JP2000121610A - Coat peeling part detector using ppm electromagnetic ultrasonic transducer - Google Patents
Coat peeling part detector using ppm electromagnetic ultrasonic transducerInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、金属体の表面に塗
覆された塗覆装に発生する剥離部を検出するPPM電磁
超音波トランスジューサを用いた塗覆装剥離部検出装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for detecting a peeling portion of a coating using a PPM electromagnetic ultrasonic transducer for detecting a peeling portion generated in a coating applied to a surface of a metal body.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般的に金属内の欠陥を検出するものと
して、電磁超音波探傷装置が使用されている。この電磁
超音波探傷装置の動作原理は、金属表面上に磁石とコイ
ルを配置し、コイルに電流を流すことにより金属内に誘
起される渦電流と磁界との相互作用により、つまりロー
レンツ力が音源となって金属内に超音波を発生すること
ができる。超音波の受信はその逆の現象を利用する。こ
のような原理で動作する電磁超音波探傷装置は、被探傷
物に対して非接触で探傷が可能なので、高温材や表面の
粗いもの、塗膜のあるものなどに用いられる。また、超
音波トランスジューサを被探傷物に対して移動させなが
ら探傷する場合でも、磨耗が生じないし、カップラント
としての水等の供給も不要となる。2. Description of the Related Art Generally, an electromagnetic ultrasonic flaw detector is used to detect a defect in a metal. The principle of operation of this electromagnetic ultrasonic flaw detector is that a magnet and a coil are placed on the metal surface, and an electric current flows through the coil, and the interaction between the eddy current and the magnetic field induced in the metal causes the Lorentz force to be generated by the sound source. As a result, ultrasonic waves can be generated in the metal. Reception of ultrasonic waves utilizes the opposite phenomenon. The electromagnetic ultrasonic flaw detector operating on such a principle can detect flaws in a non-contact manner with respect to a flaw-detected object, and is therefore used for a high-temperature material, a rough-surfaced one, a coated one and the like. Further, even when flaw detection is performed while moving the ultrasonic transducer with respect to the flaw detection target, wear does not occur, and supply of water or the like as a coupling agent is not required.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】特に金属体の外面に塗
覆した樹脂部分を塗覆装と称するが、その塗覆装の剥離
状態を埋設された状態の儘で検出する装置は未だ開発さ
れてはなかった。そこで、本出願人らにおいては、PP
M(Periodic Permanent Magnet)電磁超音波トランス
ジューサを用いることを考えてみることにした。これ
は、磁石を特定の配置構成とした磁石ユニットと、この
磁石ユニットの下面にスパイラルコイルを配置し、SH
波(境界面に対して平行な方向に偏波した横波)を発生
させ、このSH波の伝播速度から応力を算定する装置
が、例えば米国特許4,522,071号に開示されている。こ
のPPM電磁超音波トランスジューサにあっては、先に
説明した磁石ユニットは、発生するSH波の伝播方向に
直交するトランスジューサ上下方向でS極とN極が交互
になるように複数の永久磁石を各列内に並設して備えた
交番磁界形成用磁石列が一対備えられ、これら一対の交
番磁界形成用磁石列が、前記SH波の伝播方向及びトラ
ンスジューサ上下方向の両方向に対して直交するトラン
スジューサ左右方向(トランスジューサの幅方向)に2
列に並べて備えている。そして、この左右方向において
も、対応する位置にある磁石の極性が逆転する配置とさ
れている。また、先に説明したスパイラルコイルの一方
の軸は、2列配置とされる交番磁界形成用磁石列の中間
位置に上下方向で対応した位置とされている。本発明の
目的は、PPM電磁超音波トランスジューサを利用し
て、塗覆装の剥離の有無を検出するだけではなく、剥離
位置等の剥離状態を評価することが可能なPPM電磁超
音波トランスジューサを用いた塗覆装剥離部検出装置を
提供する点にある。In particular, a resin portion coated on the outer surface of a metal body is referred to as a coating, and a device for detecting a peeling state of the coating as it is in a buried state has been developed. Was not. Therefore, the applicants have proposed that PP
I decided to consider using an M (Periodic Permanent Magnet) electromagnetic ultrasonic transducer. This is achieved by disposing a magnet unit having a specific arrangement of magnets and a spiral coil on the lower surface of the magnet unit, and
An apparatus for generating a wave (a transverse wave polarized in a direction parallel to the boundary surface) and calculating the stress from the propagation speed of the SH wave is disclosed in, for example, US Pat. No. 4,522,071. In this PPM electromagnetic ultrasonic transducer, the magnet unit described above includes a plurality of permanent magnets such that S and N poles are alternately arranged in the vertical direction of the transducer perpendicular to the propagation direction of the generated SH wave. A pair of alternating magnetic field forming magnet rows provided side by side in the row are provided, and the pair of alternating magnetic field forming magnet rows are arranged so that the right and left transducers are orthogonal to both the SH wave propagation direction and the transducer vertical direction. 2 in the direction (transducer width direction)
They are arranged in rows. Also, in the left-right direction, the polarities of the magnets at the corresponding positions are reversed. Further, one axis of the spiral coil described above is positioned vertically corresponding to the intermediate position of the alternating magnetic field forming magnet row arranged in two rows. An object of the present invention is to use a PPM electromagnetic ultrasonic transducer capable of not only detecting the presence / absence of peeling of a coating covering but also evaluating a peeling state such as a peeling position using a PPM electromagnetic ultrasonic transducer. It is another object of the present invention to provide an apparatus for detecting a coating-coated peeling portion.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】〔構成1〕本第1発明に
よる特徴構成は、表面に塗覆装を備えた金属体内に超音
波を励起送信するとともに戻ってきた超音波を受信する
PPM電磁超音波トランスジューサと、前記受信した超
音波の音圧に基づいて塗覆装の剥離状態を評価する剥離
評価部とを備えてある点にあり、その作用効果はつぎの
通りである。 〔作用効果〕この構成では、S極とN極が交互になるよ
うに並べられた永久磁石によって交番磁界が作られるP
PM電磁超音波トランスジューサを採用しているので、
隣り合う2つの永久磁石の長さとコイルに流す交番電流
を適当に選択することにより、対象となる剥離部検出に
適した波長をもつ超音波を効率よく送り出すことができ
る。このことにより、塗覆装を備えた金属体中を良好に
伝播するとともに対象となる剥離部の剥離状態に良好に
反応する波長をもった超音波を用いることができるの
で、送信された超音波が剥離部領域を通り抜けた後の透
過超音波もしくは、送信された超音波が剥離部領域で反
射されて戻ってくる反射超音波は、剥離部が存在しない
等の基準状態での戻り超音波に対して音圧が高くなると
いう満足すべき剥離部情報を内在していることが期待で
きる。[Means for Solving the Problems] [Structure 1] A characteristic structure according to the first invention is a PPM electromagnetic apparatus that excites and transmits ultrasonic waves into a metal body provided with a coating on the surface and receives the returned ultrasonic waves. An ultrasonic transducer and a peeling evaluation unit that evaluates the peeling state of the coating device based on the sound pressure of the received ultrasonic wave are provided. The operational effects are as follows. [Effect] In this configuration, an alternating magnetic field is generated by permanent magnets arranged so that S poles and N poles are alternately arranged.
Because PM electromagnetic ultrasonic transducer is adopted,
By appropriately selecting the length of two adjacent permanent magnets and the alternating current flowing through the coil, it is possible to efficiently send out an ultrasonic wave having a wavelength suitable for detecting a target peeled portion. This makes it possible to use an ultrasonic wave having a wavelength that propagates well in the metal body provided with the coating and has a wavelength that responds favorably to the peeling state of the target peeling section. The transmitted ultrasonic wave after passing through the peeling part area or the reflected ultrasonic wave that is transmitted and reflected by the peeling part area is returned ultrasonic wave in the reference state such as the absence of the peeling part. On the other hand, it can be expected that satisfactory peeled part information that the sound pressure becomes higher is inherent.
【0005】〔構成2〕本第2発明による特徴構成は、
第1発明による特徴構成において、前記塗覆装を備えた
金属体が管体であり、前記PPM電磁超音波トランスジ
ューサは、管体周方向に超音波を送信するとともに管体
を周回してきた透過超音波を受信するものである点にあ
り、その作用効果はつぎの通りである。 〔作用効果〕特に被検査物が管体である場合、PPM電
磁超音波トランスジューサから超音波を管体周方向に送
信するとともに管体を周回してきた透過超音波を受信す
るように構成するなら、ただ1つのPPM電磁超音波ト
ランスジューサで透過法を行うことができる。電磁超音
波は非接触で超音波の送受信が行われるので、高い精度
で透過法を実施でき、特に推薦される検出法である。ま
た、PPM電磁超音波トランスジューサのコンパクトな
構造は、小さな管体の内周面からの剥離部の検出を可能
にする。[Structure 2] The characteristic structure of the second invention is as follows.
In the characteristic configuration according to the first invention, the metal body provided with the coating device is a tubular body, and the PPM electromagnetic ultrasonic transducer transmits ultrasonic waves in a circumferential direction of the tubular body and transmits a supersonic wave having passed around the tubular body. It is to receive a sound wave, and its operation and effect are as follows. [Effects] In particular, if the object to be inspected is a tubular body, if it is configured to transmit ultrasonic waves from the PPM electromagnetic ultrasonic transducer in the circumferential direction of the tubular body and receive transmitted ultrasonic waves circling the tubular body, The transmission method can be performed with only one PPM electromagnetic ultrasonic transducer. Since the electromagnetic ultrasonic waves are transmitted and received without contact, the transmission method can be performed with high accuracy, and is a particularly recommended detection method. Also, the compact structure of the PPM electromagnetic ultrasonic transducer allows for the detection of delaminations from the inner circumference of small tubes.
【0006】〔構成3〕本第3発明による特徴構成は、
第1発明による特徴構成において、前記剥離評価部は、
剥離部の存在しない基準状態での超音波の音圧に比べて
受信された超音波の音圧が高いと、剥離部が存在すると
判断する点にあり、その作用効果はつぎの通りである。 〔作用効果〕実際には、後記するように本願が対象とす
るような金属管の表面に塗覆装を備えた管体にあって
は、剥離部が存在しない場合に比べて剥離部が存在する
場合の方が受信する超音波の音圧が高くなることを掴ん
だ。このような音圧の違いが現れるのは、剥離部の存在
によって超音波の移動減衰が抑えられることによるもの
と考えられる。したがって、前記剥離評価部の構造で剥
離部の有無、位置、剥離程度まで評価できることにな
る。[Structure 3] The characteristic structure according to the third invention is as follows.
In the characteristic configuration according to the first invention, the peeling evaluation unit includes:
If the sound pressure of the received ultrasonic wave is higher than the sound pressure of the ultrasonic wave in the reference state where the separation portion does not exist, it is determined that the separation portion exists, and the operation and effect are as follows. [Effects] Actually, as described later, in a tubular body provided with a coating on the surface of a metal tube as the object of the present application, a peeled portion exists compared to a case where no peeled portion exists. I understood that the sound pressure of the received ultrasonic wave was higher when I did. It is considered that such a difference in sound pressure is caused by the suppression of the movement attenuation of the ultrasonic wave due to the presence of the peeled portion. Therefore, it is possible to evaluate the presence / absence, position, and degree of peeling of the peeled part by the structure of the peeling evaluation part.
【0007】本第4発明による特徴構成は、第1発明〜
第3発明による特徴構成において、前記PPM電磁超音
波トランスジューサが、上下方向で極性が逆転した複数
の永久磁石を交互に各列内に備えた一対の交番磁界形成
用磁石列と、前記一対の交番磁界形成用磁石列が互いに
極性が180度異なる位相で左右2列に配置された構成
の磁石ユニットを備え、前記左右2列配置の磁界形成用
磁石列中間軸に上下方向で対応する軸を軸とする送信用
スパイラルコイルと受信用スパイラルコイルとを、前記
磁石ユニットの下部位置に、分離膜を介して別個独立に
備えて、送受信用PPM電磁超音波トランスジューサを
構成してある点にあり、その作用効果はつぎの通りであ
る。 〔作用効果〕この構成のトランスジューサにあっては、
送信用スパイラルコイルと受信用スパイラルコイルとが
分離・独立されているため、所謂、送信・受信を別個の
コイルを使用しておこなうことができ、結果的に送信を
大きな信号で行っても、これが受信信号に対するノイズ
となることが避けられる。従って、比較的大きな音圧レ
ベルの高い超音波を有効に送信することができるととも
に、この超音波に起因する透過波を受信用スパイラルコ
イル単独で受信して、ノイズが少なく比較的音圧レベル
の高い情報を得ることができる。従って、本願の検査装
置の適応分野が広がるとともに、確実な検査を容易にお
こなうことができる。[0007] The characteristic structure of the fourth invention is the first invention to the first invention.
In a characteristic configuration according to a third aspect of the present invention, the PPM electromagnetic ultrasonic transducer includes a pair of alternating magnetic field forming magnet rows each including a plurality of permanent magnets whose polarities are inverted in the vertical direction alternately in each row; A magnet unit having a configuration in which the magnetic field forming magnet rows are arranged in two rows on the left and right sides with a phase different from each other by 180 degrees; The transmission spiral coil and the reception spiral coil are provided separately at a lower position of the magnet unit via a separation membrane to constitute a transmission / reception PPM electromagnetic ultrasonic transducer. The operation and effect are as follows. [Effects] In the transducer of this configuration,
Since the transmission spiral coil and the reception spiral coil are separated and independent, so-called transmission and reception can be performed using separate coils. As a result, even if transmission is performed with a large signal, this is not possible. The noise on the received signal can be avoided. Therefore, it is possible to effectively transmit an ultrasonic wave having a relatively large sound pressure level and to receive a transmitted wave caused by the ultrasonic wave by the receiving spiral coil alone, thereby reducing noise and having a relatively high sound pressure level. High information can be obtained. Therefore, the field of application of the inspection apparatus of the present application is expanded, and reliable inspection can be easily performed.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】図1は本発明によるPPM電磁超
音波トランスジューサを用いた塗覆装剥離部検出装置を
装備した管内走行台車10の側面図であり、ポリエチレ
ン樹脂の塗覆装1Aを施された鉄製の管体1内を軸方向
に走行する状態が示されている。軸方向に延びている車
体11の前側領域には前輪12が、後側領域には後輪1
3が配置されている。前輪12を駆動するために前輪駆
動機構14が設けられているが、この前輪駆動機構14
は前輪走行用モータ14aとこの前輪走行用モータ14
aからの動力を前輪12に伝達する伝動機構14bから
構成されている。同様に後輪13を駆動するためにギヤ
式の後輪駆動機構15が設けられているが、この後輪駆
動機構15は後輪走行用モータ15aとこの後輪走行用
モータ15aからの動力を後輪13に伝達するギヤ式の
伝動機構15bから構成されている。FIG. 1 is a side view of an in-pipe traveling cart 10 equipped with a coating-coated-peeling detection device using a PPM electromagnetic ultrasonic transducer according to the present invention. A state in which the vehicle travels in the axial direction in the iron pipe 1 is shown. A front wheel 12 is provided in a front region of the vehicle body 11 extending in the axial direction, and a rear wheel 1 is provided in a rear region.
3 are arranged. A front wheel drive mechanism 14 is provided to drive the front wheels 12.
Is a front wheel traveling motor 14a and the front wheel traveling motor 14
and a transmission mechanism 14b for transmitting the power from the front wheel 12a to the front wheels 12. Similarly, a gear-type rear wheel drive mechanism 15 is provided to drive the rear wheel 13, and the rear wheel drive mechanism 15 uses a rear wheel drive motor 15a and power from the rear wheel drive motor 15a. It is constituted by a gear-type transmission mechanism 15b for transmitting to the rear wheel 13.
【0009】前輪駆動機構14は前輪12とともに台車
上下方向の軸Y周りで回転可能であり、この目的のため
に前輪操舵機構16が備えられている。同様に、後輪1
3も後輪操舵機構17によって台車上下方向の軸Y周り
で回転可能である。前輪・後輪操舵機構16と17は、
それぞれ操舵モータ16aと17a及びウオームギヤを
含むギヤ伝動機構16bと17bとから構成されてい
る。前輪12は、車軸12aとこの車軸の両端に取り付
けられた一対の鋼製輪体12bとからなり、車軸12a
を磁石で構成することで、輪体12bは鉄管や鋼管の内
周面に磁気吸着する。後輪13も同様に磁石である車軸
13aと鋼製輪体13bとからなる。このことにより、
この管内走行台車10は傾斜した管内や管内を周方向に
一周することも可能である。さらにこの管内走行台車1
0には、走行に関する各種のデータを検出するために、
例えば、前輪操舵角センサー18a、後輪操舵角センサ
ー18b、駆動速度を検出する走行速度センサー18
c、重力方向に対する姿勢を検出するローリングセンサ
ー18dなどのセンサー群18が設けられている。The front wheel drive mechanism 14 is rotatable about the axis Y in the vertical direction of the bogie together with the front wheels 12, and a front wheel steering mechanism 16 is provided for this purpose. Similarly, rear wheel 1
3 is also rotatable around the axis Y in the vertical direction of the bogie by the rear wheel steering mechanism 17. The front and rear wheel steering mechanisms 16 and 17
Each is composed of steering motors 16a and 17a and gear transmission mechanisms 16b and 17b including a worm gear. The front wheel 12 includes an axle 12a and a pair of steel wheels 12b attached to both ends of the axle.
Is constituted by a magnet, the wheel body 12b is magnetically attracted to the inner peripheral surface of the iron pipe or the steel pipe. The rear wheel 13 also includes an axle 13a, which is a magnet, and a steel wheel 13b. This allows
The in-pipe traveling cart 10 can also make a round in the inclined pipe or in the pipe in the circumferential direction. In addition, the traveling truck 1
In order to detect various data related to driving,
For example, a front wheel steering angle sensor 18a, a rear wheel steering angle sensor 18b, and a traveling speed sensor 18 for detecting a driving speed
c, a sensor group 18 such as a rolling sensor 18d for detecting a posture in the direction of gravity is provided.
【0010】車体11の中央部にブラケット19が吊り
下げられており、このブラケット19の下端部にPPM
電磁超音波トランスジューサ2が取り付けられている。
PPM電磁超音波トランスジューサ2は、図2に模式的
に示しているように、磁石ユニット3と、この磁石ユニ
ット3の下面に配置された一対の送信用スパイラルコイ
ル4aと受信用スパイラルコイル4bとからなるスパイ
ラルコイル4と、これらのスパイラルコイル4a,4b
間に備えられるポリアミド製の分離膜4cと、これらス
パイラルコイル4をサポートするためのシュー5とから
なる。磁石ユニット3は、S極を上にした永久磁石3a
とN極を上にした永久磁石3aを交互に並べた交番磁界
形成用磁石列40を、その左右方向に2列配置して構成
されており、永久磁石3aの列方向に永久磁石3aの並
びピッチでその磁束方向を逆転させている交番磁界を発
生させている。各永久磁石3aの間にはスペーサ3bが
介在している。A bracket 19 is suspended from the center of the vehicle body 11, and a PPM is attached to the lower end of the bracket 19.
An electromagnetic ultrasonic transducer 2 is mounted.
As shown schematically in FIG. 2, the PPM electromagnetic ultrasonic transducer 2 includes a magnet unit 3 and a pair of a transmitting spiral coil 4a and a receiving spiral coil 4b arranged on the lower surface of the magnet unit 3. Spiral coil 4 and these spiral coils 4a, 4b
It comprises a separation membrane 4c made of polyamide provided therebetween and a shoe 5 for supporting these spiral coils 4. The magnet unit 3 is a permanent magnet 3a with the S pole facing up.
And an alternating magnetic field forming magnet row 40 in which permanent magnets 3a having N poles facing up are arranged alternately in two rows in the left-right direction, and the permanent magnets 3a are arranged in the row direction of the permanent magnets 3a. An alternating magnetic field whose direction of the magnetic flux is reversed at a pitch is generated. Spacers 3b are interposed between the permanent magnets 3a.
【0011】この構成の場合にあっては、楕円状に形成
された両スパイラルコイル4a,4bの長軸Zは、磁石
ユニット3を構成する一対の交番磁界形成用磁石列40
間の左右中間に存する中間軸Caに上下方向で対応する
位置に配設されている。ここで、送信用スパイラルコイ
ル4aは、被検出物表面としての塗覆装1Aを有する管
体1に実質的に平行なローレンツ力を発生させるための
渦電流を管体1の金属体内に生じさせるように巻き回さ
れ、配置されている。これにより、図1の位置関係で
は、管体1内に水平に偏波した横波、つまりSH波が励
起される。逆にこのPPM電磁超音波トランスジューサ
2の下方にSH波が戻ってくると渦電流が生じ、この渦
電流により受信用スパイラルコイル4bに電流が生じ
る。In the case of this configuration, the major axis Z of the spiral coils 4 a and 4 b formed in an elliptical shape is a pair of alternating magnetic field forming magnet rows 40 forming the magnet unit 3.
It is arranged at a position corresponding to the intermediate shaft Ca in the middle between the left and right in the vertical direction. Here, the transmission spiral coil 4a generates an eddy current in the metal body of the tube 1 for generating a Lorentz force substantially parallel to the tube 1 having the coating 1A as the surface of the detection object. Wound and arranged. Thereby, in the positional relationship of FIG. 1, a horizontally polarized transverse wave, that is, an SH wave, is excited in the tubular body 1. Conversely, when the SH wave returns below the PPM electromagnetic ultrasonic transducer 2, an eddy current is generated, and the eddy current generates a current in the receiving spiral coil 4b.
【0012】本発明によるPPM電磁超音波トランスジ
ューサを用いた検出装置の電子系のブロック図が図2に
示されている。この電子系の中核を構成する端末マイコ
ン100は、管内走行台車10に設けられた各種センサ
ーからなるセンサー群18からの信号を受け取り、前輪
12と後輪13の駆動のための走行用モータ14aと1
5aにドライバー101を介して動作信号を出力すると
ともに、前輪12と後輪13の操舵のための操舵用モー
タ16aと17aにドライバー102を介して動作信号
を出力する。上記と同様に、端末マイコン100は、P
PM電磁超音波トランスジューサ2を動作させるため、
ドライバー31を介して動作信号を高周波発信機32に
送り、高周波発信機32で生成された駆動信号が増幅器
33で増幅された後、直接PPM電磁超音波トランスジ
ューサ2の送信用スパイラルコイル4aに供給され、管
体にSH波を励起する。所定の伝播経路を経て戻ってき
たSH波はPPM電磁超音波トランスジューサ2の受信
用スパイラルコイル4bに電流を発生されるため、この
電流を増幅器35、バンドパスフィルタ(B.P.F)3
6、さらにA/D変換器37を経て端末マイコン100
に送って検出することができる。FIG. 2 is a block diagram of an electronic system of a detection apparatus using the PPM electromagnetic ultrasonic transducer according to the present invention. The terminal microcomputer 100 constituting the core of the electronic system receives a signal from a sensor group 18 composed of various sensors provided on the in-pipe traveling carriage 10, and receives a traveling motor 14 a for driving the front wheels 12 and the rear wheels 13. 1
An operation signal is output to the driver 5a via the driver 101, and an operation signal is output to the steering motors 16a and 17a for steering the front wheel 12 and the rear wheel 13 via the driver 102. Similarly to the above, the terminal microcomputer 100
In order to operate the PM electromagnetic ultrasonic transducer 2,
An operation signal is sent to the high-frequency transmitter 32 via the driver 31, and the drive signal generated by the high-frequency transmitter 32 is amplified by the amplifier 33 and then supplied directly to the transmission spiral coil 4 a of the PPM electromagnetic ultrasonic transducer 2. Then, the SH wave is excited in the tube. Since the SH wave returning through a predetermined propagation path generates a current in the spiral coil 4b for reception of the PPM electromagnetic ultrasonic transducer 2, this current is supplied to the amplifier 35 and the band pass filter (BPF) 3.
6. The terminal microcomputer 100 via the A / D converter 37
To be detected.
【0013】上記の機能を達成するために、端末マイコ
ン100には、基本的にはプログラムによって作り出さ
れる2つの主要な機能を果たすために、つまり管内走行
台車を車体11の長手方向あるいは車体11の横断方向
に走行させる走行制御部6と、PPM電磁超音波トラン
スジューサ2によって検出された信号に基づいて剥離部
位置を特定する剥離評価部7が備えられている。剥離評
価部7は、図3に示すように、A/D変換器37から入
力された検出信号の振幅、つまりSH波の音圧レベルを
決定する音圧決定手段71と、この音圧決定手段71で
決定される音圧レベルと剥離部サイズの関係を、被検出
物、ここでは管体1の塗覆装1A位置や超音波減衰率を
パラメータとしてテーブル化しているLUT(ルックア
ップテーブル)72と、音圧決定手段71で決定された
音圧レベルからLUT72を参照しながら剥離部1Bの
深さかつ位置を決定する剥離部位置決定手段73を備え
ている。この実施の形態では、透過法による検出方法を
採用しているので、送信用スパイラルコイル4aから管
体1の周方向に送り出されたSH波は剥離部1Bの存在
によって散乱が起こりにくい状態で周方向に伝播し受信
用スパイラルコイル4bによって検出される。検出され
たSH波の音圧レベルは、剥離がない場合の音圧レベル
に比べて、塗覆装1Aを通過する際の減衰量が小さくな
る分だけ高くなる。この場合、金属管と塗覆装における
超音波の減衰率は、材料の関係で塗覆装の方が大きい。
一方、金属管のみでこの金属管に減肉欠陥がある場合は
音圧レベルが低下する。即ち、起こる現象は逆になる。
勿論、反射法を採用することも可能であり、その際は剥
離部1BをとらえたSH波(いわゆる剥離部エコー)の
音圧レベルだけを考慮すればよいが、剥離部1Bまでの
距離による減衰を考慮して、線形又は必要に応じて非線
形の増幅器を用いると欠陥評価時に便利である。In order to achieve the above-mentioned functions, the terminal microcomputer 100 is basically provided with two main functions created by a program, that is, the in-pipe traveling vehicle is moved in the longitudinal direction of the vehicle body 11 or the vehicle body 11. A traveling control unit 6 for traveling in the transverse direction and a peeling evaluation unit 7 for specifying the position of the peeling portion based on a signal detected by the PPM electromagnetic ultrasonic transducer 2 are provided. As shown in FIG. 3, the peeling evaluation unit 7 includes a sound pressure determining unit 71 that determines the amplitude of the detection signal input from the A / D converter 37, that is, the sound pressure level of the SH wave, and the sound pressure determining unit. An LUT (look-up table) 72 which tabulates the relationship between the sound pressure level determined at 71 and the size of the peeled portion using the object, in this case, the position of the coating 1A of the tube 1 and the ultrasonic attenuation rate as parameters. And a peeling part position determining means 73 for determining the depth and position of the peeling part 1B from the sound pressure level determined by the sound pressure determining means 71 while referring to the LUT 72. In this embodiment, since the detection method based on the transmission method is adopted, the SH wave sent out from the transmission spiral coil 4a in the circumferential direction of the tube 1 is circulated in a state where scattering is unlikely to occur due to the presence of the separation portion 1B. It propagates in the direction and is detected by the receiving spiral coil 4b. The detected sound pressure level of the SH wave is higher than the sound pressure level in the case where there is no separation by the amount of attenuation when passing through the coating 1A. In this case, the attenuation rate of the ultrasonic wave between the metal tube and the coating is larger in the coating than in the case of the material.
On the other hand, if the metal pipe alone has a thinning defect, the sound pressure level is reduced. That is, the phenomena that occur are reversed.
Of course, it is also possible to adopt a reflection method, in which case only the sound pressure level of the SH wave (so-called stripping section echo) capturing the stripping section 1B may be considered, but the attenuation due to the distance to the stripping section 1B. In consideration of the above, it is convenient to use a linear or, if necessary, non-linear amplifier for defect evaluation.
【0014】次に、管体1の塗覆装1Aに人工的に設け
た剥離部1Bに対して、上述したPPM電磁超音波トラ
ンスジューサ2を用いて周方向に伝播するSH波(0.
52MHZ )を用いた透過法で検出した実験結果が図4
に示されている。図4は、基準点から軸方向に20cm離
れた位置を起点に略40cmの位置までの20cm長さに亘
って剥離部1Bが設けられたテストピース(ガス管:S
GP200A)に対して基準点よりPPM電磁超音波ト
ランスジューサ2を軸方向に移動させた際に得られた信
号レベル(音圧レベル:ボルト)を示すグラフである。
このグラフから、剥離部1Bの位置及びサイズと検出信
号レベルの上昇(透過法を採用しているため)が極めて
強い相関関係を示していることが理解できる。従って、
このような実験データを数多く収集し、剥離部1Bの位
置と検出信号レベルの上昇の関係を種々の音波特性を有
する材料毎にテーブル化又は数式化することにより、剥
離部の有無、位置、剥離程度まで評価することが可能と
なる。Next, an SH wave (0... 0) propagating in the circumferential direction using the above-described PPM electromagnetic ultrasonic transducer 2 is applied to the peeling portion 1 B artificially provided on the coating 1 A of the tubular body 1.
52MH Z) detected by the experimental results by a transmission method using the Figure 4
Is shown in FIG. 4 shows a test piece (gas pipe: S) provided with a peeling portion 1B over a length of 20 cm from a position 20 cm in the axial direction from the reference point to a position approximately 40 cm from the starting point.
10 is a graph showing a signal level (sound pressure level: volt) obtained when the PPM electromagnetic ultrasonic transducer 2 is moved in the axial direction from a reference point with respect to the GP200A).
From this graph, it can be understood that the position and size of the peeling portion 1B and the increase in the detection signal level (because the transmission method is employed) show an extremely strong correlation. Therefore,
By collecting a large number of such experimental data and tabulating or formulating the relationship between the position of the peeling part 1B and the rise of the detection signal level for each material having various sound wave characteristics, the presence / absence of the peeling part, the position, and the peeling It is possible to evaluate to the extent.
【0015】上述した実施の形態では、管体1に対して
周方向に伝播するSH波を用いた透過法を採用している
ので、送信・受信用PPM電磁超音波トランスジューサ
は磁石ユニット3を兼用することができたが、管体1に
対して軸方向に伝播するSH波を用いた透過法や板材に
対する透過法を採用する場合、送信用PPM電磁超音波
トランスジューサと受信用PPM電磁超音波トランスジ
ューサが必要となる。2つのトランスジューサのレイア
ウトは、従来の超音波透過法でよく知られているよう
に、検出対象に応じて適切に選択される。In the above-described embodiment, since the transmission method using the SH wave propagating in the circumferential direction with respect to the tube body 1 is employed, the transmitting / receiving PPM electromagnetic ultrasonic transducer also serves as the magnet unit 3. However, when a transmission method using an SH wave propagating in the axial direction with respect to the tube 1 or a transmission method for a plate material is adopted, a transmitting PPM electromagnetic ultrasonic transducer and a receiving PPM electromagnetic ultrasonic transducer are used. Is required. The layout of the two transducers is appropriately selected according to the detection target, as is well known in the conventional ultrasonic transmission method.
【0016】〔別実施の形態例〕上記の実施の形態にあ
っては、一対のスパイラルコイル4a,4bを送信用と
受信用とに用いる場合について説明したが、ここでは、
トランスジューサ内に単一のスパイラルコイル(楕円状
コイル)4を備え、これを、送信用、受信用共に用いる
場合について説明する。この例を図5に示した。この例
にあっては、PPM電磁超音波トランスジューサ2は、
図2に対応して模式的に示しているように、図2と同様
な構成の磁石ユニット3と、この磁石ユニット3の下面
に配置されたスパイラルコイル4と、スパイラルコイル
4をサポートするためのシュー5とから構成されてい
る。スパイラルコイル4は、被検出物表面としての管体
1の金属管に実質的に平行なローレンツ力を発生させる
ための渦電流を金属管内に生じさせる役割を果たす。こ
れにより、金属管内水平に偏波した横波、つまりSH波
が励起され、そのSH波が塗覆装1A内にも伝播する。
そして、このPPM電磁超音波トランスジューサ2の下
方にSH波が戻ってくると、渦電流が生じ、この渦電流
によりスパイラルコイル4に電流が生じる。従って、こ
の電流を検出することができる。図5には、この例によ
るPPM電磁超音波トランスジューサの電子系も、図2
に対応して示した。端末マイコン100は、PPM電磁
超音波トランスジューサ2を動作させるため、ドライバ
ー31を介して動作信号を高周波発信機32に送り、高
周波発信機32で生成された駆動信号が増幅器33で増
幅された後ダイプレクサ34を通ってPPM電磁超音波
トランスジューサ2のスパイラルコイル4に供給され、
管体にSH波を励起する。所定の伝播経路を経て戻って
きたSH波はPPM電磁超音波トランスジューサ2のス
パイラルコイル4によって検出され、この検出信号は増
幅器35、バンドパスフィルタ(B.P.F)36、さら
にA/D変換器37を経て端末マイコン100に送られ
る。従って、この構成と図2の構成においては、ダイプ
レクサーの存非が異なるのみである。得られた情報は、
先と同様に、剥離評価部7に送られて、剥離評価をおこ
なうことができる。[Other Embodiments] In the above embodiment, the case where a pair of spiral coils 4a and 4b are used for transmission and reception has been described.
A case where a single spiral coil (elliptical coil) 4 is provided in the transducer and used for both transmission and reception will be described. This example is shown in FIG. In this example, the PPM electromagnetic ultrasonic transducer 2 is
As schematically shown in FIG. 2, a magnet unit 3 having the same configuration as in FIG. 2, a spiral coil 4 disposed on the lower surface of the magnet unit 3, and a And a shoe 5. The spiral coil 4 plays a role of generating an eddy current in the metal tube for generating a Lorentz force substantially parallel to the metal tube of the tube 1 as the surface of the detection object. Thereby, a horizontally polarized transverse wave in the metal tube, that is, an SH wave is excited, and the SH wave propagates also in the coating device 1A.
When the SH wave returns below the PPM electromagnetic ultrasonic transducer 2, an eddy current is generated, and the eddy current generates a current in the spiral coil 4. Therefore, this current can be detected. FIG. 5 also shows the electronic system of the PPM electromagnetic ultrasonic transducer according to this example.
Is shown in correspondence with. The terminal microcomputer 100 sends an operation signal to a high-frequency transmitter 32 via a driver 31 to operate the PPM electromagnetic ultrasonic transducer 2, and after a drive signal generated by the high-frequency transmitter 32 is amplified by an 34 to the spiral coil 4 of the PPM electromagnetic ultrasonic transducer 2;
The SH wave is excited in the tube. The SH wave returned via a predetermined propagation path is detected by the spiral coil 4 of the PPM electromagnetic ultrasonic transducer 2, and this detection signal is amplified by an amplifier 35, a band pass filter (BPF) 36, and further A / D converted. It is sent to the terminal microcomputer 100 via the device 37. Therefore, the only difference between this configuration and the configuration in FIG. 2 is the presence or absence of the diplexer. The information obtained is
In the same manner as described above, it is sent to the peeling evaluation section 7 and the peeling evaluation can be performed.
【図1】本発明によるPPM電磁超音波トランスジュー
サを用いた塗覆装剥離部検出装置を装備した管内走行台
車の側面図FIG. 1 is a side view of an in-pipe traveling cart equipped with a coating / shedding peeling portion detecting device using a PPM electromagnetic ultrasonic transducer according to the present invention.
【図2】本発明によるPPM電磁超音波トランスジュー
サを用いた塗覆装剥離部検出装置のブロック図FIG. 2 is a block diagram of a coating and peeling portion detecting apparatus using a PPM electromagnetic ultrasonic transducer according to the present invention;
【図3】剥離評価部のブロック図FIG. 3 is a block diagram of a peeling evaluation unit.
【図4】実験結果を示すグラフFIG. 4 is a graph showing experimental results.
【図5】本発明によるPPM電磁超音波トランスジュー
サの別構成例を示す図FIG. 5 is a diagram showing another configuration example of the PPM electromagnetic ultrasonic transducer according to the present invention.
2 PPM電磁超音波トランスジューサ 71 音圧決定手段 73 欠陥サイズ決定手段 2 PPM electromagnetic ultrasonic transducer 71 Sound pressure determining means 73 Defect size determining means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北岡 利道 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 Fターム(参考) 2G047 AA06 AB05 AB07 BC03 CA02 CB04 GA19 GC01 GC04 GG09 GG17 GG36 GJ02 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Toshimichi Kitaoka 4-1-2, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka City, Osaka Prefecture F-term in Osaka Gas Co., Ltd. (reference) 2G047 AA06 AB05 AB07 BC03 CA02 CB04 GA19 GC01 GC04 GG09 GG17 GG36 GJ02
Claims (4)
励起送信するとともに戻ってきた超音波を受信するPP
M電磁超音波トランスジューサと、前記受信した超音波
の音圧に基づいて塗覆装の剥離状態を評価する剥離評価
部とを備えてあるPPM電磁超音波トランスジューサを
用いた塗覆装剥離部検出装置。1. A PP that excites and transmits ultrasonic waves to a metal body provided with a coating on the surface and receives the returned ultrasonic waves.
An MEP ultrasonic transducer, and a peeling part detecting apparatus using a PPM electromagnetic ultrasonic transducer, comprising: a peeling evaluation unit for evaluating a peeling state of the coating based on the sound pressure of the received ultrasonic wave. .
り、前記PPM電磁超音波トランスジューサは、管体周
方向に超音波を送信するとともに管体を周回してきた透
過超音波を受信するものである請求項1に記載のPPM
電磁超音波トランスジューサを用いた塗覆装剥離部検出
装置。2. The metal body provided with the coating device is a tube, and the PPM electromagnetic ultrasonic transducer transmits ultrasonic waves in the circumferential direction of the tube and receives transmitted ultrasonic waves circling the tube. 2. The PPM of claim 1, wherein
A coating / peeling-off part detecting device using an electromagnetic ultrasonic transducer.
基準状態での超音波の音圧に比べて受信された超音波の
音圧が高いと、剥離部が存在すると判断する請求項1に
記載のPPM電磁超音波トランスジューサを用いた塗覆
装剥離部検出装置。3. The peeling evaluation section determines that a peeling section exists when the sound pressure of the received ultrasonic wave is higher than the sound pressure of the ultrasonic wave in the reference state where the peeling section does not exist. A coating and peeling portion detecting apparatus using the PPM electromagnetic ultrasonic transducer according to the above item.
が、上下方向で極性が逆転した複数の永久磁石を交互に
各列内に備えた一対の交番磁界形成用磁石列と、前記一
対の交番磁界形成用磁石列が互いに極性が180度異な
る位相で左右2列に配置された構成の磁石ユニットを備
え、 前記左右2列配置の磁界形成用磁石列中間軸に上下方向
で対応する軸を軸とする送信用スパイラルコイルと受信
用スパイラルコイルとを、前記磁石ユニットの下部位置
に、分離膜を介して別個独立に備えて、送受信用PPM
電磁超音波トランスジューサを構成してある請求項1〜
3のうちいずれか一つに記載のPPM電磁超音波トラン
スジューサを用いた塗覆装剥離部検出装置。4. A pair of alternating magnetic field forming magnet rows each comprising a plurality of permanent magnets whose polarities are inverted in the vertical direction alternately in each row, wherein the PPM electromagnetic ultrasonic transducer is provided with: A magnet unit having a configuration in which the magnet rows are arranged in two rows on the left and right sides with a phase different in polarity by 180 degrees from each other; A credit spiral coil and a receiving spiral coil are separately and separately provided at a lower position of the magnet unit via a separation membrane, and a transmitting / receiving PPM is provided.
An electromagnetic ultrasonic transducer is configured.
3. A coating-covered peeling-off section detecting apparatus using the PPM electromagnetic ultrasonic transducer according to any one of 3.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10289236A JP2000121610A (en) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | Coat peeling part detector using ppm electromagnetic ultrasonic transducer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10289236A JP2000121610A (en) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | Coat peeling part detector using ppm electromagnetic ultrasonic transducer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=17740555
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2000121610A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012159428A (en) * | 2011-02-01 | 2012-08-23 | Ashimori Ind Co Ltd | Lining material inspection device |
KR101716717B1 (en) * | 2015-09-24 | 2017-03-27 | 전남대학교산학협력단 | Robot for welidng defect inspection of oil storage tank using EMAT |
CN116990392A (en) * | 2023-09-27 | 2023-11-03 | 中国石油大学(华东) | Epoxy resin curing monitoring method for steel sleeve |
-
1998
- 1998-10-12 JP JP10289236A patent/JP2000121610A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012159428A (en) * | 2011-02-01 | 2012-08-23 | Ashimori Ind Co Ltd | Lining material inspection device |
KR101716717B1 (en) * | 2015-09-24 | 2017-03-27 | 전남대학교산학협력단 | Robot for welidng defect inspection of oil storage tank using EMAT |
CN116990392A (en) * | 2023-09-27 | 2023-11-03 | 中国石油大学(华东) | Epoxy resin curing monitoring method for steel sleeve |
CN116990392B (en) * | 2023-09-27 | 2023-12-19 | 中国石油大学(华东) | Epoxy resin curing monitoring method for steel sleeve |
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