JP2005077196A - Ultrasonic measuring instrument - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被測定物の寸法測定や内部欠陥を探傷する装置等に使用する超音波式測定装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic measurement device used for measuring a dimension of an object to be measured and a device for detecting internal defects.
従来、超音波式測定装置としては、例えば特許文献1や特許文献2に開示された構造のものが知られている。
この種の超音波パルス・エコー方式による超音波式測定装置は、超音波センサ(以下、センサという)を超音波センサ用ノズル(以下、ノズルという)の内部に取り付けている。
これらノズルは、いずれもセンサと同軸で略円筒状をなしてセンサを取り囲むハウジングを設けている。そして、ハウジングの周壁に給水口を設けるとともに、センサから発振される超音波を送受信する側(以下、超音波送受信部側とよぶ)に水の噴射口を形成している。なお、給水口から供給される水は、ノズル内の所定の流路をセンサの超音波送受信部側に向かって流れ、噴射口から噴射されるようになっている。
Conventionally, as an ultrasonic measurement device, for example, one having a structure disclosed in
In this type of ultrasonic measurement apparatus using an ultrasonic pulse / echo method, an ultrasonic sensor (hereinafter referred to as “sensor”) is mounted inside an ultrasonic sensor nozzle (hereinafter referred to as “nozzle”).
Each of these nozzles is provided with a housing that is coaxial with the sensor and has a substantially cylindrical shape and surrounds the sensor. A water supply port is provided on the peripheral wall of the housing, and a water injection port is formed on the side that transmits and receives the ultrasonic waves oscillated from the sensor (hereinafter referred to as the ultrasonic transmission / reception unit side). In addition, the water supplied from a water supply port flows through the predetermined flow path in a nozzle toward the ultrasonic transmission / reception part side of a sensor, and is injected from an injection port.
そして、ノズルから噴射される水によって超音波の媒体となる水柱を被測定物の表面とセンサの超音波送受信部との間に形成し、センサから被測定物に対して発振される超音波を水柱中に伝播させて被測定物と超音波送受信部との間で入・反射させている。
被測定物に入射された超音波の一部は、例えば被測定物の表面(あるいは裏面)からエコーE1として反射する一方、被測定物の内部に入った超音波が裏面(あるいは内部欠陥)でエコーE2として反射し、反射したこれらエコーE1とE2との時間間隔によって被測定物の寸法測定や内部欠陥の探傷を行うことができる。
A part of the ultrasonic wave incident on the object to be measured is reflected as, for example, an echo E1 from the surface (or back surface) of the object to be measured, while the ultrasonic wave entering the object to be measured is reflected on the back surface (or internal defect). Reflecting as the echo E2, the measurement of the dimension of the object to be measured and the flaw detection of the internal defect can be performed by the time interval between the reflected echoes E1 and E2.
上述の超音波パルス・エコー方式によって被測定物の寸法測定や内部欠陥の探傷を行う場合、測定精度を向上させる上では、ノズルの噴射口から被測定物に対して噴射される水によって形成される水柱内に気泡が巻き込まれて混入するのを確実に防止する必要がある。
しかしながら、例えば特許文献1ないし特許文献2に記載の技術では、ノズル内部の動圧が大きくなると、静圧が負圧となる場合がある。
When measuring the dimensions of the object to be measured and flaw detection of internal defects using the ultrasonic pulse / echo method described above, it is formed by water sprayed from the nozzle outlet to the object to be measured in order to improve measurement accuracy. It is necessary to reliably prevent air bubbles from being caught in the water column.
However, for example, in the techniques described in
ここで、式1にベルヌーイの式を示す。
P+ρV2/2+(ρgh)=一定 〔式1〕
ただし、Pは圧力、ρは流体の比重量、Vは流速、gは重力加速度、hは基準面からの高さ、である。
すなわち、式1から分かるように、流速Vが速くなるほど、流れの圧力であるρV2/2(動圧)が大きくなるから、圧力P(静圧)が低下することになる。そのため、高圧水の噴射速度は速いから圧力P(静圧)が負圧となる場合が生じる。このとき、水柱まわりの雰囲気は、大気であるから外部から水柱内に空気が侵入し易くなり、水柱内に気泡が巻き込まれて混入してしまう可能性が高くなる。
Here, Bernoulli's formula is shown in Formula 1.
P + ρV 2/2 + ( ρgh) = constant [Equation 1]
Where P is pressure, ρ is the specific weight of the fluid, V is the flow velocity, g is the gravitational acceleration, and h is the height from the reference plane.
That is, as can be seen from
また、水柱を連続的に形成するために高圧水を用いているが、例えばポンプを動力として用いる場合、脈動が発生することがある。このとき、水柱に切れ目(空気層の混入)が生じると誤検出の要因となるおそれがある。
このように、従来のノズルの構造では、水柱への気泡の混入を確実に排除することが困難であるという問題があった。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、気泡の巻き込みがない安定した水柱が得られる超音波式測定装置を提供することを目的としている。
Moreover, although high pressure water is used to continuously form the water column, for example, when a pump is used as power, pulsation may occur. At this time, if there is a break (mixture of an air layer) in the water column, there is a risk of erroneous detection.
As described above, the conventional nozzle structure has a problem that it is difficult to reliably eliminate the mixing of bubbles into the water column.
The present invention has been made paying attention to the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic measurement apparatus capable of obtaining a stable water column without bubble entrainment.
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、被測定物の表面と超音波センサの超音波送受信部との間に水柱を形成し、該水柱中に超音波を伝播させて前記被測定物の寸法測定や内部欠陥の探傷を非接触で行う超音波式測定装置において、前記被測定物の表面に向けて開口する開口部を有するハウジングと、前記ハウジングの内部に配置されて前記超音波送受信部を前記開口部に向けた前記超音波センサと、噴射口が前記ハウジングの外周を取り囲むように又は周方向に所定の間隔を空けて配置されて前記被測定物の前記超音波送受信部に対向した表面に向けて斜めに水を噴射するノズルと、前記開口部から前記ハウジングの内部に水を誘導するために前記ハウジングの内部を減圧する減圧装置と、を備え、前記噴射口から噴射されて前記被測定物の表面に衝突した水を前記ハウジングの開口側に誘導して前記水柱を形成することを特徴としている。
In order to solve the above problem, the invention according to
請求項1に係る発明によれば、ハウジングの開口部外周をノズルの噴射口によって取り囲んでいる。そのため、噴射口から噴射された水によって開口部を取り囲むウォータージャケット(水膜)を形成することができる。
そして、噴射口から噴射されて被測定物の表面に衝突した水は、衝突によって運動エネルギーが奪われるため、その動圧が低下し、静圧が相対的に高くなる。そのため、開口部の直下にこの「静圧が高く動圧が低い水」(以下、「低圧水」と呼ぶ)を満たすとともに、ウォータージャケット(水膜)によって、この低圧水を取り囲むことができるようになっている。特に本発明では、超音波送受信部に対向した表面に向けて水を斜めに噴射している。そのため、開口部の直下を取り囲むウォータージャケット(水膜)が好適に形成されるとともに、開口部の直下側に低圧水が流れ易くなっている。
According to the invention which concerns on
And the water which was injected from the injection port and collided with the surface of the object to be measured loses the kinetic energy due to the collision, so the dynamic pressure is lowered and the static pressure is relatively increased. Therefore, this “water with high static pressure and low dynamic pressure” (hereinafter referred to as “low-pressure water”) is filled directly under the opening, and this low-pressure water can be surrounded by a water jacket (water film). It has become. In particular, in the present invention, water is jetted obliquely toward the surface facing the ultrasonic transmission / reception unit. Therefore, a water jacket (water film) that surrounds the area directly below the opening is suitably formed, and low-pressure water easily flows directly below the opening.
さらに、減圧装置によって減圧されたハウジングの内部に、この低圧水を開口部から誘導して引き込むようになっているため、ハウジング内を低圧水で満たすことができる。そのため、被測定物の表面と超音波センサの超音波送受信部との間に低圧水による水柱を形成することができる。
このようにして形成された水柱は、流速Vが小さい(動圧が低い)ため、圧力P(静圧)が相対的に大きくなり、水柱の周囲から直接、水柱の内部に空気が侵入することがほとんどない。
Furthermore, since the low-pressure water is guided and drawn from the opening into the housing decompressed by the decompression device, the interior of the housing can be filled with the low-pressure water. Therefore, a water column made of low-pressure water can be formed between the surface of the object to be measured and the ultrasonic transmission / reception unit of the ultrasonic sensor.
Since the water column formed in this way has a low flow velocity V (low dynamic pressure), the pressure P (static pressure) becomes relatively large, and air enters the water column directly from the periphery of the water column. There is almost no.
そのため、気泡の巻き込みがない安定した水柱が得られる超音波式測定装置を提供することができる。また、例えばポンプに脈動が発生した場合であっても、その影響は噴射された水によって形成されるウォータージャケット(水膜)に切れ目が生じる程度であり、水柱自体に実質的影響が及び難い。したがって、このような場合でも、安定した水柱を形成できるため検出精度を向上させることができる。 Therefore, it is possible to provide an ultrasonic measurement apparatus that can obtain a stable water column without entrainment of bubbles. Further, for example, even when pulsation occurs in the pump, the effect is such that the water jacket (water film) formed by the jetted water is cut, and the water column itself is hardly affected. Therefore, even in such a case, since a stable water column can be formed, detection accuracy can be improved.
また、本発明のうち請求項2に係る発明は、請求項1に記載の超音波式測定装置であって、前記ノズル内の流路に整流板を備えていることを特徴としている。
請求項2に係る発明によれば、ノズル内の流路に整流板を備えているため、噴射口から噴射された水によって形成されるウォータージャケット(水膜)中の渦流や乱流を抑制可能である。そのため、ウォータージャケット(水膜)の内部への気泡の混入を好適に防止できる。したがって、安定したウォータージャケット(水膜)に囲まれた水柱を形成できるため、より気泡の巻き込みがない安定した水柱を得ることができる。
The invention according to
According to the second aspect of the present invention, since the flow path in the nozzle is provided with the rectifying plate, the vortex and turbulence in the water jacket (water film) formed by the water ejected from the ejection port can be suppressed. It is. Therefore, it is possible to suitably prevent bubbles from entering the water jacket (water film). Therefore, since a water column surrounded by a stable water jacket (water film) can be formed, a stable water column free from entrainment of bubbles can be obtained.
本発明によれば、気泡の巻き込みがない安定した水柱が得られる超音波式測定装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the ultrasonic type measuring device which can obtain the stable water column without entrainment of a bubble can be provided.
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係る超音波式測定装置の一実施形態を説明する概略構成図である。
同図に示すように、この超音波式測定装置は、被測定物100の表面に向けて開口する開口部10を有するハウジング2と、ハウジング2の内部に配置されて超音波送受信部である前端面1aを開口部10に向けたセンサ1と、ハウジング2内部を減圧する減圧装置である排気ポンプ18と、開口部10の全周を取り囲む噴射口4を有するノズル3と、を備えている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an embodiment of an ultrasonic measurement device according to the present invention.
As shown in the figure, the ultrasonic measurement apparatus includes a
ハウジング2は、ハウジング上部金具12とハウジング下部金具13とを相互に組み合わせて構成されている。
詳しくは、ハウジング上部金具12は、センサ1の配線を装通するために上端面の略中央に設けられたセンサコネクタ取付部12cを有する上面部12aと、この上面部12a外周に連続する上部円筒部12bと、から形成されている。上部円筒部12b下側の内周面には下部金具13と螺嵌する雌ネジ12dを設けている。また、この上部円筒部12bの周壁には排気口14が設けられており、この排気口14に排気口用コネクタ15が連結されている。排気口用コネクタ15は、配管16に接続され、さらに、配管16は調圧バルブ17と、排気ポンプ18とにそれぞれ並列に接続している。
The
Specifically, the housing
ハウジング下部金具13は、ハウジング上部金具12の雌ネジ12dに螺嵌する雄ネジ13dを上部外周に形成して下方に延びた下部円筒部13aと、この下部円筒部13aに連続して、下部円筒部13a下端から下方に向かって縮径して略円錐筒状にしてなるハウジング下部13bと、このハウジング下部13b下端の中心部に開口する開口部10とが一体に形成されている。このようにして、上面部12a、上部円筒部12b、下部円筒部13a、および略円錐筒状のハウジング下部13bとによってハウジング2が構成されている。
The
ハウジング下部金具13の下部円筒部13a内部の下側には、円環状のセンサ支持板20が配設されている。このセンサ支持板20には、横断面円形で上下方向に貫通して開口する貫通孔20aが、センサ1の軸方向に並行して複数箇所に所定の間隔(ピッチ)をもって形成されている。センサ支持板20の外形は、下部円筒部13a内形に整合して形成され、また、センサ支持板20の中心部には、センサ1と同軸で、その外形と整合して相互に嵌め込み可能なセンサ取付け孔20bが形成されている。そのため、センサ1は、センサ支持板20を下部金具13上部の開口から挿入してハウジング2軸方向の所定位置に固定し、センサ1の前端面1a側をセンサ支持板20を介して下部円筒部13a内部に固定することができる。なお、センサ1と開口部10との軸は同軸であり、センサ1の前端面1aと対向した位置に開口部10が位置している。
An annular
そして、センサ1の基端側は、上部金具12のセンサコネクタ取付部12cに防水パッキンおよび取付金具(図示せず)を介して組み付け可能になっている。また、センサ1の配線コネクタ1bは、ハウジング2上面の軸心部から外部に露出した状態で配置される。そして、配線コネクタ1bは、配線8を介して制御機器9に接続されている。
ハウジング2の外周には、開口部10を所定の間隔をもって取り囲む略円錐筒状の隔壁部3bからなるノズル3が取り付けられている。
And the base end side of the
On the outer periphery of the
詳しくは、ノズル3は、その略円錐筒状の縮径側を開口部10全周を取り囲み前端面1aに対向した被測定物100の表面に向けて斜めに水を噴射する噴射口4として形成している。そして、ノズル3の隔壁部3bの略円錐筒状の拡径側周壁に給水口24が設けられており、この給水口24に給水用コネクタ25が連結されている。給水用コネクタ25は、配管26に接続され、さらに、配管26は調圧バルブ27によって中継されて給水ポンプ28に接続している。
More specifically, the
また、ノズル3は、ノズル3内の流路に円環状の整流板22を備えている。この整流板22には、被測定物100のセンサ1の前端面laに対向した表面に向けて(同図に示す矢印A方向)水を噴射するように、横断面が円形でノズル3の噴射方向に沿って貫通する整流孔22aが複数箇所に所定の間隔(ピッチ)をもって形成されている。なお、整流板22の内・外形は、ハウジング下部金具13のハウジング下部13bの外形、およびノズル3の隔壁部3bの略円錐筒状の縮径側の内形にそれぞれ整合して組み付け可能に形成されている。そして、整流板22の上面により囲まれたノズル3内の空間部分によって均圧室23が構成されている。
The
次に、上述の超音波式測定装置の作用・効果について図1および図2を適宜参照して説明する。
この超音波式測定装置は、給水ポンプ28から配管26を通り調圧バルブ27によって適切な圧力に減圧された高圧水(水)が、ノズル3に設けられた給水口24から供給されると、均圧室23内を下方に向かって流入する(図1参照)。
Next, the operation and effect of the above-described ultrasonic measurement apparatus will be described with reference to FIGS. 1 and 2 as appropriate.
In this ultrasonic measuring device, when high-pressure water (water) reduced in pressure to an appropriate pressure by a
そして、図2(a)に示すように、給水口24から供給された高圧水が均圧室23内に充填されつつ、高圧水は下部の整流板22に導かれ、噴射口4から噴射される。ノズル3の噴射口4は、ハウジング2の開口部10外周を取り囲んでいる。そのため、噴射された水によって開口部10を取り囲むウォータージャケット(水膜)150を形成することができる。特に、この超音波式測定装置では、超音波送受信部である前端面1aに対向した被測定物100の表面に向けて斜めに水を噴射しているため、開口部10の直下を取り囲むウォータージャケット(水膜)150が好適に形成される。なお、高圧水は、この噴射量に見合った必要十分な量が給水口24から供給される。そのため、均圧室23内には常時、高圧水が充填された状態となっている。
Then, as shown in FIG. 2A, the high pressure water supplied from the
そして、図2(b)に示すように、噴射口4から噴射されて被測定物100の表面に衝突した水は、衝突によって運動エネルギーが奪われるため、その動圧が低下し、静圧が相対的に高くなる。そのため、開口部10の直下にこの「静圧が高く動圧の低い水」(以下、低圧水200という)を満たすとともに、ウォータージャケット(水膜)150によって、この低圧水200を取り囲むことができる。
As shown in FIG. 2 (b), the water that has been injected from the injection port 4 and collided with the surface of the
さらに、図2(c)に示すように、減圧装置である排気ポンプ18によってハウジング2内が減圧されるため、ハウジング2の内部に、この低圧水200を開口部10から誘導して引き込むことができる。
そして、図2(d)に示すように、ハウジング2内をこの低圧水200で満たすことができる。そのため、被測定物100の表面とセンサ1の超音波送受信部である前端面1aとの間に低圧水200による水柱を形成することができる。なお、排気ポンプ18と並列に接続されている調圧バルブ17によって、ハウジング2内の減圧状態を適切に管理可能である。そのため、被測定物100の表面とセンサ1の前端面1aとの間に低圧水200が満たされた状態とし、その状態を維持するように低圧水200の水面レベルの調整を容易に行うことができる。
Further, as shown in FIG. 2C, since the inside of the
And as shown in FIG.2 (d), the inside of the
以上説明したように、本発明に係る超音波式測定装置では、センサ1から被測定物100に対して発振される超音波を、低圧水200からなる水柱中に伝播させて被測定物100とセンサ1の前端面1aとの間で入・反射させることができる。そして、上述した従来の超音波式測定装置と同様に、被測定物100に入射された超音波を、例えば被測定物100の表面からエコーE1として反射する一方、被測定物100の内部に入った超音波が内部欠陥によってエコーE2として反射し、これらエコーE1とE2との時間間隔によって被測定物100の内部欠陥の探傷を非接触で行うことができる。
As described above, in the ultrasonic measurement apparatus according to the present invention, the ultrasonic wave oscillated from the
このとき、測定精度を向上させる上では、被測定物100の表面とセンサ1の超音波送受信部である前端面1aとの間に形成される水柱内に気泡が混入するのを確実に防止する必要があるが、この超音波式測定装置によれば、低圧水200によって形成された水柱は、流速Vが小さい(動圧が低い)ため、圧力P(静圧)が相対的に大きくなり、水柱の周囲から直接、水柱の内部に空気が侵入することがほとんどない。そのため、気泡の巻き込みがない安定した水柱が得られる超音波式測定装置を提供することができる。
At this time, in order to improve the measurement accuracy, air bubbles are reliably prevented from being mixed into the water column formed between the surface of the object to be measured 100 and the front end surface 1a which is the ultrasonic transmission / reception unit of the
また、例えば給水ポンプ28に脈動が発生した場合であっても、その影響は噴射された水によって形成されるウォータージャケット(水膜)150に切れ目が生じる程度であり、低圧水200からなる水柱自体に実質的影響が及び難い。したがって、このような場合でも、安定した水柱を形成できるため検出精度を向上させることができる。
また、この超音波式測定装置では、ノズル3内の流路に整流板22を備えているため、噴射口4から噴射された水によって形成されるウォータージャケット(水膜)150中の渦流や乱流を抑制可能である。そのため、ウォータージャケット(水膜)150の内部への気泡の混入が防止される。したがって、安定したウォータージャケット(水膜)150に囲まれた低圧水200からなる水柱を形成できるため、より気泡の巻き込みがない安定した水柱を得ることができる。
Further, for example, even when pulsation occurs in the
Further, in this ultrasonic measurement apparatus, since the
また、この超音波式測定装置は、ウォータージャケット(水膜)150に囲まれた低圧水200からなる水柱を形成できるため、被測定物100を移動させつつ測定を行うことによって被測定物100表面の位置が変位したり、ハウジング2と被測定物100との対向距離が変動したりするような場合であっても、被測定物100の表面とノズル3との干渉を防止することができる。そのため、例えばオンラインで連続的に鋼板を移動させながら鋼板内部の欠陥を精度良く測定することができる。
Further, since this ultrasonic measuring apparatus can form a water column made of low-
なお、本発明に係る超音波式測定装置は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、センサ1全体をハウジング2の内部に配置しているが、これに限定されるものではなく、被測定物100とセンサ1の前端面1aとの間に低圧水200からなる水柱を形成し、この水柱中に超音波を伝播させる構成であれば本発明を適用可能である。例えば前端面1a部分のみをハウジング2内に配設する構成を例示できる。
The ultrasonic measurement apparatus according to the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the
また、上記実施形態においては、ノズル3の噴射口4を円環状にして、開口部10の全周を取り囲むウォータージャケット(水膜)150を形成した場合について説明したが、これに限定されるものではない。
例えば、噴射口4の位置は、ウォータージャケット(水膜)150を形成できる範囲内の距離であれば開口部10から多少離れて、例えばハウジング2の上方に、噴射口4を設けることも可能である。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the injection port 4 of the
For example, if the position of the injection port 4 is a distance within a range in which the water jacket (water film) 150 can be formed, the injection port 4 can be provided slightly apart from the opening 10, for example, above the
また、上記実施形態においては、噴射口4を円環状にして開口部10の全周を取り囲んでいるが、噴射口4自体は必ずしも全周を取り囲まなくてもよく、ウォータージャケット(水膜)150が実質的に開口部10の全周を取り囲むように形成されればよい。例えば上記実施形態において、ノズル3とハウジング2とを相互に連結する部分の構成を、ノズル3の噴射口4側とハウジング2の開口部10側近傍とを繋ぐ梁(非噴射口部となる)とするような構成を例示できる。
Moreover, in the said embodiment, although the injection port 4 is made into an annular | circular shape and it surrounds the perimeter of the opening part 10, the injection port 4 itself does not necessarily need to surround the perimeter, The water jacket (water film) 150 May be formed so as to substantially surround the entire circumference of the opening 10. For example, in the above-described embodiment, the configuration of the portion that connects the
また、例えば開口部10の周方向に所定の間隔で開口部10を取り囲み被測定物100のセンサ1の前端面1aに対向した表面に向けて水を噴射する噴射口4としてもよい。このとき、所定の間隔は等間隔とするのが望ましい。例えば開口部10の周方向に45°の間隔で8箇所の噴射口4を形成する構成を例示できる。
また、上記実施形態においては、ノズル3をハウジング2に直接固定して構成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ノズル3をハウジング2以外の支持体に固定してもよい。しかし、装置をコンパクトに構成する上では、上記実施形態の構成とすることが好ましい。
Further, for example, the injection port 4 that surrounds the opening 10 at a predetermined interval in the circumferential direction of the opening 10 and injects water toward the surface of the object to be measured 100 facing the front end surface 1a of the
Moreover, although the case where the
また、上記実施形態においては、ノズル3の外形形状を略円錐筒形状としているが、これに限定されるものではなく、例えば横断面形状を矩形や楕円とした筒状体としてもよく、本発明の作用効果を奏する範囲であれば、任意の形状とすることができる。
また、上記実施形態においては、整流板22は、整流孔22aを複数の円形孔から形成しているが、これに限定されるものではなく、渦流や乱流を抑制可能な形状であれば、その他の形状であっても好適に採用することができる。例えば横断面が六角形からなる複数の整流孔をハニカム状に整列して形成した整流板としてもよい。
また、上記実施形態においては、整流板22を使用しているが、必ずしも必要ではなく、整流板を使用しなくてもよい。しかし、渦流や乱流を抑制しうる安定したノズルを構成する上では、整流板を使用することが望ましい。
Further, in the above embodiment, the outer shape of the
Moreover, in the said embodiment, although the
Moreover, in the said embodiment, although the
次に、本発明に係る超音波式測定装置を適用した一実施例について説明する。
本実施例において、上記実施形態での主要な寸法は、ハウジング2(上下円筒部12b、13a)の内径をφ180mm、ハウジング2の開口部10の直径をφ74mm、そして、ハウジング2の開口部10から被測定物100の表面までの長さLbを15mm、としている。また、センサ1の前端面1aから被測定物100までの所定の長さLは23mmを基準寸法としている。なお、この長さLは23mmから39mmの範囲で設定することができる。
Next, an embodiment to which the ultrasonic measurement apparatus according to the present invention is applied will be described.
In this example, the main dimensions in the above embodiment are that the inner diameter of the housing 2 (upper and lower
なおまた、整流板22の整流孔22aの直径はφ6.0mmであり、隣り合う整流孔22a同士の所定の間隔(ピッチ)を1.28Dw(ただしDwは整流孔22aの直径)としている。そして、整流板22の流路長さB(図1参照)は大きい程、好ましいが、本実施例においては5mmとしている。
本実施例では、被測定物100としての鋼板をオンラインで連続的に移動させながら鋼板内部の欠陥を測定した。図1に鋼板の移動方向を矢印Dにて示す。なお、ウォータージャケット(水膜)150を形成するにあたり、ウォータージャケット(水膜)150内部の静圧が負圧にならないように、上述した式1に基づいて噴射口4の口径の総面積に対して流速Vを調節した。
The diameter of the
In this example, the defects inside the steel plate were measured while continuously moving the steel plate as the
鋼板内部の欠陥を測定した結果を図3に示す。なお、同図は、検出可能な内部欠陥の大きさに対し、その内部欠陥の大きさを検出可能な鋼板送り速度の関係を示すグラフであり、従来の超音波式測定装置による結果をSに、本発明に係る超音波式測定装置を採用している本実施例による結果をTに、それぞれ示している。
同図から判るように、同じ程度の内部欠陥の大きさを検出する場合、本発明では、鋼板の送り速度を大きくすることができる。本発明の方式では、一様ではないものの、従来方式に対して、測定領域が約20%拡大していることが確認できる。このことから、本実施例では、鋼板(被測定物)の送り速度を一定にした場合に、検出可能な内部欠陥の大きさを拡大することが可能となっていることが判る。すなわち、検出精度を向上させることができることが判る。
The result of having measured the defect inside a steel plate is shown in FIG. The figure is a graph showing the relationship between the size of the detectable internal defects and the steel sheet feed speed at which the size of the internal defects can be detected. The result of the conventional ultrasonic measurement apparatus is S. The results of the present example employing the ultrasonic measuring apparatus according to the present invention are shown as T, respectively.
As can be seen from the figure, in the case of detecting the same size of the internal defect, the feed rate of the steel sheet can be increased in the present invention. Although it is not uniform in the system of the present invention, it can be confirmed that the measurement area is expanded by about 20% compared to the conventional system. From this, it can be seen that in this embodiment, the size of the detectable internal defect can be increased when the feeding speed of the steel plate (object to be measured) is constant. That is, it can be seen that the detection accuracy can be improved.
1 センサ
1a (センサの)前端面(超音波送受信部)
2 ハウジング
3 ノズル
4 噴射口
8 配線
9 制御機器
10 開口部
12 ハウジング上部金具
12a 上面部
12b 上部円筒部
12c センサコネクタ取付部
12d 雌ネジ
13 ハウジング下部金具
13a 下部円筒部
13b ハウジング下部
13d 雄ネジ
14 排気口
15 排気用コネクタ
16 配管
17 調圧バルブ
18 排気ポンプ(減圧装置)
20 センサ支持板
22 整流板
20a 整流孔
23 均圧室
24 給水口
25 給水用コネクタ
26 配管
27 調圧バルブ
28 給水ポンプ
100 被測定物
150 ウォータージャケット(水膜)
200 低圧水
A 噴射方向
B 流路長さ
D (被測定物の)送り方向
L 所定の長さ
S 従来の超音波式測定装置による結果
T 本発明に係る超音波式測定装置による結果
1 Sensor 1a (Sensor's) front end face (ultrasonic transceiver)
2
DESCRIPTION OF
200 Low-pressure water A Injection direction B Channel length D Feed direction (to be measured) L Predetermined length S Result by conventional ultrasonic measurement device T Result by ultrasonic measurement device according to the present invention
Claims (2)
前記被測定物の表面に向けて開口する開口部を有するハウジングと、前記ハウジングの内部に配置されて前記超音波送受信部を前記開口部に向けた前記超音波センサと、噴射口が前記ハウジングの外周を取り囲むように又は周方向に所定の間隔を空けて配置されて前記被測定物の前記超音波送受信部に対向した表面に向けて斜めに水を噴射するノズルと、前記開口部から前記ハウジングの内部に水を誘導するために前記ハウジングの内部を減圧する減圧装置と、を備え、
前記噴射口から噴射されて前記被測定物の表面に衝突した水を前記ハウジングの開口側に誘導して前記水柱を形成することを特徴とする超音波式測定装置。 A water column is formed between the surface of the object to be measured and the ultrasonic transmission / reception unit of the ultrasonic sensor, and ultrasonic waves are propagated in the water column to measure the dimension of the object to be measured and to detect internal defects in a non-contact manner. In an ultrasonic measurement device,
A housing having an opening that opens toward the surface of the object to be measured; the ultrasonic sensor that is disposed inside the housing and that directs the ultrasonic transmission / reception unit toward the opening; and an ejection port of the housing. A nozzle that is disposed so as to surround the outer periphery or at a predetermined interval in the circumferential direction and injects water obliquely toward the surface of the object to be measured facing the ultrasonic transmission / reception unit, and the housing from the opening A decompression device that decompresses the interior of the housing to guide water into the interior,
An ultrasonic measurement apparatus, wherein the water column is formed by guiding water, which is injected from the injection port and colliding with the surface of the object to be measured, toward the opening side of the housing.
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