JP2013160647A - 磁気探傷用磁化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気探傷検査後、被検査体の残留磁気を直ちに消磁することができる磁気探傷用磁化装置を提供する。
【解決手段】切換スイッチ４がオン状態になると、増幅回路２３は、電池２１から出力されて昇圧回路２２によって昇圧された直流と、正弦波発生回路２４から出力される磁化用正弦波交流とにより、磁化用交流を発生させて磁化コイル１２に出力する。切換スイッチ４がオン状態からオフ状態に切り換わると、正弦波発生回路２４は、経時的に減衰する消磁用正弦波交流を増幅回路２３に出力する。増幅回路２３は、昇圧回路２２によって昇圧された直流と、経時的に減衰する消磁用正弦波交流とに基づいて消磁用交流を発生させて磁化コイル１２に出力する。
【選択図】図１

Description

この発明は、発電用タービンロータ等の各種の装置の部品に傷があるか否かを磁気を用いて検査するための磁気探傷用磁化装置に関する。

一般に、磁気探傷用磁化装置は、下記特許文献１に記載されているように、磁性材からなる芯材及びこの芯材に巻回された磁化コイルを有する電磁石と、磁化コイルに磁化用交流を出力する磁化用交流出力手段と、切換スイッチとを備えている。切換スイッチをオフ状態からオン状態に切り換えると、磁化用交流出力手段が磁化コイルに磁化用交流を出力する。すると、芯材が磁化され、芯材に接触した被検査体が磁化される。その後、磁気探傷検査が行われる。磁気探傷検査の終了後には、磁化コイルへの磁化用交流の出力が停止され、電磁石が被検査体から取り外される。

磁気探傷検査後の被検査体には、残留磁気が存在する。この残留磁気を消磁するために、消磁器が用いられる。消磁器は、特許文献２に記載されているように、電磁石の磁気コイルに減衰交流を通電して経時的に減衰する磁気を発生させるようにしたものであり、減衰する磁気によって被検査体の残留磁気が消磁される。

特開昭６３−６４５８号公報 特開昭６１−３４９０８号公報

上記従来の磁気探傷磁化装置を用いた場合には、磁気探傷検査が終了する度に消磁器を用いて被検査体の残留磁気を消磁しなければならない。つまり、消磁器を必要とする。このため、設備費が嵩むという問題があった。しかも、磁気探傷検査毎に被検査体に消磁器を設置しなければならず、消磁器の設置作業に手間がかかるという問題があった。

この発明は、上記の問題を解決するために、磁性材からなる芯材及びこの芯材に巻回された磁化コイルを有する電磁石と、上記磁化コイルに磁化用交流を出力する磁化用交流出力手段と、第１の状態と第２の状態とに切り換えられる切換スイッチとを備え、上記切換スイッチが上記第１の状態から上記第２の状態に切り換えられると、上記磁化用交流出力手段が上記磁化コイルに磁化用交流を出力する磁気探傷用磁化装置において、上記磁化コイルに経時的に減衰する消磁用交流を出力する消磁用交流出力手段をさらに備え、上記切換スイッチが上記第２の状態から上記第１の状態に切り換えられると、上記磁化用交流出力手段から上記磁化コイルへの磁化用交流の出力が停止される同時に、上記消磁用交流出力手段から上記磁化コイルに消磁用交流が出力されることを特徴としている。
この場合、上記磁化用交流出力手段が、交流を発生させる交流発生手段を有し、上記消磁用交流出力手段が、上記交流発生手段と、減衰手段とを有し、上記切換スイッチが上記第１の状態から上記第２の状態に切り換えられると、上記交流発生手段から発生される交流に基づいて上記磁化用交流出力手段が上記磁化用交流を発生させ、上記切換スイッチが上記第２の状態から上記第１の状態に切り換えられると、上記交流発生手段が出力する交流が上記減衰手段によって経時的に減衰さする交流とされ、それによって上記磁化用交流出力手段から上記磁化コイルへの磁化用交流の出力が停止されると同時に、上記減衰された交流に基づいて上記消磁用交流出力手段から上記消磁用交流が出力されることが望ましい。

磁気探傷検査の終了後、切換スイッチを第２の状態から第１の状態に切り換える。すると、磁化用交流出力手段が磁化用交流の出力を停止すると同時に、消磁用交流出力手段が消磁用交流を磁化コイルに出力する。この結果、芯材には経時的に減衰する磁気が発生する。この減衰する磁気により、被検査体の残留磁気が消磁される。したがって、この発明に係る磁気探傷用磁化装置によれば、磁気探傷検査後、消磁器を用いることなく被検査体の残留磁気を直ちに消磁することができる。よって、消磁器が不要であり、その分だけ設備費用を低減することができる。また、消磁器の設置に要していた手間を省くことができ、その分だけ磁気探傷検査の作業能率を向上させることができる。

図１は、この発明の一実施の形態の概略構成を示す図である。 図２は、同実施の形態の動作を説明するためのフローチャートを示す図である。

以下、この発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。
図１に示すように、この発明に係る磁気探傷用磁化装置は、電磁石１、交流出力手段２、メインスイッチ３及び切換スイッチ４を有している。

電磁石１は、磁性材からなる芯材１１と、この芯材１１に巻回された磁化コイル１２とを有している。芯材１１は、略「コ」字状をなしており、その両端部が被検査体に接触させられる。磁化コイル１２は、芯材１１の中間部に巻回されている。

交流出力手段２は、鉛蓄電池あるいはリチウム電池等の電池２１を有している。メインスイッチ３をオフ状態からオン状態に切り換えると、電池２１の直流電流が昇圧回路２２に出力される。昇圧回路２２は、電池２１の電圧を所定の電圧に昇圧する。電池２１の電圧は、例えば６〜１２Ｖであり、昇圧後の電圧は、例えば１４０Ｖ程度である。昇圧回路２２で昇圧された直流電流は、増幅回路２３に出力される。

交流出力手段２は、正弦波交流出力手段２４をさらに有している。正弦波交流出力手段２４は、マイクロコンピュータからなるものであり、制御手段２４１及び正弦波発生回路（交流発生手段）２４２を有している。制御手段２４１は、切換スイッチ４がオフ状態からオン状態に切り換えられると、正弦波発生回路２４２に一定の出力値を有する正弦波交流（以下、磁化用正弦波交流という。）を発生させる。正弦波発生回路２４２が発生した磁化用正弦波交流は、電流値及び電圧値共に低いものである。例えば、電流値が２〜４Ａ程度であり、電圧が１４０Ｖ程度である。なお、正弦波発生回路２４２は、各種のものが周知であり、その具体的構成はこの発明との関連性が低い。そこで、正弦波発生回路２４２の具体的構成については、その説明を省略する。

正弦波発生回路２４２から出力された磁化用正弦波交流は、増幅回路２３に出力される。増幅回路２３は、磁化用正弦波交流を昇圧回路２２から供給される直流電流によって増幅して磁化用交流とする。増幅回路２３によって発生された磁化用交流は、電磁石１の磁化コイル１２に出力される。この結果、芯材１１が磁化される。勿論、芯材１１の両端部は、被検査体（図示せず）に接触させられている。したがって、芯材１１が磁化されると、被検査体が磁化される。

制御手段２４１は、切換スイッチ４がオン状態（第１の状態）からオフ状態（第２の状態）に切り換えられると、正弦波発生回路２４２に経時的に減衰する正弦波交流（以下、消磁用正弦波交流という。）を発生させる。この消磁用正弦波交流は、初期値が磁化用正弦波交流と同一であるが、電流値が経時的に所定の電流値以下に減衰する。この実施の形態では、電流値が零になるまで減衰する。

正弦波発生回路２４２において発生された消磁用正弦波交流は、増幅回路２３に出力される。増幅回路２３は、消磁用正弦波交流を昇圧回路２２から出力される直流電流によって増幅して消磁用交流とする。この消磁用交流は、消磁用正弦波交流が減衰することに対応して経時的に減衰する。消磁用交流は、磁化コイル１２に出力される。したがって、切換スイッチ４がオン状態からオフ状態に切り換わると、磁化コイル１２には、出力値が一定である磁化用交流に代えて、経時的に減衰する消磁用交流が出力される。勿論、消磁用交流は、初期値が磁化用交流と同一であり、経時的に零まで減衰する。したがって、電磁石１が発生する磁力が経時的に零まで減衰する。これにより、被検査体の残留磁気が消磁される。

上記内容から明らかなように、この磁化探傷用磁化装置においては、制御手段２４１、切換スイッチ４がオン状態であるときの正弦波発生回路２４２及び増幅回路２３によって磁化用交流出力手段が構成され、制御手段２４１、切換スイッチ４がオン状態からオフ状態に切り換わった後の正弦波発生回路２４２及び増幅回路２３によって消磁用交流出力手段が構成される。

上記構成の磁気探傷用磁化装置は、図２に示すフローチャートに基づいて動作する。すなわち、メインスイッチ３をオフ状態からオン状態にすると、プログラムがスタートする。これと同時に、電池２１が昇圧回路２２に接続される。昇圧回路２２は、電池２１の直流を昇圧させて増幅回路２３に出力する。

一方、制御手段２４１は、ステップＳ１において、切換スイッチ４がオフ状態からオン状態に切り換わったか否かを判断する。切換スイッチ４がオフ状態である限りステップＳ１が繰り返される。

切換スイッチ４がオフ状態からオン状態に切り換わると、ステップＳ２に進み、正弦波発生回路２４２が磁化用正弦波交流を発生させてこれを増幅回路２３に出力する。増幅回路２３は、磁化用正弦波交流を増幅して磁化用交流とし、これを磁化コイル１２に出力する。この結果、芯材１１が磁化され、芯材１１の両端部が接触している被検査体が磁化される。

その後、ステップＳ３に進む。ステップＳ３においては、切換スイッチ４がオン状態からオフ状態に切り換わったか否かが判断される。切換スイッチ４がオン状態を維持している場合には、ステップＳ２に戻る。つまり、切換スイッチ４がオン状態を維持している限り、磁化コイル１２に磁化用交流が出力され続ける。勿論、この間に被検査体に対して磁気探傷検査が行われる。

ステップＳ３において、切換スイッチ４がオン状態からオフ状態に切り換わったと判断された場合には、ステップＳ４に進む。ステップＳ４においては、正弦波発生回路２４２が消磁用正弦波交流を出力する。消磁用正弦波交流の電流値Ａは、次式で求められる。
Ａ＝Ｂ・（Ｎ−ｎ）／Ｎ （式１）
ここで、Ｂは磁化用正弦波交流の電流値であり、Ｎは予め定められた整数又は外部か入力された整数である。また、ｎは整数の変数であり、その初期値は０である。したがって、切換スイッチ４がオン状態からオフ状態に切り換わった直後、正弦波発生回路２４は、消磁用正弦波交流として磁化用正弦波交流と同一の正弦波交流を出力する。この正弦波交流が増幅回路２３において増幅され、消磁用交流として磁化コイル１２に出力される。

次に、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、変数ｎに１を加えた数が新たな変数ｎとされる。したがって、変数ｎは、ステップＳ４及びＳ５が実行される毎に１ずつ増加する。つまり、変数ｎは、０、１、２、…、Ｎまで変化する。

その後、ステップＳ６において「ｎ＝Ｎ」が成立するか否かが判断される。「ｎ≠Ｎ」である場合には、ステップＳ４に戻り、式１が再度実行され、消磁用交流が磁化コイル１２に出力される。ここで、式１の２回目以降の実行時には、（ｎ＋１→ｎ）が実行されているから、磁化コイル１２に出力される消磁用交流の電流値は、ステップＳ４が実行される毎に小さくなる。つまり、磁化コイル１２に出力される消磁用交流が経時的に減衰される。そして、ステップ４，５を繰り返して「ｎ＝Ｎ」が成立すると、プログラムが終了する。なお、「ｎ＝Ｎ」が成立するときには、消磁用正弦波の電流値が零になるので、消磁用交流の電流値も零になっている。

上記の内容から明らかなように、整数Ｎは、減衰交流の出力回数である。したがって、整数Ｎは、残留磁気を消磁するのに十分な数が選択される。また、変数ｎを「１」ずつ増加させているので、消磁用の減衰交流は、１／Ｎずつ減衰されるが、他の態様で減衰させてもよい。例えば、減衰電流を予めパターン化しておいてもよい。さらに、「ｎ＝Ｎ」が成立する前、つまり消磁用交流の電流値が零になる前であって、十分に小さくなったときに消磁用正弦波の出力を停止させてもよい。

上記構成の磁気探傷用磁化装置によれば、磁気探傷検査が終了すると、磁化用交流に代えて消磁用交流が直ちに出力されるから、被検査体の残留磁気を消磁するための消磁器を必要としない。したがって、その分だけ設備費用を低減することができる。しかも、被検査体に消磁器を設置する必要がないので、消磁の作業能率を格段に向上させることができ、ひいては磁気探傷検査の作業能率を向上させることができる。

なお、この発明は、上記の実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲において各種の変形例を採用することができる。
例えば、上記実施の形態においては、直流電池２１を電源として磁化用交流及び消磁用交流を発生させているが、電池２１を消磁用交流だけの電源とし、商用交流を磁化用交流の電源としてもよい。その場合には、切換スイッチ４がオン状態からオフ状態に切り換えられたら、商用電流をオフにするか、磁化用交流出力手段と磁化コイル１２との間を切断する。そして、これと同時に制御手段２４１、正弦波発生回路及び増幅回路２３によって消磁用交流を磁化コイル１２に出力させればよい。
また、商用電流を磁化交流及び消磁用交流の両者の電源としてもよい。その場合には、切換スイッチ４がオフ状態からオン状態に切換られたら、商用交流を適宜の周波数及び電流値を有する磁化用交流に変換して磁化コイル１２に出力する。切換スイッチ４がオン状態からオフ状態に切り換えられたら、磁化用交流を減衰して消磁用交流とし、それを磁化コイル１２に出力すればよい。
商用交流を電源とする場合においても、磁化用交流出力回路（磁化用交流出力手段）と消磁交流出力回路（消磁用交流出力手段）とを別回路としてもよい。その場合には、切換スイッチ４がオン状態からオフ状態に切り換えられたとき、磁化用交流出力回路をオフ状態にするか、磁化用交流出力回路と磁化コイル１２との間を切断すると同時に、消磁用交流出力回路から磁化コイル１２に消磁用交流を出力させればよい。
このように、磁化用交流及び消磁用交流は、上記の実施の形態に代えて他の公知のどのような方法で出力させてもよい。要は、切換スイッチ４がオン状態（第２の状態）からオフ状態（第１の状態）に切り換わったら、磁化コイル１１に磁化用交流から消磁用交流が出力されるように構成すればよい。
また、メインスイッチ３を切換スイッチとして使用することも可能である。ただし、その場合には、メインスイッチ３をオン状態（第２の状態）からオフ状態（第１の状態）に切り換えたときに、電池２１から昇圧回路２２への電流が直ちに停止してしまうと、消磁用交流を磁化コイル１２に出力することができなくなってしまう。そこで、メインスイッチ３については、オン状態からオフ状態に切換操作された後も、消磁用交流の出力が停止するまでの間はオン状態を維持し、消磁用交流の出力が停止した後にオフ状態に切り換わるように構成しておくことが必要である。
さらに、上記の実施の形態においては、消磁用交流の元となる正弦波を減衰させているが、増幅回路２３によって出力される磁化用交流を経時的に減衰させて消磁用交流としてもよい。

１ 電磁石
３ 切換スイッチ
１１ 芯材
１２ 磁化用コイル
２１ 電池
２３ 増幅回路
２４１ 制御手段
２４２ 正弦波発生回路（交流発生手段）

Claims (2)

1. 磁性材からなる芯材及びこの芯材に巻回された磁化コイルを有する電磁石と、上記磁化コイルに磁化用交流を出力する磁化用交流出力手段と、第１の状態と第２の状態とに切り換えられる切換スイッチとを備え、上記切換スイッチが上記第１の状態から上記第２の状態に切り換えられると、上記磁化用交流出力手段が上記磁化コイルに磁化用交流を出力する磁気探傷用磁化装置において、
   上記磁化コイルに経時的に減衰する消磁用交流を出力する消磁用交流出力手段をさらに備え、
   上記切換スイッチが上記第２の状態から上記第１の状態に切り換えられると、上記磁化用交流出力手段から上記磁化コイルへの磁化用交流の出力が停止される同時に、上記消磁用交流出力手段から上記磁化コイルに消磁用交流が出力されることを特徴とする磁気探傷用磁化装置。
2. 上記磁化用交流出力手段が、交流を発生させる交流発生手段を有し、
   上記消磁用交流出力手段が、上記交流発生手段と、減衰手段とを有し、
   上記切換スイッチが上記第１の状態から上記第２の状態に切り換えられると、上記磁化用交流発生手段が上記交流発生手段から発生される交流に基づいて上記磁化用交流を発生させ、
   上記切換スイッチが上記第２の状態から上記第１の状態に切り換えられると、上記交流発生手段が出力する交流が上記減衰手段によって経時的に減衰さする交流とされ、それによって上記磁化用交流出力手段から上記磁化コイルへの磁化用交流の出力が停止されると同時に、上記消磁用交流出力手段から上記減衰された交流に基づいて上記消磁用交流が出力されことを特徴とする請求項１に記載の磁気探傷用磁化装置。

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