JPH06100554B2 - 熱間金属材料の表面欠陥検出方法における自動露光制御方法 - Google Patents
熱間金属材料の表面欠陥検出方法における自動露光制御方法Info
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- JPH06100554B2 JPH06100554B2 JP59212586A JP21258684A JPH06100554B2 JP H06100554 B2 JPH06100554 B2 JP H06100554B2 JP 59212586 A JP59212586 A JP 59212586A JP 21258684 A JP21258684 A JP 21258684A JP H06100554 B2 JPH06100554 B2 JP H06100554B2
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- G—PHYSICS
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 熱間金属材料の表面欠陥検出において、熱間金属自体か
ら発する熱輻射による輻射光を探傷カメラのリニアアレ
ーイメージセンサーで撮像し、かつ熱間金属の表面を特
定の波長を有する外部照明器で照射し、この反射光も探
傷カメラのリニアアレーイメージセンサーで撮像する際
に各リニアアレーイメージセンサーの受光感度が常に一
定の水準を保つように、受光量の調整範囲を大幅に向上
させるのに有効な手順の開発成果、つまり熱間金属材料
の表面欠陥検出における露光制御方法について以下この
明細書で述べる。
ら発する熱輻射による輻射光を探傷カメラのリニアアレ
ーイメージセンサーで撮像し、かつ熱間金属の表面を特
定の波長を有する外部照明器で照射し、この反射光も探
傷カメラのリニアアレーイメージセンサーで撮像する際
に各リニアアレーイメージセンサーの受光感度が常に一
定の水準を保つように、受光量の調整範囲を大幅に向上
させるのに有効な手順の開発成果、つまり熱間金属材料
の表面欠陥検出における露光制御方法について以下この
明細書で述べる。
熱間金属材料、例えば連続鋳造によるような熱間の鋳造
鋼片につき、その熱輻射による輻射光を探傷カメラのリ
ニアアレーイメージセンサーで撮像するとき鋳造鋼片の
熱輻射が鋳造鋼片のすべての位置において均一であるこ
とが要求され、それというのは熱輻射が均一でないと、
探傷カメラのリニアアレーイメージセンサーの受光感度
と常時適合が保証され得ないからである。
鋼片につき、その熱輻射による輻射光を探傷カメラのリ
ニアアレーイメージセンサーで撮像するとき鋳造鋼片の
熱輻射が鋳造鋼片のすべての位置において均一であるこ
とが要求され、それというのは熱輻射が均一でないと、
探傷カメラのリニアアレーイメージセンサーの受光感度
と常時適合が保証され得ないからである。
一方において熱間金属材料例えば熱間の鋳造鋼片に特定
の波長を有する外部照明器で鋼片表面を照射し、この反
射光を探傷カメラのリニアアレーイメージセンサーで撮
像するときは、鋳造鋼片の表面の性状の如何によって照
射光の反射率が変化することとなるのでやはり適合を成
就し難い。
の波長を有する外部照明器で鋼片表面を照射し、この反
射光を探傷カメラのリニアアレーイメージセンサーで撮
像するときは、鋳造鋼片の表面の性状の如何によって照
射光の反射率が変化することとなるのでやはり適合を成
就し難い。
（従来の技術） 上記の点につき従来の方法によると、探傷カメラのリニ
アアレーイメージセンサーの露光感度によって撮像レン
ズの絞り調整を行うことはできるが絞り調整の調整範囲
は探傷カメラのレンズの絞り値より換算すると約2.25倍
程度しかない（絞り値MAX1.8相当）ところに問題を残
し、また、リニアアレーイメージセンサーの露光により
光電変換した電気信号に対して自動利得制御回路（AG
C）により信号利得を補正することもできるが信号利得
補正による調整範囲は探傷カメラによる鋼片の従来のバ
ックグランドノイズ成分より換算すると約15倍程度（信
号レベルＰ−Ｐ−1.5V.バックノイズ0.1V）にとどまり
依然不適合である。
アアレーイメージセンサーの露光感度によって撮像レン
ズの絞り調整を行うことはできるが絞り調整の調整範囲
は探傷カメラのレンズの絞り値より換算すると約2.25倍
程度しかない（絞り値MAX1.8相当）ところに問題を残
し、また、リニアアレーイメージセンサーの露光により
光電変換した電気信号に対して自動利得制御回路（AG
C）により信号利得を補正することもできるが信号利得
補正による調整範囲は探傷カメラによる鋼片の従来のバ
ックグランドノイズ成分より換算すると約15倍程度（信
号レベルＰ−Ｐ−1.5V.バックノイズ0.1V）にとどまり
依然不適合である。
熱輻射による輻射光の変化は、鉄の分光放射輝度は、波
長１μｍを基準として試算した場合次表のように約800
倍程度（600〜1200℃）の変化となる。
長１μｍを基準として試算した場合次表のように約800
倍程度（600〜1200℃）の変化となる。
以上のように熱輻射の変化量が大きいことにより、レン
ズ絞り及び自動利得制御による調整で熱輻射受光感度上
の適合を図ることは明らかに不可能である。
ズ絞り及び自動利得制御による調整で熱輻射受光感度上
の適合を図ることは明らかに不可能である。
（発明が解決しようとする問題点） 一般に鋳造鋼片の温度分布は例えば鋳造鋼片の幅方向に
対して中央部分は約1000℃、端部では750℃の如く温度
勾配をもっている。
対して中央部分は約1000℃、端部では750℃の如く温度
勾配をもっている。
同様に鋳造鋼片の長手方向においても鋳造条件によって
時々刻々温度変化を伴っている。
時々刻々温度変化を伴っている。
熱輻射を感知する探傷カメラのリニアアレーイメージセ
ンサーの露光感度は、特に鋼片の長手方向の温度変化に
よって著しく熱輻射が増減して、大幅な感度変化がもた
らされるのは不可避である。
ンサーの露光感度は、特に鋼片の長手方向の温度変化に
よって著しく熱輻射が増減して、大幅な感度変化がもた
らされるのは不可避である。
すなわち温度の高い部分においては、露光感度が飽和と
なり一方温度の低い部分においては露光感度不足となっ
て探傷信号としては出力され得ない状態となるからで、
この点従来技術によって対処することができない理由は
すでにのべた。
なり一方温度の低い部分においては露光感度不足となっ
て探傷信号としては出力され得ない状態となるからで、
この点従来技術によって対処することができない理由は
すでにのべた。
一方、鋳造鋼片の表面反射率に影響を与える要因につい
ては主として鋳造鋼片の表面に発生するスケールで、も
ちろんスケールの発生が多いと反射率が低下し、従って
外部照明による反射光を利用する探傷カメラのリニアア
レーイメージセンサーの露光感度は反射率が変動するた
め大幅な感度変化を生じる。
ては主として鋳造鋼片の表面に発生するスケールで、も
ちろんスケールの発生が多いと反射率が低下し、従って
外部照明による反射光を利用する探傷カメラのリニアア
レーイメージセンサーの露光感度は反射率が変動するた
め大幅な感度変化を生じる。
すなわちスケール発生がないか又はスケールはく離を生
じた部分では反射率が高く従って露光感度が飽和とな
り、スケール発生が多いか又はスケール層の厚い部分に
おいては露光感度不足となり探傷信号として使用できな
くなる。
じた部分では反射率が高く従って露光感度が飽和とな
り、スケール発生が多いか又はスケール層の厚い部分に
おいては露光感度不足となり探傷信号として使用できな
くなる。
鋳造鋼片の発生するスケールの成長状況は種々の要因に
よって一様ではなく、鋳造鋼片の鋳込長手方向について
は殊にこのような傾向が著しい。
よって一様ではなく、鋳造鋼片の鋳込長手方向について
は殊にこのような傾向が著しい。
以上のように、鋳造鋼片の熱輻射及び該鋼片表面におけ
る反射光が共に変動する状態で使用されるような探傷カ
メラのリニアアレーイメージセンサーの露光感度は、輻
射光、反射光の双方とも常に不安定で、探傷精度に重大
な問題を生じていたのである。
る反射光が共に変動する状態で使用されるような探傷カ
メラのリニアアレーイメージセンサーの露光感度は、輻
射光、反射光の双方とも常に不安定で、探傷精度に重大
な問題を生じていたのである。
そこで探傷カメラの熱輻射による輻射光感知用のリニア
アレーイメージセンサー及び外部照明光による反射光感
知用のリニアアレーイメージセンサーについては、各々
毎に露光感度を常に一定に保つ手だてを講じて上に述べ
た変動要因による感度水準の変動を除外し探傷精度を保
持及び向上させることがこの発明の目的である。
アレーイメージセンサー及び外部照明光による反射光感
知用のリニアアレーイメージセンサーについては、各々
毎に露光感度を常に一定に保つ手だてを講じて上に述べ
た変動要因による感度水準の変動を除外し探傷精度を保
持及び向上させることがこの発明の目的である。
（問題点を解決するための手段） この発明は、熱間金属自体が発する輻射光と、外部照明
による反射光とを同一位置で同時に撮像する探傷カメラ
を用いる熱間金属材料の表面欠陥検出方法において、前
記探傷カメラに使用する輻射光用と反射光用の各リニア
アレーイメージセンサーの撮像感度の差異を均一化する
露光制御にあたり、 輻射光を受光するリニアアレーイメージセンサーの受光
量の平均光量を求めこれを輻射光目標光量と比較し、 一方反射光を受光するリニアアレーイメージセンサーの
受光量の平均光量を求めこれを反射光目標光量と比較
し、 前記輻射光と輻射光目標光量の偏差及び前記反射光と反
射光目標光量の偏差にもとづいて、各別に前記各リニア
アレーイメージセンサーの光電変換スタートパルスの間
隔を変えることによって受光時間を制御し、常にリニア
アレーイメージセンサーの露光感度水準を一定に保持す
ること、を特徴とする熱間金属材料の表面欠陥検出方法
における自動露光制御方法である。
による反射光とを同一位置で同時に撮像する探傷カメラ
を用いる熱間金属材料の表面欠陥検出方法において、前
記探傷カメラに使用する輻射光用と反射光用の各リニア
アレーイメージセンサーの撮像感度の差異を均一化する
露光制御にあたり、 輻射光を受光するリニアアレーイメージセンサーの受光
量の平均光量を求めこれを輻射光目標光量と比較し、 一方反射光を受光するリニアアレーイメージセンサーの
受光量の平均光量を求めこれを反射光目標光量と比較
し、 前記輻射光と輻射光目標光量の偏差及び前記反射光と反
射光目標光量の偏差にもとづいて、各別に前記各リニア
アレーイメージセンサーの光電変換スタートパルスの間
隔を変えることによって受光時間を制御し、常にリニア
アレーイメージセンサーの露光感度水準を一定に保持す
ること、を特徴とする熱間金属材料の表面欠陥検出方法
における自動露光制御方法である。
ここに探傷精度を保持若しくは向上させるには、リニア
アレーイメージセンサーの感度水準が常に適当水準にあ
ることが必要で、水準が高すぎて飽和しても、水準が低
くすぎても目的に適わないことはすでに明らかにしたと
おりである。
アレーイメージセンサーの感度水準が常に適当水準にあ
ることが必要で、水準が高すぎて飽和しても、水準が低
くすぎても目的に適わないことはすでに明らかにしたと
おりである。
（作用） 従来の表面欠陥検出装置においては、探傷カメラの出力
信号が前掲の理由によって変動するため欠陥部のS/Nも
出力信号の変動によって左右されS/Nが十分に得られて
いない状態の時に欠陥部が探傷カメラの視野部を通過す
ると欠陥を見逃すことがあったのに反してこの発明の自
動露光制御によると、探傷カメラの出力信号は、偏差演
算−フィードバックによる露光時間制御を行っているか
ら、常に一定の出力信号水準にあり従ってS/Nも常に良
好な状態に保つことができるわけである。
信号が前掲の理由によって変動するため欠陥部のS/Nも
出力信号の変動によって左右されS/Nが十分に得られて
いない状態の時に欠陥部が探傷カメラの視野部を通過す
ると欠陥を見逃すことがあったのに反してこの発明の自
動露光制御によると、探傷カメラの出力信号は、偏差演
算−フィードバックによる露光時間制御を行っているか
ら、常に一定の出力信号水準にあり従ってS/Nも常に良
好な状態に保つことができるわけである。
（実施例） さて第１図に探傷カメラの光学構成を示し、図中１は輻
射光用リニアアレーイメージセンサー、２は反射光用リ
ニアアレーイメージセンサーであり、３は熱間の鋳造鋼
片、４はレンズ、５はレンズ絞り調整装置であり、６が
イメージセンサー駆動増幅回路である。
射光用リニアアレーイメージセンサー、２は反射光用リ
ニアアレーイメージセンサーであり、３は熱間の鋳造鋼
片、４はレンズ、５はレンズ絞り調整装置であり、６が
イメージセンサー駆動増幅回路である。
各リニアアレーイメージセンサー1,2の光電変換信号に
より鋳造鋼片３の表面像から欠陥を検出するとき、欠陥
信号のS/Nが重大な抽出要件となる。
より鋳造鋼片３の表面像から欠陥を検出するとき、欠陥
信号のS/Nが重大な抽出要件となる。
欠陥信号のS/Nは、リニアアレーイメージセンサーの感
度水準と密接な関係にあり、第２図に示す如く感度水準
がバックグランドレベルで0.5〜1Vの間にない場合に
は、S/Nは指数関数的に悪くなる。
度水準と密接な関係にあり、第２図に示す如く感度水準
がバックグランドレベルで0.5〜1Vの間にない場合に
は、S/Nは指数関数的に悪くなる。
探傷カメラは同一光学系の中に配置した輻射光用リニア
アレーイメージセンサーと熱輻射とは非干渉な波長を含
む外部照明による反射光用リニアアレーイメージセンサ
ーとで構成し鋳造鋼片の表面像の同一点を同時に撮像す
る構成であるから、熱輻射の輻射光及び外部照明の反射
光それぞれの諸条件に対応しておのおのの露光感度を適
正水準に保つよう制御しなければならない。
アレーイメージセンサーと熱輻射とは非干渉な波長を含
む外部照明による反射光用リニアアレーイメージセンサ
ーとで構成し鋳造鋼片の表面像の同一点を同時に撮像す
る構成であるから、熱輻射の輻射光及び外部照明の反射
光それぞれの諸条件に対応しておのおのの露光感度を適
正水準に保つよう制御しなければならない。
また光学系は、輻射光と、反射光について同一光学系と
する必要上から、レンズ絞り制御については相互の感度
水準の条件差異から制限されることになる。
する必要上から、レンズ絞り制御については相互の感度
水準の条件差異から制限されることになる。
以上のような関係構成より、それぞれの感度水準を一定
に保つ露光制御方法は、それぞれリニアアレーイメージ
センサーの露光時間周期を次のように制御することによ
って達成される。
に保つ露光制御方法は、それぞれリニアアレーイメージ
センサーの露光時間周期を次のように制御することによ
って達成される。
すなわち鋳造鋼片から発した熱輻射による輻射光用リニ
アアレーイメージセンサー１及び外部照明光の鋳造鋼片
表面での反射光用リニアアレーイメージセンサー各別に
受光量の平均光量を求め、これを目標光量を比較して、
それらの偏差にもとづき前記各リニアアレーイメージセ
ンサーの光電変換スタートパルスの間隔を変える。
アアレーイメージセンサー１及び外部照明光の鋳造鋼片
表面での反射光用リニアアレーイメージセンサー各別に
受光量の平均光量を求め、これを目標光量を比較して、
それらの偏差にもとづき前記各リニアアレーイメージセ
ンサーの光電変換スタートパルスの間隔を変える。
これによってリニアアレーイメージセンサーの露光時間
を制御し、常に感度信号レベルを一定とするようにする
ことができる。
を制御し、常に感度信号レベルを一定とするようにする
ことができる。
更に詳しくは第３図においてリニアアレーイメージセン
サー1,2からの光電変換した入力信号をL.P.F7、データ
サンプリング制御回路12、平均回路９、ゲイン設定回路
10、露光時間制御回路11、スタートパルス５によってこ
の信号の外挿線を求める。
サー1,2からの光電変換した入力信号をL.P.F7、データ
サンプリング制御回路12、平均回路９、ゲイン設定回路
10、露光時間制御回路11、スタートパルス５によってこ
の信号の外挿線を求める。
この外挿線から一走査中の表値を、光量データサンプリ
ング制御回路12からの印加パルスで光量サンプリング８
を介してこのデータｎ点を平均回路９で平均し、ゲイン
設定回路10で目標光量との差を算出し偏差量によって必
要な露光時間の変更量を算出する。
ング制御回路12からの印加パルスで光量サンプリング８
を介してこのデータｎ点を平均回路９で平均し、ゲイン
設定回路10で目標光量との差を算出し偏差量によって必
要な露光時間の変更量を算出する。
この演算結果を露光時間制御回路11に入力してリニアア
レーイメージセンサー1,2の光電変換スタートパルス５
の間隔を変えて露光時間を制御する。
レーイメージセンサー1,2の光電変換スタートパルス５
の間隔を変えて露光時間を制御する。
このようにして探傷カメラの出力信号は、常に一定の信
号レベルをもって出力することができたのである。
号レベルをもって出力することができたのである。
（発明の効果） 従来信号水準の変動によって不可避に生じていた欠陥部
の見逃しについては、この発明に従い自動露光制御を組
み込むことによって、信号水準を一定に保つことができ
ることのために皆無となり、かくして熱間金属材料表面
の欠陥につき確実な検出が可能になった。
の見逃しについては、この発明に従い自動露光制御を組
み込むことによって、信号水準を一定に保つことができ
ることのために皆無となり、かくして熱間金属材料表面
の欠陥につき確実な検出が可能になった。
第１図は探傷カメラの光学構成を示すスケルトン図、 第２図はリニアアレーイメージセンサーの平均感度レベ
ルとS/N比との関係を示すグラフであり、 第３図は露光制御回路ブロック図である。
ルとS/N比との関係を示すグラフであり、 第３図は露光制御回路ブロック図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 花房 秀行 香川県高松市林町1217番地 株式会社ヒユ ーテツク内 (56)参考文献 特開 昭51−46019（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−168943（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】熱間金属自体が発する輻射光と外部照明に
よる反射光とを、同一位置で同時に撮像する探傷カメラ
を用いる熱間金属材料の表面欠陥検出方法において、前
記探傷カメラに使用する輻射光用と反射光用の各リニア
アレーイメージセンサーの撮像感度の差異を均一化する
露光制御にあたり、 輻射光を受光するリニアアレーイメージセンサーの受光
量の平均光量を求めこれを輻射光目標光量と比較し、 一方反射光を受光するリニアアレーイメージセンサーの
受光量の平均光量を求めこれを反射光目標光量と比較
し、 前記輻射光と輻射光目標光量の偏差及び前記反射光と反
射光目標光量の偏差にもとづいて、各別に前記各リニア
アレーイメージセンサーの光電変換スタートパルスの間
隔を変えることによって受光時間を制御し、常にリニア
アレーイメージセンサーの露光感度水準を一定に保持す
ること を特徴とする熱間金属材料の表面欠陥検出方法における
自動露光制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59212586A JPH06100554B2 (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 熱間金属材料の表面欠陥検出方法における自動露光制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59212586A JPH06100554B2 (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 熱間金属材料の表面欠陥検出方法における自動露光制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6191544A JPS6191544A (ja) | 1986-05-09 |
| JPH06100554B2 true JPH06100554B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=16625152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59212586A Expired - Lifetime JPH06100554B2 (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 熱間金属材料の表面欠陥検出方法における自動露光制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06100554B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02171608A (ja) * | 1988-12-23 | 1990-07-03 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 距離・角度測定装置 |
| JP4603306B2 (ja) * | 2004-07-26 | 2010-12-22 | オリンパス株式会社 | 撮像装置及び撮像方法 |
| JP5043755B2 (ja) * | 2008-06-05 | 2012-10-10 | 住友化学株式会社 | 樹脂材料検査装置およびプログラム |
| CN110702723B (zh) * | 2018-07-09 | 2022-11-25 | 浙江清华柔性电子技术研究院 | 高温风洞的成像系统和方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5918904B2 (ja) * | 1974-10-18 | 1984-05-01 | 株式会社リコー | イメ−ジセンサ−の感度調整方法 |
| JPS5315160A (en) * | 1976-07-27 | 1978-02-10 | Nippon Steel Corp | Sensitivity controller of self-scan image sensor in thermal radiating object measuring apparatus |
| JPS58168943A (ja) * | 1982-03-30 | 1983-10-05 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高温材料の表面状態判断方法 |
-
1984
- 1984-10-12 JP JP59212586A patent/JPH06100554B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6191544A (ja) | 1986-05-09 |
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