JPH06118060A - Magnetic optical defect inspecting device - Google Patents

Magnetic optical defect inspecting device

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Publication number
JPH06118060A
JPH06118060A JP26502092A JP26502092A JPH06118060A JP H06118060 A JPH06118060 A JP H06118060A JP 26502092 A JP26502092 A JP 26502092A JP 26502092 A JP26502092 A JP 26502092A JP H06118060 A JPH06118060 A JP H06118060A
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JP
Japan
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gap
magnetic flux
flux density
effect element
faraday effect
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP26502092A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuji Naito
藤 修 治 内
Takashi Ohira
平 尚 大
Yoichi Naganuma
沼 洋 一 永
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
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Abstract

PURPOSE:To detect a defect with high reliability even when a steel plate to be inspected is vibrated according to its carriage. CONSTITUTION:The gap G1 between a Faraday effect element 20 and a steel plate and the gap G2 between magnetic poles 11e, 11f of a magnetizer and the steel plate 1 are detected by sensors 71, 72, respectively. According to a predetermined optimum magnetization curve, magnetic flux density is determined from G1. According to G2, the dimension of the steel plate, and kind of steel, the magnetic flux density is corrected. A magnetizing current value corresponding to the magnetic flux density after correction is determined from a predetermined characteristic curve.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ファラデ−効果を利用
して磁気光学的に検査対象物の欠陥を検出する装置に関
し、例えば厚板鋼板等における表面欠陥及び表層内部欠
陥を検出するのに利用しうる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for magneto-optically detecting defects in an object to be inspected by using the Faraday effect, and for detecting surface defects and surface internal defects in, for example, thick steel plates. Available.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ファラデ−効果を利用して磁気光
学的に検査対象物の欠陥を検出する方法が注目されてい
る。この方法では、強磁性体でなる検査対象物を磁化
し、その表面に近接配置したファラデ−効果素子(又は
磁気光学効果素子と呼ばれる)に直線偏光の光を入射さ
せ、該素子を透過しその底面の反射膜で反射し、再びフ
ァラデ−効果素子を透過した反射光の偏光状態を、検光
子を介して観察する。即ち、ファラデ−効果素子を通過
する光の偏光面は、それが受ける磁界によって回転する
が、検査対象物に欠陥がない時には漏れ磁束がないので
ファラデ−効果素子が磁界の影響を受けないので偏光面
は回転せず、検査対象物に欠陥があると、漏れ磁束が生
じてファラデ−効果素子が磁界の影響を受け偏光面が回
転するので、検光子を通して反射光の偏光の方向を観察
することにより、欠陥の有無を検出しうる。
2. Description of the Related Art In recent years, attention has been focused on a method of magneto-optically detecting a defect in an inspection object by utilizing the Faraday effect. In this method, a test object made of a ferromagnetic material is magnetized, and linearly polarized light is incident on a Faraday effect element (or called a magneto-optical effect element) arranged close to the surface of the object and transmitted through the element. The polarization state of the reflected light reflected by the reflection film on the bottom surface and transmitted again through the Faraday effect element is observed through an analyzer. That is, the plane of polarization of the light passing through the Faraday effect element is rotated by the magnetic field that it receives, but when there is no defect in the inspection object, there is no leakage flux, so the Faraday effect element is not affected by the magnetic field. The plane does not rotate, and if the inspection object has a defect, leakage flux will occur and the Faraday effect element will be affected by the magnetic field and the polarization plane will rotate, so observe the polarization direction of the reflected light through the analyzer. Thus, the presence or absence of a defect can be detected.

【0003】この種の磁気光学欠陥検査装置の従来技術
については、例えば、特開平2−253152号公報及
び特開平3−276050号公報に開示されている。
The prior art of this type of magneto-optical defect inspection apparatus is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 2-253152 and 3-276050.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述のように磁気光学
的に検査対象物の欠陥を検出する方法では、ファラデ−
効果素子と検査対象物の表面との間隙を一定に維持しな
いと、検出される信号のS/N比が悪化する傾向があ
る。このため、実際に厚板鋼板等の欠陥を検出しようと
する場合、機械的なならい装置を介して、ファラデ−効
果素子を厚板鋼板等の表面上に載置し、両者の間隙が一
定になるように装置を構成していた。また、同様になら
い装置を介して、電気コイルを厚板鋼板等の表面上に載
置し、両者の間隙が一定になるように装置を構成すると
ともに、電気コイルに一定の電流を流して厚板鋼板等を
磁化していた。
As described above, in the method of detecting the defect of the inspection object by the magneto-optical method, the Faraday method is used.
If the gap between the effect element and the surface of the inspection object is not kept constant, the S / N ratio of the detected signal tends to deteriorate. Therefore, when actually trying to detect a defect in a thick steel plate or the like, a Faraday effect element is placed on the surface of the thick steel plate or the like via a mechanical tracing device so that the gap between them is constant. The device was configured so that Similarly, an electric coil is placed on the surface of a thick steel plate through a tracing device, and the device is constructed so that the gap between the two becomes constant. Plates Steel sheets were magnetized.

【0005】しかし、厚板鋼板を高速で移動させながら
その欠陥検査を実施する場合、厚板鋼板が振動するの
で、その振動に追従するように、厚板鋼板の表面から所
定の間隙(例えば1mm)の位置に、ファラデ−効果素
子及び電気コイルをならい装置で常時正確に位置決めす
ることは実際上不可能であり、各間隙の変化によって、
信号のS/N比が劣化するのは避けられなかった。
However, when the defect inspection is carried out while moving the thick steel plate at a high speed, the thick steel plate vibrates, so that a predetermined gap (for example, 1 mm from the surface of the thick steel plate is followed so as to follow the vibration. It is practically impossible to accurately position the Faraday effect element and the electric coil with the tracing device at the position of), and the change of each gap causes
It is unavoidable that the signal S / N ratio deteriorates.

【0006】従って本発明は、例えば厚板鋼板のように
その振動によって表面位置が常時変化する検査対象物を
検査する場合であっても、検出信号のS/N比の劣化を
防止し、高い信頼性で欠陥を検出しうる、実用的な磁気
光学欠陥検査装置を提供することを課題とする。
Therefore, the present invention prevents deterioration of the S / N ratio of the detection signal even when inspecting an inspection object whose surface position constantly changes due to vibration, such as a thick steel plate, and is high. An object of the present invention is to provide a practical magneto-optical defect inspection apparatus capable of detecting defects with reliability.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の磁気光学欠陥検査装置は、検査対象物の少
なくとも表層部を磁化する磁化手段(10);検査対象
物の磁化される面の近傍に配置され、それが受ける磁界
に応じてそれを透過する光の偏光面を回転する、ファラ
デ−効果素子手段(20);直線偏光の光を、前記ファ
ラデ−効果素子手段の面に照射する、照明手段(3
0);前記ファラデ−効果素子手段からの反射光を、枠
体中央の開口部を介して受光する検光子(40);該検
光子の近傍に配置され、検光子を通った光の強度から検
査対象物上の欠陥を検出する、欠陥検出手段(50);
前記磁化手段及びファラデ−効果素子手段を支持し、そ
れらを検査対象物の表面近傍に位置決めする、ならい手
段(2);検査対象物の表面とファラデ−効果素子手段
との間隙の大きさを検出する、第1の間隙検出手段(7
1);検査対象物の表面と磁化手段との間隙の大きさを
検出する、第2の間隙検出手段(72);前記第1の間
隙検出手段の検出した間隙の大きさに基づいて、目標磁
束密度を決定する磁束密度決定手段(73);及び該磁
束密度決定手段が決定した目標磁束密度と前記第2の間
隙検出手段の検出した間隙の大きさに基づいて、最適な
励磁電流を決定し、決定された励磁電流で前記磁化手段
を付勢する、励磁電流決定手段(74);を備える。
In order to solve the above problems, a magneto-optical defect inspection apparatus according to the present invention comprises a magnetizing means (10) for magnetizing at least the surface layer portion of an inspection object; a magnetized surface of the inspection object. Faraday effect element means (20) arranged in the vicinity of and rotating the plane of polarization of light passing through it in response to a magnetic field received by the Faraday effect element means (20); Lighting means (3
0); an analyzer (40) for receiving the reflected light from the Faraday effect element means through an opening in the center of the frame; arranged in the vicinity of the analyzer and changing the intensity of light passing through the analyzer. Defect detection means (50) for detecting defects on the inspection object;
Tracing means (2) for supporting the magnetizing means and the Faraday effect element means and positioning them near the surface of the inspection object; detecting the size of the gap between the surface of the inspection object and the Faraday effect element means. First gap detecting means (7
1); second gap detecting means (72) for detecting the size of the gap between the surface of the inspection object and the magnetizing means; a target based on the size of the gap detected by the first gap detecting means A magnetic flux density determining means (73) for determining the magnetic flux density; and an optimum exciting current based on the target magnetic flux density determined by the magnetic flux density determining means and the size of the gap detected by the second gap detecting means. And an exciting current determining means (74) for activating the magnetizing means with the determined exciting current.

【0008】また第2番の発明では、前記磁束密度決定
手段(73)は、各々の間隙の大きさに対して欠陥検出
信号のS/N比が最大になる時の磁束密度の大きさを求
める計算式もしくは定数テ−ブルを予め保持し、第1の
間隙検出手段の検出した間隙の大きさに対して、欠陥検
出信号のS/N比が最大になる磁束密度を求め、それを
目標磁束密度とするように構成する。
In the second invention, the magnetic flux density determining means (73) determines the magnitude of the magnetic flux density when the S / N ratio of the defect detection signal becomes maximum with respect to the size of each gap. The calculation formula or constant table to be obtained is held in advance, and the magnetic flux density at which the S / N ratio of the defect detection signal becomes maximum with respect to the size of the gap detected by the first gap detecting means is obtained and the target is set. It is configured to have a magnetic flux density.

【0009】また第3番の発明では、前記励磁電流決定
手段(74)は、更に、検査対象物の寸法及び鋼種の情
報を入力し、それらに応じて最適な励磁電流を決定する
ように構成する。
In the third aspect of the invention, the exciting current determining means (74) is further configured to input information on the size and steel type of the object to be inspected and determine the optimum exciting current in accordance with them. To do.

【0010】なお上記括弧内に示した記号は、後述する
実施例中の対応する要素の符号を参考までに示したもの
であるが、本発明の各構成要素は実施例中の具体的な要
素のみに限定されるものではない。
The symbols shown in parentheses are reference numerals of corresponding elements in the embodiments described later, but each constituent element of the present invention is a specific element in the embodiments. It is not limited to only.

【0011】[0011]

【作用】前述のように、例えば厚板鋼板を高速で移動さ
せながらその表面の欠陥検査を実施する場合、厚板鋼板
が振動するので、厚板鋼板の表面と、磁化手段及びファ
ラデ−効果素子手段との各間隙が変化するのは避けられ
ない。そこで本発明においては、検査対象物の表面とフ
ァラデ−効果素子手段との間隙の大きさを検出する第1
の間隙検出手段と、検査対象物の表面と磁化手段との間
隙の大きさを検出する第2の間隙検出手段を設けてあ
り、それらが検出した間隙の大きさに応じて、磁化手段
を付勢する励磁電流の大きさを補償するように制御して
いる。
As described above, when a defect inspection of the surface of a thick steel plate is carried out while moving the thick steel plate at a high speed, the thick steel plate vibrates, so that the surface of the thick steel plate, the magnetizing means and the Faraday effect element. It is inevitable that each gap with the means will change. Therefore, in the present invention, the first aspect is to detect the size of the gap between the surface of the inspection object and the Faraday effect element means.
And a second gap detecting means for detecting the size of the gap between the surface of the inspection object and the magnetizing means, and the magnetizing means is attached according to the size of the gap detected by them. The control is performed so as to compensate the magnitude of the exciting current that is applied.

【0012】本発明者の調査によれば、検査対象物の表
面とファラデ−効果素子手段との間隙の大きさ,及び検
査対象物中の磁束密度と、欠陥検出信号のS/N比との
間には相関があり、しかも前記間隙を特定の状態に設定
した場合に、前記磁束密度をある値に設定することによ
り、最高のS/N比が得られることが分かっている。従
って、最高のS/N比が得られる磁束密度は、前記相関
と第1の間隙検出手段により検出される間隙に応じて求
めることができ、それによって求めた磁束密度になるよ
うに磁化手段を付勢する励磁電流を調整すれば、常に最
高のS/N比が得られることになる。また、検査対象物
中の磁束密度は、検査対象物の表面と磁化手段との間隙
の大きさに応じて変化するので、励磁電流の大きさは、
第2の間隙検出手段によって検出される間隙の大きさ
と、決定された目標磁束密度に応じて決定している。こ
れによって、検査対象物の振動によって各間隙が変化す
る場合でも、常に最高のS/N比が得られるように、磁
化手段を付勢する励磁電流が補償され、信頼性の高い欠
陥検出が実現する。
According to the investigation by the present inventor, the size of the gap between the surface of the inspection object and the Faraday effect element means, the magnetic flux density in the inspection object, and the S / N ratio of the defect detection signal. It has been found that there is a correlation between them, and when the gap is set to a specific state, the maximum S / N ratio can be obtained by setting the magnetic flux density to a certain value. Therefore, the magnetic flux density with which the highest S / N ratio is obtained can be obtained according to the above correlation and the gap detected by the first gap detecting means, and the magnetizing means is set so as to obtain the magnetic flux density obtained thereby. The highest S / N ratio can always be obtained by adjusting the exciting current to be applied. Further, since the magnetic flux density in the inspection object changes according to the size of the gap between the surface of the inspection object and the magnetizing means, the magnitude of the exciting current is
It is determined according to the size of the gap detected by the second gap detecting means and the determined target magnetic flux density. As a result, the exciting current for energizing the magnetizing means is compensated so that the highest S / N ratio can always be obtained even when each gap changes due to the vibration of the inspection object, and highly reliable defect detection is realized. To do.

【0013】[0013]

【実施例】実施例の欠陥検査装置を正面から見た状態及
び側面から見た状態の外観を、それぞれ図2及び図3に
示す。この欠陥検査装置は、製造された厚板鋼板1の検
査ラインに設置されている。厚板鋼板1は、図2の矢印
方向に高速で搬送されながら、その表面の全域が欠陥検
査装置によって検査される。実際の厚板鋼板1は非常に
大きいので、その全域を1台の欠陥検査装置で検査する
ことはできず、従って実際には、多数の欠陥検査装置が
検査ライン上に配列されているが、図では1台の欠陥検
査装置のみが示されている。また、欠陥検査装置は移動
しないが、4つの車輪2を介して厚板鋼板の表面1aと
常時当接しており、表面1aに倣って動くように支持さ
れている。
EXAMPLE FIGS. 2 and 3 show the appearances of the defect inspection apparatus of the example as seen from the front and from the side, respectively. This defect inspection device is installed on the inspection line of the manufactured thick plate steel sheet 1. The thick steel plate 1 is inspected by a defect inspection apparatus while being conveyed at a high speed in the direction of the arrow in FIG. Since the actual thick steel plate 1 is very large, the entire area cannot be inspected by a single defect inspection apparatus. Therefore, in reality, many defect inspection apparatuses are arranged on the inspection line. In the figure, only one defect inspection apparatus is shown. Although the defect inspection device does not move, it is in constant contact with the surface 1a of the thick steel plate via the four wheels 2 and is supported so as to move following the surface 1a.

【0014】この欠陥検査装置は、ファラデ−効果を利
用して、厚板鋼板表面の欠陥を検出する。即ち、厚板鋼
板1を磁化する場合、欠陥が無ければ表面1a上に漏洩
磁束は生じないが、欠陥があると漏洩磁束が生じる。従
って、表面1a上にファラデ−効果を生じる素子を配置
すれば、漏洩磁束の有無によって、該素子を通る光の偏
光面の方向が変化するので、偏光の方向によって、漏洩
磁束の有無、つまり欠陥の有無が検出できる。従って、
この欠陥検査装置の主要部は、磁化器10,ファラデ−
効果素子20,投光器30,及び受光器60で構成され
ている。
This defect inspection device detects defects on the surface of a thick steel plate by utilizing the Faraday effect. That is, when the thick steel plate 1 is magnetized, if there is no defect, the leakage magnetic flux does not occur on the surface 1a, but if there is a defect, the leakage magnetic flux occurs. Therefore, if an element that produces the Faraday effect is arranged on the surface 1a, the direction of the plane of polarization of the light passing through the element changes depending on the presence or absence of the leakage magnetic flux. The presence or absence of can be detected. Therefore,
The main part of this defect inspection apparatus is a magnetizer 10, a Faraday
It is composed of an effect element 20, a light projector 30, and a light receiver 60.

【0015】ファラデ−効果素子20は、薄板状で厚板
鋼板1の幅方向に長い帯状(長方形状)に形成されてお
り、厚板鋼板1の表面1aに近接してそれと対向するよ
うに配置されている。ファラデ−効果素子20の主要部
は、希土類・鉄・ガ−ネット(RIG)の垂直磁化膜で
あり、面に垂直な方向以外は難磁化特性を有し、500
〜1000エルステッド程度の水平磁界では磁区の移動
や磁気飽和が生じない物が使用されている。また、膜の
上面(光の入射面)には無反射コ−ティング、膜の底面
(鋼板と対向する面)には全反射コ−ティングがそれぞ
れ施されており、ファラデ−効果素子20に入射した光
は、垂直磁化膜内を通り、底面で反射されて再び垂直磁
化膜内を通り、ファラデ−効果素子20から出る。光が
垂直磁化膜内を往復する間に、ファラデ−効果により、
偏光面の回転が生じる。回転量は、透過距離,膜の感度
定数,及び膜位置の垂直方向の磁束の大きさによって定
まり、垂直方向の磁束の大きさは、鋼板表面又は表層部
の欠陥の有無によって大きく変化する。
The Faraday effect element 20 is a thin plate-shaped and is formed in a strip shape (rectangular shape) long in the width direction of the thick steel plate 1, and is arranged so as to be close to and face the surface 1a of the thick steel plate 1. Has been done. The main part of the Faraday effect element 20 is a rare earth / iron / garnet (RIG) perpendicular magnetization film, which has a non-magnetization characteristic except in the direction perpendicular to the plane.
A material that does not cause magnetic domain movement or magnetic saturation in a horizontal magnetic field of about 1000 Oersted is used. The top surface (light incident surface) of the film is subjected to non-reflection coating, and the bottom surface of the film (surface facing the steel plate) is subjected to total reflection coating, which is incident on the Faraday effect element 20. The generated light passes through the perpendicular magnetic film, is reflected by the bottom surface, passes through the perpendicular magnetic film again, and exits from the Faraday effect element 20. While the light reciprocates in the perpendicular magnetization film, due to the Faraday effect,
Rotation of the plane of polarization occurs. The amount of rotation is determined by the transmission distance, the sensitivity constant of the film, and the magnitude of the magnetic flux in the vertical direction at the film position, and the magnitude of the vertical magnetic flux greatly changes depending on the presence or absence of defects on the steel plate surface or surface layer portion.

【0016】磁化器10の外観を図1に示す。図1を参
照すると、この磁化器10は、強磁性体で構成されたコ
ア11と、それに巻回された2つの電気コイル12及び
13で構成されている。コア11は、4辺11a,11
b,11c及び11dでなる実質上矩形の枠体であり、
互いに対向する2辺11c及び11dに、それぞれ電気
コイル12及び13が巻回してある。また残りの2辺1
1a及び11bには、それぞれ突起11e及び11fが
形成してある。2つの電気コイル12及び13は、巻数
が同一になっており、また互いに対称に磁束を発生する
ように結線されている。つまり、電気コイル12の一端
12aがN極、他端12bがS極になる時には、電気コ
イル13の一端13aがN極、他端13bがS極にな
り、突起11e及び11fがそれぞれN極及びS極の磁
極を形成する。
The appearance of the magnetizer 10 is shown in FIG. Referring to FIG. 1, the magnetizer 10 includes a core 11 made of a ferromagnetic material and two electric coils 12 and 13 wound around the core 11. The core 11 has four sides 11a, 11
a substantially rectangular frame body composed of b, 11c and 11d,
Electric coils 12 and 13 are respectively wound around two sides 11c and 11d facing each other. The remaining two sides 1
Protrusions 11e and 11f are formed on 1a and 11b, respectively. The two electric coils 12 and 13 have the same number of turns, and are connected so as to generate magnetic flux symmetrically with each other. That is, when one end 12a of the electric coil 12 is the N pole and the other end 12b is the S pole, one end 13a of the electric coil 13 is the N pole and the other end 13b is the S pole, and the protrusions 11e and 11f are the N pole and the N pole, respectively. A south pole is formed.

【0017】図2及び図3に示すように、突起11e及
び11fは、厚板鋼板1の表面1aと近接して配置され
ているので、電気コイル12及び13に通電し、突起1
1e及び11fに磁極を形成することによって、厚板鋼
板1が磁化される。また、突起11e及び11fは、各
辺11a及び11bの中央部に形成されているので、厚
板鋼板1は、磁化器10の中心部と対向する位置が最も
強く磁化される。この位置と対向するように、ファラデ
−効果素子20が配置されている。また、コア11は矩
形の枠体であり、その中央部は開口部11gを形成して
いるので、この部分に光路が形成されるように光学系、
即ちファラデ−効果素子20,投光器30,及び受光器
60は配置されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, since the protrusions 11e and 11f are arranged in close proximity to the surface 1a of the thick steel plate 1, the electric coils 12 and 13 are energized and the protrusion 1
The thick steel plate 1 is magnetized by forming magnetic poles on 1e and 11f. Further, since the protrusions 11e and 11f are formed at the central portions of the respective sides 11a and 11b, the thick steel plate 1 is magnetized most strongly at the position facing the central portion of the magnetizer 10. The Faraday effect element 20 is arranged so as to face this position. Further, the core 11 is a rectangular frame, and the central portion of the core 11 forms an opening 11g. Therefore, an optical system is formed so that an optical path is formed in this portion.
That is, the Faraday effect element 20, the light projector 30, and the light receiver 60 are arranged.

【0018】投光器30は、白色ランプ31,拡散板3
2,及び偏光板33で構成されており、ファラデ−効果
素子20の上方に配置されている。白色ランプ31は、
細長い管状の白色光源(クセノンストロボランプ)であ
り、ファラデ−効果素子20と同じ向きで平行に配置し
てある。また、白色ランプ31から出る光は様々な波長
の成分を含んでいるが、特に波長が800nmの成分を
含んでいる。800nmの波長は、ファラデ−効果素子
20の光の回転量が最も大きく、吸収による減衰も少な
い波長である。白色ランプ31から出る光は、乳白色の
拡散板32を透過し拡散されるので、比較的広いファラ
デ−効果素子20の全面を均一な照度で照明することが
できる。また、拡散板32から出た光は、1方向の直線
偏光成分のみが偏光板33を通り、ファラデ−効果素子
20に到達する。偏光板33は、ポラロイド板を帯状に
切断したものであり、白色ランプ31と同じ方向に向け
て平行に配置してある。
The projector 30 comprises a white lamp 31 and a diffuser plate 3.
2, and a polarizing plate 33, and is arranged above the Faraday effect element 20. The white lamp 31
It is an elongated tubular white light source (xenon strobe lamp) and is arranged in parallel with the Faraday effect element 20 in the same direction. Further, the light emitted from the white lamp 31 contains various wavelength components, but particularly the wavelength of 800 nm. The wavelength of 800 nm is the wavelength at which the amount of rotation of the light of the Faraday effect element 20 is the largest and the attenuation due to absorption is small. The light emitted from the white lamp 31 passes through the milky white diffusion plate 32 and is diffused, so that the entire surface of the Faraday effect element 20 having a relatively wide area can be illuminated with a uniform illuminance. Further, in the light emitted from the diffusion plate 32, only the linearly polarized light component in one direction passes through the polarizing plate 33 and reaches the Faraday effect element 20. The polarizing plate 33 is formed by cutting a polaroid plate into a strip shape, and is arranged in parallel in the same direction as the white lamp 31.

【0019】受光器60は、バンドパスフィルタ45,
検光子40,及び撮像装置(2次元イメ−ジセンサ)5
0で構成されており、ファラデ−効果素子20の上方
に、前記投光器30と光学的に対称な位置関係で配置さ
れている。バンドパスフィルタ45は、特定の波長成分
の光のみを透過し、他の波長成分を遮断する特性を有す
る光学フィルタであり、この例では、中心波長が800
nm、半値幅が100nmのものを使用している。つま
り、ファラデ−効果素子20の感度の高い波長成分のみ
が抽出され、それ以外の成分はノイズとしてカットされ
る。検光子40は、偏光板であり、それが透過する光の
偏光方向は、偏光板33に対して45度傾けてある。偏
光板33を透過した光は、撮像装置50に入射し、2次
元画像として撮像される。
The photodetector 60 includes a bandpass filter 45,
Analyzer 40 and imaging device (two-dimensional image sensor) 5
0, and is arranged above the Faraday effect element 20 in an optically symmetrical positional relationship with the projector 30. The bandpass filter 45 is an optical filter having a characteristic of transmitting only light of a specific wavelength component and blocking other wavelength components. In this example, the center wavelength is 800.
nm, and the half value width of 100 nm is used. That is, only the wavelength component with high sensitivity of the Faraday effect element 20 is extracted, and the other components are cut as noise. The analyzer 40 is a polarizing plate, and the polarization direction of the light transmitted by the analyzer 40 is inclined by 45 degrees with respect to the polarizing plate 33. The light transmitted through the polarizing plate 33 enters the imaging device 50 and is captured as a two-dimensional image.

【0020】また、ファラデ−効果素子20を支持して
いる部材21,及び突起11eには、それぞれ市販のレ
−ザ距離計で構成される間隙センサ71及び72が設置
されている。間隙センサ71は、その検出面がファラデ
−効果素子20の底面位置と一致するように検出面を下
に向けて配置されており、ファラデ−効果素子20の底
面と厚板鋼板1の表面1aとの間隙を検出する。また間
隙センサ72は、その検出面が突起11eの先端位置と
一致するように検出面を下に向けて配置されており、突
起11e、即ち磁極の先端と厚板鋼板1の表面1aとの
間隙を検出する。この欠陥検査装置は、車輪2などで構
成される倣い機構によって、厚板鋼板1の表面1aに倣
うように動くので、上記間隙が大きく変化する機会は少
ないが、厚板鋼板1の移動に伴なう振動などによって、
間隙に僅かな変化が生じうる。しかし、これらの間隙の
大きさが変化すると、検査対象物である厚板鋼板1の磁
化の程度が変化し、漏れ磁束の大きさも変化し、欠陥検
出に利用される信号のS/N比が悪化する。そこでこの
実施例では、間隙センサ71及び72で検出した間隙に
基づいて、電気コイル12及び13に流す電流の大きさ
を自動的に調整し、常に最高のS/N比が得られるよう
に制御している。
Further, on the member 21 supporting the Faraday effect element 20 and the projection 11e, gap sensors 71 and 72, which are commercially available laser distance meters, are installed. The gap sensor 71 is arranged with the detection surface facing downward so that the detection surface thereof coincides with the bottom surface position of the Faraday effect element 20, and the bottom surface of the Faraday effect element 20 and the surface 1a of the thick steel plate 1 are provided. To detect the gap. Further, the gap sensor 72 is arranged with the detection surface facing downward so that the detection surface thereof coincides with the tip position of the protrusion 11e, and the gap between the protrusion 11e, that is, the tip of the magnetic pole and the surface 1a of the thick steel plate 1 is formed. To detect. Since this defect inspection apparatus moves by following the surface 1a of the thick steel plate 1 by the copying mechanism including the wheels 2 and the like, there is little opportunity for the gap to change greatly, but the movement of the thick steel plate 1 may occur. Due to napping vibration,
There may be slight changes in the gap. However, when the size of these gaps changes, the degree of magnetization of the thick steel plate 1 that is the inspection object changes, the size of the leakage magnetic flux also changes, and the S / N ratio of the signal used for defect detection changes. Getting worse. Therefore, in this embodiment, the magnitudes of the currents flowing through the electric coils 12 and 13 are automatically adjusted based on the gaps detected by the gap sensors 71 and 72 so that the maximum S / N ratio is always obtained. is doing.

【0021】この欠陥検査装置の電気回路の構成を図4
に示す。図4を参照して説明する。発振器61は、この
電気回路の制御タイミングを定める一定周期の方形波信
号を出力する。具体的には、発振器61は、撮像装置5
0の二次元画像読取走査に使用される水平同期信号に同
期した三角波を生成し、それを整形して方形波を生成し
ている。発振器61が出力する方形波信号は、移相器6
5を介して、ストロボ電源62に印加される。ストロボ
電源62は、発振器61が出力する方形波信号に同期し
たパルス電力を、白色ランプ31に供給し、所定のタイ
ミングで白色ランプ31を点灯する。
FIG. 4 shows the configuration of the electric circuit of this defect inspection apparatus.
Shown in. This will be described with reference to FIG. The oscillator 61 outputs a square wave signal of a constant cycle that determines the control timing of this electric circuit. Specifically, the oscillator 61 uses the imaging device 5
A triangular wave synchronized with the horizontal synchronizing signal used for 0 two-dimensional image reading scanning is generated and shaped to generate a square wave. The square wave signal output from the oscillator 61 is transmitted to the phase shifter 6
It is applied to the strobe power source 62 via 5. The strobe power source 62 supplies pulse power synchronized with the square wave signal output from the oscillator 61 to the white lamp 31, and lights the white lamp 31 at a predetermined timing.

【0022】磁化コイル(電気コイル)12及び13に
は、検出信号のS/N比を最大にするような電流が常時
供給される。この電流は交流であり、発振器61が出力
する方形波信号に同期した方形波形になる。磁化コイル
12及び13に流す電流の値C+,C−は、マイクロコ
ンピュ−タCPUによって決定され、間隙センサ71が
検出した間隙G1,間隙センサ72が検出した間隙G
2,製造ラインを管理するプロセスコンピュ−タ78か
ら得られる検出対象鋼板の寸法及び鋼種に応じて変更さ
れる。電流の+側の値C+及び−側の値C−は、ラッチ
75に保持され、それらの一方がデ−タセレクタ76を
介してD/A変換器77に印加される。即ち、デ−タセ
レクタ76に印加される2つの信号C+,C−は、発振
器61が出力する信号の半周期毎に、極性検出器63の
出力によって交互に切換えられ、D/A変換器77に印
加される。電力増幅器64は、D/A変換器77が出力
するアナログ信号レベルを目標値とする一定の電流を磁
化コイル12及び13に流すように制御する。
The magnetizing coils (electric coils) 12 and 13 are constantly supplied with a current that maximizes the S / N ratio of the detection signal. This current is an alternating current and has a square waveform synchronized with the square wave signal output from the oscillator 61. The values C + and C− of the currents flowing through the magnetizing coils 12 and 13 are determined by the microcomputer CPU, and the gap G1 detected by the gap sensor 71 and the gap G detected by the gap sensor 72.
2. It is changed according to the size and steel type of the steel plate to be detected obtained from the process computer 78 that manages the production line. The positive side value C + and the negative side value C− of the current are held in the latch 75, and one of them is applied to the D / A converter 77 via the data selector 76. That is, the two signals C + and C− applied to the data selector 76 are alternately switched by the output of the polarity detector 63 for each half cycle of the signal output from the oscillator 61, and are output to the D / A converter 77. Is applied. The power amplifier 64 controls so that a constant current having the analog signal level output from the D / A converter 77 as a target value flows through the magnetizing coils 12 and 13.

【0023】磁化コイル12及び13に印加される電力
の極性は周期的に変化するので、電化コイル12及び1
3によって磁化器10に発生する磁極も周期的に変化す
る。この極性変化の周期は非常に短いので、表皮効果が
現われ、厚板鋼板1中の磁束はその表層部分に集中す
る。これにより、比較的小さい電力で、厚板鋼板1の欠
陥検出に必要な部分だけを磁化することができる。
Since the polarity of the electric power applied to the magnetizing coils 12 and 13 changes periodically, the electrifying coils 12 and 1
The magnetic pole generated in the magnetizer 10 by 3 also changes periodically. Since the period of this polarity change is very short, the skin effect appears, and the magnetic flux in the thick steel plate 1 concentrates on the surface layer portion. As a result, it is possible to magnetize only the portion of the thick steel plate 1 necessary for detecting a defect with a relatively small electric power.

【0024】撮像装置50は、検光子40を介して入射
する二次元画像光を走査しながら撮像する。撮像装置5
0が出力する画像信号は、A/D変換器51によってデ
ジタル信号に変換され、極性変換器52に印加される。
極性変換器52は、発振器61が出力する方形波信号の
極性を検出する極性検出器63の出力によって制御され
る。極性変換器52が出力する画像信号は、フレ−ムバ
ッファ53と加算器54に印加される。加算器54は、
極性変換器52が出力する画像信号とフレ−ムバッファ
53が出力する画像信号とを加算し、その結果を画像処
理装置55に出力する。画像処理装置55は、画像信号
に所定の画像処理を施し、処理の結果を欠陥弁別器56
に出力する。欠陥弁別器56は、欠陥の有無を識別す
る。モニタTV57は、画像処理前の画像,画像処理後
の画像,欠陥弁別結果等をその二次元表示画面に表示す
ることができる。
The image pickup device 50 scans the two-dimensional image light incident through the analyzer 40 to pick up an image. Imaging device 5
The image signal output by 0 is converted into a digital signal by the A / D converter 51 and applied to the polarity converter 52.
The polarity converter 52 is controlled by the output of the polarity detector 63 that detects the polarity of the square wave signal output by the oscillator 61. The image signal output from the polarity converter 52 is applied to the frame buffer 53 and the adder 54. The adder 54 is
The image signal output by the polarity converter 52 and the image signal output by the frame buffer 53 are added, and the result is output to the image processing device 55. The image processing device 55 subjects the image signal to predetermined image processing, and the result of the processing is applied to the defect discriminator 56.
Output to. The defect discriminator 56 identifies whether there is a defect. The monitor TV 57 can display an image before image processing, an image after image processing, a defect discrimination result, etc. on its two-dimensional display screen.

【0025】撮像装置50によって撮像される2次元画
像の例を、図5及び図6に示す。これらは、人工的に作
られた表面欠陥を含む厚板表面部に、ファラデ−効果素
子20を対向させた時に得られた画像であり、図5は、
厚板鋼板1の磁化極性が正の場合の画像であり、図6は
それから磁化極性変化周期の半周期後の、つまり磁化極
性が負の場合の画像である。画像中の全域にわたって見
られる模様は、ファラデ−効果素子20の磁区模様であ
る。
An example of a two-dimensional image taken by the image pickup device 50 is shown in FIGS. These are images obtained when the Faraday effect element 20 is opposed to the thick plate surface portion including the artificially produced surface defect, and FIG.
FIG. 6 is an image when the magnetization polarity of the thick steel plate 1 is positive, and FIG. 6 is an image after a half cycle of the magnetization polarity change period, that is, when the magnetization polarity is negative. The pattern seen over the entire area in the image is the magnetic domain pattern of the Faraday effect element 20.

【0026】極性変換器52は、画像信号の極性(ポジ
/ネガ)を切換える回路であり、極性検出器63の出力
する信号に従ってポジ/ネガを切換え、磁化極性変化周
期の半周期毎に、ポジ画像とネガ画像とを交互に出力す
る。従って例えば、厚板鋼板1の磁化極性が正の時には
ポジ画像が出力され、厚板鋼板1の磁化極性が負の時に
はネガ画像が出力される。
The polarity converter 52 is a circuit for switching the polarity (positive / negative) of the image signal. The polarity converter 52 switches the positive / negative in accordance with the signal output from the polarity detector 63, and the positive / negative is switched every half cycle of the magnetization polarity change cycle. Images and negative images are output alternately. Therefore, for example, a positive image is output when the magnetization polarity of the thick steel plate 1 is positive, and a negative image is output when the magnetization polarity of the thick steel plate 1 is negative.

【0027】図7は、図6の画像のネガ画像を示してい
る。図7を参照すると、磁区模様の白黒が反転してお
り、また欠陥部分の白黒の割合いは磁化極性が逆の画像
(図5)と同様になっているのが分かる。そこでこの実
施例では、図5のような画像と図7のような画像とを加
算器54で加算することによって、ノイズである磁区模
様の成分を打ち消すようにしている。
FIG. 7 shows a negative image of the image of FIG. Referring to FIG. 7, it can be seen that the black and white of the magnetic domain pattern are reversed, and the black and white ratio of the defective portion is the same as in the image with the opposite magnetization polarity (FIG. 5). Therefore, in this embodiment, the image shown in FIG. 5 and the image shown in FIG. 7 are added by the adder 54 to cancel the magnetic domain pattern component which is noise.

【0028】フレ−ムバッファ53は、磁化極性変化周
期の半周期毎に、それまでに記憶していた画像の出力と
新しい画像の書き込みとを同時に行なう。従って加算器
54には、極性変換器から出力される最新の画像と、半
周期前の画像とが同時に印加されるが、それらのうち一
方は反転されたネガ画像であり、他方は反転されないポ
ジ画像であり、しかも両者は磁化極性が逆であるので、
図5のような画像と図7のような画像とを同じタイミン
グで加算することができる。
The frame buffer 53 simultaneously outputs an image stored so far and writes a new image every half cycle of the magnetization polarity change cycle. Therefore, the latest image output from the polarity converter and the image before the half cycle are simultaneously applied to the adder 54, but one of them is the inverted negative image and the other is the non-inverted positive image. It is an image, and since the magnetization polarities of both are opposite,
The image shown in FIG. 5 and the image shown in FIG. 7 can be added at the same timing.

【0029】この加算によって得られる画像は、例えば
図8の最上部に示すようになり、磁区模様の成分はほと
んど消え、しかも欠陥部分のコントラストが倍増する。
図8の中央部に示す波形は、加算によって得られる画像
の1ラインの信号レベル変化を示しているが、欠陥の有
無を識別するためには、更に信号を処理する必要があ
る。
The image obtained by this addition is, for example, as shown in the uppermost portion of FIG. 8, and the magnetic domain pattern components are almost eliminated, and the contrast of the defective portion is doubled.
The waveform shown in the center of FIG. 8 shows the signal level change of one line of the image obtained by addition, but it is necessary to further process the signal in order to identify the presence or absence of a defect.

【0030】そこで次の画像処理装置55で、様々な信
号処理を実施している。即ち、ロ−パスフィルタ処理,
画像の縦方向の平均化処理,及びハイパスフィルタ処理
を実施している。ロ−パスフィルタ処理(平滑化)によ
って、磁区模様の残留成分が更に減衰され、縦方向の平
均化処理によって、欠陥信号のS/N比が改善され、ハ
イパスフィルタ処理によって、磁化器による緩やかな垂
直磁界分布によって生じる画像の輝度むらを低減するこ
とができる。この処理の結果、図8の最下部に示す信号
波形が得られ、この信号が次の欠陥弁別器56に印加さ
れる。欠陥弁別器56は、図8の最下部に示す信号のよ
うな比較的大きなレベル変化を、欠陥として識別する。
Therefore, the next image processing apparatus 55 carries out various kinds of signal processing. That is, low-pass filtering,
Vertical averaging of images and high-pass filtering are performed. The residual component of the magnetic domain pattern is further attenuated by the low-pass filter process (smoothing), the S / N ratio of the defect signal is improved by the averaging process in the vertical direction, and the gradual grading by the magnetizer is performed by the high-pass filter process. It is possible to reduce the uneven brightness of the image caused by the vertical magnetic field distribution. As a result of this processing, the signal waveform shown at the bottom of FIG. 8 is obtained, and this signal is applied to the next defect discriminator 56. The defect discriminator 56 identifies a relatively large level change, such as the signal shown at the bottom of FIG. 8, as a defect.

【0031】次に、図4に示すマイクロコンピュ−タC
PUの動作について説明する。このマイクロコンピュ−
タCPUは、主として磁束密度決定処理73と磁化電流
決定処理74を実行するものであり、その具体的な内容
は図12に示されている。即ち、磁束密度決定処理73
では、間隙G1を入力し、次に予めメモリ上に用意され
たテ−ブル1を参照し、G1に対応付けられる値M1
を、最適磁束密度として決定する。
Next, the microcomputer C shown in FIG.
The operation of the PU will be described. This micro computer
The CPU mainly executes the magnetic flux density determination processing 73 and the magnetizing current determination processing 74, the specific contents of which are shown in FIG. That is, the magnetic flux density determination process 73
Then, the gap G1 is input, and then the table 1 prepared in advance in the memory is referenced, and the value M1 associated with G1 is set.
Is determined as the optimum magnetic flux density.

【0032】図9は、実験により得られたデ−タであ
り、ファラデ−効果素子と検査対象鋼板表面との間隙の
大きさ(G1)を示す軸と該鋼板内の磁束密度を示す軸
とでなる二次元空間上に、等S/N曲線群と最適磁化曲
線を示したものである。図9を参照すると、欠陥検出信
号のS/N比は、間隙及び磁束密度に依存して大きく変
化することが分かる。即ち、間隙G1の変化に伴なっ
て、最適磁化曲線に沿うように磁束密度を変化させれ
ば、最も高いS/N比が得られる。
FIG. 9 shows data obtained by experiments, which shows an axis showing the size (G1) of the gap between the Faraday effect element and the surface of the steel sheet to be inspected and an axis showing the magnetic flux density in the steel sheet. 3 shows a group of equal S / N curves and an optimum magnetization curve on the two-dimensional space of. Referring to FIG. 9, it can be seen that the S / N ratio of the defect detection signal greatly changes depending on the gap and the magnetic flux density. That is, the highest S / N ratio can be obtained by changing the magnetic flux density along the optimum magnetization curve along with the change in the gap G1.

【0033】従って、マイクロコンピュ−タCPUのテ
−ブル1には、図9の最適磁化曲線に相当する様々な間
隙とそれらの各々に対応する磁束密度との関係が、予め
記憶されている。従って、入力されたG1をパラメ−タ
としてテ−ブル1を参照することによって、直ちに最適
磁束密度M1が得られる。
Therefore, in the table 1 of the micro computer CPU, the relations between various gaps corresponding to the optimum magnetization curve of FIG. 9 and the magnetic flux densities corresponding to them are stored in advance. Therefore, the optimum magnetic flux density M1 can be immediately obtained by referring to the table 1 using the input G1 as a parameter.

【0034】再び図12を参照する。磁化電流決定処理
74では、まず間隙センサ72から間隙G2を入力し、
プロセスコンピュ−タ78から寸法及び鋼種の情報を入
力する。次のステップ85では、予めメモリ上に用意さ
れたテ−ブル2を参照し、間隙G2によって最適磁束密
度M1を補正し、補正した値をM2とする。また次のス
テップ86では、予めメモリ上に用意されたテ−ブル3
を参照し、検査対象鋼板の寸法によって最適磁束密度M
2を補正し、補正した値をM3とする。更に次のステッ
プ87では、予めメモリ上に用意されたテ−ブル4を参
照し、検査対象鋼種によって最適磁束密度M3を補正
し、補正した値をM4とする。続くステップ88では、
予めメモリ上に用意されたテ−ブル5を参照し、磁束密
度M4に対応付けられる電流値C+を求める。そして最
後のステップ89では、電流値C+及びC−をラッチ7
5に出力する。電流値C−は、C+の符号のみを反転し
た負の値である。
Referring again to FIG. In the magnetizing current determination processing 74, first, the gap G2 is input from the gap sensor 72,
Information about dimensions and steel grade is input from the process computer 78. In the next step 85, the table 2 prepared in advance in the memory is referred to, the optimum magnetic flux density M1 is corrected by the gap G2, and the corrected value is set as M2. Further, in the next step 86, the table 3 prepared in the memory in advance is
, The optimum magnetic flux density M depending on the size of the steel sheet to be inspected
2 is corrected and the corrected value is set to M3. Further, in the next step 87, the optimum magnetic flux density M3 is corrected according to the steel type to be inspected by referring to the table 4 prepared in advance in the memory, and the corrected value is set as M4. In the following step 88,
The current value C + associated with the magnetic flux density M4 is obtained by referring to the table 5 prepared in advance in the memory. Then, in the final step 89, the current values C + and C- are latched by the latch 7
Output to 5. The current value C- is a negative value obtained by inverting only the sign of C +.

【0035】図11は、様々な深さの人工欠陥が鋼板に
存在する場合の、磁極と鋼板表面との間隙(G2)と鋼
板内の磁束密度との関係を測定した結果を示している。
図11を参照すると、電気コイル12及び13に流す電
流が一定であっても、間隙G2の変化に伴なって、磁束
密度が変化することが分かるので、磁束密度を目標値に
維持するためには、間隙G2の変化に伴なって電気コイ
ル12及び13に流す電流を補償する必要がある。この
補償を施すための変換テ−ブルがテ−ブル2である。
FIG. 11 shows the results of measurement of the relationship between the magnetic flux density inside the steel sheet and the gap (G2) between the magnetic pole and the steel sheet surface when artificial defects of various depths are present in the steel sheet.
With reference to FIG. 11, it can be seen that the magnetic flux density changes with the change in the gap G2 even if the currents flowing through the electric coils 12 and 13 are constant. Therefore, in order to maintain the magnetic flux density at the target value. Must compensate for the current flowing through the electric coils 12 and 13 as the gap G2 changes. The conversion table for performing this compensation is table 2.

【0036】また鋼板の寸法、特に厚みに関しては、そ
れの変化は鋼板内の磁束分布の変化につながる。従って
電気コイル12及び13に流す電流が一定であっても、
寸法が変化すると磁束密度が変化する。従って、磁束密
度を目標値に維持するために、寸法の変化に応じた補償
を施す必要がある。この補償を施すための変換テ−ブル
がテ−ブル3である。同様に、鋼板の鋼種が変わると、
比透磁率等が変化するので、磁束密度が変化する。従っ
て、磁束密度を目標値に維持するために、鋼種の変化に
応じた補償を施す必要がある。この補償を施すための変
換テ−ブルがテ−ブル4である。
With respect to the dimensions of the steel sheet, especially the thickness thereof, the change thereof leads to the change of the magnetic flux distribution in the steel sheet. Therefore, even if the current flowing through the electric coils 12 and 13 is constant,
The magnetic flux density changes as the dimensions change. Therefore, in order to maintain the magnetic flux density at the target value, it is necessary to perform compensation according to changes in dimensions. The conversion table for applying this compensation is table 3. Similarly, if the type of steel sheet changes,
Since the relative permeability changes, the magnetic flux density changes. Therefore, in order to maintain the magnetic flux density at the target value, it is necessary to perform compensation according to the change in steel grade. The conversion table for applying this compensation is table 4.

【0037】電気コイル12及び13に流す電流の大き
さと磁束密度との間には、例えば図10に示すような相
関がある。このような相関の情報がテ−ブル5に予め記
憶されている。従って、目標とする磁束密度M4をパラ
メ−タとしてテ−ブル5を参照することにより、設定す
べき電流の値C+を直ちに求めることができる。
The magnitude of the current flowing through the electric coils 12 and 13 and the magnetic flux density have a correlation as shown in FIG. 10, for example. Information on such correlation is stored in the table 5 in advance. Therefore, the value C + of the current to be set can be immediately obtained by referring to the table 5 with the target magnetic flux density M4 as a parameter.

【0038】なお上記実施例では、様々な情報を予め記
憶したテ−ブルを参照して各種補償を実施しているが、
例えば実験の結果などによって予め定めた計算式を用い
ても同様な補償を実施しうる。また実施例では、最適磁
束密度を補償した結果から電流値を求めているが、補償
する前の最適磁束密度から電流値を求めた後で、その電
流値を補償してもよい。
In the above embodiment, various compensations are carried out by referring to the table in which various information is stored in advance.
For example, the same compensation can be performed by using a predetermined calculation formula according to the result of the experiment. In the embodiment, the current value is obtained from the result of compensating the optimum magnetic flux density, but the current value may be compensated after obtaining the current value from the optimum magnetic flux density before compensation.

【0039】更に、実施例では比較的簡単な構造の単一
の倣い機構を用いて、欠陥検査装置の全体が鋼板の表面
に倣うように構成してあるが、磁極(11e,11f)
とファラデ−効果素子とをそれぞれ独立した倣い機構で
支持するように構成した方が、ファラデ−効果素子と鋼
板との間隙の変化を小さくでき実用的になる。
Further, in the embodiment, a single copying mechanism having a relatively simple structure is used so that the entire defect inspection apparatus follows the surface of the steel sheet, but the magnetic poles (11e, 11f).
When the Faraday effect element and the Faraday effect element are supported by independent copying mechanisms, the change in the gap between the Faraday effect element and the steel plate can be reduced, which is practical.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上のとおり本発明によれば、検査対象
物の表面とファラデ−効果素子手段との間隙の大きさを
検出する第1の間隙検出手段と、検査対象物の表面と磁
化手段との間隙の大きさを検出する第2の間隙検出手段
を設け、それらが検出した間隙の大きさに応じて、磁化
手段を付勢する励磁電流の大きさを補償するように制御
しているので、例えば厚板鋼板のようにその振動によっ
て表面位置が常時変化する検査対象物を検査する場合で
あっても、検出信号のS/N比の劣化を防止し、常時高
い信頼性で欠陥を検出しうる。
As described above, according to the present invention, the first gap detecting means for detecting the size of the gap between the surface of the inspection object and the Faraday effect element means, the surface of the inspection object and the magnetizing means. A second gap detecting means for detecting the magnitude of the gap between the magnetizing means and the magnetizing means is provided, and the magnitude of the exciting current for energizing the magnetizing means is controlled in accordance with the magnitude of the gap detected by the second means. Therefore, even when inspecting an inspection object whose surface position constantly changes due to its vibration, such as a thick steel plate, deterioration of the S / N ratio of the detection signal can be prevented, and defects can always be detected with high reliability. It can be detected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 実施例で用いる磁化器10の外観を示す斜視
図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a magnetizer 10 used in an example.

【図2】 実施例の欠陥検査装置の主要部の外観を示す
正面図である。
FIG. 2 is a front view showing the external appearance of the main part of the defect inspection apparatus of the embodiment.

【図3】 図2の欠陥検査装置の主要部の外観を示す側
面図である。
3 is a side view showing an appearance of a main part of the defect inspection apparatus of FIG.

【図4】 欠陥検査装置の電気回路の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an electric circuit of the defect inspection apparatus.

【図5】 撮像装置50が撮像する画像の例を示す平面
図である。
5 is a plan view showing an example of an image captured by the image capturing device 50. FIG.

【図6】 図5の半周期後の画像を示す平面図である。6 is a plan view showing an image after the half cycle of FIG. 5. FIG.

【図7】 図6の画像のネガ画像を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing a negative image of the image of FIG.

【図8】 処理前及び処理後の画像の輝度変化を示す波
形図である。
FIG. 8 is a waveform diagram showing changes in brightness of an image before and after processing.

【図9】 等S/N比曲線と最適磁化曲線を示すグラフ
である。
FIG. 9 is a graph showing an equal S / N ratio curve and an optimum magnetization curve.

【図10】 磁化電流と磁束密度の相関を示すグラフで
ある。
FIG. 10 is a graph showing a correlation between a magnetizing current and a magnetic flux density.

【図11】 磁極と鋼板の間隙G2と磁束密度の相関を
示すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing the correlation between the magnetic flux density and the gap G2 between the magnetic pole and the steel plate.

【図12】 CPUの動作を示すフロ−チャ−トであ
る。
FIG. 12 is a flowchart showing the operation of the CPU.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:厚板鋼板 1a:表面 2:車輪 10:磁化器 11:コア 11a,11b,11
c,11d:辺 11e,11f:突起 11g:開口部 12,13:電気コイル 20:ファラデ−効果
素子 30:投光器 31:白色ランプ 32:拡散板 33:偏光板 40:検光子 45:バンドパスフィ
ルタ 50:撮像装置 51:A/D変換器 52:極性変換器 53:フレ−ムバッフ
ァ 54:加算器 55:画像処理装置 56:欠陥弁別器 57:モニタTV 60:受光器 61:発振器 62:ストロボ電源 63:極性検出器 64:電力増幅器 65:移相器 71,72:間隙センサ 73:磁束密度決定処
理 74:磁化電流決定処理 75:ラッチ 76:デ−タセレクタ 77:D/A変換器 78:プロセスコンピュ−タ CPU:マイクロコン
ピュ−タ
1: Thick steel plate 1a: Surface 2: Wheel 10: Magnetizer 11: Core 11a, 11b, 11
c, 11d: Sides 11e, 11f: Protrusions 11g: Openings 12, 13: Electric coil 20: Faraday effect element 30: Projector 31: White lamp 32: Diffusion plate 33: Polarizer 40: Analyzer 45: Bandpass filter 50: Imaging device 51: A / D converter 52: Polarity converter 53: Frame buffer 54: Adder 55: Image processing device 56: Defect discriminator 57: Monitor TV 60: Light receiver 61: Oscillator 62: Strobe power supply 63: Polarity detector 64: Power amplifier 65: Phase shifter 71, 72: Gap sensor 73: Magnetic flux density determination process 74: Magnetization current determination process 75: Latch 76: Data selector 77: D / A converter 78: Process Computer CPU: Microcomputer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 検査対象物の少なくとも表層部を磁化す
る磁化手段;検査対象物の磁化される面の近傍に配置さ
れ、それが受ける磁界に応じてそれを透過する光の偏光
面を回転する、ファラデ−効果素子手段;直線偏光の光
を、前記ファラデ−効果素子手段の面に照射する、照明
手段;前記ファラデ−効果素子手段からの反射光を、枠
体中央の開口部を介して受光する検光子;該検光子の近
傍に配置され、検光子を通った光の強度から検査対象物
上の欠陥を検出する、欠陥検出手段;前記磁化手段及び
ファラデ−効果素子手段を支持し、それらを検査対象物
の表面近傍に位置決めする、ならい手段;検査対象物の
表面とファラデ−効果素子手段との間隙の大きさを検出
する、第1の間隙検出手段;検査対象物の表面と磁化手
段との間隙の大きさを検出する、第2の間隙検出手段;
前記第1の間隙検出手段の検出した間隙の大きさに基づ
いて、目標磁束密度を決定する磁束密度決定手段;及び
該磁束密度決定手段が決定した目標磁束密度と前記第2
の間隙検出手段の検出した間隙の大きさに基づいて、最
適な励磁電流を決定し、決定された励磁電流で前記磁化
手段を付勢する、励磁電流決定手段;を備える磁気光学
欠陥検査装置。
1. A magnetizing means for magnetizing at least a surface layer portion of an inspection object; arranged in the vicinity of a magnetized surface of the inspection object, and rotating a polarization plane of light passing therethrough according to a magnetic field received by the magnetization means. Faraday effect element means; Illuminating means for irradiating the plane of the Faraday effect element means with linearly polarized light; Reflected light from the Faraday effect element means is received through an opening in the center of the frame. An analyzer for detecting the defect on the inspection object from the intensity of the light passing through the analyzer, the defect detecting means supporting the magnetizing means and the Faraday effect element means, and Means for locating the object near the surface of the object to be inspected; first gap detecting means for detecting the size of the gap between the surface of the object to be inspected and the Faraday effect element means; surface of the object to be inspected and magnetizing means The size of the gap between Second gap detecting means for detecting
A magnetic flux density determining means for determining a target magnetic flux density based on the size of the gap detected by the first gap detecting means; and a target magnetic flux density determined by the magnetic flux density determining means and the second
A magneto-optical defect inspection device comprising: an exciting current determining means for determining an optimum exciting current based on the size of the gap detected by the gap detecting means, and energizing the magnetizing means with the determined exciting current.
【請求項2】 前記磁束密度決定手段は、各々の間隙の
大きさに対して欠陥検出信号のS/N比が最大になる時
の磁束密度の大きさを求める計算式もしくは定数テ−ブ
ルを予め保持し、第1の間隙検出手段の検出した間隙の
大きさに対して、欠陥検出信号のS/N比が最大になる
磁束密度を求め、それを目標磁束密度とする前記請求項
1記載の磁気光学欠陥検査装置。
2. The magnetic flux density determining means sets a calculation formula or a constant table for obtaining the magnitude of the magnetic flux density when the S / N ratio of the defect detection signal becomes maximum with respect to the size of each gap. 2. The magnetic flux density which is held in advance and which maximizes the S / N ratio of the defect detection signal with respect to the size of the gap detected by the first gap detecting means, and which is used as the target magnetic flux density. Magneto-optical defect inspection device.
【請求項3】 前記励磁電流決定手段は、更に検査対象
物の寸法及び鋼種の情報を入力し、それらに応じて最適
な励磁電流を決定する、前記請求項1記載の磁気光学欠
陥検査装置。
3. The magneto-optical defect inspecting apparatus according to claim 1, wherein the exciting current determining means further inputs information on the size and steel type of the inspection object and determines an optimum exciting current according to the information.
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KR102190607B1 (en) * 2019-12-09 2020-12-14 한국로봇융합연구원 Non-destructive inspection sensor device and defect inspection method uinsg the same

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