Способ исследования дефектов и устройство для исследования дефектов
Использование: для исследования дефектов. Сущность изобретения заключается в том, что способ исследования дефектов включает в себя: первый этап подачи высокочастотного сигнала во множество катушек индуктивности, которые расположены смежно по отношению друг к другу таким образом, что они частично накладываются друг на друга, в электромагнитном ультразвуковом зонде для генерации ультразвукового колебания в исследуемом объекте; второй этап приема B-эха ультразвукового колебания с использованием каждой из множества катушек индуктивности; третий этап приема F-эха ультразвукового колебания с использованием каждой из множества катушек индуктивности; четвертый этап корректировки интенсивности сигнала B-эха, принятого каждой из множества катушек индуктивности, на основе рабочего состояния каждой из множества катушек индуктивности; и пятый этап вычисления отношения посредством деления интенсивности сигнала F-эха на интенсивность скорректированного сигнала B-эха для каждой из множества катушек индуктивности и оценки внутреннего дефекта исследуемого объекта на основе результата вычисления отношения. Технический результат: повышение точности оценки внутреннего дефекта независимо от изменения промежутка между поверхностью обследуемого объекта и катушкой индуктивности. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 9 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к способу исследования дефектов и устройству для исследования дефектов.
Испрашивается приоритет заявки на патент Японии № 2012-278563, поданной 20 декабря 2012 года, содержание которой полностью включено в настоящий документ по ссылке.
Уровень техники
[0002] В последние годы в качестве одного из неразрушающих способов исследования был известен электромагнитный ультразвуковой способ исследования, который обнаруживает внутренние дефекты (например, включения, внутренние трещины и дефекты вследствие воздействия водорода) обследуемого объекта, такого как стальной материал, с помощью электромагнитных ультразвуковых волн бесконтактным образом. Например, следующие патентные документы 1 и 2 раскрывают электромагнитный ультразвуковой зонд (EMAT), который обнаруживает внутренние дефекты обследуемого объекта с использованием электромагнитного ультразвукового способа исследования.
[0003] Электромагнитный ультразвуковой зонд, раскрытый в следующем патентном документе 1, включает в себя постоянный магнит и катушку индуктивности, которые подходят для формирования обследующего импульса и приема отраженного импульса. Электромагнитный ультразвуковой зонд, раскрытый в следующем патентном документе 2, включает в себя намагничивающее устройство для приложения магнитного поля смещения к материалу, который должен быть исследован, и множество катушек индуктивности датчиков для передачи ультразвуковых волн к материалу, который должен быть исследован, и приема ультразвуковых волн, отраженных от материала, который должен быть исследован.
[0004] Обычно в электромагнитном ультразвуковом способе исследования внутренний дефект оценивается (классифицируется в соответствии с классом) на основе высоты (интенсивности сигнала) F-эха (эха от дефекта) в соответствии с японскими промышленными стандартами (JIS G 0801). Однако F-эхо изменяется в зависимости от промежутка между поверхностью обследуемого объекта и катушкой индуктивности.
[0005] Например, когда промежуток между поверхностью обследуемого объекта и катушкой индуктивности изменяется от 0,5 мм до 0 мм, интенсивность сигнала F-эха увеличивается приблизительно на 3 дБ. Например, когда промежуток между поверхностью обследуемого объекта и катушкой индуктивности изменяется от 0,5 мм до 1,0 мм, интенсивность сигнала F-эха уменьшается приблизительно на 3 дБ. Таким образом, когда промежуток между обследуемым объектом и катушкой индуктивности не поддерживается равным предопределенному значению, трудно точно оценить внутренний дефект на основе F-эха.
[0006] В последние годы принят способ, который оценивает внутренний дефект на основе отношения (отношения F/B), полученного посредством деления интенсивности сигнала F-эха на интенсивность сигнала B-эха (эха от нижней стороны), чтобы предотвратить ошибочную оценку внутреннего дефекта, вызванную зависимостью F-эха от промежутка. Когда промежуток между поверхностью обследуемого объекта и катушкой индуктивности изменяется, интенсивности сигналов F-эха и B-эха изменяются. Изменения интенсивностей сигналов F-эха и B-эха, вызванные промежутком, компенсируют друг друга благодаря вычислению отношения F/B. В результате возможно точно оценить внутренний дефект независимо от изменения промежутка.
Литература из уровня техники
Патентная литература
[0007] [Патентный документ 1] Патент Японии № 4842922
[Патентный документ 2] Нерассмотренная заявка на патент Японии, первая публикация № 2005-214686.
Раскрытие изобретения
Проблемы, которые будут решены с помощью изобретения
[0008] Однако в электромагнитном ультразвуковом зонде в соответствии с предшествующим уровнем техники, когда используется структура, в которой размещено множество катушек индуктивности для передачи и приема электромагнитных ультразвуковых волн (в частности, множество катушек индуктивности размещено смежно по отношению друг к другу таким образом, что они частично накладываются друг на друга), произвольная катушка индуктивности с большой вероятностью принимает отраженные волны (F-эхо и B-эхо) электромагнитных ультразвуковых волн, которые должны быть приняты катушками индуктивности, смежными с произвольной катушкой индуктивности.
[0009] Авторы изобретения провели исследование и обнаружили, что интенсивность сигнала смежного F-эха (F-эха, которое должно быть принято смежной катушкой индуктивности), принятого произвольной катушкой индуктивности, была пренебрежимо низкой, но интенсивность сигнала смежного B-эха (B-эха, которое должно быть принято смежной катушкой индуктивности), принятого произвольной катушкой индуктивности, была слишком высокой, чтобы ее проигнорировать.
[0010] Таким образом, интенсивность сигнала B-эха (смежного B-эха), которое должно быть принято смежной катушкой индуктивности, добавляется к интенсивности сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности. Если интенсивности сигналов B-эха для всех катушек индуктивности увеличиваются таким образом, что они равны друг другу, отношения F/B для всех катушек индуктивности также изменяются таким образом, что они равны друг другу. Таким образом, оценка внутреннего дефекта на основе отношения F/B выполняется без каких-либо проблем (необходим только процесс изменения базисной величины оценки для сравнения с отношением F/B).
[0011] Однако увеличение интенсивности сигнала B-эха изменяется в зависимости от рабочего состояния каждой катушки индуктивности. В частности, например, когда две катушки индуктивности, которые являются смежными с обеими сторонами произвольной катушки индуктивности, работают нормально, интенсивность сигнала B-эха, которое должно быть принято двумя катушками индуктивности, смежными с обеими сторонами произвольной катушки индуктивности, добавляется к интенсивности сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности.
[0012] Например, когда одна из двух катушек индуктивности, смежных с обеих сторон произвольной катушки индуктивности, не работает, например, из-за неисправности, к интенсивности сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, добавляется только интенсивность сигнала B-эха, которое должно быть принято одной катушкой индуктивности из двух катушек индуктивности, смежных с обеими сторонами произвольной катушки индуктивности. Например, когда не работают обе катушки индуктивности, смежные с обеими сторонами произвольной катушки индуктивности, интенсивности сигналов B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, не увеличиваются (то есть, получена только интенсивность сигнала B-эха, которое должно быть принято произвольной катушкой индуктивности).
[0013] Кроме того, например, только одна катушка индуктивности является смежной с конечной катушкой индуктивности из множества катушек индуктивности. Катушки индуктивности, отличные от конечной катушки индуктивности, принимают B-эхо, которое должно быть принято двумя смежными катушками индуктивности. Однако конечная катушка индуктивности принимает только B-эхо, которое должно быть принято одной смежной катушкой индуктивности. Таким образом, увеличение интенсивности сигнала B-эха для конечной катушки индуктивности безусловно отличается от увеличения интенсивности сигнала B-эха для катушек индуктивности, отличных от конечной катушки индуктивности. Это означает, что интенсивность сигнала B-эха, принятого конечной катушкой индуктивности, зависит от рабочего состояния только одной катушки индуктивности, смежной с конечной катушкой индуктивности.
[0014] Таким образом, когда увеличение интенсивности сигнала B-эха для каждой катушки индуктивности изменяется в зависимости от рабочего состояния каждой катушки индуктивности, рассматривается способ, который оценивает внутренний дефект на основе катушки индуктивности с минимальной интенсивностью сигнала B-эха в целях безопасности. Однако, когда используется этот способ, внутренний дефект преувеличенно оценивается для других катушек индуктивности посредством высокой интенсивности сигнала B-эха. В результате выполняется дополнительное исследование, и эффективность процесса исследования с большой вероятностью уменьшается.
Как описано выше, в электромагнитном ультразвуковом зонде в соответствии с предшествующим уровнем техники, когда используется структура, в которой множество катушек индуктивности размещены смежно по отношению друг к другу таким образом, что они частично накладываются друг на друга, трудно точно оценить внутренний дефект обследуемого объекта.
[0015] Изобретение было сделано с учетом упомянутых выше проблем, и задача изобретения состоит в том, чтобы обеспечить способ исследования дефектов и устройство для исследования дефектов, которые могут точно оценить внутренний дефект обследуемого объекта, даже когда электромагнитный ультразвуковой зонд имеет структуру, в которой множество катушек индуктивности расположены смежно по отношению друг к другу таким образом, что они частично накладываются друг на друга.
Средства для решения проблем
[0016] Чтобы решить упомянутые выше проблемы и достигнуть упомянутой выше цели, изобретение применяет следующие средства.
(1) Способ исследования дефектов в соответствии с аспектом изобретения включает в себя: первый этап подачи высокочастотного сигнала во множество катушек индуктивности, которые расположены смежно по отношению друг к другу таким образом, что они частично накладываются друг на друга, в электромагнитном ультразвуковом зонде для генерации ультразвукового колебания в обследуемом объекте; второй этап приема B-эха ультразвукового колебания с использованием каждой из множества катушек индуктивности; третий этап приема F-эха ультразвукового колебания с использованием каждой из множества катушек индуктивности; четвертый этап корректировки интенсивности сигнала B-эха, принятого каждой из множества катушек индуктивности, на основе рабочего состояния каждой из множества катушек индуктивности; и пятый этап вычисления отношения посредством деления интенсивности сигнала F-эха на интенсивность скорректированного сигнала B-эха для каждой из множества катушек индуктивности и оценки внутреннего дефекта обследуемого объекта на основе результата вычисления отношения.
[0017] (2) В способе исследования дефектов, описанном в (1), на четвертом этапе, когда работает только одна катушка индуктивности, смежная с произвольной катушкой индуктивности, интенсивность сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, может быть скорректирована на первую величину корректировки. Когда не работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, интенсивность сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, может быть скорректирована на вторую величину корректировки. Когда работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, интенсивность сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, может быть скорректирована на третью величину корректировки.
[0018] (3) В способе исследования дефектов, описанном в (2), первая величина корректировки может быть меньше второй величины корректировки. Когда работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, третья величина корректировки может быть установлена равной нулю, и интенсивность сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, может не корректироваться.
[0019] (4) Способ исследования дефектов, описанный в (3), может дополнительно включать в себя: перед первым этапом этап получения первой величины корректировки на основе разности между интенсивностью сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, в то время как работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, и интенсивностью сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, в то время как работает только одна катушка индуктивности, смежная с произвольной катушкой индуктивности; и этап получения второй величины корректировки на основе разности между интенсивностью сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, в то время как работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, и интенсивностью сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, в то время как не работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности.
[0020] (5) Устройство для исследования дефектов в соответствии с другим аспектом изобретения включает в себя: электромагнитный ультразвуковой зонд, включающий в себя множество катушек индуктивности, которые расположены смежно по отношению друг к другу таким образом, что они частично накладываются друг на друга; и арифметическое устройство, которое подает высокочастотный сигнал для генерации ультразвукового колебания в обследуемом объекте каждой из множества катушек индуктивности, вычисляет интенсивности сигналов F-эха и B-эха ультразвукового колебания, которые приняты каждой из множества катушек индуктивности, на основе выходного сигнала от каждой из множества катушек индуктивности и оценивает внутренний дефект обследуемого объекта на основе результата вычисления интенсивностей сигналов F-эха и B-эха. Арифметическое устройство включает в себя: блок определения рабочего состояния, который определяет рабочее состояние каждой из множества катушек индуктивности; блок исполнения корректировки, который корректирует интенсивность сигнала B-эха, принятого каждой из множества катушек индуктивности, на основе рабочего состояния каждой из множества катушек индуктивности; блок вычисления отношения, который вычисляет отношение посредством деления интенсивности сигнала F-эха на интенсивность скорректированного сигнала B-эха для каждой из множества катушек индуктивности; и блок оценки дефекта, который оценивает внутренний дефект обследуемого объекта на основе результата вычисления отношения, полученного от блока вычисления отношения.
[0021] (6) В устройстве для исследования дефектов, описанном в (5), когда блок определения рабочего состояния определяет, что работает только одна катушка индуктивности, смежная с произвольной катушкой индуктивности, работает, блок исполнения корректировки может скорректировать интенсивность сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, на первую величину корректировки. Когда блок определения рабочего состояния определяет, что не работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, блок исполнения корректировки может скорректировать интенсивность сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, на вторую величину корректировки. Когда блок определения рабочего состояния определяет, что работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, блок исполнения корректировки может скорректировать интенсивность сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, на третью величину корректировки.
[0022] (7) В устройстве для исследования дефектов, описанном в (6), первая величина корректировки может быть меньше второй величины корректировки. Когда блок определения рабочего состояния определяет, что работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, блок исполнения корректировки может установить третью величину корректировки равной нулю и может не корректировать интенсивность сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности.
[0023] (8) В устройстве для исследования дефектов, описанном в (7), арифметическое устройство может дополнительно включать в себя блок получения величины корректировки, который получает первую величину корректировки на основе разности между интенсивностью сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, в то время как работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, и интенсивностью сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, в то время как работает только одна катушка индуктивности, смежная с произвольной катушкой индуктивности, и получает вторую величину корректировки на основе разности между интенсивностью сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, в то время как работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, и интенсивностью сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, в то время как не работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности.
[0024] (9) В устройстве для исследования дефектов, описанном в (8), арифметическое устройство может дополнительно включать в себя блок хранения величины корректировки, который сохраняет первую величину корректировки и вторую величину корректировки, полученные блоком получения величины корректировки.
Эффекты изобретения
[0025] В соответствии с упомянутыми аспектами возможно точно оценить внутренний дефект обследуемого объекта, даже когда электромагнитный ультразвуковой зонд имеет структуру, в которой множество катушек индуктивности расположены смежно по отношению друг к другу таким образом, что они частично накладываются друг на друга.
Краткое описание чертежей
[0026] Фиг. 1 - схематическое изображение, иллюстрирующее структуру устройства 100 для исследования дефектов в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Фиг. 2 - схематическое изображение, иллюстрирующее состояние, наблюдаемое в направлении по стрелке A2, показанной на фиг. 1.
Фиг. 3А - схема, иллюстрирующая взаимоотношение между обследуемой позицией стального листа 200 и интенсивностями сигналов F-эха и B-эха, принятых катушкой индуктивности, обеспеченной в электромагнитном ультразвуковом зонде 102.
Фиг. 3B - схема, иллюстрирующая взаимоотношение между обследуемой позицией стального листа 200 и отношением F/B.
Фиг. 4 - схематическое изображение, иллюстрирующее карту дефектов стального листа 200.
Фиг. 5 - схематическое изображение, иллюстрирующее аспект, в котором ультразвуковое колебание, сгенерированное в стальном листе 200 электромагнитным ультразвуковым зондом 102, распространяется в стальном листе 200.
Фиг. 6 - вид сверху, иллюстрирующий катушки 1-3 индуктивности, обеспеченные в электромагнитном ультразвуковом зонде 102, наблюдаемые в направлении по стрелке A3, показанной на фиг. 5.
Фиг. 7 - схематическое изображение, иллюстрирующее восемь катушек ch1-ch8 индуктивности, обеспеченных в электромагнитном ультразвуковом зонде 102, и схематическое изображение, иллюстрирующее четырнадцать примеров (уровни 1-14), когда передача ультразвуковых волн в каждой из катушек ch1-ch8 индуктивности включена или выключена.
Фиг. 8 - характеристическая схема, иллюстрирующая измеренное значение (дБ) интенсивности сигнала B-эха, принятого катушкой ch4 индуктивности, которая является катушкой индуктивности объекта сбора данных, для каждого из уровней 1-14, показанных на фиг. 7.
Фиг. 9 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая процесс корректировки интенсивности сигнала B-эха.
Осуществление изобретения
[0027] Далее будут подробно описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи. В описании и на чертежах компоненты, имеющие в значительной степени одинаковые функции, обозначены одинаковыми номерами для ссылок, и их описание не будет повторяться.
[0028] [1. Пример структуры электромагнитного ультразвукового устройства]
Сначала со ссылкой на фиг. 1 и 2 будет описана структура устройства 100 для исследования дефектов (электромагнитного ультразвукового устройства; EMAT) в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Фиг. 1 является схемой, иллюстрирующей структуру устройства 100 для исследования дефектов. Устройство 100 для исследования дефектов включает в себя электромагнитные ультразвуковые зонды 102, каждый из которых имеет множество катушек индуктивности (например, восемь катушек индуктивности), которые расположены смежно по отношению друг к другу таким образом, что они частично накладываются друг на друга, усилители 104 (не показаны на фиг. 1), измерительный валик 106, датчик 108 обнаружения переднего конца, арифметическое устройство 110, устройство 120 отображения и устройство 130 предупреждения.
[0029] Стальной лист 200 для исследования помещается на стол для продвижения листа и транспортируется в направлении стрелки A1 на фиг. 1 посредством движения валика стола для продвижения листа. Электромагнитный ультразвуковой зонд 102 передает и принимает электромагнитные ультразвуковые волны, используя восемь катушек индуктивности, чтобы обнаружить внутренний дефект 202 стального листа 200. Множество стальных листов 200 располагаются в направлении ширины.
Как показано на фиг. 1, например, два столбца электромагнитных ультразвуковых зондов 102 расположены в направлении транспортировки стального листа 200. Каждый столбец из столбца выше по ходу и столбца ниже по ходу в направлении транспортировки включает в себя восемь электромагнитных ультразвуковых зондов 102. Как показано на фиг. 1, восемь электромагнитных ультразвуковых зондов 102 на каждой стороне из стороны выше по ходу и стороны ниже по ходу расположены в разных позициях в направлении ширины стального листа 200. Электромагнитный ультразвуковой зонд 102 на стороне ниже по ходу расположен между смежными электромагнитными ультразвуковыми зондами 102 на стороне выше по ходу.
Таким образом, поскольку множество электромагнитных ультразвуковых зондов 102 расположены зигзагообразно, электромагнитные ультразвуковые зонды 102 на стороне ниже по ходу могут достоверно обнаружить внутренний дефект 202 между электромагнитными ультразвуковыми зондами 102, который не обнаружен электромагнитными ультразвуковыми зондами 102 на стороне выше по ходу.
[0030] Фиг. 2 является схематическим изображением, иллюстрирующим состояние, наблюдаемое в направлении по стрелке A2, показанной на фиг. 1. Как показано на фиг. 2, электромагнитный ультразвуковой зонд 102 расположен вблизи от верхней части стального листа 200. Воздух подается снизу электромагнитного ультразвукового зонда 102 к стальному листу 200, и промежуток между нижней стороной электромагнитного ультразвукового зонда 102 и стальным листом 200 посредством воздуха корректируется приблизительно до 0,5 мм. Усилитель 104 расположен над электромагнитным ультразвуковым зондом 102 и усиливает сигнал обнаружения, выданный от электромагнитного ультразвукового зонда 102 (точнее выходной сигнал каждой катушки индуктивности, обеспеченной в электромагнитном ультразвуковом зонде 102).
[0031] Электромагнитный ультразвуковой зонд 102 генерирует ультразвуковое колебание в поверхности стального листа 200 с использованием каждой катушки индуктивности и обнаруживает вихревой ток, сгенерированный колебанием ультразвуковых волн, которые отражены от нижней стороны стального листа 200, при статическом магнитном поле с использованием каждой катушки индуктивности. Таким образом, обнаруживается уровень эха (B-эха) ультразвукового колебания, отраженного от нижней стороны. Кроме того, когда в стальном листе 200 возникает внутренний дефект 202, показанный на фиг. 1, ультразвуковое колебание отражается от внутреннего дефекта 202, и электромагнитный ультразвуковой зонд 102 обнаруживает ультразвуковое колебание, отраженное от внутреннего дефекта 202. Когда возникает внутренний дефект 202, уровень эха (F-эха) отраженного ультразвукового колебания изменяется. Таким образом, возможно оценить (классифицировать уровень) внутреннего дефекта 202 на основе отношения (отношения F/B), полученного посредством деления интенсивности F-эха на интенсивность сигнала B-эха.
[0032] Арифметическое устройство 110 имеет функцию подачи высокочастотного тока (высокочастотного сигнала) каждому электромагнитному ультразвуковому зонду 102. Таким образом, арифметическое устройство 110 подает высокочастотный ток для генерации ультразвукового колебания в стальном листе 200 каждой из восьми катушек индуктивности, обеспеченных в каждом электромагнитном ультразвуковом зонде 102.
Арифметическое устройство 110 вычисляет интенсивности сигнала F-эха и B-эха ультразвукового колебания, принятого каждой катушкой индуктивности, на основе выходного сигнала от каждого электромагнитного ультразвукового зонда 102 (то есть, выходного сигнала от каждой катушки индуктивности, обеспеченной в электромагнитном ультразвуковом зонде 102), и оценивает внутренний дефект 202 в стальном листе 200 на основе результата вычисления.
[0033] В частности, арифметическое устройство 110 включает в себя блок 112 получения величины корректировки, блок 114 определения рабочего состояния, блок 116 исполнения корректировки, блок 117 вычисления F/B (блок вычисления отношения), блок 118 оценки дефекта и блок 119 хранения величины корректировки.
[0034] Блок 114 определения рабочего состояния определяет рабочие состояния всех восьми катушек индуктивности в каждом электромагнитном ультразвуковом зонде 102. В частности, блок 114 определения рабочего состояния имеет функцию самодиагностики для определения, что катушка индуктивности, которая не способна обнаруживать F-эха и B-эха, является дефектной катушкой индуктивности (то есть, находится в нерабочем состоянии).
Блок 116 исполнения корректировки корректирует интенсивность сигнала B-эха, принятого каждой катушкой индуктивности, на основе результата определения рабочего состояния каждой катушки индуктивности блоком 114 определения рабочего состояния.
Когда блок 114 определения рабочего состояния определяет, что работает только одна катушка индуктивности, которая является смежной с произвольной катушкой индуктивности из восьми катушек индуктивности, блок 116 исполнения корректировки корректирует интенсивность сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, на первую величину корректировки, что будет подробно описано ниже.
Когда блок 114 определения рабочего состояния определяет, что не работают две катушки индуктивности, которые являются смежными с произвольной катушкой индуктивности, блок 116 исполнения корректировки корректирует интенсивность сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, на вторую величину корректировки.
Когда блок 114 определения рабочего состояния решает, что работают две катушки индуктивности, которые являются смежными с произвольной катушкой индуктивности, блок 116 исполнения корректировки корректирует интенсивность сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, на третью величину корректировки.
Каждый из процессов корректировки выполняется на всех электромагнитных ультразвуковых зондах 102.
[0035] Блок 117 вычисления F/B вычисляет отношение F/B посредством деления интенсивности сигнала F-эха на интенсивность скорректированного сигнала B-эха для каждой катушки индуктивности. Отношение F/B вычисляется для всех электромагнитных ультразвуковых зондов 102. Блок 118 оценки дефекта оценивает внутренний дефект 202 в стальном листе 200 на основе результата вычисления отношения F/B, полученного от блока 117 вычисления F/B.
[0036] Блок 112 получения величины корректировки получает первую величину корректировки на основе разности между интенсивностью сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, когда работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, из восьми катушек индуктивности, и интенсивностью сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, когда работает только одна катушка индуктивности, смежная с произвольной катушкой индуктивности.
Блок 112 получения величины корректировки получает вторую величину корректировки на основе разности между интенсивностью сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, когда работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, и интенсивностью сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, когда не работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности.
Блок 119 хранения величины корректировки сохраняет первую величину корректировки и вторую величину корректировки, полученные блоком 112 получения величины корректировки.
Первую величину корректировки и вторую величину корректировки экспериментально получают заранее с использованием одного электромагнитного ультразвукового зонда 102 и образца стального листа 200 для исследования до фактического исследования дефектов. Способ получения первой величины корректировки и второй величины корректировки будет подробно описан ниже.
[0037] Устройство 120 отображения отображает результат оценки (результат классификации в соответствии с классом) внутреннего дефекта 202 на основе результата оценки внутреннего дефекта 202, полученного от арифметического устройства 110. Устройство 130 предупреждения выдает предупреждение, когда отношение F/B внутреннего дефекта 202 больше базисной величины. Стальной лист 200, у которого обнаружен внутренний дефект 202 больше базисной величины, отделяется от общего пути транспортировки, и над стальным листом 200 выполняется тщательное исследование.
[0038] Фиг. 3А показывает взаимоотношение между обследуемой позицией стального листа 200 в направлении транспортировки и интенсивностями сигналов F-эха и B-эха. Фиг. 3B показывает взаимоотношение между обследуемой позицией и отношением F/B. Как показано на фиг. 3А, когда в стальном листе 200 возникает внутренний дефект 202, интенсивность сигнала F-эха увеличивается, и интенсивность сигнала B-эха уменьшается, в зависимости от размера внутреннего дефекта 202.
[0039] В результате, как показано на фиг. 3B, в обследуемой позиции, где возник внутренний дефект 202, отношение F/B больше, чем в обследуемой позиции, где внутренний дефект 202 не возник. По мере увеличения размера внутреннего дефекта 202 отношения F/B увеличивается. Таким образом, возможно обнаружить, возник ли внутренний дефект 202, на основе отношения F/B. Кроме того, возможно оценить размер и позицию внутреннего дефекта 202.
[0040] Когда промежуток между электромагнитным ультразвуковым зондом 102 и поверхностью стального листа 200 изменяется, интенсивности сигналов B-эха и эха F-изменяются. Вычисление отношения F/B позволяет компенсировать изменения интенсивностей сигналов B-эха и F-эха вследствие изменения промежутка. Кроме того, поскольку внутренний дефект 202 оценивается на основе отношения F/B, возможно компенсировать шум, даже когда шум включен в F-эхо и B-эхо. Таким образом, возможно оценить внутренний дефект 202 с высокой точностью.
[0041] Сигналы обнаружения, выданные от множества электромагнитных ультразвуковых зондов 102, которые расположены в направлении ширины стального листа 200, передаются арифметическому устройству 110. Сигнал позиции, выданный от измерительного валика 106, который измеряет позицию от переднего конца стального листа 200, также передается арифметическому устройству 110.
Датчик 108 обнаружения переднего конца обнаруживает позицию переднего конца стального листа 200. Позиция переднего конца является опорной позицией, когда измерительный валик 106 обнаруживает позицию стального листа 200. Арифметическое устройство 110 синхронизирует сигнал отношения F/B с сигналом позиции и создает карту дефектов, показанную на фиг.4, которая указывает позицию возникновения внутреннего дефекта 202 на стальном листе 200.
[0042] Ширина одного электромагнитного ультразвукового зонда 102 в направлении ширины стального листа составляет приблизительно 100 мм, и трудно установить расстояние между смежными электромагнитными ультразвуковыми зондами 102 равным нулю. Таким образом, как описано описанный выше, два столбца электромагнитных ультразвуковых зондов 102 расположены в направлении транспортировки листа 200 зигзагообразно таким образом, что два столбца электромагнитных ультразвуковых зондов 102 расположены в разных позициях в направлении ширины стального листа 200, чтобы обеспечить возможность обнаружения дефекта по всей площади стального листа 200.
[0043] Арифметическое устройство 110 синхронизирует сигнал обнаружения, выданный от множества электромагнитных ультразвуковых зондов 102, имеющих упомянутое выше размещение, с позицией стального листа 200, движущегося на столе для продвижения листа, который ускоряется или замедляется для транспортировки стального листа 200, распознает точную позицию дефекта и создает карту дефектов, показанную на фиг. 4. Таким образом, возможно сразу обнаружить позицию и размер внутреннего дефекта 202 в направлении транспортировки стального листа 200.
[0044] [2. Влияние смежных катушек индуктивности на величину обнаружения]
Фиг. 5 является схематическим изображением, иллюстрирующим аспект распространения в стальном листе 200 ультразвукового колебания, которое сгенерировано в стальном листе 200 электромагнитным ультразвуковым зондом 102. Как описано выше, например, восемь катушек индуктивности расположены смежно по отношению друг к другу в каждом электромагнитном ультразвуковом зонде 102 таким образом, что они частично накладываются друг на друга. Фиг. 5 репрезентативно показывает только три катушки 1-3 индуктивности из восьми катушек индуктивности. Катушки 1-3 индуктивности синхронизированы друг с другом и передают и принимают ультразвуковые волны в одно и то же время.
[0045] Фиг. 6 является видом сверху, иллюстрирующим три катушки 1-3 индуктивности, наблюдаемые в направлении по стрелке A3, показанной на фиг. 5. На фиг. 5 для удобства иллюстрации три катушки 1-3 индуктивности расположены с равномерными интервалами, чтобы они не накладывались друг на друга. Однако на практике, как показано на фиг. 6, три катушки 1-3 индуктивности расположены смежно по отношению друг к другу таким образом, что они частично накладываются друг на друга. Восемь катушек индуктивности, в том числе три катушки 1-3 индуктивности, расположены в одну линию на печатной плате (FPC) (не показана).
[0046] Как показано в фиг. 5, электромагнитный ультразвуковой зонд 102 снабжен постоянным магнитом 102a, соответствующим катушкам 1-3 индуктивности. Например, для катушки 2 индуктивности, когда высокочастотный ток приложен к катушке 2 индуктивности, магнитное поле M1, которое изменяется с высокой частотой, генерируется на поверхности стального листа 200. Затем индуцированный ток I1 генерируется на поверхности стального листа 200 в направлении, в котором магнитное поле M1 сокращается. Затем ток I1 течет к проводнику (стальному листу 200) в статическом магнитном поле M2, сформированном постоянным магнитом 102a, чтобы генерировать силу Лоренца F. Сила Лоренца F изменяется синхронно с высокочастотным током, который течет к катушке 2 индуктивности. Таким образом, поверхность стального листа 200 колеблется вследствие силы Лоренца F, и возникает ультразвуковое колебание.
[0047] Как показано на фиг. 5, ультразвуковое колебание, которое сгенерировано катушкой 2 индуктивности, отражается от нижней стороны стального листа 200. Катушка 2 индуктивности, которая генерирует ультразвуковое колебание, и катушки 1 и 3 индуктивности, которые являются смежными с катушкой 2 индуктивности, принимают уровень эха (B-эхо) ультразвуковых волн катушки 2 индуктивности, отраженных от нижней стороны. Это вызвано широким распространением ультразвуковых волн на большом расстоянии и частичным наложением между смежными катушками индуктивности, как показано на фиг. 6.
[0048] Кроме того, катушка 2 индуктивности также принимает уровень эха (F-эхо) ультразвукового колебания, отраженного от внутреннего дефекта 202. Катушка 2 индуктивности обнаруживает вихревой ток, который сгенерирован колебанием отраженных ультразвуковых волн при статическом магнитном поле постоянного магнита 102, чтобы принять отраженные волны (F-эхо и B-эхо).
[0049] Катушки 1 и 3 индуктивности передают и принимают ультразвуковые волны синхронно с катушкой 2 индуктивности. Катушка 2 индуктивности принимает B-эхо ультразвукового колебания, сгенерированного двумя катушками 1 и 3 индуктивности, являющимися смежными с катушкой 2 индуктивности, в дополнение к B-эху ультразвукового колебания, сгенерированного катушкой 2 индуктивности.
[0050] Например, когда катушка 1 индуктивности расположена в конце восьми катушек индуктивности, только катушка 2 индуктивности является смежной с катушкой 1 индуктивности. Таким образом, катушка 1 индуктивности принимает B-эхо ультразвукового колебания, сгенерированного катушкой 2 индуктивности, являющейся смежной с катушкой 1 индуктивности, в дополнение к эху B-ультразвукового колебания, сгенерированного катушкой 1 индуктивности. В результате интенсивность сигнала B-эха, принятого катушкой 1 индуктивности, более низкая, чем интенсивность сигнала B-эха, принятого катушкой 2 индуктивности.
[0051] Когда в стальном листе 200 возникает внутренний дефект 202, ультразвуковое колебание отражается от внутреннего дефекта 202, и F-эхо принимается каждой катушкой индуктивности. Область, в которой внутренний дефект 202 принимает ультразвуковое колебание, меньше, чем область, в которой нижняя сторона стального листа 200 принимает ультразвуковое колебание. Таким образом, влияние ультразвуковых волн, сгенерированных смежными катушками индуктивности, на F-эхо является маленьким. Поскольку расстояние распространения F-эха, пока F-эхо не будет принято катушкой индуктивности, короче, чем для B-эха, влияние смежных катушек индуктивности на F-эхо является маленьким. Таким образом, интенсивности сигнала F-эха, принятого катушками 1-3 индуктивности, в значительной степени равны друг другу.
Таким образом, интенсивность сигнала смежного F-эха (F-эха, которое должно быть принято смежной катушкой индуктивности), принятого произвольной катушкой индуктивности, является пренебрежимо малой, но интенсивность сигнала смежного B-эха (B-эха, которое должно быть принято смежной катушкой индуктивности), принятого произвольной катушкой индуктивности, слишком высока, чтобы ее проигнорировать.
[0052] Таким образом, когда внутренний дефект 202 оценивается на основе отношения F/B, отношение F/B катушки 1 индуктивности больше, чем для катушек 2 и 3 индуктивности, поскольку интенсивность сигнала B-эха, принятого катушкой 1 индуктивности, более низкая, чем интенсивность сигнала B-эха, принятого катушками 2 и 3 индуктивности.
[0053] Таким образом, в электромагнитном ультразвуковом зонде 102 множество катушек индуктивности расположены смежно по отношению друг к другу таким образом, что они частично накладываются друг на друга. Таким образом, произвольная катушка индуктивности принимает B-эхо, которое должно быть принято другими катушками индуктивности, смежными с произвольной катушкой индуктивности, в дополнение к B-эху, которое должно быть принято произвольной катушкой индуктивности. Кроме того, поскольку на произвольную катушку индуктивности оказывает влияние электрическое поле, сгенерированное другими катушками индуктивности, трудно сместить время генерации ультразвуковой волны каждой катушки индуктивности. Таким образом, произвольная катушка индуктивности безусловно принимает B-эхо, которое должно быть принято катушками индуктивности, смежными с произвольной катушкой индуктивности.
[0054] Недооценка внутреннего дефекта 202 приводит к необнаружению внутреннего дефекта 202 и к выдаче дефектного стального листа 200. Таким образом, установлен базисный размер для распознавания внутреннего дефекта 202, и отношение F/B катушки индуктивности, которая обнаруживает базисный размер внутреннего дефекта 202, как минимальное значение отношения F/B используется в качестве порогового значения определения.
Таким образом, когда другие катушки индуктивности обнаруживают базисный размер, отношение F/B равно или больше порогового значения определения, и возможно достоверно предотвратить не обнаружение внутреннего дефекта 2 вследствие недооценки. В примере, показанном на фиг. 5, поскольку отношение F/B катушки 2 индуктивности является меньше, чем отношение F/B катушки 1 индуктивности, отношение F/B, когда катушка 2 индуктивности обнаруживает базисный размер, является пороговым значением определения. В этом случае отношение F/B по меньшей мере катушки 1 индуктивности больше, чем отношение F/B катушки 2 индуктивности. Когда оценка выполняется на основе отношения F/B катушки 1 индуктивности, внутренний дефект 202 оценивается преувеличенно. Таким образом, трудно нормальным образом оценить внутренний дефект 202 на основе отношения F/B катушки 1 индуктивности, которая расположена в конце.
[0055] [3. Подробный пример структуры этого варианта осуществления]
В этом варианте осуществления интенсивность сигнала B-эха, принятого каждой катушкой индуктивности, корректируется в соответствии с рабочим состоянием каждой катушки индуктивности, чтобы подавить влияние смежных катушек индуктивности на произвольную катушку индуктивности. Фиг. 7 показывает четырнадцать примеров (уровни 1-14), на которых восемь катушек индуктивности представлены как ch1-ch8, и передача ультразвуковых волн каждой катушки (ch1-ch8) индуктивности включается (ВКЛ: рабочее состояние) или выключается (ВЫКЛ: нерабочее состояние). Катушка ch4 индуктивности является целевой катушкой индуктивности для сбора данных, которая обнаруживает B-эхо и постоянно включена. Фиг. 8 является характеристической диаграммой, иллюстрирующей измеренное значение (дБ) интенсивности сигнала B-эха катушки ch4 индуктивности, которая является целевой катушкой индуктивности для сбора данных (ch), для каждого из уровней 1-14, показанных на фиг. 7.
[0056] Уровень 1, показанный на фиг. 7, указывает случай, в котором включена передача ультразвуковых волн всех восьми катушек (ch1-ch8) индуктивности. Уровень 2 указывает случай, в котором выключена только катушка ch1, обеспеченная в левом конце, и другие катушки индуктивности включены. Уровень 3 указывает случай, в котором выключены катушки ch1 и ch8 индуктивности, обеспеченные на обоих концах, и другие катушки индуктивности включены. На уровнях 4-8 последовательно выключены катушки индуктивности, которые находятся на удалении от катушки ch4 индуктивности. Уровень 9 указывает случай, в котором выключены все катушки индуктивности, кроме катушки ch4 индуктивности. Уровни после уровня 9 указывают случаи, в которых последовательно включены катушки индуктивности вне катушек ch3 и ch5 индуктивности.
[0057] В этом варианте осуществления, как видно из фиг. 8, когда включена одна из катушек ch3 и ch5 индуктивности, смежных с катушкой ch4 индуктивности (уровни 7 и 8), интенсивность сигнала B-эха на 2 дБ ниже, чем когда включены две катушки ch3 и ch5 индуктивности, смежные с катушкой ch4 индуктивности (уровни 1-6). Кроме того, когда выключены обе катушки ch3 и ch5 индуктивности, смежные с катушкой ch4 индуктивности (уровни 9-14), интенсивность сигнала B-эха на 4 дБ ниже, чем когда катушки ch3 и ch5 индуктивности, смежные с катушкой ch4 индуктивности, включены.
[0058] На фиг. 7 целевой катушкой индуктивности для сбора данных является катушка ch4 индуктивности. Однако случай, в котором B-эхо обнаруживается одной из катушек ch1 и ch8 индуктивности, обеспеченных в обоих концах, эквивалентен случаю, в котором одна из смежных катушек индуктивности постоянно выключена (нерабочее состояние), поскольку только одна катушка индуктивности является смежной с катушкой ch1 или ch8 индуктивности. Таким образом, даже когда катушка ch2 индуктивности, смежная с катушкой ch1 индуктивности, включена, интенсивность сигнала B-эха, принятого катушкой ch1 индуктивности, уменьшена на 2 дБ.
Когда катушка ch2 индуктивности, смежная с катушкой ch1 индуктивности, выключена, интенсивность сигнала B-эха, принятого катушкой ch1 индуктивности, уменьшена на 4 дБ. Аналогичным образом, даже когда катушка ch7 индуктивности, смежная с катушкой ch8 индуктивности, включена, интенсивность сигнала B-эха, принятого катушкой ch8 индуктивности, уменьшена на 2 дБ. Когда катушка ch7 индуктивности, смежная с катушкой ch8 индуктивности, выключена, интенсивность сигнала B-эха, принятого катушкой ch8 индуктивности, уменьшена на 4 дБ. Таким образом, даже когда катушка индуктивности, смежная с конечной катушкой индуктивности, является нормальной, интенсивность сигнала B-эха, принятого конечной катушкой индуктивности, уменьшена.
[0059] Когда оценивается внутренний дефект 202, разность 4 дБ между интенсивностями сигналов B-эха приблизительно соответствует разности между маленьким дефектом и средним дефектом. Когда внутренний дефект 202 оценивается на основе стандарта, эквивалентного JIS G 0801, разность не является пренебрежимо малой при практической работе. Таким образом, поскольку разность между интенсивностями сигнала B-эха влияет на уровень оценки внутреннего дефекта 202, необходимо надежно подавить преувеличенную оценку интенсивности сигнала.
[0060] На основе упомянутого выше результата в этом варианте осуществления интенсивность сигнала B-эха, принятого каждой катушкой индуктивности, корректируется в соответствии с рабочим состоянием каждой катушки индуктивности. Таким образом, интенсивность сигнала B-эха, принятого каждой катушкой индуктивности, делается однородной, и погрешность уровня обнаружения внутреннего дефекта 202 удаляется, когда внутренний дефект 202 оценивается на основе отношения F/B. В результате возможно стабилизировать оценку внутреннего дефекта 202.
[0061] В частности, в примере, показанном на фиг. 8, когда только одна катушка индуктивности, смежная с произвольной катушкой индуктивности, находится в рабочем состоянии (включена), 2 дБ добавляются к интенсивности сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности. Когда две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, находятся в нерабочем состоянии (выключены), 4 дБ добавляются к интенсивности сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности.
[0062] Как описано выше, случай, в котором только одна катушка индуктивности является смежной с каждой из катушек ch1 и ch8 индуктивности, которые расположены в обоих концах каждого электромагнитного ультразвукового зонда 102, эквивалентен случаю, в котором смежная катушка индуктивности постоянно выключена (нерабочее состояние). Таким образом, когда катушка ch2 индуктивности, смежная с катушкой ch1 индуктивности, включена, 2 дБ добавляются к интенсивности сигнала B-эха, принятого катушкой ch1 индуктивности. Когда катушка ch2 индуктивности, смежная с катушкой ch1 индуктивности, выключена, 4 дБ добавляются к интенсивности сигнала B-эха, принятого катушкой ch1 индуктивности. Такой же процесс корректировки, как описано выше, выполняется для интенсивности сигнала B-эха, принятого катушкой ch8 индуктивности.
[0063] Считается, что катушка индуктивности выключена, например, в следующем случае: катушка индуктивности оборвана посредством удара, когда электромагнитный ультразвуковой зонд 102, который расположен над стальным листом 200, входит в контакт со стальным листом 200. Даже когда произвольная катушка индуктивности выключена по упомянутой выше причине, упомянутый выше процесс корректировки может быть выполнен для интенсивности сигнала B-эха, чтобы непрерывно обнаруживать дефекты.
[0064] Пластина (образец, который должен быть исследован), в котором искусственно сформирован внутренний дефект 202 с упомянутым выше базисным уровнем, может быть исследована для обнаружения обрыва катушки индуктивности. В этом случае, поскольку оборванная катушка индуктивности не принимает F-эхо, возможно диагностировать, что катушка индуктивности, которая не принимает F-эхо, была оборвана.
[0065] Как описано выше, в соответствии с этим вариантом осуществления, поскольку интенсивность сигнала B-эха, принятого каждой катушкой индуктивности, имеет нормальную величину (однородную величину), возможно достоверно предотвратить преувеличенную оценку внутреннего дефекта 202 вследствие ненормальной интенсивности сигнала (неоднородной интенсивности сигнала).
[0066] В описанном выше варианте осуществления, когда выключена одна катушка индуктивности, смежная с произвольной катушкой индуктивности, 2 дБ добавляются к интенсивности сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности. Когда выключены две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, 4 дБ добавляются к интенсивности сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности. Однако величина корректировки может быть установлена должным образом, чтобы она была подходящей для устройства. В частности, характеристики, показанные на фиг. 8, получены для уровней 1-14 заранее. Затем измерено сокращение интенсивности сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, когда выключена одна катушка индуктивности, смежная с произвольной катушкой индуктивности, и когда выключены две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности. Затем установлена величина корректировки, подходящая для сокращения.
[0067] В описанном выше варианте осуществления восемь катушек индуктивности размещены в линии в каждом электромагнитном ультразвуковом зонде 102. Однако количество катушек индуктивности не ограничено восемью. Может быть размещено множество столбцов катушек индуктивности, или множество катушек индуктивности может быть расположено в матрице. Количество электромагнитных ультразвуковых зондов 102 не ограничено двумя столбцами из восьми катушек индуктивности. В этом случае каждая катушка индуктивности, которая является смежной с произвольной катушкой индуктивности, включается и выключается, и заранее получается корреляция между включенным и выключенным состоянием каждой смежной катушки индуктивности и сокращение интенсивности сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности. Таким образом, возможно скорректировать интенсивность сигнала B-эха, принятого каждой катушкой индуктивности, в соответствии с рабочим состоянием каждой катушки индуктивности.
[0068] В описанном выше варианте осуществления случай, в котором, работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, используется в качестве базисного, и интенсивность сигнала корректируется таким образом, что 2 дБ добавляются к интенсивности сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, когда не работает одна катушка индуктивности, смежная с произвольной катушкой индуктивности, и 4 дБ добавляются к интенсивности сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, когда не работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности.
[0069] Напротив, корректировка может быть выполнена с использованием в качестве базисного такого случая, в котором не работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности. В этом случае, когда одна катушка индуктивности, смежная с произвольной катушкой индуктивности, не работает, 2 дБ вычитаются из интенсивности сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности. Когда не работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, 4 дБ вычитаются из интенсивности сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности. В этом случае возможно сделать однородной интенсивность сигнала B-эха, принятого каждой катушкой индуктивности, обеспеченной в электромагнитном ультразвуковом зонде 102. Обычно две смежных катушки индуктивности не работают. Таким образом, количество обработки корректировки (например, время вычисления), как правило, немного увеличивается.
[0070] Таким образом, арифметическое устройство 110 включает в себя блок 112 получения величины корректировки, блок 114 определения рабочего состояния, блок 116 исполнения корректировки, блок 117 вычисления F/B, блок 118 оценки дефекта и блок 119 хранения величины корректировки.
[0071] Блок 112 получения величины корректировки заранее получает характеристики, показанные на фиг. 8, для уровней 1-14 и получает сокращение интенсивности сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, как первую величину корректировки при одной выключенной катушке индуктивности, смежной с произвольной катушкой индуктивности. Кроме того, блок 112 получения величины корректировки получает сокращение интенсивности сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, как вторую величину корректировки при двух выключенных катушках индуктивности, смежных с произвольной катушкой индуктивности.
Блок 119 хранения величины корректировки сохраняет первую величину корректировки и вторую величину корректировки, полученные блоком 112 получения величины корректировки.
Как описано выше, первая величина корректировки и вторая величина корректировки получены экспериментально заранее с использованием одного электромагнитного ультразвукового зонда 102 и образца стального листа 200 до фактического исследования дефектов.
[0072] Блок 114 определения рабочего состояния определяет рабочие состояния восьми катушек ch1-ch8 индуктивности в каждом электромагнитном ультразвуковом зонде 102.
Блок 116 исполнения корректировки выполняет корректировку на основе результата определения рабочего состояния каждой катушки индуктивности посредством блока 114 определения рабочего состояния. В упомянутом выше примере, когда работает только одна катушка индуктивности, смежная с произвольной катушкой индуктивности, блок 116 исполнения корректировки добавляет 2 дБ, что задано в качестве первой величины корректировки, к интенсивности сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности.
Кроме того, когда не работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, блок 116 исполнения корректировки добавляет 4 дБ, что задано как вторая величина корректировки, к интенсивности сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности.
Когда работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, блок 116 исполнения корректировки устанавливает третью величину корректировки равной нулю и не корректирует интенсивность сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности. Каждый из упомянутых выше процессов корректировки выполняется для всех электромагнитных ультразвуковых зондов 102.
[0073] Блок 117 вычисления F/B вычисляет отношение (отношение F/B) посредством деления интенсивности сигнала F-эха на интенсивность скорректированного сигнала B-эха для каждой катушки индуктивности. Вычисление отношения F/B выполняется для всех электромагнитных ультразвуковых зондов 102. Блок 118 оценки дефекта оценивает внутренний дефект 202 стального листа 200 на основе результата вычисления отношения F/B, полученного от блока 117 вычисления F/B.
[0074] Компоненты арифметического устройства 110, показанные на фиг. 1, могут быть сформированы посредством схемы (аппаратного средства) или центрального процессора (ЦП; CPU) и программы (программного обеспечения) для управления схемой или ЦП.
[0075] [4. Процесс корректировки интенсивности сигнала B-эха в соответствии с этим вариантом осуществления]
Фиг. 9 является блок-схемой последовательности операций, иллюстрирующей процесс корректировки интенсивности сигнала B-эха в соответствии с этим вариантом осуществления. Сначала на этапе S10 блок 112 получения величины корректировки заранее получает характеристики, показанные на фиг. 8, для уровней 1-14 до фактического исследования дефектов. Затем блок 112 получения величины корректировки получает сокращение интенсивности сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, в качестве первой величины корректировки при одной выключенной катушке индуктивности, смежной с произвольной катушкой индуктивности, и получает сокращение интенсивности сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, в качестве второй величины корректировки при двух выключенных катушках индуктивности, смежных с произвольной катушкой индуктивности.
[0076] Затем на этапах S12-S14 блок 114 определения рабочего состояния определяет рабочее состояние каждой из восьми катушек ch1-ch8 индуктивности в каждом электромагнитном ультразвуковом зонде 102. В частности, сначала на этапе S12 блок 114 определения рабочего состояния определяет, не являются ли две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, не работающими. Когда обе катушки индуктивности работают, процесс переходит на этап S14. Когда обе катушки индуктивности не работают, процесс переходит на этап S20, и блок 116 исполнения корректировки добавляет вторую величину корректировки (4 дБ) к интенсивности сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности.
[0077] На этапе S14 блок 114 определения рабочего состояния определяет, не является ли неработающей только одна катушка индуктивности, смежная с произвольной катушкой индуктивности, для каждого электромагнитного ультразвукового зонда 102. Когда не работает только одна катушка индуктивности, смежная с произвольной катушкой индуктивности, процесс переходит на этап S18. На этапе S18 блок 116 исполнения корректировки добавляет первую величину корректировки (2 дБ) к интенсивности сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности.
[0078] На этапе S14, когда одна работает катушка индуктивности, смежная с произвольной катушкой индуктивности, процесс переходит на этап S16. В этом случае, поскольку работают обе катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, интенсивность сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, не корректируется на этапе S16. Другими словами, когда процесс переходит на этап S16, блок 116 исполнения корректировки устанавливает третью величину корректировки равной нулю и не корректирует интенсивность сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности. После этапов S16, S18 и S20 процесс заканчивается.
[0079] Как описано выше, в соответствии с этим вариантом осуществления компенсировать сокращение интенсивности сигнала B-эха вследствие влияния смежных катушек индуктивности, нормализовать интенсивность сигнала B-эха, принятого каждой катушкой индуктивности, и сделать однородной интенсивность сигнала. Таким образом, возможно достоверно уменьшить количество случаев, когда сбой определяется вследствие излишнего обнаружения внутреннего дефекта 202. Кроме того, возможно улучшить отношение "сигнал-шум" конечной катушки индуктивности, с которой смежно небольшое количество катушек индуктивности, и значительно уменьшать количество случаев, когда сбой определяется вследствие псевдодефекта.
[0080] Предпочтительный вариант осуществления изобретения был описан выше со ссылкой на прилагаемые чертежи. Однако изобретение не ограничено описанным выше вариантом осуществления. Следует понимать, что специалисты в области техники могут внести различные модификации и изменения в изобретение в пределах технической идеи, описанной в формуле изобретения, и такие модификации и изменения также включены в объем изобретения.
Краткое описание обозначений
[0081] 100: Устройство для исследования дефектов
102: Электромагнитный ультразвуковой зонд
104: Усилитель
106: Измерительный валик
108: Датчик обнаружения переднего конца
110: Арифметическое устройство
112: Блок получения величины корректировки
114: Блок определения рабочего состояния
116: Блок определения корректировки
117: Блок вычисления F/B (блок вычисления отношения)
118: Блок оценки дефекта
119: Блок хранения величины корректировки
120: Устройство отображения
130: Устройство предупреждения
200: Стальной лист (обследуемый объект)
202: Внутренний дефект
1-3, ch1-ch8: Катушка индуктивности.
1. Способ исследования дефектов, содержащий этапы, на которых:
подают высокочастотный сигнал во множество катушек индуктивности, которые расположены смежно по отношению друг к другу таким образом, что они частично накладываются друг на друга, в электромагнитном ультразвуковом зонде для генерации ультразвукового колебания в исследуемом объекте;
принимают B-эхо ультразвукового колебания с использованием каждой из множества катушек индуктивности;
принимают F-эхо ультразвукового колебания с использованием каждой из множества катушек индуктивности;
корректируют интенсивность сигнала B-эха, принятого каждой из множества катушек индуктивности, на основе рабочего состояния каждой из множества катушек индуктивности; и
вычисляют отношение посредством деления интенсивности сигнала F-эха на интенсивность скорректированного сигнала B-эха для каждой из множества катушек индуктивности и оценивают внутренний дефект исследуемого объекта на основе результата вычисления отношения.
2. Способ исследования дефектов по п. 1,
в котором при корректировке интенсивности сигнала B-эха, когда работает только одна катушка индуктивности, смежная с произвольной катушкой индуктивности, интенсивность сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, корректируется на первую величину корректировки,
когда не работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, интенсивность сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, корректируется на вторую величину корректировки, и
когда работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, интенсивность сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, корректируется на третью величину корректировки.
3. Способ исследования дефектов по п. 2,
в котором первая величина корректировки меньше второй
величины корректировки, и
когда работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, третья величина корректировки устанавливается равной нулю, и интенсивность сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, не корректируется.
4. Способ исследования дефектов по п. 3, дополнительно содержащий этапы, на которых:
перед подачей высокочастотного сигнала во множество катушек индуктивности,
получают первую величину корректировки на основе разности между интенсивностью сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, в то время как работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, и интенсивностью сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, в то время как работает только одна катушка индуктивности, смежная с произвольной катушкой индуктивности; и
получают вторую величину корректировки на основе разности между интенсивностью сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, в то время как работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, и интенсивностью сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, в то время как не работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности.
5. Устройство для исследования дефектов, содержащее:
электромагнитный ультразвуковой зонд, включающий в себя множество катушек индуктивности, которые расположены смежно по отношению друг к другу таким образом, что они частично накладываются друг на друга; и
арифметическое устройство, которое подает высокочастотный сигнал для генерации ультразвукового колебания в исследуемом объекте каждой из множества катушек индуктивности, вычисляет интенсивности сигналов F-эха и B-эха ультразвукового колебания, которые приняты каждой из множества катушек индуктивности, на основе выходного сигнала от каждой из множества катушек индуктивности и оценивает внутренний дефект исследуемого объекта
на основе результата вычисления интенсивностей сигналов F-эха и B-эха,
причем арифметическое устройство включает в себя:
блок определения рабочего состояния, который определяет рабочее состояние каждой из множества катушек индуктивности;
блок исполнения корректировки, который корректирует интенсивность сигнала B-эха, принятого каждой из множества катушек индуктивности, на основе рабочего состояния каждой из множества катушек индуктивности;
блок вычисления отношения, который вычисляет отношение посредством деления интенсивности сигнала F-эха на интенсивность скорректированного сигнала B-эха для каждой из множества катушек индуктивности; и
блок оценки дефекта, который оценивает внутренний дефект исследуемого объекта на основе результата вычисления отношения, полученного от блока вычисления отношения.
6. Устройство для исследования дефектов по п. 5,
в котором, когда блок определения рабочего состояния определяет, что работает только одна катушка индуктивности, смежная с произвольной катушкой индуктивности, блок исполнения корректировки корректирует интенсивность сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, на первую величину корректировки,
когда блок определения рабочего состояния определяет, что не работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, блок исполнения корректировки корректирует интенсивность сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, на вторую величину корректировки, и
когда блок определения рабочего состояния определяет, что работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, блок исполнения корректировки корректирует интенсивность сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, на третью величину корректировки.
7. Устройство для исследования дефектов по п. 6,
в котором первая величина корректировки меньше второй величины корректировки, и
когда блок определения рабочего состояния определяет, что работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, блок исполнения корректировки устанавливает третью величину корректировки равной нулю и не корректирует интенсивность сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности.
8. Устройство для исследования дефектов по п. 7,
в котором арифметическое устройство дополнительно включает в себя блок получения величины корректировки, который получает первую величину корректировки на основе разности между интенсивностью сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, в то время как работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, и интенсивностью сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, в то время как работает только одна катушка индуктивности, смежная с произвольной катушкой индуктивности, и получает вторую величину корректировки на основе разности между интенсивностью сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, в то время как работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности, и интенсивностью сигнала B-эха, принятого произвольной катушкой индуктивности, в то время как не работают две катушки индуктивности, смежные с произвольной катушкой индуктивности.
9. Устройство для исследования дефектов по п. 8,
в котором арифметическое устройство дополнительно включает в себя блок хранения величины корректировки, который сохраняет первую величину корректировки и вторую величину корректировки, полученные блоком получения величины корректировки.
