(57)【要約】      （修正有）【課題】磁気異方性計測装置に関し、特に鋼板の面方向の異方性を計測しようとするものである。【解決手段】計測対象である鋼板２の一面２Ａに対向するように、鋼板２の中心仮想点４を中心として１２０［°］の角等間隔を保つ位置に、第１、第２及び第３の磁化コイル部材３Ａ、３Ｂ及び３Ｃが、中心仮想点４から互いに等しい距離に、配設される。鋼板２を回転磁界Φによって磁化させると共に、当該磁化強度を磁化強度検出部材１５Ａ１、１５Ａ２、１５Ｂ１、１５Ｂ２によって検出して磁化強度の面方向の分布の仕方に基づいて鋼板２の面方向の異方性を判断する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
計側対象である鋼板の一方の一面側における当該鋼板の中心仮想点に対して、回転磁界を生起させることにより上記鋼板を一様に磁化する磁化コイル部材を配設し、
上記鋼板の他方の裏面側において、磁化された上記鋼板の磁化強度を検出する磁化強度検出部材を配設し、
上記磁化強度検出部材の検出出力に基づいて上記鋼板の面方向の異方性を判定する
ことを特徴とする磁気異方性計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気異方性計測装置に関し、特に鋼板の面方向の異方性を計測しようとするものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼板を溶鉱炉や平炉などで鉱石を溶解、精錬して鋼板を生成する際には、混合酸化物の滓でなるスラグが欠陥として鋼板内に残る問題があり、当該欠陥を検出する手法として欠陥の検出対象である鋼板を磁化する手法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３５４２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、溶鉱炉、平炉などで生成される鋼板は面方向に広がりをもつものであり、当該広がりをもつ面方向に生ずる欠陥を正しく検出することができれば、鋼板をその用途に応じて確実に適用することができると考えられる。
【０００５】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、鋼板の面方向に生ずる欠陥を確実に検出できるようにした磁気異方性計測装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決するため、本発明においては、計側対象である鋼板２の一方の一面２Ａ側における当該鋼板の中心仮想点４に対して、磁化用の回転磁界Φを生起させることにより鋼板２を一様に磁化する磁化コイル部材３Ａ〜３Ｃを配設し、鋼板２の他方の裏面２Ｂ側において、磁化された鋼板２の磁化強度を検出する磁化強度検出部材１５Ａ１、１５Ａ２、１５Ｂ１、１５Ｂ２を配設し、磁化強度検出部材１５Ａ１、１５Ａ２、１５Ｂ１、１５Ｂ２の検出出力に基づいて鋼板２の面方向の異方性を判定するようにする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、鋼板を回転磁界によって磁化させると共に、当該磁化強度を磁化強度検出部材によって検出して磁化強度の面方向の分布の仕方に基づいて鋼板の面方向の異方性を判断する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】鋼板に対する磁化構造体を示す略線的斜視図である。
【図２】磁化用磁界の説明に供する略線図である。
【図３】計測回路を示す電気的ブロック図である。
【図４】計測信号形成回路を示す電気的系統図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下図面について本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１０】
図１において、１は全体として磁化構造体を示し、計測対象である鋼板２の一面２Ａに対向するように、鋼板２の中心仮想点４を中心として１２０［°］の角等間隔を保つ位置に、第１、第２及び第３の磁化コイル部材３Ａ、３Ｂ及び３Ｃが、中心仮想点４から互いに等しい距離に、配設されている。
【００１１】
各磁化コイル部材３Ａ、３Ｂ及び３Ｃはそれぞれ円柱状磁心１１に対して励磁コイル１２を巻回した構成を有し、これにより励磁コイル１２に励磁電流が供給されたとき生成される磁化磁束が鋼板２の厚みを貫通するように流れることにより、鋼板２を磁化するようになされている。
【００１２】
ここで磁化コイル部材３Ａ、３Ｂ及び３Ｃに供給される励磁電流は、互いに１２０［°］の位相差を有する正弦波でなり、その結果磁化コイル部材３Ａ、３Ｂ及び３Ｃによって鋼板２を貫通する合成磁界は、図２に示すように、中心仮想点４を中心として回転する回転磁界Φを形成する。
【００１３】
かくして鋼板２はその面方向について回転磁界Φの強さによって決まる磁化強度で一様に磁化される。
【００１４】
鋼板２の一面２Ａ側に対して反対側の裏面２Ｂには複数の磁化強度検出部材１５Ａ１及び１５Ａ２並びに１５Ｂ１及び１５Ｂ２が配設され、これにより磁化コイル部材３Ａ、３Ｂ及び３Ｃの回転磁界によって鋼板２の各部が磁化された当該磁化強度を裏面側で検出する。
【００１５】
この実施の形態の場合、磁化強度検出部材１５Ａ１及び１５Ａ２並びに１５Ｂ１及び１５Ｂ２は、鋼板２のＸＹ平面のｘ軸線及びｙ軸線上において、中心仮想点４を挟んだ対向位置に、２対の磁化強度検出部材として設けられ、当該２対の磁化強度検出部材１５Ａ１及び１５Ａ２並びに１５Ｂ１及び１５Ｂ２の検出出力Ｓ２Ａ１及びＳ２Ａ２並びにＳ２Ｂ１及びＳ２Ｂ２が、図３に示す計測回路２１に入力される。
【００１６】
計側回路２１は、デジタル信号処理回路構成の中央処理回路２２からデジタルアナログ変換回路２３Ａ、２３Ｂ及び２３Ｃを介し、さらに増幅回路２４Ａ、２４Ｂ及び２４Ｃを介して、励磁電流Ｓ１Ａ、Ｓ１Ｂ及びＳ１Ｃを磁化コイル部材３Ａ、３Ｂ及び３Ｃに供給すると共に、磁化強度検出部材１５Ａ１、１５Ａ２及び１５Ｂ１、１５Ｂ２からの磁化強度検出信号Ｓ２Ａ１及びＳ２Ａ２並びにＳ２Ｂ１及びＳ２Ｂ２を、ハイパスフィルタ２５Ａ１及び２５Ａ２並びに２５Ｂ１及び２５Ｂ２を介し、さらに増幅回路２６Ａ１及び２６Ａ２並びに２６Ｂ１及び２６Ｂ２を介した後、ローパスフィルタ２７Ａ１及び２７Ａ２並びに２７Ｂ１及び２７Ｂ２を介し、さらに増幅回路２８Ａ１及び２８Ａ２並びに２８Ｂ１及び２８Ｂ２を介し、さらにそれぞれアナログデジタル変換回路２９Ａ並びに２９Ｂを介して中央処理回路２２に供給する。
【００１７】
かくして中央処理回路２２は、鋼板２を磁化するための回転磁界Φを生成する駆動電流を磁化コイル部材３Ａ、３Ｂ及び３Ｃに励磁電流Ｓ１Ａ、Ｓ１Ｂ及びＳ１Ｃとして供給すると共に、磁化強度検出部材１５Ａ１及び１５Ａ２並びに１５Ｂ１及び１５Ｂ２の位置における磁化結果を、磁化強度検出信号Ｓ２Ａ１及びＳ２Ａ２並びにＳ２Ｂ１及びＳ２Ｂ２に含まれるノイズ成分を除去しながら取り込む。
【００１８】
このとき鋼板２の各部に対して同じ大きさの回転磁界Φを生成させたのに対して、各磁化強度検出部材１５Ａ１及び１５Ａ２並びに１５Ｂ１及び１５Ｂ２において検出された磁化強度は、その回転角度位置に欠陥があれば当該欠陥に対応する値になることにより、中央処理回路２２は鋼板２の中心仮想点４から外方に向う各角度領域に欠陥があれば、当該欠陥を表す欠陥信号を含む計測信号を当該回転角度のタイミングで取り込むことができることになる。
【００１９】
この実施の形態の場合、一方の一対の磁化強度検出部材１５Ａ１及び１５Ａ２は、鋼板２の面のｘｙ座標系のうち、中心仮想点４を原点とするｘ軸線上において、中心仮想点４を挟んで等距離になる位置に位置決めされている。
【００２０】
また他方の一対の磁化強度検出部材１５Ｂ１及び１５Ｂ２は、鋼板２の面のｘｙ座標系のうち、中心仮想点４を原点とするｙ軸線上において、中心仮想点４を挟んで等距離（上記１５Ａ１及び１５Ａ２と原点との距離と同じ距離）になる位置に位置決めされている。
【００２１】
これにより鋼板２が一様に磁化されているとき、磁化強度検出部材１５Ａ１及び１５Ａ２の検出出力は中心仮想点４を基準に考えるとｘ軸線上において同じ大きさで符号が逆になり、また、磁化強度検出部材１５Ｂ１及び１５Ｂ２の検出出力は中心仮想点４を基準として、ｙ軸線上において同じ大きさで符号が逆になる。
【００２２】
これに対して、鋼板２に欠陥があるとき、磁化強度検出部材１５Ａ１及び１５Ａ２、並びに１５Ｂ１及び１５Ｂ２の検出出力は、中心仮想点４を基準にして回転磁界の回転角度が回転して行くと、欠陥が存在する角度位置において検出値が変化する。
【００２３】
従ってこの場合は、回転磁界の回転角度が変って行くに従って各タイミングごとに磁化強度検出部材１５Ａ１及び１５Ａ２、並びに１５Ｂ１及び１５Ｂ２の検出出力を取り込んで、その最大値、及び当該最大値が得られたときの回転磁界の回転角度を把握し、これにより鋼板２の欠陥の所在を回転磁界の回転角度に基づいて把握できる。
【００２４】
このような観点から、この実施の形態においては、中央処理回路２２に、図４に示すような計測信号形成回路２０を設ける。
【００２５】
中央処理回路２２は、図４に示すように、磁化強度検出部材１５Ａ１及び１５Ａ２並びに１５Ｂ１及び１５Ｂ２に基づいて得られた磁化検出データＳ３Ａ１及びＳ３Ａ２並びにＳ３Ｂ１及びＳ３Ｂ２をそれぞれハイパスフィルタ３１Ａ１及び３１Ａ２並びに３１Ｂ１及び３１Ｂ２を介し、さらにローパスフィルタ３２Ａ１及び３２Ａ２並びに３２Ｂ１及び３２Ｂ２を介し、さらに利得調整回路３３Ａ１及び３３Ａ２並びに３３Ｂ１及び３３Ｂ２を介してファーストフーリエ変換回路３４Ａ１及び３４Ａ２並びに３４Ｂ１及び３４Ｂ２に取り込む。
【００２６】
かくしてファーストフーリエ変換回路３４Ａ１及び３４Ａ２並びに３４Ｂ１及び３４Ｂ２からｘ軸方向並びにｙ軸方向についての検出データを回転磁界の所定の回転角度ごとに得て、それぞれ加算器３５Ａ並びに３５Ｂに入力する。
【００２７】
このようにして加算器３５Ａ並びに３５Ｂから、ｘ軸方向並びにｙ軸方向についての磁化検出データが得られ、この磁化検出データから補間フィルタ３６Ａ並びに３６Ｂを介して最大値検出回路３７Ａ及び３７Ｂにおいて最大値を検出し、その検出結果を加算平均回路３８Ａ並びに３８Ｂにおいて加算平均し、その演算結果を最大角度検出回路３９に与えることにより、鋼板２の平面上のｘｙ座標について、磁化検出データが最大となる角度を検出する。
【００２８】
この磁化検出データの最大値の角度は、鋼板２内に存在する欠陥の方向を表しており、かくして鋼板２の異方性を検出できることになる。
【００２９】
この異方性検出情報Ｓ４は外部インタフェース４０を介して必要に応じて外部に供給することができる。
【００３０】
この実施の形態の場合、最大値検出回路３７Ａ並びに３７Ｂにおいて検出された最大値は位相制御回路４２を介して移相器４３に供給され、これによりクロック発生回路４４から得られるクロック信号Ｓ５を移相器４３において移相制御した後、ｘ軸クロック信号Ｓ６Ｘ及びｙ軸クロック信号Ｓ６Ｙを計測回路２１（図３）のアナログデジタル変換回路２９Ａ並びに２９Ｂに供給することにより、磁化検出データＳ３Ａ１及びＳ３Ａ２並びにＳ３Ｂ１及びＳ３Ｂ２を鋼板２の異方性に対応する大きさになるようにフィードバック制御する。
【００３１】
以上の構成において、鋼板２の一面２Ａと対向するように配設された磁化コイル部材３Ａ、３Ｂ及び３Ｃによって鋼板２が回転磁界によって磁化されている状態において、裏面２Ｂ側に設けられたｘ軸の磁化強度検出部材１５Ａ１及び１５Ａ２とｙ軸の磁化強度検出部材１５Ｂ１及び１５Ｂ２とによって磁化強度の検出を行なう。
【００３２】
ここで鋼板２上に欠陥があるとき、ｘ軸の磁化強度検出部材１５Ａ１及び１５Ａ２の検出結果と、ｙ軸の磁化強度検出部材１５Ｂ１及び１５Ｂ２における検出結果によって、欠陥が存在する面部分の方向に楕円を描くような磁化強度の分布が生成され、最大角度検出回路３９は当該磁化強度の最大値が存在する角度を検出し、この結果計測回路２１は鋼板２上の欠陥の位置を中心仮想点４を中心とする位相、すなわち角度として検出することができ、これを鋼板２の表面の異方性として計測することができる。
【００３３】
これにより、当該異方性に基づいて鋼板２を使用目的に適合させるように選択処置をすることができる。
【００３４】
なお上述の実施の形態においては、鋼板２内の欠陥の検出に適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば鋼板の溶接した部分を検出したり、鋼板２に対して設けた磁化コイル部材３Ａ、３Ｂ及び３Ｃとの間や、磁化強度検出部材１５Ａ１及び１５Ａ２、並びに１５Ｂ１及び１５Ｂ２との間の設定関係が、所定の設定条件からずれているために誤差が生じたような場合に、鋼板２の面方向の異方性を検出してこれを修正するような場合にも、本発明を適用し得る。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は鋼板の異方性を検出する場合に利用できる。
【符号の説明】
【００３６】
１……磁化構造体、２……鋼板、２Ａ……一面、２Ｂ……裏面、３Ａ〜３Ｃ……磁化コイル部材、４……中心仮想点、１１……磁心、１２……励磁コイル、１５Ａ１〜１５Ｂ２……磁化強度検出部材、２１……計測回路、２２……中央処理回路、３９……最大角度検出回路、４０……外部インタフェース。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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