JPH0894582A

JPH0894582A - 蛍光磁粉液の性能測定装置

Info

Publication number: JPH0894582A
Application number: JP22850294A
Authority: JP
Inventors: Osamu Tsuyama; 修津山; Tetsuo Kawakami; 哲男川上; Tamotsu Nishimine; 保西峯; Katsuji Kamimura; 勝二上村; Hideyuki Aimura; 英行相村; Atsuto Ouchi; 淳人大内
Original assignee: EISHIN KAGAKU KK; Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: EISHIN KAGAKU KK; Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-09-22
Filing date: 1994-09-22
Publication date: 1996-04-12

Abstract

(57)【要約】【目的】吸着された蛍光磁粉の輝度を安定して検出で
きる蛍光磁粉液の性能測定装置を提供する。【構成】所定量の蛍光磁粉液がサンプリング容器１１
内に供給され、高さｈの位置から一定圧力で電磁石２上
に散布される。紫外線灯５からの紫外線が反射鏡３に反
射して365nm を中心とした波長域の光強度が検出され
る。支持台１が反射鏡３側に距離Ｌ₁だけ移動し、紫外
線灯５からの紫外線が電磁石２に吸着された磁粉に照射
され、磁粉の蛍光の540nm を中心とした波長域の光強度
が検出される。計測回路１９が磁粉の蛍光輝度の信号を
紫外線強度の信号で除算し、この結果から蛍光磁粉液の
濃度を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蛍光磁粉探傷検査に用
いられる蛍光磁粉液の性能を測定する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】蛍光磁粉探傷検査では、被検査材を磁化
して疵部に漏洩磁束を発生せしめ、蛍光磁粉液を適用し
て疵部に吸着される蛍光磁粉模様を観察することによ
り、又は蛍光磁粉模様の蛍光輝度を測定することによ
り、被検査材の表面の疵が検出される。この蛍光磁粉液
はこれを蛍光磁粉探傷検査に用いるにあたり以下のよう
な問題を有している。第１に蛍光体の剥離による疵部検
出精度の低下が挙げられる。蛍光磁粉液に懸濁された蛍
光磁粉は、鉄粉の表面に蛍光体を付着させたものであ
り、使用する間に蛍光体が鉄粉から剥離され、被検査材
の疵部に鉄粉だけが付着したり、疵部でない部分に蛍光
体が付着したりする。これにより、疵部の検出感度（Ｓ
／Ｎ）が低下する。第２は、蛍光磁粉と同程度の大きさ
のスケール，ゴミ等の異物の混入による疵部検出精度の
低下である。第１、第２のような問題が生じた場合は、
被検査材の疵部に付着する蛍光磁粉の量が蛍光磁粉液の
調整初期の場合に比較して少なく、実際よりも面積が小
さい疵であると判断されるか又は疵を見逃す虞がある。

【０００３】第３は蛍光磁粉液の減少による疵部検出精
度の低下である。蛍光磁粉液中には、蛍光磁粉探傷に有
効な蛍光磁粉（以下有効蛍光磁粉という）と、蛍光磁粉
探傷に有効でない蛍光体単体及び鉄粉単体（以下無効体
という）とが水溶液中で混在しており、有効蛍光磁粉は
被検査材に吸着されて蛍光磁粉液中から持ち出される。
これにより、蛍光磁粉液の有効蛍光磁粉の濃度が低下し
て、正確な蛍光磁粉探傷検査が行えなくなる。

【０００４】このような問題を生ぜしめないために蛍光
磁粉液の濃度を管理している。この管理方法は、なし型
沈殿計を用いて沈殿した蛍光磁粉から蛍光磁粉濃度を測
定するのが一般的であるが、この方法ではごみ、スケー
ル、蛍光体が剥離した無効体等の存在が見かけ上の濃度
を高くし、正確な有効蛍光磁粉の濃度を測定できないと
いう難点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】有効蛍光磁粉の濃度を
正確に測定するために、蛍光磁粉液をサンプリングして
蛍光磁粉を磁石に吸着させ、形成された磁粉模様の蛍光
輝度と、基準蛍光体の蛍光輝度との相対輝度を測定する
方法が提案されている（特開昭48−80087 号公報、実開
昭63−70076 号公報）。この方法によれば、ゴミ、スケ
ール等の混入、蛍光体の剥離、又は紫外線灯の劣化の影
響を受けずに有効蛍光磁粉の濃度を測定できる。しかし
ながら、基準蛍光体自身が長期間の使用により輝度劣化
を生じ、この影響により正確な有効蛍光磁粉の濃度が測
定できないという問題があった。

【０００６】これを解決するための装置が特開昭59−26
897 号公報で提案されている。この装置は、蛍光磁粉探
傷検査に使用されている蛍光磁粉液の所定量を封入する
容器と、励起光を放射する励起光源と、容器に励起光を
照射して蛍光磁粉液の全体濃度を測定する光電変換器
と、容器底部に生ぜしめた磁束により有効蛍光磁粉を底
部に吸着させ、蛍光体を浮遊させて均一撹拌した上澄み
液の無効蛍光体液濃度を測定する光電変換器と、蛍光磁
粉液の全体濃度から無効蛍光体液の濃度を減算する減算
器とを備えている。この装置では、基準蛍光体を使用し
ないので基準蛍光体自身の輝度劣化の影響を受けずに有
効蛍光磁粉濃度を測定することができ、また、蛍光磁粉
液の全体濃度及び無効蛍光体液濃度夫々を励起光量で除
算するので、励起光の劣化の影響を受けない。さらに、
無効蛍光体を差し引いた濃度を測定しているので、有効
蛍光磁粉の濃度を測定することができる。

【０００７】しかしながら、この装置を用いた有効蛍光
磁粉濃度の測定は水溶液中での輝度を測定するために、
また均一撹拌により無効蛍光体が移動するために、安定
した測定値を得ることが困難であるという問題があっ
た。さらに、蛍光磁粉液の濃度測定と励起光量測定とで
各別の光電変換器を用いているので、夫々の光電変換器
の劣化程度により除算結果に誤差が生じ、正確な有効蛍
光磁粉濃度が測定できないという問題があった。

【０００８】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、所定量の蛍光磁粉液を磁粉吸着部に散布する
ことにより、吸着された蛍光磁粉の輝度を安定して検出
できる蛍光磁粉液の性能測定装置を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る蛍光磁粉
液の性能測定装置は、蛍光体を励起する光を励起光源か
ら放射し、蛍光磁粉探傷に用いられる蛍光磁粉液の蛍光
輝度を検出することにより蛍光磁粉液の性能を測定する
装置において、磁粉を吸着せしめる磁粉吸着部と、該磁
粉吸着部に蛍光磁粉液を散布する散布手段と、前記励起
光源からの励起光の強度及び前記磁粉吸着部に吸着され
た磁粉の蛍光輝度を検出する光検出器と、前記励起光の
強度と前記磁粉の蛍光輝度との比を求める演算手段とを
備えることを特徴とする。

【００１０】第２発明に係る蛍光磁粉液の性能測定装置
は、第１発明において、前記散布手段は、前記蛍光磁粉
液を所定の高さから前記磁粉吸着部へ散布せしめるべく
配設されていることを特徴とする。

【００１１】第３発明に係る蛍光磁粉液の性能測定装置
は、第１発明において、前記光検出器は、前記励起光の
強度及び前記磁粉の蛍光輝度の双方の検出のために共通
に用いられることを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明の蛍光磁粉液の性能測定装置では、蛍光
磁粉液を磁粉吸着部に散布して吸着された磁粉の輝度を
大気中で検出することにより安定した測定結果が得ら
れ、また磁粉の輝度と励起光源の光強度との比を求める
ことにより励起光源の劣化の影響を回避する。さらに、
蛍光磁粉液を所定の高さから散布して磁粉吸着部に吸着
される磁粉の膜厚を一定にして測定結果の精度を高め
る。さらにまた、磁粉の輝度と励起光源の光強度とを共
通の光検出器を用いて検出し、光検出器の劣化の影響を
回避する。

【００１３】

【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、本発明の蛍光磁粉液の性
能測定装置の構造を示す模式的斜視図である。図中１は
直方体形状の支持台であり、例えばエアシリンダを用い
た支持台移動手段４に接続されて水平方向に移動可能に
なっている。支持台１の上面には前記磁粉吸着部である
電磁石２と反射鏡３とが移動方向に並設されており、こ
れらは中心間距離Ｌ₁だけ離隔して脱着可能に配置され
ている。

【００１４】図２は、支持台１の移動方向と電磁石２及
び反射鏡３の位置関係とを示した模式的断面図である。
上述したように電磁石２及び反射鏡３は距離Ｌ₁を隔て
て配置されており、支持台移動手段４は支持台１を白抜
き矢符に示すように反射鏡３側へ距離Ｌ₁だけ移動せし
め、逆方向に同距離Ｌ₁だけ移動せしめる。また、支持
台１の斜め上方には紫外線照射灯５が反射鏡３から水平
距離Ｌ₂だけ離隔して固定されており、支持台１の移動
により電磁石２と紫外線照射灯５との距離も水平距離Ｌ
₂になる。なお、電磁石２及び紫外線照射灯５は、電源
電圧の安定性がその性能に影響を与えるので、自動電圧
調整器から電源供給を行う。

【００１５】図１に示すように、電磁石２の上方には蛍
光磁粉液を流す散布台１５が固定され、磁粉液供給ノズ
ル１７の一端を散布台１５上に配して磁粉液供給ノズル
１７から流出された蛍光磁粉液が電磁石２上に散布され
るようになっている。散布台１５の上部近傍には洗浄水
供給ノズル１８が配され、バルブ１６の開閉により洗浄
水が散布台１５及び電磁石２上を洗浄するようになって
いる。磁粉液供給ノズル１７の他端には、サンプリング
容器１１がバルブ１２を介して支持台１上面から高さｈ
の位置に固定されている。

【００１６】サンプリング容器１１内には、図示しない
蛍光磁粉探傷用タンクに連結された循環用パイプから蛍
光磁粉液が供給される。循環用パイプには三方バルブ１
３が継設されており、三方バルブ１３の所定期間毎の開
放により、所定量の蛍光磁粉液がサンプリング容器１１
内にサンプリングされる。サンプリングされた蛍光磁粉
液は、サンプリング容器１１に継設されたバルプ１２の
開放により電磁石２上に散布される。三方バルブ１３、
サンプリング容器１１、バルブ１２、磁粉液供給ノズル
１７及び散布台１５により前記散布手段が構成されてい
る。サンプリング容器１１の上部近傍には洗浄水供給ノ
ズル２０が配され、バルブ１４の開閉により洗浄水がサ
ンプリング容器１１を洗浄するようになっている。

【００１７】一方、反射鏡３の上方には光学フィルタ７
が配されている。光学フィルタ７は紫外線透過フィルタ
８及び蛍光選択フィルタ９を備えており、エアシリンダ
を用いたフィルタ移動手段１０により、支持台１の移動
方向に直交する方向に光学フィルタ７を移動せしめるよ
うになっている。この移動により、反射鏡３上に紫外線
透過フィルタ８及び蛍光選択フィルタ９を選択的に配置
させる。光学フィルタ７の上方にはフォトセンサ６が配
設されており、反射鏡３又は電磁石２で反射された紫外
線を受光し、その受光強度を電気信号に変換して計測回
路１９に出力する。計測回路１９は増幅回路及び演算回
路を備えており、計測結果を電圧値として出力するよう
になっている。

【００１８】このように本装置は、タンク循環パイプか
ら蛍光磁粉液をサンプリングするサンプリング部と、サ
ンプリングされた一定量の蛍光磁粉液を一定圧力で散布
して電磁石２に吸着せしめる散布部と、散布された磁粉
に紫外線を照射して蛍光励起量を計測する計測部とで構
成されている。また、支持台移動手段４、フィルタ移動
手段１０、三方バルブ１３及びバルブ１２、１４、１６
はシーケンス制御される。

【００１９】以上の如き構成の蛍光磁粉液の性能測定装
置を用いて蛍光磁粉液の輝度を測定する場合は、まずサ
ンプリング部では、シーケンス制御により、三方バルブ
１３が開放されて循環パイプから所定量の蛍光磁粉液が
容器１１内に供給される。そして散布部では、シーケン
ス制御によりバルブ１２が開放されて高さｈの位置から
蛍光磁粉液が一定圧力で即ち一定膜厚を有して電磁石２
上に散布され、磁粉が電磁石２上に吸着される。一方計
測部では、シーケンス制御により、フィルタ移動手段１
０が光学フィルタ７を移動せしめ、反射鏡３とフォトセ
ンサ６との間に紫外線透過フィルタ８を配する。紫外線
灯５からの紫外線が反射鏡３に反射して紫外線透過フィ
ルタ８を透過し、365nm を中心とした波長域の光がフォ
トセンサ６に入光する。この光強度が電気信号に変換さ
れて計測回路１９に入力される。

【００２０】次に、シーケンス制御により支持台移動手
段４が支持台１を反射鏡３側に距離Ｌ₁だけ移動せし
め、電磁石２と紫外線灯５との距離をＬ₂にする。この
支持台１の移動と並行してフィルタ移動手段１０が光学
フィルタ７を移動せしめ、電磁石２に吸着された磁粉と
フォトセンサ６との間に蛍光選択透過フィルタ９を配す
る。紫外線灯５からの紫外線が電磁石２に吸着された磁
粉に照射され、磁粉の蛍光が蛍光選択透過フィルタ９を
透過する。そして540nm を中心とした波長域の光がフォ
トセンサ６に入光し、この光強度が電気信号に変換され
て計測回路１９に入力される。このとき、電磁石２に吸
着された磁粉の膜厚は均一であり、磁粉の蛍光輝度は高
精度で検出される。

【００２１】計測回路１９では、先に入力された反射光
に対応する信号と蛍光磁粉の輝度に対応する信号とが入
力されており、計測回路１９が備える増幅回路にて増幅
された電圧値が演算回路に入力され、蛍光磁粉の輝度の
信号が反射光の信号で除算される。この除算値即ち蛍光
磁粉の輝度値が図示しない表示部に表示される。この数
値は予め定められた管理レベルと比較され、比較結果に
応じて蛍光磁粉液の調整が行われる。

【００２２】輝度値の演算後、シーケンス制御により支
持台移動手段４が支持台１を電磁石側に距離Ｌ₁だけ移
動せしめ、反射鏡３と紫外線灯５との距離をＬ₂にす
る。シーケンス制御により電磁石２の通電が停止され、
バルブ１４、１２の開放により容器１１、磁粉液供給ノ
ズル１７、散布台１５及び電磁石２が洗浄される。そし
てバルブ１４閉鎖後バルブ１６が開放され、再び散布台
１５及び電磁石２が洗浄されて次回の測定の待機状態に
なる。以上の如き一連の動作がシーケンス制御により繰
り返し行われる。なお、輝度測定時間の間隔は任意に設
定可能である。

【００２３】図３は、蛍光磁粉濃度と輝度値との関係の
一例を示すグラフである。この関係は予め定めた有効蛍
光磁粉濃度に調整された各濃度の蛍光磁粉液の輝度値
を、上述した装置を用いて測定した結果である。このグ
ラフを用いて、測定された蛍光磁粉液の輝度値から蛍光
磁粉濃度の変化を求め、これに応じて蛍光磁粉液濃度を
一定とすべく調整する。これは例えば蛍光磁粉又は水の
添加により行われる。このように蛍光磁粉液の輝度値を
検出することにより、濃度に代表される蛍光磁粉の性能
を測定し、管理することができる。

【００２４】なお、上述した装置は、サンプリング容器
の容量、高さｈ、磁化力等を調整変更することにより、
FIG.３に示した一例以外の幅広い蛍光磁粉濃度範囲に対
応することができる。

【００２５】また、本実施例では支持台移動手段４及び
フィルタ移動手段１０としてエアシリンダを用いた場合
を説明しているが、これに限るものではなく、油圧シリ
ンダ又はモータで往復移動を可能とする手段であっても
良い。

【００２６】さらに、本実施例では磁粉の輝度と紫外線
灯５の光強度とを共通のフォトセンサ６を用いて検出す
ることにより、コストダウン及び測定精度の向上を図っ
ているが、同程度の性能を有する各別のフォトセンサを
用いても良い。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明においては吸着部
に吸着された蛍光磁粉の輝度を励起光照射により大気中
で検出し、蛍光磁粉の蛍光強度と励起光源の光強度との
比を求めるので、励起光源の劣化の影響を受けずに安定
した輝度値を検出できる等、本発明は優れた効果を奏す
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蛍光磁粉液の性能測定装置の構造を示
す模式的斜視図である。

【図２】本発明装置の支持台の移動方向と電磁石及び反
射鏡の位置関係とを示した模式的断面図である。

【図３】蛍光磁粉濃度と輝度値との関係の一例を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

１支持台２電磁石３反射鏡４支持台移動手段５紫外線灯６フォトセンサ７光学フィルタ１０フィルタ移動手段１１サンプリング容器１５散布台１７磁粉液供給ノズル１９計測回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西峯保福岡県北九州市小倉北区許斐町１番地住友金属工業株式会社小倉製鉄所内 (72)発明者上村勝二東京都港区東新橋１丁目２番13号栄進化学株式会社内 (72)発明者相村英行東京都港区東新橋１丁目２番13号栄進化学株式会社内 (72)発明者大内淳人東京都港区東新橋１丁目２番13号栄進化学株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蛍光体を励起する光を励起光源から放射
し、蛍光磁粉探傷に用いられる蛍光磁粉液の蛍光輝度を
検出することにより蛍光磁粉液の性能を測定する装置に
おいて、磁粉を吸着せしめる磁粉吸着部と、該磁粉吸着部に蛍光
磁粉液を散布する散布手段と、前記励起光源からの励起
光の強度及び前記磁粉吸着部に吸着された磁粉の蛍光輝
度を検出する光検出器と、前記励起光の強度と前記磁粉
の蛍光輝度との比を求める演算手段とを備えることを特
徴とする蛍光磁粉液の性能測定装置。
【請求項２】前記散布手段は、前記蛍光磁粉液を所定
の高さから前記磁粉吸着部へ散布せしめるべく配設され
ている請求項１記載の蛍光磁粉液の性能測定装置。
【請求項３】前記光検出器は、前記励起光の強度及び
前記磁粉の蛍光輝度の双方の検出のために共通に用いら
れる請求項１記載の蛍光磁粉液の性能測定装置。