磁粉濃度測定装置及び磁粉濃度測定方法
【課題】蛍光磁粉液の磁粉濃度を、瞬時に定量的に確認することができると共に評価することができるようにする。
【解決手段】蛍光磁粉液の蛍光磁粉が磁極により付着する疑似欠陥部４ａを一面に有する標準試験体２と、を備える。更に、蛍光磁粉が付着した標準試験体２に紫外線光を照射し、蛍光磁粉を発光させる紫外線照射部５と、標準試験体２を撮影し、画像信号を得る撮像装置６と、を備える。そして、この画像信号から発光した蛍光磁粉の輝度値を演算すると共に前記輝度値を磁粉濃度に変換する処理部７ｂと、を備える。これにより、蛍光磁粉液の磁粉濃度を、瞬時に定量的に確認することができると共に検査する人によって差が生じることがなく、正確な蛍光磁粉の濃度を測定することができる。
【解決手段】蛍光磁粉液の蛍光磁粉が磁極により付着する疑似欠陥部４ａを一面に有する標準試験体２と、を備える。更に、蛍光磁粉が付着した標準試験体２に紫外線光を照射し、蛍光磁粉を発光させる紫外線照射部５と、標準試験体２を撮影し、画像信号を得る撮像装置６と、を備える。そして、この画像信号から発光した蛍光磁粉の輝度値を演算すると共に前記輝度値を磁粉濃度に変換する処理部７ｂと、を備える。これにより、蛍光磁粉液の磁粉濃度を、瞬時に定量的に確認することができると共に検査する人によって差が生じることがなく、正確な蛍光磁粉の濃度を測定することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄鋼材、鉄鋼部品等の被検査物の欠陥を磁粉探傷するための蛍光磁粉液中に分散する蛍光磁粉の濃度を測定するようにした磁粉濃度測定装置及び磁粉濃度測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、鉄鋼材、鉄鋼部品等の被検査物の傷等の欠陥を検査するために、湿式蛍光磁粉探傷試験法が使用されている。
【０００３】
湿式蛍光磁粉探傷試験法は、被検査物を磁化し、欠陥部に生じた磁極によって、磁粉が欠陥部に付着することを利用して、欠陥部を検出する探傷試験法である。
【０００４】
この湿式蛍光磁粉探傷試験法は、次のようにして被検査物の欠陥部を検出する。まず、鉄鋼材、鉄鋼部品等の被検査物を磁化する。すると、被検査物の欠陥部は、漏洩磁束が発生して、磁極を有する。次に、この磁化された被検査物に蛍光磁粉液を散布する。これにより、蛍光磁粉液中に分散する蛍光磁粉は、磁極によって被検査物の欠陥部に付着する。そして、暗室内で、蛍光磁粉液を散布した被検査物に、紫外線光を照射して、蛍光磁粉を発光させる。その結果、欠陥部に付着した蛍光磁粉が発光することにより被検査物の欠陥部を目視で検出することができる。この湿式蛍光磁粉探傷試験法は、蛍光輝度が高いため微細な欠陥でも容易に発見できるという効果を有している。
【０００５】
この蛍光磁粉液は、２〜１０μｍ程度の蛍光磁粉（蛍光体が付着された鉄粉）と、水又は白灯油と、所定量の分散剤とからなるものである。
【０００６】
また、蛍光磁粉液における蛍光磁粉の分散濃度（磁粉濃度）は、被検査物の欠陥部における蛍光輝度の目視検出の正確性、即ち、被検査物から得られる蛍光輝度模様及びそれから得られる情報を左右する大きな要素である。
【０００７】
従来の磁粉液（蛍光磁粉液）の磁粉濃度測定方法としては、次のような方法がある。この従来の磁粉濃度測定方法は、まず、磁粉を分散した磁粉液をよく撹拌する。次に、この磁粉液の規定量（１００ｍｌ）を沈殿管に採取し、この沈殿管をスタンドに立てかける。そして、３０分間経過後、この沈殿管の底部に沈殿した磁粉の量を目視で測定する。
【０００８】
また、磁粉液の磁粉濃度測定方法の他の例としては、特許文献１に記載されているようなものがある。この特許文献１に記載されている磁粉濃度の測定方法は、次のようにして行われる。まず、予め標準試験片に、磁粉濃度が既知である数種の磁粉液を適用して、数種の比較用の磁粉模様を形成させる。次に、この標準試験片に、測定する磁粉液、即ち、磁粉濃度が未知である磁粉液を適用して、測定用の磁粉模様を形成させる。そして、数種の比較用の磁粉模様と測定用の磁粉模様を目視で比較して、磁粉濃度が未知である磁粉液の磁粉濃度を測定する。
【０００９】
【特許文献１】特開平７−１１３７８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来の磁粉濃度測定方法では、蛍光磁粉の粒径が２〜１０μｍ程度の場合、蛍光磁粉液を注入した沈殿管をスタンドに立てかけて３０分間経過しても、蛍光磁粉が軽いため、分散させた蛍光磁粉の一部しか沈殿管の底部に沈殿しなかった。そのため、従来の磁粉濃度測定方法では、蛍光磁粉量を正確に測定することができない、という問題があった。更に、磁粉濃度の測定に時間がかかりすぎる、という不都合があった。
【００１１】
また、特許文献１に開示された方法は、目視による測定であるため、検査する人によって差が生じていた。その結果、特許文献１に開示された磁粉濃度測定方法では、正確な磁粉濃度の測定は困難であった。
【００１２】
本発明は、上述の問題点を考慮し、蛍光磁粉液の磁粉濃度を、瞬時に定量的に確認できると共に評価することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の磁粉濃度測定装置は、蛍光磁粉液の蛍光磁粉が磁極により付着する疑似欠陥部を一面に有する標準試験体を備えた。更に、蛍光磁粉が付着した標準試験体に紫外線光を照射し、蛍光磁粉を発光させる紫外線照射部と、紫外線が照射された標準試験体を撮影し、画像信号を得る撮像装置と、を備えた。そして、この画像信号から発光した蛍光磁粉の輝度値を演算すると共に輝度値を磁粉濃度に変換する処理部と、を備えた。
【００１４】
また、本発明の磁粉濃度測定方法は、標準試験体の一面に設けた疑似欠陥部に蛍光磁粉液の蛍光磁粉を磁極により付着させる工程と、を有する。次に、蛍光磁粉が付着した標準試験体に紫外線光を照射し、蛍光磁粉を発光させる工程と、紫外線光が照射された標準試験体を撮影し、画像信号を得る工程と、を有する。そして、この画像信号から発光した蛍光磁粉の輝度値を演算すると共に演算した輝度値を磁粉濃度に変換する工程と、を有する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、蛍光磁粉液の蛍光磁粉を発光させて、画像信号を得ると共にこの画像信号から輝度値を演算している。そして、この輝度値を磁粉濃度に変換することにより、蛍光磁粉液の磁粉濃度を、瞬時に定量的に確認することができる。更に、検査する人によって差が生じることがなく、正確な蛍光磁粉の濃度を測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の磁粉濃度測定装置及び磁粉濃度測定方法を実施するための実施形態の例（以下、「本例」という。）について説明する。
【００１７】
１．磁粉濃度測定装置の構成
まず、図１〜図３を参照して本例における磁粉濃度測定装置について説明する。図１は、本例における磁粉濃度測定装置の構成を示すものである。図２は、本発明の磁粉濃度測定装置に係る標準試験体の第１の実施の形態例を示す斜視図である。図３は、本例における磁粉濃度測定装置の概略構成を示すブロック図である。
【００１８】
この図１に示すように、磁粉濃度測定装置１００は、暗室１内の所定の位置に配置された標準試験体２と、紫外線照射部であるブラックライト５と、ＣＣＤカメラ６と、測定部の一具体例を示すパーソナルコンピュータ７と、メモリ８とから構成されている。
【００１９】
［標準試験体］
図２に示すように、標準試験体２は、略円筒形の外筐２ａと、磁石３と、略円形状の鉄板４とを有している。外筐２ａは、略円筒形に形成されており、軸方向の一端が開放され、軸方向の他端が閉じている。この外筐２ａは、例えば合成樹脂によって形成される。そして、この外筐２ａの内部に磁石３が収納されている。更に、外筐２ａの開口部を閉じるように、略円形状の鉄板４が取り付けられている。この鉄板４の一面には、例えば円形状に形成された疑似欠陥部４ａが配設されている。疑似欠陥部４ａには、グラインダがけや応力腐食によって意図的に欠陥部が形成されている。そして、この疑似欠陥部４ａは、外筐２ａ内に収納された磁石３によって磁化されている。
【００２０】
なお、本例では、標準試験体２の形状を略円柱状に形成した例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、標準試験体２を角柱状に形成し、鉄板４を略四角形状に形成してもよい。
【００２１】
［紫外線照射部及び撮像装置］
また、図１に示すように、暗室１内において、標準試験体２の上方には、本発明の紫外線照射部を示すブラックライト５と本発明の撮像装置の一具体例を示すＣＣＤカメラ６が設けられている。ブラックライト５は、暗室１内で標準試験体２に設けた鉄板４の一面（疑似欠陥部４ａ）に紫外線光を照射するものである。また、ＣＣＤカメラ６は、ブラックライト５によって紫外線光が照射された疑似欠陥部４ａを撮影し、画像信号を得るものである。そして、ＣＣＤカメラ６は、パーソナルコンピュータ７に接続されており、撮影した画像信号をパーソナルコンピュータ７に供給している。なお、撮像装置には、ＣＣＤカメラだけでなく、ＣＯＭＳカメラ等を適用してもよいことは、言うまでもない。
【００２２】
［測定部］
図３に示すように、パーソナルコンピュータ７は、表示部７ａと、処理部７ｂとを有している。処理部７ｂは、輝度値演算部７１と、磁粉濃度変換部７２等から構成されている。輝度値演算部７１は、ＣＣＤカメラ６で撮影した画像信号から輝度値を演算する処理を行う。そして、この輝度値演算部７１は、磁粉濃度変換部７２に接続されている。磁粉濃度変換部７２は、輝度値演算部７１で演算した輝度値から磁粉濃度を変換する処理を行う。そして、輝度値演算部７１及び磁粉濃度変換部７２は、表示部７ａに接続されている。
【００２３】
表示部７ａには、ＣＣＤカメラ６で撮影した標準試験体２の画像、輝度値演算部７１で演算された輝度値及び磁粉濃度変換部７２で変換された磁粉濃度等が表示される。更に、このパーソナルコンピュータ７は、本発明の記憶部の一具体例を示すメモリ８と送受信可能に接続されている。また、パーソナルコンピュータ７は、キーボードやマウス等の入力部を有している。そして、この入力部から、蛍光磁粉の種類、標準試験体の種類や後述する輝度値−磁粉濃度変換データ８１を作成するための既知の蛍光磁粉の濃度等のデータが入力される。
【００２４】
［記憶部］
メモリ８には、磁粉濃度と輝度値との関係を示す輝度値−磁粉濃度変換データ８１が記憶されている。そして、このメモリ８に記憶されている輝度値−磁粉濃度変換データ８１に基づいて、パーソナルコンピュータ７の磁粉濃度変換部７２が、輝度値を磁粉濃度に変換することで、蛍光磁粉液の磁粉濃度が測定される。
【００２５】
なお、パーソナルコンピュータ７とメモリ８は、例えば、公衆通信回線、専用回線、インターネット等のネットワークを介して接続してもよい。
【００２６】
２．輝度値−磁粉濃度変換データの作成方法
次に、メモリ８に格納された輝度値−磁粉濃度変換データの作成方法について説明する。なお、ここでは、蛍光磁粉としてマーテック（株）製のＬＹ−１０を用いた例を説明する。このＬＹ−１０は、粒度が３〜７μｍであり、水分散専用のものである。
まず、濃度の異なる既知の磁粉濃度の蛍光磁粉液１０ａを複数用意する。本例では、磁粉濃度が０．１ｇ／ｌ、０．２ｇ／ｌ、０．３ｇ／ｌ、０．４ｇ／ｌ、０．５ｇ／ｌ、１ｇ／ｌ、１．５ｇ／ｌの蛍光磁粉液を用意する。
【００２７】
図４は、標準試験体を蛍光磁粉液に浸漬させた状態を示す図である。次に、この図４に示すように、これらの蛍光磁粉液１０ａを、それぞれ磁粉液槽１０に注入する。そして、蛍光磁粉液１０ａが注入された磁粉液槽１０内に、標準試験体２を一定時間浸漬する。ここで、標準試験体２に設けた疑似欠陥部４ａは、磁石３により磁化されている。そのため、疑似欠陥部４ａには、磁極が生じている。これにより、蛍光磁粉液の蛍光磁粉が、標準試験体２の疑似欠陥部４ａに生じた磁極によって、疑似欠陥部４ａに付着する。なお、蛍光磁粉液を標準試験体２の鉄板４の一面に塗布することで、蛍光磁粉液の蛍光磁粉を疑似欠陥部４ａに付着させてもよい。
【００２８】
次に、図１に示すように、蛍光磁粉が付着した標準試験体２を暗室１内の所定の位置に配置する。そして、ブラックライト５を用いて標準試験体２の疑似欠陥部４ａに紫外線光を照射する。これにより、疑似欠陥部４ａに付着した蛍光磁粉が発光する。次に、紫外線光が照射された疑似欠陥部４ａをＣＣＤカメラ６で撮影する。そして、ＣＣＤカメラ６で撮影した画像信号をパーソナルコンピュータ７に供給する。
【００２９】
次に、パーソナルコンピュータ７の処理部７ｂは、輝度値演算部７１によって画像信号から輝度値を得る。即ち、輝度値演算部７１は、まず疑似欠陥部４ａに付着して発光している蛍光磁粉における各場所の明暗（輝度値）を測定して実測輝度値を得る。そして、この実測輝度値から平均輝度値を演算し、この平均輝度値を輝度値とする。本例では、蛍光磁粉液の磁粉濃度毎に、０．１ｇ／ｌでは「１２」、０．２ｇ／ｌでは「１８」、０．３ｇ／ｌでは「２３」、０．４ｇ／ｌでは「２８」、０．５ｇ／ｌ「３５」、１ｇ／ｌ「４７」、１．５ｇ／ｌでは「４７」という輝度値を得る。
【００３０】
そして、図５は、上述した方法で得られた輝度値と磁粉濃度との関係を示すグラフである。この図５に示すように、蛍光磁粉液の磁粉濃度が高くなる程、疑似欠陥部４ａに付着する蛍光磁粉の量が多くなり、輝度値（発光輝度値）が高くなることが分かる。
【００３１】
これにより、磁粉濃度と輝度値との関係を示す輝度値−磁粉濃度変換データ８１を作成することができる。そして、図３に示すように、輝度値演算部７１で演算された輝度値は、図示しない入力部から入力された既知の磁粉濃度と共に輝度値−磁粉濃度変換データ８１としてメモリ８に記憶される。
【００３２】
３．磁粉濃度測定方法
次に、図１、図３及び図６を参照して未知の蛍光磁粉液の磁粉濃度の測定方法について説明する。図６は、磁粉濃度の測定方法を示すフローチャートである。なお、ここで測定する蛍光磁粉液の蛍光磁粉は、上述した輝度値−磁粉濃度変換データ８１を作成する際に用いた蛍光磁粉と同一のＬＹ−１０を用いている。
【００３３】
まず、図４に示すように、磁粉濃度が未知の蛍光磁粉液を磁粉液槽１０に注入する。次に、蛍光磁粉液が注入された磁粉液槽１０内に標準試験体２を一定時間浸漬する。この結果、上述した輝度値−磁粉濃度変換データの作成方法の場合と同様に、蛍光磁粉液の蛍光磁粉が、標準試験体２の疑似欠陥部４ａに生じた磁極によって、疑似欠陥部４ａに付着する（ステップＳ１）。なお、なお、蛍光磁粉液を標準試験体２の疑似欠陥部４ａに塗布することで、蛍光磁粉液の蛍光磁粉を疑似欠陥部４ａに付着させてもよい。
【００３４】
次に、蛍光磁粉液の蛍光磁粉が付着した標準試験体２を暗室１内における所定の位置に配置する。そして、標準試験体２にブラックライト５を用いて紫外線光を照射する（ステップＳ２）。すると、疑似欠陥部４ａに付着した蛍光磁粉が発光する。ここで、ブラックライト５の紫外線照射強度が変化すると、蛍光磁粉の発光の明るさである輝度値も変化する。そのため、ブラックライト５の照射強度を、上述した輝度値−磁粉濃度変換データ８１を作成する際の照射強度と一定にすることが好ましい。次に、紫外線光が照射された疑似欠陥部４ａをＣＣＤカメラ６で撮影する（ステップＳ３）。そして、ＣＣＤカメラ６で撮影した画像信号は、パーソナルコンピュータ７に供給される。
【００３５】
次に、パーソナルコンピュータ７の処理部７ｂは、輝度値演算部７１によって画像信号から輝度値を演算する（ステップＳ４）。そして、パーソナルコンピュータ７の処理部７ｂは、磁粉濃度変換部７２により、得られた輝度値を磁粉濃度に変換する（ステップＳ５）。即ち、処理部７ｂは、メモリ８に記憶された輝度値−磁粉濃度変換データ８１を呼び出す。そして、処理部７ｂは、磁粉濃度変換部７２により、輝度値を輝度値−磁粉濃度変換データ８１と照合して、蛍光磁粉液の磁粉濃度に変換する。これにより、磁粉濃度が未知である蛍光磁粉液の磁粉濃度の測定が完了する。
【００３６】
また、図７は、表示部７ａに表示される画面の例を示すものである。この図７に示すように、パーソナルコンピュータ７の表示部７ａには、ＣＣＤカメラ６で撮影した標準試験体２の画像７３、輝度値演算部７１で演算された輝度値及び磁粉濃度変換部７２で変換された磁粉濃度７４等が表示される。
【００３７】
これにより、本発明の磁粉濃度測定方法によれば、輝度値−濃度変換データと照合することで、蛍光磁粉液の濃度を輝度値から、定量的に測定することができる。そのため、検査する人によって差が生じることがなく、正確で且つ瞬時に磁粉濃度を測定することができる。
【００３８】
図８は、種類の異なる複数の蛍光磁粉における輝度値と磁粉濃度との関係を示すグラフである。
図８に示す曲線ｂは、蛍光磁粉にマーテック（株）製のＬＹ−２０Ｐを用いた場合を示す輝度値と磁粉濃度の関係を示すグラフである。このＬＹ−２０Ｐは、粒度が３〜７μｍであり、高輝度の水分散専用である。図８に示す曲線ｃは、蛍光磁粉にマーテック（株）製のＬＹ−５０を用いた場合を示す輝度値と磁粉濃度の関係を示すグラフである。このＬＹ−５０は、粒度がＬＹ−２０Ｐと同様に３〜７μｍであり、一般用汎用品の油分散専用である。
【００３９】
また、図８に示す曲線ｄは、蛍光磁粉にマーテック（株）製のＬＹ−３０を用いた場合を示す輝度値と磁粉濃度の関係を示すグラフである。このＬＹ−３０は、粒度が１〜４μｍであり、超精密検査用である。なお、図８に示す曲線ａは、図５に示すグラフと同一のものであり、蛍光磁粉としてマーテック（株）製のＬＹ−１０を用いた場合を示すものである。
【００４０】
図８に示す複数の蛍光磁粉における輝度値と磁粉濃度の関係を示すデータは、輝度値−磁粉濃度変換データ８１としてメモリ８に記憶される。このように、複数の異なる蛍光磁粉の輝度値−磁粉濃度変換データ８１をそれぞれメモリ８に記憶する。この場合、磁粉濃度を測定する前に、測定する蛍光磁粉の種類を入力部でパーソナルコンピュータ７に入力する。そして、処理部７ｂは、メモリ８から入力された蛍光磁粉と同一の蛍光磁粉の輝度値−磁粉濃度変換データを呼び出し、輝度値を磁粉濃度に変換する。その結果、一種類の蛍光磁粉だけでなく、複数の異なる種類の蛍光磁粉液の磁粉濃度を測定することができる。
【００４１】
４．第２の実施の形態例
図９及び図１０は、標準試験体の第２の実施の形態例を示すものである。図９は、標準試験体の第２の実施の形態例を示す斜視図、図１０は、標準試験体の第２の実施の形態例を示す平面図である。
【００４２】
この図９及び図１０に示す標準試験体は、ＪＩＳ規格で定められたものであり、具体的には、ＪＩＳ Ｚ ２３２０−２で定められたタイプ１の試験体である。図９及び図１０に示すように、標準試験体２０は、略円盤状に形成されており、略中央に貫通孔２１を有している。標準試験体２０は、疑似欠陥部である一面に２種類の割れを有している。そして、欠陥部として作用する２種類の割れ２４ａ，２４ｂのうち比較的粗い割れ２４ａは、グラインダがけにより形成されている。また、２種類の割れ２４ａ，２４ｂのうち微細な割れ２４ｂは、応力腐食によって形成されている。この２種類の割れ２４ａ，２４ｂが設けられた標準試験体２０の一面に、蛍光磁粉液の蛍光磁粉が付着する。
【００４３】
また、標準試験体２０は、電流貫通法によって永久的に磁化されている。これにより、磁石を別途用意する手間が省けるため、上述した第１の実施の形態例に係る標準試験体２に比べて部品点数を削減することができる。
【００４４】
なお、標準試験体２０は、例えば、次のようにして形成される。まず、鋼（等級 ９０ＭｎＣｒＶ８）を用いて、表面が９．８０ｍｍ±０．０５ｍｍになるまで平らにグラインダをかける。そして、グラインダをかけた鋼を、８６０℃±１０℃で２時間保持した後、由中で焼き入れを行い、表面硬さが６３〜７０ＨＲＣになるようにする。更に、焼き入れ処理を行った鋼の表面を、例えば、速度３５ｍ／ｓで、且つ表面当たり０．０５ｍｍの削り代で、２０ｍｍを目標にしてグラインダをかける。そして、黒色酸化を１４５℃〜１５０℃で１．５時間処理を行う。更に、電流貫通法によってＤＣ１００００Ａ（波高値）で磁化する。これにより、標準試験体２０の製造が完成される。
【００４５】
また、輝度値−磁粉濃度変換データの作成方法及び蛍光磁粉液の濃度の測定方法は、上述した第１の実施の形態例に係る標準試験体２と同様であるため、その説明は省略する。更に、このような、構成を有する標準試験体２０を用いても、前述した第１の実施の形態例にかかる標準試験体２を用いた場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００４６】
図１１は、第２の標準試験体に付着した磁粉濃度が発光した状態を撮像装置で撮影した画像を示す図である。図１１Ａは、磁粉濃度が０．１ｇ／ｌ、図１１Ｂは磁粉濃度が０．３ｇ／ｌ、図１１Ｃは磁粉濃度が０．５ｇ／ｌ、図１１Ｄは磁粉濃度が１ｇ／ｌ、図１１Ｅは磁粉濃度が１．５ｇ／ｌにおける蛍光磁粉液が発光した状態をＣＣＤカメラ６で撮影した画像である。この図１１Ａ〜図１１Ｅに示すように、蛍光磁粉の濃度が濃くなるほど、標準試験体２０の欠陥部の明るさが明るくなることがわかる。
【００４７】
５．第３の実施の形態例
次に、図１２〜図１４を参照して第３の実施の形態例に係る標準試験体を用いた場合を説明する。
図１２は、標準試験体の第３の実施の形態例を示すものである。また、図１３は、第３の標準試験体に付着した蛍光磁粉が発光した状態を撮像装置で撮影した画像を示す図である。図１４は、第３の実施の形態例に係る標準試験体を用いたい場合における磁粉濃度測定装置の概略構成を示すブロック図である。図１５は、第３の実施の形態例に係る標準試験体を用いたい場合における磁粉濃度の測定方法を示すフローチャートである。
【００４８】
この図１２に示す第３の標準試験体３０は、上述した第２の実施の形態例に係る標準試験体２０と同様にＪＩＳ規格で定められたものであり、具体的には、ＪＩＳ Ｚ ２３２０−２で定められたタイプ２の試験体である。第３の標準試験体３０は、略直方体状に形成されている。この第３の標準試験体３０の長手方向の両端には、磁石３３がそれぞれ設けられている。そして、第３の標準試験体３０の疑似欠陥部として作用する一面には、欠陥部であるギャップ３４と、目盛３５が設けられている。
【００４９】
ギャップ３４は、第３の標準試験体３０の一面の長手方向に沿って一直線状に形成された溝である。このギャップ３４は、第３の標準試験体３０の一面における２つの磁石３３，３３で挟んだ間に設けられている。そして、このギャップ３４に、蛍光磁粉液の蛍光磁粉が、ギャップ３４の両端から付着し始め、中心に向かって蛍光磁粉の付着の量が減少する。
【００５０】
ここで、図１３Ａは、磁粉濃度が０．１ｇ／ｌ、図１３Ｂは磁粉濃度が０．３ｇ／ｌ、図１３Ｃは磁粉濃度が０．５ｇ／ｌ、図１３Ｄは磁粉濃度が１ｇ／ｌ、図１３Ｅは磁粉濃度が１．５ｇ／ｌにおける蛍光磁粉液が発光した状態をＣＣＤカメラ６で撮影した画像である。この図１３に示すように、蛍光磁粉の濃度が濃くなるほど、ギャップ３４に付着した蛍光磁粉の長さが長くなることがわかる。
【００５１】
図１４に示すように、第３の実施の形態例に係る標準試験体を用いたい場合におけるパーソナルコンピュータ７Ａの処理部７ｂＡは、輝度値演算部７１Ａと、長さ測定部７５Ａと、磁粉濃度変換部７２Ａを有している。長さ測定部７５Ａは、輝度値演算部７１Ａで演算された輝度値に基づいてギャップ３４に付着した蛍光磁粉の長さを測定する処理を行う。具体的には、予め輝度値（明暗）に閾値を設定し、この閾値よりも連続して明るいところを検出する。そして、ギャップ３４の一端から蛍光磁粉が途切れたところ（閾値よりも暗いところ）までの長さを測定する。磁粉濃度変換部７２Ａは、長さ測定部７５Ａで側愛知した長さから磁粉濃度を変換する処理を行う。
【００５２】
また、メモリ８Ａには、磁粉濃度と長さの関係を示す長さ−磁粉濃度変換データ８１Ａが記憶されている。そして、このメモリ８Ａに記憶されている長さ−磁粉濃度変換データ８１Ａに基づいて、パーソナルコンピュータ７Ａの磁粉濃度変換部７２Ａが、長さを磁粉濃度に変換することで、蛍光磁粉液の磁粉濃度が測定される。
【００５３】
次に、図１４及び図１５を参照して、この第３の標準試験体３０を用いたい場合における磁粉濃度の測定方法を説明する。
【００５４】
まず、標準試験体３０の一面に蛍光磁粉液を塗布し、ギャップ（疑似欠陥部）３４に蛍光磁粉を付着させる（ステップＳ１Ａ）。このとき、標準試験体３０の目盛３５が設けられている面が垂直になるように、標準試験体３０を水平面から所定の角度（例えば、約４５度）の方向に傾斜して設置する。そして、傾斜した状態で、標準試験体３０に蛍光磁粉液を塗布する。これにより、余分な蛍光磁粉液は、標準試験体３０の一面から流れ落ちる。
【００５５】
ここで、標準試験体３０の傾斜角度は、長さ−磁粉濃度変換データ８１Ａを作成する時と同一の角度に設定する。なお、上述した第１及び第２の標準試験体２，２０においても、余分な蛍光磁粉液を取り除くために、標準試験体の一面を水平面に対して傾斜して配置してもよいことは、言うまでもない。
【００５６】
次に、蛍光磁粉液の蛍光磁粉が付着した標準試験体３０を暗室１内における所定の位置に配置する。そして、標準試験体３０にブラックライト５を用いて紫外線光を照射する（ステップＳ２Ａ）。すると、ギャップ３４に付着した蛍光磁粉が発光する。次に、紫外線光が照射されたギャップ３４をＣＣＤカメラ６で撮影する（ステップＳ３Ａ）。そして、ＣＣＤカメラ６で撮影した画像信号は、パーソナルコンピュータ７Ａに供給される。
【００５７】
次に、パーソナルコンピュータ７Ａの処理部７ｂＡは、輝度値演算部７１Ａによって画像信号から輝度値を演算する（ステップＳ４Ａ）。そして、パーソナルコンピュータ７の処理部７ｂは、長さ測定部７５Ａにより、輝度値から蛍光磁粉の長さを測定する（ステップＳ５Ａ）。
【００５８】
次に、パーソナルコンピュータ７Ａの処理部７ｂＡは、磁粉濃度変換部７２Ａにより、測定した長さを磁粉濃度に変換する（ステップＳ６Ａ）。即ち、処理部７ｂＡは、メモリ８Ａに記憶された長さ−磁粉濃度変換データ８１Ａを呼び出す。そして、処理部７ｂＡは、磁粉濃度変換部７２Ａにより、長さを長さ−磁粉濃度変換データ８１Ａと照合して、蛍光磁粉液の磁粉濃度に変換する。これにより、磁粉濃度が未知である蛍光磁粉液の磁粉濃度の測定が完了する。
【００５９】
その他の構成は、第１の実施の形態例にかかる標準試験体２を用いた場合と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有する標準試験体３０を用いた場合によっても、前述した第１の実施の形態例にかかる標準試験体３０を用いた場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００６０】
本発明の磁粉濃度測定装置及び磁粉濃度測定方法によれば、予め輝度値又は試験体に付着した蛍光磁粉の長さと磁粉濃度との関係を示すデータを測定することで、磁粉濃度を輝度値から定量的に測定することができる。これにより、検査する人によって差が生じることがなく、正確で且つ素早く磁粉濃度を測定することが可能である。
【００６１】
なお、本発明は前述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。
【００６２】
なお、上述した実施の形態例では、紫外線照射部であるブラックライトの紫外線照射強度を一定に管理する例を説明した。しかしながら、ブラックライトは、使用を続けることで、紫外線照射強度が劣化する。そのため、ブラックライトが劣化した場合は、紫外線照射強度を一定に保つために、光源を交換できるようにしてもよい。また、磁粉濃度の測定の前にブラックライトの紫外線照射強度を測定する。そして、処理部において、紫外線照射強度の劣化に応じて蛍光磁粉の輝度値を演算するようにしてもよい、ことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態例に係る磁粉濃度測定装置の構成を示すものである。
【図２】本発明の磁粉濃度測定装置に係る標準試験体の第１の実施の形態例を示す斜視図である。
【図３】本発明の磁粉濃度測定装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】標準試験体を蛍光磁粉液に浸漬させた状態を示す図である。
【図５】輝度値と磁粉濃度との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の磁粉濃度測定方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明の磁粉濃度測定装置に係る測定部における表示部に表示される画面の一具体例を示すものである。
【図８】種類の異なる複数の蛍光磁粉における輝度値と磁粉濃度との関係を示すグラフである。
【図９】本発明の磁粉濃度測定装置に係る標準試験体の第２の実施の形態例を示す斜視図である。
【図１０】本発明の磁粉濃度測定装置に係る標準試験体の第２の実施の形態例を示す平面図である。
【図１１】第２の標準試験体に付着した蛍光磁粉が発光した状態を撮像装置で撮影した画像を示す図である。
【図１２】本発明の磁粉濃度測定装置に係る標準試験体の第３の実施の形態例を示す斜視図である。
【図１３】第２の標準試験体に付着した蛍光磁粉が発光した状態を撮像装置で撮影した画像を示す図である。
【図１４】第３の実施の形態例に係る標準試験体を用いたい場合における磁粉濃度測定装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１５】第３の実施の形態例に係る標準試験体を用いたい場合における磁粉濃度の測定方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
１…暗室、 ２，２０，３０…標準試験体、 ３，３３…磁石、 ４ａ…疑似欠陥部、 ５…ブラックライト（紫外線照射部）、 ６…ＣＣＤカメラ（撮像装置）、 ７，７Ａ…パーソナルコンピュータ（測定部）、 ７ａ…表示部、 ７ｂ，７ｂＡ…処理部、 ８…メモリ（記憶部）、 １０…磁粉液槽、 ３４・・・ギャップ、 ７１，７１Ａ…輝度値演算部、 ７２，７２Ａ…磁粉濃度変換部、 ７５…長さ測定部、 ８１…輝度値−磁粉濃度変換データ、 ８１Ａ…長さ−磁粉濃度変換データ、 １００…磁粉濃度測定装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄鋼材、鉄鋼部品等の被検査物の欠陥を磁粉探傷するための蛍光磁粉液中に分散する蛍光磁粉の濃度を測定するようにした磁粉濃度測定装置及び磁粉濃度測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、鉄鋼材、鉄鋼部品等の被検査物の傷等の欠陥を検査するために、湿式蛍光磁粉探傷試験法が使用されている。
【０００３】
湿式蛍光磁粉探傷試験法は、被検査物を磁化し、欠陥部に生じた磁極によって、磁粉が欠陥部に付着することを利用して、欠陥部を検出する探傷試験法である。
【０００４】
この湿式蛍光磁粉探傷試験法は、次のようにして被検査物の欠陥部を検出する。まず、鉄鋼材、鉄鋼部品等の被検査物を磁化する。すると、被検査物の欠陥部は、漏洩磁束が発生して、磁極を有する。次に、この磁化された被検査物に蛍光磁粉液を散布する。これにより、蛍光磁粉液中に分散する蛍光磁粉は、磁極によって被検査物の欠陥部に付着する。そして、暗室内で、蛍光磁粉液を散布した被検査物に、紫外線光を照射して、蛍光磁粉を発光させる。その結果、欠陥部に付着した蛍光磁粉が発光することにより被検査物の欠陥部を目視で検出することができる。この湿式蛍光磁粉探傷試験法は、蛍光輝度が高いため微細な欠陥でも容易に発見できるという効果を有している。
【０００５】
この蛍光磁粉液は、２〜１０μｍ程度の蛍光磁粉（蛍光体が付着された鉄粉）と、水又は白灯油と、所定量の分散剤とからなるものである。
【０００６】
また、蛍光磁粉液における蛍光磁粉の分散濃度（磁粉濃度）は、被検査物の欠陥部における蛍光輝度の目視検出の正確性、即ち、被検査物から得られる蛍光輝度模様及びそれから得られる情報を左右する大きな要素である。
【０００７】
従来の磁粉液（蛍光磁粉液）の磁粉濃度測定方法としては、次のような方法がある。この従来の磁粉濃度測定方法は、まず、磁粉を分散した磁粉液をよく撹拌する。次に、この磁粉液の規定量（１００ｍｌ）を沈殿管に採取し、この沈殿管をスタンドに立てかける。そして、３０分間経過後、この沈殿管の底部に沈殿した磁粉の量を目視で測定する。
【０００８】
また、磁粉液の磁粉濃度測定方法の他の例としては、特許文献１に記載されているようなものがある。この特許文献１に記載されている磁粉濃度の測定方法は、次のようにして行われる。まず、予め標準試験片に、磁粉濃度が既知である数種の磁粉液を適用して、数種の比較用の磁粉模様を形成させる。次に、この標準試験片に、測定する磁粉液、即ち、磁粉濃度が未知である磁粉液を適用して、測定用の磁粉模様を形成させる。そして、数種の比較用の磁粉模様と測定用の磁粉模様を目視で比較して、磁粉濃度が未知である磁粉液の磁粉濃度を測定する。
【０００９】
【特許文献１】特開平７−１１３７８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来の磁粉濃度測定方法では、蛍光磁粉の粒径が２〜１０μｍ程度の場合、蛍光磁粉液を注入した沈殿管をスタンドに立てかけて３０分間経過しても、蛍光磁粉が軽いため、分散させた蛍光磁粉の一部しか沈殿管の底部に沈殿しなかった。そのため、従来の磁粉濃度測定方法では、蛍光磁粉量を正確に測定することができない、という問題があった。更に、磁粉濃度の測定に時間がかかりすぎる、という不都合があった。
【００１１】
また、特許文献１に開示された方法は、目視による測定であるため、検査する人によって差が生じていた。その結果、特許文献１に開示された磁粉濃度測定方法では、正確な磁粉濃度の測定は困難であった。
【００１２】
本発明は、上述の問題点を考慮し、蛍光磁粉液の磁粉濃度を、瞬時に定量的に確認できると共に評価することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の磁粉濃度測定装置は、蛍光磁粉液の蛍光磁粉が磁極により付着する疑似欠陥部を一面に有する標準試験体を備えた。更に、蛍光磁粉が付着した標準試験体に紫外線光を照射し、蛍光磁粉を発光させる紫外線照射部と、紫外線が照射された標準試験体を撮影し、画像信号を得る撮像装置と、を備えた。そして、この画像信号から発光した蛍光磁粉の輝度値を演算すると共に輝度値を磁粉濃度に変換する処理部と、を備えた。
【００１４】
また、本発明の磁粉濃度測定方法は、標準試験体の一面に設けた疑似欠陥部に蛍光磁粉液の蛍光磁粉を磁極により付着させる工程と、を有する。次に、蛍光磁粉が付着した標準試験体に紫外線光を照射し、蛍光磁粉を発光させる工程と、紫外線光が照射された標準試験体を撮影し、画像信号を得る工程と、を有する。そして、この画像信号から発光した蛍光磁粉の輝度値を演算すると共に演算した輝度値を磁粉濃度に変換する工程と、を有する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、蛍光磁粉液の蛍光磁粉を発光させて、画像信号を得ると共にこの画像信号から輝度値を演算している。そして、この輝度値を磁粉濃度に変換することにより、蛍光磁粉液の磁粉濃度を、瞬時に定量的に確認することができる。更に、検査する人によって差が生じることがなく、正確な蛍光磁粉の濃度を測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の磁粉濃度測定装置及び磁粉濃度測定方法を実施するための実施形態の例（以下、「本例」という。）について説明する。
【００１７】
１．磁粉濃度測定装置の構成
まず、図１〜図３を参照して本例における磁粉濃度測定装置について説明する。図１は、本例における磁粉濃度測定装置の構成を示すものである。図２は、本発明の磁粉濃度測定装置に係る標準試験体の第１の実施の形態例を示す斜視図である。図３は、本例における磁粉濃度測定装置の概略構成を示すブロック図である。
【００１８】
この図１に示すように、磁粉濃度測定装置１００は、暗室１内の所定の位置に配置された標準試験体２と、紫外線照射部であるブラックライト５と、ＣＣＤカメラ６と、測定部の一具体例を示すパーソナルコンピュータ７と、メモリ８とから構成されている。
【００１９】
［標準試験体］
図２に示すように、標準試験体２は、略円筒形の外筐２ａと、磁石３と、略円形状の鉄板４とを有している。外筐２ａは、略円筒形に形成されており、軸方向の一端が開放され、軸方向の他端が閉じている。この外筐２ａは、例えば合成樹脂によって形成される。そして、この外筐２ａの内部に磁石３が収納されている。更に、外筐２ａの開口部を閉じるように、略円形状の鉄板４が取り付けられている。この鉄板４の一面には、例えば円形状に形成された疑似欠陥部４ａが配設されている。疑似欠陥部４ａには、グラインダがけや応力腐食によって意図的に欠陥部が形成されている。そして、この疑似欠陥部４ａは、外筐２ａ内に収納された磁石３によって磁化されている。
【００２０】
なお、本例では、標準試験体２の形状を略円柱状に形成した例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、標準試験体２を角柱状に形成し、鉄板４を略四角形状に形成してもよい。
【００２１】
［紫外線照射部及び撮像装置］
また、図１に示すように、暗室１内において、標準試験体２の上方には、本発明の紫外線照射部を示すブラックライト５と本発明の撮像装置の一具体例を示すＣＣＤカメラ６が設けられている。ブラックライト５は、暗室１内で標準試験体２に設けた鉄板４の一面（疑似欠陥部４ａ）に紫外線光を照射するものである。また、ＣＣＤカメラ６は、ブラックライト５によって紫外線光が照射された疑似欠陥部４ａを撮影し、画像信号を得るものである。そして、ＣＣＤカメラ６は、パーソナルコンピュータ７に接続されており、撮影した画像信号をパーソナルコンピュータ７に供給している。なお、撮像装置には、ＣＣＤカメラだけでなく、ＣＯＭＳカメラ等を適用してもよいことは、言うまでもない。
【００２２】
［測定部］
図３に示すように、パーソナルコンピュータ７は、表示部７ａと、処理部７ｂとを有している。処理部７ｂは、輝度値演算部７１と、磁粉濃度変換部７２等から構成されている。輝度値演算部７１は、ＣＣＤカメラ６で撮影した画像信号から輝度値を演算する処理を行う。そして、この輝度値演算部７１は、磁粉濃度変換部７２に接続されている。磁粉濃度変換部７２は、輝度値演算部７１で演算した輝度値から磁粉濃度を変換する処理を行う。そして、輝度値演算部７１及び磁粉濃度変換部７２は、表示部７ａに接続されている。
【００２３】
表示部７ａには、ＣＣＤカメラ６で撮影した標準試験体２の画像、輝度値演算部７１で演算された輝度値及び磁粉濃度変換部７２で変換された磁粉濃度等が表示される。更に、このパーソナルコンピュータ７は、本発明の記憶部の一具体例を示すメモリ８と送受信可能に接続されている。また、パーソナルコンピュータ７は、キーボードやマウス等の入力部を有している。そして、この入力部から、蛍光磁粉の種類、標準試験体の種類や後述する輝度値−磁粉濃度変換データ８１を作成するための既知の蛍光磁粉の濃度等のデータが入力される。
【００２４】
［記憶部］
メモリ８には、磁粉濃度と輝度値との関係を示す輝度値−磁粉濃度変換データ８１が記憶されている。そして、このメモリ８に記憶されている輝度値−磁粉濃度変換データ８１に基づいて、パーソナルコンピュータ７の磁粉濃度変換部７２が、輝度値を磁粉濃度に変換することで、蛍光磁粉液の磁粉濃度が測定される。
【００２５】
なお、パーソナルコンピュータ７とメモリ８は、例えば、公衆通信回線、専用回線、インターネット等のネットワークを介して接続してもよい。
【００２６】
２．輝度値−磁粉濃度変換データの作成方法
次に、メモリ８に格納された輝度値−磁粉濃度変換データの作成方法について説明する。なお、ここでは、蛍光磁粉としてマーテック（株）製のＬＹ−１０を用いた例を説明する。このＬＹ−１０は、粒度が３〜７μｍであり、水分散専用のものである。
まず、濃度の異なる既知の磁粉濃度の蛍光磁粉液１０ａを複数用意する。本例では、磁粉濃度が０．１ｇ／ｌ、０．２ｇ／ｌ、０．３ｇ／ｌ、０．４ｇ／ｌ、０．５ｇ／ｌ、１ｇ／ｌ、１．５ｇ／ｌの蛍光磁粉液を用意する。
【００２７】
図４は、標準試験体を蛍光磁粉液に浸漬させた状態を示す図である。次に、この図４に示すように、これらの蛍光磁粉液１０ａを、それぞれ磁粉液槽１０に注入する。そして、蛍光磁粉液１０ａが注入された磁粉液槽１０内に、標準試験体２を一定時間浸漬する。ここで、標準試験体２に設けた疑似欠陥部４ａは、磁石３により磁化されている。そのため、疑似欠陥部４ａには、磁極が生じている。これにより、蛍光磁粉液の蛍光磁粉が、標準試験体２の疑似欠陥部４ａに生じた磁極によって、疑似欠陥部４ａに付着する。なお、蛍光磁粉液を標準試験体２の鉄板４の一面に塗布することで、蛍光磁粉液の蛍光磁粉を疑似欠陥部４ａに付着させてもよい。
【００２８】
次に、図１に示すように、蛍光磁粉が付着した標準試験体２を暗室１内の所定の位置に配置する。そして、ブラックライト５を用いて標準試験体２の疑似欠陥部４ａに紫外線光を照射する。これにより、疑似欠陥部４ａに付着した蛍光磁粉が発光する。次に、紫外線光が照射された疑似欠陥部４ａをＣＣＤカメラ６で撮影する。そして、ＣＣＤカメラ６で撮影した画像信号をパーソナルコンピュータ７に供給する。
【００２９】
次に、パーソナルコンピュータ７の処理部７ｂは、輝度値演算部７１によって画像信号から輝度値を得る。即ち、輝度値演算部７１は、まず疑似欠陥部４ａに付着して発光している蛍光磁粉における各場所の明暗（輝度値）を測定して実測輝度値を得る。そして、この実測輝度値から平均輝度値を演算し、この平均輝度値を輝度値とする。本例では、蛍光磁粉液の磁粉濃度毎に、０．１ｇ／ｌでは「１２」、０．２ｇ／ｌでは「１８」、０．３ｇ／ｌでは「２３」、０．４ｇ／ｌでは「２８」、０．５ｇ／ｌ「３５」、１ｇ／ｌ「４７」、１．５ｇ／ｌでは「４７」という輝度値を得る。
【００３０】
そして、図５は、上述した方法で得られた輝度値と磁粉濃度との関係を示すグラフである。この図５に示すように、蛍光磁粉液の磁粉濃度が高くなる程、疑似欠陥部４ａに付着する蛍光磁粉の量が多くなり、輝度値（発光輝度値）が高くなることが分かる。
【００３１】
これにより、磁粉濃度と輝度値との関係を示す輝度値−磁粉濃度変換データ８１を作成することができる。そして、図３に示すように、輝度値演算部７１で演算された輝度値は、図示しない入力部から入力された既知の磁粉濃度と共に輝度値−磁粉濃度変換データ８１としてメモリ８に記憶される。
【００３２】
３．磁粉濃度測定方法
次に、図１、図３及び図６を参照して未知の蛍光磁粉液の磁粉濃度の測定方法について説明する。図６は、磁粉濃度の測定方法を示すフローチャートである。なお、ここで測定する蛍光磁粉液の蛍光磁粉は、上述した輝度値−磁粉濃度変換データ８１を作成する際に用いた蛍光磁粉と同一のＬＹ−１０を用いている。
【００３３】
まず、図４に示すように、磁粉濃度が未知の蛍光磁粉液を磁粉液槽１０に注入する。次に、蛍光磁粉液が注入された磁粉液槽１０内に標準試験体２を一定時間浸漬する。この結果、上述した輝度値−磁粉濃度変換データの作成方法の場合と同様に、蛍光磁粉液の蛍光磁粉が、標準試験体２の疑似欠陥部４ａに生じた磁極によって、疑似欠陥部４ａに付着する（ステップＳ１）。なお、なお、蛍光磁粉液を標準試験体２の疑似欠陥部４ａに塗布することで、蛍光磁粉液の蛍光磁粉を疑似欠陥部４ａに付着させてもよい。
【００３４】
次に、蛍光磁粉液の蛍光磁粉が付着した標準試験体２を暗室１内における所定の位置に配置する。そして、標準試験体２にブラックライト５を用いて紫外線光を照射する（ステップＳ２）。すると、疑似欠陥部４ａに付着した蛍光磁粉が発光する。ここで、ブラックライト５の紫外線照射強度が変化すると、蛍光磁粉の発光の明るさである輝度値も変化する。そのため、ブラックライト５の照射強度を、上述した輝度値−磁粉濃度変換データ８１を作成する際の照射強度と一定にすることが好ましい。次に、紫外線光が照射された疑似欠陥部４ａをＣＣＤカメラ６で撮影する（ステップＳ３）。そして、ＣＣＤカメラ６で撮影した画像信号は、パーソナルコンピュータ７に供給される。
【００３５】
次に、パーソナルコンピュータ７の処理部７ｂは、輝度値演算部７１によって画像信号から輝度値を演算する（ステップＳ４）。そして、パーソナルコンピュータ７の処理部７ｂは、磁粉濃度変換部７２により、得られた輝度値を磁粉濃度に変換する（ステップＳ５）。即ち、処理部７ｂは、メモリ８に記憶された輝度値−磁粉濃度変換データ８１を呼び出す。そして、処理部７ｂは、磁粉濃度変換部７２により、輝度値を輝度値−磁粉濃度変換データ８１と照合して、蛍光磁粉液の磁粉濃度に変換する。これにより、磁粉濃度が未知である蛍光磁粉液の磁粉濃度の測定が完了する。
【００３６】
また、図７は、表示部７ａに表示される画面の例を示すものである。この図７に示すように、パーソナルコンピュータ７の表示部７ａには、ＣＣＤカメラ６で撮影した標準試験体２の画像７３、輝度値演算部７１で演算された輝度値及び磁粉濃度変換部７２で変換された磁粉濃度７４等が表示される。
【００３７】
これにより、本発明の磁粉濃度測定方法によれば、輝度値−濃度変換データと照合することで、蛍光磁粉液の濃度を輝度値から、定量的に測定することができる。そのため、検査する人によって差が生じることがなく、正確で且つ瞬時に磁粉濃度を測定することができる。
【００３８】
図８は、種類の異なる複数の蛍光磁粉における輝度値と磁粉濃度との関係を示すグラフである。
図８に示す曲線ｂは、蛍光磁粉にマーテック（株）製のＬＹ−２０Ｐを用いた場合を示す輝度値と磁粉濃度の関係を示すグラフである。このＬＹ−２０Ｐは、粒度が３〜７μｍであり、高輝度の水分散専用である。図８に示す曲線ｃは、蛍光磁粉にマーテック（株）製のＬＹ−５０を用いた場合を示す輝度値と磁粉濃度の関係を示すグラフである。このＬＹ−５０は、粒度がＬＹ−２０Ｐと同様に３〜７μｍであり、一般用汎用品の油分散専用である。
【００３９】
また、図８に示す曲線ｄは、蛍光磁粉にマーテック（株）製のＬＹ−３０を用いた場合を示す輝度値と磁粉濃度の関係を示すグラフである。このＬＹ−３０は、粒度が１〜４μｍであり、超精密検査用である。なお、図８に示す曲線ａは、図５に示すグラフと同一のものであり、蛍光磁粉としてマーテック（株）製のＬＹ−１０を用いた場合を示すものである。
【００４０】
図８に示す複数の蛍光磁粉における輝度値と磁粉濃度の関係を示すデータは、輝度値−磁粉濃度変換データ８１としてメモリ８に記憶される。このように、複数の異なる蛍光磁粉の輝度値−磁粉濃度変換データ８１をそれぞれメモリ８に記憶する。この場合、磁粉濃度を測定する前に、測定する蛍光磁粉の種類を入力部でパーソナルコンピュータ７に入力する。そして、処理部７ｂは、メモリ８から入力された蛍光磁粉と同一の蛍光磁粉の輝度値−磁粉濃度変換データを呼び出し、輝度値を磁粉濃度に変換する。その結果、一種類の蛍光磁粉だけでなく、複数の異なる種類の蛍光磁粉液の磁粉濃度を測定することができる。
【００４１】
４．第２の実施の形態例
図９及び図１０は、標準試験体の第２の実施の形態例を示すものである。図９は、標準試験体の第２の実施の形態例を示す斜視図、図１０は、標準試験体の第２の実施の形態例を示す平面図である。
【００４２】
この図９及び図１０に示す標準試験体は、ＪＩＳ規格で定められたものであり、具体的には、ＪＩＳ Ｚ ２３２０−２で定められたタイプ１の試験体である。図９及び図１０に示すように、標準試験体２０は、略円盤状に形成されており、略中央に貫通孔２１を有している。標準試験体２０は、疑似欠陥部である一面に２種類の割れを有している。そして、欠陥部として作用する２種類の割れ２４ａ，２４ｂのうち比較的粗い割れ２４ａは、グラインダがけにより形成されている。また、２種類の割れ２４ａ，２４ｂのうち微細な割れ２４ｂは、応力腐食によって形成されている。この２種類の割れ２４ａ，２４ｂが設けられた標準試験体２０の一面に、蛍光磁粉液の蛍光磁粉が付着する。
【００４３】
また、標準試験体２０は、電流貫通法によって永久的に磁化されている。これにより、磁石を別途用意する手間が省けるため、上述した第１の実施の形態例に係る標準試験体２に比べて部品点数を削減することができる。
【００４４】
なお、標準試験体２０は、例えば、次のようにして形成される。まず、鋼（等級 ９０ＭｎＣｒＶ８）を用いて、表面が９．８０ｍｍ±０．０５ｍｍになるまで平らにグラインダをかける。そして、グラインダをかけた鋼を、８６０℃±１０℃で２時間保持した後、由中で焼き入れを行い、表面硬さが６３〜７０ＨＲＣになるようにする。更に、焼き入れ処理を行った鋼の表面を、例えば、速度３５ｍ／ｓで、且つ表面当たり０．０５ｍｍの削り代で、２０ｍｍを目標にしてグラインダをかける。そして、黒色酸化を１４５℃〜１５０℃で１．５時間処理を行う。更に、電流貫通法によってＤＣ１００００Ａ（波高値）で磁化する。これにより、標準試験体２０の製造が完成される。
【００４５】
また、輝度値−磁粉濃度変換データの作成方法及び蛍光磁粉液の濃度の測定方法は、上述した第１の実施の形態例に係る標準試験体２と同様であるため、その説明は省略する。更に、このような、構成を有する標準試験体２０を用いても、前述した第１の実施の形態例にかかる標準試験体２を用いた場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００４６】
図１１は、第２の標準試験体に付着した磁粉濃度が発光した状態を撮像装置で撮影した画像を示す図である。図１１Ａは、磁粉濃度が０．１ｇ／ｌ、図１１Ｂは磁粉濃度が０．３ｇ／ｌ、図１１Ｃは磁粉濃度が０．５ｇ／ｌ、図１１Ｄは磁粉濃度が１ｇ／ｌ、図１１Ｅは磁粉濃度が１．５ｇ／ｌにおける蛍光磁粉液が発光した状態をＣＣＤカメラ６で撮影した画像である。この図１１Ａ〜図１１Ｅに示すように、蛍光磁粉の濃度が濃くなるほど、標準試験体２０の欠陥部の明るさが明るくなることがわかる。
【００４７】
５．第３の実施の形態例
次に、図１２〜図１４を参照して第３の実施の形態例に係る標準試験体を用いた場合を説明する。
図１２は、標準試験体の第３の実施の形態例を示すものである。また、図１３は、第３の標準試験体に付着した蛍光磁粉が発光した状態を撮像装置で撮影した画像を示す図である。図１４は、第３の実施の形態例に係る標準試験体を用いたい場合における磁粉濃度測定装置の概略構成を示すブロック図である。図１５は、第３の実施の形態例に係る標準試験体を用いたい場合における磁粉濃度の測定方法を示すフローチャートである。
【００４８】
この図１２に示す第３の標準試験体３０は、上述した第２の実施の形態例に係る標準試験体２０と同様にＪＩＳ規格で定められたものであり、具体的には、ＪＩＳ Ｚ ２３２０−２で定められたタイプ２の試験体である。第３の標準試験体３０は、略直方体状に形成されている。この第３の標準試験体３０の長手方向の両端には、磁石３３がそれぞれ設けられている。そして、第３の標準試験体３０の疑似欠陥部として作用する一面には、欠陥部であるギャップ３４と、目盛３５が設けられている。
【００４９】
ギャップ３４は、第３の標準試験体３０の一面の長手方向に沿って一直線状に形成された溝である。このギャップ３４は、第３の標準試験体３０の一面における２つの磁石３３，３３で挟んだ間に設けられている。そして、このギャップ３４に、蛍光磁粉液の蛍光磁粉が、ギャップ３４の両端から付着し始め、中心に向かって蛍光磁粉の付着の量が減少する。
【００５０】
ここで、図１３Ａは、磁粉濃度が０．１ｇ／ｌ、図１３Ｂは磁粉濃度が０．３ｇ／ｌ、図１３Ｃは磁粉濃度が０．５ｇ／ｌ、図１３Ｄは磁粉濃度が１ｇ／ｌ、図１３Ｅは磁粉濃度が１．５ｇ／ｌにおける蛍光磁粉液が発光した状態をＣＣＤカメラ６で撮影した画像である。この図１３に示すように、蛍光磁粉の濃度が濃くなるほど、ギャップ３４に付着した蛍光磁粉の長さが長くなることがわかる。
【００５１】
図１４に示すように、第３の実施の形態例に係る標準試験体を用いたい場合におけるパーソナルコンピュータ７Ａの処理部７ｂＡは、輝度値演算部７１Ａと、長さ測定部７５Ａと、磁粉濃度変換部７２Ａを有している。長さ測定部７５Ａは、輝度値演算部７１Ａで演算された輝度値に基づいてギャップ３４に付着した蛍光磁粉の長さを測定する処理を行う。具体的には、予め輝度値（明暗）に閾値を設定し、この閾値よりも連続して明るいところを検出する。そして、ギャップ３４の一端から蛍光磁粉が途切れたところ（閾値よりも暗いところ）までの長さを測定する。磁粉濃度変換部７２Ａは、長さ測定部７５Ａで側愛知した長さから磁粉濃度を変換する処理を行う。
【００５２】
また、メモリ８Ａには、磁粉濃度と長さの関係を示す長さ−磁粉濃度変換データ８１Ａが記憶されている。そして、このメモリ８Ａに記憶されている長さ−磁粉濃度変換データ８１Ａに基づいて、パーソナルコンピュータ７Ａの磁粉濃度変換部７２Ａが、長さを磁粉濃度に変換することで、蛍光磁粉液の磁粉濃度が測定される。
【００５３】
次に、図１４及び図１５を参照して、この第３の標準試験体３０を用いたい場合における磁粉濃度の測定方法を説明する。
【００５４】
まず、標準試験体３０の一面に蛍光磁粉液を塗布し、ギャップ（疑似欠陥部）３４に蛍光磁粉を付着させる（ステップＳ１Ａ）。このとき、標準試験体３０の目盛３５が設けられている面が垂直になるように、標準試験体３０を水平面から所定の角度（例えば、約４５度）の方向に傾斜して設置する。そして、傾斜した状態で、標準試験体３０に蛍光磁粉液を塗布する。これにより、余分な蛍光磁粉液は、標準試験体３０の一面から流れ落ちる。
【００５５】
ここで、標準試験体３０の傾斜角度は、長さ−磁粉濃度変換データ８１Ａを作成する時と同一の角度に設定する。なお、上述した第１及び第２の標準試験体２，２０においても、余分な蛍光磁粉液を取り除くために、標準試験体の一面を水平面に対して傾斜して配置してもよいことは、言うまでもない。
【００５６】
次に、蛍光磁粉液の蛍光磁粉が付着した標準試験体３０を暗室１内における所定の位置に配置する。そして、標準試験体３０にブラックライト５を用いて紫外線光を照射する（ステップＳ２Ａ）。すると、ギャップ３４に付着した蛍光磁粉が発光する。次に、紫外線光が照射されたギャップ３４をＣＣＤカメラ６で撮影する（ステップＳ３Ａ）。そして、ＣＣＤカメラ６で撮影した画像信号は、パーソナルコンピュータ７Ａに供給される。
【００５７】
次に、パーソナルコンピュータ７Ａの処理部７ｂＡは、輝度値演算部７１Ａによって画像信号から輝度値を演算する（ステップＳ４Ａ）。そして、パーソナルコンピュータ７の処理部７ｂは、長さ測定部７５Ａにより、輝度値から蛍光磁粉の長さを測定する（ステップＳ５Ａ）。
【００５８】
次に、パーソナルコンピュータ７Ａの処理部７ｂＡは、磁粉濃度変換部７２Ａにより、測定した長さを磁粉濃度に変換する（ステップＳ６Ａ）。即ち、処理部７ｂＡは、メモリ８Ａに記憶された長さ−磁粉濃度変換データ８１Ａを呼び出す。そして、処理部７ｂＡは、磁粉濃度変換部７２Ａにより、長さを長さ−磁粉濃度変換データ８１Ａと照合して、蛍光磁粉液の磁粉濃度に変換する。これにより、磁粉濃度が未知である蛍光磁粉液の磁粉濃度の測定が完了する。
【００５９】
その他の構成は、第１の実施の形態例にかかる標準試験体２を用いた場合と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有する標準試験体３０を用いた場合によっても、前述した第１の実施の形態例にかかる標準試験体３０を用いた場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００６０】
本発明の磁粉濃度測定装置及び磁粉濃度測定方法によれば、予め輝度値又は試験体に付着した蛍光磁粉の長さと磁粉濃度との関係を示すデータを測定することで、磁粉濃度を輝度値から定量的に測定することができる。これにより、検査する人によって差が生じることがなく、正確で且つ素早く磁粉濃度を測定することが可能である。
【００６１】
なお、本発明は前述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。
【００６２】
なお、上述した実施の形態例では、紫外線照射部であるブラックライトの紫外線照射強度を一定に管理する例を説明した。しかしながら、ブラックライトは、使用を続けることで、紫外線照射強度が劣化する。そのため、ブラックライトが劣化した場合は、紫外線照射強度を一定に保つために、光源を交換できるようにしてもよい。また、磁粉濃度の測定の前にブラックライトの紫外線照射強度を測定する。そして、処理部において、紫外線照射強度の劣化に応じて蛍光磁粉の輝度値を演算するようにしてもよい、ことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態例に係る磁粉濃度測定装置の構成を示すものである。
【図２】本発明の磁粉濃度測定装置に係る標準試験体の第１の実施の形態例を示す斜視図である。
【図３】本発明の磁粉濃度測定装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】標準試験体を蛍光磁粉液に浸漬させた状態を示す図である。
【図５】輝度値と磁粉濃度との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の磁粉濃度測定方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明の磁粉濃度測定装置に係る測定部における表示部に表示される画面の一具体例を示すものである。
【図８】種類の異なる複数の蛍光磁粉における輝度値と磁粉濃度との関係を示すグラフである。
【図９】本発明の磁粉濃度測定装置に係る標準試験体の第２の実施の形態例を示す斜視図である。
【図１０】本発明の磁粉濃度測定装置に係る標準試験体の第２の実施の形態例を示す平面図である。
【図１１】第２の標準試験体に付着した蛍光磁粉が発光した状態を撮像装置で撮影した画像を示す図である。
【図１２】本発明の磁粉濃度測定装置に係る標準試験体の第３の実施の形態例を示す斜視図である。
【図１３】第２の標準試験体に付着した蛍光磁粉が発光した状態を撮像装置で撮影した画像を示す図である。
【図１４】第３の実施の形態例に係る標準試験体を用いたい場合における磁粉濃度測定装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１５】第３の実施の形態例に係る標準試験体を用いたい場合における磁粉濃度の測定方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
１…暗室、 ２，２０，３０…標準試験体、 ３，３３…磁石、 ４ａ…疑似欠陥部、 ５…ブラックライト（紫外線照射部）、 ６…ＣＣＤカメラ（撮像装置）、 ７，７Ａ…パーソナルコンピュータ（測定部）、 ７ａ…表示部、 ７ｂ，７ｂＡ…処理部、 ８…メモリ（記憶部）、 １０…磁粉液槽、 ３４・・・ギャップ、 ７１，７１Ａ…輝度値演算部、 ７２，７２Ａ…磁粉濃度変換部、 ７５…長さ測定部、 ８１…輝度値−磁粉濃度変換データ、 ８１Ａ…長さ−磁粉濃度変換データ、 １００…磁粉濃度測定装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光磁粉液の蛍光磁粉が磁極により付着する疑似欠陥部を一面に有する標準試験体と、
前記蛍光磁粉が付着した前記標準試験体に紫外線光を照射し、前記蛍光磁粉を発光させる紫外線照射部と、
紫外線が照射された前記標準試験体を撮影し、画像信号を得る撮像装置と、
前記画像信号から発光した前記蛍光磁粉の輝度値を演算すると共に前記輝度値を磁粉濃度に変換する処理部と、
を備えたことを特徴とする磁粉濃度測定装置。
【請求項２】
前記処理部と送受信可能に接続され、且つ磁粉濃度と輝度値との関係を示すデータが記憶された記憶部を有し、
前記処理部は、前記記憶部に記憶された前記データに基づいて、前記輝度値を磁粉濃度に変換する
ことを特徴とする請求項１に記載の磁粉濃度測定装置。
【請求項３】
前記処理部は、
前記輝度値から前記疑似欠陥部に付着している前記蛍光磁粉の長さを測定すると共に前記蛍光磁粉の長さを磁粉濃度に変換する
ことを特徴とする請求項１に記載の磁粉濃度測定装置。
【請求項４】
前記標準試験体、前記紫外線照射部及び前記撮像装置が配置される暗室を有し、
前記暗室内で前記標準試験体に紫外線光を照射し、且つ前記標準試験体を撮影する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の磁粉濃度測定装置。
【請求項５】
前記標準試験体は、ＪＩＳ規格のＪＩＳ Ｚ ２３２０−２で定められた試験体である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の磁粉濃度測定装置。
【請求項６】
測定した前記磁粉濃度を表示する表示部を有する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の磁粉濃度測定装置。
【請求項７】
標準試験体の一面に設けた疑似欠陥部に蛍光磁粉液の蛍光磁粉を磁極により付着させる工程と、
前記蛍光磁粉が付着した前記標準試験体に紫外線光を照射し、前記蛍光磁粉を発光させる工程と、
前記紫外線光が照射された前記標準試験体を撮影し、画像信号を得る工程と、
前記画像信号から発光した前記蛍光磁粉の輝度値を演算すると共に演算した前記輝度値を磁粉濃度に変換する工程と、
を有することを特徴とする磁粉濃度測定方法。
【請求項１】
蛍光磁粉液の蛍光磁粉が磁極により付着する疑似欠陥部を一面に有する標準試験体と、
前記蛍光磁粉が付着した前記標準試験体に紫外線光を照射し、前記蛍光磁粉を発光させる紫外線照射部と、
紫外線が照射された前記標準試験体を撮影し、画像信号を得る撮像装置と、
前記画像信号から発光した前記蛍光磁粉の輝度値を演算すると共に前記輝度値を磁粉濃度に変換する処理部と、
を備えたことを特徴とする磁粉濃度測定装置。
【請求項２】
前記処理部と送受信可能に接続され、且つ磁粉濃度と輝度値との関係を示すデータが記憶された記憶部を有し、
前記処理部は、前記記憶部に記憶された前記データに基づいて、前記輝度値を磁粉濃度に変換する
ことを特徴とする請求項１に記載の磁粉濃度測定装置。
【請求項３】
前記処理部は、
前記輝度値から前記疑似欠陥部に付着している前記蛍光磁粉の長さを測定すると共に前記蛍光磁粉の長さを磁粉濃度に変換する
ことを特徴とする請求項１に記載の磁粉濃度測定装置。
【請求項４】
前記標準試験体、前記紫外線照射部及び前記撮像装置が配置される暗室を有し、
前記暗室内で前記標準試験体に紫外線光を照射し、且つ前記標準試験体を撮影する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の磁粉濃度測定装置。
【請求項５】
前記標準試験体は、ＪＩＳ規格のＪＩＳ Ｚ ２３２０−２で定められた試験体である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の磁粉濃度測定装置。
【請求項６】
測定した前記磁粉濃度を表示する表示部を有する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の磁粉濃度測定装置。
【請求項７】
標準試験体の一面に設けた疑似欠陥部に蛍光磁粉液の蛍光磁粉を磁極により付着させる工程と、
前記蛍光磁粉が付着した前記標準試験体に紫外線光を照射し、前記蛍光磁粉を発光させる工程と、
前記紫外線光が照射された前記標準試験体を撮影し、画像信号を得る工程と、
前記画像信号から発光した前記蛍光磁粉の輝度値を演算すると共に演算した前記輝度値を磁粉濃度に変換する工程と、
を有することを特徴とする磁粉濃度測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１４】
【図１５】
【図１１】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１４】
【図１５】
【図１１】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−７５０９８（Ｐ２００９−７５０９８Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２０２６３（Ｐ２００８−２２０２６３）
【出願日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成１９年６月２９日 社団法人 日本非破壊検査協会主催の「表面探傷分科会」に文書をもって発表
【出願人】（５９１０２７０４２）日本電磁測器株式会社 (17)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成１９年６月２９日 社団法人 日本非破壊検査協会主催の「表面探傷分科会」に文書をもって発表
【出願人】（５９１０２７０４２）日本電磁測器株式会社 (17)
【Ｆターム（参考）】
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