(57)【要約】【課題】外部から直接目視できない構造体の内部や狭部の内表面に存在する欠陥を検出することができる磁粉探傷装置を提供する。【解決手段】磁粉探傷装置１は、蛍光磁粉液を伝送し、この蛍光磁粉液を先端から放出する導管５と、光源２から放射される紫外線を伝送し、この紫外線を先端から出射する光ファイババンドル３と、試験体の検査対象部の画像を伝送するファイバスコープ６とが１本のケーシングに内挿されたケーブル部１０を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁化された試験体の検査対象部に蛍光磁粉液を散布し、この蛍光磁粉液が散布された前記検査対象部に紫外線を照射し、前記検査対象部の蛍光発光を観察して欠陥を検出する磁粉探傷検査に用いられる磁粉探傷装置であって、
後端側から供給される前記蛍光磁粉液を伝送し、この伝送した前記蛍光磁粉液を先端から放出する第１の導管と、
紫外線を放射する紫外線光源と、
この紫外線光源から放射される紫外線を後端で受光して伝送し、この伝送した紫外線を先端から出射する紫外線伝送用光ファイバと、
前記試験体の検査対象部の画像を伝送するファイバスコープとを備え、
前記第１の導管と前記紫外線伝送用光ファイバと前記ファイバスコープとが、その先端側において１本の筒状のケーシングに内挿されていることを特徴とする磁粉探傷装置。
【請求項２】
前記ファイバスコープにより伝送された画像を撮像する撮像手段と、
この撮像手段により撮像された画像を表示する表示手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の磁粉探傷装置。
【請求項３】
前記紫外線伝送用光ファイバは、複数の光ファイバを密集束にして構成された光ファイババンドルからなることを特徴とする請求項１または２に記載の磁粉探傷装置。
【請求項４】
前記紫外線伝送用光ファイバは、大口径ファイバからなることを特徴とする請求項１または２に記載の磁粉探傷装置。
【請求項５】
前記紫外線光源は、紫外線発光ダイオードからなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の磁粉探傷装置。
【請求項６】
前記紫外線光源は、放電ランプからなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の磁粉探傷装置。
【請求項７】
可視光を放射する可視光源と、
この可視光源から放射される可視光を後端で受光して伝送し、この伝送した可視光を先端から出射する可視光伝送用光ファイバと、
後端側から供給される洗浄水を伝送し、この伝送した前記洗浄水を先端から放出する第２の導管とをさらに備え、
前記可視光伝送用光ファイバと前記第２の導管とが、その先端側において前記ケーシングに内挿されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の磁粉探傷装置。
【請求項８】
前記可視光伝送用光ファイバは、複数の光ファイバを密集束にして構成された光ファイババンドルからなることを特徴とする請求項７に記載の磁粉探傷装置。
【請求項９】
前記可視光伝送用光ファイバは、大口径ファイバからなることを特徴とする請求項７に記載の磁粉探傷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁粉探傷検査に用いられる磁粉探傷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄鋼などの強磁性材料からなる構造体の表面近傍の欠陥を検出する方法として、磁粉探傷法が広く使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この磁粉探傷法では、試験体を磁化した後、蛍光磁粉を含む溶液（蛍光磁粉液）を試験体の表面の検査対象部に散布する。試験体を磁化した場合、試験体の表面および表面直下の比較的浅い部分に欠陥があると、この欠陥部分に漏洩磁束が発生する。その結果、欠陥部分に蛍光磁粉が集中して吸着され、この吸着された蛍光磁粉によって、いわゆる磁粉模様ができる。そして、検査対象部に紫外線を照射して蛍光発光させ、磁粉模様を目視で観察して欠陥を検出する。
【特許文献１】特開２０００−２５８３９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の磁粉探傷法では、外部から直接目視できない構造体の内部や、光の届かない狭部を検査しようとする場合、検査対象部への紫外線の照射や磁粉模様の目視観察が困難であるため、欠陥の検出が困難であった。
【０００５】
本発明は上記に鑑みてなされたもので、外部から直接目視できない構造体の内部や狭部の内表面に存在する欠陥を検出することができる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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る磁粉探傷装置は、磁化された試験体の検査対象部に蛍光磁粉液を散布し、この蛍光磁粉液が散布された前記検査対象部に紫外線を照射し、前記検査対象部の蛍光発光を観察して欠陥を検出する磁粉探傷検査に用いられる磁粉探傷装置であって、後端側から供給される前記蛍光磁粉液を伝送し、この伝送した前記蛍光磁粉液を先端から放出する第１の導管と、紫外線を放射する紫外線光源と、この紫外線光源から放射される紫外線を後端で受光して伝送し、この伝送した紫外線を先端から出射する紫外線伝送用光ファイバと、前記試験体の検査対象部の画像を伝送するファイバスコープとを備え、前記第１の導管と前記紫外線伝送用光ファイバと前記ファイバスコープとが、その先端側において１本の筒状のケーシングに内挿されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項２に係る磁粉探傷装置は、請求項１に記載の磁粉探傷装置において、前記ファイバスコープにより伝送された画像を撮像する撮像手段と、この撮像手段により撮像された画像を表示する表示手段とをさらに備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項３に係る磁粉探傷装置は、請求項１または２に記載の磁粉探傷装置において、前記紫外線伝送用光ファイバは、複数の光ファイバを密集束にして構成された光ファイババンドルからなることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項４に係る磁粉探傷装置は、請求項１または２に記載の磁粉探傷装置において、前記紫外線伝送用光ファイバは、大口径ファイバからなることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項５に係る磁粉探傷装置は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の磁粉探傷装置において、前記紫外線光源は、紫外線発光ダイオードからなることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項６に係る磁粉探傷装置は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の磁粉探傷装置において、前記紫外線光源は、放電ランプからなることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項７に係る磁粉探傷装置は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の磁粉探傷装置において、可視光を放射する可視光源と、この可視光源から放射される可視光を後端で受光して伝送し、この伝送した可視光を先端から出射する可視光伝送用光ファイバと、後端側から供給される洗浄水を伝送し、この伝送した前記洗浄水を先端から放出する第２の導管とをさらに備え、前記可視光伝送用光ファイバと前記第２の導管とが、その先端側において前記ケーシングに内挿されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項８に係る磁粉探傷装置は、請求項７に記載の磁粉探傷装置において、前記可視光伝送用光ファイバは、複数の光ファイバを密集束にして構成された光ファイババンドルからなることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項９に係る磁粉探傷装置は、請求項７に記載の磁粉探傷装置において、前記可視光伝送用光ファイバは、大口径ファイバからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の磁粉探傷装置によれば、外部から直接目視できない構造体の内部や狭部の内表面に存在する欠陥を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施の形態に係る磁粉探傷装置を示す構成図である。図１に示すように本実施の形態に係る磁粉探傷装置１は、紫外線を放射する光源２と、光源２から放射された紫外線を伝送する光ファイババンドル３と、蛍光磁粉液等を供給する供給部４と、供給部４より供給される蛍光磁粉液等を伝送する導管５と、試験体の検査対象部の画像を伝送するファイバスコープ６と、ファイバスコープ６により伝送された画像を撮像するＣＣＤカメラ等からなる撮像部７と、撮像部７により撮像された画像を後述のモニタ９に表示させる画像処理部８と、画像を表示するモニタ９と、光ファイババンドル３、導管５、およびファイバスコープ６を組み合わせたケーブル部１０と、ケーブル部１０の方向を操作するためのワイヤ１１とを備える。
【００１８】
光源２は、紫外線発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）、放電ランプ等からなる。
【００１９】
光ファイババンドル３は、直径数百μｍ程度の光ファイバを数十本〜数百本程度束ねた密集束で構成される。光ファイババンドル３の直径は数ｍｍ程度である。光ファイババンドル３の後端は、光源２に光結合され、光源２から放射された紫外線が入射する。
【００２０】
光ファイババンドル３を構成する光ファイバとしては、例えば純粋石英ガラスからなるコアと、フッ素添加石英ガラスからなるクラッドとを有する光ファイバを用いることができる。
【００２１】
導管５は、内径が１ｍｍ〜２ｍｍ程度、外径が２ｍｍ〜３ｍｍ程度の柔軟性のあるプラスチック製のパイプからなる。
【００２２】
ファイバスコープ６の構成を図２に示す。図２に示すように、ファイバスコープ６は、画像を伝送するイメージファイバ６１と、イメージファイバ６１の一端面に試験体の検査対象部の画像を結像させる対物レンズ６２と、イメージファイバ６１の他端面側に設けられた接眼レンズ６３とを備える。対物レンズ６２および接眼レンズ６３は、単レンズを複数枚組み合わせた光学系により構成される。
【００２３】
図３（ａ）はイメージファイバ６１の構造を示す断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）に示すイメージファイバ６１におけるコア配列を示す拡大図である。
【００２４】
イメージファイバ６１は、図３（ａ）に示すように、例えば石英ガラスからなるイメージサークル６１ａと、このイメージサークル６１ａの外周を覆うように設けられた例えば石英ガラスからなるジャケット管６１ｂと、さらにこのジャケット管６１ｂの外周を覆うように設けられた樹脂製のコーティング６１ｃとから構成されている。
【００２５】
イメージサークル６１ａは、図３（ｂ）に示すように、多数のコア６１ｄと、それらを囲む共通のクラッド６１ｅとからなる。この多数のコア６１ｄの１つずつが独立に光を伝送するので、これらのコア６１ｄの各々がイメージファイバ６１の画素となる。本実施の形態では、例えば２００００画素、直径２ｍｍ程度の石英系イメージファイバが用いられる。
【００２６】
図４はケーブル部１０を示す側面図、図５はケーブル部１０の断面図である。図４、図５に示すように、ケーブル部１０は、光ファイババンドル３、導管５、およびファイバスコープ６の先端側が、ステンレス等からなる筒状のフレキシブルなケーシング１２に内挿されて構成されている。ケーブル部１０の直径は１０ｍｍ程度、長さは２ｍ程度とすることができる。
【００２７】
また、ケーシング１２には、ケーブル部１０の方向を操作するためのワイヤ１１が挿入されており、ワイヤ１１の先端がケーシング１２の先端に接続されている。操作者がこのワイヤ１１を引っ張ることにより、ケーブル部１０の先端の向きを変えることができる。なお、ワイヤをケーシング１２の先端部の内周に９０度ごとに４本接続すれば、ケーブル部１０を４方向へ容易に操作することができる。
【００２８】
次に、本実施の形態に係る磁粉探傷装置１を用いた磁粉探傷検査の手順を説明する。本実施の形態に係る磁粉探傷装置１は、例えば図６に示すような断面形状を有する金属製の試験体１３の内部を検査する場合に好適である。
【００２９】
試験体１３は、図示しない磁化手段により予め磁化されているものとする。まず、操作者がワイヤ１１を操作することにより、ケーブル部１０の先端が試験体１３の検査対象部１３１に向けられると、供給部４から蛍光磁粉液を導管５に供給して伝送し、この伝送した蛍光磁粉液を導管５の先端から検査対象部１３１に散布する。
【００３０】
次いで、光源２で発生した紫外線を光ファイババンドル３で伝送して、この伝送した紫外線を光ファイババンドル３の先端から、蛍光磁粉液が散布された検査対象部１３１の表面に照射する。
【００３１】
そして、紫外線が照射された検査対象部１３１の表面の画像を、ファイバスコープ６により伝送する。撮像部７は、この伝送された画像を撮像してこれを画像処理部に供給し、画像処理部８は、撮像部７から供給される画像をモニタ９に表示させる。
【００３２】
検査対象部１３１の表面および表面直下の比較的浅い部分に欠陥があると、この欠陥部分に漏洩磁束により磁粉模様ができるため、モニタ９に表示される画像を観察して、画像から磁粉模様を検出することにより欠陥を検出することができる。
【００３３】
観察終了後は、供給部４から洗浄水を導管５に供給して伝送し、この洗浄水を導管５の先端から検査対象部１３１に向けて放出して、検査対象部１３１に散布された蛍光磁粉液を除去する。
【００３４】
以上説明したように、本実施の形態の磁粉探傷装置によれば、紫外線を伝送する光ファイババンドル３、蛍光磁粉液等を伝送する導管５、および画像を伝送するファイバスコープ６をケーブル部１０のケーシング１２に内挿して一体としたので、外部から直接目視できない構造体の内部や狭部であっても、ケーブル部１０が入る場所であれば、磁粉探傷法による欠陥検出を行うことができる。
【００３５】
なお、光ファイババンドル３のかわりに、大口径光ファイバを用いて光源２からの紫外線を伝送するようにしてもよい。
【００３６】
また、撮像部７で撮像された画像を、画像処理部８において電子媒体に記録するようにしてもよい。
【００３７】
また、撮像部７を用いず、ファイバスコープ６により伝送された画像を、レンズ（図示せず）を介して肉眼で観察するようにしてもよい。
【００３８】
（変形例）
図７は本発明の実施の形態の変形例に係る磁粉探傷装置を示す構成図、図８は図７に示す磁粉探傷装置のケーブル部の断面図である。なお、図７、図８において、図１に示した磁粉探傷装置１と同様の構成については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３９】
図７、図８に示すように、本実施の形態の変形例に係る磁粉探傷装置１Ａは、図１に示した磁粉探傷装置１に対し、可視光を放射する発光ダイオード等からなる光源１５と、光源１５から放射された可視光を伝送する光ファイババンドル１６と、供給部４より供給される洗浄水を伝送する導管１７とを追加した構成であり、光ファイババンドル１６および導管１７は、光ファイババンドル３、導管５、ファイバスコープ６とともに、その先端側がケーブル部１０のケーシング１２に内挿されている。
【００４０】
可視光伝送用の光ファイババンドル１６は、直径数百μｍ程度の光ファイバを数十本〜数百本程度束ねた密集束で構成される。光ファイババンドル１６の直径は数ｍｍ程度である。光ファイババンドル１６の一端は、光源１５に光結合され、光源１５から放射された可視光が入射する。
【００４１】
光ファイババンドル１６を構成する光ファイバとしては、紫外線伝送用の光ファイババンドル３を構成する光ファイバと同様に、例えば純粋石英ガラスからなるコアと、フッ素添加石英ガラスからなるクラッドとを有する光ファイバを用いることができる。また、ゲルマニウム添加石英ガラスからなるコアと、純粋石英ガラスからなるクラッドとを有する光ファイバを用いることもできる。
【００４２】
洗浄水伝送用の導管１７は、導管５と同様に、内径が１ｍｍ〜２ｍｍ程度、外径が２ｍｍ〜３ｍｍ程度の柔軟性のあるプラスチック製のパイプからなる。
【００４３】
本変形例の磁粉探傷装置１Ａでは、蛍光磁粉液の散布時に蛍光磁粉液を導管５により伝送し、観察終了後に検査対象部１３１に散布された蛍光磁粉溶液を除去するための洗浄水を導管１７により伝送する。
【００４４】
また、蛍光磁粉液を散布する際や、観察後に蛍光磁粉液を洗浄水により除去する際に、光ファイババンドル１６により伝送した可視光を、照明光として照射する。
【００４５】
これにより、光の届きにくい試験体１３の内部や狭部を検査する場合でも、検査対象部１３１を容易に視認することができ、作業効率を向上させることができる。
【００４６】
なお、光ファイババンドル１６のかわりに、大口径光ファイバを用いて光源１５からの可視光を伝送するようにしてもよい。
【００４７】
また、導管５，１７をともに、蛍光磁粉液伝送用と洗浄水伝送用の兼用としてもよい。また、導管１７を省略し、図１の磁粉探傷装置１と同様に、導管５を蛍光磁粉液伝送用と洗浄水伝送用の兼用としてもよい。
【００４８】
また、蛍光磁粉液や洗浄水を伝送するための導管の数、および、紫外線または可視光を伝送するための光ファイババンドルの数は、上述の例に限らない。例えば、図９に示すように、紫外線または可視光を伝送するための光ファイババンドル１９と、蛍光磁粉液または洗浄水を伝送するための導管２０をさらに追加し、導管および光ファイババンドルをそれぞれ３本ずつ設けてもよい。
【００４９】
なお、本発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態に係る磁粉探傷装置を示す構成図である。
【図２】ファイバスコープを示す構成図である。
【図３】（ａ）はイメージファイバの構造を示す断面図、（ｂ）はイメージファイバにおけるコア配列を示す拡大図である。
【図４】図１に示す磁粉探傷装置のケーブル部を示す側面図である。
【図５】図４に示すケーブル部の断面図である。
【図６】試験体を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態の変形例に係る磁粉探傷装置を示す構成図である。
【図８】図７に示す磁粉探傷装置のケーブル部の断面図である。
【図９】図７に示す磁粉探傷装置のケーブル部の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１，１Ａ  磁粉探傷装置
２，１５  光源
３，１６，１９  光ファイババンドル
４  供給部
５，１７，２０  導管
６  ファイバスコープ
７  撮像部
８  画像処理部
９  モニタ
１０  ケーブル部
１１  ワイヤ
１２  ケーシング
【図１】
2009128249.tif 000003
【図２】
2009128249.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2009128249.tif 000008
【図７】
2009128249.tif 000009
【図８】
2009128249.tif 000010
【図９】
2009128249.tif 000011