JP5595011B2 - 金属棒上の表面欠陥の検出及び検証のための検査システム - Google Patents

Description

本発明は、表面検査システムに関するものである。より具体的には、非接触式表面欠陥検出システム、及び、伸線した金属棒を検査することにより欠陥を検出するための当該システムの使用方法と、相互参照による欠陥検出の検証方法に関するものである。

金属棒検査のための数多くのアプローチがある。１つの方法は渦電流試験（ＥＣＴ）である。渦電流試験（ＥＣＴ）は、例えばFLAW DETECTION DEVICE FOR STEEL BARと題するFujisaki及びTomitaに発行された米国特許第６，８５０，０５６号明細書（特許文献１）（全体を参考のため本明細書中に引用する）を参照することにより明らかなように、金属棒のための表面欠陥検出における主要なアプローチである。ＥＣＴは、交流（ＡＣ）コイルによって金属棒の表面に渦電流を誘導することにより行う。誘導された渦電流は、検出コイルなどを使用して渦電流信号として検出される。検出された渦電流信号の大きさや位相を評価することにより、金属棒における欠陥が検出される。別の検査方法は、視覚又は画像システムを使用することを伴う。視覚又は画像に基づくシステムは、APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING SURFACE DEFECTS ON A WORKPIECE, SUCH AS A ROLLED/DRAWN METAL BARと題する、Chang他に発行された米国特許第７，３２４，６８１号明細書（特許文献２）を参照することにより明らかなように、欠陥又は表面不良を検出する目的で棒鋼から撮影された画像を評価する。画像系欠陥検出は、例えば欠陥存在部のコントラストで評価する。しかしながら、上述のそれぞれの欠陥検出アプローチは、独自の特徴を有している。

例えば、ＥＣＴの検出特性から、長手方向タイプの表面欠陥を効果的に検出することができない場合がある。ＥＣＴの別の特徴は、検出位置を人手で物理的に調査しない限り、棒鋼表面で検出欠陥に関する正確な性状の視覚的フィードバックはできないことである。多くの主な実例において、例えば棒鋼が検査後でもまだ赤熱状態である熱間圧延ラインや、数１００メートル長さに達することもある冷間伸線ラインでは、物理的な再調査は不可能とは言わないまでも極めて難しい。その反面、ＥＣＴでは、表面欠陥自体の或る程度の深さ情報をしることができる。一方、画像系システムは、長手方向タイプの表面欠陥を信頼性高く検出し、そして検出欠陥の正確な性状を視覚的にフィードバックすることができる。しかしながら、画像系システムは一般的に、検出欠陥の深さ情報には限界があることがある。とはいえ、画像系システムは、検出済欠陥に関するリアルタイムに近い、直接的、直感的な視覚的フィードバックができる。手動ではあるが簡単な欠陥検証（すなわち欠陥部位の実画像を保存し後で利用可能にすることができ、次いでこれを操作者が使用することにより、機械で検出された欠陥を視覚的に検証することができる）、及び／又は、高度なアルゴリズム、例えばニューラル・ネットワーク、発見的規則、又はサポート・ベクター・マシンを介した自動画像分類を可能にする。

図４Ａ及び図４Ｂは、従来のコンピュータベースＥＣＴデータ・レンダリング・システムに対するユーザーインターフェースの例を示している。図４Ａは、スクリーン２００を示しており、このスクリーンは、典型的なものであるが、Ｘ−Ｙグラフ形式の、全体的にＥＣＴデータ２０４として示されたＥＣＴデータの時系列を示している。Ｘ軸は「時間」を、Ｙ軸は、ＥＣＴ信号の大きさ（強度）を表している。典型的なユーザーインターフェースは、ユーザーが、検出された欠陥を示す１つ又は２つ以上の強度閾値を予め設定するようになっている。このような閾値は、例えばそれぞれ下限閾値レベル２０２_Ｌ及び上限閾値レベル２０２_Ｕとして表示されているように、水平線として表示することができる。閾値レベルよりも高い規模（強度）を有するいずれのＥＣＴ信号２０４も、表面欠陥検出事象と捉えられる。例えば、ＥＣＴ信号２０４が位置２０６で下限閾値レベル２０２_Ｌを上回ると、ＥＣＴレンダリング・システムは、これを表面欠陥検出事象と捉える。同様に、ＥＣＴ信号２０４が位置２０８で上限閾値レベル２０２_Ｕを超えると、ＥＣＴレンダリング・システムはやはりこれも表面欠陥検出事象と捉える。典型的には、欠陥検出事象をトリガーしたＥＣＴ信号の強度が高ければ高いほど、欠陥の重症度も大きい。

図４Ｂは、図４Ａと対を成す表示である。ＥＣＴデータ２０４のある瞬間において、対応するフェーズダイアグラム２１０をデータ・レンダリング・システムによって生成して表示することができる。この場合、検出された渦電流信号の位相（すなわち誘導信号に対する位相）に基づいて、トレース・パターン２１４が表示されている。信号の大きさ（強度）と同様に、ユーザーインターフェースは、重症度閾値、例えば位相閾値２１２を設定することができる。重症度閾値は、欠陥の存在を検出するために使用される。

図５は、コンピュータベース画像データ・レンダリング・システムのユーザーインターフェースの一例を示す。コンセプト（図示せず）は、検査される棒材を示す棒状のチャートであり、長手方向のどの位置で欠陥が検出されたかを印（図中の「Ｘ」が表示されている位置）で示している。一方、図５のユーザーインターフェースのスクリーン３００では、より詳細な検査結果を表示している。画像システムは、金属棒の全周をカバーする複数の画像センサー（すなわちカメラ）を有している。スクリーン３００の左上に示された円グラフは、カメラのそれぞれ１つの周方向カバー範囲を図式的に示している。スクリーン３００は、前述した棒状チャートのコンセプトを示している。異なる画像系統（すなわち異なるカメラ）から検出された欠陥（例えば「Ｘ」でマーキングされた項目３０４，３０６）が、それぞれのカメラと連動して別々の棒グラフ上にマーキングされる。このアプローチにより、検出データに関する付加的な周方向の情報がもたらせられる。スクリーン３００は、（ｉ）矢印１０２によって示された金属棒の運動方向、並びに（ｉｉ）その速度を示すこともできる。

引き続き図５を参照すると、スクリーン３００は、検出欠陥／不良の一覧表を示す欠陥リスト枠３１０を含んでいてもよく、また欠陥リスト枠３１０は、各欠陥に対して種々の情報、例えばそのそれぞれのタイプ、サイズ、及び形状などを含むこともできる。スクリーン３００内に示されたインターフェースは、ユーザーがリスト枠３１０内をナビゲートし、リストに挙げられた欠陥のうちの１つを選択できるようにすることもできる。そのとき、インターフェースは、選択された欠陥に関するより詳細な情報を表示することができる。例えば、スクリーン３００は、欠陥部位（項目３０８）を含む金属棒、及びその周囲の実画像（項目３０２）を表示する別個の画像枠を付加することができる。さらに、枠３１０内で欠陥を選択することにより、金属棒上のその特定の長手方向位置を、選択された欠陥３０４の近くに表示するように、棒グラフ近くのスクリーン３００上に表示させることができる。画像系検出システム内であらゆる情報が入手可能であるが、ユーザーサイドからみると、検出欠陥に関する深さ方向に関する情報を改善することが望ましいことは言うまでもない。

米国特許第６，８５０，０５６号公報 米国特許第７，３２４，６８１号公報

以上述べたように、前述した問題点又は欠点を克服する検査システムが必要とされている。

本発明は、（１）種々の表面欠陥を検出し、（２）検出欠陥の深さ方向の情報を提供し、そして（３）欠陥のリアルタイム又はリアルタイムに近い、直接的、直感的な視覚的フィードバック及び検証を可能にするインターフェースを含む、金属棒を検査するシステムを提供することを目的とする。

移動経路に沿って移動する軸線を有する金属棒表面の欠陥を検出することを目的として、検査システムが構築されている。システムは、移動経路上の第１位置に設けられた第１欠陥検出装置を有し、第１欠陥検出装置は、金属棒が第１欠陥検出位置を通過するのに伴って、金属棒内に誘導された渦電流により第１出力信号を生成するように形成されている。システムはさらに、経路に沿った第２位置に設けられた第２欠陥検出装置を有し、それは第１欠陥検出装置と予め定めた所定の位置関係になるよう配置されている。第２欠陥検出装置は、金属棒が第２欠陥検出位置を通過するのに伴って、金属棒の１つ又は２つ以上の画像に関連する第２出力信号を生成するように形成されている。システムはさらに、上記所定の関係に基づいて、金属棒の軸線方向位置に応じて、第１出力信号と第２出力信号とを同期させる同期メカニズムを有している。最後に、システムは、第１欠陥検出装置で検出した欠陥（第１欠陥）と第２欠陥検出装置で検出した欠陥（第２欠陥）に対する、第１出力信号及び第２出力信号を処理する処理ユニットを有している。

好ましい実施態様の場合、予め定めた所定の位置関係（以下、所定の位置関係）とは、第１欠陥検出装置（ＥＣＴによる検出）と第２欠陥検出装置（画像処理による検出）とを分離して設置するための、一定の固定された距離（オフセット距離）である。金属棒が既知の速度で動いている場合には、金属棒上のある特定位置が第１欠陥検出装置に通過する時間（第１時点）と、その特定位置が第２欠陥検出装置を通過する時間（第２時点）、との間の時間差（時間遅延）を割り出すことができる。同期メカニズムは第１実施態様では、第１主力信号と第２出力信号とを同期するために時間遅延を考慮するための時間遅延回路を使用するように形成されている。ソフトウェアに基づく第２の実施態様の場合、同期メカニズムは、オフセット距離及び金属棒速度に基づいて、２つのデータ系列（すなわち第１及び第２出力信号）をマッチング又はその他の形で整合するように形成されているので、両データ系列は金属棒軸線方向位置の関数として処理される。これらの信号を同期することにより、種々の相互参照機能、例えば欠陥検証機能が動作し、並びに、画像情報による検出欠陥に深さ方向の情報を付加することが可能となる。

検査結果（電子データ）を記述した報告書を出力する製品も提供される。

添付の図面を参照しながら、本発明の一例を以下に説明する。

図１は、数ある特徴の中でも特に同期メカニズムを有する本発明による検査システムの概略的ブロック図を示す。

図２は、欠陥処理ブロックをより詳細に示す単純化ブロック図を示す。

図３は、画像に基づく欠陥とＥＣＴに基づく欠陥とが金属棒を示す棒状表示で示されている、図１の検査システムの結果を示すスクリーン表示の一例を示す。

図４Ａは、従来のＥＣＴデータ・レンダリング装置による信号の大きさ(強さ)を示すスクリーン表示の一例を示す。 図４Ｂは、従来のＥＣＴデータ・レンダリング装置による位相成分を示すスクリーン表示の一例を示す。

図５は、従来の画像系検査データ・レンダリング装置ソフトウェアで検出された表面欠陥を示すスクリーン表示の一例を示す。

ここで図面（図において、同一の構成物には、同じ符号を使用する）を参照すると、図１は、本発明による検査システム１０の概略的なブロック図である。検査システム１０は、渦電流試験（ＥＣＴ）に基づく渦電流試験（ＥＣＴ）系検査装置及び画像処理に基づく画像系検査装置の両方を合体させ、そして同期させ、検出された欠陥を示すことができる機能を有している。前述のものによって、（ｉ）検証のために両検査装置間で欠陥検出を相互参照する能力；（ｉｉ）画像をキャプチャするためのトリガーとしてＥＣＴ系欠陥検出を用いる能力；（ｉｉｉ）画像系表面欠陥検出の結果を、渦電流試験（ＥＣＴ）検査装置によって得られた欠陥深さ方向情報を付加する能力を含む。これにより、多くの利点が得られる。

引き続き図１を参照する。検査システム１０は、「Ａ」で示される長手方向軸線を有する金属棒１１を検査するように形成されている。検査システム１０は、金属棒１１が移動経路に沿って動くのに伴って、金属棒１１の表面欠陥を検査するように形成されている。好ましくは金属棒１１の軸線「Ａ」は、移動経路と実質的に一致することが望ましく、少なくとも検査システム近くの領域では、直線状の移動経路とすることが望ましい。第１の実施態様の場合、金属棒１１は、特許文献２により詳細に記載されているように、圧延ミルで製造された高温の棒鋼であってもよい。金属棒１１は、種々のタイプの表面欠陥又は不良、例えば横方向の欠陥１２並びに長手方向の欠陥１４及び１４’等々を有している。

検査システム１０は、第１欠陥検出装置、例えば渦電流試験（ＥＣＴ）系検査装置２０と、第２欠陥検出装置、例えば画像系検査装置３０とを有している。第１（ＥＣＴ）欠陥検出装置２０は、移動経路に沿った第１軸線方向位置１６に配置されているのに対して、第２欠陥検出装置３０は、移動経路に沿った第２軸線方向位置１８に配置されている。一般に、第２欠陥検出装置３０は、第１欠陥検出装置２０との所定の位置関係にある。好ましい実施態様の場合、この所定の位置関係は軸線方向距離で固定されたものであってよい。このように、第２軸線方向位置１８は、移動経路に沿って、所定の距離１００（図１では「Ｄ」としても表されている）だけ第１軸線方向位置からオフセットされていてよい。金属棒１１は、第１欠陥検出装置（ＥＣＴ）２０及び第２欠陥検出装置（画像）３０の両方によって検査されるように、検査システム１０に対して配置されている。本発明によれば、２つの装置２０，３０は、２つの装置からのデータ出力が金属棒１１上の軸線方向位置に対して同期するように接続されている。これについては、以下に詳細に説明する。加えて、典型的な事例であるが、金属棒１１が既知の速度で動いている場合は、同期化は時間に基づいて行ってもよい。

引き続き図１を参照すると、第１欠陥検出装置（ＥＣＴ）２０は、金属棒１１が第１軸線方向位置１６を通過するときに、金属棒１１内に誘導される渦電流により第１出力信号２４を生成するように形成されている。第１欠陥検出装置（ＥＣＴ）２０は、渦電流試験（ＥＣＴ）系金属棒欠陥検出を行うための、当業者に知られている既存の構成部分を含んでいてよい。これに関しては、特許文献１に記載されている。なお、図１では検出コイル１つを概略的に示しているが、言うまでもなく、渦電流試験を実施するために、他の構造、例えば１つ又は２つ以上のＡＣ誘導コイル、及びガイドスリーブなどを使用してもよい。図１はさらに、検出コイルと相互作用することにより第１出力信号２４を生成するように形成された信号処理ブロック２２を示している。第１出力信号２４は、金属棒１１の表面内に誘導された渦電流に関する情報を含有しており、この情報は、信号の大きさ（強さ）及び位相値を得るために、既存の処理手法に従って処理することができる。信号の大きさ（強さ）及び位相値は、図４Ａ及び図４Ｂに示したように、欠陥を検出するために使用することができる。従って、第１出力信号２４は、表面欠陥の深さ及び／又は重症度を示す情報を含み、ひいてはこの情報を抽出することができる。

第２欠陥検出装置(画像系)３０は、金属棒１１が第２軸線方向位置１８を通過するのに伴って、棒１１の表面上の１つ又は２つ以上の画像に対応する第２出力信号３２を生成するように形成されている。図示の実施態様では、それぞれの視野３６を有する複数の画像取得手段（例えばライン走査カメラ）を組合せてもよい。これらの視野は一つに組み合わされると、金属棒１１の全周面３８の画像を捉えることができる。従って、金属棒１１が軸線方向に動くのに伴って、その表面全体の欠陥を検査することができる。第２欠陥検出装置３０はさらに、当業者に知られているような、好適な照明メカニズム（図示せず）、並びに、好適な制御メカニズム（図示せず）を含んでいてもよい。このように、第２欠陥検出装置(画像系)３０は一般に、移動中の金属棒の画像処理による欠陥検出を行うための、既存の構成部分を含んでいてよい。これに関しては、例えば特許文献２にも記載されている。

検査システム１０はさらに、１つ又は２つ以上の第１欠陥を検出するために、第１欠陥検出装置２０からの第１出力信号（すなわち信号２４）に応答する処理ユニット４０を有する。処理ユニット４０はさらに、１つ又は２つ以上の第２欠陥を検出するために、第２欠陥検出装置３０からの第２出力信号（すなわち信号３２）にも応答する。処理ユニット４０は、既存の処理構造、例えばデジタル・コンピュータ、アナログ・コンピュータ、又は同等の処理装置、例えばデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、及び現在知られている、又は今後開発される他の同等のものであってもよい。好ましくは、処理ユニット４０は、本明細書中に記載された機能を発揮するための種々のソフトウェア・アルゴリズムを含有するように、好適なプログラミングを介して形成されていてもよい。これに関して、処理ユニット４０は、少なくとも１つ、若しくは複数のマイクロプロセッサ又は他の処理ユニット、関連メモリー装置、例えば読み取り専用メモリー（ＲＯＭ）及びランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、及び種々の入力出力インターフェース装置を有していてもよい。処理ユニット４０内で実行されるソフトウェア・アルゴリズムは、一般に、第１欠陥検出装置２０及び第２欠陥検出装置３０の出力信号を調和して相互参照するための本明細書中に記載された付加的な同期及び関連機能に従い、既存のアルゴリズムを含んでいてもよい。このようなソフトウェア・アルゴリズムは、処理ユニット４０によって使用されるように保存（記憶）されるか、予めプログラミングされて実行されることが望ましい。

システム１０はさらに、第１欠陥検出装置２０と第２欠陥検出装置３０との所定の位置関係に基づいて、金属棒上の軸線方向位置に応じて、第１（ＥＣＴ）出力信号２４と第２（画像）出力信号３２とを同期するように形成された同期メカニズムを有している。このような所定の位置関係は、任意であってよい。図示の実施態様の場合、上述のように、第１欠陥検出装置（ＥＣＴ）２０と第２欠陥検出装置（画像）３０との間の固定された所定の距離１００（「Ｄ」）を、所定の位置関係としている。同期メカニズムは具体的には、所定のオフセット距離１００（「Ｄ」）の結果として、第１出力信号２４，第２出力信号３２間のタイミング差を補償するように形成されている。しかし、言うまでもなく、所定の位置関係については、その他の形態も可能である。例えば、第１欠陥検出装置（ＥＣＴ）２０と第２欠陥検出装置（画像）３０との間で、金属棒１１を機械的に加工できるようにすることも可能である。例えば、２つの欠陥検出装置の間に、金属棒１１の圧延装置４１などが設けられていてもよい。装置４１によって行われるこのような機械加工は、金属棒１１を変形させることになる。このような場合、第１欠陥検出装置（ＥＣＴ）２０と第２欠陥検出装置（画像）３０との所定の位置関係は、これら２つの欠陥検出装置による検査結果がなおも相関するように、その変形、及び結果として生じる軸線方向長さの拡大をも考慮して設定されることになる。このような所定の位置関係は、同期メカニズム内で正確に記述し、実施することもできる。

同期メカニズムは、第１実施態様の場合、ハードウェア（例えば電子機器類）を使用して実施することができる。また第２実施態様の場合、同期メカニズムは、処理ユニット４０内で実行するソフトウェア上で実施することができる。

第１実施態様の場合、同期メカニズムは、その入力と出力との間の所定の時間遅延を考慮した時間遅延ブロック２６を介して実施される。図示の配置において、第１（ＥＣＴ）出力信号２４は、この所定の時間だけ遅らされ、これにより、遅延（同期）第１（ＥＣＴ）出力信号２８を生成する。所定の時間を計算するために、（ｉ）第１欠陥検出装置２０，と第２欠陥検出装置３０との関係、（ｉｉ）具体的には距離１００（「Ｄ」）、及び（ｉｉｉ）金属棒１１が移動経路に沿って運動する速度を示す速度パラメータを含む数多くのファクターを使用することができる。所定の時間遅延は、このように、（ｉ）金属棒１１上の特定位置が第１欠陥検出装置（ＥＣＴ）２０によって検査されたときの第１時点と、（ｉｉ）金属棒１１上の同じ特定位置が第２欠陥検出装置３０によって検査されたときの、第１時点に続く第２時点との間の時間差である。前述のことは、図１の場合は、金属棒１１が図面右方向１０２に動くので、図１のような第２欠陥検出装置３０に対する第１欠陥検出装置２０の位置関係（すなわち最初にＥＣＴ系欠陥検出装置があり、次に画像系欠陥検出装置がある位置関係）としている。一方、第２欠陥検出装置（画像）３０が最初に金属棒１１を検査する場合には、時間遅延ブロック２６は、第２（画像）出力信号３２を遅延させるように設定される。

同期メカニズムの第２実施態様では、２つの欠陥検出装置２０，３０のそれぞれの出力信号２４，３２を同期するためにソフトウェアを使用する。図１に示されているように、検査システム１０は、第１（ＥＣＴ）出力信号２４に相当する第１データセットを有する第１データ構造４２を含むことができる。第１データ構造４２には、図示の実施態様において、第１（ＥＣＴ）出力信号２４をデジタル・データの第１データセットに変換し（例えば所望のサンプリング・レート／深さでデジタル化する）、次いで第１（ＥＣＴ）データセットをデータ構造４２内に保存することができる。データ構造４２は、ＲＡＭ、又はハード・ディスク・ドライブなどを含むいかなる記憶媒体内にも形成することができる。同様に、検査システム１０はさらに、第２（画像）出力信号３２に相当する第２データセットを有する第２データ構造４４を含むこともできる。図示の実施態様では、第２出力信号３２を変換し（例えば必要な場合にはデジタル化）、第２（画像）データセットとし、それを第２データ構造４４内に保存することができる。第２データ構造４４は、ＲＡＭ、又はハード・ディスク・ドライブなどを含むいかなる記憶媒体内にも形成することができる。言うまでもなく、多くの画像装置（カメラ）の場合、出力信号は既にデジタル化されている場合があり、その場合はデジタル化する必要はない。それでもなお、第１出力信号２４及び第２出力信号３２の種々の特徴を調和させるために、少なくとも何らかの変換が必要となることがある。少なくともそれが望ましいことがある。

所望の同期化を達成するために、処理ユニット４０は同期メカニズム４６を含んでいる。この同期メカニズム４６は、好適なソフトウェア、又は一連のソフトウェア・コードから導出されるハードウェアを介して形成されており、処理ユニット４０内で作動し、第１データ構造４２内の第１データセットと第２データ構造４４内の第２データセットとをマッチングさせる（すなわちＥＣＴ系欠陥検出装置及び画像系欠陥検出装置から由来する２つの信号系列をマッチングさせる）ように配置されている。同期メカニズム４６は、図示の実施態様では、（ｉ）入力パラメータ４８として示された所定の距離Ｄ、及び（ｉｉ）金属棒速度５０の両方に基づいて、金属棒１１上の軸線方向位置に応じてマッチングを実施するようにすればよい。このソフトウェアによる実施態様は、２つの欠陥検出装置２０，３０の間の複雑な関係（もし存在するならば）においても柔軟に対応できる方法である。

処理ユニット４０は、欠陥処理ブロック５２とユーザーインターフェース５４とを含んでいてもよい。言うまでもなく、ユーザーインターフェース５４は、同じ又は別個の処理ユニット４０上で実行するのに適した別個のブロック（すなわちデータ・レンダリング・ソフトウェア）として実行することができる。

欠陥処理ブロック５２は一般に、ソフトウェアでの実施態様の場合、第１（ＥＣＴ）欠陥と第２（画像）欠陥とを検出するために、第１データ構造４２内の第１（ＥＣＴ）データセット及び第２データ構造４４内の第２（画像）データセットの両方に対して応答する。このような欠陥を検出するために、それぞれのデータセットに基づく既存のアルゴリズムを用いることができる。インターフェース５４は、ディスプレイ・ユニット及び／又はユーザー入力部５６と相互作用することによって、第１欠陥検出装置（ＥＣＴ）２０に由来する第１欠陥、及び第２欠陥検出装置（画像）３０に由来する第２欠陥が、金属棒１１上の軸線方向位置に対してどこに位置しているかを表示するように形成されている。インターフェース５４によって形成されたスクリーン・ディスプレイ例を、図３との関連において説明する。

図２は、図１の欠陥処理ブロック５２をより詳細に示す単純化ブロック図である。欠陥処理ブロック５２は、ＥＣＴ系欠陥検出ブロック５８及び画像系欠陥検出ブロック６０を含んでいてよい。

ＥＣＴ系欠陥検出ブロック５８は、金属棒１１の表面欠陥を検出するために、データ構造４２内に含有されるＥＣＴ系データに対して応答する。ＥＣＴ系データは、一連の第１欠陥をまとめて定義する。一連の第１欠陥は、検出された欠陥に相当する情報記録６４_１、６４_２、・・・・・６４_ｎを有する欠陥検出事象リスト６２内に配列して保存することができる。各情報記録６４_ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、１つの欠陥に関連していてよく、そしてそれ自体は複数のフィールドを有していてよい。これらのフィールドは、単なる一例としては、軸線方向位置フィールド６６（欠陥が位置する場所）と、欠陥サイズ・フィールド６８と、信号出力強度フィールド７０と、位相フィールド７２とを含んでいてよい。ＥＣＴ系欠陥検出ブロック５８は、渦電流試験（ＥＣＴ）データの処理を介して欠陥を検出するための既存の構造と既存アルゴリズムとを含んでいてよい。例えば、図４Ａ及び図４Ｂとの関連において、前述したように、種々の信号出力強度閾値及び位相閾値を使用することにより、欠陥の存在及び深さ／重症度を割り出すことができる。好ましい実施態様の場合、検出戦略は、処理ユニット４０上で実行するプログラミングされたアルゴリズムに従って行うことができる。もちろん、検出された特定の欠陥の信号出力強度値及び位相値は、当業者に知られているように、欠陥深さ情報を提供する。

同様に、画像系欠陥検出ブロック６０も、金属棒１１の表面欠陥を検出するために、データ構造４４内に含有される画像系データに対して応答する。画像系データは、一連の第２欠陥をまとめて定義する。一連の第２欠陥は、検出された欠陥に相当する複数の情報記録７６_１、７６_２、・・・・・７６_ｎを有する欠陥検出事象リスト７４内に配列して保存することができる。各情報記録７６_ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、１つの欠陥に関連していてよく、そしてそれ自体は複数のフィールドを有していてよい。これらのフィールドは、一例であるが、軸線方向位置フィールド７８（欠陥が位置する場所）と、タイプ・フィールド８０と、欠陥サイズ・フィールド８２と、欠陥重症度フィールド８４とを含んでいてよい。加えて、各情報記録７６_ｉはさらに、それぞれの欠陥部位の（及びその周囲の）１つ又は２つ以上の画像８６を含んでいてよい。画像系検出ブロック６０は、画像データに従って、そして画像データに基づいて欠陥を検出するための既存の構造と既存のアルゴリズムを含んでいてよい。このようなアルゴリズムは当業者に知られている一方、一般に、第１の閾値でコントラストを比較するように、画像中の局所的なコントラストの比較を伴う第１処理層を含むものとして記述することができる。第２処理層は、欠陥の性質、例えばサイズ、位置、長さ、及び幅などを検出するために、第２の閾値を適用してもよい。唯１つの事例説明は、前記特許文献２を参照することができる。一例として、処理ユニット４０上で実行するプログラミングされたアルゴリズムに従って、欠陥検出が実行される。

言うまでもなく、２つのリスト６２，７４内の軸線方向位置６６及び７８が、図１の同期メカニズム４６によって、金属棒１１上の軸線方向位置に対応するように同期される。すなわち、フィールド６６，７８のそれぞれの同じ軸線方向位置は、金属棒１１上の同じ特定位置を指し示すことになる。これも言うまでもないが、２つの別個のリスト６２，７４を便宜上示しているが、当業者には明らかにように、統合したリスト又は構造（図示せず）を使用することもできる。

次に図２を参照すると、処理ユニット４０は、能力を高めるように形成された更なる機能ブロックを含んでいる。具体的には、処理ユニット４０は、第１欠陥及び第２欠陥の集合（又は同一集合内の欠陥）を互いに相互参照するための手段８８を含んでいてよい。２つのリスト６２，７４からの欠陥データを相互参照することにより、種々の検証形態をとることができる。これにより、最終的な欠陥リストの集積性（完成度）を高めることにつながる。例えば相互参照手段８８は、欠陥リスト６２，７４のうちの一方の対象欠陥に対して、選択されていない他方の欠陥リスト６２，７４内の実質的に同じ軸線方向位置における対応欠陥の存在を検証するように形成されたメカニズムを含むことができる。言うまでもなく、位置、サイズなどは、両リスト６２，７４内で正確に一致する必要はない。しかし、両欠陥検出装置２０，３０のそれぞれに関する既知の精度又は分解能に基づいて、その許容誤差範囲を確立することが望ましい。

相互参照手段８８はさらに、ＥＣＴ系欠陥リスト６２から導き出された欠陥深さパラメータを含む。このことにより、画像系欠陥リスト７４内の少なくとも１つの欠陥に対して、関連情報記録７６を付加するメカニズムを含んでいてもよい。換言すれば、ＥＣＴ系欠陥リスト６２及び画像系欠陥リスト７４のそれぞれにおける識別済欠陥は、金属棒１１上の軸線方向位置に応じて同期されるので、リスト６２内の特定の欠陥に関する欠陥深さ情報（例えば信号強度及び位相）を抽出し、リスト７４内の同じ欠陥とその他の形で関連付けることができる（これは図３にグラフとして最もよく示されている）。このことは、各リスト内に見いだされる共通フレーム（すなわち軸線方向位置）によって達成することができる。

加えて、処理ユニット４０はさらに、ＥＣＴ系欠陥が検出されると、その検出欠陥を含みこれを取り囲む部分の金属棒１１の画像を撮像するように形成されたＥＣＴ系画像キャプチャ・メカニズム（ブロック９２）を含むこともできる。画像キャプチャ・メカニズム９２は、画像系装置３０によって生成された第２出力信号３２から所期画像を抽出することにより、この機能を発揮するように形成されていてよい。このことは、例えば第２データ構造４４から適切なデータ・セグメントを識別することにより、行うことができる。なお、少なくともそれぞれのデータ構造４２，４４内に含有されるデジタル化情報に関する限り、第１（ＥＣＴ）出力信号及び第２（画像）出力信号とは、金属棒１１の軸線方向位置に関して同期される。従って、ＥＣＴ欠陥の軸線方向位置は、適切な画像データを識別するために画像系データ構造内を指し示す一種のポインターとして使用することができる。さらに、言うまでもなく、画像キャプチャ・メカニズム９２は、第２（画像系）欠陥検出装置３０が実質的に同じ軸線方向位置に欠陥を実際に検出するか否かとは無関係に、ＥＣＴ系欠陥検出装置が欠陥検出することによって、そのトリガーとすることができる。例えば、渦電流欠陥検出装置が欠陥検出すると検出信号が生成し、この信号は所定の時間（例えば４０ミリ秒）よりも長い場合には、トリガー条件を満たすものとして解釈され、ＥＣＴ検出欠陥を観察可能にする。このようにして、その部位の画像を、後で行われる評価のために撮像することができる。

処理ユニット４０はさらに、検査システム１０によって実施された検査結果（例えば欠陥リスト６２，７４）を含む出力ファイル（すなわち電子データの記録）を生成するように形成された出力ファイル構築ブロック９４を含んでいてもよい。そしてさらに、検出された欠陥の部位（及び周囲領域）の実画像を含んでいてもよい。出力ファイル（電子データ）は、検査済金属棒１１とともに報告されることが望ましい。またこのような出力を可能とする製品とすることができる（すなわち、検査済金属棒とともに、電子データ等による検査結果を得ることができる）。これに関しては、下で説明するユーザーインターフェース５４の種々の特徴を、顧客が自分のコンピュータ上で使用するために、別個のデータ・レンダリング・ソフトウェア内で実施することができる。

図３は、図１の検査システムの結果を示す単純化スクリーン・ディスプレイである。図３は、スクリーン・ディスプレイ３００’を示す。スクリーン・ディスプレイ３００’は、図５について説明したものとほぼ同じである。しかし、次のような追加点を有している。先ず、金属棒１１の、全体を示した棒状線図４００が加えられており、この線図は、棒上の種々の軸線方向位置におけるＥＣＴ系欠陥を表示している。棒状線図４００は、左端の文字「Ｅ」によって他の棒グラフ表示とは区別されている。図中の△表示４０６は、第１（ＥＣＴ）欠陥検出装置２０によって検出された欠陥を示している。この欠陥は、画像系検出欠陥と共通の軸線方向位置に対して同期して表示される（例えば３０４，３０６）。さらに、複数の異なる符号がＥＣＴ系欠陥に対して使用されてよく、各符号は、その欠陥と関連するそれぞれの異なる重症度や深さなどを示すことがきる。

当業者は、２つの異なる装置に由来する同期されたデータを、相互参照のような種々の目的に使用することができる。同様に、２つの装置がリアルタイムで実質的に同期されるならば、一方の装置が他方の装置を、同じ位置信号記録に関して次の動作のトリガーとすることが可能である。例えば、第１（ＥＣＴ）欠陥検出装置が欠陥を検出すると、この事象（欠陥検出したという事象）は、画像装置が同じ位置に異常を検出するか否かにかかわらず、再調査のために検出位置の画像を保存するように、画像システムに命令することができる。当業者には明らかなように、第１（ＥＣＴ）欠陥検出装置及び第２（画像）欠陥検出装置を同期する方法の延長として、他のデータ、例えば検出装置を通過する際の金属棒の温度履歴を取り入れることもできる。

言うまでもなく、以上の本発明についての機能及びその他に関する説明、並びに添付の図面は、当業者が必要以上の実験なしに本発明を実施するのを可能にする。本発明は、処理ユニット４０のプログラミングされた作業（すなわちソフトウェア・コンピュータ・プログラムの実行）を通して実施されることが望ましい。

最も実際的で好ましいと現在考えられる実施態様で、本発明を説明してきたが、本発明は、開示された実施態様に限定されることはない。むしろ、添付の特許請求の範囲の思想及び範囲内に含まれる種々の改良・変更形及び同等のアレンジメントをも対象とするものである。特許請求の範囲は、法の下で許されるような全ての改良・変更形及び同等の構造を含むように、最大限に広い解釈が与えられるべきである。

Claims (3)

1. 圧延工程を含む生産ライン内に設置し、移動経路に沿って移動する軸線を有する圧延ままの金属棒の表面欠陥を検出及び確認するための検査システムであって、
   前記移動経路に沿った第１の位置に位置し、該第１の位置を通過して移動する際に、前記金属棒に誘導される渦電流群を示す第１出力信号を生成するように構成された貫通型渦電流欠陥検出装置である第１欠陥検出装置、
   前記移動経路に沿った第２の位置に位置し、前記第１欠陥検出装置に対して予め定めた位置関係に配置され、該第２の位置を通過して移動する際の前記金属棒の複数の画像に対応する第２出力信号を生成するように構成された全周画像検査装置である第２欠陥検出装置、
   前記予め定めた位置関係に基づき、前記金属棒の軸方向の位置の関数として、前記第１出力信号及び第２出力信号を同期させるように構成された同期メカニズム、及び、
   第１欠陥及び第２欠陥をそれぞれ検出するために、前記第１出力信号又は第２出力信号に対して、それぞれ、応答し、また、該第１出力信号又は第２出力信号のうち、いずれか一方の出力信号を選択して、他方と相互参照する相互参照手段
   を備えることを特徴とする検査システム。
2. 前記金属棒上のある位置が、第１時点で前記第１欠陥検出装置を通過し、そして、該第１時点に続く第２時点で、第２欠陥検出装置を通過するように、金属棒が動き、さらに、前記検査システムが、
   （ｉ）前記第１出力信号に対応する第１データ群を有する第１データ構造と、
   （ii）前記第２出力信号に対応する第２データ群を有する第２データ構造と、
   を含み、
   そして、前記同期メカニズムが前記予め定めた位置関係に基づいて、前記金属棒の軸線方向の位置に応じて、前記第１データ群を前記第２データ群とマッチングする手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の検査システム。
3. 前記相互参照手段が、前記第１欠陥又は第２欠陥の一方から選択された任意の欠陥に対して、選択されていない前記第１欠陥又は第２欠陥のうち実質的に同じ軸線方向位置に位置する対応欠陥の存在を検証するように形成されたメカニズムを含むことを特徴とする請求項１に記載の検査システム。