(57)【要約】【課題】簡単な構成で磁化器の起磁力の低下を検出し、測定の信頼性と作業性を向上する。【解決手段】磁化器１及び磁粉探傷装置２０は、被検査物１０に近接される磁心コア２に巻き回され、磁心コア２に磁路を発生させる励磁コイル４と、磁心コア２に巻き回される第１の巻き線コイル６と、第１の巻き線コイル６に接続され、励磁コイル４の起磁力が所定の値以上である場合に、可視光線を発光する第１の発光部１２と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物に近接される磁心コアに巻き回され、前記磁心コアに磁路を発生させる励磁コイルと、
前記磁心コアに巻き回される第１の巻き線コイルと、
前記第１の巻き線コイルに接続され、前記励磁コイルの起磁力が所定の値以上である場合に、可視光線を発光する第１の発光部と、を備える
磁化器。
【請求項２】
前記磁心コアに巻き回される第２の巻き線コイルと、
前記第２の巻き線コイルに接続され、紫外線を発光する第２の発光部と、を備える
請求項１記載の磁化器。
【請求項３】
前記第２の巻き線コイル及び前記第２の発光部の間に、前記第２の発光部に供給される交流電力を直流電力に変換する整流器を備える
請求項２記載の磁化器。
【請求項４】
前記磁心コアがカットコアにより構成される
請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁化器。
【請求項５】
前記磁心コアと前記励磁コイルによって回転磁界が形成される
請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁化器。
【請求項６】
電源から供給される直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、
前記インバータ回路に接続され、被検査物に近接される磁心コアに巻き回され、前記磁心コアに磁路を発生させる励磁コイルと、
前記磁心コアに巻き回される第１の巻き線コイルと、
前記第１の巻き線コイルに接続され、前記励磁コイルの起磁力が所定の値以上である場合に、可視光線を発光する第１の発光部と、を備える
磁粉探傷装置。
【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際に使用される磁化器（ハンドマグナ）及び磁粉探傷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
造船、航空、鉄道、原子力等の広い範囲の技術分野において、鉄鋼材、鉄鋼部品等の被検査物を検査する非破壊検査法として、磁粉探傷試験法が使用されている。磁粉探傷試験法は、被検査物を磁化し、欠陥部の漏洩磁束が発生する領域に磁粉液を散布し、紫外線を照射して磁粉模様を観察するものであり、微細な欠陥まで検出可能という特徴を有している。
【０００３】
最近は、可搬式でバッテリー駆動の交流極間式磁粉探傷装置が開発されている。交流極間式磁粉探傷装置は、電源ケーブルを配線する必要が無いことから場所の制約を受けることなく、作業者は少ない労力でありながら短時間で磁粉探傷試験を行うことができる。
特許文献１には、交流極間式磁粉探傷装置の一例が開示される。
【０００４】
図８は、従来の磁粉探傷装置４０の構成を示す図である。磁粉探傷装置４０は、バッテリー電源４２と、バッテリー電源４２に接続されるインバータ回路４４と、インバータ回路４４に接続され、被検査物５０の欠陥を検出する磁化器４６と、を備える。また、磁粉探傷装置４０は、バッテリー電源４２の電圧の低下を検出する電源電圧検出回路４８を備え、バッテリーの交換時期を知らせる。
【０００５】
図９は、磁粉探傷装置４０が備える電源電圧検出回路４８の一例を示す。
電源電圧検出回路４８は、比較器、論理回路、警報回路、発光ダイオード回路等を備える。従来の磁粉探傷装置は、磁粉に紫外線を照射する紫外線照射用発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）と、紫外線照射用発光ダイオードを発光させるための不図示の専用電源と、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３３０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に磁粉探傷装置４０は、バッテリー電源４２の電圧の低下にともなう起磁力の低下を検出する手段を備えていなかった。このため、磁化器４６の起磁力が低下した状態で磁粉探傷試験を行う場合があり、測定精度と測定の信頼性が低下することがあった。
また、磁化器４６に起磁力を測定するための専用外付回路を設ける場合もあった。しかし、磁化器４６に専用外付回路を設けると、磁粉探傷装置４０が複雑化かつ大型化していた。
【０００８】
本発明は、簡単な構成で起磁力の低下を検出し、測定の信頼性と作業性を向上することが可能な磁化器及び磁粉探傷装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る磁化器は、被検査物に近接される磁心コアに巻き回され、磁心コアに磁路を発生させる励磁コイルと、磁心コアに巻き回される第１の巻き線コイルと、第１の巻き線コイルに接続され、励磁コイルの起磁力が所定の値以上である場合に、可視光線を発光する第１の発光部と、を備える。
【００１０】
また、本発明に係る磁粉探傷装置は、電源から供給される直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、インバータ回路に接続され、被検査物に近接される磁心コアに巻き回され、磁心コアに磁路を発生させる励磁コイルと、磁心コアに巻き回される第１の巻き線コイルと、第１の巻き線コイルに接続され、励磁コイルの起磁力が所定の値以上である場合に、可視光線を発光する第１の発光部と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第１の巻き線コイルに可視光線を発光する第１の発光部を接続することによって、簡単な構成でありながら、バッテリーの交換時期を確実に検知することが可能となり、測定の信頼性と作業性を向上するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る磁化器の構成例を示す外観斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る磁粉探傷装置の内部構成例を示すブロック図である。
【図３】作業者が、本発明の第１の実施形態に係る磁粉探傷装置を携行場合の使用例を示す説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る４極交流極間磁化器の例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る４極交流極間磁化器の例を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る磁粉探傷装置の構成例を示す外観斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る磁粉探傷装置の内部構成例を示すブロック図である。
【図８】従来の磁粉探傷装置の構成例を示す図である。
【図９】従来の磁粉探傷装置が備える電源電圧検出回路の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の第１の実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る磁化器１の一例を示す図である。
磁化器１は、被検査物１０に近接されるＵ字形状の磁心コア２に巻き回され、磁心コア２に磁路を発生させる励磁コイル４と、磁心コア２に巻き回される第１の巻き線コイル６と、第１の巻き線コイル６に接続され、励磁コイル４の起磁力が所定の値以上である場合に、可視光線を発光する第１の発光部１２と、を備える。また、磁化器１は、磁心コア２に巻き回される第２の巻き線コイル８を備える。
【００１５】
第１の発光部１２は、可視光線を発光することによって、起磁力（電源電圧）が所定の値以上あるか否かを作業者に表示する。第２の巻き線コイル８には、紫外線を発光する第２の発光部１６が接続される。
本例では、第１の発光部１２として可視発光ダイオードを用い、第２の発光部１６として紫外線照射用発光ダイオードを用いる。
【００１６】
磁心コア２は、基底部を被検査物１０に近接又は接触させることによって、磁心コア２と被検査物１０で磁気ループを形成する。磁心コア２は、作業者が携行できる大きさと重さで形成される。磁心コア２は、３％珪素鋼板により形成されるカットコアにより構成されても良い。作業者は、被検査物１０の欠陥部の表面を磁粉液で浸すことにより被検査物１０の欠陥を探傷することができる。
【００１７】
図２は、磁化器１を備える磁粉探傷装置２０の内部構成例を示すブロック図である。
【００１８】
磁粉探傷装置２０は、バッテリー電源２２と、バッテリー電源２２に接続されるインバータ回路２４と、インバータ回路２４に接続され、被検査物１０の欠陥を検出する磁化器１とを備える。
【００１９】
バッテリー電源２２の直流電力は、インバータ回路によって交流電力に変換され、電流の周波数と電流の大きさが制御される。電流の周波数と大きさを可変にできるので、磁化器１及び磁化器１を用いる磁粉探傷装置２０により、被検査物１０の磁化及び脱磁の両方を行うことができる。
【００２０】
鉛蓄電池は、環境に対する影響と、充放電の繰り返しに不向きであるという欠点を有する。このため、バッテリー電源２２として、例えば、ニッケル水素電池が使用される。例えば、バッテリー電源２２として、２４Ｖのニッケル水素電池を昇圧して６４Ｖでインバータ回路２４を駆動し、１０〜５０Ｈｚの交流磁化電流を励磁コイル４に通電する。これにより、磁心コア２に磁路が発生し、磁心コア２の両端部に近接する被検査物１０が磁化される。
【００２１】
磁粉探傷装置２０は、商用周波数より低い周波数の交流電流を用いるので、インピーダンスを低く抑えることができ、低電圧で磁粉探傷検査が可能となる。また、商用周波数より低い周波数の交流電流を用いるので、電圧波形は、完全な正弦波とせずに、高調波成分を含む電圧波形を用いている。
【００２２】
ここで、第１の巻き線コイル６の巻き線数は、以下の条件に従って定められる。本例では、磁心コア２の有する起磁力が磁粉探傷検査に必要な所定の値以上である場合に、第１の発光部１２が点灯するようにしている。
【００２３】
例えば、第１の発光部１２を点灯させるための巻き数は、ｄΦ／ｄｔ×Ｎ＝１．５（Ｗｂ／ｍ２）×０．０２×０．０２／０．００８×Ｎ＝１Ｖの関係式から、Ｎ＝１３ターンであることが求められる。
【００２４】
一方、第２の発光部１６から発光された紫外線を、被検査物１０の欠陥部に吹き付けられた磁粉に照射することによって、作業者は被検査物１０の欠陥を検査できる。第２の発光部１６は、不図示の収納容器に収納される。
【００２５】
例えば、第２の発光部１６を点灯させるための巻き数は、ｄΦ／ｄｔ×Ｎ＝１．５（Ｗｂ／ｍ２）×０．０２×０．０２／０．００８×Ｎ＝５Ｖの関係式から求めると、Ｎ＝６７ターンである。第２の巻き線コイル８のターン数を、例えば、Ｎ＝１００ターン程度にすることにより、第２の発光部１６は磁化器１から電力の供給を受けることが可能となる。
【００２６】
磁心コア２は、３％珪素鋼板により形成されるカットコアにより構成される。３％珪素鋼板により形成される磁心コア２は、珪素鋼板を積層して形成される磁心コアと比較して、透磁率を高くすることができ、一定の電圧に対して励磁電流を小さくすることができる。
【００２７】
これにより、磁心コア２の断面積と励磁コイル４の巻き線径を小さくし、磁化器１と磁粉探傷装置２０を小型化し、軽量化することが可能となる。また、バッテリー電源２２を使用する場合に、一回の充電により使用できる時間が長くなるので、作業者は検査範囲を拡大することが可能となる。
【００２８】
図３は、作業者が、磁粉探傷装置２０，２０′を携行した場合の使用例を示す。
【００２９】
図３Ａは、バッテリー電源２２に接続された磁粉探傷装置２０の使用例を示す。
作業者は、収納容器２５に収納されたバッテリー電源２２とインバータ回路２４を、ベルトストラップ２７又はショルダーストラップ２８を用いて装着する。そして、作業者は、バッテリー電源２２及びインバータ回路２４に接続ケーブル２６を介して接続される磁化器１を携行する。
【００３０】
磁粉探傷装置２０において、商用交流電源に接続する電源ケーブルが不要となるので、ガスタンク、船底等の作業において、作業性が大幅に向上する。また、磁粉探傷装置２０は、ベルトストラップ２７又はショルダーストラップ２８により装着することが可能なので、作業者が梯子を昇降したり、高所や狭所で作業したりする場合における作業性、安全性を大幅に向上することが可能である。
【００３１】
図３Ｂは、商用電源から電力を取り込む磁粉探傷装置２０′の使用例を示す。
磁粉探傷装置２０′は、バッテリー電源２２の代わりに交流電力を商用電源から供給する電源プラグ２９を備えた点が磁粉探傷装置２０と異なる。
このように磁粉探傷装置２０′を構成すると、バッテリー電源２２の分だけ磁粉探傷装置２０′を軽量化することができる。
【００３２】
図４Ａ〜図４Ｅ、図５Ａ，図５Ｂは、２極交流極間磁化器の電磁石を２個組み合わせて、４極交流極間磁化器を構成する場合の例を示す。
図４Ａ〜図４Ｅ、図５Ａ，図５Ｂは、それぞれ磁化器１、磁心コア２、及び励磁コイル４の配置関係の例を示している。すなわち、磁石を組み合わせる形態として、例えば、図４Ａに示されるＸ型、図４Ｂに示されるＨ型、図４Ｃに示されるＨＬ型、図４Ｄに示されるＤ型、図４Ｅに示されるＣ型、又は、図５Ａ，図５Ｂに示されるＲ型を用いる。
【００３３】
このような４極交流極間磁化器は、隣り合う磁極が異種となるように構成する。また、回転磁界を発生させるためには、２組の磁化電流の間に６０〜１２０度の位相差を生じさせるように構成する。この回転磁界により、磁化器１の設置方向によらずに被検査物１０を磁粉探傷することが可能となる。
【００３４】
以上説明した第１の実施形態に係る磁化器１と磁粉探傷装置２０によれば、第１の巻き線コイル６に第１の発光部１２を接続することにより、起磁力の低下を表示するための専用回路を別途設けることなく、磁心コア２の起磁力低下を検出することが可能となる。これにより、磁化器１又は磁粉探傷装置２０を使用する作業者は、バッテリー電源２２を交換する時期を知ることができる。また、磁粉探傷装置２０は、起磁力低下を表示する専用回路を備える磁粉探傷装置と比較して、小型化、低価格化を実現することができる。
【００３５】
また、磁心コア２に第２の発光部１６が装着されるので、第２の発光部１６を手に持って作業する必要が無くなり、作業者の作業性が向上するという効果がある。また、バッテリー電源２２を携行しながら、磁化器１と、第２の発光部１６を動作させることができる。このため、商用交流電源に接続するための交流電源ケーブルが不要となり作業性が向上するという効果がある。
【００３６】
また、第２の発光部１６に必要な電力は、第２の巻き線コイル８と励磁コイル４を介して、バッテリー電源２２から供給される。これにより、第２の発光部１６を発光させるための別電源が不要となり、磁化器１と磁粉探傷装置２０を軽量化できるという効果がある。
【００３７】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る磁化器３０と磁粉探傷装置３６について説明する。以下の説明において、既に第１の実施の形態で説明した図１及び図２に対応する部分には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００３８】
図６は、磁化器３０の外部構成例を示す外観斜視図である。
磁化器３０は、磁心コア２の一端に取り付けられる収納部材３１と、収納部材３１に収納される励磁コイル４，第２の巻き線コイル８及び整流器３２を備える。収納部材３１は、適宜磁心コア２から取り外し可能であり、作業者がメンテナンスをしやすい構成となっている。整流器３２には、コンデンサ等の電子部品が組み込まれており、第２の発光部１６に接続される。このため、第２の発光部１６には、整流器３２が交流電力を変換した直流電力が供給される。
【００３９】
また、収納部材３１は、第２の発光部１６の照射方向を任意に変えるための支持部３３を備える。支持部３３によって、第２の発光部１６の回転軸が支持されるため、被検査物１０の任意の場所に紫外線を照射できる。
【００４０】
また、磁心コア２の下面には、作業者が被検査物１０の磁化を行う際にオン／オフの切替えを行うスイッチ３４が取り付けられ、磁心コア２の両端部には、先端部を折り曲げ可能なツメ部３５が取り付けられる。ツメ部３５は、磁心コア２から着脱可能としてあり、被検査物１０の形状に合わせて任意の角度に折り曲げ、被検査物１０を確実に磁化することが可能である。
【００４１】
なお、本例では、収納部材３１の下層に励磁コイル４を配置し、上層に第２の巻き線コイル８を配置する２層構造としている。絶縁コーティングされた励磁コイル４の上に第２の巻き線コイル８が巻き回されるため、励磁コイル４と第２の巻き線コイル８は短絡しない。また、第１の巻き線コイル６と第１の発光部１２は、磁心コア２に埋め込まれており、図６に図示されないものの、作業者は磁化器３０を上面から見た場合に、第１の発光部１２の点灯又は消灯を確認できる。
【００４２】
図７は、磁粉探傷装置３６の内部構成例を示すブロック図である。
磁粉探傷装置３６は、磁化器３０を備えており、基本的な構成は上述した磁粉探傷装置２０と同様である。
【００４３】
以上説明した第２の実施形態に係る磁化器３０と磁粉探傷装置３６によれば、第２の巻線コイル８と第２の発光部１６の間に、整流器３２を備えるようにした。これにより、第２の発光部１６は所定の光強度を維持しながら紫外線を被検査物１０の検査部位に照射することができる。このため、紫外線の光強度が安定化し、検査の精度を高めることができるという効果がある。
【符号の説明】
【００４４】
１…磁化器、２…磁心コア、４…励磁コイル、６…第１の巻き線コイル、８…第２の巻き線コイル、１０…被検査物、１２…第１の発光部、１６…第２の発光部、２０…磁粉探傷装置、２０′…磁粉探傷装置、２２…バッテリー電源、２４…インバータ回路、２５…収納容器、２６…接続ケーブル、２７…ベルトストラップ、２８…ショルダーストラップ、２９…電源プラグ、３０…磁化器、３１…収納部材、３２…整流器、３３…支持部、３４…スイッチ、３５…ツメ部、３６…磁粉探傷装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010117340.tif 000009
【図８】
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【図９】
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