(57)【要約】【課題】非磁性材料の表面欠陥を検出者の技量によらず、同一レベルで検出することにある。【解決手段】非磁性体からなる被検体１の表面に強磁性体からなる粉体２を塗布して前記被検体の表面に存在する欠陥３内部に前記粉体を進入させ、次いで前記欠陥内部に侵入した粉体以外の被検体表面に付着している粉体２を除去した後、前記欠陥内部に残された粉体２をフェライト検出器４により検出し、その磁気信号を処理して欠陥の有無を判定する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性体からなる被検体の表面に強磁性体からなる粉体を塗布して前記被検体の表面に存在する欠陥内部に前記粉体を侵入させ、次いで前記欠陥内部に侵入した粉体以外の被検体表面に付着している粉体を除去した後、前記欠陥内部に残された粉体をフェライト検出器により検出し、その磁気信号を処理して欠陥の有無を判定することを特徴とする表面欠陥検出方法。
【請求項２】
請求項１記載の表面欠陥検出方法において、強磁性体からなる粉体を前記被検体の表面に存在する欠陥部内に侵入させる際に、前記粉体を液体に混ぜて被検体表面に塗布することを特徴とする表面欠陥検出方法。
【請求項３】
請求項２記載の表面欠陥検出方法において、被検体表面に対する強磁性体を含む液体の塗布は、スプレー方式により行われることを特徴とする表面欠陥検出方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の表面欠陥検出方法において、被検体表面上に付着した強磁性体からなる粉体の除去は、布などによる拭い取りにより行われることを特徴とする表面欠陥検出方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の表面欠陥検出方法において、被検体の表面上に付着した強磁性体からなる粉体の除去は、水又は空気の吹付けによる流し去りにより行われることを特徴とする表面欠陥検出方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れかに記載の表面欠陥検出方法において、磁気信号の処理は、被検体表面上で前記フェライト検出器を一定速度で走査し、そのとき得られる位置と磁気信号との関係に対して行われることを特徴とする表面欠陥検出方法。
【請求項７】
請求項６記載の表面欠陥検出方法において、磁気信号の処理は、高速フーリエ変換又はウェブレット変換であることを特徴とする表面欠陥検出方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７の何れかに記載の表面欠陥検出方法において、強磁性体からなる粉体は、マグネタイト又はＭｎ−Ｚｎ系複合フェライトであることを特徴とする表面欠陥検出方法。
【請求項９】
被検体表面に強磁性体からなる粉体を塗布する手段と、この手段により塗布された前記被検体の表面上の粉体を除去する手段と、前記被検体表面上を走査し前記被検体の表面に存在する欠陥内部に残された粉体を検出するフェライト検出器と、このフェライト検出器より出力される磁気信号を処理して欠陥の有無を判定する処理手段とを備えたことを特徴とする表面欠陥検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非磁性体からなる被検体の表面欠陥を検出する表面欠陥検出方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被検体の表面欠陥を検出する方法としては、浸透探傷法、超音波法などがある。
【０００３】
浸透探傷法は、欠陥の隙間に染料を侵入させ、これを現像液により染み出させることにより、視覚的に欠陥を検出するものである。
【０００４】
超音波法は、被検体内部あるいは表面に超音波を侵入させ、欠陥による超音波の反射あるいは散乱から欠陥を検知するものである。
【０００５】
しかし、前者の浸透探傷法による表面欠陥の検出では、目視により欠陥の有無を確認するため、目視可能な部位に限定されると共に、検出者の技量に依存するところが大きく、同一レベルでの検出結果を得ることが難しい。
【０００６】
また、後者の超音波探傷法は、欠陥の検出精度が高く、サイジング性能に優れているものの、センサを被検体に直接当てて欠陥を検出するため、表面の粗さや凹凸などが大きいとセンサの据え付けが困難になるという問題がある。
【０００７】
一方、上記以外の表面欠陥検出方法として、磁粉探傷法がある。この磁粉探傷法は、被検体表面に磁粉を塗布した状態で被検体に磁場を掛けると、欠陥の存在による磁力線の乱れが磁粉の模様に反映されるため、この磁粉の模様から視覚的に欠陥の存在を検知するものである。
【０００８】
従来、この種の磁粉探傷装置としては、磁化器を囲む空間を隔壁により３分割して、第１の区画に乾式非蛍光磁粉を散布する磁粉散布ノズルを、第２の区画に欠陥磁粉模様以外の残留磁粉を除去するエアブローノズルをそれぞれ配置し、第３の区画に欠陥磁粉模様を撮影する映像装置と照明用光源とを配置する構成として、磁粉散布と残留磁粉のエアブローを同時に行うことを可能とし、第３の区間に配置された撮像装置でＳ／Ｎの良好な欠陥磁気模様を撮影可能としたものがある（例えば特許文献１）。
【０００９】
また、磁粉探傷法としては、磁性体入り塗料を電子部品の要検出表面に付着させた後、この状態の電子部品の表面を研磨し、次いで研磨した電子部品に残留している磁性体入り塗料があるか否かを磁気センサで検出するようにしたものがある（例えば特許文献２）。
【００１０】
【特許文献１】
実開昭６２−１６７１６２号公報
【００１１】
【特許文献２】
特開平０３−０７３８４５号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の上記磁粉探傷装置や磁粉探傷方法においては、何れも目視による欠陥検出であるため、信号量として記録することが不可能であり、しかも被検体が強磁性体に限定され、非磁性体には適用できないという問題がある。
【００１３】
本発明は上記のような問題を解消するためになされたもので、非磁性材料の表面欠陥を検出者の技量によらず、同一レベルで検出できると共に、検出記録を電気信号として記録することができる表面欠陥検出方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するため、次のような方法及び装置により非磁性体材料からなる被検出体の表面欠陥を検出可能にするものである。
【００１５】
本発明は、非磁性体からなる被検体の表面に強磁性体からなる粉体を塗布して前記被検体の表面に存在する欠陥内部に前記粉体を進入させ、次いで前記欠陥内部に侵入した粉体以外の被検体表面に付着している粉体を除去した後、前記欠陥内部に残された粉体をフェライト検出器により検出して欠陥の有無を判定する。
【００１６】
また、本発明は、被検体表面に強磁性体からなる粉体を塗布する手段と、この手段により塗布された前記被検体表面上の粉体を除去する手段と、前記被検体の表面上を走査し前記被検体の表面に存在する欠陥内部に残された粉体を検出するフェライト検出器と、このフェライト検出器より出力される磁気信号を処理して欠陥の有無を判定する処理手段とを備える。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１８】
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明による表面欠陥検出方法を説明するための第１の実施形態を示す図である。
【００１９】
まず、図１（ａ）に示すように非磁性体材料からなる機械構造物等の被検体１の表面に例えばマグネタイトやＭｎ−Ｚｎ系複合フェライト等の強磁性体からなる粉体２を塗布する。ここで言う非磁性体とは、常磁性体を含むもの、すなわち強磁性体でない材料であり、また、強磁性体とは被検体が有する磁性と比べて充分に磁性を備えたものを意味する。
【００２０】
このとき、被検体１の表面に亀裂などの欠陥３が存在すると、強磁性体からなる粉体２が欠陥３の内部に侵入する。この場合、塗布される強磁性体からなる粉体２の形態としては、粉体そのもの、また水や油などの液体に混ぜ合わせたもの、あるいは磁性流体があるが、これらの中から被検体１の置かれる環境を考慮して選択される。
【００２１】
次に図１（ｂ）に示すように欠陥３の内部に侵入した強磁性体からなる粉体２を残して被検体１の表面から粉体２を除去する。この場合、被検体１の表面から粉体２を除去する方法としては、布や吸い取り紙などで拭き取っても良く、また水や空気を被検体１の表面に吹付けて洗い流すようにしても良い。
【００２２】
このようにして被検体１の表面から粉体２を除去した後、図１（ｃ）に示すように被検体１の表面上においてフェライト検出器４を走査することで、欠陥３の内部に残留する強磁性体からなる粉体２による磁気信号を検出する。
【００２３】
このように本発明による第１の実施形態の表面欠陥検出方法では、被検体１の表面に強磁性体からなる粉体２を塗布し、次いでこの粉体２を除去した後、フェライト検出器４で被検体表面を走査した際、被検体表面に欠陥３が存在する場合、この欠陥３に残存する粉体３による磁気信号を検出するようにしたので、例えばオーステナイト系ステンレス鋼のような非磁性材料の表面欠陥を検出者の技量によらず、同一レベルで検出することができる。特に強磁性体からなる粉体２として用いられるマグネタイトやＭｎ−Ｚｎ系複合フェライトは、微小な粒子でも強い磁気信号が得られる。
【００２４】
また、粉体２を例えば水等の液体に混ぜて、被検体１の表面上にスプレー方式により塗布すれば、毛細管現象により粉体２を欠陥内部に侵入させることにより、欠陥内部に粉体が侵入し易くなり、しかも粉体を広い面積に均一に塗布することができるという利点がある。
【００２５】
さらに、被検体１の表面に付着した粉体２を取除く方法として布や吸い取り紙などで拭き取るようにすれば、安価にして粉体の除去を実施できるという利点がある。
【００２６】
また、被検体１の表面に付着した粉体２を取除く方法として水、あるいは空気を被検体１の表面に吹付けて洗い流すようにすれば、粉体の除去を簡便且つ高速に実施することができるという利点を有する。
【００２７】
図２は本発明による表面欠陥検出方法の第２の実施形態を説明するための図である。
【００２８】
第２の実施形態において、被検体１の表面に強磁性体からなる粉体２を塗布し、その後この粉体２を除去するまでの手順は第１の実施形態と同様なので、その説明を省略し、ここでは被検体１としてフェライト相を含む材料表面をフェライト検出器４により走査して被検体１の表面に存在する欠陥を検知する方法について述べる。
【００２９】
図２（ａ）に示すようにオーステナイト系ステンレス鋼の溶接に用いられる溶接金属には、通常僅かにフェライト相５を含んでいる。従って、被検体１がオーステナイト系ステンレス鋼の溶接金属である場合、溶接金属中に分散するフェライト相５からも磁気信号が得られることになる。
【００３０】
そのため、表面に存在する欠陥３内部に強磁性体からなる粉体２を侵入させ、フェライト検出器４により欠陥３内部の強磁性体からなる粉体２を検出しようとする場合、欠陥３内部の強磁性体からなる粉体２による磁気信号とフェライト相５からの磁気信号とを識別する必要がある。
【００３１】
そこで、フェライト検出器４を被検体１の表面上を一定速度で走査し、そのとき得られる時間と磁気信号、換言すると位置と磁気信号との関係に対して適切な信号処理を施すことにより、フェライト検出器４の位置と磁気信号の強さの関係から、図２（ｂ）に模式的に示すように欠陥３内の強磁性体からなる粉体２による磁気信号と被検体１の基材中のフェライト相５による磁気信号とを識別することが可能となり、被検体１に欠陥３が存在することを検知できる。
【００３２】
この場合、強磁性体からなる粉体２からの磁気信号とフェライト相５からの磁気信号の周期性に注目して、位置と磁気信号の強さとの関係を高速フーリエ変換あるいはウェブレット変換等により信号処理することで、欠陥３の存在をより正確に検知できる。
【００３３】
このように本発明による第２の実施形態の表面欠陥検出方法では、フェライト検出器４を被検体１の表面上を一定速度で走査し、そのとき得られる位置と磁気信号との関係に対して適切な信号処理を施すことにより、欠陥中に侵入した粉体からの磁気信号をより正確に捉えることができる。例えば被検体１の基材組織そのものに若干のフェライト相が存在していても、その周期性を乱すノイズとして欠陥中の強磁性体からなる粉体２からの磁気信号を識別することができるという利点がある。
【００３４】
特に具体的な信号処理としてフーリエ変換やウェブレット変換することで、被検体１の基材組織からの信号と欠陥内の強磁性体からなる粉体２からの信号とをより明確に識別することができる。
【００３５】
ここで、前述した本発明による第１の実施形態及び第２の実施形態の表面欠陥検出方法を実現するための具体的な構成の一例について図３により説明する。
【００３６】
図３において、１は非磁性体材料からなる被検体で、この被検体１上に図示しない駆動機構によりＸ方向及びＹ方向の２次元平面を移動する操作装置８が載置される。
【００３７】
この操作装置８は、適宜の距離離間させて設けられた一対の支柱８ａとこれら支柱８ａ間に連結された保持体８ｂとを備え、保持体８ｂには強磁性体からなる粉体２が貯蔵された粉体貯蔵装置６、空気ノズル７及びフェライト検出器４が横一列に適宜の間隔を存してそれぞれ保持されている。
【００３８】
上記粉体貯蔵装置６は、圧縮空気が背部に有する流入口より流入すると先端部に有する流出口より粉体を被検体１の表面に向けて流出させて、被検体表面に粉体２を塗布するものである。
【００３９】
また、空気ノズル７は、圧縮空気が背部に有する流入口より流入すると先端部に有する流出口より圧縮空気を吹付けて被検体表面に付着された粉体２を除去するものである。
【００４０】
さらに、フェライト検出器４は、駆動機構によるＸ方向及びＹ方向の走査により被検体１表面の欠陥３の内部に残留する強磁性体からなる粉体による磁気信号を検出するものである。
【００４１】
一方、９はフェライト検出器４で検出された磁気信号が入力されると、この磁気信号を波形処理する信号処理装置、１０はこの信号処理装置９で波形処理された磁気信号を表示部に表示すると共に、記録媒体に記録するコンピュータである。
【００４２】
このような構成の表面欠陥検出装置において、前述した第１の実施形態及び第２の実施形態で述べた表面欠陥検出方法が実現できる。
【００４３】
なお、上記構成において、空気ノズル７に代えて水を被検体１の表面に吹付ける水ノズルとして粉体２を除去するようにしても良く、また粉体塗布装置６内に貯蔵される強磁性体からなる粉体２は、粉体そのものであっても良いが、水や油等の液体に混合したものでも良い。この場合、粉体塗布装置６の流出口にバルブを設け、このバルブを粉体の塗布時に開放することで液体に混合した粉体を流出又は噴出させることができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、非磁性材料の表面欠陥を検出者の技量によらず、同一レベルで検出できると共に、検出記録を電気信号として記録することができる表面欠陥検出方法及び装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明による表面欠陥検出方法の第１の実施形態を説明するための各工程を示す図。
【図２】（ａ），（ｂ）は本発明による表面欠陥検出方法の第２の実施形態を説明するためのもので、（ａ）は被検体がオーステナイト系ステンレス鋼の溶接に用いられる溶接金属の場合のフェライト検出器の走査状態を示す図、（ｂ）は欠陥の検出滋養対を模式的に示す波形図。
【図３】本発明の第１及び第２の実施形態の表面欠陥検出方法を実現するための具体例を示す構成図。
【符号の説明】
１……被検出体
２……強磁性体からなる粉体
３……欠陥
４……フェライト検出器
５……フェライト相
６……粉体塗布装置
７……空気ノズル
８……操作装置
８ａ……支柱
８ｂ……保持
９……信号処理装置
１０……コンピュータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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