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    公开号:WO1991013347A1
    申请号:PCT/JP1991/000224
    申请日:1991-02-22
    公开日:1991-09-05
    发明作者:Seigo Ando；Masaki Takenaka；Ken-Ichi Iwanaga；Takato Furukawa；Atsunao Takekoshi
    申请人:Nkk Corporation；
    IPC主号:G01N27-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 薄鋼帯の磁気探傷装置
    [0003] [技術分野]
    [0004] 本発明は、 走行状態の薄鋼帯の内部又は表面に存在する欠 陥を検出する薄鋼帯の磁気探傷装置に係わり、 特に、 薄鋼帯 の走行路に直交する固定軸に回転自在に支持された中空ロー ルを薄鋼帯に押し当てて、 その中空ロール内に磁化器を収納 し、 欠陥に起因して生じる漏洩磁束を磁気センサで検出する ように構成された薄鋼帯の磁気探傷装置に関する。
    [0005] [従来の技術]
    [0006] 磁気探傷装置は、 磁気を利用して、 薄鋼帯の内部あるいは 表面に存在する疵， 介在物等の欠陥を検出する。 そして、 薄 鋼帯の磁気探傷装置は、 被探傷体と しての薄鋼帯を静止した 状態で探傷するのみならず、 例えば工場等の製造ライ ン等に 設置される、 走行中の薄鋼帯に存在する欠陥を連続的に検出 できることが報告されている （実開昭 6 3— 1 0 7 8 4 9号 公報） 。
    [0007] 第 3 1図および第 3 2図は上述した走行中の薄鋼帯の欠陥 を連続的に検出する薄鋼帯の磁気探傷装置をそれぞれ異なる 方向から見た断面図である。
    [0008] 中空ロール 1 は非磁性材料で形成されている。 この中空口 ール 1の中心軸に固定軸 2の一端が貫通されている。 この固 定軸 2の他端は図示しない建屋のフ レームに固定されている。 そして、 固定軸 2は中空ロール 1の中心軸に位置するように —対のころがり軸受 3 a , 3 bでもって中空ロール 1の両端 の内周面に支持されている。 したがって、 この中空ロール 1 は固定軸 2を回転中心軸と して自由に回転する。
    [0009] 中空ロール 1内に、 略コ字断面形状を有した磁化鉄心 4 c が、 磁路を構成する磁極 4 a , 4 bが中空ロール 1 の内周面 に近接する姿勢で、 支持部材 5を介して固定軸 2に固定され ている。 そして、 この磁化鉄心 4 c に磁化コイル 6が巻装さ れている。 したがって、 磁極 4 a， 4 bが形成された磁化鉄 心 4 c と磁化コイル 6とで磁化器 4を構成する。 磁化器 4の 磁化鉄心 4 cの磁極 4 a , 4 bの間に複数の磁気センサ 7が 軸方向に配列されている。 そして、 各磁気センサ 7は前記固 定軸 2に固定されている。
    [0010] 磁化コイル 6に励磁電流を供給するための電源ケーブル 8 および各磁気センサ 7から出力される各検出信号を取出すた めの信号ケーブル 9が固定軸 2内を経由して外部へ導出され ている。 したがって、 磁化鉄心 4および各磁気センサ 7の位 置は固定され、 中空ロール 1が磁化器 4および各磁気センサ 7の外周を微小間隙を有して回転する。
    [0011] このような構成の磁気探傷装置の中空ロール 1の外周面を 例えば矢印 A方向に走行状態の薄鋼帯 1 0の一方面に所定圧 力でもって押し当てると、 固定軸 2は建屋のフ レームに固定 されているので、 中空ロール 1が矢印 B方向に回転する。 そして、 磁化コイル 6に励磁電流を供給すると、 磁化鉄心 4 c と走行状態の薄鋼帯 1 0 とで閉じた磁路が形成される。 このため、 薄銅帯 1 0の内部あるは表面に前述した欠陥が存 在すると、 薄鋼帯 1 0内の磁路が乱れ、 漏洩磁束が生じる。 この漏洩磁束が該当位置の磁気センサ 7で抽出されて欠陥信 号と して検出される。
    [0012] 検出された欠陥信号はその信号レベルが薄鋼帯 1 0内部ま たは表面の欠陥の大きさと対応するので、 欠陥信号の信号レ ベルでもって薄鋼帯 1 0の欠陥の存在とその大きさを把握す ることが可能である。
    [0013] しかし、 欠陥信号の信号レベルは薄鋼帯 1 0 と磁化鉄心 4 c と磁化コイル 6からなる磁化器 4によつて形成される磁路 の状態や、 磁化器 4 と薄銅帯 1 0 との間の距離 Lや、 リ フ ト オフと呼ばれる薄鋼帯 1 0 と各磁気センサ 7 との間の距離 等によつて大きく変化する。
    [0014] このような不都合を解消するために、 第 3 1図および第 3 2図に示すように一定厚み t を有した中空ロール 1を用いて、 薄鋼帯 1 0 と磁化器 4 との間の距離 Lや、 薄鋼帯 1 0 と各磁 気センサ 7 との間の距離 ϋ を常時一定値に維持している。 ま た、 中空ロール 1が磁性材料で形成されていると、 薄鋼帯 1 0内への磁路の形成が阻害されるので、 中空ロール 1 は非磁 性材料で形成されている。
    [0015] したがって、 中空ロール 1の厚み t を薄くすればするほど、 薄鋼帯 1 0 と磁化器 4の磁極 4 a， 4 b との間の距離 Lが小 さ く なり、 薄銅帯 1 0内に形成される磁界が大きく なり、 安 定した磁束を得ることができる。 したがって、 中空ロール 1 の厚み t を薄くするのが望ま しい。
    [0016] また、 中空ロール 1 の厚み tが大きいと、 中空ロール 1 の 慣性モーメ ン トが大きく なり、 薄銅帯 1 0の走行速度が変動 した場合に、 中空ロール 1の慣性力により、 中空ロール 1 と 薄鋼帯 1 0 との接触面で搢動現象が生じて、 薄銅帯 1 0の表 面に疵をつけてしま う懸念がある。 したがって、 中空ロール
    [0017] 1の厚み t を小さ く して、 前記慣性モーメ ン トを小さくする 必要がある。 なお、 ただ単に慣性モ一メ ン トを小さくする目 的のみでは中空ロール 1の外径を小さ く設定すればよいが、 内部に収納されている磁化器 4や磁気センサ 7の大きさによ つてその外径が制約される。
    [0018] しかし、 前述したように連続して走行している薄鋼帯 1 0 の欠陥を精度よく検出するには、 薄鋼帯 1 0表面と中空ロー ル 1の外周面とが常時接触している必要があるので、 中空口 ール 1には薄鋼帯 1 0の張力に起因する下向きの力や、 薄鍋 帯 1 0自体の重量による下向きの力が印加される。 下向きの 力が印加されると中空ロール 1が変形したり損傷する。 する と、 前述した薄鋼帯 1 0 と磁化器 4 との間の距離 Lや薄銅帯 1 0と各磁気センサ 7 との間の距離 を一定値に制御できな く なるので、 欠陥検出精度が低下したり、 探傷不能となる。 よって、 中空ロール 1が長期間に亘つて真円状態を維持す るには、 中空ロール 1の厚み tを一定限度以下に薄くできな い。 ちなみに、 薄鋼帯 1 0が 10 G m Z分の走行速度条件下に おいては、 上記厚み t は 2 程度が限界である。
    [0019] また、 中空ロール 1内に収納する磁化鉄心 4 c と磁化コィ ル 6からなる磁化器 4の発生する磁界の強さを大き くするこ とが考えられるが、 磁化鉄心 4 cの大きさや磁化コィル 6に 流す電流の大きさを一定限度以上にすれば、 装置全体が大型 化したり、 製造費が大幅に上昇する問題がある。
    [0020] [発明の開示]
    [0021] 本発明の第 1の目的は、 製造費を大幅に上昇させることな く 、 磁気センサで検出される欠陥信号の S Z Nを向上でき、 欠陥の検出感度と検出精度を大幅に上昇できる薄銅帯の磁気 探傷装置を提供することである。
    [0022] 本発明の第 2の目的は、 薄鋼帯の厚み方向の欠陥発生位置 と欠陥規模とを簡単に検出できる薄鋼帯の磁気探傷装置を提 供することである。
    [0023] 本発明の第 1の目的を達成するために、 本発明においては、 走行する薄鋼帯の表面に接することによつて回転する中空口 ール内に配設された磁化器の磁極間距離は、 磁極から薄銅帯 までの距離の 2以上でかつ 8倍以下に設定されている。
    [0024] 周知のように、 離間した一対の磁極を有する磁化器におい ては、 一方の磁極から出力きれる磁束は磁極相互間の空間 (磁気ギャ ップ） を経由して他方の磁極へ入力される。 この 場合、 磁気ギヤ ップに近接して磁性材料である薄鋼帯が存在 すれば、 一方の磁極から出力された磁束の一部は磁気ギヤ ッ プを通過せずに薄鋼帯内を通過して他方の磁極に入力する。
    [0025] この場合、 磁気ギャ ップを通過する磁束と薄鋼帯内を通過 する磁束との割合は、 磁気ギャ ップの間隔 （磁極間距離 W ) と各磁極から薄鋼帯までの距離 L とに大きく左右される。 す なわち、 磁極間距離 Wが一定の場合には、 磁気回路の磁気抵 抗が小さい方により多く の磁束が集中するので、 各磁極と薄 鋼帯との間の距離 Lが小さ く なると、 当然薄鋼帯を通過する 磁束の密度が増大し、 距離 Lが大き く なると、 薄鋼帯を通過 する磁束の密度が減少する。
    [0026] —方、 距離 Lが一定の場合には、 磁極間距離 Wが広く なる と薄鋼帯を通過する磁束の割合が増大するが、 磁極間距離 W が過度に広く なると、 前述した磁束の総数が減少する。 また、 磁極間距離 Wが過度に狭く なると、 前記磁束の総数は増大す るが、 薄鋼帯を通過する磁束の割合が減少する。
    [0027] したがって、 磁極間距離 Wには一定の最適範囲が存在する。 そして、 この最適範囲は、 各磁極から薄銅帯までの距離 Lに よって左右される。 すなわち、 距離 Lが大きい場合は、 前記 最適範囲は磁極間距離 Wの寄与が大きく、 距離 Lが小さい場 合は、 前記最適範囲は距離 Lの寄与が大きい。
    [0028] 発明者はこの磁極間距離 Wと距離 Lとの関係を実験的に求 めて、 磁極間距離 Wが距離 Lに対して 2倍から 8倍の範囲
    [0029] ( 2 L≤W≤ 8 L ) であれば、 薄鋼帯を通る磁束の磁束密度 が高く十分実用に耐えるレベルとなることを確認した。
    [0030] したがって、 前述したように中空ロールの厚みの制約で、 たとえ距離 Lを小さ く設定できなかったとしても、 磁極間距 離 Wを上記関係に設定することによって、 磁気センサの検出 感度を最大限に設定でき、 欠陥検出精度を向上できる。
    [0031] また、 本発明においては、 磁気センサの薄鋼帯の走行方向 位置が磁極間の中央位置から走行方向側へ薄鋼帯の残留磁化 特性で定まる微小距離だけ移動した位置に設定されている。
    [0032] 全く欠陥が存在しない薄銅帯を磁化器の各磁極に対向配置 して、 磁化コイルを直流励磁する。 そして、 この状態で、 磁 気センサの走行方向位置を変化させた場合の磁気センサに検 出される磁界は、 各磁極位置で最大， 最小となり、 磁極間距 離 Wの中央位置で 0 レベルライ ンを横切る浮遊磁束に起因す る垂直磁界分布特性となる。 したがって、 この垂直磁界分布 特性が 0 レベルライ ンを横切る磁極間距離 Wの中央位置に磁 気センサを設定すれば、 前記浮遊磁束の影響を除去できる。
    [0033] しかし、 実際の磁気探傷装置においては、 薄鋼帯は一定速 度で一方方向へ走行している。 このとき薄鋼帯は磁化器によ つて磁化され、 この磁化強度と薄鋼帯の保磁力に対応した磁 束が薄銅帯に残留する。 その結果、 垂直磁界分布特性が 0ラ ィ ンを横切る位置が必ずしも、 磁極間距離 wの中央位置とは 限らず、 走行方向側に移動する。
    [0034] すなわち、 薄鋼帯が走行状態においては、 磁極間距離 Wの 中央位置が垂直磁界分布特性が 0 レベルにならない。 そして、 0 レベル位置が磁極間距離 Wの中央位置から走行方向へ移動 する。 したがって、 中央位置には浮遊磁束密が存在する。
    [0035] よって、 この発明においては、 この移動した 0 レベル位置 に磁気センサが移動している。 その結果、 この磁気センサは 浮遊磁束を検出する こ とはない。 したがって、 磁気センサの 検出感度を容易に上昇できる。
    [0036] また、 本発明においては、 磁化器又は磁気センサを収納し た一対の中空ロールを薄鋼帯を挟むように配設している。
    [0037] したがって、 例えば薄鋼帯の自重や張力が直接印加される 側の中空ロールの厚みを厚く し、 薄鋼帯の自重や張力が直接 印加されない側の中空ロールの厚みを薄くする。 そして、 こ の薄い方の中空ロール内に磁気センサを収納することによつ て、 リ フ トオフを短くでき、 欠陥検出感度を上昇できる。
    [0038] さ らに、 本発明においては、 薄鋼帯の内部又は表面の欠陥 に起因して生じる漏洩磁束を検出する磁気検出回路は、 強磁 性体コアに検出コィルを巻装してなる過飽和型の磁気センサ と、 この磁気センサの検出コイルに固定イ ンピーダンスを介 して交流電力を供給して過飽和領域まで励磁する励磁電力供 給手段と、 前記検出コイルの両端に発生する電圧の正側電圧 および負側電圧を検出する電圧検出手段と、 この電圧検出手 段にて検出された正側電圧と負側電圧とを加算して、 この加 算値を前記漏洩磁束に対応する測定値とする演算手段とで構 成されている。
    [0039] 一般に、 強磁性体コアに検出コイルを巻装してなる過飽和 型の磁気センサは、 磁気ダイォ一 ドゃ磁気抵抗素子やホール 素子を使用した磁気センサに比較して検出感度や温度特性に おいて格段に優れた特性を有する。
    [0040] また、 第 2の目的を達成するために、 本発明においては、 —対の中空ロールが薄銅帯の上面および下面にそれぞれ接す るように配設されている。 そして、 一方の中空ロール内に磁 化器が配設され、 両方の中空ロール内に、 薄鋼帯の内部また は表面の欠陥に起因して生じる漏洩磁束を検出する磁気セン サが配設されている。 データ処理装置は、 この一対の磁気セ ンサで検出された各漏洩磁束値から欠陥の薄銅帯の厚み方向 の欠陥発生位置と欠陥規模を算出する。
    [0041] —対の中空ロールは銅帯の上面または下面にそれぞれ接触 しているので各磁気センサと銅帯の上面または下面までの距 離は一定に保たれる。 そして、 鋼帯内部には磁化器にて磁界 が発生されているので、 欠陥が存在すれば、 各磁気センサは それぞれ欠陥に対応する漏洩磁束を検出する。 各磁気センサ で検出される漏洩磁束値は、 欠陥規模と欠陥までの距離、 す なわち該当磁気センサ側の表面からの各深さとの関数で表示 することができる。 したがって、 この 2つの関数を連立方程 式とすると、 欠陥規模と欠陥位置が算出される。
    [0042] [図面の簡単な説明]
    [0043] 第 1図は本発明の一実施例に係わる薄鋼帯の磁気探傷装置 の薄銅帯の走行方向に平行する面で切断した断面図である。 第 2図は同実施例装置における薄鋼帯の走行方向に直交す る面で切断した断面図である。
    [0044] 第 3図は同実施例装置の効果を確認するための実験装置を 示す断面図である。
    [0045] 第 4図は同実験装置で得られた検出特性図である。
    [0046] 第 5図は第 4図の検出特性図を異なるパラメータで示した 特性図である。
    [0047] 第 6図は同実施例装置で得られた欠陥信号波形図である。 第 7図は本発明の他の実施例に係わる薄鋼帯の磁気探傷装 置の薄鋼帯の走行方向に平行する面で切断した断面図である。 第 8図は同実施例装置の効果を確認するための同実施例装 置の要部を取出して示す模式図である。
    [0048] 第 9図は各磁極と水平磁界分布および垂直磁界分布との関 係を示す図である。 第 1 0図は励磁電流と磁気センサの検出電圧との関係を示 す検出特性図である。
    [0049] 第 1 1図は同実験装置における磁化電流を変化した場合に おける磁気センサの検出特性図である。
    [0050] 第 1 2図は同実験装置における磁気センサ位置を変更した 場合における磁気センサの検出特性図である。
    [0051] 第 1 3図は本発明の他の実施例に係わる薄鋼帯の磁気探傷 装置の薄鋼帯の走行方向に平行する面で切断した断面図であ o
    [0052] 第 1 4図は同実施例装置における薄鋼帯の走行方向に直交 する面で切断した断面図である。
    [0053] 第 1 5図は本発明のさらに別の実施例に係わる薄鋼帯の磁 気探傷装置の薄鋼帯の走行方向に平行する面で切断した断面 図である。
    [0054] 第 1 6図は同実施例装置における薄鋼帯の走行方向に直交 する面で切断した断面図である。
    [0055] 第 1 7図は同実施例装置全体のシステムを示す模式図であ る o
    [0056] 第 1 8図は実施例装置における欠陥信号特性図である。 第 1 9図は上記欠陥信号特性から欠陥位置および欠陥規模 を算出する手順を示す図である。
    [0057] 第 2 0図は実測値と人手による目視評価との関係を示す図 ある。
    [0058] 第 2 1図は他の実施例の磁気探傷装置における各測定値と 欠陥位置および欠陥規模との関係を示すテーブルを示す図で ある。
    [0059] 第 2 2図は本発明のさ らに別の実施例に係わる薄鋼帯の磁 気探傷装置の磁気検出回路を示すプロッ ク図である。
    [0060] 第 2 3図は同磁気検出回路の動作を示すタイムチヤ一トで ある。
    [0061] 第 2 4図は同磁気検出回路の検出コィルに印加する電圧の 波形図である。
    [0062] 第 2 5図は同磁気検出回路のコィル出力電圧波形図である c 第 2 6図も同磁気検出回路のコィル出力電圧波形図である c 第 2 7図は強磁性体コアの磁化特性図である。
    [0063] 第 2 8図は同磁気検出回路における磁束密度に対する出力 電圧特性図である。
    [0064] 第 2 9図は本発明のさらに別の実施例の磁気検出回路を示 すブロッ ク図である。
    [0065] 第 3 0図は同磁気検出回路における磁化電流に対する出力 電圧特性図である。
    [0066] 第 3 1図は一般的な薄鋼帯の磁気探傷装置の薄鋼帯の走行 方向に平行する面で切断した断面図である。
    [0067] 第 3 2図は同従来装置における薄鋼帯の走行方向に直交す る面で切断した断面図である。
    [0068] 第 3 3図は磁気センサの配設方向と各磁気センサの検出波 形との関係を示す図である。
    [0069] 第 3 4図は第 3 3図の各磁気センサで検出された垂直磁界 と水平磁界との関係を示す図である。
    [0070] [発明を実施するための最良の形態] 以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
    [0071] 第 1図および第 2図は実施例の薄鋼帯の磁気探傷装置の概 略構成を示す断面である。 なお、 第 3 1図および第 3 2図に 示された従来装置と同一部分には同一符号が付してある。 し たがって、 重複する部分の詳細説明は省略されている。
    [0072] 非磁性材料で形成された中空ロール 1 aの中心軸に固定軸 2の一端が貫通されている。 中空ロール 1 aの両端の内周面 が一対のころがり軸受 3 a， 3 bによつて固定軸 2に回転自 在に支持されている。 したがって、 この中空ロール l aは固 定軸 2を回転中心軸と して自由に回転する。
    [0073] 前記中空ロール 1 aにおいて、 第 2図に示すように、 ころ がり軸受 3 a , 3 bが取付けられている両端部の厚み t 。 が 厚く、 薄鋼帯 1 0が接触する中央部の厚み t X が薄く設定さ れている。 この実施例においては、 両端部の厚み t 。 がら〜 1 O mniに設定され、 中央部の厚み t ！ が 1〜 4 mraに設定され れている。
    [0074] この中空ロール i a内において、 略コ字断面形状を有した 磁化鉄心 4 cが、 各磁極 4 a , 4 bが中空ロール l aの内周 面に近接する姿勢で、 支持部材 5を介して固定軸 2に固定さ れている。 各磁極 4 a， 4 bの先端は中空ロール 1 aの内周 面の曲率に対応して円弧状に形成されている。 そして、 磁化 鉄心 4 c に磁化コイル 6が巻装されている。 また、 磁化鉄心 4 cの磁極 4 a , 4 bの間に複数の磁気センサ 7が軸方向に 配列されている。 そして、 各磁気センサ 7は固定軸 2に固定 されている。 しかして、 磁化鉄心 4 cおよび磁化コィル 6は 中空ロール 1 aを介して薄鋼帯 1 0内に磁界を発生させる磁 化器 4を構成する。 なお、 各磁気センサ 7は特開平 1 一 3 0 8 9 8 2号公報に記載された過飽和型の磁気センサを使用し ている。
    [0075] 磁化コイル 6に励磁電流を供給するための電源ケーブル 8 および各磁気センサ 7から出力される各検出信号を取出すた めの信号ケ一プル 9が固定軸 2内を経由して外部へ導出され ている。 したがって、 磁化鉄心 4 c および各磁気センサ 7の 位置は固定され、 中空ロール 1 aが磁化鉄心 4 cおよび各磁 気センサ 7の外周を微小間隙を有して回転する。
    [0076] そして、 磁化器 4における磁極 4 a , 4 b間の距離で示さ れる磁極間距離 （磁気ギヤ ップ間隔） Wは各磁極 4 a , 4 b と薄鋼帯 1 0までの距離 Lに対して 2倍以上でかつ 8倍以下 に設定されている （ 2 L≤W≤ 8 L ) 0
    [0077] また、 各磁気センサ 7の薄鋼帯 1 0の走行方向位置は各磁 極 4 a， 4 bのほぼ中間位置に設定されている。 また、 各磁 気センサ 7 と薄鋼帯 1 0 との間の リ フ トオフ はこの実施例 においては 3 m inに設定されている。
    [0078] このような構成の磁気探傷装置の中空ロール 1 aの外周面 を例えば矢印 A方向に走行状態の薄銅帯 1 0の一方面に所定 圧力でもって押し当てると、 固定軸 2は建屋のフ レームに固 定されているので、 中空ロール 1 aが矢印 B方向に回転する。
    [0079] そして、 図示しない外部の磁化電源装置から励磁コィル 6 に励磁電流を供給すると、 磁化鉄心 4 cの各磁極 4 a , 4 b と走行中の薄鋼帯 1 0 とで閉じた磁路が形成される。 薄鋼帯 1 0の内部あるは表面に欠陥が存在すると、 薄鋼帯 1 0内の 磁路が乱れ、 漏洩磁束が生じる。 この漏洩磁束が該当位置の 磁気センサ 7でもつて欠陥信号と して検出される。
    [0080] 検出された欠陥信号はその信号レベルが薄銅帯 1 0内部ま たは表面の欠陥の大きさと対応するので、 欠陥信号の信号レ ベル変化でもつて薄銅帯 1 0の内部または表面の欠陥の存在 とその大きさを判定することができる。
    [0081] 次に、 上述したように、 磁化器 4の各磁極 4 a， 4 bの磁 極間距離 Wを薄銅帯 1 0までの距離 Lに対して 2倍以上でか つ 8倍以下に設定する根拠となる実験結果を説明する。
    [0082] 第 3図は離間した磁極 3 2 a , 3 2 bを有する磁化鉄心 3 2に磁化コイル 3 3を巻装してなる磁化器 3 1に距離 Lだけ 離間して薄鋼帯 1 0 aを配設して、 この薄鋼帯 1 0 aの反対 側位置に距離 dだけ離して磁気センサ 7 aを配設している。 なお、 この磁気センサ 7 aの位置は磁極間距離 Wの中心位置 である。 そして、 磁気センサ 7 aは磁化器 3 1にて生成され る磁界の磁束のうち薄鋼帯 1 0 a内を通過する磁束の磁束密 度を間接的に検出する。 なお、 磁極間距離 Wのみが異なる複 数種類の磁化器 3 1が準備されている。 また、 薄鋼帯 1 0 a と磁化器 3 1 との間の距離 L も任意に変更可能である。
    [0083] このような実験装置において、 磁気センサ 7 aをその軸が 薄鋼帯 1 0 aに直交する方向に配設して、 薄鋼帯 1 0 aに形 成された外径 0. 2mm 〜0. 9 mra の 4種類の標準欠陥に起因する 各漏洩磁界の垂直成分を測定した。 また、 磁気センサ 7 aを その軸が薄鋼帯 1 0 a に平行する方向に配設して、 同一条件 で漏洩磁界の水平成分を測定した。 測定結果を第 3 3図に示 す。 信号波形 aが磁界の水平成分であり、 信号波形 bが磁界 の垂直成分である。
    [0084] なお、 磁化器の各磁極と水平磁界分布特性 F と垂直磁界分 布特性 Dとの位置関係が第 9図に示されている。 図示するよ うに、 水平磁界分布特性 Fは略山形形状となり、 垂直磁界分 布特性 Dは中央位置で 0ライ ンを横切る略正弦波形となる。
    [0085] また、 磁化器 3 1 と薄銅帯 1 0 a との距離 Lは 3 . 5 關、 磁極間距離 Wは 2 0 mm, 磁気センサ 7 a と薄鋼帯 1 0 a との 距離 dは 3 mmである。
    [0086] そして、 各磁気センサ 7 aにて検出された磁界の垂直成分 と水平成分の各相対出力の関係を第 3 4図に示す。 この特性 から理解できるように、 磁界の水平成分と垂直成分とは正の 相関関係を有する。
    [0087] このような知見に基づき、 以降の実施例においては、 特に 断らない限り、 垂直成分型の磁気センサを使用した場合につ いて説明する。
    [0088] なお、 第 3 3図に示すように、 水平成分検出型の磁気セン ザの検出感度が垂直成分検出型の磁気センサの検出感度より 高い。 しかし、 水平成分検出型の磁気センサを用いた場合に は、 薄鋼帯 1 0 a等の被検体からの磁気ノイズから欠陥信号 を抽出するために別途ハイパスフィ ルタを設ける必要があり、 回路構成が複雑になる。
    [0089] 次に、 距離 Lを例えば 3 ramの一定値に固定した状態で、 磁 化器 3 1 の磁極間距離 Wを例えば 5 rainから 2 5 mmまで変更し ていった場合の磁気センサ 7 aの出力電圧を測定した。 薄鋼 帯 1 0 a内に欠陥が存在しなければ、 漏洩磁束は薄銅帯 1 0 a内の磁束密度に比例するので、 磁気センサ 7 aでもって薄 鋼帯 1 0 a内の磁束密度が測定される。 その測定結果が図 4 に示されている。 なお、 実験においては、 磁化コイル 3 3に 供給する磁化電流を 0 Aから定格の 5 Aまで徐々に増加して いる o
    [0090] 第 4図に示すように、 磁化電流が大きく なると、 磁極間距 離 Wの値によつて、 薄銅帯 1 0内を通る磁束の磁束密度が変 化することが理解できる。 すなわち、 例えば W = 5 の条件 等のように、 磁極間距離 Wが距離 Lに対して余りにも小さい 領域においては、 磁束密度が小さい。 また、 逆に、 例えば W = 2 5 の条件等のように、 磁極間距離 Wが距離 Lに対して 余りにも大きい領域においても、 磁束密度が小さく なる。 こ のような傾向は、 現実に測定を行つた 0. 5 mm≤ L≤ 8. 0 關の 実測範囲で観測することができた。
    [0091] よって、 磁極間距離 Wと距離 Lとの比 （W Z L ) を横軸に して、 縦軸に前記磁気センサ 7 aの相対出力をとると、 第 5 図に示す特性が得られる。 すなわち、 この図においては、 各 距離 Lの実測範囲 （(]. 5 mm≤ L≤ 8. 0 mm) 内で、 磁極間距離 Wを調節して、 各距離 Lにおける最大出力値が、 距離 Lで規 格化された各磁極間距離 Wに対して示される。
    [0092] —般に、 測定機器の特性は [一 3 d B ] を基準として評価 される。 そこで、 第 5図において、 相対出力が 7 0 %以上の 場合であれば、 その出力は十分実用に耐えると考える。 した がって、 前記比 （W Z L ) が 2以上でかつ 8以下の範囲が最 適範囲である。
    [0093] 第 6図は上述した条件 （ 2 L≤W≤ 8 L ) を満たした上で、 第 1図および第 2図に示す実際の装置において、 磁化器 4 と 薄鋼帯 1 0 との間の距離 Lを 1 mraから 5 mmまで変化させてい つた場合における各磁気センサ 7 にて検出された欠陥信号の 波形図である。 但し、 この波形図は磁界の垂直成分を微分し て出力した信号波形である。 また、 実験は、 0. 9 ram, 0. 6 mm, 0. 3 mraの予めピンホール外径が定ま っている 3榭類の試験用 欠陥を有した薄銅帯 1 0を用いて実施した。
    [0094] 当然距離 Lが大きく なると検出された欠陥信号全体の信号 レベルは低下するが、 得られた欠陥信号の S / Nが上昇して いるので、 増幅器を用いてゲイ ン （利得） を增大すれば、 0. 3 mm等の小さい欠陥であっても精度良く検出できる。
    [0095] また、 第 2図に示すように、 中空ロール l aの厚み t を、 ころがり軸受 3 a， 3 bが取付けられている両端部において 厚く 、 薄銅帯 1 0が接触する中央部において薄く設定されて いる。 前述したように、 中空ロール 1 bの厚み t は薄い方が 望ま しいが、 過度に薄くすると、 中空ロール 1 aの強度が低 下する問題がある。 この強度を補う 目的で、 ころがり軸受 3 a , 3 bが取付けられる両端部の厚み t 。 を薄鋼帯 1 0が当 接する中央部の厚み より厚く設定することによって、 中 空ロール 1 a全体の厚み t を薄く することによる強度低下を ある程度補償できる。
    [0096] したがって、 磁気センサ 7 と薄鋼帯 1 0 との間の距離で示 される リ フ トオフ を短く設定できるので、 磁気センサ 7の 検出感度を上昇できる。
    [0097] 第 7図は本発明の他の実施例の薄銅帯の磁気探傷装置の概 略構成を示す断面である。 なお、 第 3 1図および第 1図に示 された磁気探傷装置と同一部分には同一符号が付してある。 したがって、 重複する部分の詳細説明は省略されている。
    [0098] この実施例の磁気探傷装置においては、 中空ロール 1内の 固定軸 2に取付けられた各磁気センサ 1 1の薄鋼帯 1 0の走 行方向位置は各磁極 4 a , 4 bの中央位置 Pから薄銅帯 1 0 の走行方向に微小距離 Δ X 0 だけ離れた位置に設定されてい る。 なお、 この実施例においては、 1 mmに設定されている。 また、 磁化器 4の磁極間距離 Wは 5 6 mmに設定され、 各磁気 センサ 1 1 と薄鋼帯 1 0との間のリフ トオフ は 3 mmに設定 されている。
    [0099] 次に、 上述したように、 磁気センサ 1 1を磁極 4 a， 4 b 間の中央位置 Pから微小距離 Δ Χ。 だけ薄鋼帯 1 0の走行方 向側へ移動させて取付けた根拠および効果を第 8図乃至第 1 2図を用いて説明する。
    [0100] 全く欠陥が存在しない薄鋼帯 1 0を磁極 4 a , 4 bに対し て静止させた状態における浮遊磁束の垂直磁界分布特性 Dが 第 9図に示されている。 薄鋼帯 1 0は一定速度で一方方向へ 走行しているので、 薄銅帯 1 0の保磁力に対応した磁束が薄 銅帯 1 0に残留する。 その結果、 垂直磁界分布特性 Dが 0ラ ィ ンを横切る位置が必ずしも、 磁極間距離 Wの中央位置とは 限らず、 走行方向側に移動する。 全く欠陥が存在しない薄鋼帯 1 0を一定速度で磁極 4 a , 4 bの対向位置を走行させた状態における励磁電流値と磁気 センサ 7の検出電圧との関係を示した実測値が第 1 0図に示 されている。 この第 1 0図から励磁電流が增大すると検出さ れる浮遊磁束が増大することが理解できる。
    [0101] 第 8図は第 7図の要部を取出して示す模式図である。 全く 欠陥が存在しない薄鋼帯 1 0を各磁極 4 a , 4 bに対向配置 した場合の垂直磁界分布特性 Gと、 同一薄鋼帯 1 0を矢印 A 方向に走行させた場合における垂直磁界分布特性 E との間に 一定の移動量が生じる。 そして、 この移動量はほぼ薄銅帯 1 0の残留磁化特性で定まる。 この垂直磁界分布特性 Eが 0 レ ベルとなる走行方向位置に各磁気センサ 1 1が取付けられて いる。 すなわち、 この移動量が前述した微小距離 Δ X。 とな る。 したがって、 磁気センサ 1 1の取付位置において浮遊磁 束は発生しない。
    [0102] 磁気センサ 1 1の検出電圧に浮遊磁束の成分が混入しない と、 磁気センサ 1 1 の検出感度を上昇させたと しても、 磁気 センサ 1 1が飽和する こ とはない。 よって、 たとえ小規模な 欠陥でもこの欠陥に起因する漏洩磁束を精度よく検出できる。
    [0103] 第 1 1図は、 実施例と同様に磁気センサ 1 1を中央位置 P から全く欠陥の存在しない薄鋼帯 1 0の走行方向又は逆方向 にそれぞれ 1 龍だけ移動させた位置に取付けた場合における、 磁化コイル 6に印加する磁化電流と磁気センサ 1 1 の検出電 圧との関係を示す実測値のグラフである。 実線で示す特性が 磁気センサ 1 1を走行方向へずらせた場合の実測値であり、 破線で示す特性が磁気センサ 1 1を逆方向へずらせた場合の 実測値である。 なお、 磁極間距離 Wは 5 6 ramである。
    [0104] この実験結果から明らかなように、 磁気センサ 1 1を走行 方向へずらせた場合における磁気センサ 1 1で検出された浮 遊磁束による垂直磁界は、 逆方向へずらせた場合による垂直 磁界に比較して格段に小さい。 また、 第 1 0図に示した、 磁 気センサ 7を中央位置 Pに設定した場合に検出される垂直磁 界に対しても大幅に低減されている。
    [0105] すなわち、 磁気センサ 1 1を薄鋼帯 1 0の走行方向にずら せることによって、 磁気センサ 1 1 にて検出される浮遊磁界 が大幅に低減される。
    [0106] さ らに、 第 1 2図は、 人工的に 0. 6 ram径の貫通孔からなる 欠陥を人工的に形成した薄鋼帯 1 0に対する欠陥検出結果を 示す図である。 そして、 この実験においては、 磁気センサ 1 1の設置位置を実線で示す走行方向へ移動させていつた場合 と、 破線で示す逆方向へ移動させていった場合を示す。
    [0107] 図示するように、 磁気センサ 1 1を走行方向へ一定距離だ け移動させた条件で最良の検出感度が確保できた。
    [0108] また、 磁気センサ 1 1の薄鋼帯 1 0の移動方向 （X方向） における取付位置が多少ずれたとしても、 人口欠陥の検出感 度の変動が小さい。 このため、 磁気センサ 1 1の取付が容易 となる。 ちなみに、 実施例装置においては、 取付位置の許容 範囲は X = 1 ± 0. 5 mmである。
    [0109] 第 1 3図および第 1 4図は本発明の他の実施例の薄鋼帯の 磁気探傷装置の概略構成を示す断面である。 なお、 第 3 1図， 第 3 2図および第 1図に示された磁気探傷装置と同一部分に は同一符号が付してある。 したがって、 重複する部分の詳細 説明は省略されている。
    [0110] この実施例の磁気探傷装置においては、 薄鋼帯 1 0を挟ん で上下に一対の中空ロール 1 , 1 bが配設されている。 各中 空ロール 1 , 1 bは非磁性材料で形成されている。 そして、 外径は互いに等しく設定されているが、 上側中空ロール 1 b の厚み t 3 が下側中空ロール 1の厚み より薄く設定され ている。 各中空ロール i， l bの各中心軸にそれぞれ中空の 固定軸 2， 2 aの一端が貫通されている。 下側中空ロール 1 の固定軸 2の他端は図示しない建屋のフレームに固定されて いる。 一方、 上側中空ロール 1 bの固定軸 2 aの他端は下側 中空ロール 1の固定軸 2に対して図示しないごく 弱いばねで 付勢されている。 各固定軸 2， 2 aは各中空ロール 1， l b の各中心軸に位置するようにそれぞれ一対のころがり軸受 3 a , 3 bを介して各中空ロール 1 , l, bの両端の内周面に支 持されている。 したがって、 各中空ロール 1 , l bは固定軸 2， 2 aを回転中心軸として自由に回転する。 そして、 薄銅 帯 1 0が矢印 A方向へ走行すると、 各中空ロール 1 , l bは それぞれ矢印 B方向および矢印 C方向へ回転する。
    [0111] 上側中空ロール 1 b内において、 複数の磁気センサ 7 b力く 下方を向く姿勢で固定軸 2 aに支持部材を介して固定されて いる。 そ して、 各磁気センサ 7 bの先端は上側中空ロール 1 bの内周面に微小間隙を有して対向している。 この各磁気セ ンサ 7 bの出力信号は固定軸 2 aの内部を経由した信号線ケ 一ブル 9 aでもって外部へ導出される。
    [0112] —方、 下側中空ロール 1内において、 磁化鉄心 4 cの各磁 極 4 a , 4 bが上方を向く姿勢で、 磁化器 4が固定軸 2に固 定されている。 磁化コィル 6の励磁電流は固定軸 2内を経由 した電源ケーブル 8を介して供給される。
    [0113] なお、 中空ロール 1内の磁化器 4の磁極間距離 Wと磁化器 と薄銅帯 1 0との間の距離 Lとの関係は先の実施例と同様 に一定の関係 （ 2 L≤W≤ 8 L ) を維持している。
    [0114] このような磁気探傷装置においては、 上側の中空ロール 1 bには薄銅帯 1 0の重力や張力が直接印加されないので、 下 側の中空ロール 1の厚み t i に比較して、 上側の中空ロール l bの厚み t 3 を薄く設定できる。 よって、 磁気センサ 7 b と薄銅帯 1 0 との間のリ フ トオフ をより短く設定すること によって、 磁気センサ 7 bの検出感度をより向上できる。
    [0115] また、 薄鋼帯 1 0は上下の中空ロール 1 b , 1によって挟 まれているので、 走行に伴って生じる振動が抑制される。 そ の結果、 リ フ トオフ の変動が小さく なり、 欠陥の検出精度 が向上する。
    [0116] 第 1 5図および第 1 6図は本発明の他の実施例の薄鋼帯の 磁気探傷装置の概略構成を示す断面である。 なお、 第 1 3図 および第 1 4図に示された磁気探傷装置と同一部分には同一 符号が付してある。 したがって、 重複する部分の詳細説明は 省略されている。
    [0117] この実施例においては、 下側の中空ロール 1内にも上側の 中空ロール 1 b内に収納された磁気センサ 7 b と同一構成の 磁気センサ 7が磁化器 4の磁極間に配設されている。
    [0118] また、 第 1 7図は磁気探傷装置全体のシステムを示す図で ある。 供給リール 1 2から繰出される薄鋼帯 1 0は、 前方押 さえロール 1 3 a , 1 3 bを介して一対の中空ロール 1 , 1 bへ導かれ、 この中空ロール 1 , l bの間を経由し、 後方押 さえロール 14 a , 1 4 bを経て巻取リール 1 5に一定速度 で巻取られる。 下側中空口一ル 1 には電源ケーブル 8を介し て磁化電源装置 1 6が接続されている。 各中空ロール 1， 1 bには信号ケーブル 9 , 9 aを介して各信号処理回路 1 7 a , 1 7が接続されている。 各信号処理回路 1 7 , 1 7 aから出 力された各欠陥信号 y i , y 2 はデータ処理装置 1 8へ入力 される。 データ処理装置 1 8は入力されれた各欠陥信号 y j , y 2 を用いて欠陥規模 a と欠陥発生位置 X , を算出する。 算 出された欠陥規模 a及び欠陥発生位置 X！ は例えば C R T表 示管を用いた表示装置 1 9に表示される。
    [0119] 次に、 この磁気探傷装置を用いて薄鋼帯 1 0の厚み方向の 欠陥発生位置 X i と欠陥規模 aを算出する手順を説明する。
    [0120] —対の中空ロール l b , 1 は薄銅帯 1 0の表面および裏面 にそれぞれ接触しているので各磁気センサ 7 b , 7 と薄鋼帯 1 0の表面および裏面までの距離は一定に保たれる。 したが つて、 欠陥が存在した場合に、 各磁気センサ 7 b， 7にて検 出される漏洩磁束値 ， Y2 は（1) (2) 式に示すように、 欠陥規模 a と欠陥までの距離、 すなわち該当磁気セ ンサ側の 表面からの各深さ , X 2 との関数で表示することができ る o Y i = F ! (X i , a ) …（1)
    [0121] Y2 = F 2 (X 2 , a ) …（2)
    [0122] この各関数 F！ , F 2 は例えば第 1 8図に示すように、 例 えば指数減衰曲線で近似できる。 そこで、 実施例においては、 (1) (2) 式を次の （3) (4)式に示すように指数関数で近似して いる。
    [0123] Y 1 = C 1 1 exp [ C 12X i + a ] … (3)
    [0124] Y 2 = C 21 exp [ C 22X 2 + a ] … (4)
    [0125] 但し、 C n， C 1 2 , C 2 1 , C 22は予め実験的に求められて いる定数である。
    [0126] また、 鋼帯の厚み Tは予め定まっているので、
    [0127] T = X 1 + X - (5)
    [0128] である。 よって、 （3) (4) (5) の連立方程式を解く ことによつ て、 欠陥規模 a と欠陥位置 X i が求まる。
    [0129] 第 1 9図は欠陥位置 および欠陥規模 aを算出する過程 を模式的に示す図である。 欠陥規模 aが a = a 3 ， a = a 2 ， a = a！ と変化すると、 欠陥信号 y の特性は右方向へ平行 移動する。 また、 欠陥規模 aが a = a 3 , a = a 2 , a = a i と変化すると、 欠陥信号 y 2 の特性は左方向へ平行移動す
    [0130] O o
    [0131] したがって、 測定された信号値 に対応する特性上の点 は b i , b 2 , b 3 となる。 同様に、 測定された信号値 Y 2 に対応する特性上の点は c ， c 2 , c 3 となる。 したがつ て、 欠陥規模 aが互いに等しく、 また、 それぞれ同時に各信 号値 , Y 2 を満足する点は b 2 ， c 2 となる。 よって、 この b 2 , c 2 点に対応する位置 X : が欠陥発生位置となり、 その時の欠陥規模 a 2 が該当欠陥の欠陥規模 a となる。
    [0132] このように構成された薄鋼帯の磁気探傷装置によれば、 探 傷対象と しての薄鋼帯 1 0を挟んで対向配置された一対の中 空ロール l b， 1内に配設された各磁気センサ 7 b , 7で検 出された薄鋼帯 1 0の各欠陥信号 y , , y 2 から簡単な計算 式でもって， 薄鋼帯 1 0の表面および内部に存在する欠陥の 位置 X , と欠陥規模 a とを正確に把握できる。
    [0133] したがって、 欠陥発生位置 X とその規模 aが正確に把握 できるので、 欠陥の種類もほぼ正確に把握できる。 この磁気 探傷装置で把握できる欠陥の種類と して、 例えば、 顕存ガウ ジ、 潜在ガウジ、 溶接部、 ブローホール、 穴、 エッ ジ ト ング 疵、 耳割れ疵、 ト リマー疵等がある。
    [0134] このように、 欠陥の発生位置、 欠陥規模、 欠陥種類等が正 確に把握されるので、 この磁気探傷装置を工場の検査ライ ン に組込んだ場合において、 これらの検査データを品質改良対 策の重要な情報とすることができる。
    [0135] また、 各磁気センサ 7 b， 7をそれぞれ中空ロール 1 b , 1内に収納している。 そして、 各中空ロール l b， 1 は常時 薄鋼帯 1 0の上面および下面に一定の付勢力で押付けられて いる。 したがって、 各磁気センサ 7 b , 7と薄鋼帯 1 0の上 面および下面との間の距離を常時一定に維持できる。 よって、 たとえ薄鋼帯 1 0が走行過程で上下に振動したと しても前記 距離は一定値に維持されるので、 欠陥測定精度がさ らに向上 する。 第 2 0図は、 実施例装置において、 測定された実際の欠陥 の欠陥規模と、 この実測された欠陥を切断等によつて実際に 解剖して観測者が目視によつて欠陥規模を A〜 Eの 5段階に 評価した結果との対応を示す図である。 測定された欠陥規模 は目視評価と良い対応を示していることが理解できる。
    [0136] なお、 本発明は上述した実施例に限定されるものではない。 実施例のデータ処理装置 1 8内においては、 各信号値 Y t ， Y 2 から欠陥発生位置 X i と欠陥規模 aを算出する手段と し て、 欠陥信号 y i , y 2 を（3) (4)式に示すような指数関数近 似手法が用られた。 しかし、 簡単な関数近似できない場合は、 予め欠陥位置と欠陥規模が既知の多数の標準欠陥試料を用い て、 その標準欠陥試料を測定する。 そして、 得られた各磁気 センサ 7 b， 7の各信号値 ， Y 2 と前記欠陥位置 と 欠陥規模 aのとの関係を、 第 2 1図に示すように、 テーブル の形で記億することが可能である。 そして、 実際の薄鋼帯 1 0を測定して得られた、 各測定値 Y i ， Y 2 でもって第 2 1 図のテーブルを検索して、 各測定値 ， Y 2 の組合わせが 最も近いデータに対応する欠陥位置と欠陥規模とを読出して、 この読出した欠陥位置と欠陥規模を測定結果とすればよい。 次に、 中空ロール内に収納された磁化器 4でもって磁化さ れた薄鋼帯 1 0の内部又は表面に起因して生じる漏洩磁束を 過飽和型の磁気センサを用いて検出する場合の磁気検出回路 を説明する。
    [0137] 第 2 2図は磁気検出回路の概略構成を示すプロッ ク図であ o 過飽和型の磁気センサ 7は、 棒状に形成された強磁性体コ ァ 2 1 と、 この強磁性体コア 2 1に巻装された検出コイル 2 2とで構成されている。 パルス電圧発生器 23は、 第 23図 に示すような、 一定の間隔で正負のパルス電圧を出力する。 出力パルス電圧発生器 2 1の出力端子には固定イ ンピーダン スである抵抗 24を介して過飽和型の磁気センサ 7の検出コ ィル 22の一端に接続されている。 検出コイル 22の他端は 接地されている。 パルス電圧発生回路 23から出力されたパ ルス電圧は検出コイル 22に印加される。 その結果、 強磁性 体コア 2 1は過飽和領域まで磁化される。
    [0138] 検出コイル 22の一端は正電圧ピーク検波器 25及び負電 圧ピーク検波器 26の入力端子に接続されている。 各ピーク 検波器 26， 26は、 入力信号の （+ ) 側のピーク値 V , お よび （一） 側のピーク値一 V2 を検出する。 各ピーク検波器 25， 26にて得られた各ピーク値 V！ , — V2 は次の加算 器 27へ入力される。 加算器 27は、 各ピーク値 V ， 一 V 2 を加算して出力電圧 V。 を出力する。
    [0139] 次に動作原理を第 24図乃至第 28図を用いて説明する。 第 24図に示すような交流電圧波形を有する交流電力を抵 抗 24を介して磁気センサ 7の検出コイル 22に印加する。 すると、 検出コイル 22の両端に発生する電圧 e。 は抵抗 2 の抵抗値 Rと検出コイル 22のイ ンピーダンス Z sに対応 して決定される。 すなわち、
    [0140] e 0 = e « Z s / (R + Z s ) (6)
    [0141] で示される。 なお、 eは印加する電圧値である。 そして、 検出コイル 2 2は強磁性体コア 2 1に巻装されて いるので、 イ ンピーダンス Z s は強磁性体コア 2 1 の透磁率 に比例して変化する。
    [0142] 今、 外部磁界を磁気センサ 7に加えない状態で、 検出コィ ル 2 2に交流電流を流したとすると、 第 2 7図に示すように 強磁性体コア 2 1 のヒステリ シス特性に従って、 強磁性体コ ァ 2 1の透磁率特が変化する。 なお、 nはコイル巻数、 i は コィル電流である。
    [0143] このため検出コイル 2 2の両端に発生する出力電圧は第 2 5図に示すような波形となる。 そして外部磁界を加えられな い状態では波形は正、 負対称波形となり、 正方向の電圧 と負方向の電圧 V 2 は等しく なる。
    [0144] この状態で外部磁界を加えると、 強磁性体コア 2 1を交差 する磁束は検出コィル 2 2で発生する磁界と外部磁界との合 成磁束となる。 このため検出コイル 2 2の両端に発生する波 形は第 2 6図に示すように V > V 2 となる。
    [0145] したがって、 検出コイル 2 2の両端に発生する出力電圧の 正側の電圧 と負側の電圧 V 2 を比較しその差を求めるこ とによって間接的に外部磁界を計測できる。 磁気探傷装置に おいては外部磁界は欠陥によつて発生する漏洩磁束の強度を 検出できる。
    [0146] このような過飽和型の磁気センサ 7を用いるこ とによって、 第 2 8図に示すように 0 1 0ガウスという微小な磁束密度 に対して 0 5 0 0 m Vという出力電圧 V。 を得ることが可 能である。 第 2 2図に示す実施例の磁気検出回路においては、 磁気セ ンサ 7に印加する交流電力は第 2 3図に示すような正負のパ ルス電圧波波形を有する。
    [0147] このように磁気センサ 7の検出コイル 2 2に対してパルス 電圧を供給しているので、 第 2 4図に示す通常の交流電力を 供給する場合に比べて消費電力は少なく なり、 省電力化を図 る こ とができる。 例えばパルス電圧のパルス幅とパルス周期 との比を 1 0 〜 1 0 0に設定すれば、 磁気センサ 7に供給す る平均電力を 1 Z 1 0 〜 1 _ 1 0 0程度に抑えるこ とができ る。 その結果、 磁気探傷装置の動力源と してバッテリを使用 することが充分に可能となる。
    [0148] また、 検出コイル 2 2の両端に発生する電圧のピーク値を 検出するよ うにしているので、 前述したパルス幅とパルス周 期との比を 2 〜 1 0 0 という広い幅で変化させても微小磁束 の検出感度の相対感度はほとんど変化しない。
    [0149] また、 消費電力が少ないので、 多数の磁気センサ 7を薄鋼 帯 1 0の幅方向に配設した磁気探傷装置においても、 消費電 力が大幅に増大することはない。
    [0150] 第 2 9図は他の実施例の磁気検出回路の概略構成を示すプ ロッ ク図である。
    [0151] この実施例の磁気検出回路においては、 第 2 2図の回路に 磁気センサ 7に印加するパルス電圧に直流バイァス電圧を加 算するバイアス回路を付加している。
    [0152] 加算器 2 7の出力電圧 V。 はローパスフィ ルタ 4 1 で直流 に変換された後、 差動増幅器 4 2に入力される。 差動増幅器 42は入力された出力電圧 V。 と基準電圧発生器 43から出 力された基準電圧 Vs との差電圧 Δ Vを出力する。 差動増幅 器 42から出力された差電圧厶 Vは次の直流電源 44へ入力 さるる。 直流電源 44は、 その差電圧 Δνに比例する直流バ ィ ァス電圧 VB を加算器 4 5を介して前記パルス電圧に加算 す < > o
    [0153] 次に、 直流バイ アス電圧 VB をパルス電圧に加算する効果 を説明する。
    [0154] 第 30図は、 直流電源 4 からの直流バイァス電流の値を O mA, 50 mA, 1 00 mA, 160 mA, 200 mAと 変化させたときの検出コイル 22の磁化電流と出力電圧との 関係を測定した結果を示すグラフである。
    [0155] 例えば、 0 m Aの直流バイァス電流を供耠した場合には、 磁化電流に対する出力電圧の直線特性の範囲が、 0〜 2. 5 Aであるのに対して、 検出コイル 22に 1 00 m Aの直流バ ィ ァス電流を供給すると、 直線特性の範囲が 0〜4. 5 Aま で拡大される。 このように、 直流バイ アス電流を変化するこ とによって、 測定スパンを拡大でき、 欠陥検出精度を向上で さ O o
    [0156] そして、 直流バイァス電流が 1 00 mAからさらに増大す ると、 測定スパンは変化しないが、 漏洩磁束の測定領域が移 動する。 このことは、 逆に、 直流バイ アス電流の値を調整し て、 欠陥が全く存在しない薄鋼帯 1 0を磁気探傷した場合に、 出力電圧 V。 が常時 0になるように、 バイ アス電流を制御す ればよい。 第 2 9図に示す磁気検出回路においては、 出力電圧 V。 と 基準電圧 V s との差電圧 Δ νに比例するバイアス電圧 V B が パルス電圧に加算されるので、 欠陥が存在しない場合は自動 的に出力電圧 V。 が 0に制御される。 なお、 制御ループの周 波数応答は低く、 反対に、 走行中の薄鋼帯 1 0の欠陥は高い 波数成分を有するので、 その欠陥は確実に検出される。
    [0157] このように、 磁気検出回路の測定範囲の中央に動作点が自 動的に捕正されるので、 たとえ測定条件が変化しても、 常に 良好な測定範囲を確保でき、 欠陥検出能力をさ らに向上させ ることが可能である。
    权利要求:
    Claims請求の範囲
    ( 1 ) 薄鋼帯の走行路に直交する固定軸に回転自在に支持さ れ、 前記走行路を走行する薄鋼帯の表面に接するこ とによつ て回転する中空ロールと、 この中空ロール内に配設され、 前 記走行方向に離間した磁極を有し、 前記薄鋼帯内に磁界を発 生させる磁化器と、 前記薄鋼帯の内部又は表面の欠陥に起因 して生じる漏洩磁束を検出する磁気センサとを備えた薄鋼帯 の磁気探傷装置において、
    前記離間した磁極間の距離がこの磁極から前記薄鋼帯まで の距離の 2以上でかつ 8倍以下に設定された薄鋼帯の磁気探 傷装置。
    (2) 前記磁気センサは中空ロール内に収納された請求の範 囲第 1項記載の薄銅帯の磁気探傷装置。
    (3) 前記中空ロールにおける薄鋼帯と接触する領域の厚さ が被接触領域の厚さより薄い請求の範囲第 2項記載の薄銅帯 の磁気探傷装置。
    (4 ) 前記磁気センサの前記走行方向の位置が前記磁極間の 中央位置から走行方向側へ前記薄鋼帯の残留磁化特性で定ま る微小距離だけ移動した位置に設定された請求の範囲第 1項 又は第 2項記載の薄鋼帯の磁気探傷装置。
    (5) 薄鋼帯の走行路に直交する固定軸に回転自在に支持さ れ、 前記走行路を挟んでこの走行路を走行する薄鋼帯の表面 および裏面にそれぞれ接することによって回転する一対の中 空ロールと、 この一対の中空ロールのうちの一方の中空口一 ル内に配設され、 前記薄銅帯内に磁界を発生させる磁化器と、 前記一対の中空ロールのうちの他方の中空ロール内に配設さ れ、 前記薄鋼帯の内部または表面の欠陥に起因して生じる漏 洩磁束を検出する磁気センサとを備えた薄鋼帯の磁気探傷装
    (6) 前記磁気センサが収納された中空ロールが前記磁化器 が収納された中空ロールより上方に位置する請求の範囲第 5 項記載の薄鋼帯の磁気探傷装置。
    (7) 前記磁気センサが収納された中空ールの厚みが前記磁 化器が収納された中空ロールの厚みより薄い請求の範囲第 6 項記載の薄鋼帯の磁気探傷装置。
    (8) 薄鋼帯の走行路に直交する固定軸に回転自在に支持さ れ、 前記走行路を挟んでこの走行路を走行する薄鋼帯の上面 および下面にそれぞれ接することによって回転する一対の中 空ロールと、 この一対の中空ロールのうちの一方の中空ロー ル内に配設され、 前記薄鋼帯内に磁界を発生させる磁化器と、 前記各中空ロール内に配設され、 前記薄銅帯の内部または表 面の欠陥に起因して生じる漏洩磁束を検出する一対の磁気セ ンサと、 この一対の磁気センサで検出された各漏洩磁束値か ら前記欠陥の前記薄鋼帯の厚み方向の欠陥発生位置と欠陥規 模を算出するデータ処理装置とを備えた薄鋼帯の磁気探傷装 置 o
    ( 9 ) 前記磁化器は前記一対の中空ロールのうち前記薄鋼帯の 下面に接する中空ロール内に配設された請求の範囲第 8項記 載の薄鋼帯の磁気探傷装置。
    ( 1 0) 薄鋼帯の走行路に直交する固定軸に回転自在に支持さ れ、 前記走行路を走行する薄鋼帯の表面に接することによつ て回転する中空ロールと、 この中空ロール内に配設され、 前 記薄鋼帯内に磁界を発生させる磁化器と、 前記薄鋼帯の内部 又は表面の欠陥に起因して生じる漏洩磁束を検出する磁気検 出回路とを備えた薄鋼帯の磁気探傷装置において、
    前記磁気検出回路は、 前記中空ロール内に収納され、 強磁 性体コアに検出コィルを巻装してなる過飽和型の磁気センサ と、 この磁気センサの検出コイルに固定ィ ン ピーダンスを介 して交流電力を供給して過飽和領域まで励磁する励磁電力供 給手段と、 前記検出コィルの両端に発生する電圧の正側電圧 および負側電圧を検出する電圧検出手段と、 この電圧検出手 段にて検出された正側電圧と負側電圧とを加算して、 この加 算値を前記漏洩磁束に対応する測定値とする演算手段とで構 成された薄鋼帯の磁気探傷装置。
    (1 1) 前記励磁電力供給手段は前記検出コィルに正負のパル ス電圧を供給するパルス電圧発生器であり、 前記電圧検出手 段は前記検出コィルの両端に発生する電圧の正負のピーク値 を検出する一対のピーク値検出回路である請求の範囲第 1 0 項記載の薄銅帯の磁気探傷装置。
    (12) 前記パルス電圧発生器から出力されるパルス電圧に直 流バイアス電圧を加算する直流バイアス加算手段を備えた請 求の範囲第 1 1項記載の薄鋼帯の磁気探傷装置。
    (1 3) 前記演算手段にて得られた測定値に応じて前記直流バ ィァス電圧を可変制御するバイァス制御手段を備えた請求の 範囲第 1 2項記載の薄鋼帯の磁気探傷装置。
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