(57)【要約】【課題】蛍光磁粉液の性能をより正確に評価することができるようにして、蛍光磁粉液の性能を改善するために様々な要因を調整することを可能とする蛍光磁粉液の性能測定方法および性能測定装置を提供する。【解決手段】紫外線照射手段１と、撮像手段２と、撮像手段２により撮像された画像を画像処理する画像処理手段４と、画像処理手段４により画像処理された画像に基づいてＳ／Ｎ比を演算するＳ／Ｎ比演算手段５とを備えて、標準疵Ｖが設けられた試験体Ｗに測定対象の蛍光磁粉液を散布し、その撮像画像からＳ／Ｎ比を演算し、そのＳ／Ｎ比により性能を評価するものである。【選択図】図１
2007316035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光磁粉探傷法に用いられる蛍光磁粉液の性能測定方法であって、
標準疵が設けられた試験体に測定対象の蛍光磁粉液を散布する手順と、
蛍光磁粉液が散布された試験体に紫外線を照射する手順と、
紫外線が照射された試験体を撮像する手順と、
撮像画像を疵直交方向に走査する手順と、
走査画像の輝度分布を作成する手順と、
得られた輝度分布からＳ／Ｎ比を算出する手順と、
得られたＳ／Ｎ比に基づいて蛍光磁粉液の性能測定をなす手順
とを含んでいることを特徴とする蛍光磁粉液の性能測定方法。
【請求項２】
疵方向の輝度分布の連続性を計測する手順が付加されていることを特徴とする請求項１記載の蛍光磁粉液の性能測定方法。
【請求項３】
蛍光磁粉探傷法に用いられる蛍光磁粉液の性能測定装置であって、
紫外線照射手段と、撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像を画像処理する画像処理手段と、前記画像処理手段により画像処理された画像に基づいてＳ／Ｎ比を演算するＳ／Ｎ比演算手段とを備えてなることを特徴とする蛍光磁粉液の性能測定装置。
【請求項４】
疵方向の輝度分布の連続性を計測する繋がり連続性計測手段を備えてなることを特徴とする請求項３記載の蛍光磁粉液の性能測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光磁粉液の性能測定方法および性能測定装置に関する。さらに詳しくは、蛍光磁粉探傷法に使用される蛍光磁粉液の性能を評価するために、性能に係わる所定数値を測定するようにした蛍光磁粉液の性能測定方法および性能測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光磁粉探傷法による検査では、被検査材を磁化して疵部に漏洩磁束を発生せしめ、その状態で蛍光磁粉液を被検査材に適用し、疵部に吸着された蛍光磁粉模様の蛍光輝度を測定する等して、被検査材の表面の疵が検出される。
【０００３】
以下、蛍光磁粉探傷に用いられる蛍光磁粉液の性能について指摘される問題点を挙げる。
【０００４】
１）蛍光体の剥離による疵検出精度の低下。
【０００５】
蛍光磁粉液に懸濁された蛍光磁粉は、鉄粉の表面に蛍光体を付着させたものであり、使用する間に蛍光体が鉄粉から剥離する。これによって、被検査材の疵部に鉄粉だけが付着したり、剥離した蛍光体が疵以外の部分に付着したりして、疵検出精度が低下する。
【０００６】
２）スケール、ゴミ等の異物の混入による疵検出精度の低下。
【０００７】
これらの問題が生じた場合には、疵部に付着する蛍光磁粉の量が少なくなって、疵が見逃されたり、疵が実際よりも面積が小さいものと判断されたりするおそれが生じる。
【０００８】
３）液中の有効な蛍光磁粉量の減少による疵検出精度の低下。
【０００９】
蛍光磁粉液中には、蛍光磁粉探傷に有効な成分である正常な蛍光磁粉と、蛍光体単体及び鉄粉単体等の有効ではない成分とが混在しており、有効な成分は被検査材に吸着され、蛍光磁粉液中から持ち出される。これにより、有効ではない成分の濃度が上昇して、正確な蛍光磁粉探傷検査が行えなくなる。
【００１０】
すなわち、蛍光磁粉液の濃度を計測するだけでは、蛍光体単体及び鉄粉単体等の蛍光磁粉探傷に有効ではない成分等の影響によって、蛍光磁粉液の性能を十分に評価することができないという難点があった。
【００１１】
このため、下記特許文献１に記載されているように、例えば電磁石に蛍光磁粉液を散布して蛍光磁粉を電磁石に吸着させ、これに励起光源からの励起光を照射し、電磁石に吸着した蛍光磁粉の蛍光輝度を光電変換器により測定し、測定された蛍光輝度と励起光の強度との比により蛍光磁粉液の性能を評価するようにした性能測定装置が提案されている（また、下記特許文献２参照）。
【００１２】
このように、前記提案に係る性能測定装置は、光電変換器を用いて蛍光磁粉液中の蛍光磁粉の輝度値を計測し、これにより蛍光磁粉液中の有効成分の濃度を計測し、これに基づいて、有効成分の濃度に代表される蛍光磁粉液の性能を測定するものとされる。
【００１３】
しかしながら、蛍光磁粉液の性能、つまり蛍光磁粉液の疵検出精度に係わる性質は、出願者等の研究によれば、後で述べるように、液中の有効成分の濃度のみならず、様々な要因の影響を受けて決まるものであるために、前記提案に係る性能測定装置では、蛍光磁粉液の性能を正確に評価することができないといった問題がある。
【特許文献１】特開平８−９４５８２号公報
【特許文献２】特開昭５９−２６８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、蛍光磁粉液の性能をより正確に評価することができるようにして、蛍光磁粉液の性能を改善するために様々な要因を調整することを可能とする蛍光磁粉液の性能測定方法および性能測定装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の蛍光磁粉液の性能測定方法は、蛍光磁粉探傷法に用いられる蛍光磁粉液の性能測定方法であって、標準疵が設けられた試験体に測定対象の蛍光磁粉液を散布する手順と、蛍光磁粉液が散布された試験体に紫外線を照射する手順と、紫外線が照射された試験体を撮像する手順と、撮像画像を疵直交方向に走査する手順と、走査画像の輝度分布を作成する手順と、得られた輝度分布からＳ／Ｎ比を算出する手順と、得られたＳ／Ｎ比に基づいて蛍光磁粉液の性能測定をなす手順とを含んでいることを特徴とする。
【００１６】
本発明の蛍光磁粉液の性能測定方法においては、疵方向の輝度分布の連続性を計測する手順が付加されているのが好ましい。
【００１７】
一方、本発明の蛍光磁粉液の性能測定装置は、蛍光磁粉探傷法に用いられる蛍光磁粉液の性能測定装置であって、紫外線照射手段と、撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像を画像処理する画像処理手段と、前記画像処理手段により画像処理された画像に基づいてＳ／Ｎ比を演算するＳ／Ｎ比演算手段とを備えてなることを特徴とする。
【００１８】
本発明の蛍光磁粉液の性能測定装置においては、疵方向の輝度分布の連続性を計測する繋がり連続性計測手段を備えてなるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、前記の如く構成されているので、蛍光磁粉液の性能を適正に評価できるという優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。
【００２１】
図１に、本発明の蛍光磁粉液の性能測定方法に適用される性能測定装置の概略図を示す。
【００２２】
性能測定装置Ｕは、所定領域（以下、検査用領域という）Ｓに疵（例えば、長さ２０ｍｍ、深さ０．３ｍｍのセン疵）Ｖが付された試験材Ｗに紫外線を照射する紫外線ライト（紫外線照明手段）１と、紫外線ライト１により紫外線が照射された試験材Ｗの検査用領域Ｓを撮像するＣＣＤカメラ（撮像手段）２と、ＣＣＤカメラ２の光学レンズ２ａの前方に設けられ、所定波長（約５００ｎｍ〜６００ｎｍ）の紫外線だけを透過させてＣＣＤカメラ２により撮像させるための光学フィルタ３と、ＣＣＤカメラ２により撮像された画像に所定の画像処理を施すための画像処理部（画像処理手段）４と、画像処理部４により画像処理された画像の各画素について試験材Ｗの疵Ｖ対応部の輝度（以下、Ｓ値という）とそれ以外の肌部の輝度（以下、Ｎ値という）との比であるＳ／Ｎ比（疵部と肌部（バックグランド）との検出感度差）を演算するＳ／Ｎ比演算部（Ｓ／Ｎ比演算手段）５と、蛍光磁粉模様の繋がり連続性を計測する繋がり連続性計測部（繋がり連続性計測手段）６と、画像処理部４により画像処理された画像の各画素の輝度をグラフ化するグラフ化部７と、Ｓ／Ｎ比演算部５の演算結果、繋がり連続性計測部６による計測結果およびグラフ化部７により生成されたグラフを表示する表示部８とを主要構成要素として備えてなるものとされる。
【００２３】
ここで、画像処理部４、Ｓ／Ｎ比演算部５、繋がり連続性計測部６、グラフ化部（グラフ化手段）７および表示部（表示手段）８は、コンピュータ１０から構成されている。
【００２４】
試験材Ｗは、蛍光磁粉探傷法における被検査材と同様の材質、すなわち鋼などの強磁性体からなる例えば板材から構成されている。また、試験材Ｗには、定法により、性能測定対象の蛍光磁粉液が適用される。
【００２５】
ＣＣＤカメラ２は、性能測定対象の蛍光磁粉液が適用された試験材Ｗの検査用領域Ｓを所定の解像度にて撮像するものとされる。例えば１０２４×１０２４画素の解像度にて前記検査用領域Ｓを撮像するものとされる。
【００２６】
図２に、ＣＣＤカメラ２により撮像され、画像処理部４により画像処理された検査用領域Ｓの画像の一例を示す。
【００２７】
図２に示すように、検査用領域Ｓの各画素は、疵Ｖと略垂直なＸ軸（１０２４画素）と、疵Ｖと略平行なＹ軸（１０２４画素）とからなる直交座標（ｘ，ｙ）によりその位置が示される。
【００２８】
また、図３に示すように、検査用領域Ｓの各画素は、Ｘ軸と平行な各ラインにグループ化されるとともに、各画素の輝度が、ＸＹ平面からの高さ（Ｚ座標）として示されるものとされる。
【００２９】
図４に、図３中の１ラインを取り出して、各画素の輝度値をＸ−Ｚ座標によりグラフ化したものを示す。図４において、画素ａが疵Ｖに対応する画素とされる。
【００３０】
次に、図５を参照して、Ｓ／Ｎ比演算部がＳ／Ｎ比を演算する演算方法を説明する。
【００３１】
Ｓ／Ｎ比演算部５は、図５に示すように、検査用領域Ｓの撮像画像の各ラインにおいて、各画素の輝度を所定の閾値（以下、疵判定閾値という）ＳＨと比較し、当該画素の輝度が疵判定閾値ＳＨよりも大きいもの（図示例の画素Ｄ４）を疵部として抽出する一方、輝度が疵判定閾値ＳＨよりも小さいもの（図示例の画素Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８）を肌部として抽出し、抽出された疵部の各画素（Ｄ４）における輝度の最大値をＳ値とする一方、肌部の各画素（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８）の輝度の平均値を算出してＮ値を求めるものとされる。
【００３２】
Ｓ／Ｎ比演算部５は、このようにして算出されたＳ値及びＮ値を用いてＳ／Ｎ比を算出する。Ｓ／Ｎ比演算部５により算出されたＳ／Ｎ比は、当該蛍光磁粉液の性能に係わる数値として表示部７により表示される。
【００３３】
また、Ｓ／Ｎ比演算部５は、繋がり連続性計測部６により蛍光磁粉模様の繋がり連続性が計測し得るように、検査用領域Ｓの撮像画像の全ラインについて、前述した手順を繰り返してＳ／Ｎ比を演算するものとされる。このようにして、検査用領域Ｓの画像全体のＳ／Ｎ比が算出される。
【００３４】
繋がり連続性計測部６は、次のようにして蛍光磁粉模様の繋がり連続性を計測するものとされる。
【００３５】
すなわち、いまＹ方向における１０２４画素の視野を２５０ｍｍとすると、１画素当たりの長さは０．２５ｍｍとなる。そこで、Ｓ値が例えば４ライン分つまり１ｍｍ（０．２５ｘ４）以上連続して存在すれば連続性があるとし、その逆にそれ以下であれば連続性がないとして連続性を計測するものである。つまり、Ｙ方向における所定ライン数以上においてＳ値が存在すれば、連続性があるとして連続性を計測するものである。
【００３６】
繋がり連続性計測部６により計測された蛍光磁粉模様の繋がり連続性は、蛍光磁粉の疵部への付着の安定性（疵部の輝度ばらつきに係わる性質）、磁粉液の分散作用および浸透作用に係わるものであり、当該蛍光磁粉液の性能に係わる数値として表示部８により表示される。
【００３７】
グラフ化部７は、蛍光磁粉液中の有効成分（蛍光体が剥離せずに正常に付着している鉄粉等）の濃度や、後に述べるような蛍光磁粉液の性能に影響するその他の要因を調整したときのＳ／Ｎ比の変化が視覚的に認識し得るように、各ラインの輝度値をグラフ化するものとされる。
【００３８】
このように、実施形態装置においては、検査用領域Ｓの撮像画像の各画素を疵Ｖに略垂直な各ラインにグループ化し、そのグループ化された各ライン毎に走査して各ライン毎に疵部の輝度（Ｓ値）と肌部の輝度（Ｎ値）との比であるＳ／Ｎ比を演算するとともに、全ラインについて演算されたＳ／Ｎ比に基づいて蛍光磁粉模様の繋がり連続性を計測し、前記演算されたＳ／Ｎ比と計測された繋がり連続性とを、蛍光磁粉液の性能に係わる数値として出力するものとされる。これにより、蛍光磁粉液の性能をより正確に評価することが可能となる。
【００３９】
すなわち、出願者等の研究によれば、後掲のように、蛍光磁粉液の性能は蛍光体が剥離していない正常な蛍光磁粉の濃度（有効成分濃度）のみならず、その他の要因、例えば、公知ではないが、界面活性剤の含有率によっても変化するものである。ところが、前記特許文献１のように蛍光磁粉の輝度を計測するだけでは、界面活性剤の含有率が蛍光磁粉液の性能に与える影響を知ることはできない。
【００４０】
この点、実施形態装置では、蛍光磁粉液の性能を評価するための数値として、前記Ｓ／Ｎ比を算出するものとしているので、界面活性剤含有率の影響やその他の要因による影響も含めて正確に蛍光磁粉液の性能を評価することが可能となる。
【００４１】
また、蛍光磁粉模様の繋がり連続性を計測することによって、蛍光磁粉の疵部への付着の安定性、磁粉液の分散作用および浸透作用の良し悪しを知ることが可能となり、蛍光磁粉液の性能をより正確に評価することが可能となる。
【実施例】
【００４２】
図６および図７に、蛍光磁粉液中の蛍光磁粉濃度（有効成分濃度）を一定とし、蛍光磁粉液の性能に影響を及ぼすその他の要因、ここでは界面活性剤の含有率を調整したときの実施例を比較例とともに示す。
【００４３】
図６において、比較例は、蛍光磁粉液に添加した界面活性剤の含有率（重量百分率）を０．５％としたときのＳ値、Ｎ値およびＳ／Ｎ比を示したものであり、このときＳ／Ｎ比は１．７であった。
【００４４】
実施例１は、界面活性剤の含有率を１．０％としたときのＳ値、Ｎ値およびＳ／Ｎ比を示したものであり、このときＳ／Ｎ比は２．５であった。
【００４５】
実施例２は、界面活性剤の含有率を１．５％としたときのＳ値、Ｎ値およびＳ／Ｎ比を示したものであり、このときＳ／Ｎ比は２．８であった。
【００４６】
図７に、比較例、実施例１および実施例２の図４相当図を示す。
【００４７】
以上の結果により、界面活性剤の含有率が０〜１．５％の範囲では、含有率が大きいほど前記Ｓ／Ｎ比が大きくなることが分かる。
【００４８】
したがって、前記Ｓ／Ｎ比を蛍光磁粉液の性能に係わる数値として測定するものとすることによって、最適な界面活性剤の含有率を知ることができる。
【００４９】
また、例えば界面活性剤の含有率を一定とし、蛍光磁粉濃度を調整し、実施形態装置により蛍光磁粉液の性能を測定することによって、最適な蛍光磁粉濃度を知ることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、蛍光磁粉液の性能を評価する場合に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係る蛍光磁粉液の性能測定装置の概略図である。
【図２】ＣＣＤカメラの撮像画像の一例を示す模式図である。
【図３】図２の撮像画像の各画素の輝度をグラフ化したグラフ図である。
【図４】図３のグラフの１ラインを取り出したグラフ図である。
【図５】図４の１ラインのＳ／Ｎ比を演算する演算方法の参照図である。
【図６】実施形態装置により蛍光磁粉液の性能を測定した実施例および比較例を示すグラフ図である。
【図７】図６の実施例および比較例の図４相当図であって、同（ａ）は比較例を示し、同（ｂ）は実施例１を示し、同（ｃ）は実施例２を示す。
【符号の説明】
【００５２】
Ｕ    性能測定装置
１    紫外線ライト
２    ＣＣＤカメラ
４    画像処理部
５    Ｓ／Ｎ比演算部
６    繋がり連続性計測部
７    グラフ化部
８    表示部
１０    コンピュータ
【図１】
2007316035.tif 000003
【図２】
2007316035.tif 000004
【図３】
2007316035.tif 000005
【図４】
2007316035.tif 000006
【図５】
2007316035.tif 000007
【図６】
2007316035.tif 000008
【図７】
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