JP2013092505A - Piping thickness measurement device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検査対象物である配管の肉厚を超音波により測定する配管厚測定装置に関する。 The present invention relates to a pipe thickness measuring apparatus that measures the thickness of a pipe that is an inspection object using ultrasonic waves.
従来、配管の健全性評価のための検査は、検査員により、配管の外側から決められたポイントだけを超音波で肉厚測定する手法が主体であった。
しかし、この方法では、局部的な傷や減肉を見落とし易い上に、その形状や分布を正確に把握することができない。その上、検査の信頼性は、検査員の技量に左右される。その他にも、検査のために、配管の外側を覆う保温材の撤去や足場の架設等を行う必要があり、コストも増大する。
そこで、例えば、特許文献1には、配管の内面に吸着しながら自走可能なマグネット車輪を備えた作業台車(以下、単にマグネット台車という)に、配管の内面上を走行させながら、その肉厚を測定する装置が開示されている。なお、配管の肉厚測定は、超音波探触子が設けられたアームを、マグネット台車を中心として配管の周方向に回動させながら行っている。
Conventionally, the inspection for evaluating the soundness of pipes has mainly been a method in which an inspector measures the thickness with ultrasonic waves only at points determined from the outside of the pipe.
However, with this method, it is easy to overlook local flaws and thinning, and the shape and distribution cannot be accurately grasped. In addition, the reliability of the inspection depends on the skill of the inspector. In addition, for the inspection, it is necessary to remove the heat insulating material that covers the outside of the pipe, to construct a scaffold, and the cost increases.
Thus, for example,
しかしながら、マグネット台車は、磁力により配管の内面に吸着しながら走行する構成であり、アームの回動中心位置が配管の軸心位置とは異なるため、配管の肉厚測定に際しては、測定箇所に応じて、アームを、配管の周方向に回動させながら、マグネット台車に対して伸縮させる必要がある。このため、配管の内面を移動する超音波探触子の移動速度が変化し、また配管の内面への超音波探触子の押圧が、常時、配管の軸心から放射状に行われず不安定になり、配管の肉厚測定の精度が低下する恐れがある。
なお、上記した問題を解消するため、マグネット台車の規模を大きくし、アームの回動中心位置と配管の軸心位置とを合わせることも考えられるが、この場合、配管の内径に応じて複数種類のマグネット台車やアームを準備する必要があり、製造コストの増大を招く。また、マグネット台車の規模を大きくした場合、マグネット台車が配管の内面から落下しないように、吸着の磁力を大きくする必要もある。
However, the magnet carriage is configured to travel while being attracted to the inner surface of the pipe by magnetic force, and the pivot center position of the arm is different from the axial center position of the pipe. Thus, it is necessary to extend and contract the arm with respect to the magnet carriage while rotating the arm in the circumferential direction of the pipe. For this reason, the moving speed of the ultrasonic probe that moves on the inner surface of the pipe changes, and the pressing of the ultrasonic probe on the inner surface of the pipe is not always performed radially from the axis of the pipe and becomes unstable. As a result, the accuracy of pipe thickness measurement may be reduced.
In order to solve the above problems, it is conceivable to increase the size of the magnet carriage and match the pivot center position of the arm with the axial center position of the pipe. It is necessary to prepare a magnetic cart and arm, which increases the manufacturing cost. Further, when the scale of the magnet carriage is increased, it is necessary to increase the magnetic force of adsorption so that the magnet carriage does not fall from the inner surface of the pipe.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、検査対象物である配管の肉厚を、精度よく連続的に測定可能な配管厚測定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a pipe thickness measuring device that can continuously and accurately measure the thickness of a pipe as an inspection object.
前記目的に沿う本発明に係る配管厚測定装置は、検査対象物である配管内を走行する台車と、
前記台車の前端部又は後端部に設けられ、前記配管の軸心に対して直交する方向に向いて設けられたXYテーブルと、
前記XYテーブルによってX、Y方向に調整移動される移動架台に設けられた回転テーブルと、
前記回転テーブルの回転中心を基準として、半径方向外側に押圧状態で移動可能に設けられた複数の探触子搭載台と、
前記各探触子搭載台に搭載され、前記配管の肉厚を測定する超音波探触子と、
前記各探触子搭載台の前記回転中心からの距離を測定する距離センサーと、
前記各距離センサーからの測定値に基づき、前記XYテーブルを駆動して前記回転テーブルの回転中心を前記配管の軸心に一致させる制御手段とを有する。
A pipe thickness measuring device according to the present invention that meets the above-mentioned object is a cart that travels in a pipe that is an inspection object,
An XY table provided at a front end portion or a rear end portion of the carriage and provided in a direction orthogonal to the axis of the pipe;
A rotary table provided on a moving base that is adjusted and moved in the X and Y directions by the XY table;
A plurality of probe mounts provided so as to be movable in a pressed state radially outward with respect to the rotation center of the rotary table;
An ultrasonic probe mounted on each of the probe mounting bases and measuring the thickness of the pipe;
A distance sensor for measuring a distance from the rotation center of each probe mounting base;
Control means for driving the XY table based on the measured values from the distance sensors to align the rotation center of the rotary table with the axis of the pipe.
本発明に係る配管厚測定装置において、前記探触子搭載台は、前記回転テーブルの回転中心を中央にして、等角度で4台設けられているのがよい。 In the pipe thickness measuring apparatus according to the present invention, it is preferable that four probe mounting bases are provided at an equal angle with the rotation center of the rotary table as the center.
本発明に係る配管厚測定装置において、前記各探触子搭載台には、該探触子搭載台を前記配管内の内側に沿って走行させる車輪が設けられていることが好ましい。
ここで、前記各探触子搭載台には、前記超音波探触子と前記配管の内壁との間に、媒質となる水を供給する水供給口が設けられていることが好ましい。
In the pipe thickness measuring apparatus according to the present invention, it is preferable that each probe mounting base is provided with a wheel for running the probe mounting base along the inside of the pipe.
Here, each probe mounting base is preferably provided with a water supply port for supplying water as a medium between the ultrasonic probe and the inner wall of the pipe.
本発明に係る配管厚測定装置において、前記台車は、それぞれ前後に車輪を備える直列配置された3台以上の駆動台車と、隣り合う該駆動台車を連結するアームを備える連結機構とを有し、前記各駆動台車が前記アームにより、前記配管の対向する二面間の間隔に応じてV字状に突っ張りながら、該二面間を走行することができる。
ここで、前記各駆動台車の前後の車輪にはステアリング機構が設けられ、該各駆動台車の進行方向を変えることが好ましい。
In the pipe thickness measuring device according to the present invention, the carriage has three or more drive carriages arranged in series each having front and rear wheels, and a connection mechanism having an arm for connecting the adjacent drive carriages. Each drive carriage can travel between the two surfaces while being stretched in a V shape by the arm according to the distance between the two opposite surfaces of the pipe.
Here, it is preferable that the front and rear wheels of each drive carriage are provided with a steering mechanism, and the traveling direction of each drive carriage is changed.
本発明に係る配管厚測定装置は、台車、XYテーブル、回転テーブル、複数の探触子搭載台、超音波探触子、距離センサー、及び制御手段を有し、各距離センサーからの測定値に基づき、XYテーブルを駆動して、回転テーブルの回転中心を配管の軸心に一致させるので、配管の肉厚測定に際し、測定箇所に応じて、各探触子搭載台を配管の周方向に回動させても、配管の内面を移動する超音波探触子の移動速度を略一定にでき、また配管の内面への超音波探触子の押圧を、常時、配管の軸心から放射状に行うことができる。更に、各探触子搭載台は、回転テーブルの回転中心を基準として、半径方向外側に押圧状態で移動可能に設けられているので、配管の内径に応じて複数種類の配管厚測定装置を準備する必要がなく、製造コストの低減も図れる。
従って、検査対象物である配管の肉厚を、精度よく連続的に測定できる。
The pipe thickness measuring device according to the present invention includes a carriage, an XY table, a rotary table, a plurality of probe mounting bases, an ultrasonic probe, a distance sensor, and a control means. Based on this, the XY table is driven so that the rotation center of the rotary table coincides with the axis of the pipe. Therefore, when measuring the thickness of the pipe, each probe mounting base is rotated in the circumferential direction of the pipe according to the measurement location. Even if it is moved, the moving speed of the ultrasonic probe moving on the inner surface of the pipe can be made substantially constant, and the ultrasonic probe is constantly pressed radially from the axis of the pipe to the inner surface of the pipe. be able to. Furthermore, each probe mounting base is provided so that it can be moved in a pressed state radially outward with respect to the rotation center of the rotary table, so multiple types of pipe thickness measuring devices are prepared according to the inner diameter of the pipe. Therefore, the manufacturing cost can be reduced.
Therefore, the thickness of the pipe as the inspection object can be continuously measured with high accuracy.
また、探触子搭載台が、回転テーブルの回転中心を中央にして、等角度で4台設けられている場合、回転中心を中央にして対向配置される対となる探触子搭載台が、配管の最大内径位置(直径位置)に配置されるので、配管の内面への各探触子搭載台の押圧状態を安定に維持でき、測定精度の更なる向上が図れる。なお、探触子搭載台を等角度で4台設けることにより、回転テーブルの回動角度を90度程度にすることで、配管全周の肉厚測定ができるため、測定時間の短縮も図れる。 In addition, when four probe mounts are provided at an equal angle with the rotation center of the rotary table as the center, a pair of probe mounts opposed to each other with the rotation center as the center are Since it is arranged at the maximum inner diameter position (diameter position) of the pipe, the pressing state of each probe mounting base to the inner surface of the pipe can be stably maintained, and the measurement accuracy can be further improved. In addition, by providing four probe mounting tables at an equal angle, the thickness of the entire circumference of the pipe can be measured by setting the rotation angle of the rotary table to about 90 degrees, so that the measurement time can be shortened.
そして、各探触子搭載台に、この探触子搭載台を配管内の内側に沿って走行させる車輪が設けられている場合、各探触子搭載台が、配管の内面をスムーズに移動できる。これにより、例えば、配管の内壁に生じた凹凸に、探触子搭載台が引っ掛かるという問題等を抑制できるので、測定精度の向上が図れる。
ここで、各探触子搭載台に、超音波探触子と配管の内壁との間に、媒質となる水を供給する水供給口が設けられている場合、配管への超音波の浸透性を良好にでき、測定精度の向上が図れる。
When each probe mounting base is provided with wheels that run the probe mounting base along the inside of the pipe, each probe mounting base can smoothly move on the inner surface of the pipe. . As a result, for example, the problem that the probe mounting base is caught by the unevenness generated on the inner wall of the pipe can be suppressed, so that the measurement accuracy can be improved.
Here, if each probe mounting base is provided with a water supply port for supplying water as a medium between the ultrasonic probe and the inner wall of the pipe, the permeability of the ultrasonic wave to the pipe The measurement accuracy can be improved and the measurement accuracy can be improved.
更に、台車が、直列配置された3台以上の駆動台車と、これを連結するアームを備える連結機構とを有し、各駆動台車がアームにより、配管の対向する二面間の間隔に応じてV字状に突っ張りながら二面間を走行する場合、台車は、様々な幅の配管に対応でき、また配管の材質による影響を受けることなく、配管内を走行できる。
ここで、各駆動台車の車輪にステアリング機構が設けられている場合、例えば、配管内を走行中の台車が傾いても、全車輪を回動(ローリング)させることで、台車の傾きを修正して、回転テーブルの回転中心を配管の軸心に一致させることができる。
Further, the carriage has three or more drive carriages arranged in series and a connection mechanism including an arm for connecting the carriages, and each drive carriage uses the arm according to the interval between two opposing surfaces of the pipe. When traveling between two surfaces while stretching in a V shape, the carriage can accommodate pipes of various widths and can travel within the pipe without being affected by the pipe material.
Here, when the steering mechanism is provided on the wheel of each drive carriage, for example, even if the carriage running in the pipe is inclined, all the wheels are rotated (rolled) to correct the inclination of the carriage. Thus, the rotation center of the rotary table can be matched with the axis of the pipe.
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図1〜図20に示すように、本発明の一実施の形態に係る配管厚測定装置(以下、単に測定装置ともいう)10は、検査対象物である配管10aの肉厚を、精度よく連続的に測定できる装置である。以下、詳しく説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
As shown in FIGS. 1 to 20, a pipe thickness measuring device (hereinafter also simply referred to as a measuring device) 10 according to an embodiment of the present invention continuously and accurately measures the thickness of a
図1〜図3に示すように、配管厚測定装置10は、配管10a内を走行する台車10bと、台車10bの前側に設けられた肉厚測定手段10cとを有している。
台車10bは、それぞれ前後に車輪11、12を備える直列配置された3台の第1〜第3の駆動台車13〜15と、隣り合う第1の駆動台車13と第2の駆動台車14を連結するアーム16、17を備える連結機構18と、隣り合う第2の駆動台車14と第3の駆動台車15を連結するアーム16、17を備える連結機構19とを有し、第1〜第3の駆動台車13〜15がアーム16、17により、配管10aの内径に応じてV字状に突っ張りながら、配管10a内を走行するものである。
なお、本実施の形態においては、測定装置10(台車10b)の前側を第1の駆動台車13側とし、後ろ側を第3の駆動台車15側として、これを測定装置10の前後方向、またこれと直交する方向を左右方向として、以下説明する。
As shown in FIGS. 1 to 3, the pipe
The
In the present embodiment, the front side of the measuring device 10 (
図1(A)、(B)、図2、及び図3に示すように、測定装置10を構成する第1、第3の駆動台車13、15は、第2の駆動台車14の両側(前側と後ろ側)に配置されており、第1、第3の駆動台車13、15の各車輪11、12が、配管10aの内側の下面(一面)20上に押し付けられ、第2の駆動台車14の各車輪11、12が、配管10aの下面20と対向する上面(他面)21上に押し付けられている。
なお、第1の駆動台車13には、前側に肉厚測定手段10cが設けられ、第3の駆動台車15に肉厚測定手段10cは設けられていないが、その構成は略同一であるため、第3の駆動台車15についてのみ説明する。
図4〜図9に示すように、第3の駆動台車15は、各種計測手段(図示しない)が取付け可能な台車本体22と、台車本体22の下方前後に取付けられた車輪11、12とを有し、この第3の駆動台車15と第2の駆動台車14が連結機構19により連結されている。
As shown in FIGS. 1A, 1B, 2 and 3, the first and
The
As shown in FIGS. 4 to 9, the
図1(B)に示すように、各車輪11、12を構成するタイヤ23は、例えばゴム製であり、タイヤ23の接地面の断面形状が、配管10aの下面20及び上面21の断面形状と、実質的に同一形状(円弧状)となっている。なお、タイヤ23は、摩擦抵抗が高い材質であれば、ゴムに限定されず、また、弾力性を有していれば、タイヤの輪郭形状を配管の内面と同一形状にしなくてもよい。
図4、図5(A)、(B)、及び図6(A)〜(C)に示すように、各車輪11、12に取付けられたシャフト24は、正面視して逆U字状となった固定台25に、ベアリング26を介して回転可能に取付けられている。このシャフト24には、駆動用モータ(例えば、DCモータ)27と、この駆動用モータ27の出力を車輪11、12に伝達する伝達手段(減速機)28を有する駆動機構29が接続されている。
As shown in FIG. 1B, the
As shown in FIGS. 4, 5 (A), (B), and FIGS. 6 (A) to (C), the
伝達手段28は、シャフト24の先側に取付けられたウォームホイール30と、ウォームホイール30に螺合するウォームギヤ31と、駆動用モータ27の出力軸に取付けられた平歯車32と、この平歯車32と螺合する平歯車33及びこの平歯車33の出力をウォームギヤ31に伝達するかさ歯車34、35とで構成されている。これにより、伝達手段28のコンパクト化が図られている。なお、駆動機構の構成は、これに限定されるものではない。
このように構成することで、駆動用モータ27からの出力を、伝達手段28を介して車輪11、12に伝達し回転させることができる。このため、第3の駆動台車15に設けられた各車輪11、12は、それぞれ別個独立の駆動機構29によって駆動する。
また、固定台25の上部には、固定台25を台車本体22に回動自在に取付ける回動上部36及び回動下部37が設けられ、その間には、第3の駆動台車15の上下方向に軸心を合わせたウォームホイール38が取付けられている。更に、ウォームホイール38と異なる位置には、固定台25の回動角度を決定するストッパー39が設けられている。
The transmission means 28 includes a
With this configuration, the output from the
In addition, a rotating
図4、図5、及び図7(A)〜(C)に示すように、台車本体22は、間隔を有して対向配置された上板部40と下板部41を有している。
上板部40の前後には、車輪11、12の固定台25の回動上部36が取付けられる貫通孔42が形成され、また下板部41の前後には、固定台25の回動下部37が取付けられる貫通孔43と、固定台25のストッパー39が移動するガイド孔44が形成されている。
ガイド孔44は、7/24円弧状に形成され、ウォームホイール38の軸心回りに回動する固定台25の回動角度を、初期位置(第3の駆動台車15を前後方向へ進行させる位置)から一方側へ15度、かつ他方側へ90度(第3の駆動台車15を左右方向へ進行させる位置)の範囲内にしている。なお、ガイド孔の形状は、これに限定されることなく、例えば、初期位置を中心として±90度とした1/2円弧状(半円弧状)に形成してもよい。
As shown in FIGS. 4, 5, and 7 </ b> A to 7 </ b> C, the carriage
A through
The
上板部40と下板部41の間には、カップリング45を介してウォームギヤ46が取付けられたステアリング用モータ(例えば、DCモータ)47が配置されている。このウォームギヤ46は、固定台25に取付けられたウォームホイール38に螺合する。
また、前側のステアリング用モータ47の軸心は、台車本体22の前後方向に対し傾斜して取付けられ、後ろ側のステアリング用モータ47の軸心は、台車本体22の前後方向と同一方向となるように取付けられている。なお、第1の駆動台車13は、第3の駆動台車15とは前後が逆となっている。
以上に示した固定台25の回動上部36及び回動下部37、ウォームホイール38、ストッパー39、上板部40及び下板部41の貫通孔42、43、ガイド孔44、及びウォームギヤ46が取付けられたステアリング用モータ47で、ステアリング機構が構成されている。
A steering motor (for example, a DC motor) 47 to which a
Further, the axis of the
The upper and lower
各ステアリング機構は、第3の駆動台車15の前後の車輪11、12に個別に設けられ、固定台25のストッパー39をガイド孔44のいずれか一方の端部まで移動させることにより、第3の駆動台車15の進行方向を、その前後方向又は左右方向にする。しかし、例えば、センサーを配置することにより、固定台25の回動角度を任意に調整して、第3の駆動台車15を斜め方向に進行させることもできる。
このように構成することで、ステアリング用モータ47を作動させ、ウォームギヤ46を正転又は逆転させることにより、固定台25を回動させて、第3の駆動台車15の進行方向を変えることができる。
なお、下板部41の上面には、走行する第3の駆動台車15の前後方向の傾きを検出するポテンショメータ(前後方向姿勢検出器の一例)48が設けられている。このポテンショメータ48は、従来公知のものであり、回転リミットなしの単回転ポテンショメータに、やじろべえを取付けて、水平方向に対する傾きを検出するセンサーである。
Each steering mechanism is individually provided on the front and
With this configuration, the
Note that a potentiometer (an example of a front-rear direction attitude detector) 48 that detects the front-rear direction inclination of the traveling
次に、図10〜図15を参照しながら、第2の駆動台車14について説明するが、この第2の駆動台車14は、前記した第3の駆動台車15とは、基本的に同一の構成であるため、同一部材には同一の番号を付し、詳しい説明を省略する。
図10、図11(A)、(B)、及び図12(A)〜(C)から明らかなように、第2の駆動台車14の駆動機構は、第3の駆動台車15に使用した駆動機構29と同一構成となっており、その配置位置のみが異なる。このため、これに応じて、第2の駆動台車14に使用する固定台50が、第3の駆動台車15に使用した固定台25とは、その形状が異なっている。
また、車輪11、12のうち、一方の車輪11のシャフト24にはプーリ51が取付けられ、その上方位置の固定台50には、プーリ52が取付けられたロータリーエンコーダ(距離測定手段)53が取付けられている。これらのプーリ51、52は、プーリベルト54を介して連結されており、これにより、第2の駆動台車14、即ち測定装置10の走行距離を測定可能な構成となっている。
Next, the
As is apparent from FIGS. 10, 11 (A), (B), and FIGS. 12 (A) to (C), the drive mechanism of the
A
図10、図11、及び図13(A)〜(C)から明らかなように、第2の駆動台車14の台車本体22は、第3の駆動台車15に使用した台車本体22と同一構成となっている。
この台車本体22の下板部41の上面には、更に第2の駆動台車14の左右方向の傾きを検出するポテンショメータ(左右方向姿勢検出器の一例)55が設けられている。このポテンショメータ55は、前後方向の傾きを検出するポテンショメータ48と同一構成のものであり、その向きを、ポテンショメータ48と直交する方向にしたものである。
なお、左右方向の傾きを検出するポテンショメータ55は、第2の駆動台車14だけでなく、更に第1の駆動台車13又は第3の駆動台車15のいずれか一方又は双方に設けてもよく、また第2の駆動台車14に設けることなく、第1の駆動台車13又は第3の駆動台車15のいずれか一方又は双方に設けてもよい。
As is clear from FIGS. 10, 11, and 13 (A) to (C), the
On the upper surface of the
The
続いて、第1の駆動台車13と第2の駆動台車14を連結する連結機構18、及び第2の駆動台車14と第3の駆動台車15を連結する連結機構19について説明する。
図1〜図3に示すように、連結機構19は、第3の駆動台車15に取付けられた連結手段60と、第2の駆動台車14に取付けられた連結手段61と、連結手段60と連結手段61とを繋ぐアーム16、17を有している。
まず、図4、図5、図8(A)、(B)、図9(A)、(B)を参照しながら、第3の駆動台車15に取付けられた連結手段60について説明する。
台車本体22の前後方向中央位置、即ち前後の車輪11、12の間には、連結手段60の取付け台62が設けられている。
Next, a
As shown in FIGS. 1 to 3, the
First, the connection means 60 attached to the
A mounting
取付け台62は、台車本体22の下方から、その左右方向を挟み込むように取付けられており、この取付け台62の下部には、台車本体22の幅方向に配置された回転軸(アームの連結部の一例)63が、ベアリング64を介して回動自在に取付けられている。
取付け台62の両側に突出する回転軸63には、それぞれ平歯車65がベアリング66を介して回動可能に設けられ、その先側にねじり角が調整可能なねじりばね(ばね材の一例)67が差し込まれている。更に、回転軸63の両端部には、アーム取付け部68、69を介して、一対のアーム16、17の先側が取付けられている。
このねじりばね67は、その先端(一端)がアーム取付け部68、69の固定部70に取付けられ、基端(他端)が平歯車65の固定部71に取付けられている。なお、常時は、アーム16、17が垂直状態になろうとする方向へ、ねじりばね67の力が作用している。
The mounting
A
The tip (one end) of the
平歯車65には、ばね調整用モータ(例えば、DCモータ)72と、このばね調整用モータ72の出力を平歯車65に伝達する伝達手段(減速機)73が接続されている。
伝達手段73は、ばね調整用モータ72の出力軸に取付けられた平歯車74と、この平歯車74と螺合する平歯車75と、その先側に取付けられたウォームギヤ76と、このウォームギヤ76に螺合するウォームホイール77と、このウォームホイール77が取付けられた回転軸78に設けられた平歯車79を有している。更に、この平歯車79は、前記した各平歯車65に螺合する平歯車80が両側に取付けられ、取付け台62にベアリング81を介して回動可能に設けられた回転軸82の中央部に取付けられた平歯車83に螺合している。なお、伝達手段の構成は、これに限定されるものではない。
The
The transmission means 73 includes a
これにより、伝達手段73をコンパクトにできると共に、1つのばね調整用モータ72からの出力を、各ねじりばね67に減速させて伝達できる。
また、ウォームホイール77が取付けられた回転軸78の先側には、平歯車84が取付けられ、この平歯車84に螺合する平歯車85に取付けられたポテンショメータ(角度検出器の一例)86により、ねじりばね67のねじり角を検出している。
このように構成することで、ばね調整用モータ(例えば、DCモータ)72からの出力を、伝達手段73を介してねじりばね67に伝達させ、ポテンショメータ86による検出値を確認しながら、ねじりばね67のねじり角を調整する。そして、ねじりばね67に加える力を強める又は弱めることで、第3の駆動台車15を配管10aの内面に所定の押圧力で押し付けることができる。
Thereby, the transmission means 73 can be made compact, and the output from one
Further, a
With this configuration, the output from the spring adjustment motor (for example, DC motor) 72 is transmitted to the
続いて、図10、図11、図14(A)、(B)、及び図15(A)、(B)を参照しながら、第2の駆動台車14に取付けられた連結手段61について説明する。
台車本体22の前後方向中央位置、即ち前後の車輪11、12の間には、連結手段61の取付け台90が設けられている。
取付け台90は、台車本体22の下方から、その左右方向を挟み込むように取付けられており、この取付け台90の下部には、台車本体22の幅方向に配置された回転軸(アームの連結部の一例)91が、ベアリングを介して回動自在に取付けられている。
取付け台90の両側に突出する回転軸91には、それぞれ平歯車93がベアリング94を介して回動可能に設けられ、その先側にねじり角が調整可能なねじりばね(ばね材の一例)95が差し込まれている。更に、回転軸91の両端部には、アーム取付け部96、97を介して、一対のアーム16、17の先側が取付けられている。
このねじりばね95は、その先端(一端)がアーム取付け部96、97の固定部98に取付けられ、基端(他端)が平歯車93の固定部99に取付けられている。なお、常時は、アーム16、17が垂直状態になろうとする方向へ、ねじりばね95の力が作用している。
Subsequently, the connecting means 61 attached to the
A mounting
The mounting
A
The tip (one end) of the
平歯車93には、ばね調整用モータ(例えば、DCモータ)100と、このばね調整用モータ100の出力を平歯車93に伝達する伝達手段(減速機)101が接続されている。
伝達手段101は、ばね調整用モータ100の出力軸に取付けられた平歯車102と、この平歯車102と螺合する平歯車103と、その先側に取付けられたウォームギヤ104と、このウォームギヤ104に螺合するウォームホイール105と、このウォームホイール105が取付けられた回転軸106に設けられた平歯車107を有している。この平歯車107は、平歯車108が両側に取付けられ、取付け台90にベアリング109を介して回動可能に設けられた回転軸110の中央部に取付けられた平歯車111に螺合している。更に、回転軸110の両側に設けられた平歯車108には、取付け台90に回転可能に設けられた各平歯車112が螺合し、この各平歯車112が前記した各平歯車93に螺合する。なお、伝達手段の構成は、これに限定されるものではない。
The
The transmission means 101 includes a
これにより、伝達手段101をコンパクトにできると共に、1つのばね調整用モータ100からの出力を、各ねじりばね95に伝達できる。
また、ウォームホイール105が取付けられた回転軸106の先側には、プーリ113が取付けられ、その上方位置の取付け台90には、プーリ114が取付けられたポテンショメータ(角度検出器の一例)115が取付けられている。これらのプーリ113、114は、プーリベルト116を介して連結されており、これにより、ねじりばね95のねじり角を検出している。
このように構成することで、ばね調整用モータ(例えば、DCモータ)100からの出力を、伝達手段101を介してねじりばね95に伝達させ、ポテンショメータ115による検出値を確認しながら、ねじりばね95のねじり角を調整する。
Thereby, the transmission means 101 can be made compact, and the output from one
A
With this configuration, the output from the spring adjustment motor (for example, DC motor) 100 is transmitted to the
次に、第2の駆動台車14と第1の駆動台車13を連結する連結機構18について説明する。なお、図1〜図3に示すように、連結機構18は、第1の駆動台車13に取付けられた連結手段60と、第2の駆動台車14に取付けられた連結手段120と、連結手段60と連結手段120とを繋ぐアーム16、17を有しているため、連結手段120についてのみ説明する。
取付け台90の下部には、回転軸91と間隔を有して平行に配置された回転軸(アームの連結部の一例)121が、ベアリング122を介して回動自在に取付けられている。
取付け台90の両側に突出する回転軸121には、それぞれ平歯車123がベアリング124を介して回動可能に設けられ、その先側にねじり角が調整可能なねじりばね(ばね材の一例)125が差し込まれている。更に、回転軸121の両端部には、アーム取付け部126、127を介して、一対のアーム16、17の先側が取付けられている。
Next, a
A rotating shaft (an example of an arm connecting portion) 121 disposed in parallel with a space from the rotating
A
このねじりばね125は、その先端(一端)がアーム取付け部126、127の固定部128に取付けられ、基端(他端)が平歯車123の固定部129に取付けられている。なお、常時は、アーム16、17が垂直状態になろうとする方向へ、ねじりばね125の力が作用している。なお、この各平歯車123は、連結手段61を構成する平歯車93に螺合している。
このように構成することで、ばね調整用モータ100からの出力を、伝達手段101を介してねじりばね95に伝達させることで、ばね調整用モータ100からの出力がねじりばね125にも伝達し、ポテンショメータ115による検出値を確認しながら、ねじりばね95、125のねじり角を調整する。なお、ねじりばね125のねじり角を調整する機構を、別個に設けてもよい。
そして、ねじりばね95及びねじりばね125に加える力を強める又は弱めることで、第2の駆動台車14を配管10aの内面に所定の押圧力で押し付けることができる。
The tip (one end) of the
With this configuration, by transmitting the output from the
Then, by increasing or decreasing the force applied to the
以上に示したように、本実施の形態では、測定装置の台車を、3台の駆動台車で構成する場合について説明したが、4台以上の駆動台車で構成してもよい。
このとき、各駆動台車がアームにより、配管の対向する二面間の間隔に応じてV字状に突っ張っていれば、各駆動台車の配置位置は特に限定されない。例えば、駆動台車が4台の場合、両側に配置された駆動台車を一方側の面に押し付けるならば、その間に配置された2台の駆動台車を他方側の面に押し付けてもよく、また、各駆動台車を二面に交互にジグザグ状に配置してもよい。
なお、対向面は平行であることが好ましいが、測定装置が対向面間で突っ張ることができるならば、対向面が平行でない場合、例えば、測定装置の進行方向へ向けて、対向面間の距離が徐々に狭くなる場合、又は広くなる場合についても、測定装置を適用できる。
As described above, in the present embodiment, the case where the bogie of the measuring apparatus is configured by three driving carts has been described, but the measuring device may be configured by four or more driving carts.
At this time, as long as each driving carriage is stretched in an V shape by the arm according to the interval between the two opposing surfaces of the pipe, the arrangement position of each driving carriage is not particularly limited. For example, in the case of four drive trolleys, if the drive trolleys arranged on both sides are pressed against one surface, two drive trolleys arranged between them may be pressed against the other surface, You may arrange | position each drive trolley on two surfaces alternately at zigzag form.
The facing surfaces are preferably parallel, but if the measuring device can be stretched between the facing surfaces, if the facing surfaces are not parallel, for example, the distance between the facing surfaces toward the traveling direction of the measuring device. The measuring device can also be applied to the case where the voltage gradually narrows or widens.
また、測定装置の台車の構成は、上記した構成に限定されるものではなく、例えば、各駆動台車の配管の内面への押付けに、ねじりばねを使用することなく、所定の突っ張り力が発生するように、各駆動台車の速度を制御することもできる。
更に、測定装置の台車は、上記したV字状に突っ張る台車に限定されるものではなく、配管の肉厚測定を実施できる台車であれば、例えば、配管の内面に吸着しながら自走可能なマグネット車輪を備えた台車を使用することもできる。
従って、配管厚測定装置は、磁性を有する金属で構成された配管内のみならず、他の材質、例えば、磁性を有しない金属、セラミックス、プラスチック、又はゴムで構成された配管内も走行できるため、配管の材質による影響を受けることなく、各種配管の肉厚測定を行うことができる。
In addition, the configuration of the bogie of the measuring device is not limited to the above-described configuration. For example, a predetermined tension force is generated without using a torsion spring for pressing the inner surface of the pipe of each drive bogie. In this way, the speed of each drive carriage can be controlled.
Furthermore, the bogie of the measuring device is not limited to the bogie that stretches in the V shape described above, and can be self-propelled while adsorbing to the inner surface of the pipe, for example, as long as the bogie can measure the thickness of the pipe. A cart with magnet wheels can also be used.
Therefore, the pipe thickness measuring device can travel not only in a pipe made of a metal having magnetism but also in a pipe made of another material, for example, a metal having no magnetism, ceramics, plastic, or rubber. The thickness of various pipes can be measured without being affected by the pipe material.
次に、図1(A)、(B)、図2、図3、及び図16〜図20を参照しながら、第1の駆動台車13に設けられた肉厚測定手段10cについて説明する。
肉厚測定手段10cは、XYテーブル130、回転テーブル131、複数の探触子搭載台132、超音波探触子133、スライド式のポテンショメータ(距離センサーの一例)134、及び図示しない制御基板(制御手段の一例)を有している。なお、肉厚測定手段10cのXYテーブル130は、台車10bを構成する第1の駆動台車13の前端部に設けられているが、台車10bを構成する第3の駆動台車15の後端部に設けることもできる。
図1(A)、(B)、図2、図3、及び図16〜図18に示すように、XYテーブル130は、配管10aの軸心に対して直交する方向に向いて設けられ、第1の駆動台車13の台車本体22の前端部に取付け固定される取付け部材135と、この取付け部材135に対して(台車10bの)上下方向に移動するY方向移動部材136と、このY方向移動部材136に対して(台車10bの)左右方向に移動するX方向移動部材137とを有している。
Next, the thickness measuring means 10c provided in the
The thickness measuring means 10c includes an XY table 130, a rotary table 131, a plurality of
As shown in FIGS. 1A, 1B, 2, 3 and 16 to 18, the XY table 130 is provided in a direction orthogonal to the axis of the
取付け部材135は、後ろ側(基側)に、台車本体22の前端部に取付け固定される取付け板138が設けられ、前側(先側)に、Y方向移動部材136をY方向に移動可能に取付ける断面凹状のスライドガイド139が設けられている。
取付け板138には、Y方向駆動用モータ(例えば、DCモータ)140と、このY方向駆動用モータ140の出力を、Y方向移動部材136に伝達する伝達部(減速機)141を備えたY方向駆動機構142とが設けられている。この伝達部141は、取付け部材135とY方向移動部材136を接続するラック機構(図示しない)と、このラック機構にY方向駆動用モータ140の出力を伝達するかさ歯車143、144、ウォームギヤ145、及びウォームホイール146で構成されている。なお、Y方向駆動機構の構成は、これに限定されるものではない。
The
The mounting
Y方向移動部材136は、後ろ側に、取付け部材135のスライドガイド139に移動可能に取付けられるスライド部147が設けられ、前側に、X方向移動部材137をX方向に移動可能に取付ける断面凹状のスライドガイド148が設けられている。
スライドガイド148には、X方向駆動用モータ(例えば、DCモータ)149と、このX方向駆動用モータ149の出力を、X方向移動部材137に伝達する伝達部(減速機)150を備えたX方向駆動機構151が設けられている。この伝達部150は、Y方向移動部材136とX方向移動部材137を接続するラック機構(図示しない)と、このラック機構にX方向駆動用モータ149の出力を伝達する平歯車152、153、ウォームギヤ154、及びウォームホイール155で構成されている。なお、X方向駆動機構の構成は、これに限定されるものではない。
The Y-
The
X方向移動部材137は、後ろ側に、Y方向移動部材136のスライドガイド148に移動可能に取付けられるスライド部156が設けられ、このスライド部156の前側に、移動架台157が取付け固定されている。
以上の構成により、Y方向駆動用モータ140を駆動させてY方向移動部材136を移動させ、またX方向駆動用モータ149を駆動させてX方向移動部材137を移動させることで、移動架台157を、取付け部材135に対してX方向又はY方向のいずれか一方又は双方に調整移動できる。
移動架台157の前側には、円筒状の回転テーブル131が、その回転中心を、Y方向移動部材136及びX方向移動部材137の移動方向に対して直交する方向となるように、軸受け(図示しない)を介して回転可能に取付けられている。
The
With the above configuration, the Y-
On the front side of the moving
また、移動架台157には、回転駆動用モータ(例えば、DCモータ)158と、この回転駆動用モータ158の出力を、回転テーブル131に伝達する伝達部(減速機)159を備えた回転駆動機構160が設けられている。この伝達部159は、回転駆動用モータ158の出力を伝達する平歯車161、162、ウォームギヤ163、ウォームホイール164、平歯車165、及び回転テーブル131の外周部に形成された多数のギヤ歯166で構成されている。このギヤ歯166は、回転テーブル131の前側部に設けられた拡幅部167に形成されている。なお、回転駆動機構の構成は、これに限定されるものではない。
従って、回転駆動用モータ158からの出力を、伝達部159を介して回転テーブル131に伝達することで、回転テーブル131を移動架台157に対して回転させることができる。
Further, the
Therefore, by transmitting the output from the
図1(A)、(B)、図2、図3、及び図16〜図19に示すように、回転テーブル131の取付け部168には、回転テーブル131の回転中心を基準として、複数の探触子搭載台132が設けられている。なお、ここでは、探触子搭載台132は、回転テーブル131の回転中心を中央にして放射状に、等角度で4台設けられている。
各探触子搭載台132は、拡縮機構169と押圧機構170を介して、回転テーブル131に取付け固定されている。
図16及び図19に示すように、拡縮機構169は、間隔を有して平行で、かつ配管10aの半径方向に配置された2本のガイドロッド171と、各ガイドロッド171の長手方向両端部(基端部と先端部)に取付け固定された固定板部172、173と、2つの固定板部172、173間をガイドロッド171に沿って移動可能に設けられた移動板部174とを有している。
As shown in FIGS. 1A, 1 B, 2, 3, and 16 to 19, the mounting
Each
As shown in FIGS. 16 and 19, the expansion /
ガイドロッド171の基側に取付け固定された固定板部172は、回転テーブル131の取付け部168に取付け固定されている。
また、ガイドロッド171の基側に取付け固定された固定板部172と、先側に取付け固定された固定板部173と、移動板部174には、すべりねじ部材175が設けられている。このすべりねじ部材175は、ねじ溝が軸周囲に形成され、2本のガイドロッド171とは間隔を有して平行に配置されたすべりねじ176と、このねじ溝に係合するねじ溝が内周部に形成されたすべりねじ用ナット177で構成されている。すべりねじ用ナット177は、移動板部174に取付け固定され、すべりねじ176は移動板部174を貫通して、すべりねじ176の先端部は固定板部173に、また、すべりねじ176の基端部は固定板部172に、それぞれ回転可能に取付けられている。
これにより、すべりねじ176を回転させることで、移動板部174は2つの固定板部172、173間を移動できる。
The fixed
In addition, a sliding
Accordingly, by rotating the
また、ガイドロッド171の基側に取付け固定された固定板部172には、移動板部駆動用モータ(例えば、DCモータ)178と、この移動板部駆動用モータ178の出力を、すべりねじ176に伝達する伝達部(減速機)179を備えた移動板部駆動機構180が設けられている。この伝達部179は、移動板部駆動用モータ178の出力を伝達するかさ歯車181、182、ウォームギヤ183、及びすべりねじ176の基端部に取付け固定されたウォームホイール184で構成されている。なお、移動板部駆動機構の構成は、これに限定されるものではない。
これにより、移動板部駆動用モータ178からの出力を、伝達部179を介してすべりねじ176に伝達することで、移動板部174をガイドロッド171に沿って移動させることができる。
Further, a fixed
Thereby, the moving
押圧機構170は、移動板部174に取付け固定された断面L字状の固定台185と、この固定台185に探触子搭載台132を取付けるための2本の支持ロッド186とを有している。なお、固定台185は、その前側下部が前方へ突出した状態となるように、後ろ側上部が移動板部174に取付け固定されている。
2本の支持ロッド186は、間隔を有して平行に、しかも前記した各ガイドロッド171とも間隔を有して平行となるように、固定台185の前側下部を貫通した状態で設けられ、その先部は、探触子搭載台132の幅方向両側にねじ187によって回動可能に取付けられ、その基部は、固定板188に取付け固定されている。また、固定台185から探触子搭載台132側へ突出した各支持ロッド186の部分は、圧縮ばね189内に挿通され、探触子搭載台132を固定台185から離れる方向に付勢している。
これにより、配管10aの半径方向(回転テーブル131の回転中心と直交する方向)に配置される各ガイドロッド171及び各支持ロッド186によって、各探触子搭載台132は、配管10aの半径方向外側に、押圧状態で移動可能に設けられる。
The
The two
As a result, each
固定台185と固定板188は、ポテンショメータ134で接続され、固定台185と固定板188との距離、即ち探触子搭載台132の固定台185に対する距離(回転テーブル131の回転中心からの距離に対応)が、測定可能になっている。
この探触子搭載台132には、配管10a内の内側に沿って走行する4つの車輪190が設けられ、しかも配管10aの肉厚を測定する従来公知の超音波探触子133が搭載されている。更に、各探触子搭載台132には、超音波探触子133と配管10aの内壁との間に、媒質となる水を供給する水供給口(図示しない)が設けられている。この車輪190と水供給口は、上記したように各探触子搭載台132に設けることが好ましいが、必要に応じて設けなくてもよい。
The fixed
The
以上に示したY方向駆動機構142のY方向駆動用モータ140、X方向駆動機構151のX方向駆動用モータ149、回転駆動機構160の回転駆動用モータ158、及び移動板部駆動機構180の移動板部駆動用モータ178等の駆動は、台車10b(例えば、各第1〜第3の駆動台車13〜15の台車本体22上)に設けられた制御基板により制御される。また、各ポテンショメータ134の測定値も、制御基板に送信される。
これにより、各ポテンショメータ134からの測定値に基づき、制御基板によって、Y方向駆動用モータ140とX方向駆動用モータ149を駆動させることができる。従って、XYテーブル130によって、移動架台157をX、Y方向に調整移動でき、この移動架台157に設けられた回転テーブル131の回転中心位置を、配管10aの軸心位置に一致させることができる。
Movement of the Y-
Thereby, based on the measured value from each
ここで、回転テーブル131の回転中心位置を、配管10aの軸心位置に一致させる方法を、以下に説明する。なお、拡縮機構169による移動板部174の位置決めは、全ての移動板部174で同一(回転テーブル131の回転中心を基準として同一位置)とするため、ここでは考慮しない。
まず、4つのポテンショメータ134により、4台の各探触子搭載台132について、図20に示すように、回転テーブル131の回転中心からの距離の変位、即ちdL、dR、dA、及びdBを測定する。ここで、式(1)に示す関係式を用いることにより、上記した距離の変位dL、dR、dA、dBから、配管10aの軸心位置(原点)に対する回転テーブル131の回転中心位置のずれxp、ypが得られる。なお、角度θは、正面視して(配管10aを軸方向に見て)、x軸とy軸に対する、対向配置される探触子搭載台132を結ぶ線の傾斜角度である。
Here, a method of matching the rotation center position of the
First, as shown in FIG. 20, the displacement of the distance from the rotation center of the rotary table 131, that is, d L , d R , d A , and Measure B. Here, by using the relational expression shown in Expression (1), the center of rotation of the
そこで、上記したずれxp、ypが「0」となるように、制御基板によって、XYテーブル130を移動させる。
これにより、回転テーブル131の回転中心位置を、配管10aの軸心位置に一致させることができる。
Therefore, as the above-mentioned displacement x p, y p is "0", the control board, to move the XY table 130.
Thereby, the rotation center position of the
続いて、本発明の一実施の形態に係る配管厚測定装置10の使用方法について、図1(A)、(B)、図2、及び図3を参照しながら説明する。
まず、測定装置10を配管10a近傍で組み立てる。
この組み立てに際しては、図4に示す第1、第3の駆動台車13、15のアーム取付け部68、69に取付けられたアーム16、17の先側を、図10に示す第2の駆動台車14のアーム取付け部96、97、126、127に差し込み、第1〜第3の駆動台車13〜15を、図1に示すように、直列状態に配置する。このとき、第1〜第3の駆動台車13〜15は、各車輪11、12がそれぞれ配管10aの半径方向外側を向くように配置されている。
Then, the usage method of the pipe
First, the measuring
In this assembly, the front sides of the
なお、ここでは、測定装置10の台車10bを構成する第1の駆動台車13の前端部に、肉厚測定手段10cを取付けているが、台車10bを構成する第3の駆動台車15の後端部に、肉厚測定手段10cを取付けることもできる。更に、台車10bを構成する第1〜第3の駆動台車13〜15の台車本体22には、その使用用途に応じて、各種計測手段、例えば、カメラ(撮像手段)、渦流センサー、レーザ距離計(スキャニング可能)、マニピュレータ(異物の回収)、洗浄手段、研磨手段、及び溶接手段のいずれか1又は2以上を取付けることもできる。
そして、この測定装置10に、図示しない電力供給用ケーブル及び制御用ケーブルを接続し、例えば、使用者がコンピュータにより制御可能な状態にすると共に、測定装置10からの各種情報(制御基板の情報)がコンピュータに入力可能な状態にする。なお、測定装置を構成する駆動台車のいずれか1又は2以上にバッテリーを取付け、無線による遠隔操作を行うこともできる。
Here, the thickness measuring means 10c is attached to the front end of the
Then, a power supply cable and a control cable (not shown) are connected to the measuring
準備が整った後は、測定装置10を配管10a内に配置し、更に第1〜第3の駆動台車13〜15の配管10a内面への押圧力を調整する。
台車10bの押圧力は、第1〜第3の駆動台車13〜15にそれぞれ設けたポテンショメータ86、115の検出値を確認しながら、各ばね調整用モータ72、100を個別に作動させて調整する。この押圧力の調整は、例えば、測定装置10が垂直状態の配管10a内を走行する際に落下しない程度に、ねじりばね67、95、125に力が加わるように行う。
これにより、第1〜第3の駆動台車13〜15は、アーム16、17により、対向する二面(下面20と上面21)間に側面視してV字状に突っ張ることができる。
After the preparation is completed, the measuring
The pressing force of the
Thus, the first to
また、台車10bの押圧力を調整した後は、各探触子搭載台132の配管10a内面への押圧力を調整する。
各探触子搭載台132の押圧力は、回転テーブル131の回転中心位置が、配管10aの軸心位置近傍となるように、Y方向駆動用モータ140とX方向駆動用モータ149を駆動させ、XYテーブル130によって移動架台157をX、Y方向に調整移動した後に調整する。この押圧力の調整は、例えば、配管10aの内径が変化しても、圧縮ばね189により、各探触子搭載台132が配管10a内面に接触した状態を維持できる程度となるように、移動板部174の位置を調整する。なお、各移動板部174の位置は、回転テーブル131の回転中心を基準として同一位置にする。
これにより、各探触子搭載台132は、配管10a内面への接触状態を維持できる。
Further, after adjusting the pressing force of the
The pressing force of each
Thereby, each
このように、各探触子搭載台132の押圧力を調整した後、回転テーブル131の回転中心位置を、配管10aの軸心位置に一致させる。
この調整は、前記した式(1)の関係式から、配管10aの軸心位置に対する回転テーブル131の回転中心位置のずれxp、ypを求め、このずれxp、ypが「0」となるように、制御基板によって、XYテーブル130を移動させることで行う。なお、この調整は、配管10aの肉厚測定を行う前に、予め行うことが好ましいが、肉厚測定の開始と共に行ってもよい。
これにより、回転テーブル131の回転中心位置を、配管10aの軸心位置に一致させることができる。
Thus, after adjusting the pressing force of each
This adjustment, from the relational expression of Formula (1), displacement x p of the rotation center position of the
Thereby, the rotation center position of the
そして、第1〜第3の駆動台車13〜15を同期運転し、測定装置10の台車10bを走行させながら、肉厚測定手段10cの超音波探触子133で、配管10aの肉厚測定を行う。
ここで、台車10bを構成する第1〜第3の駆動台車13〜15は、それぞれ独立して運転できるため、例えば、同期運転させることなく、第1〜第3の駆動台車13〜15の走行(前進又は後退)、停止、又は速度の制御を個別に行うことで、測定装置10の走行を制御してもよい。また、特定の駆動台車の走行と停止、又は前進と後退を切り替えることと、ねじりばね67、95、125による突っ張り力の調整とを連動させることにより、配管10a内での突っ張り力をコントロールすることが可能である。
And the thickness measurement of the
Here, since the 1st-3rd drive trolley 13-15 which comprises the trolley |
これにより、測定装置10が湾曲した配管10a内を通過するに際しても、測定装置10は配管10a内を滑ることなく走行できる。なお、このように、湾曲した配管10a内を通過する場合、突っ張り力が低下する恐れがあるが、各ばね調整用モータ72、100は個別に制御できる。このため、第1〜第3の駆動台車13〜15ごとに、第1〜第3の駆動台車13〜15に対するアーム16、17の角度制御を独立して実施でき、測定装置10が一定の突っ張り力を保つことが可能となる。
なお、測定装置10の台車10bを構成する第1〜第3の駆動台車13〜15の各車輪11、12を、ステアリング機構により回動させることで、例えば、測定装置10のその場での回転走行又は螺旋走行が可能になり、マンホール又はバルブなどの障害物を避けて走行することが可能である。
Thereby, even when the measuring
In addition, by rotating each
また、配管10aの肉厚測定に際しては、台車10bが、その進行方向に移動(例えば、1〜10mm)と停止を繰返すように制御し、停止した時点で、回転駆動用モータ158を駆動させ、回転テーブル131を移動架台157に対して、0(初期位置)〜90度の範囲で回動させる。これにより、配管10aの全周の肉厚を測定できる。
なお、配管10aの肉厚測定は、これに限定されるものではなく、台車10bを走行させながら、回転テーブル131を移動架台157に対し回動させて、行ってもよい。
上記した方法で、配管10aの肉厚測定を行うと、配管10aの内径の変化等で、回転テーブル131の回転中心位置が、配管10aの軸心位置からずれる場合がある。そこで、このような場合は、4つのポテンショメータ134からの測定値に基づき、制御基板により、XYテーブル130を駆動して、回転テーブル131の回転中心位置を、配管10aの軸心位置に一致させながら、配管10aの肉厚測定を行う。
Further, when measuring the thickness of the
The thickness measurement of the
When the thickness of the
以上のことから、本願発明の配管厚測定装置10を使用することで、3次元的に張り巡らされた配管10a内を自由に移動し、内部から超音波で連続的に、配管10aの全面の厚さを測定できる。また、測定データから、傷や減肉の形状や分布が簡単に認識できる。
なお、配管10aの周方向の肉厚測定位置は、例えば、台車10b(第1〜第3の駆動台車13〜15)に設けられたジャイロセンサー(加速度センサー又は重力センサーともいう)と、回転テーブル131に設けられたロータリーエンコーダ(角度検出器)により、検出できる。
また、配管10aの軸方向(配管厚測定装置10の進行方向)の肉厚測定位置(測定装置10の走行距離)は、台車10b(ここでは、第2の駆動台車14に取付けられたロータリーエンコーダ53)により、検出できる。
From the above, by using the pipe
The thickness measurement position in the circumferential direction of the
Further, the thickness measurement position (travel distance of the measuring device 10) in the axial direction of the
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の配管厚測定装置を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
また、前記実施の形態においては、探触子搭載台を、回転テーブルの回転中心を中央にして、等角度で4台設けた場合について説明したが、等角度又は異なる角度で、2台、3台、又は5台以上設けてもよい。この場合、回転テーブルの回転中心の位置調整は、探触子搭載台の台数に応じて行う。
As described above, the present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the configuration described in the above embodiment, and the matters described in the scope of claims. Other embodiments and modifications conceivable within the scope are also included. For example, the case where the pipe thickness measuring device of the present invention is configured by combining a part or all of the above-described embodiments and modifications is also included in the scope of the right of the present invention.
In the above-described embodiment, the case where four probe mounting bases are provided at equal angles with the rotation center of the rotary table as the center has been described. You may provide a stand or 5 or more. In this case, the position of the rotation center of the rotary table is adjusted according to the number of probe mounting bases.
10:配管厚測定装置、10a:配管、10b:台車、10c:肉厚測定手段、11、12:車輪、13:第1の駆動台車、14:第2の駆動台車、15:第3の駆動台車、16、17:アーム、18、19:連結機構、20:下面、21:上面、22:台車本体、23:タイヤ、24:シャフト、25:固定台、26:ベアリング、27:駆動用モータ、28:伝達手段、29:駆動機構、30:ウォームホイール、31:ウォームギヤ、32、33:平歯車、34、35:かさ歯車、36:回動上部、37:回動下部、38:ウォームホイール、39:ストッパー、40:上板部、41:下板部、42、43:貫通孔、44:ガイド孔、45:カップリング、46:ウォームギヤ、47:ステアリング用モータ、48:ポテンショメータ(前後方向姿勢検出器)、50:固定台、51、52:プーリ、53:ロータリーエンコーダ、54:プーリベルト、55:ポテンショメータ(左右方向姿勢検出器)、60、61:連結手段、62:取付け台、63:回転軸(連結部)、64:ベアリング、65:平歯車、66:ベアリング、67:ねじりばね(ばね材)、68、69:アーム取付け部、70、71:固定部、72:ばね調整用モータ、73:伝達手段、74、75:平歯車、76:ウォームギヤ、77:ウォームホイール、78:回転軸、79、80:平歯車、81:ベアリング、82:回転軸、83〜85:平歯車、86:ポテンショメータ(角度検出器)、90:取付け台、91:回転軸(連結部)、93:平歯車、94:ベアリング、95:ねじりばね(ばね材)、96、97:アーム取付け部、98、99:固定部、100:ばね調整用モータ、101:伝達手段、102、103:平歯車、104:ウォームギヤ、105:ウォームホイール、106:回転軸、107、108:平歯車、109:ベアリング、110:回転軸、111、112:平歯車、113、114:プーリ、115:ポテンショメータ(角度検出器)、116:プーリベルト、120:連結手段、121:回転軸(連結部)、122:ベアリング、123:平歯車、124:ベアリング、125:ねじりばね(ばね材)、126、127:アーム取付け部、128、129:固定部、130:XYテーブル、131:回転テーブル、132:探触子搭載台、133:超音波探触子、134:ポテンショメータ(距離センサー)、135:取付け部材、136:Y方向移動部材、137:X方向移動部材、138:取付け板、139:スライドガイド、140:Y方向駆動用モータ、141:伝達部、142:Y方向駆動機構、143、144:かさ歯車、145:ウォームギヤ、146:ウォームホイール、147:スライド部、148:スライドガイド、149:X方向駆動用モータ、150:伝達部、151:X方向駆動機構、152、153:平歯車、154:ウォームギヤ、155:ウォームホイール、156:スライド部、157:移動架台、158:回転駆動用モータ、159:伝達部、160:回転駆動機構、161、162:平歯車、163:ウォームギヤ、164:ウォームホイール、165:平歯車、166:ギヤ歯、167:拡幅部、168:取付け部、169:拡縮機構、170:押圧機構、171:ガイドロッド、172、173:固定板部、174:移動板部、175:すべりねじ部材、176:すべりねじ、177:すべりねじ用ナット、178:移動板部駆動用モータ、179:伝達部、180:移動板部駆動機構、181、182:かさ歯車、183:ウォームギヤ、184:ウォームホイール、185:固定台、186:支持ロッド、187:ねじ、188:固定板、189:圧縮ばね、190:車輪 10: Piping thickness measuring device, 10a: Piping, 10b: Cart, 10c: Wall thickness measuring means, 11, 12: Wheel, 13: First driving cart, 14: Second driving cart, 15: Third driving Cart, 17, 17: Arm, 18, 19: Coupling mechanism, 20: Lower surface, 21: Upper surface, 22: Cart body, 23: Tire, 24: Shaft, 25: Fixed base, 26: Bearing, 27: Motor for driving , 28: transmission means, 29: drive mechanism, 30: worm wheel, 31: worm gear, 32, 33: spur gear, 34, 35: bevel gear, 36: rotating upper part, 37: rotating lower part, 38: worm wheel , 39: stopper, 40: upper plate portion, 41: lower plate portion, 42, 43: through hole, 44: guide hole, 45: coupling, 46: worm gear, 47: steering motor, 48: potentiometer (Front / rear direction detector), 50: fixed base, 51, 52: pulley, 53: rotary encoder, 54: pulley belt, 55: potentiometer (left / right direction detector), 60, 61: connecting means, 62: mounting base 63: Rotating shaft (connecting portion), 64: Bearing, 65: Spur gear, 66: Bearing, 67: Torsion spring (spring material), 68, 69: Arm mounting portion, 70, 71: Fixed portion, 72: Spring Adjustment motor, 73: transmission means, 74, 75: spur gear, 76: worm gear, 77: worm wheel, 78: rotating shaft, 79, 80: spur gear, 81: bearing, 82: rotating shaft, 83-85: Spur gear, 86: Potentiometer (angle detector), 90: Mounting base, 91: Rotating shaft (connecting part), 93: Spur gear, 94: Bearing, 95: Torsion spring (spring material) 96, 97: Arm attachment portion, 98, 99: Fixed portion, 100: Spring adjusting motor, 101: Transmission means, 102, 103: Spur gear, 104: Worm gear, 105: Worm wheel, 106: Rotating shaft, 107, 108: Spur gear, 109: Bearing, 110: Rotating shaft, 111, 112: Spur gear, 113, 114: Pulley, 115: Potentiometer (angle detector), 116: Pulley belt, 120: Connecting means, 121: Rotating shaft (Connecting portion), 122: bearing, 123: spur gear, 124: bearing, 125: torsion spring (spring material), 126, 127: arm mounting portion, 128, 129: fixed portion, 130: XY table, 131: rotation Table, 132: Probe mounting base, 133: Ultrasonic probe, 134: Potentiometer (distance sensor), 135: mounting member, 136: Y direction moving member, 137: X direction moving member, 138: mounting plate, 139: slide guide, 140: Y direction driving motor, 141: transmission portion, 142: Y direction driving mechanism, 143 144: Bevel gear, 145: Worm gear, 146: Worm wheel, 147: Slide part, 148: Slide guide, 149: Motor for X direction drive, 150: Transmission part, 151: X direction drive mechanism, 152, 153: Flat Gears, 154: worm gear, 155: worm wheel, 156: slide part, 157: moving base, 158: motor for rotation drive, 159: transmission part, 160: rotation drive mechanism, 161, 162: spur gear, 163: worm gear, 164: Worm wheel, 165: Spur gear, 166: Gear teeth, 167: Widening part, 168: Attaching part, 169: Expansion / contraction mechanism, 170: Pressing mechanism, 171: Guide rod, 172, 173: Fixed plate part, 174: Moving plate part, 175: Sliding screw member, 176: Sliding screw, 177: Sliding screw nut, 178: Motor for driving moving plate portion, 179: Transmission portion, 180: Moving plate portion driving mechanism, 181, 182: Bevel gear, 183: Worm gear, 184: Worm wheel, 185: Fixing base, 186: Support rod, 187: Screw, 188: Fixed plate, 189: Compression spring, 190: Wheel
Claims (6)
前記台車の前端部又は後端部に設けられ、前記配管の軸心に対して直交する方向に向いて設けられたXYテーブルと、
前記XYテーブルによってX、Y方向に調整移動される移動架台に設けられた回転テーブルと、
前記回転テーブルの回転中心を基準として、半径方向外側に押圧状態で移動可能に設けられた複数の探触子搭載台と、
前記各探触子搭載台に搭載され、前記配管の肉厚を測定する超音波探触子と、
前記各探触子搭載台の前記回転中心からの距離を測定する距離センサーと、
前記各距離センサーからの測定値に基づき、前記XYテーブルを駆動して前記回転テーブルの回転中心を前記配管の軸心に一致させる制御手段とを有することを特徴とする配管厚測定装置。 A dolly that travels in the pipe that is the inspection object;
An XY table provided at a front end portion or a rear end portion of the carriage and provided in a direction orthogonal to the axis of the pipe;
A rotary table provided on a moving base that is adjusted and moved in the X and Y directions by the XY table;
A plurality of probe mounts provided so as to be movable in a pressed state radially outward with respect to the rotation center of the rotary table;
An ultrasonic probe mounted on each of the probe mounting bases and measuring the thickness of the pipe;
A distance sensor for measuring a distance from the rotation center of each probe mounting base;
A pipe thickness measuring apparatus comprising: a control unit configured to drive the XY table based on a measurement value from each distance sensor so that a rotation center of the rotary table coincides with an axis of the pipe.
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