JPH06300739A - 蛍光磁粉探傷法 - Google Patents
蛍光磁粉探傷法Info
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- JPH06300739A JPH06300739A JP9160293A JP9160293A JPH06300739A JP H06300739 A JPH06300739 A JP H06300739A JP 9160293 A JP9160293 A JP 9160293A JP 9160293 A JP9160293 A JP 9160293A JP H06300739 A JPH06300739 A JP H06300739A
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- Japan
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- magnetic
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 強磁性体の表面欠陥を検出するに際し利用さ
れる蛍光磁粉探傷を改善し、従来の方式より欠陥検出精
度と欠陥深さの弁別性を画期的に向上させ、自動手入れ
装置と直結出来る蛍光磁粉探傷法を提供する。 【構成】 蛍光磁粉探傷法において、適用する磁粉を複
数の粒度に分級して、それぞれ違った色の蛍光を発する
蛍光体を被覆した蛍光磁粉を磁化したひ被検査材３に適
用し、欠陥部に付着させ、紫外線をあてて発光させ、カ
ラーカメラ８で撮影し、得られる電気信号の明度成分と
色相成分から欠陥深さを推定する。
れる蛍光磁粉探傷を改善し、従来の方式より欠陥検出精
度と欠陥深さの弁別性を画期的に向上させ、自動手入れ
装置と直結出来る蛍光磁粉探傷法を提供する。 【構成】 蛍光磁粉探傷法において、適用する磁粉を複
数の粒度に分級して、それぞれ違った色の蛍光を発する
蛍光体を被覆した蛍光磁粉を磁化したひ被検査材３に適
用し、欠陥部に付着させ、紫外線をあてて発光させ、カ
ラーカメラ８で撮影し、得られる電気信号の明度成分と
色相成分から欠陥深さを推定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、強磁性体の表面欠陥及
び表層内部欠陥を検出する蛍光磁粉探傷法に関する。
び表層内部欠陥を検出する蛍光磁粉探傷法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼材等の強磁性体の表面欠陥検出法とし
て、蛍光磁粉探傷法は最も有力な方法である。鋼材の磁
気ヒステリシス特性のため、飽和磁束密度近く磁化され
た鋼材の欠陥部から先に磁束が空中に漏れ始め、これに
蛍光磁粉を吸着させ、紫外線にて発光させるため、表面
の汚れや、スケールに関わりなく、精度良く目視検査で
きる。また、漏洩磁束は緩やかな凹凸からは漏れにくい
ため、表面性状の悪いビレット等の素材でも欠陥のみを
顕在化し、効率よく検査可能なため、広く利用されてい
る。
て、蛍光磁粉探傷法は最も有力な方法である。鋼材の磁
気ヒステリシス特性のため、飽和磁束密度近く磁化され
た鋼材の欠陥部から先に磁束が空中に漏れ始め、これに
蛍光磁粉を吸着させ、紫外線にて発光させるため、表面
の汚れや、スケールに関わりなく、精度良く目視検査で
きる。また、漏洩磁束は緩やかな凹凸からは漏れにくい
ため、表面性状の悪いビレット等の素材でも欠陥のみを
顕在化し、効率よく検査可能なため、広く利用されてい
る。
【０００３】この蛍光磁粉探傷を光学的センサを用いて
電気信号に変換し、信号処理を加えて欠陥のみを自動検
出しようという試みが特公昭５７−３５７９３号公報を
はじめ数多くなされている。
電気信号に変換し、信号処理を加えて欠陥のみを自動検
出しようという試みが特公昭５７−３５７９３号公報を
はじめ数多くなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年需要家の
品質要求はますます厳しくなり、より軽微な欠陥を検出
する必要がでてきた。また、若年者の悪環境労働忌避と
いう社会情勢の変化を反映し、欠陥の検出と手入れを同
時に自動化しようという要求も強くなってきている。従
来、欠陥部の手入れは、手入れ機の操作者が、自ら欠陥
が残っているかどうかを確認しながら行っていたため、
欠陥の有無判定のみで有効であったが、手入れまで自動
化しようとすると、欠陥検出器には欠陥深さ測定機能が
要求されるようになる。ところが、従来の自動磁粉探傷
機では欠陥の深さと蛍光強度の相関性があまりなく、さ
らに微小な欠陥を検出しようとして磁化を強くすると、
微小な欠陥が検出できるようになる代わりに、欠陥検出
出力がすぐ飽和して、大きい欠陥も小さい欠陥も同程度
の信号レベルになることが判明した。
品質要求はますます厳しくなり、より軽微な欠陥を検出
する必要がでてきた。また、若年者の悪環境労働忌避と
いう社会情勢の変化を反映し、欠陥の検出と手入れを同
時に自動化しようという要求も強くなってきている。従
来、欠陥部の手入れは、手入れ機の操作者が、自ら欠陥
が残っているかどうかを確認しながら行っていたため、
欠陥の有無判定のみで有効であったが、手入れまで自動
化しようとすると、欠陥検出器には欠陥深さ測定機能が
要求されるようになる。ところが、従来の自動磁粉探傷
機では欠陥の深さと蛍光強度の相関性があまりなく、さ
らに微小な欠陥を検出しようとして磁化を強くすると、
微小な欠陥が検出できるようになる代わりに、欠陥検出
出力がすぐ飽和して、大きい欠陥も小さい欠陥も同程度
の信号レベルになることが判明した。
【０００５】図４は通常の蛍光磁粉探傷において、欠陥
の深さと、ＩＴＶ信号を増幅微分処理して、そのピーク
値をプロットしたものである。横軸は疵深さ、縦軸は出
力である。曲線１７は従来の蛍光磁粉を用いて、鋼材の
飽和磁束密度の0.8 倍のレベルに磁化したときの出力の
平均を示し、曲線１８は特に強く飽和磁化近くまで磁化
した場合を示している。曲線１９はバックグラウンドの
ノイズレベルを示している。このように磁粉探傷におい
ては出力がすぐ飽和してしまい、信号の大きさからは逆
に欠陥深さを推定できないという欠点が存在する。
の深さと、ＩＴＶ信号を増幅微分処理して、そのピーク
値をプロットしたものである。横軸は疵深さ、縦軸は出
力である。曲線１７は従来の蛍光磁粉を用いて、鋼材の
飽和磁束密度の0.8 倍のレベルに磁化したときの出力の
平均を示し、曲線１８は特に強く飽和磁化近くまで磁化
した場合を示している。曲線１９はバックグラウンドの
ノイズレベルを示している。このように磁粉探傷におい
ては出力がすぐ飽和してしまい、信号の大きさからは逆
に欠陥深さを推定できないという欠点が存在する。
【０００６】また、磁化強度を上げるとより小さな欠陥
が検出出来るようになるものの、疵深さの弁別性は劣化
することを示している。この原因として、一つは従来の
磁粉が図２の曲線１２で示すように広い粒度分布を有し
ているため、小さい欠陥には粒径の小さい磁粉が付着
し、大きい欠陥には全ての磁粉が大量に厚く付着するも
のの、蛍光強度に寄与するのは表層だけであるため、こ
のような傾向を示すものと考えられている。これに対し
て図２の曲線１３で示すように分級を強化して大きな粒
径分布の磁粉を適用すると、図４の曲線２０に示すよう
に検出される欠陥の深さにある程度の選択性がでて、微
小な欠陥は検出されなくなるということがわかる。しか
し、微小な欠陥の検出と深さ弁別性の両方の要求を満た
す事は出来ない。
が検出出来るようになるものの、疵深さの弁別性は劣化
することを示している。この原因として、一つは従来の
磁粉が図２の曲線１２で示すように広い粒度分布を有し
ているため、小さい欠陥には粒径の小さい磁粉が付着
し、大きい欠陥には全ての磁粉が大量に厚く付着するも
のの、蛍光強度に寄与するのは表層だけであるため、こ
のような傾向を示すものと考えられている。これに対し
て図２の曲線１３で示すように分級を強化して大きな粒
径分布の磁粉を適用すると、図４の曲線２０に示すよう
に検出される欠陥の深さにある程度の選択性がでて、微
小な欠陥は検出されなくなるということがわかる。しか
し、微小な欠陥の検出と深さ弁別性の両方の要求を満た
す事は出来ない。
【０００７】本発明はかかる問題点を解決し、微小な欠
陥を検出可能で、かつ欠陥深さの定量化が可能な画期的
な蛍光磁粉探傷法を提供しようとするものである。
陥を検出可能で、かつ欠陥深さの定量化が可能な画期的
な蛍光磁粉探傷法を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、欠陥深さ、信
号出力、磁粉粒径、粒度分布などに関する上記知見を更
に発展させてなされたものである。
号出力、磁粉粒径、粒度分布などに関する上記知見を更
に発展させてなされたものである。
【０００９】本発明の蛍光磁粉探傷法は、適用する磁粉
を複数の粒度に分級して、それぞれ違った色の蛍光を発
する蛍光体を被覆した蛍光磁粉を磁化した非検査材に適
用し、欠陥部に付着させ、紫外線をあてて発光させ、カ
ラーカメラで撮影し、得られる電気信号の明度成分と色
相成分から欠陥深さを推定することを特徴とする。
を複数の粒度に分級して、それぞれ違った色の蛍光を発
する蛍光体を被覆した蛍光磁粉を磁化した非検査材に適
用し、欠陥部に付着させ、紫外線をあてて発光させ、カ
ラーカメラで撮影し、得られる電気信号の明度成分と色
相成分から欠陥深さを推定することを特徴とする。
【００１０】
【作用および実施例】以下、本発明の実施例について図
面に基づいて作用とともに説明する。
面に基づいて作用とともに説明する。
【００１１】図３は本発明に用いる蛍光磁粉の粒度分布
を示している。通常蛍光磁粉の発光波長は人間の目の感
度のいい550 ナノメーター領域となっているが、本発明
においては粒度分布毎に違った波長の蛍光を発する蛍光
体を塗布している。本実施例では符号１４は平均粒径が
１０μｍで青色の蛍光を発生する磁粉、符号１５は平均
粒径が２５μｍで緑色の蛍光を発生する磁粉、符号１６
は平均粒径が４０μｍで赤色の蛍光を発生する磁粉にし
ており、欠陥深さによる粒子径の選択性と合わせて、蛍
光のスペクトルを分析する事により、欠陥深さの推定精
度を従来に比べ、はるかに高くすることが可能になっ
た。
を示している。通常蛍光磁粉の発光波長は人間の目の感
度のいい550 ナノメーター領域となっているが、本発明
においては粒度分布毎に違った波長の蛍光を発する蛍光
体を塗布している。本実施例では符号１４は平均粒径が
１０μｍで青色の蛍光を発生する磁粉、符号１５は平均
粒径が２５μｍで緑色の蛍光を発生する磁粉、符号１６
は平均粒径が４０μｍで赤色の蛍光を発生する磁粉にし
ており、欠陥深さによる粒子径の選択性と合わせて、蛍
光のスペクトルを分析する事により、欠陥深さの推定精
度を従来に比べ、はるかに高くすることが可能になっ
た。
【００１２】図１は本発明に用いる装置の全体構成を示
している。符号１は極間型磁化器で被測定材３を周方向
に磁化し、符号２は貫通型磁化器で軸方向に磁化する。
符号４は搬送ロールである。符号５は磁粉液噴射ノズル
であり、磁粉液を非検査材３に均一に噴射する。符号６
はエアパージノズルであり、余分な磁粉液をパージして
バックグラウンドノイズを下げる。符号７は紫外線灯で
あり、欠陥部に付着した蛍光磁粉を発光させる。蛍光の
スペクトル分布は中に含まれている磁粉の種類毎の量に
よって変わる。この光をカラーＩＴＶカメラ８により撮
像し、電気信号に変換し、カラー画像処理装置９へ伝送
する。カラー画像処理装置９においては明度信号から欠
陥部の抽出を行い、欠陥の幅、長さ等の形態的な特徴パ
ラメータを求める。次に欠陥部のスペクトル分布を求め
る。これらの計測値からは、信号処理部１０において最
終的な欠陥の有害度を求める。欠陥の深さはスペクトル
分布の重心位置λ（重心）を指数化したλｍに、明度の
ピーク値Ｖｐを掛け合わせた指数Ｄを用いる。
している。符号１は極間型磁化器で被測定材３を周方向
に磁化し、符号２は貫通型磁化器で軸方向に磁化する。
符号４は搬送ロールである。符号５は磁粉液噴射ノズル
であり、磁粉液を非検査材３に均一に噴射する。符号６
はエアパージノズルであり、余分な磁粉液をパージして
バックグラウンドノイズを下げる。符号７は紫外線灯で
あり、欠陥部に付着した蛍光磁粉を発光させる。蛍光の
スペクトル分布は中に含まれている磁粉の種類毎の量に
よって変わる。この光をカラーＩＴＶカメラ８により撮
像し、電気信号に変換し、カラー画像処理装置９へ伝送
する。カラー画像処理装置９においては明度信号から欠
陥部の抽出を行い、欠陥の幅、長さ等の形態的な特徴パ
ラメータを求める。次に欠陥部のスペクトル分布を求め
る。これらの計測値からは、信号処理部１０において最
終的な欠陥の有害度を求める。欠陥の深さはスペクトル
分布の重心位置λ（重心）を指数化したλｍに、明度の
ピーク値Ｖｐを掛け合わせた指数Ｄを用いる。
【００１３】Ｄ＝α×λｍ×Ｖｐ ここで、αは係数、λｍ＝（λ（重心）−400 ）／400
という式で与えられる。
という式で与えられる。
【００１４】符号１１はカラーＣＲＴ型の表示装置で検
出された欠陥の位置、形状、深さが図形で表示される。
出された欠陥の位置、形状、深さが図形で表示される。
【００１５】図５に実験結果を示しているが、広い範囲
において欠陥深さの推定が可能になり、かつ微小欠陥の
検出も可能になった事がわかる。
において欠陥深さの推定が可能になり、かつ微小欠陥の
検出も可能になった事がわかる。
【００１６】なお、カラーカメラはカラーのリニアイメ
ージセンサによる連続処理でもよく、蛍光磁粉の粒度に
よる分級及び着色は、本実施例の３分級あるいは３種類
に限るものではない。
ージセンサによる連続処理でもよく、蛍光磁粉の粒度に
よる分級及び着色は、本実施例の３分級あるいは３種類
に限るものではない。
【００１７】
【発明の効果】近年エレクトロニクスの進歩により、大
面積用イメージセンサや高性能画像処理装置等が安価に
入手可能になってきた。したがって、従来から目視検査
による検出力では最も高精度であるといわれている磁粉
探傷の特徴を活かしつつ、さらに欠陥深さの定量化が可
能な本発明により、現在目視検査に頼っている、多くの
鋼材の精整工程が手入れも含めて自動化可能になった。
また、本発明はオンライン検査に限られるものではな
く、従来磁粉探傷試験が行われているあらゆる分野の検
査精度向上に寄与できるものである。
面積用イメージセンサや高性能画像処理装置等が安価に
入手可能になってきた。したがって、従来から目視検査
による検出力では最も高精度であるといわれている磁粉
探傷の特徴を活かしつつ、さらに欠陥深さの定量化が可
能な本発明により、現在目視検査に頼っている、多くの
鋼材の精整工程が手入れも含めて自動化可能になった。
また、本発明はオンライン検査に限られるものではな
く、従来磁粉探傷試験が行われているあらゆる分野の検
査精度向上に寄与できるものである。
【図１】本発明に用いる装置の全体構成図である。
【図２】普通の磁粉と分級された磁粉の粒径に対する累
積確率を示すグラフである。
積確率を示すグラフである。
【図３】粒度調整された３種類のカラー蛍光磁粉の分布
図である。
図である。
【図４】従来の自動磁粉探傷における欠陥深さと信号出
力の関係を示すグラフである。
力の関係を示すグラフである。
【図５】欠陥深さと欠陥深さ指数の関係を示すグラフで
ある。
ある。
１ 極間型磁化器 ２ 貫通型磁化器 ３ 被測定材 ４ 搬送ロール ５ 磁粉液噴射ノズル ６ エアパージノズル ７ 紫外線灯 ８ カラーＩＴＶカメラ ９ カラー画像処理装置 １０ 信号処理部 １１ 表示装置 １２ 普通の磁粉 １３ 分級され大きな粒度の磁粉 １４ 平均粒径が１０μｍで青色の蛍光を発生する磁粉 １５ 平均粒径が２５μｍで緑色の蛍光を発生する磁粉 １６ 平均粒径が４０μｍで赤色の蛍光を発生する磁粉 １７ 普通の磁化の場合 １８ 普通の磁粉、強い磁化の場合 １９ バックグラウンドのノイズレベル ２０ 大きな粒度分布の磁粉、普通の磁化の場合
Claims (1)
- 【請求項１】 適用する磁粉を複数の粒度に分級して、
それぞれ違った色の蛍光を発する蛍光体を被覆した蛍光
磁粉を磁化した被検査材に適用し、欠陥部に付着させ、
紫外線をあてて発光させ、カラーカメラで撮影し、得ら
れる電気信号の明度成分と色相成分から欠陥深さを推定
することを特徴とする蛍光磁粉探傷法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9160293A JPH06300739A (ja) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | 蛍光磁粉探傷法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9160293A JPH06300739A (ja) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | 蛍光磁粉探傷法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06300739A true JPH06300739A (ja) | 1994-10-28 |
Family
ID=14031111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9160293A Withdrawn JPH06300739A (ja) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | 蛍光磁粉探傷法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06300739A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2108617A1 (es) * | 1994-11-17 | 1997-12-16 | Tecnologico Robotiker Centro | Procedimiento y maquina para deteccion automatica de grietas en piezas ferricas. |
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| EP1096249A2 (en) | 1999-10-26 | 2001-05-02 | Hitachi, Ltd. | Nondestructive inspection method and apparatus |
| JP2001194316A (ja) * | 1999-10-26 | 2001-07-19 | Hitachi Ltd | 非破壊検査方法およびその装置 |
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| CN114705659A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-07-05 | 天津大学 | 一种利用有机力致荧光材料对服役承压装备的缺陷快速检测方法 |
-
1993
- 1993-04-19 JP JP9160293A patent/JPH06300739A/ja not_active Withdrawn
Cited By (17)
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| US7462827B2 (en) | 1999-03-31 | 2008-12-09 | Hitachi-Ge Nuclear Energy, Ltd. | Non-destructive inspection method and apparatus therefor |
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| US6950545B1 (en) | 1999-10-26 | 2005-09-27 | Hitachi, Ltd. | Nondestructive inspection method and apparatus |
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