表面特性检查装置以及表面特性检查方法与流程

本发明涉及一种无损地检查实施过喷丸处理、热处理、氮化处理等表面处理的处理材料的表面处理状态的好坏的表面特性检查装置以及表面特性检查方法。

背景技术：

在汽车部件等所使用的齿轮、轴等钢材料产品中，为了提高耐磨损性、提高疲劳强度等，而进行了基于热处理、氮化处理等的表面硬化、喷丸处理等表面处理。

以往，通过抽样的破坏性检查对这些产品的表面处理后的残留应力、硬度等表面特性进行了评价。因此，存在无法对所有产品直接进行检查这样的问题、由于是破坏性检查因此检查过的产品不能再使用这样的问题等。

因此，开发能够无损地检查产品的表面特性的装置的需求高涨。作为这样的装置，例如在专利文献1中公开了如下一种喷丸处理面的无损检查装置：针对配置于喷丸处理面上方的具备线圈的检查电路，在使频率变化的同时输入交流信号，利用检查电路中的阻抗的频率响应特性来对检查对象上的残留应力的产生状态进行检查。

专利文献1：日本特开2008-2973号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

但是，由于表面处理而发生变化的磁导率、导电率等电磁测量的要素受到环境变化的影响，因此在日本特开2008-2973号公报所记载的装置中存在如下问题：在测量作为基准的检查体的环境与测量被检体的环境不同的情况下、尤其是在产生了温度变化的情况下，容易产生测量误差。另外，也没有 公开考虑该测量误差地校正测量值的方法。

因此，本发明的目的在于提供一种能够减小检查环境的温度变化等的影响地高精度地检查实施过喷丸处理、热处理、氮化处理等表面处理的处理材料的表面处理状态的表面特性检查装置以及表面特性检查方法。

用于解决问题的方案

为了达成上述目的，在第1发明所记载的发明中，使用以下技术方案，即，一种表面特性检查装置，用于检查实施过表面处理的被检体的表面特性，该表面特性检查装置具备：交流桥电路；交流电源，其向所述交流桥电路供给交流电力；以及评价装置，其基于来自所述交流桥电路的输出信号，对被检体的表面特性进行评价，其中，所述交流桥电路具有：可变电阻，其构成为第一电阻和第二电阻之间的分配比可变；检查检测器，其具备能够激发交流磁的线圈，且形成为能够将该线圈配置成在被检体中激发涡电流；以及基准检测器，其构成为在与被检体相同的结构的基准检查体中激发涡电流，检测成为与来自所述检查检测器的输出进行比较的基准的基准状态，所述第一电阻、所述第二电阻、所述基准检测器以及所述检查检测器构成桥电路，所述评价装置将在向所述交流桥电路供给交流电力、且所述检查检测器检测出所述被检体的电磁特性、且所述基准检测器检测出基准状态的状态下的来自所述交流桥电路的输出信号与规定的阈值进行比较，来对所述被检体的表面特性进行评价。

根据第1发明所记载的发明，能够通过检查检测器的线圈在被检体中激发涡电流，将从交流桥电路输出的输出信号与阈值进行比较，由此能够对被检体的表面特性进行评价。由此，能够通过简单的电路结构进行高精度的表面状态的检查。另外，由于采用在被检体中激发涡电流来检查表面特性的方式，因此能够减小检查环境的温度变化的影响。

在基准检测器中为了检测基准状态而使用了与被检体相同的结构的基准检查体，因此即使输出值由于温度、湿度、磁等检查环境的变化而发生变动，其影响也与被检体等同。由此，能够消除由于温度、湿度、磁等检查环 境的变化引起的输出值的变动，从而能够提高测量精度。

在此，“相同的结构”是指材质、形状相同，不问表面处理的有无。

另外，表面特性是指“从被检体的最外表面到里面的影响层为止的特性”。

在第2发明所记载的发明中，使用以下技术方案，即，在第1发明所记载的表面特性检查装置中，所述检查检测器具备以包围被检体的表面特性检查区域的方式卷绕的线圈，通过向所述线圈供给来自所述交流电源的交流电力，来在被检体中激发涡电流以检测被检体的电磁特性。

根据第2发明所记载的发明，能够稳定地向被检体供给磁，并且能够一次性地检查被检体的表面特性检查区域。另外，由于能够使涡电流分散来抑制被检体表面的发热，因此能够减小被检体的温度变化，从而能够进行精度更高的检查。

在第3发明所记载的发明中，使用以下技术方案，即，在第1发明或第2发明所记载的表面特性检查装置中，所述基准检查体是没有实施过表面处理的未处理品。

如第3发明所记载的发明那样，当使用没有实施过表面处理的未处理品作为基准检查体时，能够增大基于与被检体之间的表面状态的差的输出，因此能够进一步提高测量精度，并且容易设定阈值，因此优选。

在第4发明所记载的发明中，使用以下技术方案，即，在第1发明至第3发明中的任一项所记载的表面特性检查装置中，具备多个所述检查检测器，并且具备能够切换该多个检查检测器中的哪个检查检测器构成桥电路的切换单元。

根据第4发明所记载的发明，具备多个检查检测器，能够通过切换单元切换构成桥电路的检查检测器来依次进行被检体的检查，因此能够缩短从输送到检查完成为止所需的时间。另外，由于共用交流电源、评价装置而无需准备多台表面特性检查装置，因此能够降低装置成本。

在第5发明所记载的发明中，使用以下技术方案，即，一种表面特性检 查方法，准备第1发明至第4发明中的任一项所述的表面特性检查装置，该表面特性检查方法包括以下的工序：配置工序，相对于被检体在规定的位置配置所述检查检测器，使得在从所述交流电源向所述交流桥电路供给了交流电力时在被检体中激发涡电流；以及评价工序，对在将所述基准检查体配置在所述基准检测器中的状态下从所述交流桥电路输出的输出信号与所述阈值进行比较，来对被检体的表面特性进行评价，其中，针对各被检体执行所述配置工序以及所述评价工序。

根据第5发明所记载的发明，能够准备第1发明至第4发明中的任一项所述的表面特性检查装置，在从交流电源向交流桥电路供给交流电力的状态下，通过检查检测器在被检体中激发涡电流，对在将基准检查体配置在基准检测器中的状态下从交流桥电路输出的输出信号与阈值进行比较，来对被检体的表面特性进行评价。由于在基准检测器中为了检测基准状态而使用了与被检体相同的结构的基准检查体，因此即使输出值由于温度、湿度、磁等检查环境的变化而发生变动，其影响也与被检体等同。由此，能够消除由于温度、湿度、磁等检查环境的变化引起的输出值的变动，从而能够提高测量精度。

在第6发明所记载的发明中，使用以下技术方案，即，在第5发明所记载的表面特性检查方法中，基于在将未处理的被检体配置在所述检查检测器中时的输出信号EA以及在将表面状态良好的表面处理后的被检体配置在所述检查检测器中时的输出信号EB，来设定作为在被检体的评价开始时使用的所述阈值的初始阈值Ethi。

在第7发明所记载的发明中，使用以下技术方案，即，在第6发明所记载的表面特性检查方法中，所述初始阈值Ethi设定为以下两个平均值之间的值：在将未处理的多个被检体分别配置在所述检查检测器中时的输出信号的平均值EAav；在将表面状态良好的表面处理后的多个被检体分别配置在所述检查检测器中时的输出信号的平均值EBav。

在第8发明所记载的发明中，使用以下技术方案，即，在第7发明所记载 的表面特性检查方法中，在将输出信号EA的标准偏差设为σA、并将输出信号EB的标准偏差设为σB时，通过下式来设定所述初始阈值Ethi，

Ethi＝(EAav·σB+EBav·σA)/(σA+σB)

根据第8发明所记载的发明，能够通过少的测量次数设定高精度的适当的初始阈值。

在第9发明所记载的发明中，使用以下技术方案，即，在第5发明至第8发明中的任一项所记载的表面特性检查方法中，所述评价装置具备累积对各被检体的表面特性进行检查时的各输出信号的存储单元，基于所累积的输出信号来更新所述阈值。

根据第9发明所记载的发明，由于检查多个被检体并基于累积的输出信号更新阈值，因此能够提高阈值的精度，因此能够进行精度更高的检查。

在第10发明所记载的发明中，使用以下技术方案，即，在第5发明至第9发明中的任一项所记载的表面特性检查方法中，在所述配置工序之前还包括偏移存储工序，在该偏移存储工序中，存储在没有将被检体配置在所述检查检测器的状态下得到的输出信号来作为初始偏移值，所述配置工序包括在将被检体配置在所述检查检测器之前获取输出信号来作为检查偏移值的工序，在所述评价工序中，基于所述初始偏移值和所述检查偏移值校正在将所述基准检查体配置在所述基准检测器的状态下从所述交流桥电路输出的输出信号，并对被检体的表面特性进行评价。

根据第10发明所记载的发明，即使在偏移电压由于温度、湿度、磁等测量环境的变化而发生变化的情况下，也能够进行排除了其影响的精度高的测量。

在第11发明所记载的发明中，使用以下技术方案，即，在第10发明所记载的表面特性检查方法中，在作为所述初始偏移值与所述检查偏移值的差的所述差电压超过基于表面特性检查装置的使用条件设定的容许值时，不进行被检体的表面特性的检查。

根据第11发明所记载的发明，能够使用初始偏移值与检查偏移的差电压来监视检查状态，能够设为在该差电压超过基于表面特性检查装置的使用条件设定的容许值时不进行被检体的表面特性的检查。

在第12发明所记载的发明中，使用以下技术方案，即，在第5发明至第11发明中的任一项所记载的表面特性检查方法中，所述评价装置具备存储单元，各被检体的识别信息与该被检体的表面特性的检查数据相关联地存储在该存储单元中。

根据第12发明所记载的发明，由于能够事先将批号、生产号、履历等各被检体的识别信息与测量值、好坏判断结果、测量日期和时间、检查状态等检查数据相关联地进行存储，因此能够将通过表面特性检查装置检查出的被检体的表面处理的状态设为在流通后可追踪的状态，从而能够确保可追踪性。

在第13发明所记载的发明中，使用以下技术方案，即，在第5发明至第12发明中的任一项所记载的表面特性检查方法中，所述评价工序包括基于从所述交流桥电路输出的输出信号的变化来检测对所述检查检测器配置被检体的配置状态的工序，在检测出对所述检查检测器配置了被检体之后，执行被检体的表面特性的评价。

根据第13发明所记载的发明，由于能够检测对检查检测器配置被检体的配置状态来开始进行被检体的表面特性的评价，因此能够统一测量条件来检测稳定的测量值，因此能够消除因作业人员引起的偏差等，从而能够进行精度高的测量。

在第14发明所记载的发明中，使用以下技术方案，即，在第13发明所记载的表面特性检查方法中，所述表面特性检查装置具备切换单元以及多个检查检测器，在基于从所述交流桥电路输出的输出信号的变化检测出从构成桥电路的检查检测器取出了被检体之后，所述切换单元进行检查检测器的切换。

根据第14发明所记载的发明，由于在基于从交流桥电路输出的输出信号 的变化检测出从构成桥电路的检查检测器取出了被检体之后进行检查检测器的切换，因此能够迅速且可靠地切换检查检测器，从而进行高效且准确的检查。

在第15发明所记载的发明中，使用以下技术方案，即，在第5发明至第14发明中的任一项所记载的表面特性检查方法中，所述表面特性检查装置具备切换单元以及多个检查检测器，所述评价装置具备存储单元，所述存储单元将进行过被检体的检查的检查检测器的识别信息与被检体的表面特性的检查数据相关联地进行存储。

根据第15发明所记载的发明，能够将进行过被检体的检查的检查检测器的识别信息与被检体的表面特性的检查数据相关联地进行存储。由此，能够针对每一个检查检测器进行测量值的校正、阈值的更新等。

附图说明

图1(A)是表示表面特性检查装置的结构的说明图，是表示表面特性检查装置的电路结构的说明图。

图1(B)是表示表面特性检查装置的结构的说明图，是表示检查检测器的结构的透视说明图。

图2是对来自交流桥电路的输出进行说明的等效电路图。

图3是表示表面特性检查方法的流程图。

图4是说明初始阈值的设定方法的说明图。

图5是表示测量值的校正方法的流程图。

图6(A)是表示从配置被检体到测量开始为止的输出值的变化的说明图。

图6(B)是表示从测量结束到取出被检体为止的输出值的变化的说明图。

图7(A)是表示从配置被检体到测量开始为止的步骤的流程图。

图7(B)是表示从测量结束到取出被检体为止的步骤的流程图。

图8是表示第二实施方式的表面特性检查装置的电路结构的说明图。

图9(A)是表示检查检测器的切换方法的流程图，以图9(A)→图9(B)→图 9(C)的顺序执行。

图9(B)是表示检查检测器的切换方法的流程图，以图9(A)→图9(B)→图9(C)的顺序执行。

图9(C)是表示检查检测器的切换方法的流程图，以图9(A)→图9(B)→图9(C)的顺序执行。

图10的(A)、(B)、(C)是示意性地表示被检体被输送到多个检查检测器的状况的说明图。

具体实施方式

[第一实施方式]

(表面特性检查装置)

如图1(A)所示，基于本发明的实施方式的表面特性检查装置1具备交流电源10、交流桥电路20以及评价装置30。

交流电源10构成为能够向交流桥电路20供给频率可变的交流电力。

交流桥电路20具备：可变电阻21；检查检测器23，其形成为能够将线圈配置成在被检体M中激发涡电流；以及基准检测器22，其形成为能够配置与被检体M相同的结构的基准检查体S，检测成为与来自检查检测器23的输出进行比较的基准的基准状态。在此，“与被检体M相同的结构”是指材质、形状相同，不问表面处理的有无。

可变电阻21构成为能够将电阻R_A以分配比γ可变的方式分配成电阻R1与电阻R2。电阻R1、电阻R2与基准检测器22以及检查检测器23一起构成了桥电路。在本实施方式中，分配电阻R1和电阻R2的点A以及基准检测器22与检查检测器23之间的点B连接于评价装置30的交流电源10，电阻R1与基准检测器22之间的点C以及电阻R2与检查检测器23之间的点D连接于放大器31。另外，为了降低噪声，基准检测器22和检查检测器23侧接地。

评价装置30具备：放大器31，其将从交流桥电路20输出的电压信号进行放大；绝对值电路32，其进行全波整流；低通滤波器(LPF)33，其进行直流 变换；相位比较器34，其将从交流电源10供给的交流电压与从放大器31输出的电压的相位进行比较；频率调整器35，其调整从交流电源10供给的交流电压的频率；判断单元36，其进行使R1和R2的分配最优化的非平衡调整，并且基于来自LPF 33的输出来判断被检体M的表面状态的好坏；显示单元37，其将判断单元36的判断结果进行显示、警告；以及温度测量单元38，其检测评价位置的温度。另外，在判断单元36内部或未图示的区域具备存储单元。

放大器31连接于点C和点D，被输入点C与点D之间的电位差。另外，依次将绝对值电路32、LPF 33与判断单元36连接。相位比较器34与交流电源10、放大器31以及判断单元36连接。频率调整器35与交流电源10和放大器31连接。另外，判断单元36构成为能够通过输出控制信号来变更交流桥电路20的点A的位置、即电阻R1与电阻R2的分配比γ，由此执行后述的可变电阻设定工序。

温度测量单元38由非接触式的红外传感器、热电偶等构成，将被检体M的表面的温度信号输出到判断单元36。判断单元36在由温度测量单元38检测出的被检体M的温度在规定范围内的情况下，判断被检体M的表面处理状态的好坏，在由温度测量单元38检测出的温度在规定范围外的情况下，不进行被检体M的表面处理状态的好坏判断。由此，能够在被检体M的温度对检查的精度造成影响那样的情况下不进行被检体的表面处理状态的好坏判断，因此能够进行高精度的检查。在此，还能够采用以下的结构：通过热电偶等测量评价位置Ts的温度，用以被检体M的表面的温度为代表的温度来判断是否进行被检体M的表面处理状态的好坏判断。

作为检查检测器23和与检查检测器23相同的结构的基准检测器22，使用如下的检测器：在能够贯穿被检体M的评价部的芯的外周卷绕形成有线圈，使线圈与被检体M的表面相向并接近，从而能够在被检体M中激发涡电流。即，该线圈以包围被检体的表面特性检查区域的方式相向地卷绕。在此，包围被检体的表面特性检查区域是指包含以下情况：通过至少包围(围成包起来)表面特性检查区域的一部分来在表面特性检查区域中激发涡电流。

在此，说明用于对作为被检体M的具备齿轮部的被检体、例如对齿轮部进行过表面处理的齿轮G的表面特性进行检查的检查检测器23。检查检测器23如图1(B)所示那样具备以覆盖齿轮G的齿轮部的方式形成的圆筒状的芯23a以及卷绕于芯23a的外周面的线圈23b。芯23a由非磁性材料、例如树脂形成。此外，芯23a的形状只要能够将齿轮G配置在芯23a的内侧就不限于圆筒状。此外，在基准检测器22中，能够不配置被检体M而配置用于输出基准输出的基准检查体S。

本发明的检查检测器23的特征在于高精度地捕捉涡电流的反应来评价表面特性，因此优选以使涡电流在想要检查表面特性的区域中流动的方式针对被检体M进行配置。也就是说，优选以线圈23b的卷绕方向为与想要使涡电流流动的方向相同的方向的方式进行配置。

齿轮G通过喷丸处理来在齿轮部形成残留应力层。在对作为被检体M的齿轮G进行评价的情况下，优选为不只评价齿顶的表面特性，还评价齿面和齿根的表面特性。因此，优选以线圈23b的卷绕方向与齿轮G的旋转轴大致正交的方式配置线圈23b。由此，沿旋转轴的方向产生磁场环，因此能够沿齿轮G的旋转方向激发涡电流，因此不仅能够评价齿顶的表面特性，还能够评价齿面和齿根的表面特性。在以往的接触型的检测器中，需要与齿的形状相应地准备多个种类的检测器，并且只能检查接触部附近的表面特性，但是根据检查检测器23，能够通过一个检测器一次性地检查大范围的表面特性。

关于检查检测器23，如果线圈23b能够维持形状，则也可以不具备芯23a。这样的线圈23b例如能够通过以下方式来形成：在利用固化性的环氧树脂等粘接以空芯方式卷绕的漆包铜线、或者使用具有遇热而固化的作用的焊接漆包铜线以空芯方式卷绕之后，通过热风、干燥炉等的热使其固化。

以线圈23b包围被检体M的检查对象面的方式相向地配置检查检测器23，当由交流电源10向线圈23b供给规定频率的交流电力时产生交流磁场，在被检体M的表面激发出沿与交流磁场交叉的方向流动的涡电流。由于涡电流根据残留应力层的电磁特性而发生变化，因此从放大器31输出的输出波形 (电压波形)的相位和振幅(阻抗)根据残留应力层的特性(表面处理状态)而发生变化。能够根据该输出波形的变化检测表面处理层的电磁特性来进行检查。

还能够设置以在检查检测器23的外部且环绕被检体M的方式配置的磁屏蔽件23c。当使用磁屏蔽件23c时，能够屏蔽外部磁力，因此能够提高电磁特性的检测灵敏度，从而提高与表面处理状态对应的电磁特性的检测灵敏度，因此能够更高精度地评价被检体M的表面处理状态。

(来自交流桥电路的输出)

接着，参照图2的等效电路说明来自被调整为非平衡状态的交流桥电路20的输出。用于输出基准输出的基准检查体S接近基准检测器22，使要判定表面处理状态的好坏的被检体M接近检查检测器23。在此，基准检查体S为与被检体M相同的结构，优选的是，使用没有进行过表面处理的未处理品。

在将可变电阻R_A的分配比设为γ的情况下，电阻R1为R_A/(1+γ)，电阻R2为R_Aγ/(1+γ)。将基准检测器22的阻抗设为R_S+jωL_S，将检查检测器23的阻抗设为R_T+jωL_T。另外，将点A的电位设为E，将在没有使各检查体(基准检查体S、被检体M)接近基准检测器22、检查检测器23时的桥的各边流动的励磁电流分别设为i₁、i₂，由于使各检查体接近基准检测器22、检查检测器23而磁量发生变化，将与其变化量相应地流动的电流分别设为iα、iβ。此时的基准检测器22和检查检测器23的电位E1、E2以及激励电流i₁、i₂用下面的式(1)～(4)表示。

[式1]

E1＝(R_S+jωL_S)(iα+i₁) (1)

[式2]

E2＝(R_T+jωL_T)(iβ+i₂) (2)

[式3]

[式4]

向放大器31输出的电压为E1、E2之差，用下式表示。

[式5]

E2-E1＝[{R_T+jωL_T)iβ-(R_S+jωL_S)iα}+{(R_T+jωL_T)i₂-(R_S+jωL_S)i₁}] (5)

由式(3)～(5)导出下式。

[式6]

将式(6)的右边拆开为下面的成分A、B来考虑差电压的各成分。

成分A:

(R_T+jL_T)iβ-(R_S+jωL_S)iα

成分B：

成分A由各检测器成分：(R_S+jωL_S)、(R_T+jωL_T)、在各检查体接近各检测器时发生变化的电流量：iα、iβ构成。iα、iβ根据由各检查体的磁导率、导电率等电磁特性引起的穿过检查体的磁量的不同而大小发生变化。因此，能够通过改变从各检测器产生的影响磁量的励磁电流i₁、i₂来改变iα、iβ的大小。另外，依据式(3)、式(4)，励磁电流i₁、i₂根据可变电阻的分配比γ的不同而 改变，因此能够通过调整可变电阻的分配比γ来改变成分A的大小。

成分B由各检测器成分：(R_S+jωL_S)、(R_T+jωL_T)、以可变电阻的分配比γ分配得到的电阻的参数构成。因此，与成分A同样地能够通过调整可变电阻的分配比γ来改变成分B的大小。

当将被检体M配置在规定的位置而由交流电源10向检查检测器23的线圈23b供给规定频率的交流电力时，在被检体M的表面激发出沿与交流磁场交叉的方向流动的涡电流。由于涡电流根据残留应力层的电磁特性而发生变化，因此从放大器31输出的输出波形(电压波形)的相位和振幅(阻抗)根据残留应力层的特性(表面处理状态)而发生变化。能够根据该输出波形的变化来检测残留应力层的电磁特性从而进行表面处理层的检查。

从桥的放大器31输出的信号是提取基准检测器22和检查检测器23的电压波形的差面积而得到的信号，成为使在检测器中流动的电流(励磁电流)固定的电路结构。另外，能够将被提取的电压信号认作电力信号。

另外，向检测器供给的电力始终是固定的。由此，向被检体M供给的磁能也能够设为固定。

(表面特性检查方法)

接着，参照图3说明利用表面特性检查装置1进行的被检体的表面特性检查方法。

首先，在准备工序S1中，准备表面特性检查装置1和基准检查体S。

接着，进行可变电阻设定工序S2。在可变电阻设定工序S2中，首先，从交流电源10向交流桥电路20供给交流电力。在该状态下，调整可变电阻21的分配比γ以使表面特性检查装置1对检查体的检测灵敏度变高。即，以不使检查体接近检查检测器23而交流桥电路20的输出信号变小的方式调整可变电阻21的分配比γ。通过像这样事先设定可变电阻21，能够使接近检查检测器23的被检体M的表面处理状态不良的情况和表面处理状态良好的情况下的输出信号的差异大，从而提高检测精度。具体地说，通过(例如判断单元36所具备的)示波器等具有波形显示功能的显示装置监视来自交流桥电路20 的输出信号的电压振幅、或者来自LPF 33的电压输出，以使输出变小的方式调整分配比γ。优选的是，以使输出取得最小值或极小值(局部平衡点)的方式调整、设定可变电阻21的分配比γ。

进行可变电阻21的分配比γ的调整，以使差电压(E2-E1)变小，来使与表面状态的差异相应的输出差增大，从而提高检查精度。如上述那样，通过调整分配比γ来改变成分A、B，因此能够根据基准检测器22、检查检测器23的阻抗(R_S+jωL_S)、(R_T+jωL_T)调整可变电阻21的分配比γ，使作为来自交流桥电路20的输出的差电压(E2-E1)变小。由此能够减少基准检测器22与检查检测器23之间的特性差异，从而能够尽可能大地提取被检体M原本的特性，因此能够提高检查精度。

在频率设定工序S3中，在使基准检查体S接近基准检测器22的状态下，从交流电源10向交流桥电路20供给交流电力，由频率调整器35改变向交流桥电路20供给的交流电力的频率，来监视来自交流桥电路20的电压振幅输出或来自LPF 33的电压输出。

频率调整器35向交流电源10输出控制信号以成为在频率调整器35中设定的初始频率f1，频率f1时的来自放大器31的输出电压Ef1被输入并存储到频率调整器35中。接着，向交流电源10输出控制信号以成为比频率f1高规定的值、例如100Hz的频率f2，频率f2时的来自放大器31的输出电压Ef2被输入并存储到频率调整器35中。

接着，进行Ef1与Ef2的比较，如果Ef2>Ef1，则输出控制信号以成为比频率f2高规定的值的频率f3，频率f3时的来自放大器31的输出电压Ef3被输入并存储到频率调整器35中。然后，进行Ef2与Ef3的比较。重复进行该处理，将Efn+1<Efn时的频率fn、即输出为最大的频率fn设定为在阈值设定工序S4和交流供给工序S5中使用的频率。由此，能够通过一次的操作来与表面处理状态、形状等不同且阻抗不同的被检体M相对应地设定使来自交流桥电路20的输出增大的频率。最佳的频率是根据被检体的材料、形状、表面处理状态而变化的，但是在事先知道该变化的情况下，不需要进行频率的设定。由此， 能够使输出灵敏地对应表面处理状态的变化，从而提高检查的灵敏度。

在此，频率设定工序S3也能够在可变电阻设定工序S2之前实施。

在阈值设定工序S4中，设定为了判断被检体M的表面状态的好坏而使用的阈值。在此，说明为了在被检体M的评价开始时使用而事先设定的阈值(以下称为“初始阈值”。)的设定方法。首先，使基准检查体S接近基准检测器22，从交流电源10向交流桥电路20供给在频率设定工序S3中设定的频率的交流电力。从交流桥电路20输出的电压输出被放大器31放大，在绝对值电路32中进行全波整流，并在LPF 33中进行直流变换，被输出到判断单元36。分别准备十～数十个左右的未处理的被检体和表面状态良好的表面处理后的被检体，从在使各个被检体接近检查检测器23时输出到判断单元36的输出值获取输出值的分布数据。在图4中示意性地表示。

关于初始阈值Ethi，基于在将未处理的被检体M配置在检查检测器23时的输出信号EA以及在将表面状态良好的表面处理后的被检体M配置在检查检测器23时的输出信号EB，考虑各个输出信号的偏差地由下式确定。

在图4中示意性地表示未处理的被检体的输出信号EA以及表面处理后的被检体的输出信号EB的分布。

(式7)

Ethi＝（ＥＡav·σB+RBav·σA)/(σA+σB)

EAav：输出信号EA的平均值，EBav：输出信号EB的平均值，σA：输出信号EA的标准偏差，σB：输出信号EB的标准偏差。

由此，能够通过少的测量次数设定更高精度的适当的阈值。将该初始阈值Ethi设定为阈值并事先存储到判断单元36中。在此，初始阈值Ethi在输出信号EA的最大值EAmax与输出信号EB的最小值EBmin之间具有EAmax<Ethi<EBmin的关系。

此外，即使在上述关系不成立的情况下，也能够考虑是否有输出信号EA以及输出信号EB的偏差大幅偏离分布的特异的测量值等地设定适当的初始 阈值Ethi。例如有测量多个相同的被检体的未处理状态、表面处理状态并用该测量结果再次计算初始阈值Ethi等方法。

并且，在阈值设定工序S4中，将被检体M没有接近检查检测器23的状态下的输出信号作为初始偏移值Ei事先存储到判断单元36中。

在交流供给工序S5中，从交流电源10向交流桥电路20供给在频率设定工序S3中设定的频率的交流电力。在此，基准检查体S接近基准检测器22。

接着，在配置工序S6中，使要判定表面处理状态的好坏的被检体M接近检查检测器23，以在被检体M中激发涡电流的方式进行配置。此时，从交流桥电路20输出电压输出信号，输出信号被放大器31放大，在绝对值电路32中进行全波整流，在LPF 33中进行直流变换。

温度测量单元38在被检体M接近检查检测器23之前、或者配置被检体M之后测量被检体M的表面的温度，并将被检体M的表面的温度信号输出到判断单元36。

在检查状态判断工序S7中，由相位比较器34将从交流电源10供给的交流电力的波形与从交流桥电路20输出的交流电压波形进行比较，检测它们的相位差。通过监视该相位差，能够判断检查状态是否良好(例如，检查检测器23与被检体M之间是否有位置偏移)。即使来自交流桥电路20的输出相同，但在相位差大幅变化的情况下，能够判断为有可能检查状态发生变化，没有适当地进行检查。另外，在由温度测量单元38检测出的被检体M的温度在规定范围内的情况下，判断单元36判断被检体M的表面处理状态的好坏，在由温度测量单元38检测出的温度在规定范围外的情况下，不进行被检体M的表面处理状态的好坏判断。在此，规定的温度范围是被检体M的温度变化对检查没有实质影响的温度范围，例如能够设定为0℃～60℃。在被检体M的表面的温度在规定的温度范围外的情况下，能够进行以下等处理：进行待机直至被检体M处于规定的温度范围内为止；对被检体M吹送空气；不进行被检体M的检查而移动到其它的处理线。

在好坏判断工序S8中，在LPF 33中进行直流变换后的信号被输入到判断 单元36，判断单元36基于被输入的信号判断被检体M的表面状态的好坏。也就是说，本工序是基于从交流桥电路20输出的输出信号来对被检体M的表面特性进行评价的评价工序。判断单元36的判断结果通过显示单元37进行显示，在表面状态不良的情况下进行警告。

通过将来自LPF 33的输出值(测量值)与在阈值设定工序S4中设定的阈值进行比较来进行被检体M的表面处理状态的好坏判断。在来自LPF 33的输出值(测量值)超过阈值的情况下，判断单元36判断为表面状态良好，在来自LPF33的输出值(测量值)在阈值以下的情况下，判断为表面状态不良。

能够将测量值、好坏判断结果、测量日期和时间、检查状态(温度、湿度、后述的差电压ΔE等)等检查数据与批号、生产号、履历等各被检体M的识别信息相关联地存储到评价装置30的判断单元36或未图示的存储单元中，并根据需要调用。即，可以直接或间接地将与各个测量数据相对应的识别显示赋予被检体。例如，可以将与测量数据相对应的条形码、产品管理号直接或间接地表示在被检体。通过像这样使测量数据与条形码、产品管理号等识别显示相对应，能够将通过表面特性检查装置检查出的被检体的表面处理的状态设为在流通后可追踪的状态，从而能够确保可追踪性。

通过以上工序能够简单且高精度地检查被检体M的表面处理状态的好坏。为了继续进行检查而仅更换被检体M并重复进行配置工序S6、检查状态判断工序S7、好坏判断工序S8即可。在变更被检体M的种类、表面处理的种类等的情况下，再次实施可变电阻设定工序S2、频率设定工序S3、阈值设定工序S4。

检查检测器23通过捕捉在被检体M的表面流动的涡电流的变化来间接地捕捉表面电阻变化。在此，在作为表面处理进行了喷丸处理的情况下，作为涡电流的流量发生变化的因素，列举因喷丸引起的应变、组织的细化、位错，但它们在测量环境的温度变化(0℃～40℃)程度下是大致固定的。检查检测器23所检测的磁变化是由于涡电流的退磁场的变化所引起的，由于涡电流发生变化的因素不容易受到测量环境的温度变化的影响，因此能够减小温度 变化对检查精度的影响。

由于在基准检测器22中为了检测基准状态而使用了与被检体M相同的结构的基准检查体S，因此即使输出值由于温度、湿度、磁等检查环境的变化而发生变动，其影响也与被检体M等同。由此，能够消除因温度、湿度、磁等检查环境的变化引起的输出值的变动，从而能够提高测量精度。尤其当使用没有进行过表面处理的未处理品作为基准检查体S时，能够使基于与被检体M之间的表面状态的差的输出增大，因此能够进一步提高测量精度，并且容易设定阈值，因此优选。

(阈值的更新设定)

关于初始阈值Ethi，在将未处理的被检体M配置在检查检测器23时的输出信号EA与在将表面状态良好的表面处理后的被检体M配置在检查检测器23时的输出信号EB的差大等的情况下，存在判定为良品的输出的幅度随着接近输出信号EA的平均值EAav侧而增大的可能性。因此，在想要设定精度更高的阈值的情况下，能够基于通过使用初始阈值Ethi重复进行测量而累积的大量的检查数据来重新设定阈值。此时，将重新设定的阈值称为更新阈值Ethn。

例如在进行100个以上的被检体M的检查之后实施更新阈值Ethn的设定。以下例示更新阈值Ethn的设定方法。在此，将使用初始阈值Ethi检查出的被检体M的输出信号设为EC、将其最小值设为ECmin、将最大值设为ECmax、将平均值设为ECav、将标准偏差设为σC。

作为方法之一，将初始阈值Ethi与最小值ECmin进行比较，如下那样计算更新阈值Ethn。

在ECmin≤Ethi的情况下，不设定更新阈值Ethn而使用初始阈值Ethi。

在ECmin>Ethi的情况下，能够将ECmin设定为更新阈值Ethn。

另外，能够使用平均值ECav以及标准偏差σC将更新阈值Ethn设为ECav-3σC或ECav-4σC。考虑输出信号EC的分布来判断使用ECav-3σC、ECav-4σC中的哪一个，在ECav-3σC或ECav-4σC在初始阈值Ethi以下的 情况下，不设定更新阈值Ethn而使用初始阈值Ethi。

另外，还能够基于最小值ECmin、最大值ECmax、平均值ECav的大小关系如以下那样设定更新阈值Ethn。具体地说，进行最小值ECmin和最大值ECmax的平均值(ECmin+ECmax)/2与平均值ECav的比较，分情况来进行。

在(ECmin+ECmax)/2≤ECav的情况下：将ECav-3σC设定为更新阈值Ethn

在(ECmin+ECmax)/2>ECav的情况下：将ECav-4σC设定为更新阈值Ethn

在此，在ECav-3σC或ECav-4σC在初始阈值Ethi以下的情况下，不设定更新阈值Ethn而使用初始阈值Ethi。

关于更新阈值Ethn，能够基于更新之后检查出的被检体M的检查数据重复进行更新。例如还能够如下进行：在设定初始阈值Ethi之后，进行100个被检体M的检查，在设定更新阈值Ethn之后，进一步进行100个被检体M的检查，并基于该检查数据设定新的更新阈值Ethn。另外，还能够使用全部200个检查数据来设定新的更新阈值Ethn。

(测量值的校正)

能够使用前述的初始偏移值Ei和检查偏移值Eik进行测量值的校正。

如图5所示那样，在步骤S101中，在配置工序S6中配置被检体M之前测量检查偏移值Eik并存储到判断单元36中。

接着，在步骤S102中，将初始偏移值Ei与检查偏移值Eik进行比较，计算差电压ΔE＝Ei-Eik。步骤S102以后与好坏判断工序S8对应。

接着，在步骤S103中进行被检体M的检查，在步骤S104中存储测量值(E2-E1)，在步骤S105中将所存储的测量值与差电压ΔE相加。

然后，在步骤S106中，将加上差电压ΔE的测量值与阈值进行比较来进行好坏判断。

由此，即使在偏移电压由于温度、湿度、磁等测量环境的变化而发生变化的情况下，也能够进行排除了其影响的高精度的测量。即，能够在每次进 行过作为校准设备(检查装置)的校正(calibration)的状态下适当地进行高精度的测量。

另外，在差电压ΔE超过基于表面特性检查装置1的使用条件设定的容许值的情况下，能够判断为存在干扰大、装置故障等检查状态不适当而没有恰当地进行检查的可能性。在该情况下，能够在检查状态判断工序S7中不进行被检体M的表面特性的检查。此时，能够进行基准检测器22、检查检测器23的检修、测量环境的温度的确认、基准检查体S的检修、更换等。该容许值能够作为适当地进行检查的条件进行设定，例如设定为初始偏移值Ei的5％(ΔE＝0.05Ei)。

(被检体的配置、取出的控制)

能够使用测量值En(En＝E2-E1)控制被检体M向检查检测器23的配置以及从检查检测器23的取出。

参照图6以及图7说明被检体的配置、取出的控制方法。此外，图6是为了说明初始值Ei0、输出值En等而例示并示意性地表示的，并不是实际的输出值。

首先，当在图7(A)所示的步骤S201中将被检体M配置在检查检测器23时，如图6(A)所示那样，输出值开始从没有配置被检体M时的初始值Ei0＝3.000下降。

接着，在步骤S202中，检测出在检查检测器23配置了被检体M，并检测开始对输出值开始记录的时间的计数的基准(图6(A)的测量等待开始)的触发。在图6(A)中，将输出值成为1.500时设为配置完成等待触发En1，在步骤S203中对等待时间进行计数。此外，将成为配置完成等待触发En1的输出值(1.500)以如果经过在下一个段落中说明的规定的等待时间则输出值稳定的方式倒数来设定。

当经过直到输出值稳定为止的规定的等待时间(例如2秒～3秒)时，在步骤S204中进行测量，检测并存储稳定了的输出值En2(0.370)。

由此，由于能够检测出被检体M向检查检测器23的配置状态、即被检体 M配置成能够进行适当的检查的状态，来开始进行被检体的表面特性的评价，因此能够统一测量条件来检测稳定了的输出值En2，因此能够消除因作业人员引起的偏差等，从而能够进行精度高的测量。

另外，如下那样进行被检体M的取出的控制。

首先，当在图7(B)所示的步骤S301中从检查检测器23取出被检体M时，如图6(B)所示那样测量值开始从配置被检体M时的输出值En2上升。

接着，在步骤S302中，检测开始计数用于进行被检体的取出确认的等待时间的基准(图6(B)的完成等待开始)的取出完成等待触发En3。在图6(B)中，将测量值成为2.500时设为取出完成等待触发En3，在步骤S303中对等待时间进行计数。此外，将成为取出完成等待触发En3的输出值(2.500)以如果经过在下一个段落中说明的规定的等待时间则输出值稳定的方式倒数来设定。

当经过直到测量值恢复到初始值Ei0附近为止的规定的等待时间(例如2秒～3秒)时，在步骤S304中检测并存储输出值Ei1(3.000)。此时，能够将所存储的输出值Ei1用作检查偏移值Eik。

由此，能够检测出取出了被检体M，在测量值恢复到初始状态的状态下进行下一个测量。

根据进行如上述那样的被检体M的配置、取出的控制的结构，无需设置用于检测被检体M是否相对于检查检测器23适当地进行了配置的位置传感器等，能够将装置设为简单的结构。另外，通过设为与从进行表面处理的表面处理装置向表面特性检查装置1输送被检体M的输送单元(例如为传送带)、将检查后的被检体M分类成良品和不良品的分选单元等组合的系统，能够从被检体M的表面处理到检查为止连贯地进行，从而构筑成能够自动化的系统。

(变更例)

在不实施检查状态判断工序S7的情况下，表面特性检查装置1能够省略相位比较器34。例如能够设为进行以下等处理的结构：通过激光位移计等位置检测单元进行检查检测器23与被检体M的位置关系的检测，通过光电传感 器(激光器)等判定检查检测器23的轴与被检体M的轴之间的偏移是否在规定的范围内。另外，相位比较器34、频率调整器35或显示单元37还能够以内置于判断单元36中等方式一体地设置。

在测量被检体M时的来自交流桥电路20的输出足够大的情况下，也能够省略可变电阻设定工序S2、频率设定工序S3。在省略频率设定工序S3的情况下，表面特性检查装置1能够省略频率调整器35。

[第一实施方式的效果]

根据本发明的表面特性检查装置1和表面特性检查方法，能够通过检查检测器23的线圈23b在被检体M中激发涡电流，对从交流桥电路20输出的输出信号与阈值进行比较，来对被检体M的表面特性进行评价。由此，能够通过简单的电路结构进行高精度的表面状态的检查。

由于在基准检测器22中为了检测基准状态而使用了与被检体M相同的结构的基准检查体S，因此即使输出值由于温度、湿度、磁等检查环境的变化而发生变动，其影响也与被检体M等同。由此，能够消除因温度、湿度、磁等检查环境的变化引起的输出值的变动，从而能够提高测量精度。尤其当使用没有进行过表面处理的未处理品作为基准检查体S时，能够使基于与被检体M的表面状态的差的输出增大，因此能够进一步提高测量精度，并且容易设定阈值，因此优选。

另外，通过设定适当的阈值、或者使用偏移值校正测量值，能够进一步提高测量精度。

[第二实施方式]

如图8的表面特性检查装置2那样还能够采用在交流桥电路20具备多个检查检测器23的结构。在此，表示具备三个检查检测器23A、23B、23C的结构。

检查检测器23A、23B、23C构成为借助切换单元24能够分别与交流桥电路20连接。切换单元24通过评价装置30的判断单元36具有切换成检查检测器23A、23B、23C中的任一个与电阻R1、电阻R2以及基准检测器22一起构成 交流桥电路20的功能，例如能够使用模拟开关等数字电路元件、拨动开关等机械式切换开关。

通过以下所示的步骤进行检查检测器23A、23B、23C基于切换单元24的切换。图9(A)、图9(B)、图9(C)是表示以检查检测器23A→检查检测器23B→检查检测器23C的顺序进行切换的步骤的流程图，以图9(A)→图9(B)→图9(C)的顺序执行。图10是表示被检体M向检查检测器23A、23B、23C的配置状态的说明图。

检查检测器23A、23B、23C分别通过图3所示的步骤S2～S4事先进行调整。在此，既可以按在检查检测器23A中进行步骤S2～S4之后切换成检查检测器23来进行步骤S2～S4这样的方式对每个检查检测器重复步骤S2～S4来进行设定，也可以在切换检查检测器23A、23B、23C的同时执行各步骤来进行设定。

首先，初始状态设为以构成桥电路的方式连接检查检测器23A。

在步骤S401中，通过输送单元开始被检体M的输送。首先，如图10的(A)所示那样，被检体M被输送到检查检测器23A。

接着，在步骤S402中，判断被输送到检查检测器23A的被检体M是否配置在了检查检测器23A。通过在图7(A)的步骤S202中表示的配置完成等待触发的检测来进行被检体M是否配置在检查检测器23A的判断。

在步骤S402中判断为是的情况下，由于被检体M配置在检查检测器23A，因此进入步骤S403，进行被检体M的检查，存储输出值。在此，步骤S403与图7(A)的步骤S204对应。输出值与由哪一个检查检测器进行了检查相关联地进行存储。在此，输出值与由检查检测器23A进行了检查这样的信息(检查检测器的识别信息)相关联地进行存储。

在步骤S402中判断为否的情况下，由于被检体M没有配置在检查检测器23A，因此进行待机直到被检体M配置在检查检测器23A为止。

在步骤S403中进行被检体M的检查，接着在步骤S404中判断是否存储了被检体M的检查输出值。

在步骤S404中判断为是的情况下，由于存储了被检体M的检查输出值， 因此进入步骤S405。

在步骤S404中判断为否的情况下，由于没有存储被检体M的检查输出值，因此返回到步骤S403。

接着，在步骤S405中判断是否从检查检测器23A取出了被检体M。通过在图7(B)的步骤S302中表示的取出完成等待触发的检测以及步骤S303的等待时间的计数来进行是否从检查检测器23A取出了被检体的判断。

在步骤S405中判断为是的情况下，由于从检查检测器23A取出了被检体M，因此进入步骤S406。

在步骤S405中判断为否的情况下，由于没有从检查检测器23A取出被检体M，因此进行待机直到从检查检测器23A取出被检体M为止。

在步骤S406中，如在图7(B)的步骤S304中所示那样判断是否与其它检查检测器23B、23C进行区別地存储了输出值作为检查检测器23A的输出值。

在步骤S406中判断为是的情况下，由于存储了检查检测器23A的输出值，因此进入步骤S406。

在步骤S406中判断为否的情况下，由于没有存储检查检测器23A的输出值，因此进行待机直到存储了检查检测器23A的输出值为止。

在步骤S407中，通过切换单元24将构成桥电路30的检查检测器23从检查检测器23A切换成检查检测器23B。

如上述那样，关于将检查检测器23A切换成检查检测器23B的条件为在结束被检体M的检查之后，满足

·从检查检测器23A取出了被检体M

·存储了在从检查检测器23A取出了被检体M之后的输出值。

在此，在执行直到步骤S407为止的处理的期间或在执行之后，如图10的(B)所示那样新的被检体M被搬入到检查检测器23B。

在从步骤S408至步骤S412中，关于被切换的检查检测器23B执行与从步骤S402到步骤S406相同的处理。

然后，在步骤S412中判断为是的情况下，由于被检体M的检查结束并从 检查检测器23B取出，存储了输出值，因此进入步骤S413，通过切换单元24将构成桥电路30的检查检测器23从检查检测器23B切换成检查检测器23C。

此外，由检查检测器23B检查出的被检体M的输出值以及只有检查检测器23B的输出值与检查检测器23B相关联地进行存储。

在执行直到步骤S413为止的处理的期间或在执行之后，如图10的(C)所示那样新的被检体M被搬入到检查检测器23C。

在从步骤S414到步骤S418中，关于被切换的检查检测器23C执行与从步骤S402到步骤S406相同的处理。

然后，在步骤S418中判断为是的情况下，由于被检体M的检查结束并从检查检测器23C取出，存储了输出值，因此进入步骤S419，通过切换单元24将构成桥电路30的检查检测器23从检查检测器23C切换成检查检测器23A。

此外，通过检查检测器23C检查出的被检体M的输出值以及只有检查检测器23C的输出值与检查检测器23C相关联地进行存储。

在连续进行被检体M的检查的情况下，接着重复进行步骤S402以后的工序即可。

根据上述的表面特性检查装置2以及表面特性检查方法，由于具备多个检查检测器23，能够将被连续不断地输送的被检体W配置在检查检测器23内，通过切换单元24切换构成交流桥电路20的检查检测器23来依次进行检查，因此能够缩短从输送到检查完成为止所需的时间。另外，由于共用交流电源10、评价装置30而无需准备多台表面特性检查装置，因此能够降低装置成本。由于共用基准检查体S，因此无需考虑因基准检查体S的偏差引起的输出值的变动的影响。

另外，由于基于来自各检查检测器的输出来进行检查检测器23A、23B、23C的切换，因此能够迅速且可靠地切换，来进行高效且准确的检查。

并且，由于被检体M的检查结果以及只有检查检测器23A、23B、23C的输出值与检查检测器23A、23B、23C的识别信息相关联地进行存储，因此关于检查检测器23A、23B、23C能够分别进行图5所示的测量值的校正、更新 阈值Ethn的设定。

(变更例)

在本实施方式中表示了具备三个检查检测器23的结构，但是并不限定于此，能够采用具备必要数量的检查检测器23的结构。另外，在图10中示意性地表示了检查检测器23A、23B、23C，并且使它们分离地配置，但是能够采用通过壳体等一体地配置等各种方式。

在本实施方式中，关于检查检测器23A、23B、23C分别进行了图3的步骤S2～S4的设定，但是在保证了检查检测器23A、23B、23C无机差的情况下，也能够关于任意一个检查检测器进行设定，并共同使用该设定条件。

在图10中表示了被检体M被依次输送到检查检测器23A、23B、23C的方式，但是并不限定于此，例如还能够采用被检体M同时被输送到检查检测器23A、23B、23C的结构。

[第二实施方式的效果]

根据第二实施方式的表面特性检查装置2以及表面特性检查方法，除了第一实施方式的表面特性检查装置1以及表面特性检查方法起到的效果之外还能够起到以下的效果。

由于表面特性检查装置2具备多个检查检测器23，能够通过切换单元24切换构成交流桥电路20的检查检测器23来依次进行检查，因此能够缩短从输送到检查完成为止所需的时间。另外，由于共用交流电源10、评价装置30而无需准备多台表面特性检查装置，因此能够降低装置成本。

另外，由于基于来自各检查检测器的输出来进行检查检测器23A、23B、23C的切换，因此能够迅速且可靠地切换检查检测器23，进行高效且准确的检查。

附图标记说明

1、2：表面特性检查装置；10：交流电源；20：交流桥电路；21：可变电阻；22：基准检测器；23：检查检测器；23a：芯；23b：线圈；23c：磁屏蔽件；24：切换单元；30：评价装置；31：放大器；32：绝对值电路；33： LPF；34：相位比较器；35：频率调整器；36：判断单元；37：显示单元；38：温度测量单元；M：被检体。