設定手段で正常値範囲を設定し、他の被検材に対しては前記判定手段において当該被検材の前記同期検波手段による測定インピーダンスと前記正常値範囲との比較に基づいて異材を判定するよう制御する制御手段とを有することを特徴とする異材判定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば搬送ライン上を順次搬送される金属材料からなる被検材から異質の被検材を判定する異材判定方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、鋼管、丸棒鋼その他の条鋼材が製造される工場内では、同一搬送ライン上に、形状や寸法等が同一または類似する異材質の条鋼材が混入して搬送される場合がある。このため、このような搬送ラインでは、順次搬送される条鋼材に対する異材判定検査が行われている。
【０００３】
従来、この種の異材判定方法としては、例えば火花試験により判定する方法、発光分光を分析して判定する方法、インピーダンス、保磁力、透磁率等の物性値を測定して判定する方法等が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、火花試験による判定方法にあっては、人による官能検査であるため、誤判定が生じ易いという問題があると共に、試験に時間がかかるという問題がある。また、発光分光による判定方法にあっては、発光分光分析装置を用いることからコストアップを招くという問題があると共に、分析に時間がかかるという問題があり、さらに分析に先立って被検材の測定面を平滑に仕上げる必要があるため、手間がかかるという問題がある。
【０００５】
これに対し、物性値による判定方法は、比較的簡単かつ短時間で判定できる利点がある。ところが、この物性値による従来の判定方法にあっては、例えば特開昭５７−６９２４６号公報や特開昭５７−１２８８４２号公報等に開示されているように、被検材の材質、形状、寸法等に応じた基準材を用いることから、多種類の基準材を用意して被検材に応じて交換する必要があると共に、多種類の基準材を錆等を生じることなく保管・管理する必要があるため、操作性およびメンテナンス性が悪いという問題がある。
【０００６】
また、この物性値による従来の判定方法では、基準材を用いて測定したインピーダンス等の物性値を基準値として固定的に設定し、この基準値と被検材を測定して得られる物性値とを比較して異材か否かを判定するようにしているため、例えば被検材の物性値測定系の検出コイルや増幅器等が経時変化したり、夏−冬等で周囲温度が変化したり、ロット間で被検材のサイズや成分にばらつき等があると誤判定を生じるおそれがある。また、この誤判定を防止するには、増幅器のゲイン等を頻繁に校正する必要があり、手間がかかるという問題もある。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、操作性およびメンテナンス性に優れ、しかも経時変化、周囲温度変化、ロット間での被検材の成分のばらつき等に影響されることなく、異材を常に簡単かつ確実に判定できる異材判定方法を提供することにある。
【０００８】
さらに、本発明の第２の目的は、上記の異材判定方法を簡単かつ安価に実施できると共に、高ラインスピードで処理できる異材判定装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成する請求項１に係る発明は、被検材のインピーダンスを測定し、その測定インピーダンスに基づいて異材を判定する異材判定方法であって、
同一成分で同一圧延チャンスの被検材ロットの異材判定に先立って、当該ロット初期の少なくとも１つの被検材のインピーダンスを測定して、その測定インピーダンスの平均値を中心とする平均値の大きさに比例した正常値範囲を設定し、その後、他の被検材に対してその測定インピーダンスと前記正常値範囲との比較に基づいて異材を判定することを特徴とするものである。
【００１０】
請求項１の発明によると、基準材を用いないので、操作性およびメンテナンス性を向上することが可能となる。また、ロット毎に初期の少なくとも１つの被検材のインピーダンスが測定され、その測定インピーダンスの平均値を中心として、その平均値の大きさに比例したインピーダンスの正常値範囲が設定され、したがって測定インピーダンスの平均値の大きさが大きい場合は大きな正常値範囲が設定され、平均値の大きさが小さい場合は小さな正常値範囲が設定されるので、測定系の経時変化、夏−冬等の周囲温度変化、ロット間での被検材のサイズや成分のばらつき等があると、それに応じて正常値範囲が設定されることになる。したがって、校正等をほとんど要しないので、その手間を大幅に削減することができ、異材を常に簡単かつ確実に判定することが可能となる。
【００１１】
さらに、上記第２の目的を達成する請求項２に係る異材判定装置の発明は、一次側コイルおよび二次側コイルを有し、被検材が挿入される検出コイルと、
被検材に渦電流を発生させるべく前記一次側コイルに励磁電流を供給する発振器と、
前記二次側コイルに誘起される誘導電流を前記励磁電流に基づいて同期検波して被検材のインピーダンスを測定する同期検波手段と、
該同期検波手段による測定インピーダンスの平均値を中心として、その平均値の大きさに比例する正常値範囲を設定する正常値範囲設定手段と、
前記正常値範囲と前記同期検波手段による測定インピーダンスとの比較に基づいて異材を判定する判定手段と、
同一成分で同一圧延チャンスの被検材ロットの初期の少なくとも１つの被検材の前記同期検波手段による測定インピーダンスに基づいて前記正常値範囲設定手段で正常値範囲を設定し、他の被検材に対しては前記判定手段において当該被検材の前記同期検波手段による測定インピーダンスと前記正常値範囲との比較に基づいて異材を判定するよう制御する制御手段とを有することを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２の発明によると、検出コイル、発振器および同期検波手段は、インピーダンス測定による探傷装置を利用できるので、簡単かつ安価に実施することが可能であると共に、検出コイルを用いてインピーダンスを測定するので、高ラインスピード（〜２００ｍ／分）での処理が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る異材判定方法を実施する異材判定装置の一実施の形態を示す概略図である。本実施の形態では、搬送ライン１上を順次搬送される被検材２が挿入通過するように、搬送ライン１に検出コイル３を設置する。検出コイル３は、インピーダンス測定部４に接続して、各被検材２について連続的または間欠的にインピーダンスを測定し、その測定インピーダンスを判定部５に供給する。判定部５では、制御装置６による制御のもとにインピーダンス測定部４からの測定インピーダンスに基づいて異材を判定し、その判定結果を制御装置６に供給する。制御装置６では、判定部５での判定結果に基づいて、例えば図示しないマーキング装置を駆動して異材にマーキングを施したり、図示しない仕分装置を駆動して搬送ライン１から正規の条鋼材と異材とを振り分けるようにする。
【００１４】
図２は、図１に示す異材判定装置の詳細な構成を示すブロック図である。検出コイル３は、一次側コイル３１および二次側コイル３２を有して構成する。インピーダンス測定部４は、探傷装置の測定部と同様に、発振器４１、増幅器４２、同期検波器４３および移相器４４を有して構成し、発振器４１から検出コイル３の一次側コイル３１に励滋電流を供給して検出コイル３に挿入される被検材２に渦電流を生じさせ、それによって二次側コイル３２に誘起される誘導電流を増幅器４２で増幅して同期検波器４３に供給する。
【００１５】
同期検波器４３には、発振器４１からの出力、すなわち一次側コイル３１に供給される励滋電流と同相（０°）の信号および移相器４４により９０°移相した信号をも供給し、これにより増幅器４２の出力、すなわち二次側コイル３２に誘起される誘導電流を同期検波して被検材２のインピーダンスを測定する。
【００１６】
また、判定部５は、スイッチ回路５１、正常値範囲設定回路５２および判定回路５３を有して構成し、インピーダンス測定部４からの測定インピーダンスを、制御装置６による制御のもとにスイッチ回路５１を介して正常値範囲設定回路５２および判定回路５３に選択的に供給する。正常値範囲設定回路５２では、入力される測定インピーダンスからその平均値を演算して、図３に示すように、平均値Ｃを中心として、その大きさに比例したインピーダンスの正常値範囲Ｄを設定する。
【００１７】
すなわち、測定インピーダンスの実数部（純抵抗成分）については、その実数部の平均値Ｒに、測定インピーダンスの平均値の大きさ（Ｚ）に比例した値を加減算（Ｒ±ｋＺ、ｋは比例定数）し、測定インピーダンスの虚数部（リアクタンス成分）についても、その虚数部の平均値Ｘに、測定インピーダンスの平均値の大きさに比例した値を加減算（Ｘ±ｋＺ）して、インピーダンスの正常値範囲Ｄを設定する。
【００１８】
正常値範囲設定回路５２で設定される正常値範囲Ｄは、判定回路５３に供給して、スイッチ回路５１を経て供給される測定インピーダンスと比較し、測定インピーダンスが正常値範囲Ｄにあるときは正規の条鋼材と判定し、正常値範囲Ｄから外れているときは異材と判定して、その判定結果を制御装置６に供給する。
【００１９】
次に、本実施の形態の動作について説明する。
先ず、同一成分で同一圧延チャンスの被検材ロットの異材判定に先立って、インピーダンス測定部４の出力が正常値範囲設定回路５２に供給されるように制御装置６によりスイッチ回路５１を切り換える。その状態で、搬送ライン１上を搬送される当該ロット初期の１本または複数本の被検材２のインピーダンスを検出コイル３を介してインピーダンス測定部４で測定し、その測定インピーダンスをスイッチ回路５１を経て正常値範囲設定回路５２に供給して正常値範囲Ｄを設定する。
【００２０】
ここで、正常値範囲設定用として、ロット初期の１本の被検材２を利用する場合には、その被検材２について連続的または間欠的に得られる測定インピーダンス（一般に、被検材の端面から１ｍ以内は磁力線が非定常であるので、この領域より中央側で測定することが望ましい）からその平均値を演算するようにし、複数本の被検材２を利用する場合には、例えば同様にして複数本の被検材２の測定インピーダンスの平均値を演算して、図３に示したように、平均値を中心とし、その大きさに比例したインピーダンスの正常値範囲Ｄを設定する。以上の正常値範囲の設定動作は、制御装置６の制御のもとに、被検材のロット毎に行なう。
【００２１】
正常値範囲Ｄの設定が終了したら、その正常値範囲Ｄを判定回路５３に供給すると共に、インピーダンス測定部４の出力が判定回路５３に供給されるように制御装置６によりスイッチ回路５１を切り換える。この状態で、その後に検出コイル３を通過する被検材２のインピーダンスを検出コイル３を介してインピーダンス測定部４で測定してスイッチ回路５１を経て判定回路５３に供給し、ここで正常値範囲Ｄと比較して、当該被検材２が正規の条鋼材か異材かを判定する。
【００２２】
図４（ａ）および（ｂ）は、本実施の形態によって測定した各種径の被検材のインピーダンスからその大きさを求めてプロットしたもので、図４（ａ）はＪＩＳ  Ｓ４５Ｃの測定インピーダンスの大きさを示し、図４（ｂ）は同ＳＵＪ２（アズロール）の測定インピーダンスの大きさを示している。図４（ａ）および（ｂ）から明らかなように、被検材のインピーダンスの大きさは、被検材の材質や径によって異なるので、インピーダンスの正常値範囲を適切に設定することで、異材を正確に判定することができる。
【００２３】
以上のように、本実施の形態によれば、基準材を用いることなく、被検材２のインピーダンスが被検材２の大きさや材質によって異なることに着目し、検出コイル３を用いてロット毎に初期の被検材２のインピーダンスを測定して、その測定インピーダンスの平均値を中心として、その平均値の大きさに比例する正常値範囲Ｄを設定し、その後の被検材２はその測定インピーダンスと正常値範囲Ｄとの比較に基づいて異材を判定するので、操作性およびメンテナンス性を向上できる。
【００２４】
しかも、上記の正常値範囲Ｄは、測定系の経時変化、夏−冬等の周囲温度変化、ロット間での被検材のサイズや成分のばらつき等があると、それに応じて図３に仮想線で示すように設定されるので、校正等の操作がほとんど不要となり、異材を常に簡単かつ確実に判定することができる。
【００２５】
また、検出コイル３およびインピーダンス測定部４は、公知の探傷装置を利用できるので、簡単かつ安価にできると共に、高ラインスピード（〜２００ｍ／分）で異材判定を行なうことができる。さらに、インピーダンスを測定することから、被検材２が同成分であっても、サイズや製造履歴（アズロール材と熱処理材）が異なれば確実に弁別することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明による異材判定方法によれば、基準材を用いることなく、ロット毎に初期の被検材を利用してそのインピーダンスを測定して、その測定インピーダンスに基づいて正常値範囲を設定し、その後の被検材はその測定インピーダンスと正常値範囲との比較に基づいて異材を判定するようにしたので、操作性およびメンテナンス性を向上できると共に、経時変化、周囲温度変化、ロット間での被検材のサイズや成分のばらつき等に影響されることなく、異材を常に簡単かつ確実に判定することができ。
【００２７】
また、本発明による異材判定装置によれば、検出コイルを用いる探傷装置を利用して被検材のインピーダンス測定することができるので、簡単かつ安価にできると共に、高ラインスピードで異材を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る異材判定方法を実施する異材判定装置の一実施の形態を示す概略図である。
【図２】図１に示す異材判定装置の詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】正常値範囲の設定例を示す図である。
【図４】２種の被検材のインピーダンスの大きさを示す図である。
【符号の説明】
１  搬送ライン
２  被検材
３  検出コイル
４  インピーダンス測定部
５  判定部
６  制御装置
３１  一次側コイル
３２  二次側コイル
４１  発振器
４２  増幅器
４３  同期検波器
４４  移相器
５１  スイッチ回路
５２  正常値範囲設定回路
５３  判定回路
【図１】
0003584819.tif 000002
【図２】
0003584819.tif 000003
【図３】
0003584819.tif 000004
【図４】
0003584819.tif 000005