(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延および冷却の過程を経て製造された鋼板の欠陥検査方法であって、
電磁超音波探触子を用いて、前記鋼板の幅方向に沿って前記鋼板の表面に超音波振動を発生させる第１工程と；
前記超音波振動のＦエコー及びＢエコーを検出する第２工程と；
前記鋼板の幅方向において前記鋼板の端部を除く通常評価領域で検出された前記Ｂエコーの検出値に基づいて、前記鋼板の端部で検出された前記Ｂエコーの検出値を補正する第３工程と；
前記通常評価領域に関しては、前記第２工程で得られた前記Ｆエコーの検出値と前記Ｂエコーの検出値との比に基づいて前記鋼板の内部欠陥の評価を行い、前記鋼板の端部に関しては、前記第２工程で得られた前記Ｆエコーの検出値と前記第３工程で補正された前記Ｂエコーの検出値との比に基づいて前記内部欠陥の評価を行う第４工程と；
を有することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項２】
前記第３工程は、
前記通常評価領域で検出された前記Ｂエコーの検出値に基づいて、前記通常評価領域に前記内部欠陥が存在しない状態で検出される前記Ｂエコーの検出値に相当する基準値を算出する工程と、
前記鋼板の端部で検出された前記Ｂエコーの検出値を、予め設定された設定補正値を前記基準値から減算して得られた値に補正する工程と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査方法。
【請求項３】
前記設定補正値は、予め前記通常評価領域に前記内部欠陥が存在しない状態で実験的に得られた前記Ｂエコーの検出値と、予め前記通常評価領域に重欠陥レベルの前記内部欠陥が存在する状態で実験的に得られた前記Ｂエコーの検出値との差分値である
ことを特徴とする請求項２に記載の欠陥検査方法。
【請求項４】
前記第３工程は、
前記通常評価領域で検出された前記Ｂエコーの検出値に基づいて、前記通常評価領域に前記内部欠陥が存在しない状態で検出される前記Ｂエコーの検出値に相当する基準値を算出する工程と、
前記通常評価領域で検出された前記Ｆエコーの検出値と前記基準値とに基づいて設定補正値を算出する工程と、
前記鋼板の端部で検出された前記Ｂエコーの検出値を、前記基準値から前記設定補正値を減算して得られた値に補正する工程と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査方法。
【請求項５】
前記基準値は、前記通常評価領域で検出された前記Ｂエコーの検出値のうちの最大値であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の欠陥検査方法。
【請求項６】
前記基準値は、前記通常評価領域で検出された前記Ｂエコーの検出値のうち、所定値より小さい値を除いた値であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の欠陥検査方法。
【請求項７】
前記基準値は、前記通常評価領域で検出された前記Ｂエコーの検出値のうち、所定値より小さい値を除いた値の平均値又は中央値であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の欠陥検査方法。
【請求項８】
圧延および冷却の過程を経て製造された鋼板の欠陥検査装置であって、
前記鋼板の幅方向に沿って前記鋼板の表面に超音波振動を発生させるとともに、前記超音波振動のＦエコー及びＢエコーを検出するコイルを複数有する電磁超音波探触子と；
前記鋼板の幅方向において前記鋼板の端部を除く通常評価領域に含まれる前記コイルで検出された前記Ｂエコーの検出値に基づいて、前記鋼板の端部に含まれる前記コイルで検出された前記Ｂエコーの検出値を補正する補正実行部と；
前記通常評価領域に含まれる前記コイルで検出された前記Ｂエコーの検出値に対する前記Ｆエコーの比率を算出するとともに、前記補正実行部で補正された前記Ｂエコーの検出値に対する前記Ｆエコーの検出値の比率を算出するＦ／Ｂ演算部と；
前記比率に基づいて、前記鋼板の内部欠陥を評価する欠陥評価部と；
を備えることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項９】
前記補正実行部は、
前記通常評価領域に含まれる前記コイルで検出された前記Ｂエコーの検出値に基づいて、前記通常評価領域に前記内部欠陥が存在しない状態で検出される前記Ｂエコーの検出値に相当する基準値を算出し、
前記鋼板の端部に含まれる前記コイルで検出された前記Ｂエコーの検出値を、予め設定された設定補正値を前記基準値から減算して得られた値に補正する
ことを特徴とする請求項８に記載の欠陥検査装置。
【請求項１０】
前記設定補正値は、予め前記通常評価領域に内部欠陥が存在しない状態で実験的に得られた前記Ｂエコーの検出値と、予め前記通常評価領域に重欠陥レベルの前記内部欠陥が存在する状態で実験的に得られた前記Ｂエコーの検出値との差分値であることを特徴とする請求項９に記載の欠陥検査装置。
【請求項１１】
前記通常評価領域に含まれる前記コイルで検出された前記Ｂエコーの検出値に基づいて、前記通常評価領域に前記内部欠陥が存在しない状態で検出される前記Ｂエコーの検出値に相当する基準値を算出するとともに、前記通常評価領域に含まれる前記コイルで検出された前記Ｆエコーの検出値と前記基準値とに基づいて設定補正値を算出する補正値演算部をさらに備え、
前記補正実行部は、前記鋼板の端部に含まれる前記コイルで検出された前記Ｂエコーの検出値を、前記基準値から前記設定補正値を減算して得られた値に補正する
ことを特徴とする請求項８に記載の欠陥検査装置。
【請求項１２】
前記基準値は、前記通常評価領域に含まれる前記コイルで検出された前記Ｂエコーの検出値のうちの最大値であることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の欠陥検査装置。
【請求項１３】
前記基準値は、前記通常評価領域に含まれる前記コイルで検出された前記Ｂエコーの検出値のうち、所定値より小さい値を除いた値であることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の欠陥検査装置。
【請求項１４】
前記基準値は、前記通常評価領域に含まれる前記コイルで検出された前記Ｂエコーの検出値のうち、所定値より小さい値を除いた値の平均値又は中央値であることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、欠陥検査方法及び欠陥検査装置に関する。
本願は、２０１３年２月１日に、日本に出願された特願２０１３−０１８５６０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
近時では、鉄鋼材料等の内部欠陥（例えば、介在物、内部割れ、水素系欠陥等）を、超音波を用いることにより、非接触で検知する電磁超音波探触子が公知である。例えば、特許文献１には、永久磁石と、探傷パルスの形成及び反射パルスの受信に適合したインダクタンスコイルと、を備える電磁超音波探触子（ＥＭＡＴ）が記載されている。また、特許文献２には、被検材にバイアス磁場を与えるための磁化器と、超音波を被検材に送信し、被検材で反射した超音波を受信するための複数のセンサコイルとを備えたアレイ型電磁超音波探触子（ＥＭＡＴ）が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特許４８４２９２２号公報
【特許文献２】日本国特開２００５−２１４６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、本発明者らは、上記の電磁超音波探触子を用いて鋼板などの被検材（検査対象物）を探傷する場合に、被検材を所望の製品サイズにカットする前段階では、被検材のエッジ近傍の反射波が、エッジ近傍以外の反射波に対して減衰する問題を見出した。特に、エッジ近傍の底面で反射した反射波が、エッジ近傍以外の底面で反射した反射波に対して著しく減衰する。これは、圧延や冷却の過程により、エッジ近傍の結晶組織がエッジ近傍以外の結晶組織と異なる性質を有しており、エッジ近傍に音響異方性が生じていることなどが要因と考えられる。上記の電磁超音波探触子は、横波を被検材に発生させるため、音響異方性の影響が顕著に表れる。このため、被検材の底面で反射した反射波と、内部欠陥で反射した反射波との比から内部欠陥を評価(等級分類)する場合、エッジ近傍の反射波の減衰により、正確に内部欠陥を評価することができないといった問題がある。【０００５】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電磁超音波探傷において、検査対象物のエッジ近傍の反射波を高精度に検出することが可能な、新規かつ改良された欠陥検査方法及び欠陥検査装置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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
（１）本発明の第１の態様に係る欠陥検査方法は、圧延および冷却の過程を経て製造された鋼板の欠陥検査方法であって、電磁超音波探触子を用いて、前記鋼板の幅方向に沿って前記鋼板の表面に超音波振動を発生させる第１工程と；前記超音波振動のＦエコー及びＢエコーを検出する第２工程と；前記鋼板の幅方向において前記鋼板の端部を除く通常評価領域で検出された前記Ｂエコーの検出値に基づいて、前記鋼板の端部で検出された前記Ｂエコーの検出値を補正する第３工程と；前記通常評価領域に関しては、前記第２工程で得られた前記Ｆエコーの検出値と前記Ｂエコーの検出値との比に基づいて前記鋼板の内部欠陥の評価を行い、前記鋼板の端部に関しては、前記第２工程で得られた前記Ｆエコーの検出値と前記第３工程で補正された前記Ｂエコーの検出値との比に基づいて前記内部欠陥の評価を行う第４工程と；を有する。
【０００７】
（２）上記（１）の態様において、前記第３工程は、前記通常評価領域で検出された前記Ｂエコーの検出値に基づいて、前記通常評価領域に前記内部欠陥が存在しない状態で検出される前記Ｂエコーの検出値に相当する基準値を算出する工程と、前記鋼板の端部で検出された前記Ｂエコーの検出値を、予め設定された設定補正値を前記基準値から減算して得られた値に補正する工程と、を有してもよい。【０００８】
（３）上記（２）の態様において、前記設定補正値は、予め前記通常評価領域に前記内部欠陥が存在しない状態で実験的に得られた前記Ｂエコーの検出値と、予め前記通常評価領域に重欠陥レベルの前記内部欠陥が存在する状態で実験的に得られた前記Ｂエコーの検出値との差分値であってもよい。【０００９】
（４）上記（１）の態様において、前記第３工程は、前記通常評価領域で検出された前記Ｂエコーの検出値に基づいて、前記通常評価領域に前記内部欠陥が存在しない状態で検出される前記Ｂエコーの検出値に相当する基準値を算出する工程と、前記通常評価領域で検出された前記Ｆエコーの検出値と前記基準値とに基づいて設定補正値を算出する工程と、前記鋼板の端部で検出された前記Ｂエコーの検出値を、前記基準値から前記設定補正値を減算して得られた値に補正する工程と、を有してもよい。【００１０】
（５）上記（２）〜（４）のいずれか一項に記載の態様において、前記基準値は、前記通常評価領域で検出された前記Ｂエコーの検出値のうちの最大値であってもよい。【００１１】
（６）上記（２）〜（４）のいずれか一項に記載の態様において、前記基準値は、前記通常評価領域で検出された前記Ｂエコーの検出値のうち、所定値より小さい値を除いた値であってもよい。【００１２】
（７）上記（２）〜（４）のいずれか一項に記載の態様において、前記基準値は、前記通常評価領域で検出された前記Ｂエコーの検出値のうち、所定値より小さい値を除いた値の平均値又は中央値であってもよい。【００１３】
（８）本発明の第２の態様に係る欠陥検査装置は、圧延および冷却の過程を経て製造された鋼板の欠陥検査装置であって、前記鋼板の幅方向に沿って前記鋼板の表面に超音波振動を発生させるとともに、前記超音波振動のＦエコー及びＢエコーを検出するコイルを複数有する電磁超音波探触子と；前記鋼板の幅方向において前記鋼板の端部を除く通常評価領域に含まれる前記コイルで検出された前記Ｂエコーの検出値に基づいて、前記鋼板の端部に含まれる前記コイルで検出された前記Ｂエコーの検出値を補正する補正実行部と；前記通常評価領域に含まれる前記コイルで検出された前記Ｂエコーの検出値に対する前記Ｆエコーの比率を算出するとともに、前記補正実行部で補正された前記Ｂエコーの検出値に対する前記Ｆエコーの検出値の比率を算出するＦ／Ｂ演算部と；前記比率に基づいて、前記鋼板の内部欠陥を評価する欠陥評価部と；を備える。
【００１４】
（９）上記（８）の態様において、前記補正実行部は、前記通常評価領域に含まれる前記コイルで検出された前記Ｂエコーの検出値に基づいて、前記通常評価領域に前記内部欠陥が存在しない状態で検出される前記Ｂエコーの検出値に相当する基準値を算出し、前記鋼板の端部に含まれる前記コイルで検出された前記Ｂエコーの検出値を、予め設定された設定補正値を前記基準値から減算して得られた値に補正してもよい。【００１５】
（１０）上記（９）の態様において、前記設定補正値は、予め前記通常評価領域に内部欠陥が存在しない状態で実験的に得られた前記Ｂエコーの検出値と、予め前記通常評価領域に重欠陥レベルの前記内部欠陥が存在する状態で実験的に得られた前記Ｂエコーの検出値との差分値であってもよい。【００１６】
（１１）上記（８）の態様において、以下のように構成してもよい：前記通常評価領域に含まれる前記コイルで検出された前記Ｂエコーの検出値に基づいて、前記通常評価領域に前記内部欠陥が存在しない状態で検出される前記Ｂエコーの検出値に相当する基準値を算出するとともに、前記通常評価領域に含まれる前記コイルで検出された前記Ｆエコーの検出値と前記基準値とに基づいて設定補正値を算出する補正値演算部をさらに備え、前記補正実行部は、前記鋼板の端部に含まれる前記コイルで検出された前記Ｂエコーの検出値を、前記基準値から前記設定補正値を減算して得られた値に補正する。【００１７】
（１２）上記（９）〜（１１）のいずれか一項に記載の態様において、前記基準値は、前記通常評価領域に含まれる前記コイルで検出された前記Ｂエコーの検出値のうちの最大値であってもよい。【００１８】
（１３）上記（９）〜（１１）のいずれか一項に記載の態様において、前記基準値は、前記通常評価領域に含まれる前記コイルで検出された前記Ｂエコーの検出値のうち、所定値より小さい値を除いた値であってもよい。【００１９】
（１４）上記（９）〜（１１）のいずれか一項に記載の態様において、前記基準値は、前記通常評価領域に含まれる前記コイルで検出された前記Ｂエコーの検出値のうち、所定値より小さい値を除いた値の平均値又は中央値であってもよい。
【発明の効果】
【００２０】
上記各態様によれば、電磁超音波探傷において、検査対象物のエッジ近傍の反射波を高精度に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電磁超音波装置の構成を示す模式図である。
【図２】図１のＹ方向から見た電磁超音波装置の構成を示す模式図である。
【図３Ａ】鋼板の探傷位置と、電磁超音波探触子が検出した信号強度（Ｆエコー、Ｂエコー）とを示す特性図である。
【図３Ｂ】鋼板の探傷位置と、電磁超音波探触子が検出した信号強度（Ｆ／Ｂ比）とを示す特性図である。
【図４】鋼板の欠陥マップを示す模式図である。
【図５】鋼板に発生した超音波が鋼板を伝播する様子を示す模式図である。
【図６】電磁超音波探触子１０２に設けられたコイル１〜３を図５のＺ方向から見た平面図である。
【図７】内部欠陥が存在しない鋼板を探傷した場合における鋼板のエッジ近傍のＢエコーおよびＦ／Ｂ比を示す特性図である。
【図８Ａ】エッジ近傍以外のＢエコーおよびＦエコーを示す特性図である。
【図８Ｂ】エッジ近傍のＢエコーおよびＦエコーを示す特性図である。
【図８Ｃ】エッジ近傍以外のＦ／Ｂ比を示す特性図である。
【図８Ｄ】エッジ近傍のＦ／Ｂ比を示す特性図である。
【図９Ａ】第１実施形態に係る補正方法を説明するための特性図である。
【図９Ｂ】エッジ近傍以外のＦ／Ｂ比と、第１実施形態に係る補正方法により求めたエッジ近傍のＦ／Ｂ比とを示す特性図である。
【図１０】内部欠陥のサイズ（横軸）と、Ｆ／Ｂ比（縦軸）との関係を示す特性図である。
【図１１】第１実施形態に係るＢエコーの検出値の補正処理を示すフローチャートである。
【図１２Ａ】第２実施形態に係る補正方法を説明するための特性図である。
【図１２Ｂ】エッジ近傍以外のＦ／Ｂ比と、第２実施形態に係る補正方法により求めたエッジ近傍のＦ／Ｂ比とを示す特性図である。
【図１３】予め探傷試験した異なるサイズの内部欠陥の検出信号から取得した、Ｆ／ＢｍａｘとＢエコーの低下量との関係を示す特性図である。
【図１４】Ｆエコーの値とＢエコーの低下量との関係をプロットした特性図である。
【図１５】第２実施形態に係る補正方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２３】
（第１実施形態）
［電磁超音波装置の構成例］
まず、図１及び図２を参照して、本発明の第１実施形態に係る電磁超音波装置（欠陥検査装置）１００の構成について説明する。図１は、電磁超音波装置１００の構成を示す模式図である。電磁超音波装置１００は、電磁超音波探触子１０２、アンプ１０４（図１において不図示）、メジャーリングロール１０６、先端検出センサー１０８、演算装置１１０、表示装置１２０および警報装置１３０から構成されている。
【００２４】
欠陥検査の対象物である鋼板２００は、通板テーブル（不図示）上に載置されて、通板テーブルのローラの駆動によって図１のＸ方向に搬送される。電磁超音波探触子１０２は、鋼板２００の内部欠陥２０２を検出する。鋼板２００の幅方向（図１のＹ方向）には、複数の電磁超音波探触子１０２が配置されている。図１に示すように、電磁超音波探触子１０２は、鋼板２００の搬送方向（図１のＸ方向）に２列に配置されており、搬送方向Ｘにおける前側（下流側）の列（前列）と、搬送方向Ｘにおける後側（上流側）の列（後列）とにそれぞれ８個の電磁超音波探触子１０２が配置されている。また、前列および後列の８個の電磁超音波探触子１０２は、鋼板２００の幅方向Ｙの位置がそれぞれ異なるように配置されており、前列において隣接する電磁超音波探触子１０２の中間に、後列の電磁超音波探触子１０２が位置している。これにより、前列の電磁超音波探触子１０２の間に位置し、前列の電磁超音波探触子１０２が検出できない内部欠陥２０２を、後列の電磁超音波探触子１０２で確実に検出することができる。なお、図１の電磁超音波探触子１０２Ｘは、鋼板２００の幅方向Ｙにおいて、最も外側に位置する電磁超音波探触子１０２を示すが、電磁超音波探触子１０２Ｘについては後述する。
【００２５】
図２は、図１のＹ方向から見た電磁超音波装置１００の構成を示す模式図である。図２に示すように、電磁超音波探触子１０２は、鋼板２００の上部に近接して配置される。電磁超音波探触子１０２の底面から鋼板２００に向けて空気が供給されており、この空気によって電磁超音波探触子１０２の底面と鋼板２００の表面２００ａとの間のギャップ（距離）が０．５ｍｍ程度となるように調整されている。また、アンプ１０４は、電磁超音波探触子１０２の上部に配置され、電磁超音波探触子１０２の検出信号を増幅する。なお、図１においてはアンプ１０４の図示を省略している。
【００２６】
電磁超音波探触子１０２は、鋼板２００の表面２００ａ（第１の面）に超音波振動を発生させ、鋼板２００の底面２００ｂ（第２の面）で反射した超音波が静磁場下で振動することにより発生した渦電流をコイルで検知する。これにより、底面２００ｂで反射した超音波のエコーレベル（Ｂエコー）が検出される。また、図１に示す内部欠陥２０２が鋼板２００に生じている場合は、内部欠陥２０２において超音波が反射し、この内部欠陥２０２で反射した超音波が電磁超音波探触子１０２によって検知される。これにより、内部欠陥２０２で反射した超音波のエコーレベル（Ｆエコー）が検出される。このように、内部欠陥２０２が鋼板２００に生じている場合は、内部欠陥２０２が鋼板２００に生じていない場合と比べて、反射した超音波のエコーレベルが変化するため、Ｂエコーに対するＦエコーの比（Ｆ／Ｂ比）から内部欠陥２０２を評価（等級分類）することができる。ここで、Ｆ／Ｂ比において、ＢはＢエコーの値（信号強度）を意味し、ＦはＦエコーの値（信号強度）を意味する。
【００２７】
演算装置１１０は、各電磁超音波探触子１０２に対して高周波電流（高周波信号）を供給する機能を有する。つまり、演算装置１１０は、各電磁超音波探触子１０２に設けられた８個のコイルのそれぞれに、鋼板２００に超音波振動を発生させるための高周波電流を供給する。
また、この演算装置１１０は、Ｂエコーに対するＦエコーの比（Ｆ／Ｂ比）から内部欠陥２０２を評価する。図１に示すように、演算装置１１０は、補正実行部１１２、補正値演算部１１４、Ｆ／Ｂ演算部１１６、欠陥評価部１１８、および補正値記憶部１１９から構成されている。演算装置１１０の各構成要素の機能については、後述する。
【００２８】
表示装置１２０は、内部欠陥２０２のレベル、および内部欠陥２０２の位置を表示する。また、警報装置１３０は、内部欠陥２０２のレベルが基準レベルを超えた場合に警報を発する。基準レベルを超える内部欠陥２０２が検出された鋼板２００は、通常の搬送経路を離れて、更なる内部欠陥２０２の検査が行われる。
【００２９】
図３Ａは、鋼板２００の搬送方向Ｘの探傷位置と、電磁超音波探触子１０２の検出によって得られたＦエコーおよびＢエコーの信号強度を示す特性図である。また、図３Ｂは、Ｆ／Ｂ比の信号強度を示す特性図である。図３Ａに示すように、鋼板２００に内部欠陥２０２が発生していると、内部欠陥２０２の大きさに応じてＦエコーの値が上昇し、Ｂエコーの値が低下する。このため、図３Ｂに示すように、内部欠陥２０２が発生している探傷位置では、内部欠陥２０２が発生していない探傷位置に比べて、Ｆ／Ｂ比の値が増加する。そして、内部欠陥２０２が大きい程、Ｆエコーの値が大きくなり、Ｂエコーの値が小さくなるため、Ｆ／Ｂ比の値が大きくなる。従って、Ｆ／Ｂ比の値に基づいて、内部欠陥２０２が発生しているか否かを検知することができ、さらに、内部欠陥２０２の大きさを評価することができる。また、電磁超音波探触子１０２の底面と鋼板２００の表面２００ａとの間のギャップが変化すると、Ｂエコー及びＦエコーの値は変化するが、Ｆ／Ｂ比を計算することによって、ギャップの変化によるＢエコー及びＦエコーの変化量をキャンセルすることができる。更に、Ｆ／Ｂ比の値に基づいて内部欠陥２０２を評価することで、ＦエコーおよびＢエコーにノイズが含まれていた場合であっても、ノイズ分をキャンセルすることができるため、内部欠陥２０２を高精度に評価することができる。
【００３０】
鋼板２００の幅方向Ｙに配置された複数の電磁超音波探触子１０２からの検出信号は、鋼板２００の先端からの位置を計測するメジャーリングロール１０６からの位置信号とともに演算装置１１０に伝送される。先端検出センサー１０８は、鋼板２００の先端位置を検出し、その先端位置はメジャーリングロール１０６が鋼板２００の位置を検出する際の基準となる。演算装置１１０は、Ｆ／Ｂ比の信号と位置信号との同期をとり、図４に示すような、鋼板２００に発生している内部欠陥２０２の位置を表す欠陥マップを作成する。
【００３１】
１つの電磁超音波探触子１０２の鋼板幅方向Ｙにおける長さ（幅）は１００ｍｍ程度であり、隣り合う電磁超音波探触子１０２の間の距離をゼロにすることはできない。このため、未検出領域を無くすために、上述のように電磁超音波探触子１０２は鋼板搬送方向Ｘに２列に配置され、鋼板２００の幅方向Ｙにおける電磁超音波探触子１０２の位置が２列で互いに異なるように、配置されている（いわゆる千鳥配列）。尚、電磁超音波探触子１０２の前列と後列との間隔は、０．５〜１．５ｍとする。
【００３２】
演算装置１１０は、このように配置された複数の電磁超音波探触子１０２からの検出信号と、通板テーブル上を移動する鋼板２００の位置とを同期させることで、正確な欠陥位置を認識し、図４に示すような欠陥マップを作成する。欠陥マップは、表示装置１２０に表示される。これにより、鋼板２００の内部欠陥２０２が発生している位置と、この内部欠陥２０２の長さとを瞬時に把握することができる。
【００３３】
［隣接するコイルが検出値に与える影響］
図５は、電磁超音波探触子１０２により、鋼板２００の表面２００ａに発生した超音波振動が鋼板２００の内部を伝播する様子を示す模式図である。本実施形態において、各電磁超音波探触子１０２は、隣接して配置された８つのコイルを備えているが、図５では説明のため３つのコイルを示している。図５に示すように、１つの電磁超音波探触子１０２には、超音波を発生させる複数のコイル１〜３が配列されている。コイル１〜３は、互いに同期をとりながら、鋼板２００の表面２００ａに超音波振動を発生させ、鋼板２００の底面２００ｂおよび内部欠陥２０２で反射した超音波の受信を行っている。
図６は、３つのコイル１〜３を図５のＺ方向から見た平面図である。図５では、図示の便宜上から、３つのコイル１〜３が一定間隔で重なり合うことなく配置されているように図示されているが、実際には図６に示すように、３つのコイル１〜３は、互いに隣接して一部が重なり合うように配置されている。また、３つのコイル１〜３を含む８個のコイル（コイル１〜８）は、不図示のプリント基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）上に一列に配置されている。
また、各コイルの幅は、例えば、１０ｍｍである。なお、各電磁超音波探触子１０２が備えるコイルの数および幅は特に限定されるものではなく、探傷効率等に応じて適宜設定すればよい。
【００３４】
図５に示すように、電磁超音波探触子１０２には、コイル１〜３に対応して永久磁石１０２ａが設けられている。なお、図５では、コイル２に対応する永久磁石１０２ａのみを示している。コイル２について説明すると、コイル２に高周波電流を流すことにより、鋼板２００の表面２００ａに高周波で変動する磁場Ｍ１が発生する。そして、鋼板２００の表面２００ａには、この磁場Ｍ１を打ち消す方向に誘導電流Ｉ１が発生する。そして、永久磁石１０２ａによる静磁場Ｍ２内の導体（鋼板２００）に誘導電流Ｉ１が流れることによりローレンツ力Ｆが発生する。このローレンツ力Ｆは、コイル２に流す高周波電流に同期して変動するため、ローレンツ力Ｆにより鋼板２００の表面２００ａが振動し、超音波３００が発生する。
【００３５】
図５に示すように、鋼板２００の表面２００ａで発生した超音波３００は、鋼板２００の底面２００ｂで反射する。底面２００ｂで反射した超音波３０１のエコーレベル（Ｂエコー）は、コイル２で受信される。コイル２が発生させた超音波３００は、内部欠陥２０２においても反射する。内部欠陥２０２で反射した超音波３０２のエコーレベル（Ｆエコー）もコイル２によって検出される。コイル２は、底面２００ｂで反射した超音波３０１、および内部欠陥２０２で反射した超音波３０２が永久磁石１０２ａの静磁場下で振動することにより発生した渦電流を検出することで、Ｂエコー及びＦエコーを検出する。
【００３６】
他のコイルについても同様に、鋼板２００の表面２００ａに超音波振動を発生させてＢエコー及びＦエコーを検出している。
【００３７】
［鋼板のエッジ近傍における検出値の特性］
上述したように、圧延や冷却の影響により、鋼板２００の幅方向Ｙにおける端部（エッジ近傍）の結晶組織は、鋼板２００の中央部の結晶組織とは異なる性質を有している。図７は、内部欠陥２０２が存在しない、すなわち無欠陥の鋼板２００を探傷した場合の、ＢエコーやＦ／Ｂ比と、鋼板のエッジからの距離との関係を示す特性図である。ここでは、図１で鋼板２００の幅方向Ｙで最も外側に位置する電磁超音波探触子１０２Ｘで探傷した場合を説明する。図７において、横軸はコイル１〜１３のエッジからの距離ｘであり、縦軸はコイル１〜１３で検出したＢエコーレベル及びＦ／Ｂ比の値（ｄＢ）である。また、図７において、コイル１〜８は電磁超音波探触子１０２Ｘが有するコイルであり、コイル９〜１３は電磁超音波探触子１０２Ｘに隣接する電磁超音波探触子１０２が有するコイルである。なお、図７は鋼板２００に内部欠陥２０２が存在しない場合を示しているため、図７のＦ／Ｂ比は、ノイズとＢエコーとの比になる。
【００３８】
上述したように、各電磁超音波探触子１０２は、８つのコイル１〜８を備えている。図７に示すように、電磁超音波探触子１０２Ｘのコイル１はエッジ（ｘ＝０）に位置し、コイル２〜１３は鋼板２００のエッジから幅方向の中心側(内側)に離れて位置している。なお、コイル７とコイル９は、互いに重なるように配置され、コイル８とコイル１０も、互いに重なるように配置されている。
【００３９】
図７に示すように、エッジ近傍のコイルでは、Ｂエコーの検出値がエッジ近傍以外のコイルの検出値よりも低下（減衰）する。特に、エッジ近傍のコイル１およびコイル２の検出値が、コイル３〜８の検出値に比べて減衰している。エッジ近傍のＢエコー値が減衰することにより、エッジ近傍のＦ／Ｂ比の値は、エッジ近傍以外のＦ／Ｂ比の値よりも上昇する。このため、Ｆ／Ｂ比の値に基づいて内部欠陥２０２を評価すると、無欠陥であるにも関わらず内部欠陥２０２が存在すると判断されてしまい、鋼板２００が不合格判定となる場合がある。なお、エッジ近傍（端部）以外の領域を通常評価領域とも称する。
【００４０】
以下、図８Ａ〜図８Ｄに基づいて具体的に説明する。ここで、図８Ａおよび図８Ｂは、Ｂエコー及びＦエコーの検出値を示す特性図である。図８Ａは、鋼板２００の電磁超音波探触子１０２Ｘにおけるエッジ近傍以外のコイル（図７のコイル３〜８に対応）の特性を示しており、図８Ｂは、エッジ近傍のコイル（図７のコイル１、２に対応）の特性を示している。また、図８Ｃおよび図８Ｄは、図８Ａおよび図８ＢのＢエコー及びＦエコーの検出値から算出したＦ／Ｂ比の値を示しており、図８Ｃはエッジ近傍以外のＦ／Ｂ比の値を、図８Ｄはエッジ近傍のＦ／Ｂ比の値を示している。
【００４１】
ＪＩＳ  Ｇ０８０１では、超音波探傷における内部欠陥２０２の評価は、検出レベルに応じて、○、△、×の３段階に区分するように定められている。これに基づき、図８Ａおよび図８Ｂでは、内部欠陥２０２のレベルとして、欠陥の小さい順に、軽欠陥（レベル○）、中欠陥（レベル△）、重欠陥（レベル×、レベル××）を示している。重欠陥については、レベル×よりもレベル××の方がより重度の（大きい）欠陥である。尚、レベル××をレベル×と区別するため、レベル××を以下では超重欠陥と称す。
【００４２】
図８Ａに示すように、電磁超音波探触子１０２Ｘの内側（エッジ近傍以外）のコイル３〜８では、内部欠陥２０２を検出すると、内部欠陥２０２のサイズに応じてＦエコーが上昇し、Ｂエコーが低下する。これにより、図８Ｃの特性に示すように、内部欠陥２０２のサイズに応じてＦ／Ｂ比の値が変化する。Ｆ／Ｂ比の値がしきい値Ｔ１以上、しきい値Ｔ２未満の場合は軽欠陥（レベル○）と判定される。また、Ｆ／Ｂ比の値がしきい値Ｔ２以上、しきい値Ｔ３未満の場合は中欠陥（レベル△）と判定され、Ｆ／Ｂ比の値がしきい値Ｔ３以上の場合は重欠陥（レベル×）または超重欠陥（レベル××）と判定される。このように、電磁超音波探触子１０２Ｘの内側のコイル３〜８においては、図７で説明したようなＢエコーの減衰は生じないため、Ｆ／Ｂ比の値に基づいて内部欠陥２０２のレベルを判定することができる。
【００４３】
一方、図７および図８Ｂに示すように、エッジ近傍のコイル１、２では、Ｂエコーの値が減衰する。また、図８Ｂは、鋼板２００のエッジ近傍において、Ｂエコーの減衰量がＤである場合を示す。このため、図８Ｄに示すように、エッジ近傍のＦ／Ｂ比の値は、エッジ近傍以外のＦ／Ｂ比の値に比べて全体的に増加する。したがって、本来は無欠陥の鋼板２００が、中欠陥（レベル△）以上の内部欠陥を有すると認識され、誤判定が行われることになる。
【００４４】
本第１実施形態では、このような誤判定を抑止するために、電磁超音波探触子１０２Ｘにおいて、鋼板２００のエッジ近傍に位置するコイル１、２のＢエコーの検出値を採用せずに、電磁超音波探触子１０２Ｘにおけるエッジ近傍以外のコイル３〜８のＢエコーに基づく値を用いてエッジ近傍の（コイル１、２の）Ｂエコーを補正する。一方、Ｆエコーについては、エッジ近傍のコイル１、２の検出値をそのまま使用し、エッジ近傍のコイル１、２が検出したＦエコーと補正したＢエコーによりＦ／Ｂ比を算出する。電磁超音波探触子１０２Ｘにおけるエッジ近傍以外のコイル３〜８のＢエコーを採用する理由は、同じ電磁超音波探触子であれば、ギャップ量や鋼板温度も略同じであるため、これらに起因するＢエコーレベルの変化は同じになることによる。
【００４５】
［本第１実施形態の具体的構成例］
図３Ａに示したように、内部欠陥２０２のサイズに応じてＦエコーが上昇し、Ｂエコーは低下する。一方、内部欠陥２０２が存在しなければ、内部欠陥２０２によるＢエコーの低下は生じない。このため、エッジ近傍のコイル直下に内部欠陥２０２が生じ、エッジ近傍以外のコイル直下に内部欠陥２０２が生じていない場合、エッジ近傍のコイル１、２のＢエコーをエッジ近傍以外のコイル３〜８のＢエコーと単に置き換えると、エッジ近傍のコイル１、２のＦ／Ｂ比の値が過小となり、内部欠陥２０２を検出できない事態が想定される。
【００４６】
このため、本第１実施形態では、事前試験で人工欠陥を加工して設けた試験片（人工欠陥プレート）を探傷して、人工欠陥のサイズとＢエコーの低下量Ｂ’とを予め求めておく。これにより、内部欠陥２０２のサイズに対するＢエコーの低下量Ｂ’を得ることができる。そして、エッジ近傍のコイル１、２のＢエコーを下記の式（１）により補正する。
Ｂａ＝Ｂｍａｘ−Ｂ’      ・・・・（１）
ここで、式（１）において、
Ｂａ：電磁超音波探触子１０２Ｘのコイル１、２における補正後のＢエコー値
Ｂｍａｘ：電磁超音波探触子１０２Ｘのコイル３〜８で検出したＢエコーレベルの最大値
Ｂ’：予め求めたＢエコーの低下量（以下、設定補正値とも称す）
である。なお、Ｂｍａｘは、鋼板２００の端部（エッジ）近傍以外で、且つ欠陥が存在しない位置で電磁超音波探触子１０２のコイルが検出する正常なＢエコーレベルに相当し、基準値と称する。
【００４７】
Ｂエコーの低下量Ｂ’（設定補正値Ｂ’）は、エッジ近傍以外で、かつ内部欠陥が存在しない位置のコイルで検出されるＢエコーの値と、エッジ近傍以外で、かつ内部欠陥が存在する位置のコイルで検出されるＢエコーの値との差分に相当する。したがって、Ｂエコーの低下量Ｂ’を人工欠陥プレートにより求める場合には、例えば、コイル３〜８に跨るように人工欠陥を設けた人工欠陥プレートを探傷し、人工欠陥を検出した場合のＢエコーの値と、無欠陥の領域を検出した場合のＢエコーの値との差分からＢエコーの低下量Ｂ’を求めればよい。この場合、コイル３〜８によって得られた差分のいずれかをＢエコーの低下量Ｂ’としてもよいし、コイル３〜８が検出する差分の最大値、平均値、または中央値をＢエコーの低下量Ｂ’としてもよい。
【００４８】
上述のように、ＪＩＳ  Ｇ０８０１では、超音波探傷における内部欠陥２０２を検出レベルに応じて、○、△、×の３段階に区分して評価するように定められている。補正を行う場合には、内部欠陥２０２の判定が過小とならないようにする。このため、（１）式の設定補正値Ｂ’として、鋼板に重欠陥（レベル×）のサイズの人工欠陥を加工して設け、この鋼板を探傷することによって得られたＢエコーの低下量Ｂ’を一律に採用することが好ましい。
【００４９】
図９Ａおよび図９Ｂは、本第１実施形態に係る補正方法を説明するための特性図である。ここで、図９Ａの左側は、鋼板２００の電磁超音波探触子１０２Ｘにおけるエッジ近傍以外のコイル（図７のコイル３〜８に対応）の特性を示している。また、図９Ａの右側は、エッジ近傍のコイル（図７のコイル１、２に対応）における、上記（１）式により補正したＢエコー値Ｂａ（実線）と、補正前のＢエコー値（点線）とを示している。また、図９Ｂの左側は、図９Ａの左側に示すＢエコー及びＦエコーの検出値から算出したエッジ近傍以外のＦ／Ｂ比の値を示しており、図９Ｂの右側は、図９Ａの右側に示すＢエコー及びＦエコーの検出値から算出したエッジ近傍のＦ／（Ｂｍａｘ−Ｂ’）の値を示している。
【００５０】
図９Ａの右側の特性に示すように、エッジ近傍のコイル１、２では、検出されたＢエコーの値を使用せずに、上記（１）式で算出したＢエコーの値Ｂａを採用する。Ｂエコーの設定補正値Ｂ’は、エッジ近傍以外の領域を探傷したときに重欠陥（レベル×）を検出した場合のＢエコーの低下量とする。これにより、図９Ｂの右側の様に、Ｆ／（Ｂｍａｘ−Ｂ’）の値、つまりＦ／Ｂａの値は、図８ＤのＦ／Ｂ比の値に比較して全体的に低下するため、Ｆ／Ｂ比の値に基づいて誤判定が行われてしまうことを抑止できる。
【００５１】
重欠陥（レベル×）が存在した場合、図８Ａ、及び図９Ａの左側の特性に示すように、エッジ近傍以外のＢエコーは無欠陥の場合と比較してＢ’だけ低下する。このため、（１）式に基づき、欠陥のない場合に検出されるエッジ近傍以外のＢエコーからＢ’を減算した値を、エッジ近傍のＢエコーの値Ｂａとする。この際、内部欠陥２０２の鋼板幅方向Ｙの長さは、電磁超音波探触子１０２Ｘに配列された８つのコイルの合計長さ（８０ｍｍ）よりも通常は短いため、８つのコイルのＢエコー検出値の最大値Ｂｍａｘは、無欠陥部分のＢエコーと考えられる。従って、（１）式に基づいて、Ｂｍａｘ−Ｂ’を算出することで、重欠陥（レベル×）が生じた箇所に相当するＢエコーの値Ｂａを算出することができる。これにより、エッジ近傍においても、しきい値Ｔ３に基づいて、Ｆ／Ｂ比の値を評価することで、エッジ近傍以外と同様に重欠陥（レベル×）を検出することができる。
【００５２】
鋼板２００の探傷においては、重欠陥（レベル×）の発生が検知された場合は、鋼板２００をオフライン工程に廻して更に詳細に内部欠陥２０２を検査する。従って、重欠陥（レベル×）の有無は、鋼板２００の合否に関わるものであり、重欠陥（レベル×）を過小評価せずに確実に判定することが重要である。上述したように、エッジ近傍においてＢエコーの値をＢａ（＝Ｂｍａｘ−Ｂ’）に補正することにより、エッジ近傍においても、エッジ近傍以外と同様に、重欠陥（レベル×）の有無を確実に判定することができる。従って、エッジ近傍を含む鋼板２００の全域において、鋼板２００の合否を判定する基準となる重欠陥（レベル×）を過小評価せずに確実に検出することができる。
【００５３】
また、超重欠陥（レベル××）が存在する場合、無欠陥に対するＢエコーの低下量はＢ’よりも大きくなるため、ＢエコーをＢａ（＝Ｂｍａｘ−Ｂ’）に補正すると、このＢａを用いたエッジ近傍のＦ／Ｂ比の値は、超重欠陥（レベル××）に相当する値よりも低下する。しかしながら、この場合においても、エッジ近傍のＦ／Ｂ比の値は、重欠陥（レベル×）の判定のしきい値Ｔ３よりも大きいため、少なくとも重欠陥（レベル×）以上の欠陥として判定される。従って、エッジ近傍に超重欠陥（レベル××）が存在する場合は、欠陥のレベルが重欠陥（レベル×）としてやや過小評価がされるものの、合否の基準となる重欠陥（レベル×）以上の欠陥が存在するものとして判定がされるため、鋼板２００の合否に影響を与えるような誤判定が生じることはなく、実質的な問題は発生しない。
【００５４】
また、図９Ｂの右側の特性に示すように、エッジ近傍に軽欠陥（レベル○）が存在する場合、エッジ近傍のＢエコーをＢａ（＝Ｂｍａｘ−Ｂ’）に補正することにより、このＢａを用いたＦ／Ｂ比の値は増加する。従って、軽欠陥（レベル○）をやや過大に評価することになるが、軽欠陥（○）が未検出となることを確実に抑止できる。
【００５５】
同様に、エッジ近傍に中欠陥（レベル△）が存在する場合も、エッジ近傍のＢエコーをＢａ（＝Ｂｍａｘ−Ｂ’）に補正することにより、このＢａを用いたＦ／Ｂ比の値は増加し、中欠陥（レベル△）をやや過大に評価することになる。しかし、中欠陥（△）が未検出となることを確実に抑止できる。
【００５６】
図１０は、内部欠陥２０２のサイズ（横軸）と、Ｆ／Ｂ比の値（縦軸）との関係を示す特性図である。図１０の破線は、エッジ近傍以外の判定基準における特性を示しており、Ｆ／Ｂ比を算出する際にＢエコーを補正しない場合を示している。この場合、Ｆ／Ｂ比がしきい値Ｔ１以上、しきい値Ｔ２未満の場合は軽欠陥（レベル○）として判定される。また、Ｆ／Ｂ比がしきい値Ｔ２以上、しきい値Ｔ３未満の場合は中欠陥（レベル△）として判定される。また、Ｆ／Ｂ比の値が、しきい値Ｔ３以上、しきい値Ｔ４未満の場合は重欠陥（レベル×）として判定される。
【００５７】
また、図１０の実線は、エッジ近傍の判定基準における特性を示しており、Ｆ／Ｂ比を算出する際に（１）式によりＢエコーをＢａ（＝Ｂｍａｘ−Ｂ’）に補正する場合を示している。この場合、軽欠陥（レベル○）のＦ／Ｂ比は、Ｔ１’以上、Ｔ２’未満となる。また、中欠陥（レベル△）のＦ／Ｂ比は、Ｔ２’以上、Ｔ３未満となる。
【００５８】
エッジ近傍において、Ｂエコーは（１）式により補正される。この際のＢエコーの低下量Ｂ’は、エッジ近傍以外で重欠陥（レベル×）が存在する場合のＢエコーの低下量と同様である。従って、エッジ近傍においても、重欠陥（レベル×）の判定基準となるＦ／Ｂ比の値は、しきい値Ｔ３と一致し、重欠陥（レベル×）が存在するか否かの判定は図１０の破線の特性と同一の基準（しきい値Ｔ３）で行われる。これにより、エッジ近傍以外と同様に、エッジ近傍においても、しきい値Ｔ３に基づいて重欠陥（レベル×）が存在するか否かを正確に判定することができる。
【００５９】
エッジ近傍に重欠陥（レベル×）よりも大きい超重欠陥（レベル××）が存在する場合は、エッジ近傍以外ではＢエコーの低下量が設定補正値Ｂ’よりも大きくなるが、（１）式によりＢエコーの低下量をＢ’としてＢａが算出され、更に、このＢａを用いてＦ／Ｂ比が算出される。従って、このＦ／Ｂ比は、図１０の破線の特性よりも小さくなる。
【００６０】
従って、エッジ近傍においては、図１０の実線からわかるように、軽欠陥（レベル○）、中欠陥（レベル△）については過大評価がされ、重欠陥（レベル×）を超える欠陥については過小評価がされるが、重欠陥（レベル×）を超えるか否かの判定は図１０の破線と同様にしきい値Ｔ３によって行われる。したがって、重欠陥（レベル×）を超えるか否かを正確に判定することができる。
【００６１】
以上のように、Ｂエコーを補正した後のＦ／Ｂａ、つまりＦ／（Ｂｍａｘ−Ｂ’）に基づく評価では、無欠陥部が欠陥（しきい値Ｔ１以上）として判定されることを抑止できる。また、重欠陥（レベル×）については、補正後のＦ／Ｂ比が補正前のＦ／Ｂ比に比べて低下するが、分類上はレベル×として判定されるため、実際の運用上問題は生じない。従って、鋼板２００の幅方向Ｙの全域であらゆるサイズの欠陥を過小評価せずに判定することができる。
【００６２】
上述した例では、（１）式において、電磁超音波探触子１０２Ｘが備える８つのコイルで検出されたＢエコーのうち最大の値Ｂｍａｘから設定補正値Ｂ’を減算することとした。しかしながら、無欠陥の場合のＢエコーに相当する値であれば、Ｂｍａｘ以外の値を用いても良い。例えば、８つのコイルのうちのエッジに近い１又は複数のコイルのＢエコー検出値を除外し、残りのＢエコー検出値の最大値、平均値又は中央値をＢｍａｘの代わりに採用しても良い。この場合、例えば、コイル４〜８で検出されたＢエコーの最大値、平均値又は中央値をＢｍａｘの代わりに採用しても良い。
また、例えば、エッジ近傍以外（通常評価領域）でかつ、内部欠陥（例えば、軽欠陥レベル（レベル○）の内部欠陥）が存在する場合のＢエコーの検出値に相当する所定値を設定し、８つのコイルのＢエコー検出値のうち、この所定値よりも小さいＢエコー検出値を除外し、残りのＢエコー検出値の最大値、平均値又は中央値をＢｍａｘの代わりに採用しても良い。言い換えれば、８つのコイルのＢエコー検出値のうち、この所定値よりも大きいＢエコー検出値の最大値、平均値又は中央値をＢｍａｘの代わりに採用してもよい。
また、例えば、エッジ近傍以外（通常評価領域）でかつ、内部欠陥が存在しない場合のＢエコーの検出値に相当する所定値を設定し、８つのコイルのＢエコー検出値のうち、この所定値よりも大きいＢエコー検出値の最大値、平均値又は中央値をＢｍａｘの代わりに採用しても良い。言い換えれば、８つのコイルのＢエコー検出値のうち、この所定値よりも小さいＢエコー検出値を除外し、残りのＢエコー検出値の最大値、平均値又は中央値をＢｍａｘの代わりに採用しても良い。
このように、（１）式のＢｍａｘの代わりに、エッジ近傍以外（通常評価領域）でかつ内部欠陥が存在しない位置のコイルで検出したＢエコーに対応する値を用いることができる。
【００６３】
上述したように、演算装置１１０は、補正実行部１１２、補正値演算部１１４、Ｆ／Ｂ演算部１１６、欠陥評価部１１８、補正値記憶部１１９を備える（図１参照）。補正実行部１１２は、（１）式に基づいてエッジ近傍のＢエコー値を補正する。補正値演算部１１４は、設定補正値Ｂ’を演算する。なお、本第１実施形態では、設定補正値Ｂ’は予め設定された固定値である。また、後述するが、第２実施形態では、補正値演算部１１４は、Ｆ／Ｂｍａｘの値に基づいて設定補正値Ｂ’を算出する。Ｆ／Ｂ演算部１１６は、ＦエコーとＢエコーとを用いてＦ／Ｂ比を算出する。Ｆ／Ｂ演算部１１６は、エッジ近傍以外の位置におけるＦ／Ｂ比を算出する場合、Ｆエコーと補正されていないＢエコーとからＦ／Ｂ比を算出する。一方、Ｆ／Ｂ演算部１１６は、エッジ近傍の位置におけるＦ／Ｂ比を算出する場合、Ｆエコーと補正したＢエコー（Ｂａ）とからＦ／Ｂ比を算出する。欠陥評価部１１８は、Ｆ／Ｂ演算部１１６が算出したＦ／Ｂ比に基づいて、内部欠陥２０２を評価する。補正値記憶部１１９は、設定補正値Ｂ’を記憶する。
【００６４】
なお、図１に示す演算装置１１０は、回路（ハードウェア）、またはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などの中央演算処理装置とこれを機能させるためのプログラム（ソフトウェア）によって構成される。
【００６５】
［本第１実施形態に係るＢエコー検出値の補正処理］
図１１は、本第１実施形態に係るＢエコーの検出値の補正処理を示すフローチャートである。先ず、ステップＳ１０では、予め求めた設定補正値Ｂ’を取得し、補正値記憶部１１９に記憶する。次のステップＳ１１では、電磁超音波探触子１０２Ｘが備える８つのコイルでＦエコー、Ｂエコーを検出する。次のステップＳ１２では、補正実行部１１２が、８つのコイルのＢエコーの最大値Ｂｍａｘを求める。次のステップＳ１３では、補正実行部１１２が、エッジ近傍のコイル１、２のＢエコー検出値を用いずに、（１）式から算出したＢａをコイル１、２のＢエコー値とする補正を行う。次のステップＳ１４では、Ｆ／Ｂ演算部１１６が、８つのコイルそれぞれで検出したＦエコーおよびＢエコーからＦ／Ｂ比を算出する。この際、エッジ近傍（端部）のコイル１、２の検出値からＦ／Ｂ比を算出する場合、ステップＳ１３で補正したＢエコー値Ｂａを用いる。次のステップＳ１５では、欠陥評価部１１８が、ステップＳ１４で算出したＦ／Ｂ比に基づいて内部欠陥２０２のサイズを評価する。ステップＳ１５の後は、処理を終了する。
【００６６】
以上説明したように、本第１実施形態では、エッジ近傍（端部）のコイルが検出したＢエコーの値を用いず、エッジ近傍以外のＢエコー（Ｂｍａｘ）からＢ’を減算した値Ｂａ（＝Ｂｍａｘ−Ｂ’）をエッジ近傍におけるＢエコーの値とする補正を行い、Ｆ／Ｂ比を評価する。これにより、エッジ近傍においてＢエコーが減衰する影響を受けることがなく、さらにエッジ近傍において内部欠陥２０２を過小評価せずに判定することができる。
【００６７】
また、本第１実施形態では、電磁超音波探触子１０２Ｘのコイル１は鋼板２００のエッジ直下（すなわち、エッジからの距離ｘ＝０）にあるが、コイル１は鋼板２００の内側（すなわち、ｘ＞０）に配置されてもよい。例えば、コイル１は、エッジから２０〜４０ｍｍ程度内側に配置されてもよい。この場合、コイル１がエッジより外側に位置することを避けることができ、コイル１の破損を防止することができる。なお、コイル１がエッジより内側に位置すると、鋼板２００内に未検査の領域が存在することになるが、検査後にその未検出領域を鋼板２００から切断すればよい。
【００６８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本第２実施形態では、第１実施形態で説明した（１）式の設定補正値Ｂ’を内部欠陥２０２のサイズに応じて変更する。
【００６９】
図１２Ａおよび図１２Ｂは、本第２実施形態に係る補正方法を説明するための特性図である。ここで、図１２Ａ及び図１２Ｂの左側の特性（エッジ近傍以外のコイルの検出値）は、図９Ａ及び図９Ｂの左側の特性と同様である。図１２Ａの右側の特性は、エッジ近傍のコイルにおけるＢエコーの検出値（点線）、および以下で説明する方法によりＢエコーを補正した場合を示している。図１２Ｂの右側の特性は、図１２Ａの右側に示すように、ＢｍａｘからＢ’を減算した値Ｂａを用いて算出したＦ／Ｂ比の値を示している。
【００７０】
本第２実施形態においても、エッジ近傍のコイル１、２で検出されたＢエコーに代えて、（１）式で算出したＢａをＦ／Ｂ比の算出に用いる。この際、本第２実施形態では、図１２Ａの右側に示すように、設定補正値Ｂ’を内部欠陥２０２のサイズに応じて変化させる。図１２Ａでは、軽欠陥（レベル○）、中欠陥（レベル△）、重欠陥（レベル×）、超重欠陥（レベル××）といったように、内部欠陥２０２のレベルに応じて、設定補正値Ｂ’をリニアに変化させている。
【００７１】
本第２実施形態では、内部欠陥２０２のサイズに応じて設定補正値Ｂ’を変化させる指標として、Ｆ／Ｂｍａｘの値を用いる。Ｂｍａｘは、第１実施形態と同様に、電磁超音波探触子１０２Ｘの各コイルで検出したＢエコーのうちの最大値とする。そして、以下の方法を用いて、Ｆ／Ｂｍａｘの値から設定補正値Ｂ’を決定する。
【００７２】
設定補正値Ｂ’の算出に当たり、予め人工の内部欠陥２０２を加工して設けたテストプレートを用いて探傷試験を行い、内部欠陥２０２のサイズに応じたＦエコーおよびＢエコーを測定する。そして、上記の測定により、異なるサイズの内部欠陥２０２の検出信号から、Ｆ／ＢｍａｘとＢエコーの低下量（設定補正値Ｂ’）との関係を取得する。図１３に示すように、Ｆ／ＢｍａｘとＢエコーの低下量との間には、特性Ｃで示すように線形の相関があることが判る。従って、設定補正値Ｂ’は、係数ａおよびｂを用いて以下の（２）式で表すことができる。
Ｂ’＝ａ×（Ｆ／Ｂｍａｘ）＋ｂ      ・・・・（２）
【００７３】
ここで、Ｆエコー、Ｆ／Ｂ比などの他のパラメータを用いずに、Ｆ／Ｂｍａｘに基づいてＢエコー低下量を推定する理由を以下に説明する。図１４は、ＦエコーとＢエコーの低下量（設定補正値Ｂ’）との関係を示す図である。図１４に示すように、ＦエコーとＢエコーの低下量との間には相関がみられず、Ｆエコーの値からＢエコーの低下量を特定することはできない。これは、電磁超音波探触子１０２と鋼板２００とのギャップの変化、鋼板２００の温度変化等の要因によりＦエコーが変動するためである。
【００７４】
また、Ｂエコーの値は、図５で説明したように、減衰が大きく不安定であるため、Ｆ／Ｂ比を算出したとしても、内部欠陥２０２のサイズとの相関を得ることはできない。
【００７５】
一方、電磁超音波探触子１０２Ｘと鋼板２００とのギャップの変化または鋼板２００の温度変化によるＦエコーおよびＢｍａｘの変動は、電磁超音波探触子１０２Ｘ内では等しくなる。このため、Ｆ／Ｂｍａｘから設定補正値Ｂ’を求めることができる。
【００７６】
また、Ｆ／ＢｍａｘとＢエコーの低下量との関係式を求める場合、例えば、コイル３〜８に跨るように人工欠陥を設けた人工欠陥プレートを探傷し、人工欠陥を検出した場合のＢエコーの値と、無欠陥の領域を検出した場合のＢエコーの値との差分からＢエコーの低下量Ｂ’を求めるとともに、コイル３〜８が検出するＦエコーの値を求めればよい。この場合、コイル３〜８によって得られた差分のいずれかをＢエコーの低下量Ｂ’としてもよいし、コイル３〜８によって得られた差分の最大値、平均値、または中央値をＢエコーの低下量Ｂ’としてもよい。また、コイル３〜８が検出するＦエコーの値のいずれかを用いてもよいし、コイル３〜８が検出するＦエコーの最大値、平均値、または中央値を用いてもよい。
【００７７】
従って、人工欠陥を設けたプレートなどの基準となる試験片を事前試験で探傷し、図１３に示すようなＦ／ＢｍａｘとＢエコーの低下量（設定補正値Ｂ’）との関係から設定補正値Ｂ’を算出する。
【００７８】
（２）式によりＦ／ＢｍａｘからＢ’を算出し、（１）式によりエッジ近傍のＢエコーを補正する。すると、エッジ近傍のＦ／Ｂ比の値は、図１２Ｂの右側の特性に示すように、エッジ近傍以外のＦ／Ｂ比の値と同一となる。従って、本第２実施形態では、エッジ近傍において、エッジ近傍以外と同様に、内部欠陥２０２のレベルを判定することができる。
【００７９】
［本第２実施形態に係るＢエコー検出値の補正処理］
図１５は、本第２実施形態に係るＢエコーの検出値の補正処理を示すフローチャートである。本第２実施形態では、先ず、ステップＳ２０で、予め求めたＦ／ＢｍａｘとＢ’との関係式を取得し、補正値記憶部１１９に記憶する。次のステップＳ２１では、電磁超音波探触子１０２Ｘが備える８つのコイルでＦエコーおよびＢエコーを検出する。次のステップＳ２２では、補正値演算部１１４が、８つのコイルのＢエコーの最大値Ｂｍａｘを求める。次のステップＳ２３では、補正値演算部１１４が、Ｆ／Ｂｍａｘの値に基づいて設定補正値Ｂ’を算出する。具体的には、補正値演算部１１４は、予め取得しておいた図１３の特性Ｃに基づいて設定補正値Ｂ’を算出する。次のステップＳ２４では、補正実行部１１２がステップＳ２３で算出した設定補正値Ｂ’を用いて、（１）式からＢエコーの値を補正する。以降の処理は、第１実施形態と同様である。
【００８０】
以上説明したように、本第２実施形態では、エッジ近傍の探傷において、エッジ近傍以外のＢエコーからＢ’を減算した値（Ｂｍａｘ−Ｂ’）を用いて、Ｆ／Ｂ比を評価する。そして、内部欠陥２０２のサイズに応じて、設定補正値Ｂ’をリニアに変化させるようにした。従って、Ｆ／Ｂ比を用いて、エッジ近傍以外における内部欠陥２０２の評価と同様に、エッジ近傍における内部欠陥２０２の評価を行うことができる。これにより、エッジ近傍においてＢエコーが減衰する影響を受けることがなく、また、第１実施形態よりもバラツキの少ない補正ができる。そのため、エッジ近傍において内部欠陥２０２を高精度に検出することができる。
【実施例】
【００８１】
次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について、図１を参照しながら説明する。【００８２】
図１に示す電磁超音波装置１００を用いて、鋼板２００の探傷試験を行った。各列の電磁超音波探触子１０２は８個であり、１つの電磁超音波探触子１０２には、８つのコイル１〜８が配置される。１つの電磁超音波探触子１０２の幅は１００ｍｍであり、１つのコイルの幅は１０ｍｍである。また、電磁超音波探触子１０２の底面と、鋼板２００の表面２００ａとのギャップ（距離）を０．５ｍｍに設定した。
この電磁超音波装置１００に、幅１００ｍｍ、厚さ３５ｍｍでかつ内部欠陥が存在しない鋼板２００（すなわち、無欠陥の鋼板２００）を通板させ、電磁超音波探触子１０２Ｘのコイル１、２で検出したＦエコーおよびＢエコーに基づいて探傷試験を行った。鋼板を通板させる際は、コイル１の直下を鋼板のエッジが通過するようにした。なお、この探傷試験には、上記の鋼板を２０個用意し、これらの鋼板に対して、誤判定が行われるか否かを確認した。
この結果を表１に示す。【００８３】
【表１】
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【００８４】
表１の「誤判定率」は、探傷試験の結果、ＪＩＳ  Ｇ０８０１に規定されている中欠陥（レベル△）または重欠陥（レベル×）と判定された鋼板の割合を示している。言い換えれば、表１が示す探傷試験では、内部欠陥が存在しない鋼板を用いているため、無欠陥であると判定されるべき鋼板に対して、中欠陥（レベル△）以上の内部欠陥が存在すると判定された鋼板の割合を示している。【００８５】
まず、表１の比較例１は、コイル１、２が検出したＢエコーに対して補正を行わなかった場合の結果を示す。比較例１では、上述のように、Ｂエコーの減衰により、中欠陥（レベル△）または重欠陥（レベル×）と判定された鋼板が多発し、誤判定率は８０％であった。【００８６】
これに対して、表１の実施例１は、第１実施形態に係る補正方法により、コイル１、２のＢエコーを補正した場合の結果を示す。実施例１では、コイル１、２のＢエコーとして、コイル３〜８で検出されたＢエコーの最大値Ｂｍａｘから、重欠陥（レベル×）を検出した場合のＢエコーの低下量Ｂ’を引いた値を用いた。実施例１では、誤判定率が２０％であり、比較例１に対して、誤判定率を大幅に低減できることがわかった。【００８７】
また、表１の実施例２は、第２実施形態に係る補正方法により、コイル１、２のＢエコーを補正した場合の結果を示す。実施例２では、Ｆ／ＢｍａｘとＢエコーの低下量Ｂ’との関係式からＢ’を算出し、コイル１、２のＢエコーとして、コイル３〜８で検出されたＢエコーの最大値Ｂｍａｘから、このＢ’を引いた値を用いた。実施例２では、誤判定率が１５％であり、実施例１に対して、さらに誤判定率を低減できることがわかった。【００８８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。【００８９】
例えば、第１実施形態および第２実施形態では、電磁超音波探触子１０２が２列で配置され、各列には８個の電磁超音波探触子１０２が配置される場合を示した。しかしながら、本発明は、上記に限定されず、検査対象物の寸法に合わせて各列に配置される電磁超音波探触子１０２の数を設定すればよい。さらに、電磁超音波探触子１０２の列数は３列以上であってもよい。【００９０】
また、例えば、欠陥のＦエコー値およびＢエコー値等に応じて、重欠陥（レベル×）、中欠陥（レベル△）、軽欠陥（レベル○）の３種類に分類して評価するＪＩＳ  Ｇ０８０１の場合を例にして本発明を説明したが、多数の種類の超音波探傷規格がある。
ＡＳＴＭ（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）Ａ４３５のように、欠陥を１種類にしか分類しない規格や、ＡＳＴＭ  Ａ５７８  Ｌｅｖｅｌ  Ａのように、実質的には、欠陥を２種類に分類して評価する規格がある。公的規格では、欠陥を４種類以上に分類するものは少ないが、鋼材発注者の指定により、４種類以上に分類して評価する場合もある。
このような場合にも、本発明を適用することができる。例えば、欠陥を１種類のみに分類する場合、重欠陥レベル（レベル×）だけで評価すればよい。欠陥を２種類に分類する場合、重欠陥（レベル×）と中欠陥（レベル△）で分類して評価すればよい。
なお、現在多くの超音波探傷規格では、Ｆ／Ｂ比による欠陥評価ではなく、Ｆエコーの高さ又はＢエコーの高さにより欠陥評価する場合が多い。このような場合、人工欠陥などを用いて、欠陥の検出感度に対応するＦ／Ｂ比の値を予め調査し、上記規格に相当するＦ／Ｂ比の値の基準値を求めておく必要がある。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
電磁超音波探傷において、検査対象物のエッジ近傍においても反射波を高精度に検出することが可能な、新規かつ改良された欠陥検査方法及び欠陥検査装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００９２】
１１０    演算装置
１１２    補正実行部
１１４    補正値演算部
１１６    Ｆ／Ｂ演算部
１１８    欠陥評価部
１１９    補正値記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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