JPH0650941A - 磁粉探傷式表面疵検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁粉模様として表される表面疵を見落とすこ
となく確実に検出できるとともに、表面疵検出作業を能
率良く行える装置を得る。 【構成】 被検査材Ｓ上を移動可能な移動台車１に、磁
粉探傷用磁化装置２、表面疵を表す磁粉模様の箇所を照
明するための照明光源３、磁粉模様の像を撮像するため
のＣＣＤカラーカメラ４、及びカメラ４からの映像信号
を画像表示する６インチ型液晶カラーディスプレイ11を
設ける。カメラ４は、その光軸が被検査材表面となす角
度が60〜90度となるように、かつ、被検査材上における
磁粉模様実寸法に対するディスプレイ11の画面上におけ
る磁粉模様画像寸法の倍率が0.9 〜1.2 となるように設
ける。これにより、移動台車１を被検査材上を移動させ
ている状態においても、画面を見て、表面疵を表す磁粉
模様画像を肉眼により知覚できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば鉄鋼業におい
て鋼片の表面疵を磁粉探傷により検出する際に用いられ
る磁粉探傷式表面疵検出装置に関し、詳しくは、磁粉模
様として表される表面疵を見落すことなく確実に検出で
き、しかも表面疵検出作業を能率良く行えるようにした
新規な、磁粉探傷式表面疵検出装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】強磁性材料よりなる被検査材の表面に存
在する割れ等の表面疵を検出するには、従来、磁粉探傷
用磁化装置を用いて、被検査材に磁束を通し、外部から
散布供給される磁粉を表面疵部分にその部分で漏洩した
磁束により生じる磁場によって吸着させることにより、
表面疵を磁粉模様（磁粉による指示模様）として表し、
これにより、肉眼で認めにくい表面疵を肉眼で観察でき
るようにし、この磁粉模様の有無、その位置、大きさ等
を観察者が目視観察によって知覚することで、表面疵を
検出するようにしている。

【０００３】この磁粉模様の目視観察に際しては、被検
査材表面に可視光、あるいは近紫外線光を照射して表面
疵を表す磁粉模様の箇所を照明した状態で、観察者が腰
をおとしてその目を被検査材表面から数十cmにまで近づ
けて磁粉模様の有無、その位置、大きさ等を目視観察し
ている。なお、磁粉模様は、例えば、その長さが十数mm
以下、その幅が十分の数mm以下のものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した磁粉探傷式に
よる表面疵検出方法では、鉄鋼業における鋼片や厚鋼板
などのような表面平坦で広い表面積を持つ被検査材につ
いてその表面疵を検出する場合には、観察者がその目を
直接被検査材表面に近づけて磁粉模様の有無などを目視
観察することから観察者に無理な姿勢を強いるため、連
続して目視観察を行うことができず、表面疵検出作業に
時間がかかるという問題点がある。また、無理な姿勢か
らくる観察者の疲労により、表面疵の見落としを生じ易
くなるという問題点がある。

【０００５】そこでこの発明の目的は、磁粉模様として
表される表面疵を見落とすことなく確実に検出できると
ともに、表面疵検出作業を能率良く行うことができる新
規な磁粉探傷式表面疵検出装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明による磁粉探傷式表面疵検出装置は、被
検査材上を移動可能な移動台車と、この移動台車に設け
られ、被検査材に磁束を通し、外部から散布供給される
磁粉を被検査材の表面疵部分にその部分で漏洩した磁束
により生じる磁場によって吸着させることにより、被検
査材の表面疵を磁粉模様として表す磁粉探傷用磁化装置
と、前記移動台車に設けられ、表面疵を表す磁粉模様の
箇所を照明すべく被検査材表面に斜め上方より光を照射
する照明光源と、前記移動台車に設けられ、表面疵を表
す磁粉模様の像を撮像すべく被検査材表面を撮像する撮
像装置と、この撮像装置からの映像信号を受けて画像表
示し、その画像を目視観察することで表面疵を表す磁粉
模様画像を知覚し、それによって被検査材の表面疵を検
出するための画像表示装置とを備え、前記撮像装置を、
その光軸が被検査材表面となす角度が60〜90度となるよ
うに、かつ、被検査材上における磁粉模様実寸法に対す
る前記画像表示装置の画面上における磁粉模様画像寸法
の倍率が0.9 〜1.2 となるように設けていることを特徴
とする。

【０００７】

【作用】この発明による磁粉探傷式表面疵検出装置にお
いては、被検査材上を移動台車を移動させながら、この
移動台車に設けられた磁粉探傷用磁化装置により被検査
材に磁束が通される。これにより、外部から散布供給さ
れる磁粉が表面疵部分にその部分で漏洩した磁束により
生じる磁場によって吸着されて、被検査材表面に存在す
る表面疵が磁粉模様として表される。そして、移動台車
に設けられた照明光源により、被検査材表面に斜め上方
より光が照射されて表面疵を表す磁粉模様の箇所が照明
されるとともに、移動台車に設けられた撮像装置によ
り、被検査材表面が撮像されて表面疵を表す磁粉模様の
像が撮像される。この撮像装置からの映像信号が画像表
示装置に画像表示されて、観察者が、無理な姿勢でその
目を直接被検査材表面に近づけることなく、画像表示装
置の画面上に表示された画像を目視観察して表面疵を表
す磁粉模様画像を知覚することで、被検査材の表面疵が
検出されることになる。

【０００８】このようにこの発明による表面疵検出装置
は、被検査材上を移動台車を移動させながら、移動台車
に設けた照明光源により被検査材表面に斜め上方より光
を照射する一方、移動台車に設けた撮像装置により被検
査材表面を撮像して表面疵を表す磁粉模様の像を撮像
し、撮像装置からの映像信号を画像表示装置に画像表示
し、その画像を目視観察して表面疵を表す磁粉模様画像
を知覚するようにしたものである。

【０００９】そのため、撮像装置を、その光軸が被検査
材表面となす角度が60〜90度となるように、かつ、被検
査材上における磁粉模様実寸法に対する前記画像表示装
置の画面上における磁粉模様画像寸法の倍率が0.9 〜1.
2 となるように設けることにより、移動台車を被検査材
上を移動させている状態においても、画像表示装置の画
面を見て、小さく軽微な表面疵を表す磁粉模様画像から
大きく重大な表面疵を表す磁粉模様画像までを肉眼によ
り知覚できるようにしてある。以下、この点について説
明する。

【００１０】まず、静止状態において、照明光源の光軸
が被検査材表面となす角度α（以下、照明光源の光軸角
度という。）及び撮像装置の光軸が被検査材表面となす
角度β（以下、撮像装置の光軸角度という。）とが、画
像表示装置画面上における磁粉模様画像についての肉眼
による知覚性に及ぼす影響を調査した。この調査は、表
面平坦で広い表面積を持つ被検査材の表面に、小さく軽
微な表面疵を表す磁粉模様、中程度の大きさの表面疵を
表す磁粉模様、及び大きく重大な表面疵を表す磁粉模様
の３種類の磁粉模様を多数形成し、照明光源の光軸角度
αと撮像装置の光軸角度βとを変化させてその磁粉模様
の像を撮像し、そのとき画像表示装置の画面上に表示さ
れた画像を目視観察することにより実施した。ここで、
撮像装置の視野寸法は、長手方向（水平走査線方向）70
mm以上とし、被検査材上における磁粉模様実寸法に対す
る画像表示装置の画面上における磁粉模様画像寸法の倍
率は、等倍（1.0 ）とした。なお、撮像装置としてＣＣ
Ｄカラーカメラ、画像表示装置として６インチ型液晶カ
ラーディスプレイ（液晶式カラーモニター）を用いた。
その結果を表１に示す。

【００１１】

【表１】

【００１２】表１から、照明光源の光軸角度αが広い範
囲にわたって設定されている場合でも、撮像装置をその
光軸角度βが60〜90度となるように設けることで、画像
表示装置の画面を見て、小さく軽微な表面疵を表す磁粉
模様画像から大きく重大な表面疵を表す磁粉模様画像ま
でを肉眼により知覚できることがわかる。なお、表１か
らもわかるように、撮像装置の光軸角度βと照明光源の
光軸角度αとは、正反射光によるハレーション等を防止
するために、異なる値となるように設定することが好ま
しい。

【００１３】次に、移動台車を被検査材上を移動させて
いる場合において、被検査材上における磁粉模様実寸法
に対する画像表示装置の画面上における磁粉模様画像寸
法の倍率が、画像表示装置画面上における磁粉模様画像
についての肉眼による知覚性に及ぼす影響を調査した。

【００１４】この調査は、移動台車静止（停止）状態、
および移動台車を速度約150 mm／秒で移動させている状
態において、上記３種類の磁粉模様の像を撮像し、その
とき画面上に表示された画像を目視観察することにより
実施した。ここで、撮像装置の光軸角度βは75度、照明
光源の光軸角度αは70度とし、撮像装置の視野寸法は、
長手方向（水平走査線方向）70mm以上とした。その結果
を表２に示す。

【００１５】

【表２】

【００１６】その結果を表２に示す。表２から理解され
るように、撮像装置を、その被検査材表面との距離、あ
るいはそのカメラレンズを適当に選定して被検査材上に
おける磁粉模様実寸法に対する画像表示装置の画面上に
おける磁粉模様画像寸法の倍率が0.9 〜1.2 となるよう
に設けることで、移動台車を被検査材上を移動させてい
る状態においても、画像表示装置の画面を見て、小さく
軽微な表面疵を表す磁粉模様画像から大きく重大な表面
疵を表す磁粉模様画像までを肉眼により知覚できる。こ
のようにして、磁粉模様として表される表面疵を見落と
すことなく確実に検出できるとともに、表面疵検出作業
を能率良く行うことができる。

【００１７】

【実施例】以下、この発明の一実施例について説明す
る。図１はこの発明の一実施例による磁粉探傷式表面疵
検出装置の構成を示す図、図２は図１に示す磁粉探傷式
表面疵検出装置のＡ矢視側面図である。

【００１８】図１及び図２において、１は表面疵を検出
すべき被検査材Ｓ上を観察者による人力にて移動される
移動台車である。移動台車１は、この実施例では、全体
としてパイプ組み立て構造となされており、底部の四隅
に車輪1aが取り付けられ、天井板の部分以外が開放され
てなる箱状枠部に、上部の先端にコ字状の握りアーム1b
が取り付けられた棒状のアーム1cを固着してなるもので
ある。この移動台車１の箱状枠部の内側には、図に示す
ように、被検査材Ｓ上を転動する一対をなすコロ2a（図
２においては図示省略）を備えた磁粉探傷用磁化装置
２、照明光源３、及び、撮像装置としてのＣＣＤカラー
カメラ４が、箱状枠部に取り付けられた状態で設けられ
ている。

【００１９】一対をなすコロ2aを備えた磁粉探傷用磁化
装置２は、被検査材Ｓに磁束を通し、外部から散布供給
される磁粉を被検査材の表面疵部分にその部分で漏洩し
た磁束により生じる磁場によって吸着させることによ
り、被検査材の表面疵を磁粉模様として表すための装置
であり、照明光源３は、表面疵を表す磁粉模様の箇所を
照明すべく被検査材表面に斜め上方より先に述べた光軸
角度αにて光を照射する光源である。これらは、図示し
ない支持部材によって移動台車１の箱状枠部に取り付け
られている。ＣＣＤカラーカメラ４は、表面疵を表す磁
粉模様の像を撮像すべく被検査材表面を撮像するための
ものである。

【００２０】５は第１取付け板、６は第２取付け板であ
り、これらはＣＣＤカラーカメラ４を支持し、その光軸
角度β、及びその被検査材Ｓとの距離を調整し得るよう
にするためのものである。広幅でもって円弧状をなす第
１取付け板５には、図１に示すように、その板を貫通し
円弧状にのびるカメラ光軸角度調整用孔5aが二つ平行に
設けられている。第１取付け板５に固着された矩形をな
す第２取付け板６には、その板を貫通し図における上下
方向にのびる被検査材間距離調整用孔6aが設けられてい
る。７は移動台車１の箱状枠部の構成部材のひとつであ
る上部パイプ1dに固着された第３取付け板である。

【００２１】第１取付け板５に固着された第２取付け板
６は、固定ボルト９をその被検査材間距離調整用孔6aに
通し、第３取付け板７に刻設された雌ねじに螺合するこ
とにより、移動台車１の上部パイプ1dに固定される。そ
して、ＣＣＤカラーカメラ４は、４本の固定ボルト８を
第１取付け板５のカメラ光軸角度調整用孔5aに通し、Ｃ
ＣＤカラーカメラ４のハウジングに刻設された雌ねじに
螺合することにより、第１取付け板５に固定される。し
たがって、ＣＣＤカラーカメラ４の光軸角度β調整は、
４本の固定ボルト８を緩めた状態でカメラ４をカメラ光
軸角度調整用孔5aに沿わせて所定の位置まで移動させた
後、固定ボルト８を締め付けることで行われるようにな
っている。また、ＣＣＤカラーカメラ４の被検査材Ｓと
の距離調整は、固定ボルト９を緩めた状態でカメラ４を
一体化された取付け板５，６とともに所定の位置まで上
下移動させた後、固定ボルト９を締め付けることで行わ
れるようになっている。

【００２２】移動台車１の箱状枠部の天井板上には、Ｃ
ＣＤカラーカメラ４からの映像信号の増幅などを行うカ
メラ制御器10が設けられている。このカメラ制御器10か
らの増幅された映像信号、同期信号等が、この実施例で
は、移動台車１のアーム1cに取り付けられた画像表示装
置としての６インチ型液晶カラーディスプレイ11に与え
られて、６インチ型液晶カラーディスプレイ11によって
ＣＣＤカラーカメラ４からの映像信号が画像表示され、
その画像が観察者により目視観察されるようになってい
る。

【００２３】このように構成されるこの実施例の磁粉探
傷式表面疵検出装置を用いて、被検査材Ｓとしての鋼片
についての表面疵の検出を次の設定条件にて行った。設
定条件は、ＣＣＤカラーカメラ４の視野寸法：長手方向
（水平走査線方向）70mm以上、移動台車１の移動速度：
約150 mm／秒、照明光源３の光軸角度α：５度ピッチで
50〜80度、ＣＣＤカラーカメラ４の光軸角度β：５度ピ
ッチで60〜90度、被検査材Ｓ上における磁粉模様実寸法
に対する６インチ型液晶カラーディスプレイ11の画面上
における磁粉模様画像寸法の倍率：0.1 ピッチで0.9 〜
1.2 、とした。この場合、上記倍率はＣＣＤカラーカメ
ラ４の被検査材表面との距離、あるいはそのカメラレン
ズを適当に選定することで変化させた。また、正反射光
によるハレーション等を防止するために、ＣＣＤカラー
カメラ４の光軸角度βと照明光源３の光軸角度αとが同
じになる組合せは回避した。

【００２４】その結果、移動台車１を速度約150 mm／秒
で移動させている状態においても、６インチ型液晶カラ
ーディスプレイ11の画面を見て、疑似模様と混同するこ
となく、小さく軽微な表面疵を表す磁粉模様画像から大
きく重大な表面疵を表す磁粉模様画像までを肉眼により
知覚でき、それによって、磁粉模様として表される表面
疵を見落とすことなく確実に検出できるとともに、表面
疵検出作業を能率良く行うことができた。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように、この発明による磁粉
探傷式表面疵検出装置によると、被検査材上を移動可能
な移動台車に、磁粉探傷用磁化装置、磁粉探傷用磁化装
置による表面疵を表す磁粉模様の箇所を照明するための
照明光源、及び、表面疵を表す磁粉模様の像を撮像する
ための撮像装置を設けるとともに、撮像装置からの映像
信号を画像表示する画像表示装置を備え、さらに、撮像
装置を、その光軸が被検査材表面となす角度が60〜90度
となるように、かつ、被検査材上における磁粉模様実寸
法に対する画像表示装置の画面上における磁粉模様画像
寸法の倍率が0.9〜1.2 となるように設けるようにした
ものであるから、移動台車を被検査材上を移動させてい
る状態においても、画像表示装置の画面を見て、小さく
軽微な表面疵を表す磁粉模様画像から大きく重大な表面
疵を表す磁粉模様画像までを肉眼により知覚でき、それ
によって、磁粉模様として表される表面疵を見落とすこ
となく確実に検出できるとともに、表面疵検出作業を能
率良く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による磁粉探傷式表面疵検出
装置の構成を示す図である。

【図２】図１に示す磁粉探傷式表面疵検出装置のＡ矢視
側面図である。

【符号の説明】

１…移動台車 1a…車輪 1b…握りアーム 1c…アーム
1d…上部パイプ ２…磁粉探傷用磁化装置 2a…コロ
３…照明光源 ４…ＣＣＤカラーカメラ ５…第１取
付け板 5a…カメラ光軸角度調整用孔 ６…第２取付け
板 6a…被検査材間距離調整用孔 ７…第３取付け板
８，９…固定ボルト 10…カメラ制御器11…６インチ型
液晶カラーディスプレイ Ｓ…被検査材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査材上を移動可能な移動台車と、こ
   の移動台車に設けられ、被検査材に磁束を通し、外部か
   ら散布供給される磁粉を被検査材の表面疵部分にその部
   分で漏洩した磁束により生じる磁場によって吸着させる
   ことにより、被検査材の表面疵を磁粉模様として表す磁
   粉探傷用磁化装置と、前記移動台車に設けられ、表面疵
   を表す磁粉模様の箇所を照明すべく被検査材表面に斜め
   上方より光を照射する照明光源と、前記移動台車に設け
   られ、表面疵を表す磁粉模様の像を撮像すべく被検査材
   表面を撮像する撮像装置と、この撮像装置からの映像信
   号を受けて画像表示し、その画像を目視観察することで
   表面疵を表す磁粉模様画像を知覚し、それによって被検
   査材の表面疵を検出するための画像表示装置とを備え、
   前記撮像装置を、その光軸が被検査材表面となす角度が
   60〜90度となるように、かつ、被検査材上における磁粉
   模様実寸法に対する前記画像表示装置の画面上における
   磁粉模様画像寸法の倍率が0.9 〜1.2 となるように設け
   ていることを特徴とする磁粉探傷式表面疵検出装置。