JPH02272354A

JPH02272354A - 金属材料の非破壊検査装置

Info

Publication number: JPH02272354A
Application number: JP9499389A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Maeda; 茂樹前田
Original assignee: ARIAKE KOGYO KK; Iwatani International Corp
Current assignee: ARIAKE KOGYO KK; Iwatani Corp
Priority date: 1989-04-13
Filing date: 1989-04-13
Publication date: 1990-11-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、金属素材の欠陥や溶接部分での溶接欠陥を検
出する非破壊検査装置に関する。

（従来技術）金属素材あるいは溶接部（以下、金属材料という）の欠
陥を検出する非破壊検査として、放射線検査、超音波探
傷、浸透探傷、磁気探傷、電磁誘導検査等が知られてい
る。

（解決しようとする課題）従来の非破壊検査では、欠陥の部位に対しては検査方法
を変えなければ正確な検査が行えないという不都合があ
った。即ち、内部欠陥に対しては、放射線検査、超音波
探傷検査が有効であるが、これらは表層部欠陥に対して
は有効に作用しなかった。また、浸透探傷検査、磁気探
傷検査、電磁誘導検査は表層部の欠陥には有効であった
が、内部欠陥に対しては有効に作用しなかった。

しかも、これらの非破壊検査方法は、検査員の熟練度に
よって欠陥検出精度にばらつきが生じるという問題があ
るうえ、電磁誘導ノイズ及び放射線下ではノイズにより
、正確な検査は行えないという問題があった。また、放
射線検査ではその取り扱いが面倒であるうえ、装置が大
型化するという問題もあった。

本発明は、このような点に着目して、簡単な操作でその
検査に熟練度を要せず、しかも、表層欠陥にも内部欠陥
にも有効な非破壊検査装置を提供することを目的とする
。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために本発明は、磁気光学効果を示
す物質で形成した検出素子と、この検出素子に光を入射
する投光手段と、検出素子から出射した光を受光して電
気信号に変換する光検知手段と、光検知手段からの出力
信号値を記録する記録手段と、被検査物である金属材料
に一定方向の磁界を与える磁界発生手段とを具備し、磁
力変化に基づく出射光強度の変化を光検知手段で検出す
ることにより、金属材料の欠陥部及び疲労を検出するよ
うに構成したことを特徴としている。

（作　　用）本発明では、磁気光学効果を示す物質で形成した検出素
子と、この検出素子に光を入射する投光手段と、検出素
子から出射した光を受光して電気信号に変換する光検知
手段と、この光検知手段からの出力信号値を記録する記
録手段と、被検査物である金属材料に一定方向の磁界を
与える磁界発生手段とを具備し、磁力変化に基づく出射
光強度の変化を光検知手段で検出することにより、金属
材料の欠陥部を検出するように構成しているので、欠陥
部からの漏洩磁束に伴う磁界変化を検出素子での旋光度
合の変化として検出しているので、表層欠陥は勿論、内
部欠陥も効果的に検出することができる。しかも、この
場合、欠陥の位置、欠陥の幅、欠陥の深さを同時に検出
することができ、また、それを記録しておくことができ
る。

（実施例）図面は本発明の実施例を示す概略構成図である。

この非破壊検査装置は、磁気光学効果を示す物質で形成
した検出素子（１）と、この検出素子（１）に光を入射
する投光手段（２）と、検出素子（１）からの出射光を
受光するして電気信号に変換する光検知手段（３）と、
光検知手段（３）からの出力信号値を記録する記録手段
（４）と、被検査物である金属材料（５）に一定方向の
直流磁界あるいは交流磁界を与える磁界発生手段（６）
とで構成しである。

検出素子（１）は、一対の偏光分離プリズム（７ａ）（
７ｂ）間に磁気光学結晶（８）と光学バイアス（９）と
を一体に組み付けて構成してあり、一方の偏光分離プリ
ズム（７ａ）に投光手段（２）を光ファイバー（ｌＯ）
で接続するとともに、他方の偏光分離プリズム（７ｂ）
に光検知手段（３）を光ファイバー（１１）で連結しで
ある。

投光手段（２）は高輝度ＬＥＤを光源として一定波長の
光を出射するようになっており、光検知手段（３）はＰ
ＩＮフォトダイオードで検出素子（１）から出射した光
をその光強度に応じた電圧に変換するようになっている
。

磁界発生手段（６）は検出素子（１）の光路と平行に磁
束が形成される状態となるように、検出素子（１）の外
方に両磁極（６ａ）（６ｂ）を配置している。

このような構成からなる非破壊検査装置では、金属材料
や溶接部等の金属材料（５）に対して磁界発生手段（６
）の磁極（６ａ）（６ｂ）を接触あるいは非接触状態に
配置して、金属材料（５）を磁化することにより金属材
料（５）内に磁束を通す。そして、検出素子（１）で金
属材料（５）の表面を走査する。

金属材料（５）の内部あるいは表面に欠陥がないと金属
材料（５）の表面から磁束が漏洩することはないから、
検出素子（１）内での偏向面の回転は生じず、光検知手
段（３）からの出力は一定となる。しかし、金属材料（
５）内あるいは金属材料（５）の表層部分に欠陥がある
と、その欠陥部分での磁気抵抗が他の健全な部分での磁
気抵抗よりも大きいことから、磁束の一部が漏洩磁束と
して空中に漏れだす。この漏洩磁束の影響で検出素子（
１）の磁気光学結晶での偏向面の回転角度が変化する。

この場合、漏洩磁束の大きさは欠陥の大きさに伴って変
動することから、偏向面の回転角度も欠陥の大きさに応
じて回転することになる。この回転角度の変化によって
光検知手段（３）が受ける光強度に変化が生じ、出力電
気信号値が変動する。この変動じた出力電気信号値に基
づきＸ−Ｙレコーダ等の記録手段（４）で記録する。従
って、欠陥位置と欠陥の大きさを容易に知ることができ
る。

幅０　、２　ｍｍ、深さ０．１ｍｍ、長さ６ｇ１ｍの傷
を付けたＪＩＳＡ”型、７／１５０のＡ型標準試験片を
用いて試験した結果を第２図に示す。この場合、磁界発
生手段（６）として３６００八Ｔの磁化ヨークを使用し
、磁気光学結晶（８）としてＺｎ５ｅを使用した検出素
子（１）を金属材料（５）の表面から１ｍｍ浮かして左
右に移動可能に配置し、記録手段（Ｘ−Ｙレコーダ）（
４）の測定レンジを１ｄｉｖ、２００ｍｖに設定してい
る。磁界をかけないで検出素子（１）を移動させた場合
には、第２図（Ａ）に示すように、検出電圧はほぼ一定
であった。次に磁界をかけて検出素子（１）を傷のない
部分で移動させた場合にも、第２図（Ｂ）に示すように
、その検出電圧はほぼ一定値を示す。磁界をかけた状態
で傷のある部分を検出素子（１）で走査すると、第２図
（Ｃ）に示すように傷のある部分で大きなピークを示し
た。

次に、金属材料（５）の表面に、１ｍｍφの孔を深さ１
１１１１１１％　３　ｍ＋ｎ、　５　ｍｍとなるように
穿孔してピンホール状態を造出し、上述と同じ条件で検
査した結果を第３図に示す。第３図（Ａ）は磁界をかけ
ないで検出素子（１）を走査移動させた場合の結果であ
り、第３図（Ｂ）は磁界をかけてピンホールのない部分
を検出素子（１）で走査した場合の結果であり、第３図
（Ｃ）はピンホール部分を検出素子（１）で走査した結
果を示す。これによると、ピンホールの深さによって電
圧の現れる幅が異なることから、その幅を測定すること
により傷の深さを検知できることがわかる。

また、内部欠陥に対する感度を測定するために、金属材
料（５）の側面からＩＩｎＩＩＩφの孔をその上端の位
置が表面から１ｍ’ｌｑ２ｍｍとなるように穿孔し、上
述と同じ条件で検査した場合の結果を第４図に示す。第
４図（Ａ）は磁界をかけて内部欠陥のない部分を検出素
子（１）で走査した場合の結果であり、第４図（Ｂ）は
内部欠陥部分を検出素子（１）で走査した場合の結果で
ある。これによると、欠陥位置が深いとピーク高さが低
く現れることになる。

（効　　果）本発明では、磁気光学効果を示す物質で形成した検出素
子と、この検出素子に光を入射する投光手段と、検出素
子から出射した光を受光して電気信号に変換する光検知
手段と、この光検知手段からの出力信号値を記録する記
録手段と、被検査物である金属材料に一定方向の磁界を
与える磁界発生手段とを具備し、磁力変化に基づく出射
光強度を光検知手段で検出することにより、金属材料の
欠陥部を検出するように構成し、欠陥部からの漏洩磁束
に伴う磁界変化を検出素子での旋光度合の変化として検
出しているので、表層欠陥は勿論、内部欠陥も効果的に
検出することができる。

しかも、この場合、磁気光学効果は光路と平行な磁力線
によって偏光面の回転が生じるものであるから、電磁誘
導による影響を受けることがなく、高精度に検出するこ
とができる。

また、光検知手段からの電気信号を波形解析することに
より、欠陥の位置や欠陥の大きをさ検出することができ
、また、それを記録することにより、欠陥の位置を知る
ことができる。

さらに、操作が簡単であることから、検査に熟練を要す
ることがないうえ、判定に個人差が出ることがなくなる
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は本発明装置の概
略構成図、第２図〜第４図は実験結果を示すもので、第
２図は表面線状欠陥の場合の実験結果、第３図はピンホ
ール状欠陥の場合の実験結果、第４図は内部欠陥の場合
の実験結果である。 ■・・・検出素子、２・・・投光手段、３・・・光検知
手段、４・・・記録手段、５・・・金属材料、６・・・
磁界発生手段。特許出願人　　岩谷産業株式会社同　　　　有明工業株式会社第１図

Claims

【特許請求の範囲】１、金属素材あるいは溶接部等の金属材料の欠陥を検査
する非破壊検査装置であって、磁気光学効果を示す物質で形成した検出素子（１）と、
この検出素子（１）に光を入射する投光手段（２）と、
検出素子（１）から出射した光を受光して電気信号に変
換する光検知手段（３）と、光検知手段（３）からの出
力信号値を記録する記録手段（４）と、被検査物である
金属材料（５）に一定方向の磁界を与える磁界発生手段
（６）とを具備し、磁力変化に基づく出射光強度の変化
を光検知手段（３）で検出することにより、金属材料（
５）の欠陥部を検出するように構成したことを特徴とす
る金属材料の非破壊検査装置