JP2003269942A - 放射線式管肉厚計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単一の放射線発生器により管の肉厚を簡易な
構造で高精度に測定し得る放射線式管肉厚計を提供す
る。 【解決手段】 本発明は、搬送中の被測定管（３）に対
して、放射線発生器（１）から絞られた放射線（１０）
を照射し、管（３）を透過した放射線量を放射線検出器
（４）で検出して管（３）の肉厚を測定する放射線式管
肉厚計に関し、複数枚の平らな基準板を組合わせて得ら
れる種々の基準厚さに対する放射線透過特性を記憶する
記憶回路部（８）と、放射線検出器（４）によって検出
された放射線量を放射線透過特性曲線と比較して管の肉
厚を算出し、算出された肉厚の、管径に応じた弧状の曲
がりによる誤差補正率を求め、その誤差補正率を用いて
肉厚を補正する厚み演算処理部（７）とを具備したこと
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放射線式管肉厚
計、より詳細には、軸心方向に搬送される測定対象の管
に対し前記軸心方向に対して直角な第１の方向に放射線
を照射する放射線発生器と、前記放射線発生器から照射
され前記管を透過した放射線量を検出する放射線検出器
とを備えた放射線式管肉厚計に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の放射線式管肉厚計の原理を
説明する説明図である。この放射線式管肉厚計は、図
上、紙面に直角な軸心方向に搬送される測定対象の管３
に対して、軸心方向に対して直角な第１の方向に放射線
を照射するように、かつ搬送中の管３が軸心方向に対し
て直角で、かつ第１の方向に対して直角な第２の方向に
生ずる横振れを生じてもこれを透過する放射線量が変化
しないように、管３の全体を照射するために並置された
複数台の放射線発生器１ａ，１ｂ，１ｃと、管３の直径
または半径が変化した場合でも、Ｓ／Ｎ比向上のため、
肉厚測定に不要かつ余分な放射線をカットするサイズ可
変コリメータ１２と、管３を透過しコリメータ１２の窓
から流入した放射線量を検出する放射線検出器４とを具
備している。

【０００３】図５の装置において、放射線通路中に存在
する管３の直径（または半径）および肉厚に応じて、管
３の移動方向位置ｘに対する受信放射線量を示す関数曲
線図５０が得られる。この関数曲線図５０に従い、平均
肉厚演算部１１で管３の平均肉厚を演算し、その演算結
果を上位計算機９へ送信する。平均肉厚演算部１１は上
位計算機９から平均肉厚演算のための各種設定値を予め
受信している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図５に示す従来の放射
線式管肉厚計は、管３の全体を照射するために複数台の
放射線発生器１ａ，１ｂ，１ｃが必要となり、装置価格
が高価となる。また、管３のサイズ（直径または半径）
に応じて余分な放射線をカットするためのサイズ可変コ
リメータ１２が必要となり、構造が複雑になる。かとい
って、単一の放射線発生器により、管３の一部を予め絞
られた放射線で照射しようとする場合、管３の横振れが
測定精度に直接影響するという不都合がある。

【０００５】そこで本発明は、単一の放射線発生器によ
り簡易な構造で管の肉厚を高精度に測定し得る安価で高
精度の放射線式管肉厚計を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明の放射線式管肉厚計は、軸心方
向に搬送される測定対象の管に対し前記軸心方向に対し
て直角な第１の方向に放射線を照射する放射線発生器
と、放射線発生器から照射され管を透過した放射線量を
検出する放射線検出器とを備えた放射線式管肉厚計にお
いて、複数枚の平らな基準板を組合わせて得られる種々
の基準厚さに対する放射線透過特性を記憶する記憶回路
部と、放射線検出器によって検出された放射線量を放射
線透過特性曲線と比較して管の肉厚を算出し、算出され
た肉厚の、管径に応じた弧状の曲がりによる誤差補正率
を求め、その誤差補正率を用いて肉厚を補正する厚み演
算処理部とを具備したことを特徴とする。これにより、
安価で簡略化した構成で管肉厚を正確に測定することが
できる。

【０００７】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
放射線式管肉厚計において、厚み演算処理部は管の移動
に伴い軸心方向に対して直角で、かつ第１の方向に対し
て直角な第２の方向に生ずる横振れ量をリアルタイムに
入力し、この入力された横振れ量による誤差を補正する
手段を備えていることを特徴とする。これにより、管が
その搬送中に幅方向に横振れを生じた際、放射線を管に
追従させなくても管肉厚を正確に測定することができ
る。

【０００８】請求項３に係る発明は、請求項１または２
に記載の放射線式管肉厚計において、厚み演算処理部は
管の内部における放射線の散乱による誤差を補正する手
段を備えていることを特徴とする。これにより、管曲げ
Ｒ、横振れ誤差補正演算で補正しきれない放射線の管内
部散乱による誤差を補正することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】＜第１の実施の形態＞図１は本発
明による放射線式管肉厚計の第１の実施の形態を示すブ
ロック図である。

【００１０】この実施の形態による放射線式管肉厚計に
おいては、図１に示すように、単一の放射線発生器１か
ら絞られた放射線１０を照射し、管３を透過した放射線
量を放射線検出器４によって受け、受けた放射線量に応
じた電気信号を出力する。その出力電気信号を増幅部５
およびＡ／Ｄ変換部６を介して厚み演算処理部７に導入
する。なお、厚み演算処理部７には上位計算機９から各
種設定値が導入され、また、厚み演算処理部７は各種の
処理結果を上位計算機９に報告する。

【００１１】一方、複数枚の平らな基準板２を組合せて
得られる吸収特性曲線を記憶回路部８に予め記憶させて
おき、厚み演算処理部７は導入された放射線量相当の電
気信号を記憶回路部８に記憶された吸収特性曲線と比較
し真の肉厚を算出する。

【００１２】しかし、ここで測定対象の材料としては平
らな板を想定しているため、図２に示すように、所定の
曲率半径をもった弧状の曲面を有する管３の肉厚部に対
応する前後２枚の板部には半径方向に対して角度θだけ
傾いた方向から放射線が照射されることによって測定誤
差が生ずる。厚み演算処理部７は、そのような誤差を補
正する手段を備えている。

【００１３】図２に示すように、管３の、放射線ビーム
が透過する部分の、管の軸方向から見た断面積Ｓ（放射
線検出器４側＝前方肉厚部）を求め、それを放射線ビー
ム幅Ｌで割り算することによって得られる値を測定平均
管厚とし、管設定肉厚ｔから補正率ｃ［％］を求めると
次式のようになる。

【００１４】

【数１】 このようにして得られた補正率ｃを用いて、肉厚測定値
ｔ’から真の肉厚Ｔを求めると、 Ｔ＝ｔ’／［（ｃ／１００）＋１］ ・・・（２） となる。

【００１５】この補正率を用いる方式によれば、測定時
の管３の横振れ（図上、Ｌ方向への振れ）が比較的大き
く、放射線透過領域が管３の手前側（放射線発生器１
側）と前方側（放射線検出器４側）とで連続してしまう
ような場合であっても、例えば積分方式のものとは異な
り、支障なく測定を遂行することができる。

【００１６】＜第２の実施の形態＞この実施の形態にお
いては、第１の実施の形態による放射線式管肉厚計と同
様の構成を有するが、ここでは横振れ量をリアルタイム
で入力し、横振れによる誤差を補正する手段が付加され
ている点が異なる。

【００１７】図３に示すように、放射線ビームの中心か
ら、管３の移動に伴いその軸心方向および放射線照射方
向に対して直角な方向（ｘ方向）にΔｘなる横振れを生
じた場合の補正率ｃを求めると次のようになる。

【００１８】

【数２】 上式において、ｒ_ｏは管外径の１／２（すなわち外半
径）、ｒ_ｉは管内径の１／２（すなわち内半径）、θは
管３の被測定部における測定放射線の半径方向に対する
入射角、Ｓ_ｏは管の外径側で演算した断面積、Ｓ_ｉは管
の内径側で演算した断面積、ｘは幅方向の任意の放射線
入射位置、ｔ_ｘは入射位置ｘにおける透過方向の管肉
厚、ｔは真の肉厚、ｙ_ｉは入射位置ｘにおける管中心点
から放射線の管内面への入射点までの放射線透過方向に
見た距離、ｙ_ｏは入射位置ｘにおける管中心点から放射
線の管外面からの出射点までの放射線透過方向に見た距
離であるとする。

【００１９】式（３）の補正率ｃは、横振れが無い場合
は分数部分が「１」となって、ｃ＝０となる。横振れが
ある場合であっても、式（３）の補正率ｃを用いて式
（２）により真の肉厚Ｔを求めることができる。

【００２０】ここで、θ_ａｏ，θ_ａｉ，θ_ｂｏ，θ_ｂｉ
は、管３に横振れａ，ｂを生じた時の管外径部および管
内径部で見た入射角であり、放射線検出器４からリアル
タイムで入力される横振れ量Δｘと放射線ビーム幅Ｌ、
管３の径、および管設定肉厚ｔにより決定される。

【００２１】＜第３の実施の形態＞この実施の形態にお
いては、第１の実施の形態による放射線式管肉厚計と同
様の構成を有するが、管３の内部における放射線の散乱
による誤差を補正する手段を、厚み演算処理部７の中に
設けたものである。放射線の管内部散乱が存在する時と
それが存在しない時の測定データとから管肉厚に対する
誤差量を求め、それを補正（補償）するための補正量を
予め補正テーブルとして登録しておくことにより、放射
線の管内部散乱があっても管肉厚を正確に測定すること
ができる。

【００２２】ここで、管内部散乱誤差補正率ｃi は、管
曲げＲ誤差補正後の管肉厚をｔp 、管肉厚計での設定値
をｔ’、管設定肉厚をｔとして、次式のようにして求め
ることができる。

【００２３】

【数３】 式（４）を用いて、真の肉厚Ｔは、 Ｔ＝ｔ’／［（（ｃ／100）＋１）・（ｃi ＋１）］・・・（５）

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、単
一の放射線発生器から絞られた放射線を、測定対象の管
を通して放射線検出器で受け、管曲率による誤差の補正
を行うことにより、安価で正確な簡略化した構造の放射
線式管肉厚計を提供することができる。

【００２５】しかも、本発明によれば、測定時の管の横
振れが比較的大きく、放射線透過領域が管の手前側（放
射線発生器側）と前方側（放射線検出器側）とで連続し
てしまうような場合であっても、支障なく測定を遂行す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による放射線式管肉
厚計の一例を示すブロック図。

【図２】同実施の形態による管曲げＲの補正量を算出す
る際の概念の一例を示す図。

【図３】本発明の第２の実施の形態による横振れ補正を
加味した管曲げＲの補正演算の一例を示す図。

【図４】本発明の第２の実施の形態による横振れを補正
する一例を示す図。

【図５】従来の放射線式管肉厚計の原理を説明する説明
図。

【符号の説明】

１ 放射線発生器 ２ 基準板 ３ 管 ４ 放射線検出器 ５ 増幅部 ６ Ａ／Ｄ変換部 ７ 厚み演算処理部 ８ 記憶回路部 ９ 上位計算機 １０ 放射線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸心方向に搬送される測定対象の管に対し
   前記軸心方向に対して直角な第１の方向に放射線を照射
   する放射線発生器と、前記放射線発生器から照射され前
   記管を透過した放射線量を検出する放射線検出器とを備
   えた放射線式管肉厚計において、複数枚の平らな基準板
   を組合わせて得られる種々の基準厚さに対する放射線透
   過特性を記憶する記憶回路部と、前記放射線検出器によ
   って検出された放射線量を前記放射線透過特性曲線と比
   較して前記管の肉厚を算出し、算出された肉厚の、管径
   に応じた弧状の曲がりによる誤差補正率を求め、その誤
   差補正率を用いて前記肉厚を補正する厚み演算処理部と
   を具備したことを特徴とする放射線式管肉厚計。
2. 【請求項２】請求項１に記載の放射線式管肉厚計におい
   て、前記厚み演算処理部は前記管の移動に伴い前記軸心
   方向に対して直角で、かつ前記第１の方向に対して直角
   な第２の方向に生ずる横振れ量をリアルタイムに入力
   し、この入力された横振れ量による誤差を補正する手段
   を備えていることを特徴とする放射線式管肉厚計。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の放射線式管肉厚
   計において、前記厚み演算処理部は前記管の内部におけ
   る放射線の散乱による誤差を補正する手段を備えている
   ことを特徴とする放射線式管肉厚計。