パルスブラックライト
【課題】画像を取込む時の短い時間だけランプ電流を増大させて紫外線強度を上げ、探傷精度を向上させた紫外線探傷灯を提供する。
【解決手段】紫外線探傷灯８は、蛍光物質を散布した被検査体２の表層部に紫外線を照射し、カメラ９で表層部の探傷を行う蛍光探傷試験に用いるものであり、灯具１１に収納した放電管２２と、この放電管２２を点灯させるための安定器２４とを備え、整流器２６およびコンデンサ２７からなるパルス電力制御手段２５を備えるとともに、パルス電力制御手段２５が、定格より低い電力で駆動する放電管２２に、コンデンサ２７で蓄えたパルス電流を重ね合わせて、高強度の紫外線を瞬間的かつ断続的に発生させる。
【解決手段】紫外線探傷灯８は、蛍光物質を散布した被検査体２の表層部に紫外線を照射し、カメラ９で表層部の探傷を行う蛍光探傷試験に用いるものであり、灯具１１に収納した放電管２２と、この放電管２２を点灯させるための安定器２４とを備え、整流器２６およびコンデンサ２７からなるパルス電力制御手段２５を備えるとともに、パルス電力制御手段２５が、定格より低い電力で駆動する放電管２２に、コンデンサ２７で蓄えたパルス電流を重ね合わせて、高強度の紫外線を瞬間的かつ断続的に発生させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光物質を散布した被検査体の表層部に紫外線を照射し、カメラで表層部の探傷を行う蛍光探傷試験に用いる紫外線探傷灯に関し、より詳細には、紫外線探傷灯が、整流器およびコンデンサからなるパルス電力制御手段を備えるとともに、パルス電力制御手段が、定格より低い電力で駆動する放電管に、コンデンサで蓄えたパルス電流を重ね合わせて、高強度の紫外線を瞬間的かつ断続的に発生させる紫外線探傷灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
搬送中の鋼材（ビレット）を自動で磁粉探傷する装置において、カメラを用いた鋼材表面の探傷に際し、例えば特許文献１に示すような、鋼材表面に散布した蛍光磁粉や蛍光浸透液に含まれる蛍光物質を励起して発光させるために紫外線探傷灯（ブラックライト）が使用されている。
【０００３】
ところで、上述したように蛍光磁粉や蛍光浸透液を散布した鋼材表面を紫外線探傷灯で照射し、該表面をカメラ撮影してその画像を装置に取り込む際に、カメラの取り込み時間が長いと、画像が流れてしまうとともに、カメラの取り込み時間が短くすると、暗い画像となり、それぞれ傷部を正確に検出できなくなるという問題がある。そこで、鋼材の流れに同期した回動ミラーや反射ミラーを使用することで、明るい画像を得るものがある。（例えば、特許文献２〜３）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３５９４２号公報
【特許文献２】特開２０００−２３０９２３号公報
【特許文献３】特開２００１−１３３４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、鋼材表面の一部には曲がりを有しているものがあり、上述のようなミラーを備える装置においても、磁粉探傷装置の所定の位置に設置された紫外線探傷灯では、この紫外線探傷灯から照射される紫外線は、鋼材表面を均一の紫外線強度で照射できず、さらには、曲がりによって鋼材が搬送方向に移動（振動）するため、鋼材がカメラ方向に振動した場合には、カメラの焦点がぼけて得られる指示模様が暗くなり、鋼材表面のカメラ撮影に伴う画像処理が不安定となり、探傷精度が低下するという問題があった。
【０００６】
従って、この発明の目的は、画像を取込む時の短い時間だけランプ電流を増大させて紫外線強度を上げ、探傷精度を向上させた紫外線探傷灯を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため、請求項１に記載の発明は、蛍光物質を散布した被検査体の表層部に紫外線を照射し、カメラで前記表層部の探傷を行う蛍光探傷試験に用いるものであり、灯具に収納した放電管と、該放電管を点灯させるための安定器とを備える紫外線探傷灯において、
該紫外線探傷灯は、整流器およびコンデンサからなるパルス電力制御手段を備えるとともに、前記パルス電力制御手段が、定格より低い電力で駆動する前記放電管に、前記コンデンサで蓄えたパルス電流を重ね合わせて、高強度の前記紫外線を瞬間的かつ断続的に発生させることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の紫外線探傷灯において、前記パルス電力制御手段は、前記コンデンサにスイッチを接続するとともに、該スイッチは、コントローラを介して前記カメラに接続し、前記カメラによる前記被検査体表層部の画像取り込み前に、前記コントローラが前記スイッチを投入して、前記放電管の紫外線強度を上昇させることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の紫外線探傷灯において、前記灯具内には、前記コントローラに接続した紫外線検出器を設置するとともに、前記コントローラは、前記紫外線検出器の検出情報から、前記放電管の紫外線強度が、設定した累計紫外線強度になると、前記コンデンサから供給される電流を制御することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の紫外線探傷灯において、前記灯具は、密閉構造にするとともに、前記灯具の外側に冷却ファンを設置したことを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の紫外線探傷灯において、前記灯具には、延長反射板を設置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、蛍光物質を散布した被検査体の表層部に紫外線を照射し、カメラで表層部の探傷を行う蛍光探傷試験に用いるものであり、灯具に収納した放電管と、この放電管を点灯させるための安定器とを備える紫外線探傷灯において、この紫外線探傷灯は、整流器およびコンデンサからなるパルス電力制御手段を備えるとともに、パルス電力制御手段が、定格より低い電力で駆動する放電管に、コンデンサで蓄えたパルス電流を重ね合わせて、高強度の紫外線を瞬間的かつ断続的に発生させるので、カメラ撮影（画像取込み）時にのみ放電管を発熱させ、高強度の紫外線を被検査体に照射させることから、放電管の発熱を抑えて放電管の損傷を防ぐとともに、撮影位置での被検査体表面が受ける紫外線強度を高く均一なものとして、取込み画像の明るさを均一にすることができる。また、瞬間的に発生させた高強度の紫外線により画像取込み時間を短くでき、被検査体の振動に伴う画像の流れを防ぐことができる。従って、探傷精度を向上させた紫外線探傷灯を提供することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、パルス電力制御手段は、コンデンサにスイッチを接続するとともに、このスイッチは、コントローラを介してカメラに接続し、カメラによる被検査体表層部の画像取り込み前に、コントローラがスイッチを投入して、放電管の紫外線強度を上昇させるので、簡単な構成により、画像取り込み寸前に、自動的に撮影位置での被検査体表面が受ける紫外線強度を上げ、被検査体表面の探傷を正確に行うことができる。従って、探傷精度を向上させた紫外線探傷灯を提供することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、灯具内には、コントローラに接続した紫外線検出器を設置するとともに、コントローラは、紫外線検出器の検出情報から、放電管の紫外線強度が、設定した累計紫外線強度になると、コンデンサから供給される電流を制御するので、電源電圧の変動や放電管の経時変化などによらず、紫外線検出器による放電管からの実際の紫外線強度に基づいて電流を制御し、安定した紫外線強度を得ることができる。従って、探傷精度を向上させた紫外線探傷灯を提供することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、灯具は、密閉構造にするとともに、灯具の外側に冷却ファンを設置したので、灯具内への外部からの塵芥や異物など汚れの進入を防ぎ、紫外線検出器により紫外線強度を正確に測定することができる。また、放電管から発生する熱を灯具の外側から冷却し、放電管の限界温度を抑えて放電管の損傷を防ぎ、放電管の紫外線強度を長期間安定保持できる。従って、経済的かつ探傷精度を向上させた紫外線探傷灯を提供することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、灯具には、延長反射板を設置したので、放電管から放射される高強度紫外線の、被検査体観察面外への散乱を防ぐことができる。従って、安全性および探傷精度を向上させた紫外線探傷灯を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一例を示す、紫外線探傷灯を含む自動探傷装置の概略構成図である。
【図２】紫外線探傷灯の正面模式図である。
【図３】紫外線探傷灯の側面模式図である。
【図４】放電管を含む光源の回路構成図である。
【図５】コントローラによる被検査体への紫外線発光からマーキング操作までの制御ブロック図である。
【図６】放電管の電流と、放電管からの紫外線強度との関係を実測値で示すグラフである。
【図７】紫外線検出器を備える光源の回路構成図である。
【図８】灯具の外側に冷却ファンおよび延長反射板を設けた紫外線探傷灯の側面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ、この発明を実施するための最良の形態について詳述する。図１は本発明の一例を示す、紫外線探傷灯を含む自動探傷装置の概略構成図である。
【００１９】
図１に示すように、この自動探傷装置１は、被検査体２として、例えば長尺鋼材などビレット表層部の傷部を検出する周知の装置であり、被検査体２を搬送する搬送装置３と、この搬送装置３の始端部に設けた磁粉検査液の散布装置４と、搬送装置３の中途部に設けたエアーブロー装置５を備える磁化部６と、搬送装置３の終端部に設けたマーキング装置７と、この磁化部６の近傍位置に設けた紫外線探傷灯８と、カメラ９と、検出部１０とから構成される。
【００２０】
まず、搬送装置３は、例えば、不図示の搬送ローラにより駆動するコンベア３ａを備え、このコンベア３ａ上の被検査体２が、上流側の磁粉液散布装置４から下流方向（図例では右端側から左方向）に向けて搬送される。
【００２１】
次に、散布装置４は、磁化部６の直前位置に配置されており、磁粉の表面を蛍光体で被った磁粉検査液としての蛍光磁粉液を散布するものである。
【００２２】
磁化部６は、搬送装置３の前後に対向して配置された貫通コイル６a,６ｂおよびそれら貫通コイル６a,６ｂ間であって、搬送装置３の前後に２つの極間コイル６ｃ、６ｄから構成され、貫通コイル６a,６ｂ間で一様な回転磁界を発生させるものであり、貫通コイル６a,６ｂは、円形状コイルからなり、その中心部に被検査体２を貫通させる。また、極間コイル６ｃ、６ｄはＵ字形状を有し、その空隙に被検査体２を通過させる。
【００２３】
そして、これらコイルに電流が流れると、貫通コイル６a,６ｂでは、被検査体２の搬送方向に磁場が作られ、極間コイル６ｃ,６ｄでは、コイルの空隙方向（被検査体２の搬送方向）と直交する被検査体２の管径方向に磁場が生成される。そして、これら両コイルに位相が９０度ずれた正弦波電流が印加されると、両磁場が発生した平面内において、一定の磁界強度で回転する回転磁界が生成され、この回転磁界によって、傷部の方向に関わらず漏洩磁束が生成され、磁粉による指示模様が形成される。
【００２４】
エアーブロー装置５は、例えば、前後貫通コイル６a,６ｂ間であって、前側の貫通コイル６aと前側の極間コイル６ｃ、前後極間コイル６ｃ,６ｄ間、後側極間コイル６ｄと後側貫通コイル６ｂとの各間に設置されており、被検査体２に向けて重力に逆らう方向にエアーを噴出することにより、被検査体２の表面上に散布された磁粉検査液の流速を制御するものである。
【００２５】
紫外線探傷灯８は、詳細を後述するが、前後貫通コイル６a,６ｂ間を搬送される被検査体２上の磁粉検査液の照射に用いるが、磁化部６から発生する強い回転磁界の影響を影響を防ぐため、被検査体２から一定距離（例えば、６００ｍｍ〜２０００ｍｍ程度）離した位置に設置される。
【００２６】
カメラ９は、ＣＣＤカメラなどが用いられ、撮影した画像データは検出部１０に送られる。なお、カメラ９は、強い回転磁界の影響を避けるため被検査物から一定距離（例えば、６００〜２０００ｍｍ）だけ離すとともに、磁気シールドして設置される。この磁気シールドは、パーマロイ（鉄ニッケル合金）などから構成した箱体などを用い、この箱体内にカメラ９を内設させてもよい。
【００２７】
検出部１０は、ＣＰＵやメモリを含むハードウェアからなり、後述のコントローラＣに接続するとともに、この検出部１０には、カメラ９およびマーキング装置７が接続され、カメラ９からの画像データを取込んで信号処理を行い、被検査体２表層部の傷部を検出するものである。
【００２８】
マーキング装置７は、検出部１０で検出された被検査体２の表層部に有する傷部の位置を特定し、前記コントローラからの指示で、マーキングガンによりその傷部に目視可能なマーキングを行うものである。
【００２９】
ここで、自動探傷装置１による被検査体２表層部の傷部検出方法を説明する。まず、搬送装置３により搬送方向に搬送される被検査体２は、散布装置４によって散布された蛍光磁粉液を、被検査体２の表面に付着させた状態で、磁化部６によって形成された回転磁界領域内に搬送される。
【００３０】
被検査体２表層部に傷部が存在すると、その傷部に起因する漏洩磁界が生じて、蛍光磁粉液中の磁粉が、その漏洩磁界に引き寄せられるが、このとき磁界は回転しているため、傷部の方向に関わらず漏洩磁束が発生し、磁粉が引きつけられる。そして、被検査体２表面上における蛍光磁粉液の流速が低下して漏洩磁束に捕捉されると、磁粉が傷部に集合して傷部に磁粉指示模様が形成される。このとき、なお、蛍光磁粉液の流速制御は、エアーブロー装置５によって行われる。
【００３１】
次いで、磁粉指示模様は、紫外線探傷灯８によって紫外線を照射されることで、蛍光を発し、カメラ９によってその蛍光を有する磁粉指示模様が撮影される。そして、撮影された画像データは、検出部１０へ送られ、傷部に起因する磁粉指示模様以外の磁粉ムラによるノイズを低減するシェーディング補正などの信号処理がなされ、傷部が検出されるとともに、検出した傷部の位置情報に基づいて、前記コントローラの指示によりマーキング装置７が、被検査体２表面の当該位置にマーキングする。
【００３２】
次に、本願発明の特徴である、紫外線探傷灯について、その具体的構成を説明する。図 ２は紫外線探傷灯の正面模式図、図３は紫外線探傷灯の側面模式図、図４は放電管
を含む光源の回路構成図、図５はコントローラによる被検査体への紫外線発光からマー
キング操作までの制御ブロック図、図６は放電管の電流値と、放電管からの紫外線強度との関係を実測値で示すグラフである。
【００３３】
本願発明の紫外線探傷灯（パルスブラックライト）８は、図２〜３に示すように、灯具１１と、光源２１とから構成されるもので、まず灯具１１は、前面に開口部を備える金属製またはプラスチック製の材質を加工成形してなるケース１２と、該ケース１２内の前記開口部に面して、可視光線を遮断するとともに紫外線を通過させる、ＮｉＯやＣｏＯなどを含むリン酸系暗色ガラスからなる通過フィルタ１３と、この通過フィルタ１３後方のケース１２内であって、アルミニウムなどの金属を加工成形し、鏡面仕上げされた反射面を通過フィルタ１３の面に対向配置させた反射体１４とから構成される。
【００３４】
また、通過フィルタ１３後方のケース１２内には、後端部に設置したソケット２０を介して光源２１を構成する放電管２２が取付けられる。この放電管２２は、光源管球として、メタルハライドランプが用いられる。
【００３５】
次に、図４を用いて、光源２１の回路構成を説明する。光源２１の回路ｃ１は、放電管２２と、交流電源２３との間に、安定器２４が接続される。この安定器２４は、銅鉄安定器として高圧発生器（イグナイタ）と変圧器とから構成される。また、安定器２４の出力容量は、後述するコンデンサ２７からの電流が加算されるため、放電管２２の出力容量超えによる放電管２２の破損を防止するために、放電管２２の出力容量の１／２〜１／４にすることが好ましい。
【００３６】
また、放電管２２と、交流電源２３との間であって安定器２４と並行に、放電管２２に高強度の紫外線発光を行わせるパルス電力制御手段２５が接続される。このパルス電力制御手段２５は、整流器２６と、コンデンサ２７と、スイッチ２８とから構成される。
【００３７】
整流器２６は、交流電力を直流電力に変換するダイオードなどの整流素子によって構成される周知の装置であり、コンデンサ２７は、目的とする紫外線強度に応じて容量を選択可能とするが、本例では、１００μＦ〜３００００μＦの範囲を用いることが好ましい。
【００３８】
スイッチ２８は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）などの半導体制御によるものを用いることで、放電管２２の短時間発光が可能となる。なお、ＩＧＢＴの許容電流値が小さい場合は、ＩＧＢＴを並列に使用して対応する。
【００３９】
このスイッチ２８は、図５に示すように、コントローラＣを介してカメラ９に接続されている。なお、本実施例では、自動探傷装置１として、コントローラＣには、磁化部６の前後に配置した位置検出器２９を接続することで、この位置検出器２９により検出（記録）した被検査体２の表面位置を、コントローラＣの指示で、紫外線探傷灯８による紫外線照射以降の、カメラ９、検出部１０およびマーキング装置７により自動探傷を行わせている。この位置検出器２９は、図例のように、位置検出器２９ａ，２９ｂからなり、自動探傷装置１の前部に設置した位置検出器２９ａは、不図示の光電センサを備え、カメラ９との絶対的な位置関係を検出するとともに、被検査体２の先頭部分の位置を検出し、先頭より後方位置は、位置検出器２９ｂで検出する。また、これら位置検出器２９ａ，２９ｂは、被検査体２の曲がりに追従するため、不図示のエアシリンダで追従ローラ２９ｃ，２９ｄを被検査体２に押し当てており、被検査体２の位置は、これら追従ローラ２９ｃ，２９ｄの回転を追従ローラ２９ｃ，２９ｄ内などに取付けた不図示のロータリーエンコーダなどの計測による周知の方法で検出される。なお、位置検出器２９の設置に代えて、または併せて、図示しない手動スイッチをコントローラＣに接続することで、被検査体２表面における任意の位置や所定の位置を繰り返して紫外線照射以降の探傷操作を手動で行う構成にすることもできる。
【００４０】
ここで、パルス電力制御手段２５による被検査体２表層部の探傷において、搬送中の被検査体２の表面各位置を、順次放電管２２により紫外線照射してカメラ９で撮影する際、その撮影間における放電管２２の通常待機時は、コントローラＣにより安定器２４を介して放電管２２に電流を流し、通常の強度（定格より低い電力）の紫外線が発光されている。
【００４１】
しかし、被検査体２が次の対象となる探傷表面に位置したことを検出した前記位置検出器からの検出情報に基づいて、コントローラＣはスイッチ２８を、例えば１ｍｓｅｃだけＯＮにして、コンデンサ２７の電流（パルス電流）を放電管２２に送る。
【００４２】
このとき、放電管２２は、コンデンサ２７からの電流と、安定器２４からの電流とが加算された電流によって強く発光するため、被検査体２の表面に高強度の紫外線を短時間照射することができ、この照射した表面をカメラ９で撮影した画像データから、上述したように検出部１０が被検査体２表面の傷部を判定する。なお、コントローラＣは、スイッチ２８のＯＦＦ時間を、例えば１００ｍｓｅｃとして、これらＯＮ／ＯＦＦを上記所定の時間間隔で繰り返す。
【００４３】
この高強度紫外線は、例えば、放電管２２が２ＫＷの場合で、放電管２２の電圧を１００Ｖとすると、放電管２２の電流は約２０Ａとなる。このとき、安定器２４の電流容量を１ＫＷとした場合、コンデンサ２７からの電流容量は１ＫＷとなり、コンデンサ２７からの実効電流は約１０Ａとなる。従って、スイッチ２８のＯＮ時間を１ｍｓｅｃ、ＯＦＦ時間を１００ｍｓｅｃのインターバル時間とすれば、パルス電流として約１００Ａを放電管２２に送ることが可能となる。
【００４４】
なお、上述した実効電流は、次式で算出することができる。
Ｉｅ＝√（ｏ／ｉ×Ｉ2）
Ｉｅ：実効電流，ｏ：スイッチＯＮ時間，ｉ：インターバル時間，Ｉ：電流
【００４５】
そして、図６に示した、放電管２２の電流値と、放電管２２からの紫外線強度との実測値のように、例えば、放電管２２の電流値が２０Ａのとき、紫外線強度は約５５ｍＷ／ｃｍ2であるとき、放電管２２の電流値を５倍の１００Ａにすると、紫外線強度も５倍の約２７５ｍＷ／ｃｍ2となり、両者はほぼ比例関係であることが分かる。
【００４６】
以上のような構成にすることで、パルス電力制御手段２５が、定格より低い電力で駆動する放電管２２に、コンデンサ２７で蓄えたパルス電流を重ね合わせて、高強度の紫外線を瞬間的かつ断続的に発生させるので、カメラ９で撮影（画像取込み）時にのみ放電管２２を発光させ、高強度の紫外線を被検査体２に照射させることから、放電管２２の発熱を抑えて放電管２２の損傷を防ぐとともに、撮影位置での被検査体２表面が受ける紫外線強度を高く均一なものとして、取込み画像の明るさを均一にすることができる。
【００４７】
また、瞬間的に発生させた高強度の紫外線により画像取込み時間を短くでき、被検査体２の振動に伴う画像の流れを防ぐことができる。そして、このような簡単な構成により、画像取り込み時のみ、自動的に撮影位置での被検査体２表面が受ける紫外線強度を上げ、被検査体２表面の探傷を正確に行うことができる。
【００４８】
なお、光源２１の回路を以下の構成にすることもできる。図７は紫外線検出器を備える光源の回路構成図である。
【００４９】
この回路ｃ２は、上述同様に、放電管２２と、交流電源２３との間であって安定器２４と並行に、放電管２２に高強度の紫外線発光を行わせるパルス電力制御手段２５´が接続されるが、このパルス電力制御手段２５´は、整流器２６と、コンデンサ２７と、半導体による制御回路２９とから構成される。そして、制御回路２９は、コントローラＣに接続される。なお、安定器２４、整流器２６、コンデンサ２７は、上述の回路で用いたものと同様である。
【００５０】
さらに、密閉構造の灯具１１内であって、後述する図８に示すように、例えば、放電管２２前方の通過フィルタ１３近傍には、周知のフォトダイオードによる紫外線検出器３０が設置されており、この紫外線検出器３０は、制御回路２９に接続されている。
【００５１】
ここで、上述同様にパルス電力制御手段２５´による被検査体２表層部の探傷において、回路ｃ２に交流電源２３が投入された場合、安定器２４に内蔵される前記高圧発生器により放電管２２に電流が流れ始めるとともに、コンデンサ２７には整流器２６を介して電荷が蓄えられる。
【００５２】
なお、安定器２４の出力容量が大きいほど放電管２２が安定するまでの時間が短縮されるため、安定器２４を図示しない位相制御し、電源投入時は安定器２４の出力容量で使用し、放電管２２が安定すると、安定器２４を低出力で使用することで、放電管２２の安定までに要する時間を短縮することができる。
【００５３】
次いで、放電管２２が安定した後、コントローラＣからの指示で制御回路２９が作動し、コンデンサ２７で蓄えたパルス電流を放電管２２に流す。そして、コントローラＣは、カメラ９のシャッターを開くとともに、上述同様に放電管２２が高強度の紫外線を発光する。
【００５４】
また、コンデンサ２７からパルス電流が流れ始めると同時に、コントローラＣからの指示で、紫外線検出器３０が放電管２２から照射される紫外線強度の測定を開始し、この紫外線強度の経時変化を累積測定する。そして、放電管２２が、予め設定した累積紫外線強度に達すると、コントローラＣは、制御回路２９を作動させて、放電管２２に流れるコンデンサ２７からのパルス電流を遮断し、次の被検査体２表面位置の画像撮影に伴う放電管２２の高強度紫外線発光のため、コンデンサ２７に電荷を蓄える。
【００５５】
なお、カメラ９のシャッター開放時間は固定されているため、このシャッター開放時間を過ぎても、紫外線検出器３０の検出による累積紫外線強度が設定値に達しない場合には、コントローラＣが図示しない警報装置に警報信号（ブザー音や警告灯など）を発生させて、作業者に注意を喚起する。
【００５６】
以上のような構成により、電源電圧２３の変動や放電管２２の経時変化に伴う発光状態などによらず、紫外線検出器３０による放電管２２からの実際の紫外線強度に基づいて電流を制御し、安定した紫外線強度を得ることができる。そして、従来の自動探傷装置における放電管では、紫外線強度が４０００μＷ／ｃｍ2〜２００００μＷ／ｃｍ2の範囲で使用されているが、本願発明の放電管２２では、５０００００μＷ／ｃｍ2以上の紫外線強度を得ることができ、被検査体２表面を鮮明に画像撮影できる結果、正確な画像解析を可能とし、探傷性能の大幅な安定化を行うことができる。
【００５７】
なお、紫外線探傷灯は、以下のような構成にすることもできる。図８は灯具の外側に冷却ファンおよび延長反射板を設けた紫外線探傷灯の側面模式図である。
【００５８】
この図８に示すように、紫外線探傷灯８´を構成する密閉構造の灯具１１における、例えば、ケース１２の後部天面（限定しない）には、ケース１２に冷却風を送風するための冷却ファン３１ａが設置されるとともに、ケース１２内の放電管２２近傍にも、放電管２２の図示しない封止部に送風するための冷却ファン３１ｂが設置される。
【００５９】
このような構成により、密閉構造の灯具にすることで、外部からの塵芥や異物など汚れの進入を防ぎ、紫外線検出器３０により紫外線強度を正確に測定することができる。また、放電管２２から発生する熱を灯具１１の外側から冷却ファン３１ａにより冷却し、放電管２２の限界温度を抑えて放電管２２の損傷を防ぎ、放電管２２の紫外線強度を長期間安定保持することができる。さらには、ケース１２内の放電管２２近傍に設置した冷却ファン３１ｂによって、点灯により放電管２２が発熱しても、放電管２２のガラス管と、配線との間を封止する前記封止部を冷却し、膨張を抑えることで、前記封止部からの放電管２２内に密封されたガスの漏洩を防止することができる。
【００６０】
また、図８に示したように、ケース１２前面の開口部外周には、通過フィルタ１３を介して反射体１４を延設させた延長反射体３２が、照射対象に向かって設置される。
【００６１】
このような構成にすることで、放電管２２から放射される高強度の紫外線を被検査体２の観察面に集光させて、高強度紫外線を安定して得るとともに、この高強度紫外線を外方に漏らさず、作業者にかかることを防ぐことができる。
【００６２】
以上詳述したように、本願発明の紫外線探傷灯８は、蛍光物質を散布した被検査体２の表層部に紫外線を照射し、カメラ９で表層部の探傷を行う蛍光探傷試験に用いるものであり、灯具１１に収納した放電管２２と、この放電管２２を点灯させるための安定器２４とを備え、整流器２６およびコンデンサ２７からなるパルス電力制御手段２５を備えるとともに、パルス電力制御手段２５が、定格より低い電力で駆動する放電管２２に、コンデンサ２７で蓄えたパルス電流を重ね合わせて、高強度の紫外線を瞬間的かつ断続的に発生させるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、蛍光物質を散布した被検査体の表層部に紫外線を照射し、カメラ撮影により表層部の探傷を行う自動探傷装置に備える、あらゆる紫外線探傷灯に適用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１ 自動探傷装置
２ 被検査体
８ 紫外線探傷灯
９ カメラ
１１ 灯具
１２ ケース
２２ 放電管
２５ パルス電力制御手段
２６ 整流器
２７ コンデンサ
２８ スイッチ
２９ 制御回路
３０ 紫外線検出器
３１ａ，３１ｂ 冷却ファン
３２ 延長反射体
Ｃ コントローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光物質を散布した被検査体の表層部に紫外線を照射し、カメラで表層部の探傷を行う蛍光探傷試験に用いる紫外線探傷灯に関し、より詳細には、紫外線探傷灯が、整流器およびコンデンサからなるパルス電力制御手段を備えるとともに、パルス電力制御手段が、定格より低い電力で駆動する放電管に、コンデンサで蓄えたパルス電流を重ね合わせて、高強度の紫外線を瞬間的かつ断続的に発生させる紫外線探傷灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
搬送中の鋼材（ビレット）を自動で磁粉探傷する装置において、カメラを用いた鋼材表面の探傷に際し、例えば特許文献１に示すような、鋼材表面に散布した蛍光磁粉や蛍光浸透液に含まれる蛍光物質を励起して発光させるために紫外線探傷灯（ブラックライト）が使用されている。
【０００３】
ところで、上述したように蛍光磁粉や蛍光浸透液を散布した鋼材表面を紫外線探傷灯で照射し、該表面をカメラ撮影してその画像を装置に取り込む際に、カメラの取り込み時間が長いと、画像が流れてしまうとともに、カメラの取り込み時間が短くすると、暗い画像となり、それぞれ傷部を正確に検出できなくなるという問題がある。そこで、鋼材の流れに同期した回動ミラーや反射ミラーを使用することで、明るい画像を得るものがある。（例えば、特許文献２〜３）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３５９４２号公報
【特許文献２】特開２０００−２３０９２３号公報
【特許文献３】特開２００１−１３３４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、鋼材表面の一部には曲がりを有しているものがあり、上述のようなミラーを備える装置においても、磁粉探傷装置の所定の位置に設置された紫外線探傷灯では、この紫外線探傷灯から照射される紫外線は、鋼材表面を均一の紫外線強度で照射できず、さらには、曲がりによって鋼材が搬送方向に移動（振動）するため、鋼材がカメラ方向に振動した場合には、カメラの焦点がぼけて得られる指示模様が暗くなり、鋼材表面のカメラ撮影に伴う画像処理が不安定となり、探傷精度が低下するという問題があった。
【０００６】
従って、この発明の目的は、画像を取込む時の短い時間だけランプ電流を増大させて紫外線強度を上げ、探傷精度を向上させた紫外線探傷灯を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため、請求項１に記載の発明は、蛍光物質を散布した被検査体の表層部に紫外線を照射し、カメラで前記表層部の探傷を行う蛍光探傷試験に用いるものであり、灯具に収納した放電管と、該放電管を点灯させるための安定器とを備える紫外線探傷灯において、
該紫外線探傷灯は、整流器およびコンデンサからなるパルス電力制御手段を備えるとともに、前記パルス電力制御手段が、定格より低い電力で駆動する前記放電管に、前記コンデンサで蓄えたパルス電流を重ね合わせて、高強度の前記紫外線を瞬間的かつ断続的に発生させることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の紫外線探傷灯において、前記パルス電力制御手段は、前記コンデンサにスイッチを接続するとともに、該スイッチは、コントローラを介して前記カメラに接続し、前記カメラによる前記被検査体表層部の画像取り込み前に、前記コントローラが前記スイッチを投入して、前記放電管の紫外線強度を上昇させることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の紫外線探傷灯において、前記灯具内には、前記コントローラに接続した紫外線検出器を設置するとともに、前記コントローラは、前記紫外線検出器の検出情報から、前記放電管の紫外線強度が、設定した累計紫外線強度になると、前記コンデンサから供給される電流を制御することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の紫外線探傷灯において、前記灯具は、密閉構造にするとともに、前記灯具の外側に冷却ファンを設置したことを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の紫外線探傷灯において、前記灯具には、延長反射板を設置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、蛍光物質を散布した被検査体の表層部に紫外線を照射し、カメラで表層部の探傷を行う蛍光探傷試験に用いるものであり、灯具に収納した放電管と、この放電管を点灯させるための安定器とを備える紫外線探傷灯において、この紫外線探傷灯は、整流器およびコンデンサからなるパルス電力制御手段を備えるとともに、パルス電力制御手段が、定格より低い電力で駆動する放電管に、コンデンサで蓄えたパルス電流を重ね合わせて、高強度の紫外線を瞬間的かつ断続的に発生させるので、カメラ撮影（画像取込み）時にのみ放電管を発熱させ、高強度の紫外線を被検査体に照射させることから、放電管の発熱を抑えて放電管の損傷を防ぐとともに、撮影位置での被検査体表面が受ける紫外線強度を高く均一なものとして、取込み画像の明るさを均一にすることができる。また、瞬間的に発生させた高強度の紫外線により画像取込み時間を短くでき、被検査体の振動に伴う画像の流れを防ぐことができる。従って、探傷精度を向上させた紫外線探傷灯を提供することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、パルス電力制御手段は、コンデンサにスイッチを接続するとともに、このスイッチは、コントローラを介してカメラに接続し、カメラによる被検査体表層部の画像取り込み前に、コントローラがスイッチを投入して、放電管の紫外線強度を上昇させるので、簡単な構成により、画像取り込み寸前に、自動的に撮影位置での被検査体表面が受ける紫外線強度を上げ、被検査体表面の探傷を正確に行うことができる。従って、探傷精度を向上させた紫外線探傷灯を提供することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、灯具内には、コントローラに接続した紫外線検出器を設置するとともに、コントローラは、紫外線検出器の検出情報から、放電管の紫外線強度が、設定した累計紫外線強度になると、コンデンサから供給される電流を制御するので、電源電圧の変動や放電管の経時変化などによらず、紫外線検出器による放電管からの実際の紫外線強度に基づいて電流を制御し、安定した紫外線強度を得ることができる。従って、探傷精度を向上させた紫外線探傷灯を提供することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、灯具は、密閉構造にするとともに、灯具の外側に冷却ファンを設置したので、灯具内への外部からの塵芥や異物など汚れの進入を防ぎ、紫外線検出器により紫外線強度を正確に測定することができる。また、放電管から発生する熱を灯具の外側から冷却し、放電管の限界温度を抑えて放電管の損傷を防ぎ、放電管の紫外線強度を長期間安定保持できる。従って、経済的かつ探傷精度を向上させた紫外線探傷灯を提供することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、灯具には、延長反射板を設置したので、放電管から放射される高強度紫外線の、被検査体観察面外への散乱を防ぐことができる。従って、安全性および探傷精度を向上させた紫外線探傷灯を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一例を示す、紫外線探傷灯を含む自動探傷装置の概略構成図である。
【図２】紫外線探傷灯の正面模式図である。
【図３】紫外線探傷灯の側面模式図である。
【図４】放電管を含む光源の回路構成図である。
【図５】コントローラによる被検査体への紫外線発光からマーキング操作までの制御ブロック図である。
【図６】放電管の電流と、放電管からの紫外線強度との関係を実測値で示すグラフである。
【図７】紫外線検出器を備える光源の回路構成図である。
【図８】灯具の外側に冷却ファンおよび延長反射板を設けた紫外線探傷灯の側面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ、この発明を実施するための最良の形態について詳述する。図１は本発明の一例を示す、紫外線探傷灯を含む自動探傷装置の概略構成図である。
【００１９】
図１に示すように、この自動探傷装置１は、被検査体２として、例えば長尺鋼材などビレット表層部の傷部を検出する周知の装置であり、被検査体２を搬送する搬送装置３と、この搬送装置３の始端部に設けた磁粉検査液の散布装置４と、搬送装置３の中途部に設けたエアーブロー装置５を備える磁化部６と、搬送装置３の終端部に設けたマーキング装置７と、この磁化部６の近傍位置に設けた紫外線探傷灯８と、カメラ９と、検出部１０とから構成される。
【００２０】
まず、搬送装置３は、例えば、不図示の搬送ローラにより駆動するコンベア３ａを備え、このコンベア３ａ上の被検査体２が、上流側の磁粉液散布装置４から下流方向（図例では右端側から左方向）に向けて搬送される。
【００２１】
次に、散布装置４は、磁化部６の直前位置に配置されており、磁粉の表面を蛍光体で被った磁粉検査液としての蛍光磁粉液を散布するものである。
【００２２】
磁化部６は、搬送装置３の前後に対向して配置された貫通コイル６a,６ｂおよびそれら貫通コイル６a,６ｂ間であって、搬送装置３の前後に２つの極間コイル６ｃ、６ｄから構成され、貫通コイル６a,６ｂ間で一様な回転磁界を発生させるものであり、貫通コイル６a,６ｂは、円形状コイルからなり、その中心部に被検査体２を貫通させる。また、極間コイル６ｃ、６ｄはＵ字形状を有し、その空隙に被検査体２を通過させる。
【００２３】
そして、これらコイルに電流が流れると、貫通コイル６a,６ｂでは、被検査体２の搬送方向に磁場が作られ、極間コイル６ｃ,６ｄでは、コイルの空隙方向（被検査体２の搬送方向）と直交する被検査体２の管径方向に磁場が生成される。そして、これら両コイルに位相が９０度ずれた正弦波電流が印加されると、両磁場が発生した平面内において、一定の磁界強度で回転する回転磁界が生成され、この回転磁界によって、傷部の方向に関わらず漏洩磁束が生成され、磁粉による指示模様が形成される。
【００２４】
エアーブロー装置５は、例えば、前後貫通コイル６a,６ｂ間であって、前側の貫通コイル６aと前側の極間コイル６ｃ、前後極間コイル６ｃ,６ｄ間、後側極間コイル６ｄと後側貫通コイル６ｂとの各間に設置されており、被検査体２に向けて重力に逆らう方向にエアーを噴出することにより、被検査体２の表面上に散布された磁粉検査液の流速を制御するものである。
【００２５】
紫外線探傷灯８は、詳細を後述するが、前後貫通コイル６a,６ｂ間を搬送される被検査体２上の磁粉検査液の照射に用いるが、磁化部６から発生する強い回転磁界の影響を影響を防ぐため、被検査体２から一定距離（例えば、６００ｍｍ〜２０００ｍｍ程度）離した位置に設置される。
【００２６】
カメラ９は、ＣＣＤカメラなどが用いられ、撮影した画像データは検出部１０に送られる。なお、カメラ９は、強い回転磁界の影響を避けるため被検査物から一定距離（例えば、６００〜２０００ｍｍ）だけ離すとともに、磁気シールドして設置される。この磁気シールドは、パーマロイ（鉄ニッケル合金）などから構成した箱体などを用い、この箱体内にカメラ９を内設させてもよい。
【００２７】
検出部１０は、ＣＰＵやメモリを含むハードウェアからなり、後述のコントローラＣに接続するとともに、この検出部１０には、カメラ９およびマーキング装置７が接続され、カメラ９からの画像データを取込んで信号処理を行い、被検査体２表層部の傷部を検出するものである。
【００２８】
マーキング装置７は、検出部１０で検出された被検査体２の表層部に有する傷部の位置を特定し、前記コントローラからの指示で、マーキングガンによりその傷部に目視可能なマーキングを行うものである。
【００２９】
ここで、自動探傷装置１による被検査体２表層部の傷部検出方法を説明する。まず、搬送装置３により搬送方向に搬送される被検査体２は、散布装置４によって散布された蛍光磁粉液を、被検査体２の表面に付着させた状態で、磁化部６によって形成された回転磁界領域内に搬送される。
【００３０】
被検査体２表層部に傷部が存在すると、その傷部に起因する漏洩磁界が生じて、蛍光磁粉液中の磁粉が、その漏洩磁界に引き寄せられるが、このとき磁界は回転しているため、傷部の方向に関わらず漏洩磁束が発生し、磁粉が引きつけられる。そして、被検査体２表面上における蛍光磁粉液の流速が低下して漏洩磁束に捕捉されると、磁粉が傷部に集合して傷部に磁粉指示模様が形成される。このとき、なお、蛍光磁粉液の流速制御は、エアーブロー装置５によって行われる。
【００３１】
次いで、磁粉指示模様は、紫外線探傷灯８によって紫外線を照射されることで、蛍光を発し、カメラ９によってその蛍光を有する磁粉指示模様が撮影される。そして、撮影された画像データは、検出部１０へ送られ、傷部に起因する磁粉指示模様以外の磁粉ムラによるノイズを低減するシェーディング補正などの信号処理がなされ、傷部が検出されるとともに、検出した傷部の位置情報に基づいて、前記コントローラの指示によりマーキング装置７が、被検査体２表面の当該位置にマーキングする。
【００３２】
次に、本願発明の特徴である、紫外線探傷灯について、その具体的構成を説明する。図 ２は紫外線探傷灯の正面模式図、図３は紫外線探傷灯の側面模式図、図４は放電管
を含む光源の回路構成図、図５はコントローラによる被検査体への紫外線発光からマー
キング操作までの制御ブロック図、図６は放電管の電流値と、放電管からの紫外線強度との関係を実測値で示すグラフである。
【００３３】
本願発明の紫外線探傷灯（パルスブラックライト）８は、図２〜３に示すように、灯具１１と、光源２１とから構成されるもので、まず灯具１１は、前面に開口部を備える金属製またはプラスチック製の材質を加工成形してなるケース１２と、該ケース１２内の前記開口部に面して、可視光線を遮断するとともに紫外線を通過させる、ＮｉＯやＣｏＯなどを含むリン酸系暗色ガラスからなる通過フィルタ１３と、この通過フィルタ１３後方のケース１２内であって、アルミニウムなどの金属を加工成形し、鏡面仕上げされた反射面を通過フィルタ１３の面に対向配置させた反射体１４とから構成される。
【００３４】
また、通過フィルタ１３後方のケース１２内には、後端部に設置したソケット２０を介して光源２１を構成する放電管２２が取付けられる。この放電管２２は、光源管球として、メタルハライドランプが用いられる。
【００３５】
次に、図４を用いて、光源２１の回路構成を説明する。光源２１の回路ｃ１は、放電管２２と、交流電源２３との間に、安定器２４が接続される。この安定器２４は、銅鉄安定器として高圧発生器（イグナイタ）と変圧器とから構成される。また、安定器２４の出力容量は、後述するコンデンサ２７からの電流が加算されるため、放電管２２の出力容量超えによる放電管２２の破損を防止するために、放電管２２の出力容量の１／２〜１／４にすることが好ましい。
【００３６】
また、放電管２２と、交流電源２３との間であって安定器２４と並行に、放電管２２に高強度の紫外線発光を行わせるパルス電力制御手段２５が接続される。このパルス電力制御手段２５は、整流器２６と、コンデンサ２７と、スイッチ２８とから構成される。
【００３７】
整流器２６は、交流電力を直流電力に変換するダイオードなどの整流素子によって構成される周知の装置であり、コンデンサ２７は、目的とする紫外線強度に応じて容量を選択可能とするが、本例では、１００μＦ〜３００００μＦの範囲を用いることが好ましい。
【００３８】
スイッチ２８は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）などの半導体制御によるものを用いることで、放電管２２の短時間発光が可能となる。なお、ＩＧＢＴの許容電流値が小さい場合は、ＩＧＢＴを並列に使用して対応する。
【００３９】
このスイッチ２８は、図５に示すように、コントローラＣを介してカメラ９に接続されている。なお、本実施例では、自動探傷装置１として、コントローラＣには、磁化部６の前後に配置した位置検出器２９を接続することで、この位置検出器２９により検出（記録）した被検査体２の表面位置を、コントローラＣの指示で、紫外線探傷灯８による紫外線照射以降の、カメラ９、検出部１０およびマーキング装置７により自動探傷を行わせている。この位置検出器２９は、図例のように、位置検出器２９ａ，２９ｂからなり、自動探傷装置１の前部に設置した位置検出器２９ａは、不図示の光電センサを備え、カメラ９との絶対的な位置関係を検出するとともに、被検査体２の先頭部分の位置を検出し、先頭より後方位置は、位置検出器２９ｂで検出する。また、これら位置検出器２９ａ，２９ｂは、被検査体２の曲がりに追従するため、不図示のエアシリンダで追従ローラ２９ｃ，２９ｄを被検査体２に押し当てており、被検査体２の位置は、これら追従ローラ２９ｃ，２９ｄの回転を追従ローラ２９ｃ，２９ｄ内などに取付けた不図示のロータリーエンコーダなどの計測による周知の方法で検出される。なお、位置検出器２９の設置に代えて、または併せて、図示しない手動スイッチをコントローラＣに接続することで、被検査体２表面における任意の位置や所定の位置を繰り返して紫外線照射以降の探傷操作を手動で行う構成にすることもできる。
【００４０】
ここで、パルス電力制御手段２５による被検査体２表層部の探傷において、搬送中の被検査体２の表面各位置を、順次放電管２２により紫外線照射してカメラ９で撮影する際、その撮影間における放電管２２の通常待機時は、コントローラＣにより安定器２４を介して放電管２２に電流を流し、通常の強度（定格より低い電力）の紫外線が発光されている。
【００４１】
しかし、被検査体２が次の対象となる探傷表面に位置したことを検出した前記位置検出器からの検出情報に基づいて、コントローラＣはスイッチ２８を、例えば１ｍｓｅｃだけＯＮにして、コンデンサ２７の電流（パルス電流）を放電管２２に送る。
【００４２】
このとき、放電管２２は、コンデンサ２７からの電流と、安定器２４からの電流とが加算された電流によって強く発光するため、被検査体２の表面に高強度の紫外線を短時間照射することができ、この照射した表面をカメラ９で撮影した画像データから、上述したように検出部１０が被検査体２表面の傷部を判定する。なお、コントローラＣは、スイッチ２８のＯＦＦ時間を、例えば１００ｍｓｅｃとして、これらＯＮ／ＯＦＦを上記所定の時間間隔で繰り返す。
【００４３】
この高強度紫外線は、例えば、放電管２２が２ＫＷの場合で、放電管２２の電圧を１００Ｖとすると、放電管２２の電流は約２０Ａとなる。このとき、安定器２４の電流容量を１ＫＷとした場合、コンデンサ２７からの電流容量は１ＫＷとなり、コンデンサ２７からの実効電流は約１０Ａとなる。従って、スイッチ２８のＯＮ時間を１ｍｓｅｃ、ＯＦＦ時間を１００ｍｓｅｃのインターバル時間とすれば、パルス電流として約１００Ａを放電管２２に送ることが可能となる。
【００４４】
なお、上述した実効電流は、次式で算出することができる。
Ｉｅ＝√（ｏ／ｉ×Ｉ2）
Ｉｅ：実効電流，ｏ：スイッチＯＮ時間，ｉ：インターバル時間，Ｉ：電流
【００４５】
そして、図６に示した、放電管２２の電流値と、放電管２２からの紫外線強度との実測値のように、例えば、放電管２２の電流値が２０Ａのとき、紫外線強度は約５５ｍＷ／ｃｍ2であるとき、放電管２２の電流値を５倍の１００Ａにすると、紫外線強度も５倍の約２７５ｍＷ／ｃｍ2となり、両者はほぼ比例関係であることが分かる。
【００４６】
以上のような構成にすることで、パルス電力制御手段２５が、定格より低い電力で駆動する放電管２２に、コンデンサ２７で蓄えたパルス電流を重ね合わせて、高強度の紫外線を瞬間的かつ断続的に発生させるので、カメラ９で撮影（画像取込み）時にのみ放電管２２を発光させ、高強度の紫外線を被検査体２に照射させることから、放電管２２の発熱を抑えて放電管２２の損傷を防ぐとともに、撮影位置での被検査体２表面が受ける紫外線強度を高く均一なものとして、取込み画像の明るさを均一にすることができる。
【００４７】
また、瞬間的に発生させた高強度の紫外線により画像取込み時間を短くでき、被検査体２の振動に伴う画像の流れを防ぐことができる。そして、このような簡単な構成により、画像取り込み時のみ、自動的に撮影位置での被検査体２表面が受ける紫外線強度を上げ、被検査体２表面の探傷を正確に行うことができる。
【００４８】
なお、光源２１の回路を以下の構成にすることもできる。図７は紫外線検出器を備える光源の回路構成図である。
【００４９】
この回路ｃ２は、上述同様に、放電管２２と、交流電源２３との間であって安定器２４と並行に、放電管２２に高強度の紫外線発光を行わせるパルス電力制御手段２５´が接続されるが、このパルス電力制御手段２５´は、整流器２６と、コンデンサ２７と、半導体による制御回路２９とから構成される。そして、制御回路２９は、コントローラＣに接続される。なお、安定器２４、整流器２６、コンデンサ２７は、上述の回路で用いたものと同様である。
【００５０】
さらに、密閉構造の灯具１１内であって、後述する図８に示すように、例えば、放電管２２前方の通過フィルタ１３近傍には、周知のフォトダイオードによる紫外線検出器３０が設置されており、この紫外線検出器３０は、制御回路２９に接続されている。
【００５１】
ここで、上述同様にパルス電力制御手段２５´による被検査体２表層部の探傷において、回路ｃ２に交流電源２３が投入された場合、安定器２４に内蔵される前記高圧発生器により放電管２２に電流が流れ始めるとともに、コンデンサ２７には整流器２６を介して電荷が蓄えられる。
【００５２】
なお、安定器２４の出力容量が大きいほど放電管２２が安定するまでの時間が短縮されるため、安定器２４を図示しない位相制御し、電源投入時は安定器２４の出力容量で使用し、放電管２２が安定すると、安定器２４を低出力で使用することで、放電管２２の安定までに要する時間を短縮することができる。
【００５３】
次いで、放電管２２が安定した後、コントローラＣからの指示で制御回路２９が作動し、コンデンサ２７で蓄えたパルス電流を放電管２２に流す。そして、コントローラＣは、カメラ９のシャッターを開くとともに、上述同様に放電管２２が高強度の紫外線を発光する。
【００５４】
また、コンデンサ２７からパルス電流が流れ始めると同時に、コントローラＣからの指示で、紫外線検出器３０が放電管２２から照射される紫外線強度の測定を開始し、この紫外線強度の経時変化を累積測定する。そして、放電管２２が、予め設定した累積紫外線強度に達すると、コントローラＣは、制御回路２９を作動させて、放電管２２に流れるコンデンサ２７からのパルス電流を遮断し、次の被検査体２表面位置の画像撮影に伴う放電管２２の高強度紫外線発光のため、コンデンサ２７に電荷を蓄える。
【００５５】
なお、カメラ９のシャッター開放時間は固定されているため、このシャッター開放時間を過ぎても、紫外線検出器３０の検出による累積紫外線強度が設定値に達しない場合には、コントローラＣが図示しない警報装置に警報信号（ブザー音や警告灯など）を発生させて、作業者に注意を喚起する。
【００５６】
以上のような構成により、電源電圧２３の変動や放電管２２の経時変化に伴う発光状態などによらず、紫外線検出器３０による放電管２２からの実際の紫外線強度に基づいて電流を制御し、安定した紫外線強度を得ることができる。そして、従来の自動探傷装置における放電管では、紫外線強度が４０００μＷ／ｃｍ2〜２００００μＷ／ｃｍ2の範囲で使用されているが、本願発明の放電管２２では、５０００００μＷ／ｃｍ2以上の紫外線強度を得ることができ、被検査体２表面を鮮明に画像撮影できる結果、正確な画像解析を可能とし、探傷性能の大幅な安定化を行うことができる。
【００５７】
なお、紫外線探傷灯は、以下のような構成にすることもできる。図８は灯具の外側に冷却ファンおよび延長反射板を設けた紫外線探傷灯の側面模式図である。
【００５８】
この図８に示すように、紫外線探傷灯８´を構成する密閉構造の灯具１１における、例えば、ケース１２の後部天面（限定しない）には、ケース１２に冷却風を送風するための冷却ファン３１ａが設置されるとともに、ケース１２内の放電管２２近傍にも、放電管２２の図示しない封止部に送風するための冷却ファン３１ｂが設置される。
【００５９】
このような構成により、密閉構造の灯具にすることで、外部からの塵芥や異物など汚れの進入を防ぎ、紫外線検出器３０により紫外線強度を正確に測定することができる。また、放電管２２から発生する熱を灯具１１の外側から冷却ファン３１ａにより冷却し、放電管２２の限界温度を抑えて放電管２２の損傷を防ぎ、放電管２２の紫外線強度を長期間安定保持することができる。さらには、ケース１２内の放電管２２近傍に設置した冷却ファン３１ｂによって、点灯により放電管２２が発熱しても、放電管２２のガラス管と、配線との間を封止する前記封止部を冷却し、膨張を抑えることで、前記封止部からの放電管２２内に密封されたガスの漏洩を防止することができる。
【００６０】
また、図８に示したように、ケース１２前面の開口部外周には、通過フィルタ１３を介して反射体１４を延設させた延長反射体３２が、照射対象に向かって設置される。
【００６１】
このような構成にすることで、放電管２２から放射される高強度の紫外線を被検査体２の観察面に集光させて、高強度紫外線を安定して得るとともに、この高強度紫外線を外方に漏らさず、作業者にかかることを防ぐことができる。
【００６２】
以上詳述したように、本願発明の紫外線探傷灯８は、蛍光物質を散布した被検査体２の表層部に紫外線を照射し、カメラ９で表層部の探傷を行う蛍光探傷試験に用いるものであり、灯具１１に収納した放電管２２と、この放電管２２を点灯させるための安定器２４とを備え、整流器２６およびコンデンサ２７からなるパルス電力制御手段２５を備えるとともに、パルス電力制御手段２５が、定格より低い電力で駆動する放電管２２に、コンデンサ２７で蓄えたパルス電流を重ね合わせて、高強度の紫外線を瞬間的かつ断続的に発生させるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、蛍光物質を散布した被検査体の表層部に紫外線を照射し、カメラ撮影により表層部の探傷を行う自動探傷装置に備える、あらゆる紫外線探傷灯に適用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１ 自動探傷装置
２ 被検査体
８ 紫外線探傷灯
９ カメラ
１１ 灯具
１２ ケース
２２ 放電管
２５ パルス電力制御手段
２６ 整流器
２７ コンデンサ
２８ スイッチ
２９ 制御回路
３０ 紫外線検出器
３１ａ，３１ｂ 冷却ファン
３２ 延長反射体
Ｃ コントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光物質を散布した被検査体の表層部に紫外線を照射し、カメラで前記表層部の探傷を行う蛍光探傷試験に用いるものであり、
灯具に収納した放電管と、
該放電管を点灯させるための安定器と、
を備える紫外線探傷灯において、
該紫外線探傷灯は、整流器およびコンデンサからなるパルス電力制御手段を備えるとともに、
前記パルス電力制御手段が、定格より低い電力で駆動する前記放電管に、前記コンデンサで蓄えたパルス電流を重ね合わせて、高強度の前記紫外線を瞬間的かつ断続的に発生させることを特徴とする紫外線探傷灯。
【請求項２】
前記パルス電力制御手段は、前記コンデンサにスイッチを接続するとともに、該スイッチは、コントローラを介して前記カメラに接続し、前記カメラによる前記被検査体表層部の画像取り込み前に、前記コントローラが前記スイッチを投入して、前記放電管の紫外線強度を上昇させることを特徴とする、請求項１に記載の紫外線探傷灯。
【請求項３】
前記灯具内には、前記コントローラに接続した紫外線検出器を設置するとともに、前記コントローラは、前記紫外線検出器の検出情報から、前記放電管の紫外線強度が、設定した累計紫外線強度になると、前記コンデンサから供給される電流を制御することを特徴とする、請求項１〜２に記載の紫外線探傷灯。
【請求項４】
前記灯具は、密閉構造にするとともに、前記灯具の外側に冷却ファンを設置したことを特徴とする、請求項１〜２に記載の紫外線探傷灯。
【請求項５】
前記灯具には、延長反射板を設置したことを特徴とする、請求項１に記載の紫外線探傷灯。
【請求項１】
蛍光物質を散布した被検査体の表層部に紫外線を照射し、カメラで前記表層部の探傷を行う蛍光探傷試験に用いるものであり、
灯具に収納した放電管と、
該放電管を点灯させるための安定器と、
を備える紫外線探傷灯において、
該紫外線探傷灯は、整流器およびコンデンサからなるパルス電力制御手段を備えるとともに、
前記パルス電力制御手段が、定格より低い電力で駆動する前記放電管に、前記コンデンサで蓄えたパルス電流を重ね合わせて、高強度の前記紫外線を瞬間的かつ断続的に発生させることを特徴とする紫外線探傷灯。
【請求項２】
前記パルス電力制御手段は、前記コンデンサにスイッチを接続するとともに、該スイッチは、コントローラを介して前記カメラに接続し、前記カメラによる前記被検査体表層部の画像取り込み前に、前記コントローラが前記スイッチを投入して、前記放電管の紫外線強度を上昇させることを特徴とする、請求項１に記載の紫外線探傷灯。
【請求項３】
前記灯具内には、前記コントローラに接続した紫外線検出器を設置するとともに、前記コントローラは、前記紫外線検出器の検出情報から、前記放電管の紫外線強度が、設定した累計紫外線強度になると、前記コンデンサから供給される電流を制御することを特徴とする、請求項１〜２に記載の紫外線探傷灯。
【請求項４】
前記灯具は、密閉構造にするとともに、前記灯具の外側に冷却ファンを設置したことを特徴とする、請求項１〜２に記載の紫外線探傷灯。
【請求項５】
前記灯具には、延長反射板を設置したことを特徴とする、請求項１に記載の紫外線探傷灯。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１２２９５７（Ｐ２０１２−１２２９５７Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７５９０３（Ｐ２０１０−２７５９０３）
【出願日】平成２２年１２月１０日（２０１０．１２．１０）
【出願人】（３９０００２８０８）マークテック株式会社 (42)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１０日（２０１０．１２．１０）
【出願人】（３９０００２８０８）マークテック株式会社 (42)
【Ｆターム（参考）】
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