JPS5926897B2 - 螢光磁紛濃度測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、螢光磁粉探傷検査に用いられる螢光磁粉検査
液の螢光磁粉濃度を測定する装置に関するものである。

螢光磁粉探傷検査は、被検査材の表面キズを検査するこ
とを目的としており、被検査材を磁化し表面キズ部に漏
洩磁束を発生させ、さらに螢光磁粉を懸濁した検査液を
散布して漏洩磁束により表面キズ部に磁着される螢光磁
粉の単位長さ当りの量により有害なキズであるかいなか
を判断゛している。

すなわち、表面キズ部に磁着された螢光磁粉の量により
表面キズの深さを判断している。

したがつて、一定の漏洩磁束を発生している表面キズ部
に検査液を一定時間、一定流速にて散布した場合表面キ
ズ部に磁着される螢光磁粉量は、検査液の螢光磁粉濃度
にほぼ比例しているため、螢光磁粉濃度が基準値より上
下した場合、有害な深いキズを無害な浅いキズと判定し
たり、無害な浅いキズを有害な深いキズと判定すること
になるため螢光磁粉濃度を一定にする必要があつた。ま
た、検査液に投入する螢光磁粉の中には螢光体と磁粉と
が結びついて、螢光磁粉探傷検査に有効なもの（以下、
有効螢光磁粉という）と螢光磁粉製造技術上螢光磁粉探
傷検査に用をなさない螢光体（以下、無効螢光磁粉とい
う）が混在しており、それらの比はほぼ同量である。こ
のため検査液を使用していると、有効螢光磁粉は被検査
材に磁着されて、検査液中から持ち出されるが、非磁性
体である無効螢光磁粉は、被検査材に磁着されずに検査
液中に残るため使用中に検査液中の有効螢光磁粉と無効
螢光磁粉との比が異なつてくる。したがつて、検査液中
の無効螢光磁粉を除き、有効螢光磁粉の濃度のみを測定
する必要がある。従来は、まず、検査液に紫外線を照射
して有効螢光磁粉と無効螢光磁粉との両者からの発光量
を測定し、続いて磁石にて有効螢光磁粉を沈澱させ無効
螢光磁粉からの発光量を測定して前者より後者の値を差
し引くことにより、検査液中の有効螢光磁粉濃度を測定
するものがあつた。

ところが、まず有効螢光磁粉、無効螢光磁粉の両者を測
定する場合において、有効螢光磁粉ばかりでなく、無効
螢光磁粉も時間の経過につれて自然沈澱していくので、
従つて、測定値が定まらず、測定誤差が３０％位あつた
。また、有効螢光磁粉を磁石にて沈澱させる場合におい
て、有効螢光磁粉は徐々に沈澱し、ほとんどが沈澱する
までに約１０分以上時間を要し測定に長時間かかる欠点
があつた。

また、有効螢光磁粉を沈澱させる時間中に無効螢光磁粉
の１部も沈澱し、正確な有効螢光磁粉の量が測定できな
かつた。

また、螢光磁粉を発光させるための紫外線を照射する光
源として、低圧水銀灯が用いられているが、低圧水銀灯
は、周囲温度変化２『Ｃ±１０℃に対して紫外線量が約
５０（ｆｌ）変化するため紫外線量を測定して、低圧水
銀灯の電源に帰還することにより、紫外線量を一定にす
る方法が一般的に考えられるが、低圧水銀灯の紫外線量
は、周囲温度約３０るＣ〜４０℃までは、正特性であり
、前記温度を越えると負特性になるため、この方法では
、一定の狭い範囲の周囲温度内でなければ、一定の紫外
線量を得ることはできない。

また、低圧水銀灯が劣化して紫外線量が減少すると、紫
外線量を増すために低圧水銀灯に加える電力がさらに増
加し過大な電力が低圧水銀灯に加えられることになり増
々低圧水銀灯の劣化が早められる欠点を持つていた。本
発明の目的は、従来の欠点を除き、螢光磁粉探傷検査に
用いられる螢光磁粉検査液中の螢光磁粉濃度を精度よく
測定できる装置を提供することである。

次に、添付図面に基づいて本発明の実施例について本発
明を詳細に説明する。

第１図において、検査液容器１は螢光磁粉検査液１ａを
入れるもので、方形状であり、励起光および帝光を透過
する特性の材料で作られている。

収納慕３は、検査液容器１をスリツト５、スリツト６に
対して一定の位置に収める構造のものである。ヒーター
２は、収納器３に取りつけられており、検査液容器１内
の検査液１ａ中の有効螢光磁粉、無効螢光磁粉が自然沈
澱しないように検査液１ａを熱撹拌するものである。励
磁コイル４は、収納器３に取りつけられており検査液１
ａ中の磁性体である有効螢光磁粉を検査液容器１の底部
に磁着させるためのものである。

励起光源７は、波長約３６５０λの紫外線を強く発する
ものであつて、励起光源ケース１０内に配置されている
。光学フイルタ一８は、可視光線を除き、波長約３６５
０λの紫外線を透過する特性のものである。

スリツト５は、検査液容器１内の角部の検査液１ａ？Ｃ
ＩｊｊＪ起光源７からの励起光を照射する位置に取りつ
けられている。すなわち、このような構成とするのは、
検査液１ａのよごれによる励起光の透過特性の変化を受
けない、極く狭い範囲の検査液１ａに励起光を照射する
ためである。光電変換器９は、励起光源ケース１０内で
励起光源７の近くに配置され、励起光量を検出するもの
である。

スリツト６は、励起光の照射方向に対して直角方向で収
納器３の角部に取り付けられており、検査液１ａのよご
れによる励起光、螢光の減衰の変化を受けない範囲、す
なわち、第４図のＡの範囲の螢光磁粉からの螢光をシー
ルドケース１３内に配置された光電変換器１１につたえ
るものである。光学フイルタ一１２は、励起光を遮断し
て、螢光を透過する特性のものである。

第２図は、第１図の装置の側立面図であつて、鉄芯１４
は、励磁コイル４の中に取りつけられており励磁コイル
４の発生する磁束を検査液容器１の底部に集中させるた
めのものである。

鉄芯１４は、残留磁気のない磁性材料で作られ、励磁コ
イル４とで電磁石を形成していると考えてよい。第１図
および第２図の装置には、第３図にプロツク線図で示す
ような電子的処理回路が付加されるとよく、第３図にお
いて、割算回路１５は、励起光量を検出している光電変
換器９と螢光量を検出している光電変換器１１との電気
信号を受け、光電変換器９の電気信号にて光電変換器１
１の電気信号を割算する回路である。光電変換器１１か
らの電気信号は、螢光磁粉濃度と励起光量とを掛け合せ
た値であり、光電変換器９からの電気信号すなわぢ励起
光量で割算することにより、励起光量の変化の影響は打
ち消されることによる。

したがつて、励起光量の変動に関係なく螢光磁粉濃度に
関する信号のみをとりだすことができる。割算回路１５
の信号を受け、検査液１ａ中の螢光磁粉濃度を表示する
ための表示器１６が設けられている。

本発明のこの実施例の装置にて、検査液１ａの螢光磁粉
濃度測定を行う場合、まず、励起光源７、光電変換器９
，１１、ヒーター２、割算回路１５、表示器１６を動作
状態にする。

検査液容器１内に検査液１ａを入れ、その検査液１ａの
入つた検査液容器１を収納器３に収納すると、検査液１
ａはヒーター２により熱攪拌され、検査液１ａ中の螢光
磁粉は自然沈澱することなく均一に懸濁される。

光学フイルタ一８、スリツト５を介して、励起光源７に
より励起光が検査液容器１内の角部の検査液１ａに照射
され、角部の有効螢光磁粉、無効螢光磁粉は励起光によ
り励起発光する。

スリツト６、光学フイルタ一１２を介して光電変換器１
１にて検査液１ａ中の角部のみの螢光量をとらえ電気量
に変換する。割算回路１５は、励起光量を検出する光電
変換器９の電気信号にて、光電変換器１１の電気信号を
割算して、有効螢光磁粉と無効螢光磁粉とを含む濃度（
以下全体濃度という）の電気信号をとりだし、表示器１
６は、全体濃度を表示する。

この全体濃度を読みとつておいてもよいし、別に記憶回
路（図示していない）を設けてこれに記憶させておいて
もよい。次に、励磁コイル４を動作させると、鉄芯１４
により検査液容器１の底部の検査液１ａ付近に磁束が発
生する。

検査液１ａはヒーター２の熱により攪拌されており、順
次検査液容器１の底部に循環し磁性体である有効螢光磁
粉は、検査液容器１の底部に磁着されるが、非磁性体で
ある無効螢光磁粉は、磁着されずに攪拌されて、検査液
中に均一に懸濁されている。

一定時間経ると、有効螢光磁粉は、総て検査液容器１の
定部に磁着される。総て有効螢光磁粉が磁着された後に
ヒーター２により撹拌され懸濁している無効螢光磁粉の
濃度（以下、無効分濃度という）を表示器１６にて読取
る。

この無効分濃度は、一度記憶回路に記憶させてもよい。
つづいて、前記全体濃度から無効分濃度を差し引くこと
により有効磁粉濃度を知ることができる。このような減
算は、記憶回路に関連させて別に減算回路（図示してい
ない）を設けておいて、記憶回路から全体濃度値および
無効分濃度を減算回路に読みだして減算動作を行なうよ
うにしてもよい。無効分濃度の読取りに対しては、あら
かじめ有効螢光磁粉が総て磁着される時間を測定してお
き、タイマーを用いて、ランプまたはブザーにて知らせ
るようにすればよい。

また、全体濃度から無効分濃度を差し引く場合において
、前記タイマーが動作した時に、記憶回路に電気的に記
憶されている全体濃度から無効分濃度を電気的に差し引
き、有効磁粉濃度を表示する方式でも良い。

また、検査液に投入する螢光磁粉の中には有効螢光磁粉
と無効螢光磁粉が約同量混在しているので、あらかじめ
、たとえば０．１９／１，０．２ｙ／ｌ・・・・・・・
・・１ｆ！／ｌの螢光磁粉濃度の検査液を作り、これら
の検査液の有効磁粉濃度を測定し、この有効磁粉濃度に
対応させて、螢光磁粉濃度を表示器１６に０．１９／１
，０．７９／ｌ・・・・・・・・・１９／ｌと目盛を目
盛つているため使用中の検査液の有効磁粉濃度を測定す
ることにより、検延液に投入する螢光磁粉に換算されて
何９／ｌであるかを知ることができる。

尚、上述の実施例では、攪拌器としてヒーターを使用し
たが、電磁石のコイルを用いてもよいし、またその他の
撹拌装置を用いてもよい。

以上実施例において説明したごとく、本発明の装置は、
検査液を攪拌器にて攪拌することにより螢光磁粉を自然
沈澱させることなく均一に懸濁させて、まず有効および
無効螢光磁粉の両者の測定において、自然沈澱による測
定誤差をなくし、続いて無効螢光磁粉の測定において、
無効螢光磁粉を自然沈澱させることなく、有効螢光磁粉
のみを磁気的に短時間に沈澱させることができる。

また、本発明の装置は、光電変換器９からの励起光量に
比例した信号にて、光電変換器１１からの螢光量に比例
した電気信号すなわち螢光磁粉濃度と励起光量との掛け
合わされた値を割算することにより螢光磁粉濃度を測定
することにより、測定値が励起光量の変動に影響されな
いようにされている。更に、本発明の装置は、スリツト
５、スリツト６＝：：↓＝；：Ｔ；：÷〒により、検査
液の表層部の螢光磁粉からの螢光光線を測定しているの
で、検査液のよごれ度合により励起光線および螢光光線
が減衰することによる測定誤差が生じないようにされて
いる。

前記したように、有効および無効螢光磁粉の全体濃度の
測定につづいて、励磁コイル４により検査液容器１の底
部に有効螢光磁粉のみを集めることができるため、無効
螢光磁粉濃度を正確に測定できるものである。

従来、前記全体濃度の測定および無効螢光磁粉濃度の測
定誤差が、それぞれ約３０％あつたが、本発明の装置を
用いることにより測定誤差約５（Ｆ６に向上した。

したがつて、前記全体濃度から無効螢光磁粉濃度を差し
引くことにより、検査液に投入する螢光磁粉に換算して
、螢光磁粉濃度を精度良く測定できるようになり、螢光
磁粉探傷検査の精度が向上した。また、測定時間は従来
の方式では１０分であつたのが、本装置では３０秒と短
縮された。

また、キズ部の螢光磁粉からの螢光を光電子増倍管で受
け、自動的にキズの検出を行う自動螢光探傷機の使用に
おいて、キズの検出精度を安定するためには、検査液の
螢光磁粉濃度管理が最も重要な問題であり、螢光磁粉濃
度を正しく測定する装置がなければ自動螢光探傷機は、
実用的には使用できないものであつたが、本発明装置を
用いることにより可能となつた。

【図面の簡単な説明】

添付図面の第１図は本発明の一実施例を概略的に示す一
部断面平面図、第２図は第１図の装置の一部断両立面図
、第３図は本発明において用いる電気回路の一例を示す
プロツク線図、第４図は本発明における検査液容器中の
検査液の検出箇所を示す図である。 １・・・・・・検査液容器、１ａ・・・・・・検査液、
２・・・・・・ヒーター、４・・・・・・励磁コイル、
５，６・・・・・・スリツト、７・・・・・・励起光源
、８，１２・・・・・・光学フイルタ一、９，１１・・
・・・・光電変換器、１４・・・・・・鉄芯、１５・・
・・・・割算回路、１６・・・・・・表示器、Ａ・・・
・・・角部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定量の螢光磁粉検査液を入れるための容器と、該
   容器内の螢光磁粉検査液を撹拌するための攪拌手段と、
   前記容器内の少なくとも一部分に一時的に磁気吸引力を
   及ぼすための磁気吸引手段と、前記容器内の蛍光磁粉検
   査液に励起光線を照射するための励起光源と、蛍光磁粉
   検査液からの蛍光光線の量を測定するための測定手段と
   を備えたことを特徴とする蛍光磁粉濃度測定装置。 ２ 前記測定手段は、前記励起光源からの励起光線を受
   けてそれに応じた第１の電気信号を発生する第１の光電
   変換器と、螢光磁粉検査液からの螢光光線を受けてそれ
   に応じた第２の電気信号を発生する第２の光電変換器と
   、前記第１の電気信号および第２の電気信号を受けて第
   １の電気信号で第２の電気信号を割算するための割算回
   路と、該割算回路からの前記割算の商を表わす信号を受
   けてそれに応じて螢光磁粉濃度を表示するための表示器
   とを備える特許請求の範囲第１項記載の螢光磁粉濃度測
   定装置。 ３ 前記測定手段は、更に、前記割算回路からの前記割
   算の商を表わす信号を記憶するための記憶回路と、該記
   憶回路に記憶された信号を受けて減算を行なうための減
   算回路とを備えており、前記表示器は、該減算回路から
   の前記減算の差を表わす信号を受けてそれに応じて螢光
   磁粉濃度を表示する特許請求の範囲第２項記載の螢光磁
   粉濃度測定装置。 ４ 前記容器は、励起光線および螢光光線を透過しうる
   材料で形成されており、前記容器の角部の一方の側面に
   は、前記励起光源からの励起光線を該角部に導く第１の
   光学手段が設けられ、他方の側面には該角部からの螢光
   光線を前記測定手段へ導く第２の光学手段が設けられて
   いる特許請求の範囲第１項または第２項または第３項記
   載の螢光磁粉濃度測定装置。 ５ 前記第１の光学手段は、紫外線のみを透過させる光
   学フィルターおよびスリット手段からなり、前記第２の
   光学手段は、螢光光線のみを透過させる光学フィルター
   およびスリット手段からなる特許請求の範囲第４項記載
   の螢光磁粉濃度測定装置。 ６ 前記攪拌手段は、前記容器の下部に設けられるヒー
   ターである特許請求の範囲第１項または第２項または第
   ３項または第４項または第５項記載の螢光磁粉濃度測定
   装置。 ７ 前記磁気吸引手段は、前記容器の下部に設けられる
   電磁石である特許請求の範囲第１項または第２項または
   第３項または第４項または第５項または第６項記載の螢
   光磁粉濃度測定装置。