JPS5857705B2 - ケイコウジフンタンシヨウホウ オヨビ ソノソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、磁粉探傷において被検査材に現れる磁粉模様
の形状を電気信号として検出し、欠陥部と欠陥ではない
部分とを自動的に識別させる方法およびこの方法を実施
するための装置に関するものである。

蛍光磁粉探傷の識別過程にテレビジョンを利用する自動
識別の試みはこれまで種々検討されていたが、以下に述
べるような難点があって、現在までのところ目視に代り
うるまでには至っていない。

すなわち、蛍光磁粉探傷において比較的現れることの多
い磁粉模様群は、第１図に示されるように、欠陥部に付
着した磁粉Ａと、欠陥部以外の不特定域に散在して付着
した磁粉（以下、バックグラウンド磁粉という）Ｂと、
被検査面に付着したペイント、または油などの汚れ部分
Ｃとの３種類の模様が混在し、これら３種類の各部をテ
レビジョン・カメラをかいして電気映像信号として捉え
た場合に、この信号の大きさは付着磁粉の明るさによっ
て定まるために、Ａ、Ｂ、Ｃの各部において明確な差異
がないことである。

いま、第１図のＤ−Ｄ線に沿って走査したとすると、映
像信号は第２図のように示され、これによって欠陥部を
識別することは至難である。

そこで、本発明の目的は、テレビジョン技術に全く新し
い信号処理法を適用することによって、蛍光磁粉探傷に
おける欠陥部の識別工程を自動化させることにある。

本発明においては、前述の各部Ａ、Ｂ、Ｃにおける付着
磁粉模様の形状の差異に着目し、この形状の違いを検出
して欠陥部のみを検出させるようにしたことに特徴があ
る。

まず、欠陥部に付着した磁粉Ａと、バックグラウンド磁
粉Ｂとの差異を識別する手段として、バックグラウンド
磁粉Ｂの面積分布をみると第３図のようになる。

この場合、欠陥部磁粉Ａが分布する領域は、第３図のＥ
、 −Ｅ１線よりも外側の領域に限定される。

すなわちＥｌ−Ｅ１線を基準値とすると、基準値よりも
太きいものに限られることがわかる。

同様に第４図によって磁粉模様の局長分布をみると、面
積分布の場合とよく似た傾向があり、欠陥部磁粉Ａは、
Ｅ２−Ｅ２線が示す基準値よりも大きいものに限られる
。

また、第５図によって磁粉模様の長さ分布をみてもはゾ
同様の傾向がみられ、欠陥部磁粉Ａは、Ｅ３−Ｅ３線に
示す基準値よりも太きいものに限定されることがわかる
。

したがって、バックグラウンド磁粉Ｂと欠陥部磁粉Ａと
の識別に際しては、磁粉模様の面積、局長長さのうちの
いずれのパラメータを採用しても識別が可能であること
が判明した。

次に、欠陥部磁粉Ａに対する汚れ部分Ｃの識別は、前述
の方法のみでは不可能であるが、双方について（面積）
／（周長）２の値を採用し、または（周長）／（長さ）
の値を採用して両者を比較すると、第１表に示すように
欠陥部磁粉Ａは、汚れ部分Ｃに比較して十分に小さい値
を持つことが判明した。

本発明においては、上述の事実に基づいて、欠陥部磁粉
ＡをバックグラウンドＢおよび汚れ部分Ｃから識別させ
るようにしたものである。

次に、本発明を実施する手段として形成した装置の一実
椎例を第６図に示し、本発明の実権の態様を図によって
説明する。

まず、すでに蛍光磁粉を付着されている被検査材１の表
面に対して、紫外線光源２を用いて紫外線を投射する。

次に、フィルタ３によって被投射面の紫外線を遮断し、
磁粉が発する蛍光のみを透過させて、ビジコンまたはブ
ランビ゛コンなどのテレビジョン・カメラ４によって捉
え、磁粉模様を電気映像信号に変換する。

この映像信号を電圧比較器５に導き、磁粉模様の明暗の
度合によってＯと１との２億信号に分類する。

一方、掃引信号発生器７を設けてテレビジョン・カメラ
４の電子ビームＸＹの両方向から走査させ、この掃引電
圧をＡＤコンバータ８に導いてテレビジョン・カメラ４
の解像度に応じた離散整数値にデジタル化させる。

ＡＤコンバータ８の出力は画面上の縦方向および横方向
の座標を示すものであって記憶装置６に導入させ、同時
に電圧比較器５からも前記座標に対応する点の明暗信号
を導入して記憶させる。

記憶装置６の出力を分類装置９に送り、「明」に該当す
る座標を、画面上のいずれかの明点集合部に属する座標
点集合、または孤立明点に属する座標として分類する。

例えば、「明」に該当する座標に隣接する座標点の明暗
判定を、各明点座標について行うことによって、画面上
の明点集合部の境界を求め、その境界内に属する明点座
標群を個々の明点集合部に属する明点座標群として分類
し、また、隣接する座標に明点座標の存在しないものは
、孤立明点としてその座標を分類することによりは的を
達することができる。

この種の分類は電子計算機を用いれば容易に行うことが
できる。

分類装置９によって分類された出力信号は、各分類ごと
に３つの計算機１０ａ、１０ｂ、１０ｃに導入され、こ
＼において各座標点ごとに、すなわち各磁粉模様ごとに
面積、周長、長さを計算させる。

面積、周長、長さは以下の方法で計算できる。

（１）面積 分類装置９の記憶内容を各明点座標群単位で計算機１０
ａに出力する。

これらの座標群中の同一の縦方向座標を有する明点の内
で最大の横方向座標および最小の横方向座標を選び出し
、その差をＬとする。

明点座標群中の縦方向座標値の最小値から最大値までの
すべての縦方向座標値に対してそれぞれ上記方法でＬを
求め、すべての縦方向座標値シこついてのしの和と縦方
向座標離散整数値間隔の積で面積を求めることができる
。

これらの計算を各明点群ごとに実施する。

なお、正確な面積を得るには、テレビジョン・カメラで
用いているレンズの倍率を考慮した補正係数を掛は合せ
る心安がある。

（２）周長 分類装置９に記憶されている縦方向および横方向の座標
群を計算機１０ｂに出力する。

最小の縦方向座標値から最大の縦方向座標値までのすべ
ての縦方向座標値に対して、それぞれの縦方向座標値を
有する明点中の最大および最小の横方向座標値を得る。

この操作で得られた座標値を有する明点は明点集合の境
界を構成する明点である。

境界明点に隣接する座標値間距離を算出し、合計するこ
とにより明点集合の周長が求められる。

（３）長さ 座標群を計算機１０ｃに出力する。

すべての境界明点について、その明点群に属するすべて
の境界明点との距離を算出し、それらの最大のものを長
さとする。

なお、ある明点Ａの横方向座標値、縦方向座標値をそれ
ぞれＸ ａ 、 Ｙ ａとし明点Ｂの座標値をｘｂ、ｙ
ｂとすると明点ＡとＢの距離は次式で算出できる。

（Ｘａ−Ｘｂ）２＋（Ｙａ−Ｙｂ）２ それぞれの計算値は、それぞれに専属する比較器１１ａ
、１１ｂ、１１ｃにおいて予め設定しである基準値と比
較させ、この基準値よりも大きい値の面積または周長ま
たは長さをもった磁粉模様だけを選出させる。

この操作により、バックグラウンド磁粉を完全に除去す
ることができる。

これと同時に、前記計算機１０ａ、１０ｂ。

１０ｃの算出値を別の計算機１２に導入し、（面積）／
（周長）２または（局長）／（長さ）のパラメータを計
算させ、これを計算機１２に専属された比較器１３に導
いて予め設定しである基準値と比較させ、基準値よりも
小である値をもった磁粉模様だけを選出させる。

比較器１１ａの出力を比較器１１ａに専属する判定回路
１４ａに導き、同時に比較器１３の出力も判定回路１４
ａに導いて両方の値を組み合せて欠陥部を判断させる。

比較器１１ｂや１１ｃにおいても比較器１１ａと同様の
回路構成によって欠陥部を判断させる。

本発明の構成において、被検査材に汚れ部分Ｃが存在せ
ず、したがってこれの識別を必要としない場合は、３種
類の計算機１０ａ、１０ｂ、１０ｃとこれらに専属する
比較器および判定回路のうちのいずれか１組を備えるだ
けで十分である。

本発明によれば、蛍光磁粉探傷における欠陥部と欠陥部
でない他の部分とを、高い信頼性をもって自動探傷でき
るものであるので、その効果は著しく、しかも単純な表
面形状以外の、例えば歯車やクランク軸などのような複
雑な形状の製品の探傷にも適用して、一層その効果を発
揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は被検査材の表面に現れる磁粉模様群を模式的に
示す説明図。 第２図は第１図のＤ−Ｄ線にそって走査したときに得ら
れる映像信号の波形図。 第３図はバックグラウンドの面積分布を示す線図。 第４図はバックグラウンドの周長分布を示す線図。 第５図はバックグラウンドの長さ分布を示す線図。 第６図は本発明に係る蛍光磁粉探傷装置の一実施例を示
すブロック図。 １：被検査材、２：紫外線光源、３：フィルタ、４：テ
レビジョン・カメラ、５：電圧比較器、６：記憶装置、
７：掃引信号発生器、８：ＡＤコンバータ、９：分類装
置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被検査材に付着させた蛍光磁粉によって欠陥部を判
   定する蛍光磁粉探傷法において、磁粉模様群を撮像管に
   より電気映像信号に変換すること、前記電気映像信号を
   明と暗の２種類の信号に分類すること、これとは別に撮
   像管の走査電子ビームと同期した掃引電圧を得て画面上
   の座標を示させること、前記画面上の座標およびこれに
   対応する位置の映像信号の出力値を明暗によって記憶さ
   せること、明に該当する座標を画面上のいずれかの明点
   集合部に属する座標点集合または孤立明点に属する座標
   として分類すること、前記分類ごとに各磁粉模様の面積
   と周長または周長と長さを同時に測定すること、前記測
   定値をもとに（面積）／（周長）２または（周長）／（
   長さ）の値を算出させること、前記測定値が基準値より
   も大でありかつ前記算出値が基準値よりも小であるもの
   のみを選出することより戒る蛍光磁粉探傷法。 ２ 被検査材の磁粉模様を電気映像信号に変換するテレ
   ビジョン・カメラと、電気映像信号を明と暗に分類する
   電圧比較器と、テレビジョン・カメラの電子ビームを走
   査する掃引信号発生器と、前記掃引信号発生器の出力電
   圧をデジタル化させて画面上の座標点を示させるＡＤコ
   ンバータと、画面上の座標点およびこれに対応する点の
   出力値を明暗によって記憶させる装置と、明に該当する
   座標を画面上のいずれかの明点集合部に属する座標点集
   合または孤立明点に属する座標として分類する装置と、
   各分類ごとの面積、周長、長さを計算させる第１の計算
   機と、この計算値を基準値と比較して基準値より大きい
   値のものだけを抜出す第１の比較器と、第１計算機によ
   って得た値をもとに（面積）／（周長）２、（周長）／
   （長さ）のパラメータを計算する第２の計算機と、該第
   ２の計算機によって得た値を基準値と比較して基準値よ
   りも小のものだけを抜出す第２の比較器と、前記第１の
   比較器と前記第２の比較器との算出値を組合せて欠陥部
   を判断する判定回路とより戒る蛍光磁粉探傷装置。