JP2018194495A - 磁粉液の磁粉濃度測定方法、磁粉液の磁粉濃度測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁粉液の磁粉濃度を高精度に測定できる磁粉液の磁粉濃度測定方法、磁粉液の磁粉濃度測定装置を提供する。【解決手段】本発明の磁粉液の磁粉濃度測定方法は、非磁性体で形成されている容器１１に測定対象となる磁粉液２０を所定の量だけ入れ、容器１１の外側から容器１１内の磁粉液２０に磁界を発生させて磁粉液２０中の磁性粉体２１を集積させ、容器１１の磁性粉体２１が集積されている部分をサーチコイル３２に挿通させ、又はサーチコイル３２の近傍で移動させ、そのときにサーチコイル３２に発生する起電圧を積分して磁束量を測定し、測定した磁束量に基づいて容器１１内の磁粉液２０の磁粉濃度を算出する。【選択図】図３

Description

本発明は、磁粉探傷検査に用いられる磁粉液の磁粉濃度を測定する磁粉液の磁粉濃度測定方法、磁粉液の磁粉濃度測定装置に関する。

非破壊検査技術の１つとして磁粉液を用いる磁粉探傷方法が公知である。このような磁粉探傷方法においては、一般的に磁粉液が繰り返し使用されるため、被検査体に付着することにより少しずつ磁粉が失われていくことになり、それによって磁粉液の磁粉濃度が徐々に低下していく。また前工程で生じたショット粉等が混入すると、それが傷検出を阻害する場合がある。したがって被検査体の傷を高精度に検出する上では、磁粉液の磁粉濃度を定期的に測定し、例えば磁粉を補充したり、新品の磁粉液に交換したりして、磁粉液の磁粉濃度を適切な範囲に維持する必要がある。

磁粉液の磁粉濃度を測定する方法の一例として、ＪＩＳ規格に定められている沈殿計を用いる測定方法が良く知られている。これは、磁粉液を沈澱計に入れて３０分間静置した後に磁粉の沈澱量の目盛りを直読する測定方法である。しかし沈殿計を用いる測定方法は、３０分間静置する必要があるため測定に長い時間を要することになり、また磁粉液の種類によっては磁粉が３０分で沈殿しきれないものある。さらに沈殿計を用いる測定方法は、目盛りを目視で読み取る方法であることから高精度な測定が難しく、測定者によってばらつきが生じやすいという課題がある。

このような課題を解決することを目的とした従来技術として、例えば磁粉液を入れた容器を空芯コイルに挿通させ、そのときに生ずるインダクタンスの変化を電圧値として検出し、その電圧値から磁粉液の磁粉濃度を測定する方法が公知である（例えば特許文献１を参照）。

特開２００９−０５８２８６号公報

しかしながら上記の従来技術は、例えば磁粉探傷検査の過程で混入した非磁性金属等、磁粉（鉄粉）以外の金属も磁粉として計測されてしまう虞があるため、磁粉液の磁粉濃度を高精度に測定できない可能性がある。

このような状況に鑑み本発明はなされたものであり、その目的は、磁粉液の磁粉濃度を高精度に測定できる磁粉液の磁粉濃度測定方法、磁粉液の磁粉濃度測定装置を提供することにある。

＜本発明の第１の態様＞
本発明の第１の態様は、非磁性体で形成されている容器に測定対象となる磁粉液を所定の量だけ入れ、前記容器の外側から前記容器内の磁粉液に磁界を発生させて磁粉液中の磁性粉体を集積させ、前記容器の前記磁性粉体が集積されている部分をサーチコイルに挿通させ、又は前記サーチコイルの近傍で移動させ、そのときに前記サーチコイルに発生する起電圧を積分して磁束量を測定し、前記測定した磁束量に基づいて前記容器内の磁粉液の磁粉濃度を算出する、磁粉液の磁粉濃度測定方法である。

容器の外側から容器内の磁粉液に磁界を発生させて磁粉液中の磁性粉体を集積させることによって、磁粉液中に含まれ得る非磁性体を排除することができる。そしてその集積されている磁性粉体の磁束量をサーチコイルで測定することによって、例えば磁粉探傷検査の過程で混入した非磁性金属等、磁粉（鉄粉）以外の金属も磁粉として計測されてしまう虞を低減することができる。

これにより本発明の第１の態様によれば、磁粉液の磁粉濃度を高精度に測定できるという作用効果が得られる。

＜本発明の第２の態様＞
本発明の第２の態様は、前述した本発明の第１の態様において、磁粉濃度が既知で磁粉濃度が異なる複数の磁粉液のサンプルを用いて、前記複数の磁粉液のサンプルのそれぞれについて前記磁性粉体が集積されている部分の磁束量を予め測定し、その磁束量と磁粉濃度との関係を示す検量線を予め作成し、測定対象となる磁粉液の磁粉濃度を前記検量線から特定する、磁粉液の磁粉濃度測定方法である。
本発明の第２の態様によれば、磁束量と磁粉濃度との関係を示す検量線を予め作成することによって、測定対象となる磁粉液の磁粉濃度を検量線から直ちに特定することができる。

＜本発明の第３の態様＞
本発明の第３の態様は、非磁性体で形成され、測定対象となる磁粉液を入れる容器と、前記容器の外側から前記容器内の磁粉液に磁界を発生させて磁粉液中の磁性粉体を集積させる磁界発生部と、前記容器が挿通され、又は近傍で前記容器が移動するサーチコイルと、前記サーチコイルに発生する起電圧を積分して磁束量を測定する磁束計と、前記磁束計で測定される磁束量に基づいて前記容器内の磁粉液の磁粉濃度を算出するように構成されている演算処理部と、を備える磁粉液の磁粉濃度測定装置である。
本発明の第３の態様によれば、磁粉液の磁粉濃度測定装置において、前述した本発明の第１の態様と同様の作用効果が得られる。

＜本発明の第４の態様＞
本発明の第４の態様は、前述した本発明の第３の態様において、前記演算処理部は、磁粉濃度が既知で磁粉濃度が異なる複数の磁粉液のサンプルを用いて、前記複数の磁粉液のサンプルのそれぞれについて前記磁性粉体が集積されている部分の磁束量を予め測定し、その磁束量と磁粉濃度との関係を示す検量線を予め作成し、測定対象となる磁粉液の磁粉濃度を前記検量線から特定するように構成されている、磁粉液の磁粉濃度測定装置である。
本発明の第４の態様によれば、磁粉液の磁粉濃度測定装置において、前述した本発明の第２の態様と同様の作用効果が得られる。

本発明によれば、磁粉液の磁粉濃度を高精度に測定できる磁粉液の磁粉濃度測定方法、磁粉液の磁粉濃度測定装置を提供することができる。

本発明に係る磁粉液の磁粉濃度測定装置の構成を図示した斜視図。 本発明に係る磁粉液の磁粉濃度測定装置の要部を図示した正面図。 本発明に係る磁粉液の磁粉濃度測定装置の要部を図示した正面図。 本発明に係る磁粉液の磁粉濃度測定装置の他の実施例を図示した正面図。 本発明に係る磁粉液の磁粉濃度測定装置の他の実施例を図示した正面図。 磁束量と磁粉濃度との関係を示す検量線を図示したグラフ。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
尚、本発明は、以下説明する実施例に特に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変形が可能であることは言うまでもない。

本発明に係る磁粉液の磁粉濃度測定装置の構成について、図１〜図５を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る磁粉液の磁粉濃度測定装置の構成を図示した斜視図である。図２及び図３は、本発明に係る磁粉液の磁粉濃度測定装置の要部を図示した正面図である。図４及び図５は、本発明に係る磁粉液の磁粉濃度測定装置の他の実施例を図示した正面図である。

本発明に係る磁粉液の磁粉濃度測定装置は、容器１１、永久磁石３１、サーチコイル３２、磁束計３３、演算処理部３４を備える。

容器１１は、測定対象となる磁粉液２０を入れる容器である。より具体的には容器１１は、例えばガラスやプラスチック等の非磁性体で形成されている。

「磁界発生部」としての永久磁石３１は、容器１１の外側から容器１１内の磁粉液２０に磁界を発生させて磁粉液２０中の磁性粉体２１を集積させる。より具体的には永久磁石３１は、図示の如く円柱体形状をなしており、容器１１の底面側から磁粉液２０に磁界を発生させる。永久磁石３１「磁界発生部」としては、当該実施例のような永久磁石３１のみならず、例えば電磁石を用いてもよい。

サーチコイル３２は、容器１１が挿通され、又は近傍で容器１１が移動する。またサーチコイル３２は、永久磁石３１の磁束を検出しないように、永久磁石３１との相対的な位置関係が変化しないように配置される。より具体的にはサーチコイル３２は、容器１１の直径より大きい内径を有し、例えば図２及び図３に図示したように、サーチコイル３２の中心と永久磁石３１の中心がほぼ一致するように、永久磁石３１の上方の所定位置に固定して設けられている。あるいはサーチコイル３２は、例えば図４及び図５に図示したように、永久磁石３１の周囲に固定して配置してもよい。

磁束計３３は、サーチコイル３２に発生する起電圧を積分して磁束量を測定する公知の測定装置である。演算処理部３４は、例えばパーソナルコンピュータ等の演算処理装置であり、磁束計３３で測定される磁束量に基づいて容器１１内の磁粉液２０の磁粉濃度を算出するように構成されている。

本発明に係る磁粉液の磁粉濃度測定方法について、引き続き図１〜図３を参照しながら説明する。

まず容器１１に測定対象となる磁粉液２０を所定の量だけ入れ、容器１１の外側から容器１１内の磁粉液２０に磁界を発生させて磁粉液２０中の磁性粉体２１を集積させる。より具体的には、測定対象となる磁粉液２０を所定の量だけ入れた容器１１を永久磁石３１の上面に載置する。それによって容器１１の底面側から磁粉液２０に磁界が作用し、容器１１内の磁粉液２０に含まれる磁性粉体２１が容器１１の内底面に集積される（図２、図４）。

つづいて容器１１の磁性粉体２１が集積されている部分をサーチコイル３２に挿通させ、そのときにサーチコイル３２に発生する起電圧を積分して磁束量を測定する。より具体的には、図２及び図３に図示した実施例において、符号Ａで図示したように容器１１を上方へ移動させることにより、容器１１の磁性粉体２１が集積されている部分をサーチコイル３２に挿通させ、磁束計３３で磁束量を測定する。あるいは容器１１の磁性粉体２１が集積されている部分をサーチコイル３２の近傍で移動させ、そのときにサーチコイル３２に発生する起電圧を積分して磁束量を測定してもよい。より具体的には、図４及び図５に図示した他の実施例において、符号Ｂで図示したように容器１１を上方へ移動させることにより、容器１１の磁性粉体２１が集積されている部分をサーチコイル３２の近傍で移動させ、磁束計３３で磁束量を測定する。

そして測定した磁束量に基づいて容器１１内の磁粉液２０の磁粉濃度を算出する。以下、測定した磁束量に基づいて磁粉濃度を算出する方法の一例について、図６を参照しながら説明する。図６は、磁束量と磁粉濃度との関係を示す検量線ＣＣを図示したグラフである。

図６に図示した検量線ＣＣは、磁粉濃度が既知で磁粉濃度が異なる複数の磁粉液２０のサンプルを用いて予め作成されている。図６に図示したグラフにおいて、縦軸は、磁性粉体２１が集積されている部分の磁束量であり、横軸は、磁粉濃度（グラム／リットル）である。より具体的には、磁粉濃度が既知で磁粉濃度が異なる３つの磁粉液２０のサンプルのそれぞれについて磁性粉体２１が集積されている部分の磁束量ＰＡ〜ＰＣを予め測定し、その磁束量ＰＡ〜ＰＣと既知の磁粉濃度との関係を示す検量線ＣＣを予め作成する。そして測定対象となる磁粉液２０の磁粉濃度を検量線ＣＣから特定する。この検量線ＣＣの作成及び測定対象となる磁粉液２０の磁粉濃度を検量線ＣＣから特定する手順は、例えば演算処理部３４で実行されるようにしてもよい。このように磁束量と磁粉濃度との関係を示す検量線ＣＣを予め作成することによって、測定対象となる磁粉液２０の磁粉濃度を検量線ＣＣから直ちに特定することができる。

以上説明したように本発明によれば、容器１１の外側から容器１１内の磁粉液２０に磁界を発生させて磁粉液２０中の磁性粉体２１を集積させることによって、磁粉液２０中に含まれ得る非磁性体を排除することができる。そしてその集積されている磁性粉体２１の磁束量をサーチコイル３２で測定することによって、例えば磁粉探傷検査の過程で混入した非磁性金属等、磁粉（鉄粉）以外の金属も磁粉として計測されてしまう虞を低減することができる。それによって磁粉液２０の磁粉濃度を高精度に測定できるという作用効果が得られる。

１１ 容器
２０ 磁粉液
２１ 磁性粉体
３１ 永久磁石
３２ サーチコイル
３３ 磁束計
３４ 演算処理部

Claims (4)

1. 非磁性体で形成されている容器に測定対象となる磁粉液を所定の量だけ入れ、
   前記容器の外側から前記容器内の磁粉液に磁界を発生させて磁粉液中の磁性粉体を集積させ、
   前記容器の前記磁性粉体が集積されている部分をサーチコイルに挿通させ、又は前記サーチコイルの近傍で移動させ、そのときに前記サーチコイルに発生する起電圧を積分して磁束量を測定し、
   前記測定した磁束量に基づいて前記容器内の磁粉液の磁粉濃度を算出する、磁粉液の磁粉濃度測定方法。
2. 請求項１に記載の磁粉液の磁粉濃度測定方法において、磁粉濃度が既知で磁粉濃度が異なる複数の磁粉液のサンプルを用いて、前記複数の磁粉液のサンプルのそれぞれについて前記磁性粉体が集積されている部分の磁束量を予め測定し、その磁束量と磁粉濃度との関係を示す検量線を予め作成し、
   測定対象となる磁粉液の磁粉濃度を前記検量線から特定する、磁粉液の磁粉濃度測定方法。
3. 非磁性体で形成され、測定対象となる磁粉液を入れる容器と、
   前記容器の外側から前記容器内の磁粉液に磁界を発生させて磁粉液中の磁性粉体を集積させる磁界発生部と、
   前記容器が挿通され、又は近傍で前記容器が移動するサーチコイルと、
   前記サーチコイルに発生する起電圧を積分して磁束量を測定する磁束計と、
   前記磁束計で測定される磁束量に基づいて前記容器内の磁粉液の磁粉濃度を算出するように構成されている演算処理部と、を備える磁粉液の磁粉濃度測定装置。
4. 請求項３に記載の磁粉液の磁粉濃度測定装置において、前記演算処理部は、磁粉濃度が既知で磁粉濃度が異なる複数の磁粉液のサンプルを用いて、前記複数の磁粉液のサンプルのそれぞれについて前記磁性粉体が集積されている部分の磁束量を予め測定し、その磁束量と磁粉濃度との関係を示す検量線を予め作成し、
   測定対象となる磁粉液の磁粉濃度を前記検量線から特定するように構成されている、磁粉液の磁粉濃度測定装置。

Images