專利名稱：磁性檢測方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁性檢測方法和磁性檢測裝置，其基本原理是利用磁化器使磁場在由鋼板等磁性材料形成的被測物體上進行交叉，用磁敏元件來檢測磁性異常部分引起的漏磁通。
磁性檢測裝置利用磁性來檢測被測物體薄鋼帶內(nèi)部或表面上存在的疵點、雜質(zhì)等磁性異常部分。磁性檢測裝置內(nèi)部裝有成排的磁敏元件，這些檢測磁通用的磁敏元件排列成一條直線，它可以連續(xù)檢測移動的薄鋼帶整個寬度上存在的所有缺陷(實開昭63-107849號公報)。
圖46A和圖46B是從不同方向看上述連續(xù)檢測移動薄鋼帶缺陷的磁性檢測裝置的斷面模式圖。圖46C是其側(cè)面圖，它表示該磁性檢測裝置裝入支持裝置后的狀態(tài)。
在圖46C中，表示磁性檢測裝置已安裝在廠房的地板上，在框架11內(nèi)，水平臂桿12由一對彈簧零件13a、13b支承。所以，水平臂桿12可以上下移動。磁性檢測裝置的固定軸又被固定在水平臂桿12的中央。另外，在框架11的兩側(cè)設(shè)置了一對導向滾筒14a、14b，借助于該滾筒將薄鋼帶10引導到磁性檢測裝置的空心滾筒1的外圓面上。
在圖46A和圖46B中，固定軸的2的一端穿入由非磁性材料制成的空心滾筒1的中心軸內(nèi)。該固定軸的另一端固定在上述水平臂桿12上。而且，固定軸2借助于一對滾動軸承3a、3b支撐在空心滾筒1的兩端的內(nèi)圓面上，并使固定軸2位于空心滾筒1的中心軸上。所以，該空心滾筒1以固定軸2為旋轉(zhuǎn)中心軸，自由地旋轉(zhuǎn)。
在空心滾筒1內(nèi)呈U字形斷面的磁化鐵心4c通過支撐零件5固定在固定軸2上，鐵心的磁極4a、4b接近空心滾筒1的內(nèi)圓面。磁化線圈6繞在該磁化鐵心4c上。所以，由磁化鐵心4c和磁化線圈6構(gòu)成磁化器4。成排的磁敏元件7固定在固定軸2上，許多磁敏元件7a在磁化鐵心4c的磁極4a和4b之間沿軸向排列成一條直線。
向磁化線圈6提供勵磁電流用的電源電纜8和取出或排磁敏元件7中的各個磁敏元件7a的輸出信號所用的信號電纜9，通過固定軸2內(nèi)，引出到外部。所以，磁化器4和成排的磁敏元件7的位置是固定的，空心滾筒1與磁化器4和成排的磁敏元件7的外周之間有一定的微小間隙，所以空心滾筒1可以旋轉(zhuǎn)。
這種結(jié)構(gòu)的磁性檢測裝置的空心滾筒1的外圓面，如果以規(guī)定的壓力將其壓到沿箭頭a方向移動的薄鋼帶10的一個面上，那么由于固定軸2是固定在水平臂桿12上的，所以空心滾筒1就沿著圖中箭頭b的方向旋轉(zhuǎn)。
在這種磁性檢測裝置中，當向磁化線圈6提供勵磁電流時就在磁化鐵心4c的各磁極4a、4b和移動的薄鋼帶10之間形成閉合磁路。并且，當薄鋼帶10的內(nèi)部或表面上有缺陷時，薄鋼帶10內(nèi)的磁阻就發(fā)生變化，產(chǎn)生漏磁通。利用成排磁敏元件7中的、位于該缺陷位置對面的磁敏元件7a將上述漏磁通檢測出來。然后，從該磁敏元件7a中輸出一個表示該缺陷存在的信號。
在被檢測出的信號中，信號電平與薄鋼帶10內(nèi)部或表面的缺陷大小相對應，所以通過測量輸出信號的電平，可以掌握薄鋼帶10的內(nèi)部或表面上存在的缺陷的橫向位置及其大小。
在這樣的磁性檢測裝置中各個磁敏元件7a設(shè)置在各磁極4a和4b的中央位置上，其原因如下。
圖47是圖46A、圖46B所示的磁性檢測裝置的主要部分的模式圖。在使完全無缺陷的薄鋼帶10靜止的狀態(tài)下，使該磁性檢測裝置的各磁極4a、4b相對設(shè)置。然后，磁化線圈6用直流勵磁。于是，在磁極4a、4b旁邊產(chǎn)生磁場。該磁場如圖所示，具有正弦波形狀的垂直磁場分布特性D(在4a、4b位置上出現(xiàn)最大，最小值)和人字形的水平磁場分布特性F(在各磁極4a、4b的中心位置上出現(xiàn)最大值)。所以，如果在該垂直磁場分布特性曲線D橫切。電平線的、磁極4a、4b的磁極間距離W的中央位置上，設(shè)置垂直型(將磁感應方向設(shè)定在垂直方向上)磁敏元件7a，那么，可以消除上述磁場的影響。
再者，如果在磁極4a、4b的磁極間距離W的中央位置上設(shè)置水平型(磁感應方向設(shè)定在水平方向上)磁敏元件，并對該水平型磁敏元件的輸出信號進行微分，那么在磁極間的中心位置附近，該輸出信號波形近似于上述垂直磁場分布特D。于是，微分后的輸出信號在上述中央位置橫切零電平線。這與垂直型磁敏元件7a一樣，可以消除上述磁場的影響。
但是，與其采用水平型磁敏元件，不如采用垂直型磁敏元件，也就是說。如上所述，一般認為，利用水平型磁敏元件時，母材無缺陷部分的雜散磁通值較大，必須采用動態(tài)范圍寬的磁敏元件。為了利用水平型磁敏元件獲得與其相同的輸出，必須用微分電路對水平型磁敏元件的輸出進行處理，所以整個裝置就很復雜。再者，水平型磁敏元件中磁性異常部位產(chǎn)生的信號成分的頻率fs和噪聲成分的頻率fN之比(fs/fN)H小于垂直型磁敏元件的比值(fS/fN)V。
所以，采用垂直型磁敏元件更容易消除輸出信號中包含的噪聲。因此，為了簡化實際的裝置，以采用垂直型磁敏元件為好。但是，并不是說，不采用垂直型磁敏元件就不能檢測磁性異常部分。
再者，如圖48所示，即使磁敏元件7a不在磁極4a、4b的磁極間中央位置上也可以消除上述磁場的影響。也就是說，預先求出該磁敏元件7a的設(shè)置位置上的磁場分布性 D、F上的各個磁敏元件的輸出電壓Vov、Voh。然后，如圖49所示，把從偏壓發(fā)生器16中輸出的固定偏壓調(diào)整到上述電壓Vov、Voh。利用減法器15，從磁敏元件7a的輸出信號中減去上述電壓Vov(Voh)。
所以，在以下的說明中，如無特別說明，則是指將垂直型磁敏元件設(shè)置在磁極間的中央位置上。
圖47所示的垂直磁場分布特性D是完全無缺陷的薄鋼板10相對于磁極4a、4b處于靜止狀態(tài)時的特性。但是，在實際的磁性檢測裝置中，薄鋼帶10按照速度V向一個方向移動。這時薄鋼帶10被磁極4a磁化，由于在勵磁場內(nèi)移動的被檢測物體薄鋼帶10的速度效應，使得磁通分布從表面看起來向被檢測物體的移動方向偏倚。也就是說，導體被測物體在磁場內(nèi)移動時，被測物體內(nèi)產(chǎn)生渦流?？梢詳喽?，由于該渦流造成的磁場的作用，結(jié)果使磁通分布產(chǎn)生偏倚。
其結(jié)果，垂直磁場分布特性曲線D橫切0線的位置不一定是磁極間的中央位置，如圖47的垂直磁場分布特性曲線E所示，橫切0線的位置向鋼帶前進方向平行移動。
在鋼帶10移動的狀態(tài)下，磁極4a、4b的磁極間的中央位置(x＝0)不在移動后的垂直磁場分布特性曲線E的0電平位置上。所以，在中央位置有雜散磁通。
再者，雜散磁通不同于被檢測物體上的表面缺陷、內(nèi)部缺陷和焊接部位等磁性異常部分造成的漏磁通，而是在被檢測物體周圍檢測出的磁通。而且，該雜散磁通主要是從塊狀被檢測物體和磁化器的磁化鐵心器材向周圍放射。所以，該雜散磁通，其分布特性與圖47所示的各種磁場分布特性相對應。
當然，該雜散磁通隨著薄鋼帶10的移動速度V的增加而變化。并且，雜散磁通隨著磁化器4的勵磁電流Ⅰ的增加而進一步變化。圖50是實測圖，它表示無缺陷薄鋼帶10的移動速度V從0米/分變化到1200米/分時設(shè)置在中心位置(x＝0)上的垂直型磁敏元件7a的輸出電壓的各個相對值。另外，圖50中的各種特性是按0.25A、0.50A和0.75A的順序依次改變(調(diào)整)磁化線圈6的勵磁電流Ⅰ時的特性。從該實測圖中也可以看出，雜散磁通隨移動速度V和勵磁電流I的增加而增加。
再者，磁敏元件7a可以檢測的磁通強度有一定的范圍，當檢測一定強度以上的磁通時輸出信號就飽和。圖51是實測圖，它表示沒有上述缺陷的薄鋼帶10的移動速度V和磁敏元件7a的輸出電壓的相對值二者之間的關(guān)系。從該實測圖中可以看出，在勵磁電流I為0.2A的條件下，薄鋼帶10的移動速度V為600米/分左右時，雜散磁通所引起的輸出信號就出現(xiàn)飽和狀態(tài)。
另一方面，大多數(shù)情況要求各磁敏元件7a在檢測由缺陷引起的漏磁通時，要具有較高的檢驗靈敏度。例如，微小缺陷所引起的漏磁通，數(shù)值很小，約為數(shù)10毫高斯。所以必須大幅度提高各磁敏元件7a的磁性檢測靈敏度。
圖52是實測圖，它表示在1高斯產(chǎn)生1V電壓的高靈敏度檢測用磁敏元件7a中，與該磁敏元件7a相交叉的磁通的強度與磁敏元件7a的輸出電壓值的關(guān)系。從該實測圖中可以看出如果提高磁敏元件7a的檢測靈敏度，那么，在交叉磁通為6高斯左右時，輸出電壓就達到飽和狀態(tài)。
在薄鋼帶10的移動速度V提高時，該磁敏元件7a的輸出信號飽和現(xiàn)象就更加明顯。圖53是實測圖，它表示已形成直徑為0.6mm的人工缺陷的薄鋼帶10在進行缺陷檢測時磁敏元件7a的輸出與勵磁電流I的關(guān)系。
從該實測圖中可以看出，如果通過提高薄鋼帶10的移動速度V，并且增加磁化器4的勵磁電流Ⅰ來提高檢測缺陷的靈敏度，那么，當勵磁電流I超過一定值時，磁敏元件7a的輸出不僅達到飽和，而且反而下降。
因此，在檢測小的缺陷時，即使提高磁敏元件7a的靈敏度，也不能達到預期目的。然而，在完全沒有缺陷的情況下的雜散磁通的強度比上述小缺陷造成的漏磁通的強度要大得多。所以，當提高磁敏元件7a的檢測靈敏度時，在雜散磁通的影響下輸出信號達到飽和。結(jié)果，不能精密的檢測小的缺陷。
如實開昭63-107849號公報所述，這一問題并不是僅在采用空心滾筒的檢測裝置中才出現(xiàn)的特殊現(xiàn)象。在利用磁化器來檢測磁性異常部分的所謂磁性檢測技術(shù)中，尤其是雜散磁通造成的缺陷檢測精度下降是一般常見的現(xiàn)象。
再者，被測物體薄鋼帶10的磁化特性也是隨移動速度V而變化的。當薄鋼帶10的移動速度V提高時，上述速度效應使薄鋼帶10的磁化力下降。結(jié)果，若是薄鋼帶10的移動速度V發(fā)生變化，則檢測出的缺陷大小與實際大小不符。
本發(fā)明的第一個目的是提供這樣一種磁性檢測方法和磁性檢測裝置，它可以消除磁敏元件(用于檢測被測物體磁性異常部分產(chǎn)生的漏磁通)的輸出信號中包含的雜散磁通所帶來的低頻信號成分，可以提高磁敏元件的輸出信號的信噪比，可以大幅度提高對磁性異常部分的檢測靈敏度和檢測精度。
本發(fā)明的第二個目的是除上述目的外，提供這樣一種磁性檢測裝置，它在被測物體的移動速度發(fā)生變化時仍能穩(wěn)定的保持一定的檢測靈敏度。
為實現(xiàn)本發(fā)明的第一個目的，在本發(fā)明的磁性檢測方法和磁性檢測裝置中，用低通濾波器提取磁敏元件(該元件用于檢測在磁場內(nèi)移動的被測物體的磁性異常部分所造成的漏磁通)輸出信號中的低頻信號成分。所提取的低頻信號成分經(jīng)過放大，加到補償線圈內(nèi)。然后利用由補償線圈產(chǎn)生的磁通來抵消與磁敏元件相交叉的雜散磁通。
一般來說，即使在被測物體無缺陷的部分也會產(chǎn)生的雜散磁通的時間變化(頻率)，與在磁場內(nèi)移動的被測物體的磁性異常部分所造的漏磁通的頻率相比，前者要低得多。所以，利用低通濾波器可以從磁敏元件輸出信號中提取雜散磁通的信號成分。如果將這一低頻信號成分以相反的極性加到補償線圈上，那么補償線圈使產(chǎn)生能抵消雜散磁通的磁通。其結(jié)果，與磁敏元件相交叉的雜散磁通就被補償線圈生成的磁通所抵消。于是，能從磁敏元件的輸出信號中清除由雜散磁通帶來的信號成分。
再者，為達到第二個目的，在本發(fā)明的磁性檢測裝置中，例如利用由高通濾波器或帶通濾波器構(gòu)成的特定信號提取濾波器可以提取出磁敏元件(用于檢測被測物體磁性異常部分產(chǎn)生的漏磁通)輸出信號中的，由磁性異常部分產(chǎn)生的信號。輸出放大器對該特定信號提取濾波器的輸出信號進行放大后作為缺陷信號加以輸出。在檢測上述漏磁通的磁敏元件附近設(shè)置了另一個磁敏元件，用來檢測磁通中與被測物體表面平行的成分。并且利用該磁敏元件的輸出信號來控制輸出放大器的放大率。
設(shè)置在磁化器對面的被測物體所產(chǎn)生的磁場特性，如圖47所示，垂直磁場分布特性曲線D呈正弦波形狀，但水平磁場分布特性F呈人字形狀。水平型磁敏元件，用于檢測與被測物體表面相平行的成分，用該水平型磁敏元件可以測量出被測物體內(nèi)和穿通被測物體的磁場強度。如上所述，該磁場強度隨被測物體的移動速度而變化。再者，磁化力隨被測物體的厚度和種類(例如，當被測物體為鋼帶時碳元素成分的不同)等的變化而變化，這也會使磁場強度的水平成分發(fā)生變化。
因此，如果利用水平型磁敏元件來檢測由于移動速度變化而產(chǎn)生的磁場變化量，控制輸出放大器的放大率，那么，就會從輸出放大器中輸出缺陷信號(該信號具有經(jīng)過速度校正的正確的信號電平)。


圖1是采用與本發(fā)明一實施方案有關(guān)的磁性檢測方法的磁性檢測裝置電路方塊圖。
圖2A是對圖1所示實施方案裝置進一步具體化的磁性檢測裝置的斷面圖，該斷面是沿平行于薄鋼帶移動方向切斷的。
圖2B是沿垂直于該裝置中薄鋼帶行走方向切斷的斷面圖。
圖2C是表示該裝置被裝入支持裝置內(nèi)的狀態(tài)的側(cè)面圖。
圖3A是與本發(fā)明另一實施方案有關(guān)的磁性檢測裝置的斷面圖，該斷面是沿平行于薄鋼帶移動方向切斷的。
圖3B是沿垂直于該裝置中的薄鋼帶移動方向切斷的斷面圖。
圖4A是本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。
圖4B是沿平行于該裝置中的薄鋼帶移動方向切斷的斷面圖。
圖4C是沿正交于該裝置中的薄鋼帶移動方向切斷的斷面圖。
圖5A是表示本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。
圖5B是沿平行于該裝置中的薄鋼帶的移動方向切斷的斷面圖。
圖5C是沿正交于該裝置中的薄鋼帶的移動方向切斷的斷面圖。
圖6A是表示裝入該實施方案的磁性檢測裝置內(nèi)的垂直型磁敏元件和補償線圈的斷面圖。
圖6B是表示裝入該實施方案的磁性檢測裝置內(nèi)的水平型磁敏元件和補償線圈的斷面圖。
圖6C是表示圖2A所示撩性檢測裝置內(nèi)的垂直型磁敏元件和補償線圈與薄鋼帶的位置關(guān)系。
圖7是表示圖2A所示磁性檢測裝置的電路結(jié)構(gòu)的方塊圖。
圖8是表示本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路結(jié)構(gòu)的方塊圖。
圖9是表示利用該實施方案的磁性檢測裝置來測量無缺陷的薄鋼帶時磁敏元件位置與輸出信號電平的關(guān)系的實測圖。
圖10是表示用實施方案的磁性檢測裝置來測量有缺陷的薄鋼帶時磁敏元件位置與輸出信號電平的關(guān)系的實測圖。
圖11是表示用過去的裝置來測量有缺陷的薄鋼帶時磁敏元件位置與輸出信號電平的關(guān)系的實測圖。
圖12是表示實施方案的磁性檢測裝置中的薄鋼帶移動速度與磁敏元件輸出信號電平的關(guān)系的實測圖。
圖13是表示實施方案的磁性檢測裝置的勵磁電流和輸出信號電平的關(guān)系的實測圖。
圖14是表示在實施方案磁性檢測裝置中有積分電路時和無積分電路時勵磁電流和輸出信號電平的關(guān)系的實測圖。
圖15是表示本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。
圖16是表示該實施方案的磁性檢測裝置的電路結(jié)構(gòu)的方塊圖。
圖17是表示本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。
圖18是表示本發(fā)明的另一個實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。
圖19是表示圖17、圖18中的實施方案的磁性檢測裝置的勵磁電流和輸出信號電平的關(guān)系實測圖。
圖20是表示圖17、圖18所示實施方案的磁性檢測裝置的磁敏元件位置和輸出信號電平的關(guān)系實測圖。
圖21是表示本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。
圖22是表示本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。
圖23是表示本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。
圖24是表示圖21至圖23的實施方案檢測裝置的薄鋼帶移動速度和輸出信號電平的關(guān)系實測圖。
圖25是表示本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。
圖26是表示本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。
圖27是表示本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。
圖28是表示本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。
圖29A是表示本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。
圖29B是表示本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。
圖29C是表示本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。
圖30是表示本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。
圖31是表示本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。
圖32是表示本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。
圖33是表示本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。
圖34是表示本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。
圖35是表示鋼鐵廠的軋鋼生產(chǎn)線的模式圖。
圖36是表示安裝到該軋鋼生產(chǎn)線上的磁性檢測裝置的簡要結(jié)構(gòu)的側(cè)面圖。
圖37是表示該裝置的磁性檢測器簡要結(jié)構(gòu)的斜視圖。
圖38是表示該裝置的電路結(jié)構(gòu)的方塊圖。
圖39是表示本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路結(jié)構(gòu)的方塊圖。
圖40是表示接觸長度和磁極間距離之比與信噪比相對比的關(guān)系的特性曲線圖，它用于說明該裝置的效果，前一比值用角度比(α/β)表示。
圖41是表示分離(lift-off)與磁極間距離(角度β)之比(β/α)和信噪比相對比的關(guān)系，它用于說明該裝置的效果。
圖42是表示涉及本發(fā)明另一實施方案的磁性檢測裝置電路結(jié)構(gòu)的方塊圖。
圖43是表示本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置主要結(jié)構(gòu)的側(cè)面圖。
圖44是表示本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的主要結(jié)構(gòu)的側(cè)面圖。
圖45是表示本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置主要結(jié)構(gòu)的側(cè)面圖。
圖46A是原有磁性檢測裝置沿平行于薄鋼帶移動方向切斷的斷面圖。
圖46B是沿交于該裝置薄鋼帶移動方向切斷的斷面圖。
圖46C是表示該裝置裝入支承裝置內(nèi)的狀態(tài)的側(cè)面圖。
圖47是與磁極位置相對應的一般磁場分布特性圖。
圖48是表示磁場分布特性和磁敏元件輸出信號上所加固定偏壓的關(guān)系圖。
圖49是在磁敏元件的輸出信號上加固定偏壓的偏壓電路圖。
圖50是表示原有裝置內(nèi)薄鋼帶移動速度和磁敏元件輸出信號電平的關(guān)系的實測圖。
圖51同樣是表示原有裝置內(nèi)薄鋼帶移動速度和磁敏元件輸出信號電平的關(guān)系的實測圖。
圖52是表示原有裝置的磁通強度和磁敏元件輸出信號電平的關(guān)系的實測圖。
圖53是表示原有裝置的勵磁電流和磁敏元件輸出信號電平的關(guān)系的實測圖。
以下利用附圖來說明本發(fā)明的實施方案。
圖1是采用本發(fā)明第一實施方案的磁性檢測方法的磁性檢測裝置電路方塊圖。
磁化器100的設(shè)置位置是，要使一對磁極位于被測物體薄鋼帶101的對面。該磁化器100生成一種與薄鋼帶101相交叉的磁通。勵磁電流I從磁化電源103供入磁化器100的勵磁線圈102內(nèi)。垂直型磁敏元件104設(shè)置在薄鋼帶101的上側(cè)，而且要設(shè)在磁化器100的一對磁極的中間位置上，它用來檢測薄鋼帶101內(nèi)部或表面的磁性異常部分造成的漏磁通。該磁敏元件104的輸出信號在磁性檢測電路105中變換成與磁通(與該磁敏元件104相交叉的磁通)的強度相對應的輸出信號106。輸出信號106被送入低通濾波器107和作為特定信號提取濾波器的高通濾波器108內(nèi)。
低通濾波器107提取輸出信號106中的低頻信號成分。由該低通濾波器107提取的低頻信號成分送入放大器110內(nèi)。放大器110對低頻信號成分進行放大，然后加到卷繞在磁敏元件104外圓面上的補償線圈111上。
另一方面，薄鋼帶101的移動速度V被速度檢測器112檢測出來，然后送入作為頻率控制機構(gòu)的截止頻率控制電路113內(nèi)。截止頻率控制電路113根據(jù)輸入的移動速度V來改變上述高通濾波器108的截止頻率。高通濾波器108把磁性檢測電路105的輸出信號106中的低頻信號成分濾除掉，通過的信號作為缺陷信號114從輸出端子115輸出。
再者，也可以利用通頻帶寬的帶通濾波器來代替高通濾波器108。在這種情況下帶通濾波器的通頻帶的中心頻率，在截止頻率控制電路113的控制下隨著薄鋼帶101的移動速度V的變化而變化。因此，該帶通濾波器具有與上述高通濾波器108基本相同的功能。
在這種結(jié)構(gòu)的磁性檢測裝置中，如果完全沒有磁性異常部分的薄鋼帶101按圖1所示的箭頭方向移動時，那么，垂直型磁敏元件104的設(shè)置位置(x＝0)上的磁通不是零，而是如圖47的垂直磁場分布特性E所示的、隨移動速度V而變化的雜散磁通值。所以，磁敏元件104的輸出信號106是基本上保持一定電平的低頻信號，它取決于引起該雜散磁通的移動速度V。如果移動狀態(tài)下的薄鋼帶101上存在缺陷等磁性異常部分，那么，該磁性異常部分造成的漏磁通被磁敏元件104檢測出來，則磁性異常部分造成的高頻成分便重疊到上述雜散磁通的低頻成分上。
由低通濾波器107將該低頻信號成分提取出來，被提取出來的低頻信號成分由放大器110將其放大到規(guī)定的電平，然后加到補償線圈111上。該補償線圈111一旦被勵磁，就會產(chǎn)生抵消上述雜散磁通的磁通。其結(jié)果，與磁敏元件104相交叉的合成磁通被換消而接近零。因此，磁敏元件104的輸出信號106中的低頻信號成分減少。
也就是說，補償線圈111、磁敏元件104、低通濾波器107和放大器110構(gòu)成一種負反饋環(huán)路。因此，即使薄鋼帶101的移動速度V發(fā)生變化，使得輸出信號106中的低頻信號成分的信號電平發(fā)生變化，也能依靠負反饋環(huán)路的作用將該低頻信號成份消除。輸出信號106中的由磁性異常部分造成的缺陷信號的頻率比低頻信號成分的頻率高得多。所以，缺陷信號被低通濾波器107消除，不會負反饋到閉合反饋環(huán)路內(nèi)。
另外，利用高通濾波器108從磁敏元件104的輸出信號106中提取出缺陷信號114，所以，缺陷信號114中的雜散磁通的影響可以進一步徹底消除。再者，薄鋼帶10的移動速度V一旦發(fā)生變化，即使同樣大小的磁性異常部分，也會使磁敏元件104的輸出信號106中的缺陷信號的頻率成分向高頻區(qū)變化，所以，利用截止頻率控制電路113使高通濾波器108的截止頻率fc隨移動速度V的變化而變化。這樣，可以更準確地檢測出缺陷等磁性異常部分的大小。
這樣一來，可以高效率地從磁敏元件104的輸出信號106中僅僅把磁性異常部分所造成的缺陷信號提取出來。
圖2A、圖2B、圖2C是圖1所示磁性檢測裝置安裝到工廠檢驗線上后的狀態(tài)的斷面圖。與圖46A、圖46B、圖46C所示的磁性檢測裝置相同的部分，標準同一符號、因此，重復的部分的詳細說明從略。
在該實施方案中，為了夾持被測物體薄鋼帶10，在上下分別設(shè)置了空心滾筒1和1a。在圖2C中，在框架11內(nèi)2根水平臂桿12、12a分別由彈簧材料13a、13b、13c、13d支承。所以，各個水平臂桿12、12a可以上下移動。磁性檢測裝置的固定軸2、2a固定在各水平臂桿12、12a的中央。并且，在框架11的兩側(cè)設(shè)置了一對導向輥輪14a、14b，以便將薄鋼帶10導向磁性檢測裝置的各空心滾筒1、1a之間。
在圖2A、圖2B中，固定軸2的一端穿過由非磁性材料制成的下側(cè)空心滾筒1的中心軸。固定軸2由一對滾動軸承支撐，可以靈活旋轉(zhuǎn)，位于空心滾筒1的中心軸上。所以，該空心滾筒1以固定軸2為旋轉(zhuǎn)中心軸自由旋轉(zhuǎn)。
在該空心滾筒1內(nèi)，磁性鐵心4C上卷繞了磁化器4的磁化線圈6，通過支撐零件5將磁性鐵心固定在固定軸2上并使各磁極4a、4b接近空心滾筒1的內(nèi)圓面。
上側(cè)空心滾筒1a設(shè)置在薄鋼帶10的上側(cè)，與下側(cè)空心滾筒1上下對稱，相對于固定軸2a，滾筒1a可以自由旋轉(zhuǎn)，當薄鋼帶10沿箭頭a的方向移動時，滾筒1a沿箭頭c的方向旋轉(zhuǎn)。成排的磁敏元件7通過支持棒21a固定到空心滾筒1a的固定軸2a上，與安裝在下側(cè)空心滾筒1內(nèi)的磁化器4的磁極4a、4b面對面。成排磁敏元件7排列成一條直線，由許多磁敏元件7a構(gòu)成。各個磁敏元件7a的信號電纜通過固定軸2a引出到外部。
再者，補償線圈22纏繞在成排磁敏元件7的周圍。向該補償線圈22供應勵磁電流用的信號線也通過上述固定軸2a引入。在薄鋼帶10的移動方向上安裝速度檢測器23，它由轉(zhuǎn)數(shù)計組成，用于檢測薄鋼帶10的轉(zhuǎn)動速度V。
圖3A、圖3B是表示本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的斷面圖。該實施方案的檢測裝置僅由一個空心滾筒1構(gòu)成。也就是說，圖2A、圖2B中所示的各個磁敏元件7a和補償線圈22設(shè)置在下側(cè)空心滾筒1內(nèi)的磁化器4的磁極4a、4B的中間位置上。這樣，由于磁性檢測裝置僅由一個空心滾筒1構(gòu)成，所以使整個檢測裝置的體積減小。
圖4A是本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。其中與圖1的實施方案相同的部分則標注同樣的符號。所以，重復部分的詳細說明從略。
在該實施方案的檢測裝置中只有磁敏元件104安裝在薄鋼帶101的上側(cè)。再者，補償線圖111安裝在薄鋼帶101下側(cè)的磁化器102的磁極之間。其他的各電路結(jié)構(gòu)與圖1的實施方案相同。
圖4B、圖4C是圖4A的實施方案檢測裝置被安裝在實際的工廠檢驗線上時的斷面圖。在該實施方案中，各磁敏元件7a用支持棒21a固定在上側(cè)空心滾筒1a內(nèi)的固定軸2a上。另一方面，補償線圈22設(shè)置在下側(cè)空心滾筒1內(nèi)磁化器4的磁極4a、4b之間的中央位置上。該補償線圈22借助于支持棒21固定在固定軸2上。
圖5A是表示本發(fā)明的另一個實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。其中與圖1所示實施方案相同的部分用同樣的符號標注。所以，重復的部分的詳細說明從略。
在該實施方案檢測裝置中，與圖4A的實施方案檢測裝置相反，僅將補償線圈111設(shè)置在薄鋼帶101的上側(cè)。并且把磁敏元件104設(shè)置在薄鋼帶101下側(cè)的磁化器102的磁極之間。其他各電路結(jié)構(gòu)與圖1的實施方案相同。
圖5A、圖5C是圖5A的實施方案檢測裝置被安裝到實際的工廠檢驗線上時的斷面圖。在該實施方案中補償線圈22安裝在支持棒21a上，而支持棒是固定在上側(cè)空心滾筒1a內(nèi)的固定軸2a上的。在另一側(cè)，各磁敏元件7a設(shè)置在下側(cè)空心滾筒1內(nèi)的磁化器4的磁極4a、4b之間的中央位置上。各磁敏元件7a借助于支持棒21固定在固定軸2上。
其次，在上述圖1至圖5C的各實施方案檢驗裝置中使用的磁敏元件和補償線圈的具體結(jié)構(gòu)用圖6A、圖6B加以說明。
圖6A是檢測薄鋼帶10的正交方向磁通的垂直型磁敏元件7a;圖6B是檢測薄鋼帶10的平行方向磁通的水平型磁敏元件7b。各磁敏元件7a、7b，結(jié)構(gòu)相同，只是設(shè)置方向不同。也就是說，構(gòu)成一排的磁敏元件7的各磁敏元件7a、7b是飽和型磁敏元件(其檢測線圈繞制在由強磁材料制成的棒狀芯子上)。
再者，磁敏元件7a、7b，最好采用具有高檢測靈敏度的上述飽和型磁敏元件、但是也可以采用MR磁記錄元件、霍爾元件磁二極管等眾所周知的磁性檢測元件。
補償線圈22繞制在由坡莫合金等強磁性材料制成的屏蔽筒24的外圓面上，它包圍著排列成一條直線的、由許多個磁敏元件7a、7b構(gòu)成的成排磁敏元件7。
并且，在圖6A所示的垂直型磁敏元件7a中，補償線圈22的高度H值設(shè)定為大于各磁敏元件7a的長度L(即H＞L)，將成排磁敏元件7整個覆蓋起來。再者，為了提高磁性檢測的方向性，使磁敏元件7a僅對其正下面的磁通具有高效率的檢測功能，特意設(shè)置了屏蔽筒24。
另外，在水平型磁敏元件7b中，不存在像對上述補償線圈22的垂直型磁敏元件7a那樣的尺寸限制(H＜L)。但是，補償線圈22的大小應當基本上能夠包圍住水平型磁敏元件7b。
并且，也可以用絕緣材料作介質(zhì)，將補償線圈22繞制在成排磁敏元件7的外圓面上。再者也可以在成排磁敏元件7的周圍安裝模制材料，將補償線圈22繞制在模制材料的外圓面上。
如實施方案所示，磁敏元件由成排磁敏元件7構(gòu)成，成排磁敏元件7由許多個磁敏元件7a組成。在此情況下，最好用一個補償線圈22將成排磁敏元件7圍起來。但是，也可以對各個磁敏元件7a分別設(shè)置補償線圈。當然，成排磁軟元件僅由一個磁敏元件構(gòu)成時，可以用一個補償線圈將這一個磁敏元件包圍起來即可。
圖6C是圖6A所示垂直型磁敏元件7a和補償線圈22裝入后的圖2A實施方案檢測裝置主要部分的放大圖。用來構(gòu)成一排磁敏元件7的各磁敏元件7a安裝在與磁極4a、4b的連線相平行的線的中心(x＝0)，并垂直于薄鋼帶10。所以，各磁敏元件7a用來檢測由缺陷造成的漏磁通中的、與薄鋼帶10的表面正交的垂直成分。
圖7是圖2A-圖2C和圖3A、圖3B所示磁性檢測裝置的電路方塊圖(其下側(cè)空心滾筒1內(nèi)所安裝的磁化器4除外)。
n個磁敏元件7a排列在薄鋼帶10的橫向上，補償線圈22繞制在由該n個磁敏元件7a構(gòu)成的一排磁敏元件7的周圍。補償線圈22的一端接地，另一端通過開關(guān)25連接到放大器26的輸出端子上。
各個磁敏元件7a分別連接到各磁性檢測電路27上，從各個磁性檢測電路27中分別輸出信號d，各輸出信號d分別在與在各磁敏元件7a中交叉的磁通成比例。從各磁性檢測電路27中輸出的n個輸出信號d分別輸入到高通濾波器28內(nèi)。各高通濾波器28分別具有20Hz-3KHz的多個截止頻率fc，根據(jù)來自截止頻率切換控制電路29的切換控制信號來選擇一個截止頻率fc。如上所述，也可以使用具有寬的通頻帶寬的帶通濾波器來代替高通濾波器28。
從上述速度檢測器23輸出的移動速度V被輸入到截止頻率控制電路29中。然后輸出一個與輸入的移動速度V相對應的切換控制信號。其結(jié)果，當薄鋼帶10的移動速度V提高時，各高通濾波器28的截止頻率fc就上升。所以，各高通濾波器28利用與移動速度V相對應的截止頻率fc來提取缺陷信號e，該缺陷信號e隨各輸出信號d中的、由缺陷造成的漏磁通而變化。
由各高通濾波器28提取出的缺陷信號e輸入到多路調(diào)制器電路30內(nèi)。多路調(diào)制器電路30按一定周期依次選擇各缺陷信號e，然后顯示在CRT(陰極射線管)顯示器31上。
再者，從各磁性檢測電路27中輸出的n個輸出信號d被輸入到平均化電路32內(nèi)。該平均化電路32對幾個輸出信號d進行平均，然后作為平均輸出信號d1加以輸出。從平均化電路32輸出的平均輸出信號d1被輸入到下一個低通濾波器33內(nèi)。低通濾波器33的截止頻率fc設(shè)定為很低的值，例如1Hz。并且從低通濾波器33的輸出端子輸出一個與雜散磁通強度相對應的低頻信號成分g，該雜散磁通產(chǎn)生的原因是母材無缺陷部分的材質(zhì)與厚度方面的差異和磁敏元件位置(例如x方向位置)的偏離，或薄鋼帶10移動。
用低通濾波器33提取的低頻信號成分g被輸入到放大器26內(nèi)。放大器26對輸入的低頻信號成分g按一定的放大率進行放大，然后通過開關(guān)25加到補償線圈22上。
向補償線圈22中供電電流的極性設(shè)定的原則是要能產(chǎn)生與上述雜散磁通的磁場極性相反的磁場。所以，當勵磁電流從放大器26加到補償線圈22上時，產(chǎn)生一種能抵消雜散磁通的磁通。其結(jié)果，在與各磁敏元件7a交叉的垂直方向的磁通被抵消，使雜散磁通大幅度下降。
再者，在從各磁敏元件7a向各磁性檢測電路27的信號傳送線路上設(shè)置了端子S。在該端子S上可根據(jù)需要插入一個由如圖49所示的偏壓發(fā)生器16和減法計數(shù)器15構(gòu)成的固定偏壓電路。也就是說，在各磁敏元件7a的設(shè)置位置偏離磁化器4的磁極4a、4b的中心位置(x＝0)時，可以通過加固定偏壓Vov(減法運算)，從電學上來補償上述偏離量。
圖8是本發(fā)明的另一實施方案檢測裝置的主要部分電路方塊圖。其中與圖7的實施方案相同的部分則標注同樣的符號。因此，重復部分的詳細說明從略。
在該實施方案檢測裝置中，在薄鋼帶10的橫向上安裝100-200個磁敏元件7a。并且，各磁敏元件7a分成幾個塊，例如每10個一塊，共分成m個塊34。對每個塊34依次提出前面的磁敏元件7a的磁性檢測電路27的輸出信號d1，然后送入平均化電路32a內(nèi)。于是，平均化電路32a對m個輸出信號d1進行平均，接著送入低通濾波器33。
若采用這樣的結(jié)構(gòu)，那么平均化電路32a與圖7的實施方案檢測裝置中的平均化電路32相比較，前者的電路結(jié)構(gòu)較為簡單。
下面用實際測出的數(shù)據(jù)來說明裝有上述補償線圈22的、圖7、圖8所示的磁性檢測裝置的優(yōu)點。
采用該實施方案的檢測裝置時，完全沒有缺陷的薄鋼帶10走過時引起的雜散磁通，從效果來看不與各磁敏元件7a交叉。其結(jié)果是，各磁敏元件7a的輸出信號d中不含低頻信號成分g，所以，即使提高各磁敏元件7a的檢測靈敏度，也不會使輸出信號d飽和。因此，容易提高各磁敏元件7a的檢測靈敏度。
其次，發(fā)明人為了確認上述效果，利用實際的薄鋼帶10進行了各種比較試驗;一種是在圖7所示的電路中接通開關(guān)25，將與低頻信號成分g相對應的低頻信號反饋到補償線圈22內(nèi);另一種是無反饋，即斷開開關(guān)25。試驗結(jié)果示于圖9至圖13。
首先，在完全無缺陷的薄鋼帶10靜止時的狀態(tài)下(V＝0)，在磁化器4的磁化線圈6的磁化電流Ⅰ設(shè)定為0.4A的條件下，將各磁敏元件7a的水平方向的位置X相對于磁極4a、4b的中心位置(x＝0)移動3mm到+8mm。在這種情況下測量了輸入到高通濾波器28之前的輸出信號d的信號電平。圖9是用相對輸出來表示測量出的各信號電平的實測圖。
從這一實測結(jié)果中也可以看出如果接通開關(guān)25，使補償線圈22產(chǎn)生這樣一種磁通，它能抵消與圖47所示的垂直磁場分布特性D相對應的雜散磁通，那么，在各磁敏元件7a的-3mm至+3mm這一較寬的位置范圍內(nèi)，盡管各磁敏元件7a的設(shè)置位置不變化，仍能將各磁敏元件7a的輸出信號電平控制在接近于零的一定電平。也就是說，在原有的磁性檢測裝置中。各磁敏元件7a必須準確地設(shè)定在磁極4a、4b的中心位置上，但是在本實施方案檢測裝置中即使磁敏元件7a的設(shè)置位置沒有準確地設(shè)定在中心位置(x＝0)，只要偏離上述中心位置(x＝0)的距離在±3mm的范圍內(nèi)，仍能消除輸出信號d中的、由垂直磁場分布特性D造成的雜散磁通的影響。
在圖9中表示無反饋時的特性的線是以x＝0、相對輸出為0的點作為中心，上下基本對稱。表示有反饋時的特性的線是通過x＝0的、垂直于x軸的直線，基本對稱。為便于理解，只描繪出了一部分。這一點在下面的圖10中也是一樣。
所以，即使在端子s上不連接圖49所示的固定偏壓電路，也能完全消除與垂直磁場分布特性D相對應的雜散磁通的影響。
再者，在使薄鋼帶10(其上預先形成直徑0.3mm和0.2mm的2種標準缺陷)按照一定速度(v＝200m/分)移動的狀態(tài)下，在接通開關(guān)25的條件下(有反饋)，使各磁敏元件7a沿移動方向依次移動到8mm。在此情況下測量了各磁敏元件7a的輸出信號d的信號電平。圖10是用相對輸出來表示各信號電平的實測圖。而圖11是在同樣條件下切斷開關(guān)25時(無反饋)的實測圖。
當薄鋼帶10移動時，如上所述，將產(chǎn)生雜散磁通。并且，根據(jù)圖11所示的原有裝置的測量結(jié)果，受該雜散磁通的影響很大，如果各磁敏元件7a的位置離開中心3mm，那么標準缺陷的信號電平就會發(fā)生很大變化。但是，根據(jù)圖10所示的實施方案檢測裝置的測量結(jié)果，已經(jīng)證明即使磁敏元件7a的位置x偏離中心位置5mm，被測標準缺陷的信號電平也幾乎沒有變化。
接著，具有直徑為0.3mm和0.2mm兩種標準缺陷的薄鋼帶10，移動速度v從200m/分變化到1200m/分。在此情況下分別測量了開關(guān)25接通和斷開時的各輸出信號d。圖12是表示各被測信號電平的相對輸出的實測圖。
即使從該實測圖中也可以看出利用“有反饋”的實施方案檢測裝置，即使移動速度v變化很大，也能按幾乎一定大小的信號電平來檢測各個缺陷。也就是說，即使移動速度v發(fā)生變化，表示被測缺陷大小的信號電平卻幾乎不變化。因此，可以更準確地定量測量缺陷的大小。并且，通過提高移動速度v，可以大幅度提高工廠檢驗線上對薄鋼帶10的探傷工作效率。
再將磁敏元件7a設(shè)定在中心位置(x＝0)，將高通濾波器28的截止頻率fc設(shè)定為1500Hz，使具有直徑為0.6mm的標準缺陷的薄鋼帶10按照移動速度v＝1200mm移動，使磁化器4的勵磁電流I從OA變化到0.6A。在上述這些條件下測量了通過高通濾波器28的缺陷信號e的信號電平。圖13是表示各被測信號電平的相對值的實測圖。
隨著勵磁電流I的增加，缺陷信號e的信號電平也將升高。當開關(guān)25斷開時(無反饋)，在0.2A勵磁電流I的條件下缺陷信號e就達到飽和。但是，在開關(guān)25接通的實施方案檢測裝置(有反饋)中，當勵磁電流I提高到0.5A時，缺陷信號e仍繼續(xù)上升。也就是說，隨著加在磁化器4的磁化線圈6上的勵磁電流的增大，很容易使檢測靈敏度相應提高。
這樣，可以提高薄鋼帶10的移動速度v，而且通過增加勵磁電流，很容易提高檢測靈敏度，再者對磁敏元件7a的安裝位置精度也可以降低要求，所以，在工廠生產(chǎn)線等惡劣的測量環(huán)境下也能充分保證較高的測量精度。
圖14是表示在與圖13的試驗條件相同的條件下使勵磁電流I增大到1.0A時從高通濾波器28輸出的缺陷信號e的信號電平變化的實測圖。在無積分電路的實施方案檢測裝置的輸出信號特性中，當信號電平的相對值達到0.3以上時信號電平和勵磁電流的關(guān)系就變成非線性。也就是說，必須進一步提高該實施方案檢測裝置的特性。
圖15是表示本發(fā)明的另一個實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。其中與圖1所示實施方案相同的部分，將標注同樣的符號。所以重復部分的詳細說明予以從略。
在該實施方案檢測裝置中積分電路109插入低通濾波器107和放大器110之間。
磁敏元件104的輸出信號在磁性檢測電路105中變換成輸出信號106(它與磁敏元件104交叉的磁通強度相對應)。該輸出信號106輸入到低通濾波器107和高通濾波器108內(nèi)。低通濾波器107提取出輸出信號106中的低頻信號成分。由低通濾波器107提取的低頻信號成分通過積分電路109變換成幾乎是直流的偏壓信號，然后送入放大器110內(nèi)。經(jīng)放大器110放大的偏壓信號被加到補償線圈111上，該線圈繞制在磁敏元件104的外圓面上。
在這樣構(gòu)成的磁性檢測裝置中，與圖1的實施方案檢測裝置一樣，由補償線圈111、磁敏元件104、低通濾波器107、積分電路109和放大器110共同構(gòu)成一種負反饋環(huán)路。因此，即使薄鋼帶101的移動速度v發(fā)生變化，輸出信號106中的低頻信號成分的信號電平發(fā)生變化，也能利用負反饋環(huán)路的作用來抵消該低頻信號成分，其結(jié)果是，產(chǎn)生低頻成分的外部磁場似乎沒有作用。所以，磁敏元件104的輸出信號106中的低頻信號成分幾乎等于零。
圖16是圖15所示的內(nèi)裝積分電路的磁性檢測裝置的電路結(jié)構(gòu)方塊圖，其中去掉了裝在下側(cè)空心滾筒1內(nèi)的磁化器4。與圖7的實施方案檢測裝置相同的部分，標注同樣的符號。所以，重復部分的詳細說明予以省略。
在該實施方案的檢測裝置中，積分電路35插在低通濾波器33和放大器26之間。所以，由低通濾波器33提取出來的低頻信號成分g輸入到積分電路35內(nèi)。積分電路35對輸入的低頻信號成分g進行積分，變換成幾乎是直流的偏壓信號。從積分電路35輸出的偏壓信號由放大器26進行放大，通過開關(guān)25送入補償線圈22內(nèi)。
下面利用圖9、圖10、圖11、圖13和圖14來說明圖15和圖16所示的、在低通濾波器和放大器之間插入積分電路時的優(yōu)點。
在圖9、圖10中，不采用積分電路的實施方案檢測裝置的磁敏元件7a的設(shè)置位置偏離中心的允許誤差范圍為3-4mm。采用積分電路可以使該允許誤差范圍為3-4mm。采用積分電路可以使該允許誤差范圍一下子擴大到8mm。所以，該磁性檢測裝置在制造時的安裝位置調(diào)整工作更加簡單。并且，在圖12所示的實測圖中，可以看出，采用積分電路能在薄鋼帶10的移動速度v發(fā)生變化時使磁敏元件7a的輸出信號電平降低得很少。也就是說，即使移動速度v變化很大，也能使缺陷大小的檢測精度幾本保持一定。因此，可以經(jīng)常保持較高的缺陷檢測精度。
再者，如圖14所示，采用積分電路可以使勵磁電流Ⅰ和輸出信號的直線關(guān)系在1.0A的勵磁電流條件下仍保持不變。也就是說，在不采用積分電路的圖7的實施方案檢測裝置中，在大約0.35A時輸出信號中就出現(xiàn)飽和的預兆。與此相反，在圖16的實施方案檢測裝置中在1.0A時也完全沒有飽和的預兆。所以，通過增加勵磁電流Ⅰ可以很簡單地提高檢測靈敏度。
圖17是本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。其中與圖1的實施方案相同的部分用同樣的符號標注。所以，重復部分的詳細說明予以省略。
在該實施方案中，磁敏元件采用水平型磁敏元件119(用來測量方向與薄鋼帶101平行的磁通)來代替圖1的垂直型磁敏元件104。來自水平型磁敏元件119的信號被輸入到磁性檢測電路105中。水平型磁敏元件119用于檢測圖47所示水平磁場分布特性F的中央位置(x＝0)的雜散磁通。水平磁場分布特性F中的中央位置的磁場變化比較平緩。另一方面，缺陷所造成的漏磁通的波形陡峭。所以缺陷波形容易區(qū)別和檢測。
從磁性檢測電路105輸出的輸出信號106輸入到下面的低通濾波器107內(nèi)。因此，低通濾波器107以后的信號處理與圖1的實施方案檢測裝置的信號處理幾乎是一樣的。所以，獲得的效果幾乎與圖1的實施方案一樣。
圖18是本發(fā)明的另一個實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。其中與圖17的實施方案相同的部分用同樣的符號標注。所以，重復部分的詳細說明予以省略。
在該實施方案中積分電路109插入低通濾波器107和放大器110之間。其他部分與圖17的實施方案檢測裝置相同。所以，可以獲得與圖15所示的實施方案檢測裝置(在圖1的實施方案檢測裝置中插入了積分電路109)幾乎相同的效果。
其次，在圖7和圖16所示的實施方案檢測裝置中當利用水平型磁敏元件7b來代替垂直型磁敏元件7a時的實測值示于圖19。
在切斷開關(guān)25，不向補償線圈22反饋低頻信號或偏壓信號的情況下，若將加在磁化器4上的勵磁電流I增大到0.02A，則磁敏元件7b的輸出信號達到飽和;若進一步將勵磁電流I增大到0.04A，則上述輸出信號降低到零。
與此相比，若向補償線圈22反饋低頻信號，則可將勵磁電流I提高到0.1A。進一步，若采用積分電路104，則磁敏元件7b的輸出信號，在勵磁電流I提高到0.1A之前將與勵磁電流I幾乎成比例地增大。
圖20是表示水平型磁敏元件7b的設(shè)置位置x和水平磁敏元件7b的輸出信號電平的相對值的關(guān)系的實測圖。磁化器4的磁極4a、4b的中心位置是原點(x＝0)。從圖20中可以明顯地看出按同樣的勵磁電流I進行比較時，在向補償線圈22反饋低頻信號或偏壓信號的條件下與不反饋的條件下相比，前者，磁敏元件7b的輸出信號電平不容易受設(shè)置位置的影響。所以，和垂直型磁敏元件7a一樣，水平型磁敏元件7b在安裝時不需要很高的安裝位置精度。
圖21是本發(fā)明的另一個實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。其中與圖1所示實施方案相同的部分用同樣的符號標注。所以，重復部分的詳細說明予以省略。
在該實施方案檢測裝置中，垂直型磁敏元件104(用于檢測由于薄鋼帶101內(nèi)部或表面的磁性異常部分而產(chǎn)生的漏磁通)的輸出信號在磁性檢測電路105中變換成與磁通強度相對應的輸出信號106。輸出信號106被輸入到高通濾波器108中。高通濾波器108能消除磁性檢測電路105的輸出信號106中的低頻信號成分。高通濾波器108的輸出信號在輸出放大器116中放大后，作為缺陷信號117被輸送到輸出端子118。
另一方面，在垂直型磁敏元件104的旁邊設(shè)置了水平型磁敏元件119。該水平型磁敏元件119用于檢測圖47所示水平磁場分布特性F中人字波形峰值位置附近的磁通。
水平型磁敏元件119的輸出信號在磁性檢測電路120中變換成輸出信號121，輸出信號121是與磁敏元件119交叉的磁通強度相對應的。從磁性檢測電路120輸出的信號121被輸入到除法電路122內(nèi)。標準信號發(fā)生電路123把標準信號124(其信號電平與上述輸出放大器116中預先設(shè)定的標準放大率相對應)送入除法電路122。除法電路122用標準信號123的信號電平來除從磁敏元件119來的輸出信號121，把被除后的信號作為控制信號125加到輸出放大器116內(nèi)。當控制信號125的信號電平提高時，輸出放大器116的放大率就降低;當控制信號125的信號電平降低時，輸出放大器的放大率就提高。
也就是說，如上所述，在將磁化器100的勵磁電流I控制在一定值的狀態(tài)下，薄鋼帶101的移動速度v提高時薄鋼帶101的磁化力就下降。所以，即使同樣大小的缺陷，在移動速度v提高時，缺陷信號117的信號電平也會下降。但是，若采用該實施方案檢測裝置，則當薄鋼帶101的磁化力降低時，水平型磁敏元件119的輸出信號121的信號電平就下降。其結(jié)果，輸出放大器116的放大率提高，對缺陷信號117的信號電平降低量進行補償。
相反，當薄鋼帶101的移動速度v降低，磁化力上升時，水平型磁敏元件119的輸出信號121的信號電平上升。其結(jié)果，輸出放大器116的放大率下降，對缺陷信號117的信號電平的上升進行抑制。
這樣，當薄鋼帶101的移動速度v發(fā)生變化時，該移動速度v的變化所引起的磁化力的變化被水平型磁敏元件119檢測出來。根據(jù)測出的磁化力的變化來控制輸出放大器116的放大率。所以，從輸出端子118輸出的缺陷信號117的信號電平經(jīng)常保持在與缺陷大小相對應的信號電平上。因而更加提高了缺陷大小的測量精度。
再者，該實施方案檢測裝置對被測物體的厚度和種類等屬性的變化也能充分適應。所以，特別適用于在聯(lián)機狀態(tài)下不間斷地檢查厚度和質(zhì)量各不相同的被測物體。
圖22是本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置電路方塊圖。其中與圖21所示實施方案相同的部分，用同樣符號進行標注。所以重復部分的詳細說明予以省略。
在該實施方案檢測裝置中除法電路122中輸出的控制信號125被輸入到磁化電源126的控制端子上。并且，標準信號發(fā)生電路123輸出一個與標準磁化電流相對應的標準信號124。當控制信號125的信號電平提高時，磁化電源126就把加到磁化器100的勵磁線圈102上的勵磁電流I降低到上述標準磁化電流值以下。相反，當控制信號125的信號電平降低時，就增大勵磁電流I。
在這種結(jié)構(gòu)的磁性檢測裝置中，如上所述，當薄鋼帶101的移動速度v提高時，薄鋼帶101的磁化力就下降。其結(jié)果，控制信號125的信號電平就降低，勵磁電流I增加，能對薄鋼帶101的磁化力下降進行補償。相反，當薄鋼帶101的移動速度v下降，磁化力上升時，控制信號125的信號電平就上升，從磁化電源126輸出的勵磁電流I就減小。于是，可以抑制磁化力的增大。
這樣，當薄鋼帶101的移動速度v發(fā)生變化時，該移動速度v的變化所引起的磁化力變化被水平型磁敏元件119檢測出來。磁化器100的勵磁電流I隨薄鋼帶101的磁化力變化而變化，使鋼帶101的磁化力經(jīng)常保持在一定值。因此，從輸出端子118輸出的缺陷信號117的信號電平經(jīng)常保持在與缺陷大小相對應的信號電平上。其結(jié)果，進一步提高了缺陷大小的測量精度。
圖23是本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置電路方塊圖。其中與圖22所示實施方案相同的部分，用同樣的符號標注。所以，重復部分的詳細說明予以省略。
在該實施方案檢測裝置中，從除法電路122中輸出的控制信號125被輸入到磁化電源126的控制端子內(nèi)，同時被輸入到輸出放大器116的控制端子內(nèi)。
若采用這種結(jié)構(gòu)的磁化檢測裝置，則可以同時補償缺陷信號117的信號電平和磁化器100的勵磁電流電平。所以，當薄鋼帶101的移動速度v發(fā)生急劇變化時，信號電平和勵磁電流電平將立即響應上述速度的變化，而迅速作出相應的變化。所以，能進一步提高缺陷大小的測量精度。
其次，為了對比將控制信號125反饋到輸出放大器116內(nèi)的圖21的實施方案檢測裝置、和將控制信號125所饋到磁化電源126內(nèi)的圖22的實施方案檢測裝置，在形成了直徑0.2mm的標準缺陷的薄鋼帶101的移動速度v從0-1200m/分的范圍內(nèi)變化的情況下，測量了水平型磁敏元件119的各輸出信號的信號電平。其結(jié)果示于圖24。
在圖24中同時還列出了如圖1實施方案所示放大器110的低頻信號僅反饋到補償線圈111內(nèi)時的實測值。并且在這種情況下測量了無缺陷的完好薄鋼帶101。
如圖所示，在僅把低頻信號反饋到補償線圈111內(nèi)的情況下，當薄鋼帶101的移動速度v提高時，輸出信號電平就降低。但是，當控制信號125反饋到磁化電源126或輸出放大器116內(nèi)時，即使移動速度v發(fā)生很大變化，輸出信號電平也幾乎不變。因此，可以大幅度提高缺陷大小的檢測精度。
圖25是本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。其中與圖21所示實施方案檢測裝置相同的部分，用同樣的符號標注。所以，重復部分的詳細說明予以省略。
在該實施方案檢測裝置中，可以用水平型磁敏元件119來檢測缺陷。
也就是說，對薄鋼帶101的內(nèi)部或表面的磁性異常部分所引起的漏磁通進行檢測的水平型磁敏元件119的輸出信號在磁性檢測電路120中變換成與磁通強度相對應的輸出信號121。該輸出信號121被輸入到高通濾波器108內(nèi)。高通濾波器108能消除磁性檢測電路120的輸出信號121中的低頻信號成分。高通濾波器108的輸出信號經(jīng)輸出放大器116放大后，作為缺陷信號117輸送到輸出端子118。
再者，磁性檢測電路120的輸出信號121被輸入到除法電路122內(nèi)。標準信號發(fā)生電路123把標準信號124送入除法電路122，標準信號124的電平對應于上述輸出放大器116內(nèi)預定的標準放大率。除法電路122用標準信號124的電平來除來自水平磁敏元件119的輸出信號121，把被除后的信號作為控制信號125，加到輸出放大器116的控制端子上。當控制信號125的電平提高時，輸出放大器116就降低放大率;當控制信號125的電平降低時輸出放大器116就提高放大率。
在這種結(jié)構(gòu)的磁性檢測裝置中，水平型磁敏元件119被用來檢測與圖47的水平磁場分布特性F的中央位置(x＝0)的磁場相對應的雜散磁通和缺陷所引起的漏磁通。所以，當被測物體有缺陷時，水平型磁敏元件119就檢測出這樣一種合成磁通，即高頻缺陷所引起的漏磁通與低頻的雜散磁通相重疊而形成的磁通。磁性檢測電路120的輸出信號121中的缺陷所引起的高頻信號成分被高通濾波器108檢測出來。于是，由缺陷引起的缺陷信號117從輸出端子118輸出。由雜散磁通引起的低頻信號成分比由缺陷引起的高頻信號成分大一個數(shù)量級。所以，輸入到除法電路122內(nèi)的信號的電平，幾乎全都可以看作是由雜散磁通引起的低頻信號成分的電平。所以，輸出放大器116的放大率隨雜散磁通的電平變化而變化。其結(jié)果，即使薄鋼帶101的移動速度v發(fā)生巨大變化，也能在很寬的速度范圍內(nèi)將缺陷大小的檢測精度基本上控制在一定值。因此，可以獲得符合圖21所示的實施方案檢測裝置的效果。
圖26是本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。其中與圖25所示實施方案檢測裝置相同的部分，用同樣的符號標注。所以，重復部分的詳細說明予以省略。
在該實施方案檢測裝置中從除法電路122中輸出的控制信號125被輸入到磁化電源126的控制端子上。從磁化電源126向磁化器100供應的勵磁電流I由控制信號125控制。
如上所述，被送入除法電路122內(nèi)的信號的電平可以看作是基本上與磁場強度相對應的低頻信號成分的電平。因此，要控制勵磁電流I，使得被水平型磁敏元件119檢測出的雜散磁通經(jīng)常保持一定值。其結(jié)果，由速度變動引起的薄鋼帶101的磁化力變動得到補償，缺陷大小的檢測精度經(jīng)常保持在一定值。
圖27是本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。其中與圖26所示的實施方案檢測裝置相同的部分，用同樣的符號標注。所以，重復部分的詳細說明予以省略。
在該實施方案檢測裝置中，從除法電路122中輸出的控制信號125被輸入到磁化電源126的控制端子內(nèi)，同時也輸入到輸出放大器116的控制端子內(nèi)。
如果采用這種結(jié)構(gòu)的磁性檢測裝置，那么可以同時補償缺陷信號117的電平和磁化器100的勵磁電流電平，所以，在薄鋼帶101的移動速度v發(fā)生急劇變化時，信號電平和勵磁電流電平迅速響應該速度變化而產(chǎn)生相應變化。所以，能進一步提高缺陷大小的測量精度。
圖28是本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。其中與圖23所示的實施方案檢測裝置相同的部分，用同樣的符號標注。所以，重復部分的詳細說明予以省略。
在該實施方案檢測裝置中，薄鋼帶101的缺陷所引起的漏磁通用水平型磁敏元件119a進行檢測。水平型磁敏元件119a的輸出信號在磁敏檢測電路120a中變換成與磁通強度對應的輸出信號121a。該輸出信號121a被輸入到高通濾波器108內(nèi)。高通濾波器108將磁性檢測電路120a的輸出信號121a中的低頻信號成分除去。高通濾波器108的輸出信號由輸出放大器116進行放大后，作為缺陷信號117輸送到輸出端子118。
再者，從另一水平型磁敏元件119獲得的輸出信號121被輸入到除法電路122內(nèi)?？刂菩盘?25從該除法電路122輸送到磁化電源126和輸出放大器116內(nèi)。
在這種結(jié)構(gòu)的磁性檢測裝置中，也可以用另一個水平型磁敏元件119a來檢測缺陷;而且也可以用另一個水平型磁敏元件119的輸出信號來控制勵磁電流和放大率。所以，可以獲得與圖23的實施方案幾乎相同的效果。
圖29A是本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路方塊圖。其中與圖1和圖22所示的實施方案檢測裝置相同的部分，用同樣的符號標注。所以，重復部分的詳細說明予以省略。
在該實施方案檢測裝置中，檢測由缺陷引起的漏磁通所用的垂直型磁敏元件104、補償線圈111和檢測與磁場強度相對應的雜散磁通用的水平型磁敏元件119均設(shè)置在薄鋼帶101的上側(cè)。
也就是說，垂直型敏元件104的輸出信號在磁性檢測電路105中變換成與缺陷相對應的輸出信號106，然后輸入高通濾波器108內(nèi)。輸出信號106在高通濾波器108中除掉低頻信號成分之后，由輸出放大器116放大，作為缺陷信號117輸送到輸出端子118。并且，輸出信號106中所含低頻信號成分由低通濾波器107提出后由放大器110進行放大。經(jīng)放大器110放大后的低頻信號成分送入補償線圈111。
另一方面，水平型磁敏元件119的輸出信號由磁性檢測電路120將其變換成對應于雜散磁通的輸出信號121，然后輸入到除法電路122內(nèi)。隨上述雜散磁通而變化的控制信號125從除法電路122輸送到磁化電源126內(nèi)。
在該實施方案檢測裝置中，移動速度v的變化引起薄鋼帶101的磁化力變化，磁化器100的勵磁電流I也隨之產(chǎn)生相應的變化，使磁化力經(jīng)常被控制在一定值上。并且，輸出信號106中的雜散磁通所引起的低頻信號成分由補償線圈22將其抵消。
這樣，利用互相獨立的二種控制方法可以將缺陷檢測的精度經(jīng)常保持在較高的一定水平上。
圖29B是本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置電路方塊圖。其中與圖29A所示實施方案檢測裝置相同的部分，用同樣的符號標注。所以，重復部分的詳細說明予以省略。
在該實施方案檢測裝置中，檢測與磁場強度相對應的雜散磁通所用的水平型磁敏元件119設(shè)置在薄鋼帶101的上部，檢測由缺陷引起的漏磁通所用的垂直型磁敏元件104和補償線圈111設(shè)置在位于薄鋼帶101下側(cè)的磁化器100的磁極之間。在這種結(jié)構(gòu)的磁性檢測裝置中，也可以獲得與圖29A所示實施方案基本上相同的效果。
圖29C是本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置電路方塊圖。其中與圖29A所示實施方案檢測裝置相同的部分，用同樣的符號標注。所以，重復部分的詳細說明予省略。
在該實施方案檢測裝置中，由薄鋼帶101的缺陷引起的漏磁通被水平型磁敏元件119a檢測出來。補償線圈111繞制在該水平磁敏元件119a上，水平磁敏元件119a的輸出信號在磁性檢測電路120a中變換成與磁通強度相對應的輸出信號121a。該輸出信號121a被輸入到高通濾波器108和低通濾波器107中。高通濾波器108的輸出信號由輸出放大器116進行放大，而后作為缺陷信號117加以輸出。而低通濾波器107的輸出信號經(jīng)放大器110放大后送入補償線圈111。控制信號125從除法電路122傳送到磁化電源126內(nèi)。
所以，由于輸出放大器116的放大率和磁化電源126的磁化電流可以控制，所以，能夠獲得基本上與圖29A的實施方案相同的效果。
圖30是本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置電路方塊圖。其中與圖28所示實施方案檢測裝置相同的部分，采用同樣的符號進行標注。所以，重復部分的詳細說明予以省略。
在該實施方案檢測裝置中，水平型磁敏元件119和繞制在該水平型磁敏件119周圍的補償線圈111設(shè)置在薄鋼帶101的上側(cè)。也就是說，水平型磁敏元件119的輸出信號在磁性檢測電路120中變換成與該水平型磁敏元件119交叉的磁通相對應的輸出信號121。輸出信號121中所包含的與雜散磁通對應的低頻信號成分由高通濾波器清除。低頻信號成分被清除后的輸出信號經(jīng)輸出放大器116放大后作為缺陷信號117輸出到輸出端子118上。
另外，由輸出信號121中的雜散磁通引起的低頻信號成分經(jīng)低通濾波器107提取后送入功率放大器127進行放大。經(jīng)功率放大器127放大的低頻信號成分加到補償線圈111上。并且，由功率放大器127放大的低頻信號成分被輸入到除法電路122內(nèi)。從除法電路122中輸出的控制信號125加到輸出放大器116和磁化電源126的各控制端子上。
在這種結(jié)構(gòu)的磁性檢測裝置中，利用補償線圈111可以產(chǎn)生出能抵消雜散磁通的磁通，輸出信號121中的雜散磁通所引起的低頻信號成分被減少。于是提高了輸出信號121的S/N(信噪比)值。并且，薄鋼帶101的移動速度v發(fā)生變化引起磁化力變化，磁化器100的勵磁電流I也產(chǎn)生相應的變化，將磁化力經(jīng)常控制在一定值。并且，根據(jù)薄鋼帶101的磁化力變化，使輸出放大器116的放大率產(chǎn)生相應的變化。所以，可以獲得與圖28的實施方案大體相同的效果。
圖31是本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置電路方塊圖。其中與圖7和圖29A所示實施方案檢測裝置相同的部分，用相同的符號標注。所以，重復部分的詳細說明予以省略。
在該實施方案中，利用垂直型磁敏元件，可以檢測出由缺陷引起的漏磁通和由薄鋼帶的速度變化引起的磁化力變化。
也就是說，由多路調(diào)制電路30選擇的缺陷信號e通過輸出放大器116輸入到顯示器31內(nèi)。并且，放大器26的輸出信號輸入到除法電路122內(nèi)。該除法電路122利用從標準信號發(fā)生電路123輸出的標準信號124來除被輸入的輸出信號，被除后的信號作為控制信號125加到磁化器4(100)的磁化電源126內(nèi)。
若采用這種結(jié)構(gòu)的磁性檢測裝置。那么，利用補償線圈22可以生成能抵消雜散磁通的磁通。所以，垂直型的各磁敏元件7a的輸出信號d中的雜散磁通所引起的低頻信號成分減少。于是，輸出信號d的S/N(信噪比)提高。并且，當由于薄鋼帶10(101)的移動速度v發(fā)生變化而引起磁化力變化時，放大器26的輸出信號電平隨之發(fā)生變化。其結(jié)果，從除法電路122輸出的控制信號125發(fā)生變化，磁化器4(100)的勵磁電流I發(fā)生變化，薄鋼板10(101)的磁化力經(jīng)常被控制在一定值上。所以，可以獲得基本上與圖29A、圖29B、圖29C的實施方案相同的效果。
再者，在圖31所示的實施方案中把放大器26的輸出信號加到除法電路122內(nèi)。也可以把低通濾波器33的輸出信號加到除法電路122內(nèi)。
如虛線所示，從除法電路122輸出的控制信號125也可以不輸入到磁化電源126內(nèi)，而輸入到輸出放大器116內(nèi)。在此情況下，可根據(jù)薄鋼帶10(101)的磁化力變化來控制送入顯示器31的缺陷信號e的電平。
圖32是本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置電路方塊圖。其中與圖31所示的實施方案檢測裝置相同的部分，用同樣的符號進行標注。所以，重復部分的詳細說明予以省略。
在該實施方案中，也可以垂直型磁敏元件來檢測由缺陷引起的漏磁通和薄鋼帶速度變化所引起的磁化力變化。
也就是說，積分電路35插在低通濾波器33和放大器26之間。并且，放大器26的輸出信號被輸入到除法電路122內(nèi)。該除法電路122利用從標準信號發(fā)生電路123中輸出的標準信號124來除被輸入的輸出信號，被除后的信號作為控制信號125被施加到輸出放大器116內(nèi)。
若采用這種結(jié)構(gòu)的磁性檢測裝置，則與圖31的實施方案檢測裝置一樣，利用補償線圈22可以減少垂直型的各個磁敏元件7a的輸出信號d中的雜散磁通所造成的低頻信號成分。于是，輸出信號d的S/N(信雜比)提高。并且，當薄鋼帶10(101)的移動速度v發(fā)生變化而造成磁化力變化時，放大器26的輸出信號發(fā)生變化，從除法電路122輸出的控制信號125發(fā)生變化。其結(jié)果，可以根據(jù)薄鋼帶10(100)的磁化力變化來控制送往顯示器31的缺陷信號e的電平。于是，可以獲得基本上與圖31的實施方案相同的效果。
在圖32所示的實施方案中，和大器26的輸出信號施加到除法電路122內(nèi)，也可以把低通濾波器33或積分電路35的輸出信號送入除法電路122內(nèi)。
再者，如虛線所示，從除法電路122輸出的控制信號125也可以不送入輸出放大器116，而送入磁化電源126內(nèi)。在此情況下，從磁化電源126輸給磁化器4(100)的磁化電流I進行變化，使薄鋼帶10(101)的磁化力達到一定。
發(fā)明人曾利用圖31、圖32的各個實施方案檢測裝置來對已形成直徑0.2mm標準缺陷的薄鋼帶10進行了探傷測量。并且使薄鋼帶10的移動速度在0-1200m/分范圍內(nèi)進行變化。這樣在以下兩種條件下進行了測量，一種是接通開關(guān)25，使補償線圈22工作，另一種是切斷開關(guān)25，斷開補償線圈22。測量結(jié)果示于圖24。
從該測量結(jié)果中可以看出以下兩種裝置的特性之間沒有多大差別第一種裝置是采用一種垂直型磁敏元件的圖31和圖32的裝置;另一種是采用兩種磁敏元件(垂直型磁敏元件104和水平型磁敏元件119)的圖21和圖22的裝置。
這一現(xiàn)象可以說明如下。
也就是說，如圖24也已示出的那樣，在僅有補償線圈22的圖1所示的實施方案檢測裝置的特性中，當薄鋼帶10的移動速度v提高時，磁敏元件的相對輸出從曲線上看是下降的。但是其下降的程度不超過5%，即使移動速度v上升到1200m/分。所以該曲線非常接近直線。對于速度變化來說，這一現(xiàn)象與磁場的垂直成分產(chǎn)生線性變化時相同。于是解決薄鋼帶磁化力降低問題，可以采取控制磁化電源電流和輸出放大器放大率的方法。在這種情況下，不需要特意重新設(shè)置水平型磁敏元件來檢測與速度v成正比例的水平成分，而是利用與速度v成正比例的眚垂直型磁敏元件的輸出來控制上述磁化電源電流和輸出放大器的放大率，這樣，也完全可以達到預期的目的。
不言而喻，如果利用水平型磁敏元件來檢測薄鋼帶磁化力降低，那么可使缺陷測量精度更高。
圖33是本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置電路方塊圖。其中與圖1和圖31的實施方案相同的部分，采用相同的符號進行標注。所以，重復部分的詳細說明予以省略。
在該實施方案檢測裝置中，圖1所示的實施方案檢測裝置增加了圖31所示的除法電路122、標準信號發(fā)生電路123和輸出放大器116。并且，除法電路122用來自標準信號發(fā)生器123的標準信號124來除放大器110或低通濾波器107的輸出信號，其除法運算結(jié)果作為控制信號125，送入輸出放大器116或磁化電源126內(nèi)。
采用這種結(jié)構(gòu)的磁性檢測裝置，也能消除雜散磁通成分和磁化力變化量，所以可以獲得與圖31所示的實施方案檢測裝置基本相同的效果。
圖34是本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置電路方塊圖。其中與圖15和圖32的實施方案相同的部分，采用同樣的符號進行標注。所以，重復部分的詳細說明予以省略。
在該實施方案檢測裝置中，圖15所示的實施方案檢測裝置增加了圖32所示的除法電路122、標準信號發(fā)生電路123和輸出放大器116。并且，在除法電路122中用來自標準信號發(fā)生器123的標準信號124，除放大器110、低通濾波器107或積分電路109的輸出信號將該除法運算結(jié)果作為控制信號125送入輸出放大器116或磁化電源126。
采用這種結(jié)構(gòu)的磁性檢測裝置也能消除雜散磁通成分和磁化力變化量，所以，可以獲得與圖32所示實施方案檢測裝置基本相同的效果。
再者，本發(fā)明并非僅限于上述各實施方案。已說過，圖1所示的實施方案檢測裝置的高通濾波器108，可以用通頻帶寬的帶通濾波器來代替，而其他實施方案中的各高通濾波器108也可以與圖1所示實施方案相同，用帶通濾波器來代替。
圖35是本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置安裝到鋼鐵廠的軋鋼生產(chǎn)線上時的模式圖。
由供帶滾筒41a、41b交替供給的薄鋼帶10通過焊接裝置43，將一卷薄鋼帶的末端焊接到下一卷薄鋼帶10的始端上。通過了焊接裝置43的薄鋼帶10，借助滾筒44a、44b能使前進方向變換180度，利用轉(zhuǎn)環(huán)滾筒45使鋼帶前進方向再變換180度，再利用滾筒44c、44d分別使前進方向各變換90度。然后薄鋼帶10經(jīng)過由多個軋輥組成的軋鋼工序46，交替地卷繞到卷繞滾筒47a、47b上。上述轉(zhuǎn)環(huán)滾筒45可以按圖中箭頭方向移動，在利用焊接裝置43進行焊接作業(yè)時向右移動，始終按一定速度將薄鋼帶10送入軋鋼工序46。
在這樣的軋鋼生產(chǎn)線中，實施方案的磁性檢測裝置48安裝在滾筒44c內(nèi)，該滾筒使薄鋼帶10的前進方向從水平方向向下轉(zhuǎn)變90度。
圖36是表示磁性檢測裝置48的概略結(jié)構(gòu)的側(cè)面圖。旋轉(zhuǎn)軸51可以自由旋轉(zhuǎn)，它通過軸承50安裝在機架49內(nèi)，機架固定在廠房的基礎(chǔ)上。上述滾筒44c安裝在該旋轉(zhuǎn)軸51上。從左邊按一定速度送入的薄鋼帶10與滾筒44c的外圓面52相接觸的部分大約是滾筒圓周長的四分之一，移動方向變換成向下。薄鋼帶10與滾筒44c的接觸角度θ約為90度。
將磁性檢測器53用支承在規(guī)定位置上的支承框架54安裝在上述機架49上。磁性檢測器53安裝在上述支承框架54上，其磁敏元件朝向滾筒44c的由非磁性體形成的外圓面52上薄鋼帶10所接觸的部分。
再者，由薄鋼帶10的振動和毛刺所造成的鋼帶離開(滾筒表面)量d的變動最小的部位是與滾筒44c相接觸的部分的中央位置。但是，在圖36所示的實施方案檢測裝置中，由于受安裝空間和支承框架54等的限制，磁性檢測器53在安裝時磁敏元件朝向薄鋼帶10所接觸的部分的下面。在這一位置上離開量d的變動，與薄鋼帶10完全不接觸滾筒44c的部位、和接觸長度極短時的變動相比較是很小的。所以，即使安裝在一這部位也能充分保證很高的信噪比。特別是在檢測薄鋼帶10的焊接部位時，只要磁性檢測器53的設(shè)置部位是在薄鋼帶10接觸滾筒44c的區(qū)域以內(nèi)即可。
磁性檢測器53如圖37所示，其構(gòu)成部分如下磁化線圈55b繞制在大致呈U字形斷面的磁化鐵心55a上的磁化器55、由許多個磁敏元件7a構(gòu)成的一排磁敏元件7(磁敏元件7a設(shè)置在一對磁極56a、56b之間，該磁極是磁化鐵心55a兩端的自由端)。并且，補償線圈22繞制在整個一排磁敏元件7的周圍，磁化鐵心55a的寬度設(shè)定為大于薄鋼帶10的寬度。各磁敏元件7a在薄鋼帶10的橫向上，按規(guī)定的間隔排列成一行，行的長度大于薄鋼帶10的寬度。并且，各磁敏元件7a的前端位置要與各磁極56a、56b的前端位置一致。如圖36所示，各磁敏元件7a要面對移動的薄鋼帶10，其相互間保持一微小的間隙(距離d)。
這些磁敏元件7a是上述飽和型磁敏元件。也就是說，各個磁敏元件7a的結(jié)構(gòu)是，檢測線圍繞制在斷面為0.1mm×2.0mm的鐵心上。在該實施方案中，磁敏元件7a排列成相互間隔保持10mm。這樣可以在薄鋼帶10的橫向上實現(xiàn)均勻的合成檢測靈敏度。
圖38是表示磁性檢測裝置48的電路結(jié)構(gòu)的方塊圖。各磁敏元件7a的各個輸出信號在各磁敏檢測電路27中被變換成與各磁敏元件7a交叉的磁通強度相對應的信號。磁性檢測電路27的各個輸出信號a被輸入到各比較器57的(+)側(cè)輸入端子上。閾值電壓從標準電壓發(fā)生器58輸入到各比較器57的(-)側(cè)輸入端子上。并且，各比較器57僅在磁性檢測電路27的輸出信號a大于閾值電壓時才輸出高(H)電平異常檢測信號。各比較器57在其輸出信號a小于閾值電壓時輸出低(L)電平的正常信號。
從各比較器57輸出的各個異常檢測信號或正常信號在多路調(diào)制電路59中變換成分時多路信號b，然后輸入到下面的信號處理電路60內(nèi)。信號處理電路60將輸入的分時我路信號b分別重新調(diào)制成原來的各磁敏元件7a的異常檢測信號或正常信號，然后分別按各磁敏元件7a的位置將信號顯示在CRT(陰極射線管)顯示器上，并通過報警輸出裝置61進行報警輸出。
再者，各磁性檢測電路27的各個輸出信號a被輸入到補償線圈控制部62內(nèi)。在該補償線圈控制電路62內(nèi)，裝有圖16所示的平均電路32、低通濾波器33、積分電路35和放大器26。并且，補償線圈控制電路62向補償線圈22施加勵磁電流，使得各輸出信號a中不包含由雜散磁通引起的低頻信號成分。
另外，從各比較器57輸出的異常檢測信號或正常信號被輸入到“與”門63內(nèi)。所以，只有在全部檢測信號都是高(H)電平的異常檢測信號時，該“與”門63才能成立。也就是說，在薄鋼帶10的橫向上排列的全部磁敏元件7a位置上都檢測出了異常部分，所以，可以斷定已檢測出了焊接部分，即由圖35的焊接裝置43焊接的位置。于是，從“與”門63輸出焊接部位檢測信號C。
這樣，當采用圖38所示的磁性檢測裝置時，在軋鋼生產(chǎn)線上可以準確地檢測出在移動過程中的薄鋼帶10的橫向各個位置上產(chǎn)生的、超過標準尺寸的異常部分。并且，除檢測出上述各位置上的異常部分外，當焊接部分到來時還可以另外用焊接部分檢測信號C來檢測該焊接部分。
圖39是本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路結(jié)構(gòu)方塊圖。并且，該實施方案檢測裝置是專門用于檢測焊接部分的磁性檢測裝置。
從i＝1-i＝N號范圍內(nèi)的N個磁敏元件7a輸出的各輸出信號在各磁性檢測電路27中變換成與各磁敏元件交叉的磁通強度相對應的各輸出信號a。然后，N個輸出信號a在加法器64中相加。相加后的信號在下一個除法器65中進行1/N除法運算。也就是說，用加法器64和除法器65來計算各輸出信號a的平均值。然后，平均后的1個平均輸出信號借助于比較器66與標準電壓發(fā)生器58中輸出的閾值電壓進行比較。只有在平均輸出信號大于閾值電壓時比較器66才輸出高(H)電平的焊接部分檢測信號C。
再者，從除法器65中輸出的平均輸出信號被輸入到補償線圈控制部分67中。該補償線圈控制部分67與圖38的補償線圈控制部分62一樣，將勵磁電流加到補償線圈22內(nèi)，使各輸出信號a中不包含由雜散磁通造成的低頻信號成分。
其次，接觸角度a是指薄鋼帶10與滾筒44c的外圓面42相接觸部分(圓弧)的兩端到滾筒44c的中心所形成的夾角;角度β是指磁化器55的磁極間隔距離w在薄鋼帶10上的投影距離(＝W)的線條兩端到滾筒44c的中心所形成的夾角。當改變上述接觸角α和磁極間距角度β之比(α/β)時，用專用的測試裝置測出各磁敏元件7a所輸出的信號a，求出各輸出信號a的S/N(信噪比)。
各比值(α/β)的S/N(信噪比)由圖40內(nèi)的點劃線表示。并且，該S/N值經(jīng)過統(tǒng)計處理后，與標準偏著進行對比，一起示于圖中。再者，磁化器55的磁極間距離W是24mm的固定值。也就是說，角度β是固定值。所以，通過調(diào)整接觸角度α，即可改變比值α/β。并且，預先形成標準缺陷(缺陷大小為圓孔徑0.8mm)的薄鋼帶10作為試驗材料使用。各磁敏元件7a和薄鋼帶10之間的距離(離開量)d為9mm。
再者，除上述標準缺陷的試驗材料外，另外一種在整個橫向上有焊接部分的薄鋼帶10也在同一條件下進行測量，其結(jié)果用實線表示。
如果把S/N(信噪比)的相對比值3以上看作是實用水平，那么，在通常的缺陷檢測中α/β的比值起碼必須在1.0以上。而焊接部分與標準缺陷相比，可以看作是很大的缺陷，所以，用0.8以上的比值，完全可以檢測出來。也就是說，磁極間的角β(距離W)必須小于薄鋼帶10.與滾筒接觸的角度α。
其次，在改變磁性檢測器53的磁極間角度β(距離W)和離開量d的比(β/d)時，徐徐地改變各磁敏元件7a和薄鋼帶10時間的距離d。在這種情況下，求出了各磁敏元件7a的輸出信號a的S/N(信噪比)。并且，如圖41所示，磁極間的角度β(距離W)和距離d之比(β/d)作為橫坐標，在縱坐標上表示各S/N(信噪比)的統(tǒng)計相對比。另外，磁極間的角度β(距離W)是固定的(距離20mm)。通過改變離開量d而改變了比值α/β。并且，能滿足圖40所示的α/β比值為1以上的條件。
如圖41所示，磁極間的角度β(距離W)和距離d之比(β/d)在1.8到8.2的范圍內(nèi)，可以獲得3以上的良好的S/N(信噪比)相對比。
再者，當以聯(lián)機方式進行缺陷探測時，如上所述，S/N值最好在3以上。但在檢測焊接部分等情況下，S/N為2以上就完全可以達到實用要求。這時，β/d比值可以擴大到1.0至9.6的范圍。
圖42是本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的電路結(jié)構(gòu)方塊圖。其中與圖38相同的部分，采用同樣的符號進行標注。并且該實施方案檢測裝置除具有通常的異常檢測功能外，還具有檢測薄鋼帶10的寬度A的功能。
8個磁敏元件7a設(shè)置在薄鋼帶10的橫向上。從各磁敏元件7a輸出的各個輸出信號，在各個比較器57中與來自標準電壓發(fā)生器58的閾值電壓相比較，獲得兩種信號，即異常檢測信號或正常信號。從各比較器57輸出的各異常檢測信號或正常信號，在多路調(diào)制電路59中變換成分時多路信號b，輸入到下面的信號處理電路60內(nèi)。信號處理電路60把輸入的分時多路信號b解調(diào)成原來每個磁敏元件的異常檢測信號或正常信號，并根據(jù)每個磁敏元件7a的位置分別在陰極射線管顯示器上顯示出來，并通過報警輸出裝置61進行報警輸出。
在圖42中省略了補償線圈22和補償線圈控制部分67。
當檢測薄鋼帶10中存在的一般異常部分時，從標準電壓發(fā)生器58中輸出的閾值電壓設(shè)定為上述檢測標準缺陷的信號電平。
另一方面，當使用該磁性檢測裝置來測量薄鋼帶10的寬度A時，從標準電壓發(fā)生器58中輸出的閾值電壓的設(shè)定值遠遠小于上述檢測標準缺陷的信號電平。也就是說，即使在薄鋼帶10中完全沒有異常部分，也會出現(xiàn)一定電平的漏磁通。但是，如果薄鋼帶10本身不存在，那么，與薄鋼帶10存在時相比，漏磁通特別小，并且該漏磁通所產(chǎn)生的信號電平幾乎是一定值。所以設(shè)定較低的閾值電壓來檢測有無薄鋼帶10。
從相鄰的各比較器57中輸出的一對異常或正常信號被輸入到“異”門68內(nèi)。然后，從設(shè)置在最外側(cè)的各比較器57中輸出的各信號和各“異”門68的各輸出信號被輸入到下一個輸入電路69中的X1-X8的合計8個的端子內(nèi)。輸入到各端子X1-X8的各信號然后再被輸入到板幅(鋼帶寬度)運算電路70內(nèi)。該板幅運算電路70根據(jù)被輸入的8個信號值計算出薄鋼帶10的寬度A。然后，由下一個判斷電路71來判斷已計算出的薄鋼帶10的寬度A是否符合允許范圍。判斷結(jié)果和上述計算出的寬度A顯示在顯示器72上。
薄鋼帶10的寬度A按下列方法計算。也就是說，假定各磁敏元件7a相互間的距離為B，則8個磁敏元件7a的圖38中第一個磁敏元件7a和第8個磁敏元件7a的距離為7B。各比較器57的輸出信號為〔0〕時，薄鋼帶10不存在;為〔1〕時薄鋼帶10存在。所以，當一個“異”門68的輸出信號為〔1〕時，在輸入到該“異”門68的2上比較器57所對應的各磁敏元件7a所在位置之間，存在著薄鋼帶10的邊緣。因此，若特意規(guī)定輸出信號為〔1〕的2個“異”門57，若對其間存在的“異”門68的數(shù)乘以距離B，則可獲得薄鋼帶10的寬度A。
再者，必須確認，從位于兩端的1號和8號磁敏元件7a的比較器57中輸出〔0〕信號。當其中任一信號為〔1〕時，表示薄鋼帶10的寬度A超過了磁敏元件7a的設(shè)置寬度。
這樣，可以精密地檢測薄鋼帶10的異常部分，同時，可以根據(jù)需要來測量薄鋼帶10的寬度A。
圖43是本發(fā)明的另一實施方案的磁性檢測裝置的概略結(jié)構(gòu)側(cè)面圖。其中與圖36的實施方案相同的部分，采用同樣的符號進行標注。所以，重復部分的詳細說明予以省略。
在該實施方案中，對薄鋼帶10進行磁化的磁化器55和對薄鋼帶10的異常部分造成的漏磁通進行檢測所用的磁敏元件7a，均安裝在滾筒44c內(nèi)。具體的裝法是，把磁化器55的磁極56a、56b，借助于支持器材，固定在滾筒兩端的軸承50上，并且靠近(即留出微小間隔)滾筒44c的與薄鋼帶10相接觸的外圓面52所對應的內(nèi)圓面。所以，磁化器55不旋轉(zhuǎn)，只有滾筒44c旋轉(zhuǎn)。各磁敏元件7a設(shè)置在該磁化器55的磁極56a、56b之間。
利用這種結(jié)構(gòu)的磁性檢測裝置，也能使各磁敏元件7a通過由非磁性材料制成的滾筒44c來檢測薄鋼帶10的異常部分所引起的漏磁通。所以，可以獲得與上述實施方案大體相同的效果。
在該實施方案中，磁化器55和各磁敏元件7a均安裝在滾筒44c內(nèi)，所以，即使在生產(chǎn)車間等現(xiàn)場窄小的地方也能安裝這種磁性檢測裝置。
圖44是表示另一實施方案的磁性檢測裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。在該實施方案中，只有磁化器55按照與圖43相同的方法安裝到滾筒44c內(nèi)。各磁敏元件7a借助于支持框架54加以固定，并與滾筒內(nèi)的磁化器55的磁極56a、56b相互對準，而薄鋼帶10和滾筒44c介于兩者之間。利用這種結(jié)構(gòu)的磁性檢測裝置也能獲得與前面的實施方案大體相同的效果。
圖45是表示另一個實施方案的磁性檢測裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。在該實施方案中，與圖44的實施方案相反，各磁敏元件7a安裝在滾筒44c內(nèi)，磁化器55借助于支持框架54被固定在滾筒44c的外部。利用這種結(jié)構(gòu)的磁性檢測裝置，也可以獲得與前面的實施方案大體相同的效果。
權(quán)利要求
1.具有以下特征的磁性檢測方法利用磁敏元件來檢測在磁場內(nèi)與磁場作相對移動的被測物體的磁性異常部分所引起的漏磁通，用低通濾波器提取出該磁敏元件輸出信號中所包含的低頻信號成分，對提出的低頻信號成分進行放大后，輸入到補償線圈內(nèi)，利用該補償線圈所產(chǎn)生的磁通來抵消與上述磁敏元件交叉的雜散磁通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性檢測方法設(shè)置磁化器，其位置要使其一對磁極對準(面向)上述被測物體，借助該磁化器使磁通與上述被測物體相交叉，將上述磁敏元件設(shè)置在上述一對磁極的連線上或與此線平行的線上，利用該磁敏元件來檢測上述被測物體內(nèi)部或表面的磁性異常部分所造成的漏磁通。
3.具有以下構(gòu)成部分的磁性檢測裝置①磁敏元件，它用于檢測在磁場內(nèi)與磁場相對移動的被測物體磁性異常部分所造成的漏磁通;②低通濾波器，它用來提取該磁敏元件輸出信號中所含的低頻信號成分;③放大器，它對由該低通濾波器提取的低頻信號成分進行放大;④補償線圈，它被該放大器的輸出信號勵磁，產(chǎn)生能抵消與上述磁敏元件相交叉的雜散磁通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁性檢測裝置上述磁場由磁化器產(chǎn)生，磁化器的一對磁極對準上述被測物體;上述磁敏元件設(shè)置在上述磁化器的一對磁極之間的連線上或與此線平行的線上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁性檢測裝置上述磁敏元件是對上述被測物體的磁性異常部分所造成的漏磁通中的、垂直于上述被測物體表面的成分進行檢測的磁敏元件，而且，上述補償線圈繞制在上述磁敏元件外圓面的周圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁性檢測裝置上述磁敏元件是對上述被測物體磁性異常部分所造成的漏磁通中的與上述被測物體表面平行的成分進行檢測的磁敏元件，而且上述補償線圈繞制在上述磁敏元件外圓面的周圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁性檢測裝置，它具有以下構(gòu)成部分①特定信號提取濾波器，它用于提取上述磁敏元件輸出信號中所含上述磁性異常部分所產(chǎn)生的信號;②速度檢測器，它用于檢測上述被測物體相對于上述磁敏元件的移動速度;③頻率控制裝置，它根據(jù)由該速度檢測器檢測出的移動速度來控制上述特定信號提取濾波器的通過頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁性檢測裝置，它具有以下構(gòu)成部分①特定信號提取濾波器，它用于提取上述磁敏元件輸出信號中包含的上述磁性異常部分所產(chǎn)生的信號;②速度檢測器，它用于檢測上述被測物體相對于上述磁敏元件的移動速度;③頻率控制裝置，它根據(jù)由該速度檢測器檢測出的移動速度來控制上述特定信號提取濾波器的通過頻率。
9.具有以下構(gòu)成部分的磁性檢測裝置①磁敏元件，它用于檢測在磁場內(nèi)相對于該磁場移動的被測物體的磁性異常部分所產(chǎn)生的漏磁通;②低通濾波器，它用于提取該磁敏元件輸出信號中所含的低頻信號成分;③積分器，它對由該低通濾波器提取的低頻信號成分進行積分;④放大器，它對由該積分器積分后的低頻信號成分進行放大，⑤補償線圈，它由該放大器的輸出信號進行勵磁，生成能抵消與上述磁敏元件相交叉的雜散磁通。
10.具有以下構(gòu)成部分的磁性檢測裝置①磁敏元件，它用于檢測在磁場內(nèi)相對于該磁場移動的被測物體的磁性異常部分所產(chǎn)生的漏磁通;②特定信號提取濾波器，它用于提取該磁敏元件輸出信號中所含的由上述磁性異常部分產(chǎn)生的信號;③輸出放大器，它對該特定信號提取濾波器的輸出信號進行放大，并作為缺陷信號加以輸出;④磁敏元件，它設(shè)置在上述磁敏元件的附近位置上，用來檢測上述磁場中的與上述被測物體表面平行的成分;⑤放大器控制裝置，它用上述磁敏元件的輸出信號來控制上述輸出放大器的放大率。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的磁性檢測裝置，它具有以下兩種電路①標準信號發(fā)生電路，它輸出與上述輸出放大器標準放大率相對應的標準信號;②除法電路，它插在用來檢測上述磁場的平行于上述被測物體表面的成分的磁敏元件和上述輸出放大器之間，使上述磁敏元件的輸出信號除以上述標準信號，用經(jīng)過除法運算后的輸出信號來控制上述輸出放大器的放大率。
12.具有以下構(gòu)成部分的磁性檢測裝置①磁敏元件，它用于檢測被測物體磁性異常部分產(chǎn)生的漏磁通，該被測物體在由磁化器生成的磁場內(nèi)相對于該磁場進行移動;②檢測上述磁場中的與上述被測物體表面平行的成分的磁敏元件，它設(shè)置在上述磁敏元件附近位置上;③磁化器控制機構(gòu)，它利用該磁敏元件的輸出信號來控制由上述磁化器生成的場強度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的磁性檢測裝置，它具有以下構(gòu)成部分①特定信號提取濾波器，它用于提取由上述磁性異常部分產(chǎn)生的信號，該信號包含在檢測上述漏磁通的磁敏元件的輸出信號內(nèi);②輸出放大器，它對該特定信號濾波器的輸出信號進行放大，并將其作為缺陷信號加以輸出;③放大器控制機構(gòu)，它利用磁敏元件的輸出信號來控制上述輸出放大器的放大率，該磁敏元件檢測平行于上述表面的成分。
14.具有以下構(gòu)成部分的磁性檢測裝置①磁敏元件，它用來檢測被測物體磁性異常部分所產(chǎn)生的漏磁通，該被測物體在用來磁場內(nèi)進行與該磁場相對的移動;②低通濾波器，它用來提取該磁敏元件的輸出信號中的低頻信號成分;③放大器，它用來放大由該低通濾波器提取的低頻信號成分;④補償線圈，它由該放大器的輸出信號進行勵磁，生成一種能抵消與上述磁敏元件交叉的雜散磁通;⑤特定信號提取濾波器，它用于提取上述磁敏元件輸出信號中的上述磁性異常部分所生成的信號;⑥輸出放大器，它用于放大該特定信號提取濾波器的輸出信號，并將其作為缺陷信號加以輸出;⑦設(shè)置在上述磁敏元件附近位置上的磁敏元件，它用于檢測上述磁場中與上述被測物體表面平行的成分;⑧放大器控制機構(gòu)，它利用該磁敏元件的輸出信號來控制上述輸出放大器的放大率。
15.具有以下構(gòu)成部分的磁性檢測裝置①磁敏元件，它用于檢測被測物體磁性異常部分所生成的漏磁通，該被測物體在由磁化器生成的磁場內(nèi)相對于該磁場移動;②低通濾波器，它用于提取該磁敏元件的輸出信號中的低頻信號成分;③放大器，它用于放大由該低通濾波器提取的低頻信號成分;④補償線圈，它用該放大器的輸出信號進行勵磁，并生成一種能抵消與上述磁敏元件交叉的雜散磁通;⑤特定信號提取濾波器，它用于提取上述磁敏元件輸出信號中的上述磁性異常部分產(chǎn)生的信號;⑥輸出放大器，它用于放大該特定信號提取濾波器的輸出信號，并將其作為缺陷信號進行輸出;⑦設(shè)置在上述磁敏元件附近位置上的磁敏元件，它用于檢測上述磁場的與上述被測物體表面平行的成分;⑧放大器控制機構(gòu)，它利用該磁敏元件的輸出信號來控制由上述磁化器生成的磁場強度。
16.根據(jù)權(quán)利要求10、12、14和15項中任意一項所述的磁性檢測裝置其中，檢測上述漏磁通的磁敏元件是檢測上述漏磁通中的垂直于上述被測物體表面的成分的磁敏元件。
17.根據(jù)權(quán)利要求10、12、14和15項中任意一項所述的磁性檢測裝置，其中檢測上述漏磁通的磁敏元件是檢測上述漏磁通中的平行于上述被測物體表面的成分的磁敏元件。
18.具有以下構(gòu)成部分的磁性檢測裝置①磁敏元件，它用于檢測被測物體磁性異常部分所引起的漏磁通，該被測物體在磁場內(nèi)相對于該磁場移動;②低通濾波器，它提取該磁敏元件的輸出信號中的低頻信號成分;③放大器，它對由該低通濾波器提取的低頻信號成分進行放大;④補償線圈，它用該放大器的輸出信號進行勵磁，并產(chǎn)生一種能抵消與上述磁敏元件交叉的雜散磁通;⑤特定信號提取濾波器，它用于提取上述磁敏元件輸出信號中的上述磁性異常部分所生成的信號;⑥輸出放大器，它用于對該特定信號提取濾波器的輸出信號進行放大，并作為缺陷信號進行輸出;⑦放大器控制機構(gòu)，它利用上述磁敏元件的輸出信號來控制上述輸出放大器的放大率。
19.具有以下構(gòu)成部分的磁性檢測裝置①磁敏元件，它用于檢測被測物體磁性異常部分所引起的漏磁通，該被測物體在由磁化器生成的磁場中相對于該磁場移動;②低通濾波器，它用于提取該磁敏元件的輸出信號中的低頻信號成分;③放大器，它用于放大由該低通濾波器提取的低頻信號成分;④補償線圈，它依靠該放大器的輸出信號進行勵磁，并產(chǎn)生一種能抵消與上述磁敏元件交叉的雜散磁通;⑤特定信號提取濾波器，它用于提取上述磁敏元件輸出信號中的由上述磁性異常部分引起的信號;⑥輸出放大器，它用于放大該特定信號提取濾波器的輸出信號，并將其作為缺陷信號進行輸出;⑦磁化器控制機構(gòu)，它利用上述磁敏元件輸出信號來控制由上述磁化器生成的磁場強度。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的磁性檢測裝置，其積分器插在上述低通濾波器和上述放大器之間。
21.具有以下構(gòu)成部分的磁性檢測裝置①磁敏元件，它用于檢測由被測物體的磁性異常部分所引起的漏磁通，該被測物體在磁場內(nèi)相對于該磁場移動;②特定信號提取濾波器，它用于提取該磁敏元件輸出信號中的由上述磁性異常部分引起的信號;③輸出放大器，它對該特定信號提取濾波器的輸出信號進行放大，并將其作為缺陷信號進行輸出;④放大器控制機構(gòu)，它利用上述磁敏元件的輸出信號來控制上述輸出放大器的放大率。
22.具有以下構(gòu)成部分的磁性檢測裝置①磁敏元件，它用于檢測被測物體磁性異常部分所引起的漏磁通，該被測物體在由磁化器生成的磁場內(nèi)相對于該磁場移動;②磁化器控制機構(gòu)，它利用該磁敏元件的輸出信號來控制由上述磁化器生成的磁場強度。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的磁性檢測裝置，它具有以下構(gòu)成部分①特定信號提取濾波器，它用于提取上述磁敏元件輸出信號中的 上述磁性異常部分所引起的信號;②輸出放大器，它用于放大特定信號提取濾波器的輸出信號，并將其作為缺陷信號進行輸出;③放大器控制機構(gòu)，鉈利用上述磁敏元件的輸出信號來控制上述輸出放大器的放大率。
24.根據(jù)權(quán)利要求21、22和23中的任意一項所述的磁性檢測裝置，其中，檢測上述漏磁通的磁敏元件是檢測上述漏磁通中平行與上述被測物體表面的成分的磁敏元件。
25.根據(jù)權(quán)利要求10、13、14、15、18、19、21和23中任意一項所述的磁性檢測裝置，其中上述特定信號提取濾波器是高通濾波器。
26.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的磁性檢測裝置，其中，上述特定信號提取濾波器是高通濾波器;上述頻率控制機構(gòu)是控制上述高通濾波器的截止頻率的機構(gòu)。
27.根據(jù)權(quán)利要求10、13、14、15、18、19、21和23中任意一項所述的磁性檢測裝置，其中上述特定信號提取濾波器是帶通濾波器。
28.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的磁性檢測裝置，其中，上述特定信號提取濾波器是帶通濾波器;上述頻率控制機構(gòu)是控制上述帶通濾波器的中心頻率的機構(gòu)。
29.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁性檢測裝置，它具有以下構(gòu)成部分①滾筒，它與移動的上述帶狀被測物體相接觸，它在支承狀態(tài)下可以自由旋轉(zhuǎn)，以改變上述被測物體的移動方向;②磁化器，它的安裝位置正好對準上述被測物體與上述滾筒外圓面相接觸的部分，并由它生成上述磁場。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的磁性檢測裝置，其中，上述磁化器有一對磁極，而且其安裝位置要使這一對磁極對準(對向)與上述滾筒外圓面相接觸的被測物體部分，上述磁敏元件設(shè)置在上述磁化器的磁極之間。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的磁性檢測裝置，其中，上述磁化器有一對磁極并且安裝在上述滾筒內(nèi)，這一對磁極對準上述被測物體與上述滾筒相接觸的部分，上述磁敏元件設(shè)置在上述磁化器的磁極之間。
全文摘要
本發(fā)明的磁性檢測方法是，用低頻濾波器取出檢測被測物體的漏磁通的磁敏元件的輸出信號中所含的低頻信號成分，進行放大，再加到補償線圈上，從而抵消與磁敏元件相交叉的雜散磁通。本發(fā)明的磁性檢測裝置包括低通濾波器，它用來提取磁敏元件的輸出信號中所含的低頻信號成分；磁敏元件，用于檢測在磁場內(nèi)移動的被測物體的漏磁通；放大器，用于低頻信號成分；補償線圈用于生成能抵消雜散磁通的磁通。
文檔編號G01N27/82GK1067510SQ9210344
公開日1992年12月30日 申請日期1992年5月11日 優(yōu)先權(quán)日1991年6月4日
發(fā)明者安藤靜吾, 松藤太大, 牧宏, 稻葉護, 巖永賢一, 竹腰篤尚, 竹中正樹 申請人:日本鋼管株式會社