JP2005069883A - Corrosion detecting apparatus - Google Patents

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JP2005069883A JP2003300218A JP2003300218A JP2005069883A JP 2005069883 A JP2005069883 A JP 2005069883A JP 2003300218 A JP2003300218 A JP 2003300218A JP 2003300218 A JP2003300218 A JP 2003300218A JP 2005069883 A JP2005069883 A JP 2005069883A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a corrosion detecting apparatus capable of being applied to even piping made of a magnetic material and efficiently detecting corrosion of the piping over a wide range. <P>SOLUTION: The corrosion detecting apparatus 10 is provided with a solenoid coil 12 which revolves around a pipe 32, and an AC current is passed through the solenoid coil 12 by a variable frequency oscillator 14. An AC secondary current is passed through the pipe 32 by electromagnetic induction, and the intensity of a magnetic field generated thereby is detected by a magnetometer 16. A drive device 18 drives the magnetometer 16 in such a way as to move in an axial direction of the pipe 32 as moving over the circumferential surface of the pipe 32. A data recorder 20 records magnetic data outputted from the magnetometer 16. An FFT analyzer 22 performs FFT processing on the magnetic data recorded in the data recorder 20 to output frequency characteristics data. An operation part 24 computes the amount of corrosion etc. and outputs them to an output part 26 on the basis of the frequency characteristics data outputted from the FFT analyzer 22. The output part 26 outputs the results of computation. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、腐食検出装置に係り、より詳しくは、建物の配管等の腐食を検出することが可能な腐食検出装置に関する。   The present invention relates to a corrosion detection device, and more particularly to a corrosion detection device capable of detecting corrosion of building piping and the like.

従来、建物の配管等の腐食を検出する方法としては、放射線透過検査法、超音波肉厚測定法、渦電流探傷法等が知られている。   Conventionally, as a method for detecting corrosion of building piping or the like, a radiographic inspection method, an ultrasonic thickness measurement method, an eddy current flaw detection method, or the like is known.

これらのうち、放射線透過検査法では、放射線を用いるため人体に対して悪影響を及ぼす可能性がある。また、定量的に判断することができる手法はあるものの、その精度が粗く、腐食位置を確定するのが困難である。   Among these, the radiographic inspection method uses radiation and may adversely affect the human body. Moreover, although there is a method that can quantitatively determine, the accuracy is rough and it is difficult to determine the corrosion position.

また、超音波肉厚測定法は、配管に探触子を接触させて超音波を発信し、配管の裏面で反射された超音波を測定して超音波の往復時間を計測し、この計測した時間から腐食位置を検出するものである。   In addition, the ultrasonic wall thickness measurement method sends ultrasonic waves by bringing a probe into contact with the pipe, measures the ultrasonic wave reflected from the back surface of the pipe, and measures the round-trip time of the ultrasonic wave. It detects the corrosion position from time.

しかしながら、この方法では、探触子を直接配管に接触させなければならないため、配管の被覆を外さなければならず、配管の劣化や作業性の面で好ましくない。また、定量的に測定することができるものの、ピンポイントでの測定となるため、広範囲に亘って測定するためには、膨大な回数の測定及び分析が必要となり、作業効率が著しく悪化する。   However, in this method, since the probe must be brought into direct contact with the pipe, the pipe must be removed, which is not preferable in terms of deterioration of the pipe and workability. Moreover, although it can measure quantitatively, since it becomes a pinpoint measurement, in order to measure over a wide range, a huge number of measurements and analysis are required, and working efficiency deteriorates remarkably.

これに対し、例えば特許文献1〜3にも記載されている渦電流探傷法は、配管にコイルを巻き付け、このコイルに交番電流を流すことにより配管に渦電流を生起させ、この渦電流によって生じた磁界の強度を測定することにより、配管の腐食位置を検出するものであり、人体に無害であると共に、配管に対して非接触で測定することができる。
特開2001−183346号公報 特開平6−148142号公報 特開2000−81419号公報
On the other hand, for example, the eddy current flaw detection method described in Patent Documents 1 to 3 generates a eddy current in a pipe by winding a coil around the pipe and passing an alternating current through the coil. By measuring the strength of the magnetic field, the corrosion position of the pipe is detected, which is harmless to the human body and can be measured without contact with the pipe.
JP 2001-183346 A JP-A-6-148142 JP 2000-81419 A

しかしながら、渦電流探傷法では、配管が磁性材料の場合には、ヒステリシス損が大きく、電流が歪みやすいことから精密に測定することが困難であると共に、配管に巻き付けたコイルの近傍でしか測定することができない、という問題があった。   However, in the eddy current flaw detection method, when the pipe is made of a magnetic material, the hysteresis loss is large and the current is easily distorted, so that it is difficult to measure accurately and the measurement is performed only in the vicinity of the coil wound around the pipe. There was a problem that it was not possible.

本発明は、上記事実に鑑みて成されたものであり、磁性材料の配管にも適用可能であると共に、配管の腐食を広範囲に亘って効率よく検出することができる腐食検出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described facts, and is applicable to a magnetic material pipe, and also provides a corrosion detection device capable of efficiently detecting the corrosion of a pipe over a wide range. With the goal.

上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、配管に交流電流を供給する電流供給手段と、前記配管に流れる交流電流を共振させる共振手段と、前記配管に流れた交流電流によって生じた磁界の強さを検出する磁界検出手段と、前記磁界の強さに基づいて、少なくとも前記配管の腐食位置を検出する腐食検出手段と、を備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is caused by current supply means for supplying an alternating current to a pipe, resonance means for resonating an alternating current flowing through the pipe, and an alternating current flowing through the pipe. Magnetic field detection means for detecting the strength of the magnetic field, and corrosion detection means for detecting at least the corrosion position of the pipe based on the strength of the magnetic field.

この発明によれば、電流供給手段は、配管に交流電流を供給する。このため、本発明に適用される配管は、少なくとも電流を流すことができる部材で構成されればよい。電流供給手段は、例えば請求項2に記載したように、中心が前記配管を周回するように配置されたコイルと、前記コイルに交流電流を供給する交流電流供給手段と、を含む構成とすることができる。   According to this invention, the current supply means supplies an alternating current to the pipe. For this reason, the piping applied to this invention should just be comprised with the member which can flow an electric current at least. The current supply means includes, for example, a coil disposed so that a center circulates the pipe, and an alternating current supply means for supplying an alternating current to the coil. Can do.

コイルは、その中心が配管を周回するように配置される。このコイルに交流電流供給手段によって所定周波数の交流電流が供給される。これにより、電磁誘導によって配管に磁界が発生して起電力が生起し、交流の二次電流が配管に供給される。なお、コイルの中心に鉄心を設けたソレノイドコイルを用いてもよい。   A coil is arrange | positioned so that the center may circulate around piping. An alternating current having a predetermined frequency is supplied to the coil by an alternating current supply means. As a result, a magnetic field is generated in the pipe by electromagnetic induction, an electromotive force is generated, and an AC secondary current is supplied to the pipe. A solenoid coil having an iron core at the center of the coil may be used.

共振手段は、配管と接続され、この配管に流れる交流電流を共振させる。共振手段は、例えばインダクタンス、コンデンサ、抵抗等を含んで構成される。このように、配管と共振手段とで回路を構成して交流電流を共振させて流すことにより、配管に流れる交流電流を可能な限り最大化することができ、腐食の検出を正確に行うことが可能となる。   The resonance means is connected to the pipe and resonates an alternating current flowing through the pipe. The resonance unit includes, for example, an inductance, a capacitor, a resistor, and the like. In this way, by constructing a circuit with the piping and the resonance means and causing the alternating current to resonate and flow, the alternating current flowing through the piping can be maximized as much as possible, and corrosion can be detected accurately. It becomes possible.

磁界検出手段は、配管に流れた交流電流によって生じた磁界の強さを検出する。磁界検出手段は、例えば配管の表面に垂直な方向の磁界の強さについて検出する。   The magnetic field detection means detects the strength of the magnetic field generated by the alternating current flowing through the pipe. The magnetic field detection means detects, for example, the strength of the magnetic field in the direction perpendicular to the surface of the pipe.

腐食検出手段は、磁界検出手段により検出された磁界の強さに基づいて、少なくとも配管の腐食位置を検出する。腐食が発生していない場合には、腐食が発生していない場合と比較して、磁界の強さが変化すると考えられる。従って、腐食検出手段は、例えば磁界の強さの変化量が所定閾値以上か否かを判断し、所定閾値以上の場合には、その時の磁界検出手段の位置に腐食が発生していると判断することができる。   The corrosion detection means detects at least the corrosion position of the pipe based on the strength of the magnetic field detected by the magnetic field detection means. When corrosion does not occur, the strength of the magnetic field is considered to change compared to when corrosion does not occur. Accordingly, the corrosion detection means determines, for example, whether or not the amount of change in the magnetic field strength is equal to or greater than a predetermined threshold value. can do.

このように、配管に交流電流を流し、これによって発生した磁界の強さに基づいて腐食を検出する構成としているため、配管に被覆が施されている場合でも、被覆を剥がす必要はなく、また、配管に直接磁界を印加するものではないため磁性材料の配管にも適用可能であり、配管の腐食を広範囲に亘って正確に検出することができる。   In this way, since an AC current is passed through the pipe and the corrosion is detected based on the strength of the magnetic field generated thereby, it is not necessary to remove the coating even when the pipe is covered. Since a magnetic field is not directly applied to the pipe, it can be applied to a pipe made of a magnetic material, and pipe corrosion can be accurately detected over a wide range.

なお、請求項3にも記載したように、前記腐食検出手段は、前記磁界の強さを周波数変換した周波数特性データを出力する周波数変換手段と、前記周波数特性データに基づいて腐食が発生しているか否かを求める演算手段と、を含む構成とすることができる。   In addition, as described in claim 3, the corrosion detection means includes frequency conversion means for outputting frequency characteristic data obtained by frequency-converting the strength of the magnetic field, and corrosion has occurred based on the frequency characteristic data. And calculating means for determining whether or not there is.

周波数変換手段は、例えばフーリエ変換処理等により、磁界の強さを周波数変換して周波数特性データ、すなわち、周波数と磁界の強さのレベルとの関係を表すデータに変換する。この場合、周波数特性データで表される周波数特性は、配管に流した交流電流の周波数の位置にピークが存在するような特性となるが、腐食が発生している場合には、そのピークが減少すると考えられる。   The frequency conversion means converts the intensity of the magnetic field to frequency characteristic data, that is, data representing the relationship between the frequency and the strength level of the magnetic field, for example, by Fourier transform processing or the like. In this case, the frequency characteristic represented by the frequency characteristic data is such that there is a peak at the position of the frequency of the alternating current flowing in the pipe, but if corrosion has occurred, the peak will decrease. It is thought that.

このため、演算手段では、例えばピーク位置のレベルが所定閾値以上減少しているか否かを判断し、所定閾値以上減少している場合を腐食が発生していると判断することができる。   For this reason, for example, the calculation means can determine whether or not the level of the peak position has decreased by a predetermined threshold or more, and can determine that corrosion has occurred when the level has decreased by a predetermined threshold or more.

また、請求項4にも記載したように、前記演算手段は、前記周波数特性データに基づいて腐食量を演算するようにしてもよい。   Further, as described in claim 4, the calculation means may calculate a corrosion amount based on the frequency characteristic data.

ピーク位置のレベルの変化の度合いは、腐食の度合いに相当すると考えられる。このため、演算手段は、ピーク位置のレベルの変化量に基づいて、この変化量に対応する腐食量を求める。このように、腐食量を求めることにより、どの程度腐食が進んでいるかや、配管の寿命を予測することが可能となる。   The degree of change in the peak position level is considered to correspond to the degree of corrosion. For this reason, the calculation means obtains the corrosion amount corresponding to the change amount based on the change amount of the peak position level. Thus, by calculating | requiring the amount of corrosion, it becomes possible to estimate how much corrosion is progressing and the lifetime of piping.

また、請求項5にも記載したように、前記磁界検出手段を前記配管の周方向に移動させながら、前記配管の軸方向に移動させる駆動手段をさらに備えた構成としてもよい。これにより、広範囲に亘って配管の腐食を調査する場合でも、効率よく速やかに行うことができる。   Further, as described in claim 5, the magnetic field detection unit may further include a driving unit that moves the magnetic field detection unit in the axial direction of the pipe while moving the magnetic field detection unit in the circumferential direction of the pipe. Thereby, even when investigating the corrosion of piping over a wide range, it can be performed efficiently and promptly.

さらに、請求項6に記載したように、前記磁界検出手段を前記配管の周方向に沿って複数備えた構成としてもよい。これにより、配管の腐食の調査をより効率的に行うことができる。   Furthermore, as described in claim 6, a plurality of the magnetic field detection means may be provided along the circumferential direction of the pipe. Thereby, investigation of corrosion of piping can be performed more efficiently.

以上説明したように、本発明によれば、腐食位置及び腐食量を広範囲に亘って効率よく検出することができる、という優れた効果を有する。   As described above, according to the present invention, there is an excellent effect that the corrosion position and the corrosion amount can be efficiently detected over a wide range.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例について詳細に説明する。   Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1に示すように、本発明に係る腐食検出装置10は、ソレノイドコイル12、可変周波数発振器14、磁力計16、駆動装置18、データレコーダ20、FFTアナライザ22、演算部24、出力部26、共振回路28、オシロスコープ30を含んで構成されている。   As shown in FIG. 1, the corrosion detection device 10 according to the present invention includes a solenoid coil 12, a variable frequency oscillator 14, a magnetometer 16, a drive device 18, a data recorder 20, an FFT analyzer 22, a calculation unit 24, an output unit 26, A resonance circuit 28 and an oscilloscope 30 are included.

ソレノイドコイル12は、円筒形状の配管32を周回するドーナツ形状の鉄心34と、鉄心34を周回するように巻き付けられたコイル36と、から成る。なお、本実施の形態では、ソレノイドコイル12は、コイル36の中心に鉄心34が設けられた構成としているが、鉄心34を設けずにコイル36のみを配管32に周回させるようにしてもよい。ただし、この場合、鉄心34をコイル36の中心に設ける場合よりも、巻き線数を多くする必要がある。   The solenoid coil 12 includes a donut-shaped iron core 34 that circulates around a cylindrical pipe 32, and a coil 36 that is wound around the iron core 34. In the present embodiment, the solenoid coil 12 is configured such that the iron core 34 is provided at the center of the coil 36, but only the coil 36 may be caused to circulate around the pipe 32 without providing the iron core 34. However, in this case, it is necessary to increase the number of windings compared to the case where the iron core 34 is provided at the center of the coil 36.

そして、図2に示すように、鉄心34は、支点Pの反対側が着脱可能となっており、所謂蝶番のように支点Pを中心として図中矢印方向に回動するようになっている。このため、配管32の途中でも容易に着脱することができる。   As shown in FIG. 2, the iron core 34 is detachable on the opposite side of the fulcrum P, and rotates in the direction of the arrow in the figure around the fulcrum P like a so-called hinge. For this reason, it can be easily attached and detached even in the middle of the pipe 32.

コイル36は、可変周波数発振器14に接続されている。可変周波数発振器14は、設定された周波数の交流電流をコイル36に流すものであり、周波数及び出力レベルを可変にすることができる。   The coil 36 is connected to the variable frequency oscillator 14. The variable frequency oscillator 14 allows an alternating current having a set frequency to flow through the coil 36, and the frequency and output level can be made variable.

磁力計16は、一例として数十pT(ピコテスラ)から測定可能な3軸型のフラックスゲート型磁力計で構成される。一例として磁力計16のX軸が配管32の軸方向と一致し、磁力計16のY軸が配管32の周方向と一致し、Z軸が配管32の表面と直交する方向と一致するように配置される。磁力計16は、この互い直交するX、Y、Z軸の各軸における磁界の強さを検出して磁力データとして出力する。   As an example, the magnetometer 16 is a triaxial fluxgate magnetometer capable of measuring from several tens of pT (picotesla). As an example, the X axis of the magnetometer 16 matches the axial direction of the pipe 32, the Y axis of the magnetometer 16 matches the circumferential direction of the pipe 32, and the Z axis matches the direction orthogonal to the surface of the pipe 32. Be placed. The magnetometer 16 detects the strength of the magnetic field in each of the X, Y, and Z axes orthogonal to each other and outputs it as magnetic force data.

駆動装置18は、図1に示すように、磁力計16が配管32の周面上を図中矢印A方向に所定速度で移動しながら配管32の軸方向である図中矢印B方向へ所定速度で移動するように制御する。   As shown in FIG. 1, the driving device 18 moves the magnetometer 16 on the peripheral surface of the pipe 32 at a predetermined speed in the direction of arrow A in the figure, while moving at a predetermined speed in the direction of arrow B in the figure, which is the axial direction of the pipe 32. Control to move with.

データレコーダ20は、磁力計16から出力された各軸の磁力データを記録する。FFTアナライザ22は、データレコーダ20に記録された各軸の磁力データに対してFFT(高速フーリエ変換)処理を行い、周波数特性データを出力する。   The data recorder 20 records the magnetic force data of each axis output from the magnetometer 16. The FFT analyzer 22 performs FFT (Fast Fourier Transform) processing on the magnetic force data of each axis recorded in the data recorder 20 and outputs frequency characteristic data.

演算部24では、FFTアナライザ22から出力された各軸の周波数特性データに基づいて腐食が発生しているか否かや、その腐食量、腐食位置等を演算して出力部26に出力する。出力部26は、例えば演算結果を記録媒体に記録するための記録装置、ディスプレイ、プリンタ等で構成され、演算部24によって特定された配管32に腐食が発生しているか否かや、その腐食量、腐食位置等を画面又は紙等の記録媒体に出力する。これにより、容易に配管32に腐食が発生しているか否か、その腐食量、腐食位置等を確認することができる。   The calculation unit 24 calculates whether or not corrosion has occurred based on the frequency characteristic data of each axis output from the FFT analyzer 22, the corrosion amount, the corrosion position, and the like, and outputs them to the output unit 26. The output unit 26 includes, for example, a recording device, a display, a printer, and the like for recording the calculation result on a recording medium. Whether or not the pipe 32 specified by the calculation unit 24 is corroded and the amount of corrosion. The corrosion position is output to a recording medium such as a screen or paper. Thereby, it is possible to easily confirm whether or not corrosion has occurred in the pipe 32, the corrosion amount, the corrosion position, and the like.

測定対象の配管32の両端には、導電性の配線38、40の一方の端部が接続される。配管32は、通常は断熱材等で被覆されているため、バルブのハンドル等の断熱材が被覆されていない部分に接続される。   One ends of conductive wires 38 and 40 are connected to both ends of the pipe 32 to be measured. Since the pipe 32 is normally covered with a heat insulating material or the like, the pipe 32 is connected to a portion not covered with a heat insulating material such as a valve handle.

配線38の他方の端部は、抵抗42の一端に接続され、抵抗42の他端は共振回路28の一方の端部に接続される。共振回路28の他方の端部は、配線40の他方の端部に接続されている。これにより、配管32、配線38、抵抗42、共振回路28、配線40によりループ回路が形成される。なお、抵抗42の両端には、オシロスコープ30が接続されている。   The other end of the wiring 38 is connected to one end of the resistor 42, and the other end of the resistor 42 is connected to one end of the resonance circuit 28. The other end of the resonance circuit 28 is connected to the other end of the wiring 40. Thereby, a loop circuit is formed by the pipe 32, the wiring 38, the resistor 42, the resonance circuit 28, and the wiring 40. An oscilloscope 30 is connected to both ends of the resistor 42.

配管32の腐食量をW(g)は、配管が腐食する際に流れた電流をI1(A)、時間をt(s)とした場合、ファラデー則によって次式で表すことができる。 The corrosion amount W (g) of the pipe 32 can be expressed by the following equation according to the Faraday law, where I 1 (A) is the current that flows when the pipe is corroded and t (s) is the time.

W=kI1t …(1)
ここで、kは電気化学当量である。腐食を電気物理現象として見た場合、エネルギーが消費されることによって、配管32に錆びが生じ、電気抵抗が変化する。従来のように、錆びが生じた結果としての電気抵抗を測定するよりは、エネルギーを直に消費している配管32に流れる電流I2によって発生する磁界の強さを測定する方が確実に腐食を検出することができると考えられる。
W = kI 1 t (1)
Here, k is an electrochemical equivalent. When the corrosion is viewed as an electrophysical phenomenon, the energy is consumed, so that the pipe 32 is rusted and the electric resistance changes. Rather than measuring the electrical resistance as a result of rusting as in the past, it is more reliable to measure the strength of the magnetic field generated by the current I 2 flowing through the pipe 32 that directly consumes energy. Can be detected.

このため、本実施の形態では、配管32に電流を流し、この電流によって生じる磁界の強さを磁力計16によって測定し、これを周波数変換処理した周波数特性データに基づいて腐食が発生しているか否か、その腐食量、腐食位置等を検出する。   For this reason, in the present embodiment, whether or not corrosion has occurred based on the frequency characteristic data obtained by passing a current through the pipe 32 and measuring the strength of the magnetic field generated by this current with the magnetometer 16 and frequency-converting this. No, the amount of corrosion, the corrosion position, etc. are detected.

可変周波数発振器14によってコイル36に一次電流としての所定周波数の交流電流を流すと、配管32の周方向に交流磁界が形成される。このため、トランス回路と同様に、電磁誘導により二次側である配管32に起電力が生起され、交流の二次電流I2が流れる。この二次電流がI2が流れることにより、腐食位置にはファラデー則による電流I1が流れるため、配管32には、i=I1+I2の電流が流れることとなる。なお、一次側であるコイル36に発生する起電力と、二次側である配管32に生起する起電力との比は一定であり、各々の起電力は同じ相互磁束によって生じるため、位相は等しい。 When an AC current having a predetermined frequency as a primary current is passed through the coil 36 by the variable frequency oscillator 14, an AC magnetic field is formed in the circumferential direction of the pipe 32. For this reason, similarly to the transformer circuit, an electromotive force is generated in the pipe 32 on the secondary side by electromagnetic induction, and an AC secondary current I 2 flows. When the secondary current I 2 flows, a current I 1 according to the Faraday rule flows at the corrosion position, and therefore, a current of i = I 1 + I 2 flows through the pipe 32. The ratio between the electromotive force generated in the coil 36 on the primary side and the electromotive force generated in the pipe 32 on the secondary side is constant, and each electromotive force is generated by the same mutual magnetic flux, so the phases are equal. .

このように、トランス回路と同等の理論により、コイル36に一次電流としての交流電流を流すことにより、配管32に二次電流I2が流れる。 Thus, the secondary current I 2 flows through the pipe 32 by flowing an alternating current as the primary current through the coil 36 according to the theory equivalent to the transformer circuit.

ここで、配管32に二次電流I2が流れることによって発生する磁界の強さを広範囲に亘って正確に測定するためには、二次電流I2を可能な範囲で最大にすることが好ましい。このため、腐食検出装置10は、共振回路28を備えている。 Here, in order to accurately measure the strength of the magnetic field generated by the secondary current I 2 flowing through the pipe 32 over a wide range, it is preferable to maximize the secondary current I 2 as much as possible. . For this reason, the corrosion detection apparatus 10 includes a resonance circuit 28.

共振回路28は、可変インダクタンス44、可変コンデンサ46、及び抵抗48で構成されており、例えば可変インダクタンス44のインダクタンス値及び可変コンデンサ46の容量値は、それぞれ任意に調整することができる。   The resonance circuit 28 includes a variable inductance 44, a variable capacitor 46, and a resistor 48. For example, the inductance value of the variable inductance 44 and the capacitance value of the variable capacitor 46 can be arbitrarily adjusted.

従って、二次電流I2が歪まない範囲で最大となるように、オシロスコープ30で確認しながら可変周波数発振器14の周波数、可変インダクタンス44、可変コンデンサ46の少なくとも1つを調整する。これにより、二次電流I2を歪まない範囲で最大とすることができ、正確に二次電流I2によって生じる磁界の強さを正確に測定することができる。なお、二次電流I2が歪まない範囲で最大となるように自動的に可変周波数発振器14の周波数、可変インダクタンス44、可変コンデンサ46を調整する調整手段を設けるようにしてもよい。 Accordingly, at least one of the frequency of the variable frequency oscillator 14, the variable inductance 44, and the variable capacitor 46 is adjusted while confirming with the oscilloscope 30 so that the secondary current I 2 is maximized in a range where the secondary current I 2 is not distorted. As a result, the secondary current I 2 can be maximized within a range that is not distorted, and the intensity of the magnetic field generated by the secondary current I 2 can be accurately measured. It may be provided adjusting means for adjusting the secondary current frequency of automatically variable frequency oscillator 14 as I 2 becomes maximum within a range that does not distort, variable inductance 44, variable capacitor 46.

配管32に電流iが流れたとすると、ビオサバールの法則により、磁力計16の位置における磁界の強さH(A/m)は次式で表される。   Assuming that the current i flows through the pipe 32, the magnetic field strength H (A / m) at the position of the magnetometer 16 is expressed by the following equation according to Biosavart's law.

H=i/2R …(2)
ここで、Rは、図3に示すように、配管32の中心位置Cから磁力計16までの距離である。
H = i / 2R (2)
Here, R is the distance from the center position C of the pipe 32 to the magnetometer 16 as shown in FIG.

配管32の中心位置Cから磁力計16までの距離Rを一定とすると、配管32に腐食が発生している位置では、腐食がない位置と比較して電流iが変化し、これに伴って磁界の強さHが変化する。従って、磁界の強さHの変化が所定以上の場合に腐食が発生していると判断することができ、磁界の強さの変化量を腐食量としてとらえることができる。   If the distance R from the center position C of the pipe 32 to the magnetometer 16 is constant, the current i changes at a position where the pipe 32 is corroded as compared to a position where there is no corrosion. The strength H changes. Therefore, it can be determined that corrosion has occurred when the change in the magnetic field strength H is greater than or equal to a predetermined value, and the amount of change in the magnetic field strength can be regarded as the amount of corrosion.

ここで、0.1(A)の電流が100φで且つ被覆が50mmの配管32に流れたとすると、R=0.1(m)、i=0.1(A)、透磁率μ0=4π×10-7として、磁束密度B(=μ0H)は、上記(2)式から約628(nT)となり、ノイズとして認識される磁界の強さよりも十分大きく、ノイズとして誤認識することはない。 Here, assuming that a current of 0.1 (A) flows through the pipe 32 having a diameter of 100φ and a coating of 50 mm, R = 0.1 (m), i = 0.1 (A), and permeability μ 0 = 4π. As x10 −7 , the magnetic flux density B (= μ 0 H) is about 628 (nT) from the above equation (2), which is sufficiently larger than the strength of the magnetic field recognized as noise, and is erroneously recognized as noise. Absent.

駆動装置18は、例えばソレノイドコイル12の近傍の位置を始点として、磁力計16が配管32の周面上を図中A方向に所定速度で移動しながら配管32の軸方向である図中矢印B方向へ所定速度で移動するように駆動する。   The driving device 18 starts with a position in the vicinity of the solenoid coil 12, for example, and the magnetometer 16 moves on the circumferential surface of the pipe 32 at a predetermined speed in the direction A in the figure. Drive to move in the direction at a predetermined speed.

コイル36に一次電流I1を流した状態で磁力計16を上記のように移動させることにより、配管32の表面における磁界の強さがX〜Y軸の各々について測定され、データレコーダ20に順次出力される。データレコーダ20では、予め定めた所定のサンプリング間隔で、磁力計16から出力された各軸の磁力データを記録する。これにより、配管32の表面の各位置における磁界の強さが各軸について順次記録される。 By moving the magnetometer 16 as described above with the primary current I 1 flowing through the coil 36, the strength of the magnetic field on the surface of the pipe 32 is measured for each of the X to Y axes, and the data recorder 20 sequentially Is output. The data recorder 20 records the magnetic force data of each axis output from the magnetometer 16 at a predetermined sampling interval. Thereby, the strength of the magnetic field at each position on the surface of the pipe 32 is sequentially recorded for each axis.

FFTアナライザ22は、データレコーダ20に記録された各位置の各軸における磁力データに対してFFT処理を行い、周波数特性データを出力する。   The FFT analyzer 22 performs FFT processing on the magnetic force data on each axis at each position recorded in the data recorder 20 and outputs frequency characteristic data.

演算部24では、FFTアナライザ22から出力された各位置の各軸における周波数特性データに基づいて、その位置に腐食が発生しているか否かの検出や、その腐食量を演算するが、最も腐食量の演算一番注目すべきはZ軸の周波数特性であり、本実施形態では、Z軸における周波数特性データに基づいて、腐食が発生しているか否かや、その腐食量を求める。もちろん、X軸、Y軸における周波数特性データも考慮して総合的に腐食量等を演算するようにしてもよい。   Based on the frequency characteristic data for each axis at each position output from the FFT analyzer 22, the calculation unit 24 detects whether or not corrosion has occurred at that position and calculates the amount of corrosion. Calculation of the amount The most notable is the frequency characteristic of the Z axis. In this embodiment, whether or not corrosion has occurred and the amount of corrosion are obtained based on the frequency characteristic data on the Z axis. Of course, the amount of corrosion and the like may be calculated comprehensively in consideration of the frequency characteristic data on the X axis and the Y axis.

腐食がない位置の周波数特性は、例えば図4の実線で示すように、コイル36に流した交流電流の周波数にピークが存在し、腐食がある場合には、図4の点線で示すように、ピークが小さくなる、すなわち出力レベルが小さくなると考えられる。   For example, as shown by the solid line in FIG. 4, the frequency characteristic at the position where there is no corrosion has a peak in the frequency of the alternating current passed through the coil 36, and when there is corrosion, as shown by the dotted line in FIG. 4, It is considered that the peak becomes small, that is, the output level becomes small.

このため、演算部24は、予め定めた腐食がない場合における出力レベルと、FFTアナライザ22から出力されたZ軸の周波数特性データから定まる出力レベルとのレベル差を求め、この値が所定閾値以上の場合を腐食が発生していると判断する。所定閾値は、レベル差がこの値以上の場合に腐食が発生していると判断できる値に設定される。   Therefore, the calculation unit 24 obtains a level difference between the output level when there is no predetermined corrosion and the output level determined from the frequency characteristic data of the Z axis output from the FFT analyzer 22, and this value is equal to or greater than a predetermined threshold value. If it is determined that corrosion has occurred. The predetermined threshold value is set to a value at which corrosion can be determined when the level difference is equal to or greater than this value.

また、求めたレベル差は、腐食量の度合いを示すものと考えられるため、演算部24は、レベル差に基づいて腐食量を演算することもできる。これは、例えば前記レベル差と腐食量との対応関係を予め求めておき、この対応関係を記憶したルックアップテーブルを予め図示しない記憶部に記憶しておけば、求めたレベル差に対応する腐食量を前記ルックアップテーブルから容易に求めることができる。   Further, since the obtained level difference is considered to indicate the degree of corrosion, the calculation unit 24 can also calculate the corrosion amount based on the level difference. For example, if the correspondence between the level difference and the corrosion amount is obtained in advance and a lookup table storing the correspondence is stored in a storage unit (not shown), the corrosion corresponding to the obtained level difference is obtained. The quantity can be easily determined from the lookup table.

なお、腐食が発生していると判断された時点で駆動装置18に対して磁力計16の移動を停止するように指示し、磁力計16の移動を停止させれば、その位置を腐食が発生している位置として特定することができる。また、演算部24において、計測開始してから腐食が発生していると判断されるまでの経過時間、磁力計16の出力をサンプリングするサンプリング間隔、磁力計16の移動速度、配管32の円周の長さ等の関係から、腐食の発生している位置を求めるようにしてもよい。さらに、演算部24において、腐食量に基づいて配管32の寿命を予測するようにしてもよい。配管32の寿命は、例えば、求めた腐食量に基づいて現在の配管32の厚みを求め、過去に同様に測定した配管32の厚みとの比較により配管32の厚みの減少傾向を求めることにより、予測することができる。   When it is determined that corrosion has occurred, the drive unit 18 is instructed to stop the movement of the magnetometer 16, and if the movement of the magnetometer 16 is stopped, the position of the corrosion occurs. It can be specified as the position. Further, in the calculation unit 24, the elapsed time from the start of measurement until it is determined that corrosion has occurred, the sampling interval for sampling the output of the magnetometer 16, the moving speed of the magnetometer 16, the circumference of the pipe 32 The position where corrosion has occurred may be obtained from the relationship of the length of the material. Furthermore, in the calculating part 24, you may make it predict the lifetime of the piping 32 based on the amount of corrosion. The service life of the pipe 32 is obtained by, for example, obtaining the current pipe 32 thickness based on the obtained amount of corrosion, and obtaining a decreasing tendency of the pipe 32 thickness by comparison with the pipe 32 thickness measured in the same manner in the past. Can be predicted.

出力部26では、例えば演算部24で求めた腐食が発生している位置の腐食量等を記録媒体に記録したり、ディスプレイに出力したりする。このとき、演算部24で腐食位置を求めた場合には、配管32の表示画像と共に腐食位置を示した画像を出力するようにしてもよい。これにより、どの位置に腐食が発生しているのかを視覚的に容易に認識することができる。   The output unit 26 records, for example, the amount of corrosion at the position where the corrosion occurs in the calculation unit 24 on a recording medium or outputs it to a display. At this time, when the calculation unit 24 determines the corrosion position, an image indicating the corrosion position may be output together with the display image of the pipe 32. Thereby, it is possible to easily visually recognize at which position the corrosion has occurred.

以上のように、本実施形態では、配管32に配線38、40を介して共振回路28を接続してループ回路を形成し、配管32に巻き付けたソレノイドコイル12に電流を流して電磁誘導により配管32に誘導電流を流し、これによって発生した磁界の強さを測定することによって腐食の発生や腐食量、腐食位置を検出している。   As described above, in the present embodiment, the resonance circuit 28 is connected to the pipe 32 via the wirings 38 and 40 to form a loop circuit, and a current is passed through the solenoid coil 12 wound around the pipe 32 so that the pipe is electromagnetically induced. An induced current is passed through 32 and the intensity of the magnetic field generated thereby is measured to detect the occurrence of corrosion, the amount of corrosion, and the position of corrosion.

このように、配管32に誘導電流を流す構成としているため、配管32に被覆が施されている場合でも、被覆を剥がす必要はなく、また、配管32に直接磁界を印加するものではないため磁性材料の配管にも適用可能であり、配管の腐食を広範囲に亘って正確に検出することができる。検出可能な範囲については、配管32に流すことが可能な電流の値にもよるが、例えば上記のように配管32に0.1(A)の電流を流すことができれば、20〜30mの範囲に亘って腐食の測定が可能である。   As described above, since the induction current is made to flow through the pipe 32, even when the pipe 32 is coated, it is not necessary to remove the coating, and since the magnetic field is not directly applied to the pipe 32, the magnetism is not affected. It can also be applied to material piping, and corrosion of piping can be accurately detected over a wide range. The detectable range depends on the value of the current that can be passed through the pipe 32. For example, if a current of 0.1 (A) can be passed through the pipe 32 as described above, the range of 20 to 30 m. Corrosion can be measured over a wide range.

なお、本実施の形態では、1つの磁力計16を備えた構成について説明したが、これに限らず、図5に示すように、複数の磁力計16を備えた構成としてもよい。これにより、より効率よく配管の腐食を検出することができる。   In addition, although the structure provided with one magnetometer 16 was demonstrated in this Embodiment, it is good not only as this but as a structure provided with the several magnetometer 16 as shown in FIG. Thereby, corrosion of piping can be detected more efficiently.

また、ソレノイドコイル12に電流を流すことにより配管32に二次電流を流すのではなく、配管32に直接電流を流すようにしてもよい。   In addition, a current may be directly supplied to the pipe 32 instead of a secondary current to the pipe 32 by passing a current through the solenoid coil 12.

また、本実施の形態では、建物の円筒形状の配管に本発明を適用した場合について説明したが、配管の形状は円筒形状に限られるものではない。   Moreover, although this Embodiment demonstrated the case where this invention was applied to the cylindrical piping of a building, the shape of piping is not restricted to a cylindrical shape.

腐食検出装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of a corrosion detection apparatus. ソレノイドコイルを開いた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which opened the solenoid coil. 磁力計の位置における磁界の強さについて説明するための図である。It is a figure for demonstrating the strength of the magnetic field in the position of a magnetometer. 周波数特性について説明するための図である。It is a figure for demonstrating a frequency characteristic. 変形例に係る腐食検出装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the corrosion detection apparatus which concerns on a modification.

符号の説明Explanation of symbols

10 腐食検出装置
12 ソレノイドコイル(交流電流供給手段)
14 可変周波数発振器(交流電流供給手段)
16 磁力計(磁界検出手段)
18 駆動装置(駆動手段)
20 データレコーダ
22 FFTアナライザ(周波数変換手段)
24 演算部(演算手段)
26 出力部
28 共振回路(共振手段)
30 オシロスコープ
32 配管
34 鉄心
36 コイル
38、40 配線
42 抵抗
44 可変インダクタンス
46 可変コンデンサ
48 抵抗
10 Corrosion detection device 12 Solenoid coil (AC current supply means)
14 Variable frequency oscillator (AC current supply means)
16 Magnetometer (Magnetic field detection means)
18 Driving device (driving means)
20 Data recorder 22 FFT analyzer (frequency conversion means)
24 Calculation unit (calculation means)
26 Output unit 28 Resonant circuit (resonance means)
30 Oscilloscope 32 Piping 34 Iron core 36 Coils 38 and 40 Wiring 42 Resistance 44 Variable inductance 46 Variable capacitor 48 Resistance

Claims (6)

配管に交流電流を供給する電流供給手段と、
前記配管と接続され、前記配管に流れる交流電流を共振させる共振手段と、
前記配管に流れた交流電流によって生じた磁界の強さを検出する磁界検出手段と、
前記磁界の強さに基づいて、少なくとも前記配管の腐食位置を検出する腐食検出手段と、
を備えた腐食検出装置。
Current supply means for supplying alternating current to the piping;
Resonance means connected to the pipe and resonating an alternating current flowing through the pipe;
Magnetic field detection means for detecting the strength of the magnetic field generated by the alternating current flowing through the pipe;
Corrosion detection means for detecting at least the corrosion position of the pipe based on the strength of the magnetic field;
Corrosion detection device equipped with.
前記電流供給手段は、中心が前記配管を周回するように配置されたコイルと、前記コイルに交流電流を供給する交流電流供給手段と、を含むことを特徴とする請求項1記載の腐食検出装置。   2. The corrosion detection apparatus according to claim 1, wherein the current supply means includes a coil arranged so that a center circulates the pipe and an alternating current supply means for supplying an alternating current to the coil. . 前記腐食検出手段は、前記磁界の強さを周波数変換した周波数特性データを出力する周波数変換手段と、前記周波数特性データに基づいて腐食が発生しているか否かを求める演算手段と、を含むことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の腐食検出装置。   The corrosion detection means includes frequency conversion means for outputting frequency characteristic data obtained by frequency-converting the strength of the magnetic field, and calculation means for determining whether corrosion has occurred based on the frequency characteristic data. The corrosion detection apparatus according to claim 1 or 2, characterized by the above. 前記演算手段は、前記周波数特性データに基づいて腐食量を演算することを特徴とする請求項3記載の腐食検出装置。   4. The corrosion detection apparatus according to claim 3, wherein the calculation means calculates a corrosion amount based on the frequency characteristic data. 前記磁界検出手段を前記配管の周方向に移動させながら、前記配管の軸方向に移動させる駆動手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の腐食検出装置。   5. The corrosion according to claim 1, further comprising a drive unit that moves the magnetic field detection unit in the axial direction of the pipe while moving the magnetic field detection unit in the circumferential direction of the pipe. Detection device. 前記磁界検出手段を前記配管の周方向に沿って複数備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の腐食検出装置。   The corrosion detection apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein a plurality of the magnetic field detection means are provided along a circumferential direction of the pipe.
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