缺陷位置修正方法_2

文档序号:8926857阅读:来源:国知局
054]在对钢板200进行探伤的情况下,如上述那样,将电磁超声波探头102配置在从钢板200的表面200a离开0.5mm左右的位置处。此时,由于电磁超声波探头102具备永久磁铁102a (参照图19),所以在电磁超声波探头102上作用要向钢板200的表面200a接近的力。有时因该力导致电磁超声波探头102与钢板200的表面200a干涉。为了减轻由该干涉带来的向电磁超声波探头102的负荷,通过使臂109绕中心轴107旋转,使电磁超声波探头102配置在钢板200的表面200a的上部。因此,为了避免第I探头列BTSl的电磁超声波探头102和第2探头列BTS2的电磁超声波探头102在输送方向X上干涉,在第I探头列BTSl与第2探头列BTS2之间需要间隔d。间隔d通过臂109的长度等设定,例如优选的是0.5 ?L 5m0
[0055]电磁超声波探头102使钢板200的表面200a(第I面)产生超声波振动,用线圈检测通过由钢板200的底面200b (第2面)反射的超声波(反射波)在静磁场下振动产生的涡电流。由此,检测由底面200b反射的超声波振动的回波水平(B回波)。此外,在钢板200中发生了图1所示的内部缺陷202的情况下,在内部缺陷202中超声波振动反射,由该内部缺陷202反射的超声波振动的回波水平(F回波)被电磁超声波探头102检测到。这样,在发生了内部缺陷202的情况下,与没有发生内部缺陷202的情况相比,超声波振动的回波水平变化,所以能够根据F回波相对于B回波的比(F/B比)评价内部缺陷202的水平。另外,在上述F/B比中,B是指B回波的值(信号强度),F是指F回波的值(信号强度)。
[0056]信号处理装置110基于F回波相对于B回波的比(F/B比)评价内部缺陷202 (等级分类)。显示装置120显示内部缺陷202的水平及内部缺陷202的位置作为内部缺陷202的评价结果。此外,警报装置130在内部缺陷202的水平超过了基准水平的情况下发出警报。检测到超过基准水平的内部缺陷202的钢板200离开通常的输送路径,被进行更详细的检查。另外,关于信号处理装置110的结构在后面叙述。
[0057]图3A是表示钢板200的长度方向(输送方向X)上的探伤位置、和由电磁超声波探头102得到的F回波及B回波的信号强度的特性图。此外,图3B是表示钢板200的长度方向(输送方向X)上的探伤位置和F/B比的信号强度的特性图。如图3A所示,如果在钢板200中发生内部缺陷202,则与内部缺陷202的大小相应地,F回波的值上升,B回波的值下降。因而,如图3B所示,在发生了内部缺陷202的探伤位置,与没有发生内部缺陷202的探伤位置相比,F/B比的值增加。并且,内部缺陷202越大,F回波的上升量及B回波的下降量越大,所以F/B比的值越大。因而,能够基于F/B比的值检测是否发生了内部缺陷202,还能够评价内部缺陷202的大小及位置。此外,如果电磁超声波探头102和钢板200的表面200a的间隙变化,则B回波及F回波的值变化,但通过计算F/B比,能够将由间隙的变化带来的B回波及F回波的变化量消除。进而,通过基于F/B比的值评价内部缺陷202,即使是在F回波及B回波中包含有噪声的情况,也能够将噪声成分消除,所以能够将内部缺陷202高精度地评价。
[0058]来自在钢板200的宽度方向Y上配置的多个电磁超声波探头102的检测信号被与计测距钢板200的前端的位置的测量辊106的位置信号一起向信号处理装置110传送。前端检测传感器108检测钢板200的前端位置,该前端位置为测量辊106检测钢板200的位置时的基准。信号处理装置110使来自电磁超声波探头102的检测信号与来自测量辊106的位置信号同步,制作图4所示那样的、显示在钢板200中发生的内部缺陷202的位置的缺陷图。
[0059]I个电磁超声波探头102的钢板宽度方向Y上的长度(宽度)是10mm左右,不能够使在钢板宽度方向Y上相邻的电磁超声波探头102之间的距离成为零。因而,为了消除未检测区域,如上述那样,电磁超声波探头102在钢板输送方向X上以2列配置,以钢板200的宽度方向Y上的电磁超声波探头102的位置在2列中相互不同的方式配置(所谓的交错排列)。电磁超声波探头102优选的是在钢板输送方向X上以2列配置,但也可以以3列以上配置。
[0060]信号处理装置110通过使来自这样配置的多个电磁超声波探头102的检测信号与在板通过台上移动的钢板200的位置信号同步,识别正确的缺陷位置,制作图4所示那样的缺陷图。由此,能够瞬间地掌握钢板200的内部缺陷202发生的位置和该内部缺陷202的大小。
[0061]以下,对信号处理装置110的基本的动作(缺陷图的制作动作)详细地说明。
[0062]如图5所示,信号处理装置110具备远程1/0111、控制装置112、同步信号发生装置113、超声波发生器114、A/D转换控制装置115和运算装置116。在图5中省略了图示,但警报装置130及显示装置140连接在运算装置116上。
[0063]远程1/0111是用来将从测量辊106 (详细地讲是安装在测量辊106上的旋转编码器)输出的位置信号、和从前端检测传感器108输出的前端检测信号向配置在远处位置的控制装置112传送的接口。
[0064]这里,从前端检测传感器108输出的前端检测信号是在前端检测传感器108检测到钢板200的前端时电位水平反转的信号。此外,从测量辊106 (旋转编码器)输出的位置信号,是以与钢板200接触的测量辊106旋转一定角度所需要的时间为I周期的脉冲信号。
[0065]即,通过从前端检测信号的电位水平反转起,将位置信号(脉冲信号)的脉冲数计数,能够计测钢板200的输送距离(钢板200的X方向的位置)。
[0066]控制装置112基于经由远程1/0111输入的位置信号及前端检测信号,一边使钢板200的输送距离(钢板200的X方向的位置)与称作“INDEX”的变量对应一边实时地计测。具体而言,如图6的时间图所示,控制装置112如果检测到前端检测信号的电位水平反转,则开始位置信号的脉冲数的计数(参照图6的时刻tO)。此外,控制装置112如果检测到前端检测信号的电位水平反转,则将“INDEX”以一定周期(例如16ms = 60Hz)递增(将“INDEX”的值每次增加l)o
[0067]控制装置112在将“INDEX”递增的定时(即16ms周期),基于此时的脉冲数的计数值,计算当前位置(当前时间点的钢板200的X方向的位置)。并且,控制装置112将“INDEX”以16ms周期向同步信号发生装置113输出,并将包括“INDEX”和与其对应的位置数据的数据(以下,称作位置包数据)以16ms周期向运算装置116输出。
[0068]例如,假定钢板200的输送速度为2000mm/s是一定的。
[0069]图6的时刻tO是检测到钢板200的前端的时刻,所以时刻tO的钢板200的输送距离(移动距离)是零。因而,在时刻t0,控制装置112将“INDEX( = O)”向同步信号发生装置113输出,并将包含“INDEX( = O) ”和与其对应的位置数据(=Omm)的位置包数据向运算装置116输出。
[0070]图6的时刻tl是从时刻tO经过16ms后的时刻,所以时刻tl的钢板200的输送距离是32mm。因而,在时刻tl,控制装置112将“ INDEX ( = I) ”向同步信号发生装置113输出,并将包含“INDEX ( = I)”和与其对应的位置数据(=32mm)的位置包数据向运算装置116输出。
[0071]图6的时刻t2是从时刻tl经过16ms后的时刻,所以时刻t2的钢板200的输送距离是64mm。因而,在时刻t2,控制装置112将“INDEX( = 2)”向同步信号发生装置113输出,并将包含“INDEX ( = 2) ”和与其对应的位置数据(=64mm)的位置包数据向运算装置116输出。
[0072]这样,控制装置112将“INDEX”以16ms周期向同步信号发生装置113输出,并将包含“INDEX”和位置数据的位置包数据以16ms周期向运算装置116输出。“INDEX”经由同步信号发生装置113被向A/D转换控制装置115传送。
[0073]超声波发生器114对第I探头列BTSl的各探头102和第2探头列BTS2的各探头102供给高频电流(高频信号)。由此,在设在各探头102中的线圈中流过高频电流,在钢板200的表面200a发生超声波振动。如上述那样,对应于由钢板200的底面200b反射的超声波(B回波)的强度,在各探头102的线圈中发生感应电流,对应于由内部缺陷202反射的超声波(F回波)的强度,在各探头102的线圈中发生感应电流。这样,对应于F回波及B回波的水平(强度),在各探头102的线圈中产生的感应电流经由超声波发生器114被向A/D转换控制装置115传送。
[0074]A/D转换控制装置115通过将与经由超声波发生器114从各探头102输入的F回波及B回波的水平对应的感应电流进行A/D转换,取得F回波及B回波的数字数据(F回波及B回波的强度数据)。此外,A/D转换控制装置115基于F回波及B回波的强度数据,针对各探头102的各线圈的每个计算F/B比(以下称作探伤数据)。
[0075]A/D转换控制装置115以一定频率(例如2.5kHz)取得F回波及B回波的强度数据。即,将探伤数据(F/B比)也以2.5kHz (0.4ms周期)计算。A/D转换控制装置115将2.5kHz的较高频的探伤数据转换为例如IkHz的比较低频的探伤数据。
[0076]具体而言,A/D转换控制装置115按照各线圈计算以时间序列得到的4个探伤数据的移动平均值。例如,如图7所示,关于某I个线圈,假定以时间序列得到了探伤数据dl、d2、d3、…dl3。在此情况下,A/D转换控制装置115计算探伤数据dl?d4的移动平均值dlave,计算探伤数据d2?d5的移动平均值d2ave,计算探伤数据d3?d6的移动平均值d3ave。A/D转换控制装置115与上述同样地计算其余的移动平均值d4ave?dlOave。
[0077]A/D转换控制装置115通过重复进行提取3个移动平均值的最大值、提取接着的两个移动平均值的最大值这样的处理,得到IkHz的探伤数据。例如如图7所示,提取移动平均值dlave?d3ave的最大值作为探伤数据D1,提取移动平均值d4ave及d5ave的最大值作为探伤数据D2。以下同样,提取移动平均值d
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