JPS60117148A - 傷検出用検査液の特性測定装置及び鋼材の傷検出方法 - Google Patents

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】 この発明は、螢光磁粉を用いて鋼材に存在する傷を検出
する場合に用いられる傷検出用検査液の特性測定装置及
びその装置を用いて鋼材の傷を検出する方法に関する。

上記のように螢光磁粉を含んだ検査液によシ鋼材の傷を
検出する場合には、第を図に示される様に検査液の螢光
磁粉濃度の違いによ探傷に対する螢光磁粉の吸Ｎ量も変
化する為、検査に用いる検査液の掻光磁粉濃度を知るこ
とが重要である。即ち濃度が低いと鋼材の傷が大きくて
もそこにわずかな螢光磁粉しか付着しない為、探傷時に
はそこから得られる光の検出レベルが低く、その為その
傷を見落してしまったシする問題がおる。又第５図に示
される様に、傷の深さの違いによシその傷に対する螢光
磁粉の吸着量が変化するは勿論のこと、検査液に用いる
螢光磁粉の性状の違い即ち第を図に示される様に比較的
粒度の細かいものが多いＡ磁粉と比較的粒度の大きいも
のが多いＢ磁粉との違いにより、第Ｓ図に示されるよう
に傷の深さとその傷に対する螢光磁粉の吸着量との関係
が相違する。この為鋼材の傷を検出する場合には、その
検出に使用する検査液について傷の深さとその傷に対す
る螢光磁粉の吸着量との関係を掴んでおくことが重要で
ある。

そこで本発明は上記のような諸要望に応えようというも
ので、傷に対する検査液の螢光磁粉の吸着の特性を測定
することができるは無動のこと、その測定の場合、種々
の大きさの傷とその傷に対する螢光磁粉の吸着量との関
係を測定できるようにした装置、及びその装置を用いて
鋼材の傷を検出する方法を提供しようとするものである
。

以下本願の実施例を示す図面について説明する。

第１図及び第２図において、１は検査液タンクで、゛　
内部には螢光磁粉が混入された検査液２が貯えられてい
る。３は検査液を一様に撹拌する為の攪拌装置、４は検
査液を汲み出す為のポンプを示す。

次に５は散布装置で、複数のノズル６．６・・・を備え
ており、被検査鋼材７に対して検査液を一様に散布する
ように構成しである。８は検査液の受皿を示す。尚この
散布装置５においては、被検査鋼材７を磁化させる為の
周知の磁化装置（図示外）が備えられている。４１は上
記検査液の一部を汲み上げる為、のポンプ、１０はバル
ブを示す。１１は検査液の特性測定装置を示す。この特
性測定装置１１において、認は流下板で、その上面即ち
検査面１２ａｌＣ上記検査液を流下させ得るように構成
しである。この流下板νは非磁性材料で形成されている
。１３は流下手段で上記検査面１２ａに被検査東を流下
させる為のものである。これにおいて、１４は水槽、迅
は流入管で、前記パルプ１０に接続しである。把は流出
管で、その途中には弁１７（電磁弁）が介設しである。

詔はオーバーフロー管で、前記流出管１６の下端から水
槽１４内における検査液の水面までの高さを一定にして
前記流出管１６から流出する検査液の流量を一定化させ
る為に設けられている。加は流下板りの下側に配設され
た漏洩磁束発生装置で、上記検査面１２ａに漏洩磁束を
発生させてそこに擬似傷２１を形成するようにした磁極
片と、その磁極片を磁化させる為の電磁石とから周知の
如く構成しである。２２は磁束発生装置領に電源を供給
する為の電源装置を示し、定電流電源装置が用いである
。尚その電流値は種々の大きさに変更できる様に構成し
てｓｂ、その電流値を変えることによって上記検査面１
２ａに発生する漏洩磁束の強さを変化させて、その結果
そこに出来る擬似傷４の実質的な大きさを種々に変更で
きる様にしである。尚本件明細書中においてはそのよう
な可変手段のことを擬似傷可変装置とも呼ぶ。田は検査
面１２ａに紫外線を照射するようにしたブラックライト
、冴はその電源を示す。２５は検出器で、上記擬似傷４
に吸着された螢光磁粉から発せられる光を検出する為の
ものであシ、光電子増倍管が用いである。２６は得られ
た信号を増幅する増幅器、ガは増幅された信号をＡ／Ｄ
変換するＡ／Ｄ変換器を示す。公は浄化装置で、後述の
ような測定ごとに検査面１２ａを浄化する為のものであ
シ、上記検査面１２ａを拭うようにしたワイパー四とそ
れを作動させる為のシリンダー（９）を備える。又３１
は上記シリンダーに作動用空気を供給する為の供給装置
、羽はシリンダー（資）と供給装置３１の間に介設した
電磁弁を示す。羽は制御装置で、前記電源装置ｎや電磁
弁＆を制御するように構成してアシ−例としてマイクロ
コンピュータが用いである０又この制御装置おけ、擬似
傷の大きさとその傷に吸着された螢光磁粉から発せられ
る光の強さとの関係を演算する演算回路をも備えている
。尚上記擬似傷の大きさは電源装置ｎから磁束発生装置
加に供給される電流値に基づいて算出され、又上記光の
強さはＡ／Ｄ変換器ηから入力される信号に基づいて算
出される。調は表示器で、上記擬似傷の大きさと光の強
さとの関係或いは検査液の濃度等を表示するものでアシ
、周知の如（ＣＲＴディスグレー或いはプリンター等が
用いられる。次に易は濃度判定回路、あは主制御回路、
蕃は警報装置、あは磁粉追加指令回路、墓は磁粉追加用
のポンプを示す。次に第７図における符号用は傷検出装
置を示す。これにおいて、戟は鋼材７０表面に対してそ
こに付着している螢光磁粉を発光させる為の光を照射す
るようにしたライトで、−例として紫外線を照射するブ
ラックライトが用いである。Ｃは螢光磁粉から発せられ
る光を検出する様にしたテレビカメラで、産業用テレビ
カメラ（ＩＴＶ）と一般に称されているものが用いであ
る。劇は検出したビデオ信号の中から各水平、垂直同期
信号を取シ出すビデオ信号制御回路、砺はアナログ信号
である上記ビデオ信号をＡ／Ｄ変換しディジタル化する
高速のＡ／Ｄ変換回路、菊はＡ／Ｄ変換された結果を記
憶する原画像信号記憶回路、４７は上記記憶回路６に記
憶された原画像信号の中から傷信号のみを取シ出す信号
処理回路、槌は信号処理回路４７で抽出された傷信号を
記憶する記憶回路で、これは鋼材７０表面にマークを付
す為のマーキング装置番に接続されている。

次に上記構成のものの動作を説明する。タンク１内の検
査液２はポンプ４で汲み上けられ散布装置５に送られる
。この散布装置５においてはノズル６から検査液が鋼材
７に向けて散布される。この場合図示外の磁化装置によ
って鋼材７は磁化される。これによシ鋼材７において傷
が存在する箇所にはその他の箇所に比べて多量の螢光磁
粉が吸着される。上記のように散布装置５にょシ散布さ
れて余った検査液は受皿８に入シ更にパイプを通ってタ
ンク１に戻る。

一方上記検査液の一部はボン７４′からパルプ１ｏを通
って特性測定装置１１に送られ、そこで特性が測定され
る。次にその特性の測定について第３図必タイムチャー
トに基づき説明する。まず制御装置あによシミ磁弁１７
が制御されて（イ）に示す如く検査液が検査面１２ａに
流される。また制御装置にょシミ磁弁謔が制御されて（
イ′）に示す如く浄化装置慈が作動する。即ちワイパー
２９が検査面１２ａを拭いその表面を浄化する。その浄
化の終了間際の時点において、（ロ）に示す如く制御装
置羽の制御にょシ上記検査面１２ａからの光（螢光）の
強さの測定（傷が存在しない時の光の強さの測定）が行
なわれる。即ち検査面１２ａからの光の検出をしている
検出器３の検出信号が増幅器謳、Ａ／Ｄ変換器Ｉを介し
て装置おに取シ入れられる。次に（ハ）に示す如く制御
装置＆の制御によって電源装置ｎから漏洩磁束発生装置
りに電流が供給され、その発生装置領によって検査面１
２＆に擬似傷４が形成される。

この擬似傷２１は上記電源装置ηからの電流を小さくし
ておくことによって先ず小さな大きさく例えば０．／　
ｆｆの深さの傷に相当するもの）にされる。

このように検査面１２ａに擬似傷４が形成される事によ
って、流下手段邦における流出管１６から検査面１２ａ
に流下させられる検査液中の螢光磁粉はその擬似傷４の
箇所に吸着される。そして磁化の開始から所定時間経過
後に（）’）の如く検査液の流下を停止する。尚上記磁
化状態はそのままに保つ。

このように擬似傷４に螢光磁粉が吸着された状態におい
て、再び制御装置あの制御によって、に）に示す如くそ
の擬似傷４に吸着された螢光磁粉から発せられる光の強
さの測定が行なわれる。その測すが終わると、磁束発生
装置加への電流供給を停止し、また電磁弁１７を開いて
検査液の流下を開始すると共に、（ホ）に示す如く再び
浄化装置田を作動させて検査面１２ａの浄化が行なわれ
る。又この浄化を行なっているうちに、制御装置（にお
いては（へ）に示すように前記←）の測定値から（ロ）
の測定値を差引いて、上記のような傷＜ｏ、ｉｍの傷）
に対応するデータ即ちそのような擬似傷２１に吸着され
た螢光磁粉から発せられる光の強さを演算する。次に上
記浄化の終了間際の時点において、（ト）に示されるよ
うに擬似傷２１が存在しないときの光の強さの測定が再
び行なわれる。次に浄化終了後（イ）に示すように漏洩
磁束発生装置加を再び作動させて擬似傷２１を形成して
そこに螢光磁粉を吸着させ、（ワ）に示す如くその擬似
傷に吸着された磁粉からの光の強さの測定を行なう。こ
の場合、磁束発生装置加に対する電流の供給量な前記の
場合に比べて増加させて、擬似傷４として前記よシも大
きい傷（０゜２ｆｆの深さの傷に相当する傷）を形成し
、それについて測定を行なう。以上のよう表動作を種々
の大きさの擬似傷に対して繰返し行なう事によシ、演算
回路においては第７図に示す如く漏洩磁束発生装置加の
磁化力と検出器５の検出信号との相関関係、即ち擬似傷
の深さとその傷に吸着された螢光磁粉から発せられる光
の強さとの相関関係のデータが得られる。そのデータは
表示器勢に送られて表示されると共に傷検出装置４１に
おける信号処理回路４７に与えられる。

又上記のような測定とは同時平行的に或いはそれとは別
個に、濃度判定回路あによって上記検査液の濃度判定が
行なわれる。その結果、検査液の濃度が所定の濃度よシ
も薄くなっている場合には、制御回路蕊の制御によシ警
報装置ｄが作動して警報が発せられると共に、磁粉追加
指令回路おが作動し磁粉追加用ポンプＩが動作をしてタ
ンク１に対して磁粉の追加が行なわれる。

尚上記のような測定は例えばｌθ分周期で繰返し行なわ
れる。そして７回の測定は上記のような測定を複数回繰
返し行ないその平均がめられる。

又上記のような７周期の間に例えば約２θ本の被検査鋼
材７に対して次々と検査液を散布する作業が行なわれる
。

更に又、上記測定は検査面１２ａへの検査液の流下を継
続したままで行なってもよい。

次に上記のようにして検査液が散布された被検査鋼材７
は傷検出装置ｄの箇所に運ばれる。どの被検査鋼材７に
おいては第７図に示す如く傷菊の箇所に螢光磁粉が周知
の如く吸着されている。次に検出装置４１による傷の検
出について説明する。

先ずブラックライ）４２から紫外線が鋼材７に向は照射
される。すると鋼材７に付着している螢光磁粉は、付着
密度が高い所では強い螢光を低い所では弱い螢光を夫々
発する。この状態においてテレビカメラ招によって、鋼
材７０表面に付着している螢光磁粉からの螢光がビデオ
信号の形で検出される。得られたビデオ信号は回路祠、
４５を経て記憶回路菊に記憶される。記憶回路茹に記憶
された信号は処理回路Ｃに送られそそとで傷信号のみが
取出される。即ち信号処理回路４には前記特性測定装置
Ｕによって得られた第７図のデータが与えられている為
、処理回路Ｃにおいては記憶回路荀に記憶されていた信
号と上記のデータとを照合し、記憶回路荀に記憶されて
いた信号の内から研削を要する傷（例えば０．２ｆｆ乃
至０．３ｆｆ以上の深さの傷）についての信号のみを取
出す。その取出された傷信号は記憶回路おに記憶される
。記憶回路栃に記憶された傷信号は次にマーキング装置
紛に伝えられ、そのマーキング装置ａによって鋼材７の
表面において上記検出された傷に正確に対応する位置に
傷の存在する位置を示す為のマーキングが行なわれる。

次に上記装置においては別の態様での操作を行なっても
よい。即ち検出装置用において検出すべき傷の大きさが
既に定まっている場合には、特性測定装−■における電
源装置４を調整して漏洩磁束発生装置加に対する供給電
流を調整し、前記擬似傷４を上記検出すべき傷と同一の
大きさく対応した大きさ）の傷に定めておく。そしてそ
の擬似傷について、その擬似傷に吸着された螢光磁粉か
らの光の強さを前記の場合と同様にして検出する。

これによシ検出を目的とする実際の傷と同等の傷に対す
る検査液の特性をめることができる。この様にして得ら
れた特性を前記信号処理回路４７に与えておくことによ
って、夫々検出を目的とする大きさの傷を精度高く検出
する事ができる。

次に上記実施例においては擬似傷可変装置として漏洩磁
束発生装置加に対する電流の大きさを可変する構造のも
のを示したが、その擬似傷可変装置としては、検査面１
２＆から漏洩磁束発生装置２０までの距離を機械的に変
化させるようにし、それによって検査面１２ａに形成さ
れる擬似傷２１の大きさを変化させるようにしたもので
もよい。

以上のようにこの発明にあっては、検査液中の螢光磁粉
が漏洩磁束発生装置加によって形成される擬似傷乙に吸
着されるようにし、その吸着された螢光磁粉の発する光
の強さを検出し得るようにしであるから、上記擬似傷に
対する検査液中の螢光磁粉の吸着の特性を測定できる特
長がある。このことは、鋼材の表面の傷をそこに吸着さ
れた螢光磁粉の発する光を頼シにして検出する場合、そ
の検出レベルに対して、上記測定した特性に応じた修正
を加えることができて傷を精度良く検出できる有用性が
ある。

しかも上記特性の測定の場合、上記漏洩磁束発生装置鏡
には擬似傷可変装置を付設しているから、上記検査液中
の螢光磁粉から見た擬似傷２１の大きさを大小変化させ
られる特長がある。このことは、被検査鋼材７において
大きい傷を主として検出したい場合には、上記擬似傷２
１の大きさをそれに応じて大きくして、その大きい擬似
傷に対する検査液の特性を測定でき、反対に、小さい傷
を検出したい場合には擬似傷を小さくしてその小さい擬
似傷に対する検査液の特性を測定でき、実際の傷検出作
業に即した特性測定ができる有用性がある。

更に本発明の方法にあっては、検査液を被検査鋼材７に
ふシかけて螢光磁粉を傷菊に吸着させ、その吸着された
螢光磁粉の発する光の強さを測定する一方、上記検査液
について擬似傷４０大きさとその擬似傷に吸着された螢
光磁粉から発せられる光の強さとの相関関係をめ、上記
測定値を上記のめられた相関関係と照合して被検査鋼材
７において要研削傷の存在する箇所を検出するものであ
るから、被検査鋼材７における要研削傷を、検査液の種
別あるいは新旧などの相違にかかわシなく正確に検出で
きる利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例を示すもので、第７図は螢光自動探
傷装置の系統図、第２図は特性測定装置の系統図、第３
図は特性測定装置の動作タイミングを示すタイムチャー
ト、第弘図は検査液の螢光磁粉濃度と傷に対する螢光磁
粉吸着量との関係を示すグラフ、第５図は傷の深さと傷
に対する螢光磁粉の吸着量との関係を示すグラフ、第６
図は２種の螢光磁粉について螢光磁粉粒度とその含有比
率との関係を示すグラフ、第７図は漏洩磁束発生装置の
磁化力と検出器の検出信号レベルとの関係を示すグラフ
。 １２＆・・・検査面、Ｕ・・・検査液流下手段、加・・
・漏洩磁束発生装置、５・・・検出器。 第４図 第５図 第Ｃ図 第７図 雇り虹カ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）検査面と、上記検査面に対して螢光磁粉を含む検
   査液を流すようにした手段と、上記検査面に漏洩磁束を
   発生させてそこに上記検査液中の螢光磁粉を吸着する擬
   似傷を形成するようにした漏洩磁束発生装置と、上記擬
   似傷に吸着された螢光磁粉が発する光の強さを検出する
   ようにした検出器とから成る傷検出用検査液の特性測定
   装置において、上記漏洩磁束発生装置には、該発生装置
   が上記検査面に発生させる漏洩磁束を変化させて上記擬
   似傷の大きさを実質的に大小変化させるようにした擬似
   傷可変装置を付設したことを特徴とする傷検出用検査液
   の特性測定装置。
2. （２）検査面と、上記検査面に対して螢光磁粉を含む検
   査液を流すようにした手段と、上記検査面に漏洩磁束を
   発生させてそこに上記検査液中の螢光磁粉を吸着する擬
   似傷を形成するようにした漏洩磁束発生装置と、上記擬
   似傷に吸着された螢光磁粉が発する光の強さを検出する
   ようにした検出器とを準備し、被検査鋼材における傷を
   検出するに当っては、その鋼材に対しそれを磁化させる
   工程とその鋼材に検査液を付着させる工程とを施して、
   銅材の表面において傷の存在する部分にはその他の部分
   に比べてより多くの螢光磁粉を吸着させ、然る後、上記
   鋼材の表面の各所においてそこに吸着された螢光磁粉か
   らその吸着量に応じた強さで発せられる光の強さを測定
   する一方、上記検査液の一部を上記検査面に流すと共に
   、上記漏洩磁束発生装置が上記検査面に発生する漏洩磁
   束を変化させることによシ検査面における擬似傷の実質
   的な大きさを大小変化させ、その擬似傷の実質的な大き
   さを大小変化させた夫々の状態でその擬似傷に吸着され
   た螢光磁粉から発せられる光を夫々上記検出器で検出す
   ることによって、傷の大きさとそこに吸着された螢光磁
   粉から発せられる光の強さとの相関関係をめ、上記被検
   査鋼材に関しての上記測定値を上記擬似傷における傷の
   大きさと光の強さとの相関関係に照合して、上記検査面
   において所定以上の大きさの擬似傷について得られる光
   の強さに対応する強さ以上の光が被検査鋼材の表面にお
   いて測定された箇所を、被検査鋼材の表面において要研
   削傷が存在する箇所と判定することを特徴とする鋼材の
   傷検出方法。