• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1992013267A1
    申请号:PCT/JP1991/001550
    申请日:1991-11-13
    公开日:1992-08-06
    发明作者:Kenichi Iwanaga；Masaki Takenaka；Atsuhisa Takekoshi
    申请人:Nkk Corporation；
    IPC主号:G01N27-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 金属帯の異常部検出装置
    [0002] [技術分野]
    [0003] 本発明は、 連続的に走行する金属帯の欠陥や溶接部等の異 常部を磁気センサを用いて検出する金属帯の異常部検出装置 に関する。
    [0004] [従来の技術]
    [0005] 金属帯の異常部検出装置は、 磁気を利用して、 金属帯の内 部あるいは表面に存在する疵， 介在物、 または溶接部等の異 常部を検出する。 そして、 この異常部検出装置は、 金属帯を 静止した状態で使用されるのみならず、 例えば工場等の製 造ライ ン等において、 走行中の金属帯に存在する異常部を 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， 実開昭 6 1 - 1 7 0 0 6 8号公報） 。 図 1 4および図 1 5は実開昭 6 3— 1 0 7 8 4 号公報に 示された走行中の金属帯の欠陥を連続的に検出する異常部検 出装置をそれぞれ異なる方向から見た断面模式図である。
    [0006] 非磁性材料で形成された中空ロール 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一対のころがり軸受 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。
    [0007] 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、 その各磁極 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。 この磁化鉄心 4 cに磁化コイル 6が卷装されている。 したが つて、 この磁化鉄心 4 c と磁化コイル 6とで磁化器 4を構成 する。 磁化鉄心 4 cの磁極 4 a , 4 bの間に、 複数の磁気セ ンサ 7 aを軸方向にリニア状に配列してなる磁気センサ群 7 がやはり固定軸 2に固定されている。
    [0008] 磁化コィル 6に励磁電流を供給するための電源ケーブル 8 および磁気センサ群 7の各磁気センサ 7 aの出力信号を取出 すための信号ケーブル 9は固定軸 2内を経由して外部へ導出 されている。 したがって、 磁化器 4および磁気センサ群 7の 位置は固定され、 中空ロール 1が磁化器 4および磁気センサ 群 7の外周を微小間隙を有して回転する。
    [0009] このような構成の異常部検出装置の中空ロール 1の外周面 を例えば矢印 a方向に走行状態の金属帯 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。
    [0010] このような異常部検出装置において、 磁化コィル 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 中の金属帯 1 0とで閉じた磁路が形成される。 そして、 金属 帯: L 0の内部あるいは表面に欠陥が存在すると、 金属帯 1 0 内の磁路が乱れ、 漏洩磁束が生じる。 この漏洩磁束が磁気セ ンサ群 7を構成する該当欠陥位置に対向する磁気センサ 7 a . で検出され、 この磁気センサ 7 aから該当欠陥に対応する信 号が出力される。
    [0011] 検出された信号はその信号レベルが金属帯 1 0内部または 表面の欠陥の大きさと対応するので、 出力信号の信号レベル を測定することによって金属帯 1 0の内部または表面に存在 する欠陥の幅方向の発生位置とその規模が把握できる。
    [0012] 図 1 6および図 1 7は実開昭 6 3— 1 7 0 0 6 8号公報に 示された走行中の金属帯の欠陥を連続的に検出する異常部検 出装置をそれぞれ異なる方向から見た断面模式図である。
    [0013] この異常部検出装置においては、 図 1 4および図 1 5に示 す異常部検出装置と同様に中空ロール 1内に磁気鉄心 4 c と 磁化コイル 6からなる磁化器 4が収納されている。 また、 中 空ロール 1に対向して、 金属帯 1 0の反対側に流体浮上ボー ド 1 1が配設されている。 この流体浮上ボー ド 1 1に複数の 磁気センサ 7 aが取付けられている。
    [0014] 図 1 4 , 1 5および図 1 6 , 1 7に示す各異常部検出装置 においては、 リフ トオフと呼ばれる金属帯 1 0の表面から各 磁気センサ 7 aまでの距離 dを常時一定値に制御できるので、 均一した感度で異常部検出動作を実施できる。
    [0015] 一般に、 磁気センサ 7 aの検出感度は前述したリ フ トオフ と呼ばれる金属帯 1 0と磁気センサ 7 a との間の距離 dによ つて大きく変化する。 そして、 距離 dが小さいほど検出感度 が高いことは言うまでもない。 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、 金属帯 1 0 と磁化器 4の磁極 4 a , 4 b との間の距離が小さ く なり、 金属帯 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。 また、 厚み tを薄くすれば金属帯 1 0と各磁気センサ 7 a と の間の距離 dが短く なるので、 磁気センサ 7 aの出力信号の 信号レベルが高く なり、 S Z Nが上昇する。 その結果、 異常 部の検出精度が向上する。 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 惧性モーメ ン トが大きく なり、 金属帯 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 金属帯 1 0 との接触面で揩動現象が生じて、 金属帯 1 0の表 面に疵が生じる懸念がある。 したがって、 前述したように、 中空ロール 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。
    [0017] しかし、 ただ単に惯性モーメ 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 aの大きさによってそ の外径が制約される。
    [0018] また、 図 1 6および図 1 7に示す異常部検出装置において は、 前述したように、 金属帯 1 0と磁気センサ 7 a との間の 距離 dを一定に制御するために、 精巧な流体浮上ボー ド 1 1 の機構が必要となる。 したがって、 異常部検出装置全体の構 成が複雑化し、 常時最良の動作状態を維持するために頻繁な 点検補修作業が必要となる。 すなわち、 この異常部検出装置 においては製造費が大幅に上昇すると共に維持管理に多大の 時間と費用が必要となる。 [発明の開示]
    [0019] 本発明の第 1の目的は、 走行する金属帯と磁気センサとの 間の距離を短く かつ常に一定に制御でき、 簡単な構成でもつ て異常部の検出精度を大幅に向上できる金属帯の異常部検出 装置を提供することである。
    [0020] 本発明の第 2の目的は、 上述した目的に加えて、 溶接にて 金属帯を接続した場合おける金属帯上の溶接箇所を他の通常 の欠陥部と区別して検出できる機能を有した異常部検出装置 を提供することである。
    [0021] 第 1の目的を達成するために、 本発明の金属帯の異常部検 出装置においては、 走行する金属蒂は回転自在に支持された ロールによってその走行方向が変更される。 そして、 金属帯 におけるロールの外周面に接触している部分に、 この金属帯 を磁化する磁化器が、 対向するように配設されている。 さら に、 走行する金属帯に存在する異常部に起因して生じる漏洩 磁束が磁気センサで検出される。
    [0022] このように構成された金属帯の異常部検出装置によれば、 走行する金属帯は回転自在に支持されたロールでその走行方 向が変更される。 一般に、 ロールによって走行方向が変更さ れる金属帯はロールの半径に等しい曲率で湾曲される。 そし て、 金属帯はロールの外周面に接しながら移動する。 この移 動過程で走行方向が変更される。 なお、 走行方向が変更され ない場合は、 金属帯はただ単にロールに例えば線接触または 非常に狭い面積で接触しているにすぎない。 したがって、 金 属帯に存在する反りや振動等が生じると金属帯がロールの外 周面から離れる場合が考えられる。 しかし、 走行方向を変更 するためのロールにおいては、 金属板のロールの外周面に接 する面積が飛躍的に大きく なる。 また、 走行方向が強制的に ロールに接触されて曲げられるので、 たとえ反りや振動が発 生したとしても金属帯は必ずロールの外周面に密着した状態 で曲げられる。 すなわち、 前述した金属帯と磁気センサとの 間の距離 dが常に一定に維持されるので、 異常部の検出精度 が向上する。
    [0023] また、 第 2の目的を達成するために、 本発明の金属帯の異 常部検出装置においては、 磁化器で磁化された金属帯の幅方 向に複数の磁気センサが配列されている。 さらに、 各磁気セ ンサの出力信号が所定のしきい値を越えると異常検出信号を 出力する複数の比較器と、 この全ての比較器から異常検出信 号が出力されたとき溶接部検出信号を出力する論理回路とが 備えられている。
    [0024] 例えば製鉄工場においては、 複数の金属帯が例えば溶接に よって接続される。 接続された金属帯は例えば圧延ライ ンへ 連続して搬入される。 したがって、 その接続部分には金属帯 の幅一杯に溶接部が形成される。 この溶接部は他の健全部に 比較して異常部となる。 異常部は該当異常部に対向する磁気 センサでもって検出される。 磁気センサは金属蒂の輻方向に 配列されているので、 全ての磁気センサが異常部を検出する と、 この異常部は溶接部であると判定できる。
    [0025] したがって、 論理回路でもって全ての比較器の出力信号の 論理積を求めると、 この論理積信号が溶接部検出信号となる。 [図面の簡単な説明]
    [0026] 図 1 は本発明の一実施例に係わる金属帯の異常部検出装置 の概略構成を示す側面図である。
    [0027] 図 2は同装置の磁化器および磁気センサの概略構成を示す 斜視図である。
    [0028] 図 3は同装置が組込まれた圧延ライ ンを示す模式図である。 図 4は同装置の電気的構成を示すプロッ ク図である。
    [0029] 図 5は本発明の他の実施例に係わる金属帯の異常部検出装 置の電気的構成を示すプロッ ク図である。
    [0030] 図 6は同装置の効果を説明するための角度比 / β ) で 示した接触長と磁極間距離との比と S Ζ Ν相対比との関係を 示す特性図である。
    [0031] 図 7は同装置の効果を説明するためのリフ トオフと角度 3 で記した磁極間距離との比 （;S Z d ) と S / N相対比との関 係を示す特性図である。
    [0032] 図 8は本発明の他の実施例に係わる金属帯の異常部検出装 置における電気的構成を示すプロッ ク図である。
    [0033] 図 9は本発明の別の実施例に係わる金属帯の異常部検出装 置の概略構成を示す側面図である。
    [0034] 図 1 0は本発明のさらに別の実施例に係わる金属帯の異常 部検出装置の概略構成を示す側面図である。
    [0035] 図 1 1は本発明のさらに別の実施例に係わる金属帯の異常 部検出装置の概略構成を示す側面図である。
    [0036] 図 1 2は本発明を応用した異常部検出装置の設置位置を示 す図である。 図 1 3は本発明を応用した他の異常部検出装置の設置位置 を示す図である。
    [0037] 図 1 4は従来の金属帯の異常部検出装置における金属帯の 走行方向に平行する面で切断した断面図である。
    [0038] 図 1 5は同従来装置における金属帯の走行方向に直交する 面で切新した断面図である。
    [0039] 図 1 6は他の従来装置における金属帯の走行方向に平行す る面で切断した断面図である。
    [0040] 図 1 7は同従来装置における金属帯の走行方向に直交する 面で切断した断面図である。
    [0041] [発明を実施するための最良の形態]
    [0042] 以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
    [0043] 図 3は実施例の金属帯の異常部検出装置が組込まれた製鉄 工場における圧延ラインを示す模式図である。
    [0044] 供給リール 1 1 a , l i bから交互に供給される金属帯 1 2はその終端位置を次の金属帯 1 2の先端に溶接する溶接 装置 1 3を通過する。 溶接装置 1 3を通過した金属帯 1 2は ロール 1 4 a , 1 4 bでもつて走行方向が 1 8 0度変換され て、 ルーパーロール 1 5で走行方向が再度 1 8 0度変換され て、 さらに、 ロール 1 4 c， 1 4 dで走行方向が 9 0度ずつ 変換される。 そして、 金属帯 1 2は複数の圧延ロールからな る圧延工程 1 6を経由して、 巻取リール 1 7 a , 1 7 tに交 互に巻取られる。 前記ルーパーロール 1 5は図中矢印方向に 移動可能であり、 溶接装置 1 3にて溶接作業を行ってる期間 に右方向に移動して、 圧延工程 1 6に常時一定速度で金属帯 1 2を供铪する機能を有する。
    [0045] このような圧延ライ ンにおいて、 例えば金属帯 1 2の走行 方向を水平方向から下向きに 9 0度変更するロール 1 4 c に 実施例の異常部検出装置 1 8が組込まれている。
    [0046] 図 1 は異常部検出装置 1 8の概略構成を示す側面図である。 建屋のベースに固定されたフレーム 1 9に軸受 2 0を介して 回転軸 2 1が回転自在に枢支されている。 その回転軸 2 1に 前記ロール 1 4 cが取付けられている。 そして左方から一定 速度で搬入された金属帯 1 2がロール 1 4 c の外周面 2 2を ほぼ 1/4 周だけ接触して下方へ搬出される。 金属帯 1 2の口 ール 1 4 c に対する接触角度 0は約 9 0度である。
    [0047] 前記フレーム 1 9には磁気検出器 2 3を所定位置に支持す る支持フレーム 2 4が取付けられている。 磁気検出器 2 3は、 ロール 1 4 cの非磁性体で形成された外周面 2 2における金 属帯 1 2が接触している部分に対向する姿勢でもって前記支 持フ レーム 2 4に取付けられている。
    [0048] なお、 金属帯 1 2の振動や反りに起因する リ フ トオフ
    [0049] 変動が最も少ない場所はロール 1 4 c に接触している部分の 中央位置である。 しかし、 図 1に示す実施例装置においては、 据付空間や支持フレーム 2 4等の制約で磁気検出器 2 3を金 属帯 1 2の接触している部分の下部に対向させて配設してい る。 この位置における リ フ トオフ dの変動は、 金属帯 1 2力く ロール 1 4 c に全く接触していない場所や、 接触長さが極端 に短い場合に比較して格段に小さい。 したがって、 この場所 においても十分高い S Z Nを確保できる。 特に、 金属帯 1 2 の溶接部を検出する場合には磁気検出器 2 3の設置場所は金 属帯 1 2がロール 1 4 cの接触している領域に入っていれば よい。
    [0050] 磁気検出器 2 3は、 例えば図 2に示すように、 略コ文字形 断面形状を有した磁化鉄心 2 5 aに磁化コイル 2 5 bを卷装 してなる磁化器 2 5と、 磁化鉄心 2 5 aの両端の自由端に形 成された一対の磁極 2 6 a , 2 6 bの間に配設された複数個 の磁気センサ 2 7とで構成されている。 磁化鉄心 2 5 aの幅 は金属蒂 1 2の幅より広く設定されている。 各磁気センサ 2 7は金属帯 1 2の幅方向に、 金属帯 1 2の幅より広い範囲 に亘つて所定の間隔で配列されている。 そして、 各磁気セン サ 2 7の先端位置は各磁極 2 6 a , 2 6 bの先端位置と一致 させている。 図 1に示すように、 各磁気センサ 2 7は、 後小 間隙 （距離 d ) を有して、 走行する金属蒂 1 2に対向してい る o
    [0051] なお、 この各磁気センサ 2 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である。 すなわち、 磁気センサ 2 7は断面が 0. 1 mm x 2. 0 を有するコアに検出 コイルを卷装した構造を有する。 実施例においては、 この磁 気センサ 2 7を 1 0 mm間隔で配列されている。 その結果、 金 属帯 1 2の幅方向に均一な合成感度が実現される。
    [0052] このような構成の磁化器 2 5と複数の磁気センサ 2 7か らなる磁気検出器 2 3において、 磁化器 2 5の磁化コイル 2 5 bに励磁電流を通電して、 磁化鉄心 2 5 aを磁化するす ると、 磁極 2 6 a , 金属蒂 1 2 , 磁極 2 6 bとの間に磁路が 形成され、 金属帯 1 2内に磁束が形成される。 そして、 金属 帯 1 2の内部または表面に、 小孔， 欠陥， 異物混入， 変形， 溶接部等の正常部分とは異なる異常部が存在すると、 この異 常部によって磁路が乱され、 漏洩磁束が大きく変化する。 こ の漏洩磁束の変化が該当位置に対向する磁気センサ 2 7で検 出される。 よってこの磁気センサ 2 7の出力信号の信号レべ ル等を解析することによって、 異常部の存在とその規模を検 出 0"' 3る
    [0053] 図 4は実施例の異常部検出装置 1 8の電気的構成を示すブ ロック図である。
    [0054] 各磁気センサ 2 7からの出力信号は増幅器 2 8でもって信 号増幅された後、 各比較器 2 9の （+ ) 側入力端子に入力さ れる。 各比較器 2 9の （-） 側入力端子には基準電圧発生器 3 0からしきい値電圧が入力される。 そして、 各比較器 2 9 は、 増幅器 2 8で増幅された出力信号 aがしきい値電圧より 高い場合のみ、 ハイ （H ) レベルの異常検出信号を出力する < 出力信号 aがしきい値に満たなかった場合はロー （ L ) レべ ルの正常信号を出力する。
    [0055] 各比較器 2 9から出力された各異常検出信号または正常信 号はマルチプレクサ回路 3 1でもつて時分割多重信号 bに変 換されて次の信号処理回路 3 2へ入力される。 信号処理回路 3 2は入力された時分割多重信号 bを元の各磁気センサ 2 7 毎の異常検出信号または正常信号に復調して、 各磁気センサ 2 7位置毎に例えば C R T表示装置に表示したり、 警報出力 装置 3 3を介して警報出力する。 また、 各比較器 2 9から出力される異常検出信号または正 常信号は論理回路としてのアンドゲート 3 4へ入力される。 したがって、 アンドゲート 3 4へ入力される全部の信号がハ ィ （H ) レベルの異常検出信号であった場合のみ、 このアン ドゲート 3 4は成立する。 すなわち、 金属帯 1 2の幅方向に 配列された全部の磁気センサ 2 7位置に異常部が検出された ので、 図 3の溶接装置 1 3にて溶接された位置を示す溶接部 を検出したと判断できる。 よって、 アンドゲート 3 4から溶 接部検出信号 cが出力される。
    [0056] このように図 4に示す異常部検出装置 1 8を用いると、 圧 延ラインにおいて、 走行中の金属帯 1 2の幅方向の各位置に 発生する基準規模を越える異常部を確実に検出できる。 また、 各位置における異常検出に加えて、 溶接部が到来するとその 溶接部が別に途溶接部検出信号 cでもって検出できる。
    [0057] 図 5は本発明の他の実施例に係わる金属帯の異常部検出装 置の電気的構成を示すブロック図である。 なお、 この実施例 装置は溶接部を専用に検出する異常部検出装置である。
    [0058] i == 1〜 i = ^^番までの N個の各磁気センサ 2 7から出力 された各出力信号は各増幅器 2 8でもって信号増幅される。 その後、 N個の出力信号は加算器 4 3でもって加算される。 加算された信号は次の除算器 4 4で 1 Z Nに除^する。 すな わち、 加算器 4 3と除算器 4 4は各出力信号 aの平均値を算 出する。 そして、 その平均された 1個の平均出力信号は比較 器 4 5によって基準電圧発生器 3 0からのしきい値電圧と比 較される。 比較器 4 5は平均出力信号がしきい値電圧より高 い場合のみ、 ハイ 、H) レベルの溶接部検出信号 cを出力す o
    [0059] このような構成の金属帯の異常部検出装置であっても、 金 属帯 1 2に存在する溶接部を確実に検出することが可能であ o
    [0060] 次に、 ロール 1 4 cの外周面 2 2に金属帯 1 2が接触して いるロール 1 4 c中心から見た接触角度 α と磁化器 2 5の磁 極間隔距離 wの金属帯 1 2上における投影距離 （- w) を口 ール 1 4 c中心から見た角度 3との比 ί α / β を変化させ た場合における各磁気センサ 2 7から出力される出力信号 a を専用の試験装置で測定して、 各出力信号 aの S ZNを求め そして、 各比 / β ) における S /Nが図 6内の一点鎖 線で表示されている。 なお、 この S ZNは統計的に処理され て標準偏差と共に相対比で表示されている。 また、 磁化器 2 5の磁極間距離 wは 24 ramの固定値である。 すなわち角度 ;3は固定である。 そして、 接触角度なを変化させることによ つて、 比 （ Z /S ) を変化させている。 また、 予め欠陥規模 が既知 （円穴径 0. 8mra) である標準欠陥が形成された金属 帯 1 2を試験材料として使用している。 また、 各磁気センサ 2 7 と金属帯 1 2との間の距離 （リフ トオフ） dは 9 mmであ る 0
    [0061] また、 上記標準欠陥の試験材料とは別に全幅に亘る溶接部 が存在する金属帯 1 2を同一条件で測定した結果を実線で表 示する。 S ZNの相対比が 3以上を実用レベルと見なすと、 通常の 欠陥検出においては比 （な/) S) は少なく とも 1. 0以上必 要である。 なお、 溶接部は標準的な欠陥に比較して、 格段に 大規模な欠陥と見なせるので、 0. 8以上で十分検出できる。 すなわち、 磁極間の角度 3 (距離 w) は金属帯 21のロール 14 cに対する接触角度 αより小さく なる必要がある。
    [0062] 次に、 磁気検出器 23における磁極間の角度 ;5 (距離 w) と リフ トオフ dとの比 （ SZd) を変化させた場合において、 各磁気センサ 27と金属帯 12との間の距離 dを徐々に変化 させていった場合における、 各磁気センサ 27の出力信号 a の SZNを求めた。 そして、 図 7に示すように、 磁極間の角 度 /3 (距離 w) と距離 dとの比 （;SZd) を横軸にして、 縱 轴に各 SZNの統計的な相対比を示した。 なお、 磁極間の角 度 (距離 w) は固定 （距離 2 Omm) であり、 リ フ トオフ d を変化させることによって比 （；SZd) を変化させた。 さら に、 図 6で示す比 （crZjS) が 1以上である条件を満足させ ている。
    [0063] 図 7に示するように、 磁極間の角度 ;5 (距離 w) と距離 d との比 （jSZd) が 1. 8から 8. 2までの範囲で 3以上の 良好な SZNの相対比が得られた。
    [0064] なお、 オンライ ンでもって欠陥探傷を実施する場合におい ては、 SZNは上述したように 3以上が望ま しいが、 例えば 溶接部検出等の場合においては、 S /Nは 2以上で十分実用 に対処できる。 この場合、 比 （ SZd) は 1. 0から 9. 6 までの範囲に拡大できる。 図 8は本発明の他の実施例に係わる異常部検出装置の電気 的構成を示すブロッ ク図である。 図 4の実施例と同一部分に は同一符号を付してある。 なお、 この実施例装置は、 通常の 異常部検出機能の他に、 金属帯 1 2の幅 Aを検出する機能を 有する。
    [0065] 8個の磁気センサ 2 7が金属帯 1 2の幅方向に配設されて いる。 各磁気センサ 2 7から出力された各出力信号は、 各比 較器 2 9でもって基準電圧発生器 3 0からのしきい値電圧と 比較されて、 異常検出信号または正常信号に 2値化される。 各比較器 2 から出力された各異常検出信号又は正常信号は マルチプレクサ回路 3 1でもって時分割多重信号 bに変換さ れて次の信号処理回路 3 2へ入力される。 信号処理回路 3 2 は入力された時分割多重信号 bを元の各磁気センサ 2 7毎の 異常検出信号また正常信号に復調して、 各磁気センサ 2 7位 置毎に例えば C R T表示装置に表示したり、 警報出力装置 3 3を介して警報出力する。
    [0066] なお、 金属帯 1 2に存在する通常の異常部を検出する場合 においては、 基準電圧発生器 3 0から出力される しきい値電 圧は前述した基準欠陥を検出する信号レベルに設定される。
    [0067] —方、 この異常部検出装置を用いて金属帯 1 2の幅 Aを測 定する場合においては、 基準電圧発生器 3 0から出力される しきい値電圧は、 前述した基準欠陥を検出する信号レベルよ り遥かに小さい値に設定される。 すなわち、 金属帯 1 2にお いては全く異常部が存在していなく ても一定レベルの漏洩磁 束が存在する。 しかし、 金属帯 1 2そのものが存在しなけれ ば漏洩磁束は金属帯 1 2が存在する場合に比較して格段に小 さく、 かつその漏洩磁束による信号レベルはほぼ一定値であ る。 よって、 しきい値電圧を低く設定すれば、 金属帯 1 2の 有無が検出される。
    [0068] 互いに隣接する各比較器 2 9から出力される一対の異常ま たは正常信号はそれぞれ排他的論理和ゲー ト 3 5へ入力され る。 そして、 最外側に配設された各比較器 2 9から出力され る各信号と各排他的論理和ゲー ト 3 5の各出力信号は次の入 力回路 3 6における X 1〜X 8の合計 8個の各端子へ入力さ れる。 各端子 X 1 〜X 8に入力された各信号は板幅演算部 3 7へ入力される。 この板幅演算部 3 7は入力された 8個の 信号値から金属帯 1 2の幅 Aを算出する。 そして、 算出され た金属帯 1 2の幅 Aが許容範囲に入っているか否かが次の判 定回路 3 8で判定される。 そして、 判定結果と前記算出され た幅 Aとが表示器 4 0に表示される。
    [0069] 金属帯 1 2の幅 Aの演算は次の手顢で行われる。 すなわち、 各磁気センサ 2 7相互間の距離を Bとすると、 8個の磁気セ ンサ 2 7の図 8における 1番目の磁気センサ 2 7と 8番目の 磁気センサ 2 7との距離は 7 Bとなる。 各比較器 2 9の出力 信号が [ 0 ] の場合は金属帯 1 2が存在しなく、 [ 1 ] の場 合は金属帯 1 2が存在する。 したがって、 一つの排他的論理 和ゲー ト 3 5の出力信号が [ 1 ] になると、 その排他的論理 和ゲー ト 3 5に入力されている 2個の比較器 2 9に対応する 各磁気センサ 2 7位置相互間に金属帯 1 2の縁が存在する。 よって、 出力信号が [ 1 ] である 2個の排他的論理和ゲー ト 3 5を特定すれば、 その間に存在する排他的論理和ゲー ト 3 5の数に距離 Bを乗算すれば、 金属帯 1 2の幅 Aが得られ る o
    [0070] なお、 両端に位置する 1番と 8番の磁気センサ 2 7の比較 器 2 9から [ 0 ] の信号が出力されていることを確認する必 要がある。 いずれかの信号が [ 1 ] の場合は、 金属帯 1 2の 幅 Aが磁気センサ 2 7の設置幅を越えていることを示す。
    [0071] このように、 金属帯 1 2の異常部を精度よく検出できると 共に、 必要に応じて、 金属帯 1 2の幅 Aを簡単に測定するこ とが可能である。
    [0072] 図 9は、 本発明の他の実施例に係わる異常部検出装置の概 略構成を示す側面図である。 図 1の実施例と同一部分には同 —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。
    [0073] この実施例においては、 金属帯 1 2を磁化する磁化器 2 5 および金属帯 1 2の異常部に起因して生じる漏洩磁束を検出 する磁気センサ 2 7がロール 1 4 c内に収納されている。 具 体的には、 磁化器 2 5の磁極 2 6 a , 2 6 bがロール 1 4 c の金属蒂 1 2が接触している外周面 2 2に対応する内周面に 対して微小間隔を介して対向するように支持部材でもって両 端の軸受 2 0に固定されている。 したがって、 磁化器 2 5は 回転せずに、 ロール 1 4 cのみが回転する。 そして、 この磁 化器 2 5の磁極 2 6 a , 2 6 bの間に各磁気センサ 2 7が配 設されている。
    [0074] このように構成された異常部検出装置であっても、 各磁気 センサ- 2 7は非磁性材料で形成されたロール 1 4 cを介して 金属帯 1 2の異常部に起因する漏洩磁束を検出できるので、 上述した実施例とほぼ同様の効果を得ることができる。
    [0075] さらに、 この実施例においては、 磁化器 2 5および各磁気 センサ 2 7がロール 1 4 c内に収納されているので、 製造現 場等の狭い場所においてもこの異常部検出装置を取付けるこ とが可能である。
    [0076] 図 1 0は、 さらに別の実施例の異常部検出装置の概略構 を示す側面図である。 この実施例においては、 磁化器 2 5 のみがロール 1 4 c内へ図 9と同様な手法で収納されてい る。 そして、 各磁気センサ 2 7が、 金属帯 1 2およびロール 1 4 cを介して、 内部に収納された磁化器 2 5の磁極 2 6 a , 2 6 bに対向するように支持フレーム 2 4によつて固定され ている。 このように構成された異常部検出装置においても先 の実施例とほぼ同様.の効果を得ることができる。
    [0077] 図 1 1は、 さらに別の実施例の異常部検出装置の概略構を 示す側面図である。 .この実施例においては、 図 1 1の実施例 とは逆に、 各磁気センサ 2 7がロール 1 4 c内に収納され、 磁化器 2 5が支持フレーム 2 4にてロール 1 4 cの外部に固 定されている。 このように構成された異常部検出装置におい ても先の実施例とほぼ同様の効果を得ることができる。
    [0078] なお、 本発明は上述した各実施例に限定されるものではな い。 実施例においては、 図 3に示すように、 圧延ラインに配 設された金属帯 1 2の走行方向を約 9 0度変更するロール 1 cの近傍に異常部検出装置 1 8を取付けたが、 例えば、 ルーパーロール 1 5や、 図示しないハースロール， ブライ ド ルロール， デフレクタ一ロール等の金属帯 1 2の走行方向を 変更するロールに異常部検出装置 18を取付けてもよい。
    [0079] また、 本願発明の主旨によれば、 走行する金属帯 1 2が振 動や反り等によって、 金属帯 1 2の表面と磁気センサ 27と の間の距離 dが変動することが抑制されている装置において は、 異常部検出装置 18をあえて金属帯 1 2の走行方向を変 更するロールに取付ける必要はない。 したがって、 本願発明 を応用することによって、 図 1 2に示すように、 テンショ ン レべラー装置 4 1の出口近傍に異常部検出装置 1 S aを設置 することも可能である。 さらに、 図 1 3に示すように、 一対 のピンチローラ 42 a, 42 bでもって金属帯 1 2に強い張 力を付与している場合は、 ピンチローラ 42 a , 42 b相互 間に異常部検出装置 18 bを設置することも可能である。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    (1 ) 走行する金属帯に接し、 この金属帯の走行方向を変更 する回転自在に.支持されたロールと、 前記金属帯における前 記ロールの外周面に接触している部分に対向配設され、 前記 金属帯を磁化する磁化手段と、 前記金属帯に存在する異常部 に起因して生じる漏洩磁束を検出する磁気検出手段とを備え た金属蒂の異常部検出装置。
    (2) 前記磁化手段は、 前記金属帯に対向すると共に、 この 金属帯の走行方向に離間した一対の磁極を有した磁化器で構 成され、
    前記磁気検出手段は、 前記磁化器の一対の磁極間を結ぶ線 上又はこれに平行する線上で、 かつ前記金属帯の幅方向に配 列された複数の磁気センサで構成された請求の範囲第 1項記 載の金属帯の異常部検出装置。
    (3) 前記磁化器における前記一対の磁極間の距離が、 前記 各磁気センサから前記金属帯までの距離の 1 . 8倍以上でか つ 8， 2倍以下に設定された請求の範囲第 2項記載の金属帯 の異常部検出装置。
    (4) 前記磁化器における前記一対の磁極間の距離が、 前記 磁化器に対向する金属帯の前記ロールとの接触^域の金属蒂 走行方向の距離より短く設定された請求の範囲第 2項記載の 金属帯の異常部検出装置。
    (5) 前記磁化器における前記一対の磁極間の距離が、 前記 磁化器に対向する金属帯の前記ロールとの接触領域の金属帯 走行方向の距離より短く設定された請求の範囲第 3項記載の 金属帯の異常部検出装置。
    (6) 前記磁化器は前記ロールの外周面に前記金属帯を介し て対向配設され、 前記各磁気センサは前記磁化器の磁極間に 配設された請求の範囲第 2項記載の金属帯の異常部検出装置。
    (7) 前記磁化器は前記ロール内における前記金属帯が接触 する部分に対向配設され、 前記各磁気センサは前記磁化器の 磁極間に配設された請求の範囲第 2項記載の金属帯の異常部 検出装置。
    (8) 前記磁化器は前記ロール内における前記金属帯が接触 する部分に対向配設され、 前記各磁気センサは前記ロールの 外周面に前記金属帯を介して対向 K設された請求の範囲第 2 項記載の金属帯の異常部検出装置。
    (9) 前記磁化器は前記ロールの外周面に前記金属帯を介し て対向配設され、 前記各磁気センサは前記ロール内における 前記金属帯が接触する部分に対向配設された請求の範囲第 2 項記載の金属帯の異常部検出装置。
    ( 1 0 ) 走行する金属蒂に接し、 この金属蒂の走行方向を変更 する回転自在に支持されたロールと、 前記金属帯における前 記ロールの外周面に接触している部分に対向配設された磁化 器と、 前記金属帯の幅方向に配列され、 前記金属帯に存在す る異常部に起因して生じる漏洩磁束を検出する複数の磁気セ ンサと、 この各磁気センサの出力信号が所定のしきい値を越 えると異常検出信号を出力する複数の比較器と、 この全ての 各比較器から異常検出信号が出力されたとき溶接部検出信号 を出力する論理回路とを備えた金属帯の異常部検出装置。
    (1 1) 走行する金属帯に接し、 この金属帯の走行方向を変更 する回転自在に支持されたロールと、 前記金属帯における前 記ロールの外周面に接触している部分に対向配設された磁化 器と、 前記金属帯の幅方向に配列され、 前記金属帯に存在す る異常部に起因して生じる漏洩磁束を検出する複数の磁気セ ンサと、 この各磁気センサの各出力信号の信号レベルの平均 信号レベルを求める平均化回路と、 この平均化回路から出力 された平均出力信号が所定のしきい値を越えると溶接部検出 信号を出力する比較器とを備えた金属帯の異常部検出装置。
    (1 2) 走行する金属帯に接し、 この金属帯の走行方向を変更 する回転自在に支持されたロールと、 前記金属帯における前 記ロールの外周面に接触している部分に対向配設された磁化 器と、 前記金属帯の幅方向に配列され、 前記金属帯に存在す る異常部に起因して生じる漏洩磁束を検出する複数の磁気セ ンサと、 この複数の磁気センサのうちの隣接する各一対の磁 気センサの各出力信号の排他的論理和を算出する複数の排他 的論理和回路と、 この各排他的論理和回路から出力される各 排他的論理和信号の信号レベルに基づいて前記金属帯の板幅 を算出する板幅演算部とを備えた金属帯の異常部検出装置。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    US5360156A|1994-11-01|Welding management apparatus
    US5717187A|1998-02-10|Plasma torch condition monitoring
    CA2344289C|2009-04-14|Method and device for monitoring a bearing structure
    JP3811039B2|2006-08-16|磁気探傷装置の漏洩磁気検出センサ
    US4116029A|1978-09-26|Device for measuring the flatness of metal strips
    US3902363A|1975-09-02|Apparatus for detecting profile of band plate
    KR20110133184A|2011-12-12|검측장치가 구비된 전동요소
    US5866820A|1999-02-02|Coil volumetric and surface defect detection system
    US3031152A|1962-04-24|Improved apparatus for measuring, indicating, and controlling web tension
    US4059794A|1977-11-22|Method and apparatus for monitoring pass alignment in rolling mills
    CN203705394U|2014-07-09|金属丝绳检查设备
    CN107074456B|2019-03-12|输送带的磨损监测系统
    US3202914A|1965-08-24|Apparatus for inspection of tubular ferromagnetic members using plural movable search shoes for identifying area depth and location of discontinuities
    KR100969486B1|2010-07-14|이송테이블상 스트립 선단부 상향 휨 교정장치
    KR100821309B1|2008-04-10|인장된 금속 스트립의 평탄도를 측정하기 위한 형상검출기
    US3582771A|1971-06-01|Movable inspection device with fluid pressure operated retractors mounted on a rotating member
    JP4842784B2|2011-12-21|管の探傷用追従装置及びこれを用いた管の自動探傷装置
    JPH0772729B2|1995-08-02|渦電流により表面欠陥を検出する方法とその装置
    US20020111774A1|2002-08-15|Method for condition monitoring of apparatuses
    EP2360467A1|2011-08-24|Barkhausen noise inspection apparatus and inspection method
    CN201503415U|2010-06-09|一种带钢焊缝缺陷在线检测装置
    US4428244A|1984-01-31|Apparatus for measuring internal stress of strip during rolling process
    CA1243745A|1988-10-25|Eddy current flaw detector having rotatable fielddefining sleeve
    EP0301008B1|1991-12-27|Shapemeter
    US4356714A|1982-11-02|Apparatus for detecting faults in the inherent flatness of a stretched strip in movement
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JPH04348272A|1992-12-03|
    JP2526748B2|1996-08-21|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1992-08-06| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): CA US |
    1992-08-06| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB |
    1993-11-19| NENP| Non-entry into the national phase in:|Ref country code: CA |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    [返回顶部]