JPH06201654A - Method and apparatus for magneto-optical flaw detection - Google Patents

Method and apparatus for magneto-optical flaw detection

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Publication number
JPH06201654A
JPH06201654A JP35946092A JP35946092A JPH06201654A JP H06201654 A JPH06201654 A JP H06201654A JP 35946092 A JP35946092 A JP 35946092A JP 35946092 A JP35946092 A JP 35946092A JP H06201654 A JPH06201654 A JP H06201654A
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JP
Japan
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magneto
flaw detection
optical element
optical
light
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Application number
JP35946092A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuyuki Haruna
和幸 春名
Michiaki Ishihara
道章 石原
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a magneto-optical flaw-detection method wherein flaws on the whole face can be detected at high speed and to provide an apparatus used to execute it. CONSTITUTION:A magneto-optical element row 3 is arranged near a round steel rod K in such a way that its lengthwise direction corresponds to the axial direction of the round steel rod K, the beam shape of a beam radiated from a laser 4 is formed to be a slit shape in an element short-axis direction by a cylindrical lens 5, the beam is expanded by a beam expander 6 so that the magneto-optical element row 3 is irradiated uniformly. Its reflected beam is image-sensed by a CCD camera 9 after the rotation amount of its polarizing face has been detected by an analyzer 7 and has been amplified by an image intensifier 8, and its signal is given to a high-speed image processing apparatus 10. In addition, the title apparatus is provided with a phase shifter 13 which synchronizes the optical-intensity modulation period of the laser 4 with the frequency of an AC power supply 2 magnetizing the round steel rod K and with a phase shifter 14 which synchronizes the output of the CCD camera 9 with the frequency of the AC power supply 2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、鋼材表面疵を磁気光学
的に探傷する方法及びその実施に使用する装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for magneto-optical flaw detection of steel surface flaws and an apparatus used for the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】強磁性体の漏洩磁束探傷法は、材料を磁
化したときに欠陥により発生する漏洩磁束を検出する方
法である。パイプ,棒綱等の鋼材の表面疵に対する漏洩
磁束探傷装置では、一般に磁化方法として交流磁化を採
用しており、材料の表面付近に集まる交流磁場(表皮効
果)を利用して欠陥からの漏洩磁束を磁気センサで検出
している。
2. Description of the Related Art A magnetic flux leakage flaw detection method for a ferromagnetic material is a method for detecting a leakage magnetic flux generated by a defect when a material is magnetized. Leakage magnetic flux flaw detectors for surface flaws in steel materials such as pipes and rods generally employ AC magnetization as a magnetizing method, and utilize the AC magnetic field (skin effect) that gathers near the surface of the material to leak magnetic flux from defects. Is detected by the magnetic sensor.

【0003】図3はこの従来装置を示す模式図であり、
特開昭50-77081号公報に開示されている。図中Pは、被
探傷物である鋼管であり、この鋼管Pの近傍には高周波
交流磁化に使用する磁化器31が設置してある。この磁化
器31には鋼管Pの欠陥に起因して生ずる漏洩磁束を検出
する探傷プローブ32を併設しており、この探傷プローブ
32は例えばフェライトコアに巻回されたサーチコイルを
内蔵している。またこの磁化器31は図示しない円筒フレ
ームの内部に配設されており、この円筒フレームは鋼管
Pの軸回りに回動可能に設置されており、鋼管Pはその
軸方向に搬送されるようになしてある。
FIG. 3 is a schematic diagram showing this conventional device.
It is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 50-77081. In the figure, P is a steel pipe which is an object to be inspected, and a magnetizer 31 used for high-frequency AC magnetization is installed near the steel pipe P. The magnetizer 31 is provided with a flaw detection probe 32 for detecting a leakage magnetic flux generated due to a defect of the steel pipe P.
32 has a built-in search coil wound around a ferrite core, for example. The magnetizer 31 is arranged inside a cylindrical frame (not shown), and the cylindrical frame is rotatably installed around the axis of the steel pipe P so that the steel pipe P can be conveyed in the axial direction. Yes.

【0004】そしてこの装置においては、磁化器31に通
電を行うと鋼管Pの表面に磁束を生じる。そこで前記円
筒フレームを回転させながら鋼管Pをその軸方向に搬送
する。ここで鋼管Pの表面に欠陥が存在する場合は漏洩
磁束が生じ、この漏洩磁束を探傷プローブ32にて検出
し、探傷を行う。
In this apparatus, when the magnetizer 31 is energized, a magnetic flux is generated on the surface of the steel pipe P. Then, the steel pipe P is conveyed in the axial direction while rotating the cylindrical frame. Here, if there is a defect on the surface of the steel pipe P, a leakage magnetic flux is generated, and the leakage magnetic flux is detected by the flaw detection probe 32 to perform flaw detection.

【0005】しかしながら、この装置で用いられている
サーチコイルは探傷範囲が非常に狭いため、得られる情
報は1次元の探傷信号のみである。従って鋼管Pの全面
を探傷する場合は、このセンサを多数設置し夫々のセン
サに独立した信号処理系を設けるか、又は円筒フレーム
の回転速度及び鋼管Pの搬送速度を低下させる必要があ
る。多数のセンサを設けると設備費及び維持管理コスト
が上昇する。また搬送速度を低下させると高速探傷は不
可能である。さらに仮にセンサ数を増加させても必ずセ
ンサ間に不感帯が存在するため、探傷信号は1次元情報
の連続であり、2次元的な全面探傷は困難である。
However, since the search coil used in this apparatus has a very narrow flaw detection range, the information obtained is only a one-dimensional flaw detection signal. Therefore, when detecting the entire surface of the steel pipe P, it is necessary to install a large number of these sensors and provide an independent signal processing system for each sensor, or to reduce the rotational speed of the cylindrical frame and the transport speed of the steel pipe P. Providing a large number of sensors increases equipment costs and maintenance costs. If the transport speed is reduced, high speed flaw detection is impossible. Further, even if the number of sensors is increased, a dead zone always exists between the sensors, so that the flaw detection signal is a series of one-dimensional information, and two-dimensional full-face flaw detection is difficult.

【0006】そこでこれらの問題を解決するために、前
記サーチコイルにかえて光ファイバ磁束計のファラデー
素子(磁気光学素子)を使用し、磁気光学的に探傷を行
うものが特開平2−181646号公報に開示されている。図
4にこの装置における探傷プローブの模式図を示す。こ
の装置では、光源41から発せられた光束は光ファイバ42
a を経て、ロッドレンズ43a で平行光束とされ、偏光子
44a により単一の偏光方向を有する偏光とされる。そし
てこの偏光光束は、被検材である鋼材Kと平行にスプリ
ットミラー46に入射し、スプリットミラー46にて鋼材K
の表面に対し垂直な方向(図4において下方向)へ方向
変換される。
In order to solve these problems, a Faraday element (magneto-optical element) of an optical fiber magnetometer is used instead of the search coil to perform flaw detection magneto-optically. It is disclosed in the official gazette. FIG. 4 shows a schematic diagram of the flaw detection probe in this apparatus. In this device, the light beam emitted from the light source 41
After passing through a, it is collimated by rod lens 43a,
The polarized light having a single polarization direction is formed by 44a. Then, this polarized light beam is incident on the split mirror 46 in parallel with the steel material K as the material to be inspected, and the steel material K is split by the split mirror 46.
The direction is changed to a direction perpendicular to the surface of the (downward in FIG. 4).

【0007】この光束はファラデー素子45の中を鋼材K
の表面に対し垂直に進行し、ファラデー素子45の底面に
形成された反射膜(図示せず)により上方向へ反射され
る。即ち1つのファラデー素子45を2回通過する。この
光束はスプリットミラー46の上方に設置されたコーナー
プリズム47に入射し、このコーナープリズム47にて進行
方向を 180°変換されて次段のファラデー素子45に入射
する。以下、同様にして例えば鋼材Kの幅方向に並設さ
れた6個のファラデー素子45, 45…を2回通過した光束
は、偏光子44b を経て、相互に対向して配置されたロッ
ドレンズ43b, 43cへ入射される。そして光束の偏光成分
がこれらロッドレンズ43b, 43cにより取り出され、夫々
の偏光成分は光ファイバ42b, 42cを介して受光素子48a,
48bへ入射される。さらにこの出力が割算器49へ与えら
れ、その比が演算される。
This light flux passes through the Faraday element 45 in the steel material K.
Of the Faraday element 45 and is reflected upward by a reflection film (not shown) formed on the bottom surface of the Faraday element 45. That is, it passes through one Faraday element 45 twice. The light flux enters a corner prism 47 installed above the split mirror 46, the traveling direction of the light is converted by 180 degrees by the corner prism 47, and enters the Faraday element 45 in the next stage. Similarly, for example, the light flux that has passed twice through the six Faraday elements 45, 45, which are arranged in parallel in the width direction of the steel material K, passes through the polarizer 44b, and the rod lenses 43b arranged to face each other. , 43c is incident. Then, the polarization components of the light flux are taken out by these rod lenses 43b, 43c, and the respective polarization components are received through the optical fibers 42b, 42c to the light receiving element 48a,
It is incident on 48b. Further, this output is given to the divider 49, and its ratio is calculated.

【0008】この装置では、漏洩磁束が存在すると、フ
ァラデー素子中を通過する光束は、ファラデー効果に基
づきその偏光面が漏洩磁束の量に比例して回転すること
を利用する。そして複数のファラデー素子45, 45…全て
を通過させた光束の偏光面の総回転角から漏洩磁束を検
出して探傷を行う。
In this device, when there is a leakage magnetic flux, the light flux passing through the Faraday element takes advantage of the fact that its polarization plane rotates in proportion to the amount of the leakage magnetic flux based on the Faraday effect. Then, the leak magnetic flux is detected from the total rotation angle of the polarization planes of the light flux that has passed through all of the plurality of Faraday elements 45, 45.

【0009】しかしながら、この装置で得られるのは欠
陥の有無に関する信号だけである。そこで搬送速度を検
出すれば鋼材Kの長手方向における欠陥位置は求められ
るが、鋼材Kの幅方向における位置を限定すること、即
ち6個のファラデー素子45,45…のうちどのファラデー
素子の通過中に光束の偏光面が回転したかを限定するこ
とは不可能であり、また微小欠陥に対する検出感度は低
い。さらに前述の装置と同様、素子間隔が存在するため
不感帯が生じ全面探傷は困難である。
However, this device only provides a signal regarding the presence or absence of defects. Therefore, the defect position in the longitudinal direction of the steel material K can be obtained by detecting the conveying speed, but the position in the width direction of the steel material K is limited, that is, which of the six Faraday elements 45, 45 ... It is impossible to limit whether or not the plane of polarization of the light flux has rotated, and the detection sensitivity for minute defects is low. Further, similar to the above-mentioned device, since there is an element gap, a dead zone is generated and it is difficult to detect the flaws on the entire surface.

【0010】さらに特開平3−245052号公報には、薄鋼
板を被検材とし、この薄鋼板を直流で磁化して探傷する
装置が開示されている。図5はこの従来装置を示す模式
図である。薄鋼板Hを磁化器51にて直流磁化し、磁気飽
和の状態にしておく。薄鋼板H近傍にエアーフローティ
ング追従装置を備えた磁気光学素子列52がその長手方向
を薄鋼板Hの幅方向にして設置されている。そして薄鋼
板Hをその長手方向へ搬送しながら、レーザーから出射
されたレーザー光をポリゴンスキャナ54にてこの磁気光
学素子列52の長手方向へ走査し、検光子, シリンドリカ
ルレンズ, 光導棒及びPMT(光電子増倍管)を備えた
センサ部55により反射光を検出し、薄鋼板H表面の探傷
を行う。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-245052 discloses a device in which a thin steel plate is used as a test material, and the thin steel plate is magnetized with direct current to detect flaws. FIG. 5 is a schematic view showing this conventional device. The thin steel plate H is DC magnetized by the magnetizer 51 and kept in a magnetically saturated state. In the vicinity of the thin steel plate H, a magneto-optical element array 52 equipped with an air floating follow-up device is installed with its longitudinal direction being the width direction of the thin steel plate H. While transporting the thin steel plate H in its longitudinal direction, the laser beam emitted from the laser is scanned by the polygon scanner 54 in the longitudinal direction of the magneto-optical element array 52, and the analyzer, the cylindrical lens, the optical rod and the PMT ( The reflected light is detected by a sensor unit 55 equipped with a photomultiplier tube, and flaw detection of the surface of the thin steel plate H is performed.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上述の装置は磁気飽和
させていることとPMTで増幅していることから感度は
高い。しかしながら、パイプ,棒綱等の鋼材は断面積が
大きいため大出力が必要であり、直流磁化で被探傷部全
体を磁気飽和させることが困難であり、微小欠陥に対す
る検出感度は低い。そこで表皮効果を利用して効率良く
磁気飽和させるために交流磁化を用いて磁化した場合の
磁化状態を図6に示す。交流電流は図6(a) に示す如く
極値Ia と極値Ib とを繰り返す。探傷に必要な飽和磁
化はこれら極値Ia ,Ib 近傍においてしか行われず、
この極値Ia ,Ib が現れる位置は鋼材の搬送に伴って
斜め方向となる。図6(b) は薄鋼板Hに交流電流で磁化
を行った場合の磁化状態を示しており、ハッチングで示
すストライプ領域aのみが探傷可能範囲である。このよ
うに交流磁化においては探傷位置により磁化状態が異な
り、探傷条件を一定とすることは困難である。
The above-mentioned device has high sensitivity because it is magnetically saturated and amplified by PMT. However, since steel materials such as pipes and rods have a large cross-sectional area, a large output is required, it is difficult to magnetically saturate the entire portion to be inspected by direct current magnetization, and the detection sensitivity for minute defects is low. Therefore, FIG. 6 shows a magnetization state in the case where magnetization is performed using AC magnetization in order to efficiently magnetically saturate by utilizing the skin effect. The alternating current repeats the extreme value I a and the extreme value I b as shown in FIG. The saturation magnetization required for flaw detection is performed only near these extreme values I a and I b ,
The positions where the extreme values I a and I b appear are in an oblique direction as the steel material is conveyed. FIG. 6B shows a magnetized state when the thin steel sheet H is magnetized with an alternating current, and only the stripe region a indicated by hatching is the flaw detection range. As described above, in AC magnetization, the magnetization state varies depending on the flaw detection position, and it is difficult to keep the flaw detection conditions constant.

【0012】PMTを使用した場合は、光量変化のみを
検出するため、照射範囲内での漏洩磁束発生位置を限定
することが困難である。そこでCCDカメラを使用して
照射範囲の光強度分布を検出することにより、前記発生
位置を限定することが考えられるが、このCCDカメラ
は外乱光の影響を受け易い。
When the PMT is used, it is difficult to limit the leakage magnetic flux generation position within the irradiation range because only the change in the light amount is detected. Therefore, it is conceivable to limit the generation position by detecting the light intensity distribution in the irradiation range using a CCD camera, but this CCD camera is easily affected by ambient light.

【0013】本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたも
のであり、鋼材に交流磁化を行い、磁気光学素子に照射
する光の照射期間、及び/又は反射光の検出期間を交流
磁化電流の周波数に同期させることにより、磁気飽和さ
れた探傷可能範囲のみを効率良く探傷して高速全面探傷
を可能とする磁気光学探傷方法及びその実施に使用する
装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, in which a steel material is subjected to AC magnetization, and an AC magnetizing current is applied during an irradiation period of light for irradiating a magneto-optical element and / or a detection period of reflected light. It is an object of the present invention to provide a magneto-optical flaw detection method and a device used for implementing the flaw detection method, which enable high-speed full-face flaw detection by efficiently flaw-finding only a magnetically saturated flaw-detectable range by synchronizing with a frequency.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明に係る磁気光学探
傷方法は、鋼材を磁化し、該鋼材の表面近傍に設置され
た磁気光学素子列に光ビームを照射し、前記表面に存在
する疵により形成される漏洩磁場による前記磁気光学素
子列からの反射光の変化を検出して探傷を行う方法にお
いて、前記鋼材を交流磁化し、前記光ビームの照射期
間、及び/又は前記反射光の検出期間と交流磁化電流の
周波数とを同期させることを特徴とする。
A magneto-optical flaw detection method according to the present invention magnetizes a steel material and irradiates a magneto-optical element array installed in the vicinity of the surface of the steel material with a light beam to form a flaw existing on the surface. In the method for detecting flaws by detecting the change in the reflected light from the magneto-optical element array due to the leakage magnetic field formed by, the steel material is AC-magnetized, the light beam irradiation period, and / or the reflected light is detected. It is characterized in that the period and the frequency of the alternating magnetizing current are synchronized.

【0015】本発明に係る磁気光学探傷装置は、鋼材を
磁化し、該鋼材の表面近傍に設置された磁気光学素子列
に光ビームを照射し、前記表面に存在する疵により形成
される漏洩磁場による前記磁気光学素子列からの反射光
の変化を検出して探傷を行う装置において、前記鋼材を
交流磁化する手段と、前記光ビームの照射期間と交流磁
化電流の周波数とを同期させる移相器、及び/又は前記
反射光の検出期間と前記交流磁化電流の周波数とを同期
させる移相器とを備えることを特徴とする。
The magneto-optical flaw detector according to the present invention magnetizes a steel material, irradiates a magneto-optical element array installed near the surface of the steel material with a light beam, and forms a leakage magnetic field formed by a flaw existing on the surface. In a device for detecting flaws by detecting a change in reflected light from the magneto-optical element array by means of, a phase shifter for synchronizing the means for magnetizing the steel material with the irradiation period of the light beam and the frequency of the alternating magnetizing current. And / or a phase shifter for synchronizing the detection period of the reflected light and the frequency of the alternating magnetizing current.

【0016】[0016]

【作用】本発明にあっては、鋼材を交流磁化し、磁気光
学素子列に照射する光の照射期間と交流磁化電流の周波
数とを同期させることにより、磁化ピーク期間と光照射
強度変調期間とを一致させることができ、前述のストラ
イプ状にしか形成されない探傷可能範囲を選択的に照射
することになるので、一定磁化状態での探傷が可能であ
る。また反射光の検出期間を交流磁化電流の周波数に同
期させることにより、探傷可能範囲内の探傷位置を限定
し、また非周期的な外乱光の影響を低減することが可能
となる。以上より探傷可能範囲のみを効率良く探傷する
ことができ、高速全面探傷が可能となる。
In the present invention, the steel material is AC-magnetized, and the irradiation period of the light for irradiating the magneto-optical element array is synchronized with the frequency of the AC magnetizing current, so that the magnetization peak period and the light irradiation intensity modulation period are set. Can be matched, and the flaw detection range formed only in the above-mentioned stripe shape is selectively irradiated, so that flaw detection can be performed in a constant magnetization state. Further, by synchronizing the detection period of the reflected light with the frequency of the alternating magnetizing current, it is possible to limit the flaw detection position within the flaw detection range and reduce the influence of aperiodic disturbance light. As described above, it is possible to efficiently perform flaw detection only in the flaw-detectable range, and it is possible to perform high-speed whole-face flaw detection.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
き具体的に説明する。図1は本発明に係る磁気光学探傷
方法の実施に使用する装置を示す模式図である。図中K
は、丸棒鋼であり、丸棒鋼Kの周囲には磁化器1が設置
されており、この丸棒鋼Kは軸回りへの回転及び軸方向
への搬送が可能なようになしてある。この磁化器1は、
その上辺の中央部が欠如した角筒形状をなすヨークにコ
イルが巻回されたものである。磁化器1の前記上辺は丸
棒鋼Kに寄せて設置してあり、交流電源2により磁化器
1のコイルに通電を行うと、前記上辺の両端部が磁極と
なり、丸棒鋼Kを交流磁化するようになっている。また
丸棒鋼Kの近傍であり磁化器1の両磁極の略中央である
位置に、例えば1片が5mm×50mmである素子を複数備え
る磁気光学素子列3が、その長手方向を丸棒鋼Kの軸方
向にして配置されており、直線偏光を発するレーザー4
からレーザー光を照射し、このビーム形状を、シリンド
リカルレンズ5にて素子短軸方向にスリット状にし、ビ
ームエキスパンダ6にて磁気光学素子列3の長手方向に
拡大するようになしてある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below with reference to the drawings showing the embodiments. FIG. 1 is a schematic view showing an apparatus used for carrying out the magneto-optical flaw detection method according to the present invention. K in the figure
Is a round steel bar, and a magnetizer 1 is installed around the round steel bar K, and the round steel bar K can rotate about an axis and can be conveyed in the axial direction. This magnetizer 1
The coil is wound around a yoke having a rectangular tube shape with the central portion of its upper side being lacking. The upper side of the magnetizer 1 is installed close to the round steel bar K, and when the coil of the magnetizer 1 is energized by the AC power supply 2, both ends of the upper side become magnetic poles so that the round steel bar K is AC-magnetized. It has become. Further, at a position near the round bar K and substantially in the center of both magnetic poles of the magnetizer 1, a magneto-optical element array 3 having a plurality of elements each having a size of 5 mm × 50 mm is provided. Laser 4 which is arranged in the axial direction and emits linearly polarized light
Laser beam is radiated from the above, the beam shape is made into a slit shape in the element short axis direction by the cylindrical lens 5, and expanded in the longitudinal direction of the magneto-optical element array 3 by the beam expander 6.

【0018】そして受光側には、磁気光学素子列3にて
反射された反射光の光路途中に、反射光幅に相当する長
さを有し、反射光の偏光面の回転量を検出する検光子7
が、その長手方向を磁気光学素子列3と平行にして設置
されており、さらにこの反射光路上に、反射光幅に相当
する長さを有し、光量を増幅するイメージインテンシフ
ァイア8が前記検光子7と平行に設置されている。さら
に増幅された光を撮像するCCDカメラ9及びこの画像
の処理を行う高速画像処理装置10が設けられている。
On the light receiving side, a detection light having a length corresponding to the width of the reflected light in the optical path of the reflected light reflected by the magneto-optical element array 3 and detecting the rotation amount of the polarization plane of the reflected light. Photon 7
Of the image intensifier 8 which has a length corresponding to the width of the reflected light and which amplifies the light quantity. It is installed parallel to the analyzer 7. Further, a CCD camera 9 for picking up the amplified light and a high-speed image processing device 10 for processing this image are provided.

【0019】また交流電源2の周波数にレーザー4の光
強度変調期間を同期させる移相器13と、交流電源2の周
波数にCCDカメラ9の出力を同期させる移相器14とが
設けられている。さらに丸棒鋼Kには、この丸棒鋼Kの
回転角度を検出するためのパルスジェネレータ11を接触
させてあり、この信号は高速画像処理装置10へ与えられ
るようになしてある。
A phase shifter 13 for synchronizing the light intensity modulation period of the laser 4 with the frequency of the AC power source 2 and a phase shifter 14 for synchronizing the output of the CCD camera 9 with the frequency of the AC power source 2 are provided. . Further, a pulse generator 11 for detecting the rotation angle of the round bar K is brought into contact with the round bar K, and this signal is given to the high-speed image processing apparatus 10.

【0020】次に上述の本発明装置による探傷方法につ
いて説明する。図2は図1に示す本発明装置における各
信号を示す説明図である。移相器13は図2(a) に示す磁
化電流がゼロクロスするタイミング信号を交流電源2よ
り受け、磁化電流のピーク期間と図2(b) に示す光強度
変調期間とが一致するようように、このタイミング信号
を移相する。そして移相器14は同様に、磁化電流のピー
ク期間と図2(c) に示すCCDカメラ9の出力とが同期
するように前記タイミング信号を移相する。
Next, a flaw detection method using the above-described device of the present invention will be described. FIG. 2 is an explanatory diagram showing each signal in the device of the present invention shown in FIG. The phase shifter 13 receives a timing signal shown in FIG. 2 (a) at which the magnetizing current is zero-crossed from the AC power supply 2 so that the peak period of the magnetizing current and the light intensity modulation period shown in FIG. 2 (b) coincide with each other. , The phase of this timing signal is shifted. Similarly, the phase shifter 14 phase-shifts the timing signal so that the peak period of the magnetizing current and the output of the CCD camera 9 shown in FIG.

【0021】このような状態で、磁化器1に通電を行っ
て丸棒鋼Kを交流磁化し、丸棒鋼Kをこの軸回りに回転
させ、さらに軸方向へ搬送する。そしてレーザー4より
前述の如く磁化電流に同期させたレーザー光を照射し、
シリンドリカルレンズ5で磁気光学素子列3短手方向に
スリット状にし、ビームエキスパンダ6にて磁気光学素
子列3の長手方向に拡大して走査する。前記検光子7で
は磁気光学素子列3による反射直線偏光が、欠陥の存在
により生じた漏洩磁場によるファラデー回転に比例した
光量に変換される。そしてイメージインテンシファイア
8により光量を増幅した後、CCDカメラ9にて撮像
し、その画像信号を高速画像処理装置10へ与え丸棒鋼K
の回転角度に応じた画像処理を行う。
In such a state, the magnetizer 1 is energized to AC magnetize the round steel bar K, rotate the round steel bar K around this axis, and further convey it in the axial direction. Then, the laser light emitted from the laser 4 is synchronized with the magnetizing current as described above,
The cylindrical lens 5 forms a slit shape in the lateral direction of the magneto-optical element array 3, and the beam expander 6 expands in the longitudinal direction of the magneto-optical element array 3 for scanning. In the analyzer 7, the linearly polarized light reflected by the magneto-optical element array 3 is converted into a light amount proportional to the Faraday rotation due to the leakage magnetic field generated by the presence of the defect. Then, after the amount of light is amplified by the image intensifier 8, it is picked up by the CCD camera 9 and the image signal is given to the high-speed image processing device 10.
Image processing is performed according to the rotation angle of.

【0022】図2において、例えば磁化周波数を10kHz
(周期 100μsec.)とし、磁化電流が極大値近傍である
時間tの間だけレーザー光を照射し(図2(b))、図2
(c) に示す如くCCDカメラ9による読み取りはこの時
間tより少し長く例えば10μsec.程度行い、出力はこの
時間tに一致させる。そうすると時間tにおいては磁化
状態が一定であり、且つ強磁場が形成されているとみな
せる。従って 100μsec.毎に磁気光学素子列3からの情
報がCCDカメラ9にて結像されることになる。このよ
うにすると高速の探傷が可能である。CCDカメラ9の
読み取り時間を短くすることにより、非周期的な外乱光
の影響を低減することができ、100MHz, 1024bit のCC
Dカメラを使用すると読み取り時間は約10μsec.が適当
である。
In FIG. 2, for example, the magnetization frequency is 10 kHz.
(Cycle 100 μsec.), And the laser beam is irradiated only during the time t when the magnetizing current is near the maximum value (FIG. 2 (b)).
As shown in (c), the reading by the CCD camera 9 is performed a little longer than this time t, for example, about 10 μsec., and the output is made to coincide with this time t. Then, it can be considered that the magnetization state is constant at time t and a strong magnetic field is formed. Therefore, the information from the magneto-optical element array 3 is imaged by the CCD camera 9 every 100 μsec. In this way, high-speed flaw detection is possible. By shortening the reading time of the CCD camera 9, it is possible to reduce the influence of non-periodic ambient light, and to reduce the CC of 100MHz, 1024bit.
When using a D camera, a reading time of about 10 μsec. Is appropriate.

【0023】レーザーの照射は移相器13により磁化電流
信号に同期させて、磁化電流が正の極大になる時点を含
んだ一定時間に強度変調をかけた照射を行う。ここで磁
化電流が負の極大である時点では探傷信号の極性が逆と
なるので、便宜上、正の極大になる時点のみを検出する
こととしている。上述のように前記照射時間は外乱光の
影響を考慮すると磁化周期の1/5,又は1/10程度が
望ましい。
The laser irradiation is synchronized with the magnetizing current signal by the phase shifter 13, and the intensity is modulated for a certain period of time including the time when the magnetizing current has a positive maximum. Here, since the polarity of the flaw detection signal is reversed at the time when the magnetizing current has the negative maximum, only the time when the positive maximum is detected for the sake of convenience. As described above, the irradiation time is preferably about ⅕ or 1/10 of the magnetization period in consideration of the influence of ambient light.

【0024】またCCDカメラ9の読み取り期間も移相
器14により磁化電流信号に同期させることにより、磁化
状態が一定である探傷可能範囲のみを選択的に限定して
探傷することが可能となる。さらにCCDカメラ9の読
み取り時間はレーザーの照射時間に一致させると、外乱
光の影響を低減することができる。
Also, by synchronizing the reading period of the CCD camera 9 with the magnetizing current signal by the phase shifter 14, it is possible to selectively limit the flaw detection range in which the magnetization state is constant and to perform flaw detection. Furthermore, if the reading time of the CCD camera 9 is matched with the laser irradiation time, the influence of ambient light can be reduced.

【0025】本実施例では照射期間及び読み取り期間を
磁化電流信号に同期させることとしたが、例えば光照射
範囲が非常に狭く、漏洩磁束発生位置の限定がない場合
は照射期間を同期させるだけでよい。また光強度が十分
高く外乱光の影響を無視できる場合は読み取り期間を同
期させるだけでよい。
In this embodiment, the irradiation period and the reading period are synchronized with the magnetizing current signal. However, if the light irradiation range is very narrow and there is no limitation on the position where the magnetic flux leaks, the irradiation period is simply synchronized. Good. If the light intensity is sufficiently high and the influence of ambient light can be ignored, it is sufficient to synchronize the reading period.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上のように、本発明に係る磁気光学探
傷方法及びその装置では、鋼材を交流磁化し、磁気光学
素子列に照射する光の照射期間、及び/又は反射光の検
出期間を交流磁化電流の周波数に同期させることによ
り、磁気飽和された探傷可能範囲のみを効率良く探傷し
て高速全面探傷が可能となる等、本発明は優れた効果を
奏する。
As described above, in the magneto-optical flaw detection method and the apparatus thereof according to the present invention, the irradiation period of the light for irradiating the magneto-optical element array with the alternating current magnetization of the steel material and / or the detection period of the reflected light is set. By synchronizing with the frequency of the alternating magnetizing current, only the magnetically saturated flaw-detectable range can be efficiently flaw-tested to enable high-speed full-face flaw detection. The present invention has excellent effects.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る磁気光学探傷装置及びその実施状
態を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a magneto-optical flaw detector according to the present invention and an implementation state thereof.

【図2】本発明装置における各観測信号の波形を示す説
明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a waveform of each observation signal in the device of the present invention.

【図3】従来装置を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a conventional device.

【図4】従来装置及びその実施状態を示す模式図であ
る。
FIG. 4 is a schematic view showing a conventional device and its implementation state.

【図5】従来装置及びその実施状態を示す模式図であ
る。
FIG. 5 is a schematic view showing a conventional device and its implementation state.

【図6】従来装置における磁化状態を示す模式図であ
る。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a magnetized state in a conventional device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 磁化器 2 交流電源 3 磁気光学素子列 4 レーザー 5 シリンドリカルレンズ 6 ビームエキスパンダ 7 検光子 8 イメージインテンシファイア 9 CCDカメラ 10 高速画像処理装置 11 パルスジェネレータ 13, 14 移相器 K 丸棒鋼 1 Magnetizer 2 AC power supply 3 Magneto-optical element array 4 Laser 5 Cylindrical lens 6 Beam expander 7 Analyzer 8 Image intensifier 9 CCD camera 10 High-speed image processor 11 Pulse generator 13, 14 Phase shifter K Round bar steel

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 鋼材を磁化し、該鋼材の表面近傍に設置
された磁気光学素子列に光ビームを照射し、前記表面に
存在する疵により形成される漏洩磁場による前記磁気光
学素子列からの反射光の変化を検出して探傷を行う方法
において、前記鋼材を交流磁化し、前記光ビームの照射
期間、及び/又は前記反射光の検出期間と交流磁化電流
の周波数とを同期させることを特徴とする磁気光学探傷
方法。
1. A steel material is magnetized, a magneto-optical element array installed near the surface of the steel material is irradiated with a light beam, and a magnetic field leaked from the magneto-optical element array is formed by a leakage magnetic field formed by a flaw existing on the surface. In the method of detecting a change in reflected light and performing flaw detection, the steel material is AC-magnetized, and the irradiation period of the light beam and / or the detection period of the reflected light and the frequency of the AC magnetizing current are synchronized. Magneto-optical flaw detection method.
【請求項2】 鋼材を磁化し、該鋼材の表面近傍に設置
された磁気光学素子列に光ビームを照射し、前記表面に
存在する疵により形成される漏洩磁場による前記磁気光
学素子列からの反射光の変化を検出して探傷を行う装置
において、前記鋼材を交流磁化する手段と、前記光ビー
ムの照射期間と交流磁化電流の周波数とを同期させる移
相器、及び/又は前記反射光の検出期間と前記交流磁化
電流の周波数とを同期させる移相器とを備えることを特
徴とする磁気光学探傷装置。
2. A steel material is magnetized, a magneto-optical element array installed near the surface of the steel material is irradiated with a light beam, and the magneto-optical element array from the magneto-optical element array is formed by a leakage magnetic field formed by a flaw existing on the surface. In a device for detecting a change in reflected light and performing flaw detection, means for alternating-current magnetizing the steel material, a phase shifter for synchronizing the irradiation period of the light beam and the frequency of alternating-current magnetizing current, and / or the reflected light A magneto-optical flaw detector comprising a phase shifter that synchronizes a detection period with the frequency of the alternating magnetizing current.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH09159650A (en) * 1995-12-07 1997-06-20 Nittetsu Hokkaido Seigyo Syst Kk Method and device for inspecting flaw of round rod steel
JP2012047645A (en) * 2010-08-27 2012-03-08 Fdk Corp Magnetooptic flaw detection method and device used for the same
JP2012122832A (en) * 2010-12-08 2012-06-28 Fdk Corp Magnetic flaw detection method and device
WO2016129458A1 (en) * 2015-02-10 2016-08-18 浜松ホトニクス株式会社 Inspection method and inspection device

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