JP2014048183A - Gap measuring device, method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、原子力プラントにおける伝熱管表面と振れ止め金具との隙間計測のように、管内挿型のプローブを用いて管の外周面から対象物までの距離を計測する隙間計測装置、方法、及びプログラムに関するものである。 The present invention relates to a gap measuring device and method for measuring a distance from an outer peripheral surface of a pipe to an object using a pipe insertion type probe, for example, as in a gap measurement between a heat transfer pipe surface and a steady rest fitting in a nuclear power plant. , And programs.
原子力プラントに用いられる熱交換器においては、胴の内側に多数の伝熱管が密集して配置されており、伝熱管の内部を流れる一次冷却材と伝熱管の外側を流れる二次冷却材との間で熱交換が行われる。
熱交換器において、伝熱管頂上付近の逆U字状の曲管部には、二次冷却材の流れにより生じる伝熱管の振動を抑制するために、例えば、V字型をした振れ止め金具(AVB)が挿入されている(例えば、特許文献1、2参照)。
この振れ止め金具は、各伝熱管の列間に挿入されていることから、各伝熱管は、管を挟んで対向する位置から2本の振れ止め金具によって支持されていることとなる。
In a heat exchanger used in a nuclear power plant, a large number of heat transfer tubes are densely arranged inside a trunk, and a primary coolant flowing inside the heat transfer tube and a secondary coolant flowing outside the heat transfer tube are arranged. Heat exchange takes place between them.
In the heat exchanger, an inverted U-shaped curved pipe near the top of the heat transfer tube has, for example, a V-shaped steadying bracket (in order to suppress vibration of the heat transfer tube caused by the flow of the secondary coolant ( AVB) is inserted (see, for example,
Since this steady-state fitting is inserted between the rows of the heat transfer tubes, each heat transfer tube is supported by two steady-state fittings from a position facing each other across the tube.
ところで、振れ止め金具と伝熱管の表面とは接していることが望ましく、両者の間に許容範囲以上の隙間が生じているか否かを確認する必要がある。これは、許容範囲以上の隙間が生じていると、二次冷却材の流れによる伝熱管の振動により、振れ止め金具との摩擦が生じ、伝熱管の減肉等を招くからである。 By the way, it is desirable that the steady rest metal fitting and the surface of the heat transfer tube are in contact with each other, and it is necessary to confirm whether or not a gap exceeding the allowable range is generated between them. This is because if the gap exceeds the allowable range, friction with the steady-state fitting occurs due to vibration of the heat transfer tube due to the flow of the secondary coolant, leading to thinning of the heat transfer tube and the like.
従来、伝熱管と振れ止め金具との隙間計測方法として、特許文献1、2に開示される方法が知られている。
特許文献1には、伝熱管内に挿入した超音波探触子を伝熱管の中心軸からオフセットして位置させ、振れ止め金具の支持面に直交する超音波が出る角度で、超音波を伝熱管の内面に入射させることにより、隙間を計測する方法が開示されている。
特許文献2には、伝熱管内周面に沿って回転自在な測定プローブを用いることにより、隙間を計測することが開示されている。
Conventionally, methods disclosed in
In
ところで、熱交換器の伝熱管については、製造時や保守点検時において、き裂・損傷検査が行われる。このき裂・損傷検査には、一般的に高速探傷が可能で、曲管部への挿入性に優れるボビンコイル型の渦電流探傷プローブ(以下「ボビンコイル型プローブ」という。)が用いられる。
したがって、振れ止め金具の隙間計測についても、ボビンコイル型プローブを用いることができれば、き裂・損傷検査で取得した検査信号を流用することができ、隙間計測のための検査を別途行う必要がなく、検査時間を大幅に短縮することができる。
By the way, about the heat exchanger tube of a heat exchanger, a crack and damage inspection are performed at the time of manufacture or a maintenance inspection. For this crack / damage inspection, a bobbin coil type eddy current flaw probe (hereinafter referred to as a “bobbin coil type probe”) that can generally perform high-speed flaw detection and is excellent in insertion into a bent tube portion is used.
Therefore, if the bobbin coil type probe can be used for the clearance measurement of the steady rest metal fitting, the inspection signal acquired in the crack / damage inspection can be diverted, and there is no need to separately perform an inspection for the clearance measurement, Inspection time can be greatly shortened.
しかしながら、ボビンコイル型プローブは、導線を円筒状プローブの周方向に巻回してECTコイルを形成しているため、伝熱管の周方向における分解能を持たない。したがって、一般的に知られている、ボビンコイル型プローブによって取得された検査信号の振幅から検量線を用いて隙間量を計測しようとすると、以下の理由により、十分な計測精度が得られないという問題があった。 However, since the bobbin coil type probe forms an ECT coil by winding a conducting wire in the circumferential direction of the cylindrical probe, it does not have resolution in the circumferential direction of the heat transfer tube. Therefore, when the gap amount is measured using the calibration curve from the amplitude of the inspection signal acquired by the generally known bobbin coil probe, sufficient measurement accuracy cannot be obtained due to the following reason. was there.
図13から図15は、伝熱管20と伝熱管20を挟んで両側から支持する振れ止め金具21a、21bとの位置関係((a)参照)、ボビンコイル型プローブ23によって得られた検査信号((b)参照)、及び検査信号の振幅に基づいて検出される隙間量Y(=α+β)((c)参照)をそれぞれ比較して示した図である。
図13(a)、図14(a)、図15(a)において、αは振れ止め金具21aと伝熱管20の外周面との隙間量、βは振れ止め金具21bと伝熱管の外周面との隙間量、Yは隙間量αとβとの和を示しており、何れの図においてもY(=α+β)の値が同じとなるように、振れ止め金具21a、21bが配置されている。
FIGS. 13 to 15 show the positional relationship between the
13 (a), 14 (a), and 15 (a), α is the amount of clearance between the
図13(a)に示すように、振れ止め金具21aと21bとが伝熱管20を挟んで対向配置され、かつ、隙間量αとβとに偏りがない場合(α=βの場合)、検査信号の振幅A1は隙間量Yに応じた値となり(図13(b)参照)、比較的正確な隙間量Y1を計測することができる(図13(c)参照)。
As shown in FIG. 13 (a), when the
これに対し、図14(a)に示すように、振れ止め金具21aと21bとが伝熱管20の軸線方向に沿ってずれて配置されている場合には、図14(b)に示すように、検査信号の振幅A2は、図13(b)に示した検査信号の振幅A1に比べて小さくなる(A2<A1)。従って、この場合には、図14(c)に示されるように、振幅A2から得られる隙間量Y2は、隙間量Y1よりも大きくなり、隙間量が過大評価されてしまう。
On the other hand, as shown in FIG. 14 (a), when the
また、図15(a)に示すように、振れ止め金具21aと21bとが対向配置されているものの、隙間量αとβとに偏りがある場合には、図15(b)に示すように、検査信号の振幅A3は、図13(b)に示した検査信号の振幅A1に比べて大きくなる(A3>A1)。従って、この場合には、図15(c)に示されるように、振幅A3から得られる隙間量Y3は隙間量Y1よりも小さくなり、隙間量が過小評価されてしまう。
Further, as shown in FIG. 15 (a), when the
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的の一つは、管の軸線方向に対象物がずれて配置されている場合に、その位置ずれに起因する計測誤差を低減することのできる隙間計測装置、方法、及びプログラムを提供することである。
また、他の目的は、複数の対象物間において、各対象物と管の外周面との隙間量に偏りがあった場合に、その隙間量の偏りによる計測誤差を低減することのできる隙間計測装置、方法、及びプログラムを提供することである。
The present invention has been made in view of such circumstances, and one of the purposes thereof is a measurement error caused by the displacement when the object is displaced in the axial direction of the tube. It is to provide a gap measuring device, method, and program capable of reducing the above.
Another object is to measure gaps that can reduce measurement errors due to deviations in gaps between multiple objects when gaps between each object and the outer peripheral surface of the pipe are biased. An apparatus, method, and program are provided.
本発明は、管の外周面から管の周方向に沿って配置された複数の対象物までの距離の和を隙間量として計測する隙間計測装置であって、前記管の周方向における分解能を持たない渦電流探傷プローブを前記管の軸線に沿って走査したときの検査信号を取得する信号取得手段と、前記検査信号の振幅積分値を算出する特徴量算出手段と、振幅積分値と隙間量とが予め関連付けられた第1情報を用いて、前記特徴量算出手段によって算出された振幅積分値に対応する隙間量を決定する隙間量決定手段とを具備する隙間計測装置を提供する。 The present invention is a gap measuring device that measures the sum of distances from the outer peripheral surface of a pipe to a plurality of objects arranged along the circumferential direction of the pipe as a gap amount, and has a resolution in the circumferential direction of the pipe. A signal acquisition unit that acquires an inspection signal when a non-eddy current flaw detection probe is scanned along the axis of the tube, a feature amount calculation unit that calculates an amplitude integral value of the inspection signal, an amplitude integral value, and a gap amount Is provided with a gap amount determining unit that determines a gap amount corresponding to the amplitude integral value calculated by the feature amount calculating unit using the first information associated with.
このような構成によれば、管の周方向における分解能を持たない渦電流探傷プローブを管の軸線に沿って走査したときの検査信号が信号取得手段によって取得され、この検査信号の振幅積分値が特徴量算出手段により算出され、この振幅積分値に基づいて隙間量が隙間量決定手段によって決定される。
ここで、振幅積分値は、後述するように、管の軸線方向における対象物の位置ずれの影響を受けないため、管の軸線方向に対象物がずれて位置していた場合でも、位置ずれによる測定誤差を低減することができる。これにより、対象物までの距離測定の精度を向上させることが可能となる。
According to such a configuration, the inspection signal when the eddy current flaw detection probe having no resolution in the circumferential direction of the tube is scanned along the axis of the tube is acquired by the signal acquisition means, and the amplitude integral value of the inspection signal is The gap amount is calculated by the feature amount calculation means, and the gap amount is determined by the gap amount determination means based on the amplitude integral value.
Here, since the amplitude integral value is not affected by the positional deviation of the object in the axial direction of the tube, as will be described later, even if the target is displaced in the axial direction of the pipe, it is caused by the positional deviation. Measurement error can be reduced. Thereby, it becomes possible to improve the precision of the distance measurement to a target object.
上記隙間計測装置は、前記信号取得手段によって取得された検査信号において、前記対象物が存在し得る軸線方向の計測対象範囲を設定する計測対象範囲設定手段と、前記検査信号から前記計測対象範囲に該当する検査信号を抽出する信号抽出手段とを有し、前記算出手段は、前記信号抽出手段によって抽出された検査信号を用いて前記振幅積分値を算出することとしてもよい。 In the inspection signal acquired by the signal acquisition unit, the gap measuring device includes a measurement target range setting unit that sets a measurement target range in an axial direction in which the object can exist, and a measurement target range from the inspection signal to the measurement target range. Signal extraction means for extracting a corresponding inspection signal, and the calculation means may calculate the integrated amplitude value using the inspection signal extracted by the signal extraction means.
このように、信号取得手段によって取得された検査信号を全て用いるのではなく、その検査信号の中から計測対象範囲に該当する検査信号を抽出し、抽出した検査信号のみを対象として振幅積分値を算出して、隙間量を検出することとしてもよい。このように、対象物が存在し得る軸線方向における範囲を特定することで、隙間量の計測に用いる信号量を限定するので、誤差を低減させることが可能となる。 In this way, not all the inspection signals acquired by the signal acquisition means are used, but the inspection signals corresponding to the measurement target range are extracted from the inspection signals, and the amplitude integral value is obtained only for the extracted inspection signals. It is good also as calculating and detecting the amount of gaps. Thus, by specifying the range in the axial direction in which the object can exist, the amount of signal used for the measurement of the gap amount is limited, so that the error can be reduced.
上記隙間計測装置において、前記信号取得手段による信号取得のサンプリング幅が一定である場合に、前記算出手段は、前記振幅積分値に代えて振幅積算値を算出し、前記隙間量決定手段は、前記第1情報に代えて、振幅積算値と隙間量とが予め対応付けられた第2情報を用いて、前記算出手段によって算出された振幅積算値に対応する隙間量を決定することとしてもよい。 In the gap measurement device, when the sampling width of signal acquisition by the signal acquisition unit is constant, the calculation unit calculates an amplitude integration value instead of the amplitude integration value, and the gap amount determination unit Instead of the first information, the gap information corresponding to the amplitude integrated value calculated by the calculating means may be determined using second information in which the amplitude integrated value and the gap amount are associated in advance.
振幅積算値は、振幅積分値と同様に、管の軸線方向に対する対象物の位置ずれの影響を受けないため、管の軸線方向に対象物がずれて位置していた場合でも、位置ずれによる測定誤差を低減することができる。これにより、対象物までの距離測定の精度を向上させることが可能となる。 The integrated amplitude value, like the integrated amplitude value, is not affected by the displacement of the object in the axial direction of the tube, so even if the object is displaced in the axial direction of the tube, the measurement based on the displacement is performed. The error can be reduced. Thereby, it becomes possible to improve the precision of the distance measurement to a target object.
上記隙間計測装置において、前記算出手段は、前記振幅積分値に代えて、予め設定されている一定区間長の平均振幅値を算出し、前記隙間量決定手段は、前記第1情報に代えて、一定区間長の平均振幅値と隙間量とが予め対応付けられた第3情報を用いて、前記算出手段によって算出された一定区間長の平均振幅値に対応する隙間量を決定することとしてもよい。 In the gap measurement device, the calculation means calculates an average amplitude value of a predetermined fixed section length instead of the amplitude integral value, and the gap amount determination means replaces the first information, The gap amount corresponding to the average amplitude value of the fixed section length calculated by the calculation unit may be determined using the third information in which the average amplitude value of the fixed section length and the gap amount are associated in advance. .
一定区間長の平均振幅値は、振幅積分値と同様に、管の軸線方向に対する対象物の位置ずれの影響を受けないため、管の軸線方向に対象物がずれて位置していた場合でも、位置ずれによる測定誤差を低減することができる。これにより、対象物までの距離測定の精度を向上させることが可能となる。 The average amplitude value of a certain section length is not affected by the positional deviation of the object with respect to the axial direction of the tube, similarly to the integral value of the amplitude, so even if the target object is displaced in the axial direction of the pipe, Measurement errors due to misalignment can be reduced. Thereby, it becomes possible to improve the precision of the distance measurement to a target object.
本発明は、管の外周面から管の周方向に沿って配置された複数の対象物までの距離を計測する隙間計測装置であって、周方向における分解能がない渦電流探傷プローブを前記管の軸線に沿って走査したときに、互いに異なる複数の励磁周波数により得られた、複数の検査信号を取得する信号取得手段と、各前記検査信号において、振幅または位相に関する複数の特徴量をそれぞれ算出する特徴量算出手段と、複数の前記特徴量と各前記対象物までの距離とが予め関連付けられた第4情報を有し、前記第4情報と前記特徴量算出手段によって算出された各特徴量とを用いて、前記管の外周面から各前記対象物までの距離または該距離の合計を得る隙間量決定手段とを具備する隙間計測装置を提供する。 The present invention is a gap measuring device for measuring the distance from an outer peripheral surface of a tube to a plurality of objects arranged in the circumferential direction of the tube, and an eddy current flaw detection probe having no resolution in the circumferential direction is provided on the tube. When scanning along the axis, signal acquisition means for acquiring a plurality of inspection signals obtained by a plurality of different excitation frequencies, and a plurality of feature quantities related to amplitude or phase are calculated for each of the inspection signals. A feature amount calculation unit, and a plurality of feature amounts and fourth information in which distances to the objects are associated in advance, and the fourth information and each feature amount calculated by the feature amount calculation unit And a gap amount determining means for obtaining a distance from the outer peripheral surface of the pipe to each of the objects or a total of the distances.
本発明によれば、互いに異なる励磁周波数により得られた複数の検査信号を用いて特徴量をそれぞれ算出し、それらの特徴量を予め用意された第4情報に用いることで隙間量を得る。励磁周波数が異なれば、距離に対する減衰率が異なることから、隙間量と振幅との関係はそれぞれ独立した特性を示すこととなる。したがって、このような距離に対する減衰率が異なる複数の検査信号を用いることにより、周方向に沿って配置された各対象物と管の外周面までの距離に偏りが生じている場合でも、その隙間量の偏りによる影響をあまり受けずに、隙間量を得ることができる。 According to the present invention, a feature amount is calculated using a plurality of inspection signals obtained at different excitation frequencies, and the feature amount is used for fourth information prepared in advance to obtain a gap amount. When the excitation frequency is different, the attenuation rate with respect to the distance is different, so that the relationship between the gap amount and the amplitude shows independent characteristics. Therefore, by using a plurality of inspection signals having different attenuation rates with respect to such distances, even when the distance between each object arranged along the circumferential direction and the outer peripheral surface of the pipe is uneven, the gap It is possible to obtain the gap amount without being greatly affected by the amount deviation.
本発明は、管の外周面から管の周方向に沿って配置された複数の対象物までの距離の和を隙間量として計測する隙間計測方法であって、前記管の周方向における分解能を持たない渦電流探傷プローブを前記管の軸線に沿って走査したときの検査信号を取得し、前記検査信号の振幅積分値を算出し、振幅積分値と隙間量とが予め関連付けられた第1情報を用いて、前記振幅積分値に対応する隙間量を決定する隙間計測方法を提供する。 The present invention is a gap measurement method for measuring a sum of distances from an outer peripheral surface of a pipe to a plurality of objects arranged in the circumferential direction of the pipe as a gap amount, and has a resolution in the circumferential direction of the pipe. An inspection signal obtained by scanning a non-eddy current flaw detection probe along the axis of the tube is obtained, an amplitude integrated value of the inspection signal is calculated, and first information in which the amplitude integrated value and the gap amount are associated in advance is obtained. And a gap measuring method for determining a gap amount corresponding to the amplitude integral value.
上記隙間計測方法は、前記検査信号のサンプリング幅が一定である場合において、前記振幅積分値に代えて振幅積算値を算出し、前記第1情報に代えて、振幅積算値と隙間量とが予め対応付けられた第2情報を用いて、前記振幅積算値に対応する隙間量を決定することとしてもよい。 In the gap measuring method, when the sampling width of the inspection signal is constant, the amplitude integrated value is calculated instead of the amplitude integrated value, and the amplitude integrated value and the gap amount are previously calculated instead of the first information. A gap amount corresponding to the integrated amplitude value may be determined using the second information associated with the second information.
上記隙間計測方法は、前記振幅積分値に代えて、予め設定されている一定区間長の平均振幅値を算出し、一定区間長の平均振幅値と隙間量とが予め対応付けられた第3情報を用いて、前記一定区間長の平均振幅値に対応する隙間量を決定することとしてもよい。 In the gap measurement method, instead of the amplitude integral value, a predetermined average amplitude value of a certain section length is calculated, and the third information in which the average amplitude value of the certain section length is associated with the gap amount in advance. May be used to determine the gap amount corresponding to the average amplitude value of the certain section length.
本発明は、管の外周面から管の周方向に沿って配置された複数の対象物までの距離を計測する隙間計測方法であって、周方向における分解能がない渦電流探傷プローブを前記管の軸線に沿って走査したときに、互いに異なる複数の励磁周波数により得られた、複数の検査信号を取得し、各前記検査信号において、振幅または位相に関する複数の特徴量をそれぞれ算出し、複数の前記特徴量と各前記対象物までの距離とが予め関連付けられた第4情報を有し、前記第4情報と各前記特徴量とを用いて、前記管の外周面から各前記対象物までの距離または該距離の合計を得る隙間計測方法を提供する。 The present invention is a gap measurement method for measuring the distance from the outer peripheral surface of a tube to a plurality of objects arranged along the circumferential direction of the tube, and an eddy current flaw detection probe having no resolution in the circumferential direction is provided on the tube. When scanning along the axis, obtain a plurality of inspection signals obtained by a plurality of different excitation frequencies, respectively, and in each of the inspection signals, calculate a plurality of feature quantities related to amplitude or phase, respectively, A feature amount and a distance to each target object have fourth information associated in advance, and the distance from the outer peripheral surface of the tube to each target object using the fourth information and each feature amount. Alternatively, a gap measuring method for obtaining the sum of the distances is provided.
本発明は、管の外周面から管の周方向に沿って配置された複数の対象物までの距離の和を隙間量として計測する隙間計測をコンピュータに実行させるための隙間計測プログラムであって、前記管の周方向における分解能を持たない渦電流探傷プローブを前記管の軸線に沿って走査したときの検査信号を取得する処理と、前記検査信号の振幅積分値を算出する処理と、振幅積分値と隙間量とが予め関連付けられた第1情報を用いて、前記振幅積分値に対応する隙間量を決定する処理と含む隙間計測プログラムを提供する。 The present invention is a gap measurement program for causing a computer to execute a gap measurement that measures the sum of distances from a peripheral surface of a pipe to a plurality of objects arranged along the circumferential direction of the pipe as a gap amount, A process of obtaining an inspection signal when an eddy current flaw detection probe having no resolution in the circumferential direction of the tube is scanned along the axis of the tube, a process of calculating an amplitude integral value of the inspection signal, and an amplitude integral value And a gap measurement program including processing for determining a gap amount corresponding to the amplitude integral value using first information in which a gap amount and a gap amount are associated in advance.
上記隙間計測プログラムは、前記検査信号のサンプリング幅が一定である場合において、前記振幅積分値に代えて振幅積算値を算出する処理と、前記第1情報に代えて、振幅積算値と隙間量とが予め対応付けられた第2情報を用いて、前記振幅積算値に対応する隙間量を決定する処理とを含むこととしてもよい。 When the sampling width of the inspection signal is constant, the gap measurement program includes a process for calculating an amplitude integrated value instead of the amplitude integrated value, an amplitude integrated value and a gap amount instead of the first information. May include a process of determining a gap amount corresponding to the integrated amplitude value using the second information previously associated.
上記隙間計測プログラムは、前記振幅積算値に代えて、予め設定されている一定区間長の平均振幅値を算出する処理と、一定区間長の平均振幅値と隙間量とが予め対応付けられた第3情報を用いて、前記一定区間長の平均振幅値に対応する隙間量を決定する処理とを含んでいてもよい。 In the gap measurement program, instead of the integrated amplitude value, a process for calculating a preset average amplitude value of a certain section length, an average amplitude value of a certain section length, and a gap amount are associated in advance. 3 information may be used to determine a gap amount corresponding to the average amplitude value of the certain section length.
本発明は、管の外周面から管の周方向に沿って配置された複数の対象物までの距離を計測する隙間計測をコンピュータに実行させるための隙間計測プログラムであって、周方向における分解能がない渦電流探傷プローブを前記管の軸線に沿って走査したときに、互いに異なる複数の励磁周波数により得られた、複数の検査信号を取得する処理と、各前記検査信号において、振幅または位相に関する複数の特徴量をそれぞれ算出する処理と、複数の前記特徴量と各前記対象物までの距離とが予め関連付けられた第4情報を有し、前記第4情報と各前記特徴量とを用いて、前記管の外周面から各前記対象物までの距離または該距離の合計を得る処理とを含む隙間計測プログラムを提供する。 The present invention is a gap measurement program for causing a computer to execute gap measurement for measuring the distance from the outer peripheral surface of a pipe to a plurality of objects arranged along the circumferential direction of the pipe, and having a resolution in the circumferential direction. A process for obtaining a plurality of inspection signals obtained by a plurality of different excitation frequencies when a non-eddy current flaw detection probe is scanned along the axis of the tube, and a plurality of amplitude or phase in each of the inspection signals A plurality of feature amounts and distances to the respective objects are pre-associated with each other, and using the fourth information and each feature amount, And a clearance measurement program including a process of obtaining a distance from the outer peripheral surface of the pipe to each of the objects or a sum of the distances.
本発明によれば、管の周方向における分解能を持たない渦電流探傷プローブを用いて、管の周方向に沿って配置された複数の対象物と管の外周面との隙間量を計測する場合に、その計測精度を向上させることができるという効果を奏する。 According to the present invention, when an eddy current flaw detection probe having no resolution in the circumferential direction of the tube is used to measure the amount of clearance between a plurality of objects arranged along the circumferential direction of the tube and the outer peripheral surface of the tube In addition, the measurement accuracy can be improved.
以下に、本発明に係る隙間計測装置及び方法並びにプログラムを原子力プラントにおける伝熱管と該伝熱管を支持する振れ止め金具との間の隙間量を検出する場合に適用したときの実施形態について、図面を参照して説明する。
なお、本発明の隙間計測装置及び方法並びにプログラムは、以下に詳述する伝熱管と振れ止め金具との間の隙間量を検出する際に適用される他、管の外周面から管の周方向に沿って配置された複数の対象物までの距離を計測する場合に広く適用されるものである。
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a gap measuring device, method, and program according to the present invention applied to a case where a gap amount between a heat transfer tube in a nuclear power plant and a steady metal fitting supporting the heat transfer tube is detected. Will be described with reference to FIG.
The gap measuring device, method and program according to the present invention are applied when detecting the gap amount between the heat transfer tube and the steady rest described in detail below, and from the outer circumferential surface of the tube to the circumferential direction of the tube. It is widely applied when measuring the distance to a plurality of objects arranged along the line.
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態に係る隙間計測装置1のハードウェア構成の一例を示した図である。図1に示すように、本実施形態に係る隙間計測装置1は、コンピュータシステム(計算機システム)であり、CPU(中央演算処理装置)2、RAM(Random Access Memory)等の主記憶装置3、補助記憶装置4、キーボードやマウス等からなる入力装置5、データを表示する表示装置6、外部の機器と通信を行うことにより情報の授受を行う通信装置7などを備えている。これら各部は、バス8を介して互いに接続されている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a
補助記憶装置4は、コンピュータ読取可能な記録媒体であり、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等である。この補助記憶装置4には、各種プログラム(例えば、隙間計測プログラム)が格納されており、CPU2が補助記憶装置4から主記憶装置3にプログラムを読み出し、実行することにより種々の処理を実現させる。
The auxiliary storage device 4 is a computer-readable recording medium, such as a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, or a semiconductor memory. Various programs (for example, a gap measurement program) are stored in the auxiliary storage device 4, and the
図2は、隙間計測装置1が備える機能を展開して示した機能ブロック図である。図2に示すように、隙間計測装置1は、信号取得部11、計測対象範囲設定部12、信号抽出部13、前処理部14、特徴量算出部15、及び隙間量決定部16を主な構成として備えている。
FIG. 2 is a functional block diagram showing the functions provided in the
信号取得部11は、伝熱管の周方向における分解能を持たない渦電流探傷プローブを伝熱管の軸線に沿って走査したときの検査信号を取得する。ここで、伝熱管の周方向における分解能を持たない渦電流探傷プローブとしては、ボビンコイル型プローブが挙げられる。例えば、原子力プラントの製造時や定期点検時における伝熱管のき裂・損傷検査がボビンコイル型プローブを用いて行われたような場合には、その検査において得られた探傷信号が信号取得部11に入力されることとしてもよい。また、伝熱管のき裂・損傷検査の検査信号を流用するのではなく、隙間計測のために別途試験を行い、そのときの検査信号を信号取得部11に入力することとしてもよい。
The
計測対象範囲設定部12は、信号取得部11によって取得された検査信号において、管の軸線方向における計測対象範囲を設定する。
ここで、伝熱管の軸線方向における振れ止め金具の支持位置は既知の位置情報に基づいて対応する信号上の位置を特定する構造物位置認識機能により位置を特定してもよいし、分析者が手動で信号上の位置を特定してもよい。この位置情報に基づいて計測対象範囲が決定される。また、振れ止め金具の支持位置は、管の軸線方向に対してずれている場合が想定されるため、計測対象範囲は、最大のずれ量を見込んで十分な長さで、かつ、隣接する他の構造物信号に達しない長さに設定されることが好ましい。また、特に、1対の振れ止め金具のみを検査範囲として計測したような場合は、計測対象範囲として検査信号の全ての範囲を設定することとしてもよい。
The measurement target
Here, the support position of the steady rest fitting in the axial direction of the heat transfer tube may be specified by a structure position recognition function that specifies the position on the corresponding signal based on the known position information, or the analyst may You may specify the position on a signal manually. A measurement target range is determined based on the position information. In addition, since the support position of the steady rest metal fitting is assumed to be deviated with respect to the axial direction of the pipe, the measurement target range is long enough to allow for the maximum amount of deviation, and other adjacent It is preferable to set the length not to reach the structure signal. In particular, when only one pair of steady rests is measured as the inspection range, the entire range of the inspection signal may be set as the measurement target range.
信号抽出部13は、信号取得部11によって取得された検査信号から計測対象範囲に該当する範囲の検査信号を抽出する。
前処理部14は、信号抽出部13によって抽出された検査信号に対して前処理を行う。前処理の一例として、ゼロ点補正、ドリフト除去処理などが挙げられる。これらの処理は、有意信号がない範囲の検査信号をゼロに設定するための処理である。
The
The preprocessing
以下、前処理の一例について図3から図5を参照して説明する。図3から図5に示されるグラフにおいて、縦軸は検査信号値、横軸は時間、換言すると、伝熱管の軸線方向における位置を示している。 Hereinafter, an example of the preprocessing will be described with reference to FIGS. In the graphs shown in FIGS. 3 to 5, the vertical axis represents the inspection signal value, the horizontal axis represents time, in other words, the position of the heat transfer tube in the axial direction.
〔前処理1〕
図3に示すように、前処理適用前の検査信号V1(L)において、有意信号がない2点(P1、P2)を特定し、その2点を通る直線V0(L)を算出する。そして、前処理適用前の検査信号V1(L)から直線V0(L)を差し引くことにより、前処理後の検査信号V(L)を得る。
[Pretreatment 1]
As shown in FIG. 3, in the inspection signal V1 (L) before application of preprocessing, two points (P1, P2) having no significant signal are specified, and a straight line V0 (L) passing through the two points is calculated. Then, the inspection signal V (L) after the preprocessing is obtained by subtracting the straight line V0 (L) from the inspection signal V1 (L) before the preprocessing application.
〔前処理2〕
図4に示すように、前処理適用前の検査信号V1(L)にメディアンフィルタをかけることにより検査信号V2(L)を得、この検査信号V2(L)を前処理適用前の検査信号V1(L)から差し引くことにより、前処理後の検査信号V(L)を得る。このとき、メディアンフィルタの窓幅は、想定される振れ止め金具の軸方向における長さよりも十分長い幅とする。
[Pretreatment 2]
As shown in FIG. 4, a test signal V2 (L) is obtained by applying a median filter to a test signal V1 (L) before application of preprocessing, and this test signal V2 (L) is used as a test signal V1 before application of preprocessing. By subtracting from (L), the pre-processed inspection signal V (L) is obtained. At this time, the window width of the median filter is sufficiently longer than the assumed length of the steady rest in the axial direction.
〔前処理3〕
更に、前処理適用前の検査信号V1(L)が図5に示すように、自己比較方式の信号、すなわち、極性がマイナスとプラスの両方に振れる信号であった場合には、上述の前処理1または2の方法を用いてドリフト除去を行った後に、マイナスの信号をプラスになるように反転させる。なお、通常、自己比較型のセンサ間隔は微小欠陥検出に適した距離に設定されており、振れ止め金具信号のように軸方向に長い信号は全体が保存されない配置になっている。絶対比較型の信号と自己比較型の信号のどちらでも使用可能な場合は、絶対比較型の信号を検査信号として用いるとよい。
[Pretreatment 3]
Further, as shown in FIG. 5, when the inspection signal V1 (L) before the preprocessing is applied is a self-comparison signal, that is, a signal whose polarity shifts to both negative and positive, the above preprocessing is performed. After performing drift removal using the
なお、上述した前処理は、後述する特徴量算出部15による積算処理が行われる前であればよく、例えば、信号取得部11の直後に行われることとしてもよい。処理の順序は、前処理の方法に応じて適切な順序を選択するのが望ましい。例えば、前処理が〔前処理1〕の場合、計測対象区間ごとに個別に前処理をする必要があるため、計測対象区間設定後に実施する。〔前処理2〕の場合は、メディアンフィルタの窓幅は予め決められており、対象区間の周辺信号を含んで処理する方が境界での不連続性の影響を受けずに、より適切な処理ができるため、信号取得直後に行う方が適している。
The preprocessing described above may be performed before integration processing by the feature
特徴量算出部15は、前処理適用後の検査信号の振幅を積分し、特徴量として振幅積分値を算出する。ここで、図6に、伝熱管20の軸線方向における同じ位置に2つの振れ止め金具21a、21bが配置されていた場合、換言すると、2つの振れ止め金具21a、21bに伝熱管20の軸線方向における位置ずれが生じていなかった場合における検査信号V1a,V1b、及びその振幅積分値S1の概念図を示す。また、図7に、2つの振れ止め金具21a,21bが伝熱管20の軸線方向においてずれて配置されていた場合における検査信号V2a、V2b、及びその振幅積分値S2の概念図を示す。
The feature
図6及び図7において、伝熱管20の外周面から振れ止め金具21a、21bまでの隙間量α、βは同じである(α=β)。図6及び図7において、信号V1a及びV2aは、振れ止め金具21aのみが設けられ、振れ止め金具21bについては設けられていない場合に得られる信号、信号V1b及びV2bは、振れ止め金具21aが設けられておらず、振れ止め金具21bのみが設けられている場合に得られる信号、信号V1ab及び信号V2abは、振れ止め金具21a及び振れ止め金具21bがともに設けられている場合に得られる検査信号を示している。振れ止め金具21a及び振れ止め金具21bがともに設けられている場合に得られる検査信号は、振れ止め金具21aのみが設けられている場合に得られる検査信号と振れ止め金具21bのみが設けられている場合に得られる検査信号を加算した信号にほぼ等しい信号となる。
6 and 7, the gap amounts α and β from the outer peripheral surface of the
図6、図7に示すように、隙間量Y(=α+β)が同じであっても、振れ止め金具21a、21bの相対的な位置関係に応じて、検査信号V1aと検査信号V1bとを加算した信号に略等しい検査信号V1abの振幅ピーク値A1と、検査信号V2aと検査信号V2bとを加算した信号に略等しい検査信号V2abの振幅ピーク値A2とは異なる(A2<A1)。しかし、検査信号V1abの振幅積分値S1と検査信号V2abの振幅積分値S2とは、隙間量Y(=α+β)の値が同じであれば、位置ずれの有無に関係なく、同じ値となる(図6、図7においてS1=S2)。 As shown in FIGS. 6 and 7, even if the gap amount Y (= α + β) is the same, the inspection signal V1a and the inspection signal V1b are added according to the relative positional relationship between the steady rests 21a and 21b. The amplitude peak value A1 of the inspection signal V1ab substantially equal to the obtained signal is different from the amplitude peak value A2 of the inspection signal V2ab substantially equal to the signal obtained by adding the inspection signal V2a and the inspection signal V2b (A2 <A1). However, the amplitude integrated value S1 of the inspection signal V1ab and the amplitude integrated value S2 of the inspection signal V2ab have the same value regardless of whether or not there is a positional deviation if the value of the gap amount Y (= α + β) is the same ( 6 and 7, S1 = S2).
すなわち、振れ止め金具21aに関する検査信号V1a,V2aの振幅積分値及び振れ止め金具21bに関する検査信号V1b,V2bの振幅積分値をそれぞれS0とした場合、以下の(1)式に示すように、位置ずれが生じていない場合の振幅積分値S1及び位置ずれが生じている場合の振幅積分値S2は、いずれもS0の2倍の値となる。 In other words, when the amplitude integrated value of the inspection signals V1a and V2a related to the steady-state fitting 21a and the amplitude integrated value of the inspection signals V1b and V2b related to the steady-state fitting 21b are set to S0, as shown in the following formula (1), The amplitude integral value S1 when there is no deviation and the amplitude integral value S2 when there is a position deviation are both twice the value of S0.
S1=S2=2×S0 (1) S1 = S2 = 2 × S0 (1)
このように、図6及び図7から、振幅積分値S1,S2は位置ずれの影響を受けずに、隙間量Y(=α+β)に応じた値を示すことがわかる。従って、振幅積分値を用いて隙間量を評価することにより、位置ずれの影響を受けずに、精度よく隙間量Y(α+β)を推定することができる。 As described above, it can be seen from FIGS. 6 and 7 that the amplitude integral values S1 and S2 show values corresponding to the gap amount Y (= α + β) without being affected by the positional deviation. Therefore, by evaluating the gap amount using the amplitude integral value, the gap amount Y (α + β) can be accurately estimated without being affected by the positional deviation.
特徴量算出部15(図2参照)は、具体的には、以下の(2)式により振幅積分値Sを得る。 Specifically, the feature amount calculation unit 15 (see FIG. 2) obtains the amplitude integral value S by the following equation (2).
(2)式において、L1は計測対象範囲設定部12によって設定された計測対象範囲の開始位置、L2は計測対象範囲の終了位置である。V(L)は、前処理適用後の検査信号、ΔLはサンプリング幅である。
In equation (2), L1 is the start position of the measurement target range set by the measurement target
隙間量決定部16は、特徴量算出部15によって算出された振幅積分値Sに基づいて隙間量を決定する。具体的には、隙間量決定部16は、振幅積分値Sと隙間量Yとの関係が示された第1情報を有している。図8に、第1情報の一例を示す。図8において、横軸は隙間量Y、縦軸は振幅積分値Sである。この第1情報は、例えば、以下のようにして得られる。
The gap
まず、予めモックアップ等を用いた事前試験により、隙間量が既知である信号サンプル(教師データ)を取得し、隙間量Y(=α+β)と振幅積分値Sとの対応関係を得る。続いて、図9に示すように、横軸に隙間量Yが、縦軸に振幅積分値Sが示される座標空間に、隙間量が既知である信号サンプルがプロットされ、このプロットを代表する最適曲線を導出する。この最適曲線が、例えば、隙間量Yと振幅積分値Sとを関連付けた評価式に相当する。
上記最適曲線の導出には、重回帰分析、最小二乗法、ニューラルネットワーク等の公知の手法が用いられる。
隙間量決定部16は、このようにして得られた第1情報から特徴量算出部15によって算出された振幅積分値に対応する隙間量を取得する。
First, a signal sample (teacher data) whose gap amount is known is acquired by a preliminary test using mock-up or the like in advance, and a correspondence relationship between the gap amount Y (= α + β) and the amplitude integral value S is obtained. Subsequently, as shown in FIG. 9, a signal sample whose gap amount is known is plotted in a coordinate space in which the gap amount Y is shown on the horizontal axis and the amplitude integrated value S is shown on the vertical axis. A curve is derived. This optimum curve corresponds to, for example, an evaluation formula that associates the gap amount Y with the amplitude integral value S.
For the derivation of the optimum curve, a known method such as multiple regression analysis, least square method, or neural network is used.
The gap
上記構成を備える隙間計測装置1によれば、伝熱管20の軸線方向に沿ってボビンコイル型プローブを走査したときの検査信号が信号取得部11に入力され、計測対象範囲設定部12によって、軸線方向における計測対象範囲が設定される。続いて、信号抽出部13により、信号取得部11によって得られた検査信号から計測対象範囲に該当する検査信号が抽出される。
抽出された検査信号は、前処理部14により、ゼロ点補正、ドリフト除去処理などの前処理が行われた後、特徴量算出部15に出力される。
According to the
The extracted inspection signal is subjected to preprocessing such as zero point correction and drift removal processing by the preprocessing
特徴量算出部15では、前処理後の検査信号の振幅積分値が算出され、この振幅積分値に対応する隙間量が第1情報を用いて隙間量決定部16によって決定される。隙間量決定部16によって決定された隙間量Y(=α+β)は、例えば、表示装置6(図1参照)などに表示されることにより、ユーザに提供される。
The feature
以上説明したように、本実施形態に係る隙間計測装置1によれば、伝熱管20の周方向における分解能を持たないボビンコイル型プローブ23を伝熱管の軸線方向に沿って走査したときの検査信号を取得し、この検査信号の振幅積分値を特徴量として用いて隙間量を決定するので、図7に示すように、振れ止め金具の位置が伝熱管の軸線方向に対してずれていた場合であっても、その位置ずれによる影響を受けずに、隙間量Y(=α+β)を検出することができる。
As described above, according to the
なお、上述した本実施形態において、渦電流探傷プローブを等速で走査し、等時間間隔でデータを取得する場合には、軸方向位置Lに代えて時間Tを用いて振幅積分値Sを算出することとしてもよい。これは、時間をTとすると、時間Tと軸方向における位置Lとの関係は線形(L=u×T+L0:ここでu,L0は定数)であることから、時間を用いても同様に振幅積分値を求めることができるからである。この場合、振幅積分値Sは、以下の(3)式で得られる。 In the above-described embodiment, when the eddy current flaw detection probe is scanned at a constant speed and data is acquired at equal time intervals, the amplitude integral value S is calculated using the time T instead of the axial position L. It is good to do. This is because if the time is T, the relationship between the time T and the position L in the axial direction is linear (L = u × T + L0, where u and L0 are constants). This is because the integral value can be obtained. In this case, the amplitude integral value S is obtained by the following equation (3).
(3)式において、t1は計測対象範囲設定部12によって設定された計測対象範囲の開始時間、t2は計測対象範囲の終了時間、V(T)は、前処理適用後の検査信号、ΔTはサンプリング時間、uはプローブの走査速度、ΔT×uが軸方向におけるサンプリング幅、換言すると、サンプリング単位時間における渦電流探傷プローブの移動距離である。
通常、検査信号は等時間間隔でサンプリングされるので、軸方向位置Lよりも時間Tを用いる方が簡便である。ただし、設定は等速でも、実質的には局所的な速度変化がある場合や、設定速度と実速度の誤差が想定される場合等には、実速度に近づくようにサンプリング幅の補正をすることが望ましい。補正としては、例えば、距離が既知の構造物間の距離とサンプリング点数とに基づいて実際の平均サンプリング幅を求め、この平均サンプリング幅を積分計算に用いる方法などが挙げられる。この場合、サンプリング幅は開始時刻からの経過時間に対応して変動することとなる。
In equation (3), t1 is the start time of the measurement target range set by the measurement target
Normally, since the inspection signal is sampled at equal time intervals, it is easier to use the time T than the axial position L. However, even if the setting is constant, if there is a substantial local speed change, or if an error between the set speed and the actual speed is assumed, the sampling width is corrected so that it approaches the actual speed. It is desirable. Examples of the correction include a method in which an actual average sampling width is obtained based on the distance between structures with known distances and the number of sampling points, and this average sampling width is used for integration calculation. In this case, the sampling width varies corresponding to the elapsed time from the start time.
また、本実施形態において、振幅積分値に基づいて隙間量を決定することとしたが、例えば、伝熱管の軸方向におけるサンプリング幅ΔLが一定である場合には、振幅積分値の代わりに、振幅積算値S´を用いてもよい。例えば、振幅積算値S´は、以下の(4)式で得られる。 Further, in the present embodiment, the gap amount is determined based on the amplitude integral value. For example, when the sampling width ΔL in the axial direction of the heat transfer tube is constant, instead of the amplitude integral value, the amplitude is determined. The integrated value S ′ may be used. For example, the integrated amplitude value S ′ is obtained by the following equation (4).
(4)式において、L1は計測対象範囲設定部12によって設定された計測対象範囲の開始位置、L2は計測対象範囲の終了位置である。V(L)は、前処理適用後の検査信号である。
この場合、振幅積算値と隙間量とが予め関連付けられている第2情報を隙間量決定部16が有しており、この第2情報を用いて振幅積算値に対応する隙間量が検出される。なお、この場合における第2情報の作成方法については、上述した第1情報の作成方法と同様である。振幅積算値も、振幅積分値と同様に、管の軸線方向における振れ止め金具の位置ずれの影響を受けないため、精度のよい隙間評価を行うことができる。
In the equation (4), L1 is the start position of the measurement target range set by the measurement target
In this case, the gap
また、計測対象範囲を一定値とする場合は、振幅積分値Sに代えて、予め設定されている一定区間長における平均振幅値を用いることとしてもよい。この場合、一定区間長の平均振幅値と隙間量とが予め関連付けられている第3情報を隙間量決定部16が有しており、この第3情報を用いて一定区間長の平均振幅値に対応する隙間量が検出される。なお、この場合における第3情報の作成方法については、上述した第1情報の作成方法と同様である。
一定区間長の平均振幅値も、振幅積分値と同様に、管の軸線方向における振れ止め金具の位置ずれの影響を受けないため、精度のよい隙間評価を行うことができる。
When the measurement target range is set to a constant value, an average amplitude value in a preset fixed section length may be used instead of the amplitude integral value S. In this case, the gap
Like the amplitude integral value, the average amplitude value of a certain section length is not affected by the position shift of the steady rest in the axial direction of the pipe, and therefore, accurate gap evaluation can be performed.
なお、渦電流探傷プローブにより得られる検査信号は複素数値であり実部と虚部があるが、図は簡単のためいずれか一方を表示している。検査信号の「振幅」は、実部の振幅、虚部の振幅、全振幅(リサージュ表示上の最大長さ)などの種類があるが、どの振幅かを決めておけばいずれにも適用できる。どの振幅を使うのがよいかは、校正方法によるが、対象物の信号が顕著にでる振幅を使うのが望ましい。 Note that the inspection signal obtained by the eddy current flaw detection probe is a complex value and has a real part and an imaginary part, but either one is displayed for simplicity. The “amplitude” of the inspection signal has various types such as the real part amplitude, the imaginary part amplitude, and the total amplitude (maximum length on the Lissajous display). Which amplitude should be used depends on the calibration method, but it is desirable to use the amplitude at which the signal of the object is prominent.
〔第2実施形態〕
上述した第1実施形態に係る隙間計測装置1では、伝熱管20の軸線方向に対する振れ止め金具21a、21bの位置ずれによる影響を解消することができたが、図15に示すように、隙間量α、βに偏りがあった場合には、誤差を解消することができない場合がある。このような隙間量α、βの偏りによる誤差を解消するべく、第2実施形態では、ボビンコイル型プローブを伝熱管の軸線方向に沿って走査させることにより複数の励磁周波数により得られた複数の検査信号を取得し、取得した複数の検査信号を用いて隙間量Y(α+β)を検出することとしている。
[Second Embodiment]
In the
以下、本実施形態に係る隙間計測装置及び方法並びにプログラムについて図を参照して説明する。
図10は、本実施形態に係る隙間計測装置1´の機能ブロック図である。図10に示すように、本実施形態に係る隙間計測装置1´は、信号取得部51、計測対象範囲設定部52、信号抽出部53、前処理部54、特徴量算出部55、及び隙間量決定部56を備えている。
信号取得部51は、ボビンコイル型プローブをそれぞれ伝熱管の軸線に沿って走査することにより、互いに異なる複数の励磁周波数により得られた複数の検査信号を取得する。
計測対象範囲設定部52は、信号取得部51によって取得された各検査信号において、伝熱管の軸線方向における計測対象範囲をそれぞれ設定する。計測対象範囲の設定方法については、上述した第1実施形態と同様である。
信号抽出部53は、各検査信号から計測対象範囲に該当する検査信号をそれぞれ抽出する。
Hereinafter, a gap measuring device, method, and program according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 10 is a functional block diagram of the
The
The measurement target
The
前処理部54は、信号抽出部53によって抽出された各検査信号に対して前処理を行う。前処理の方法等については、上述した第1実施形態と同様である。
特徴量算出部55は、前処理適用後の各検査信号において、予め設定されている特徴量を算出する。特徴量は、振幅または位相に関するものがあり、振幅に関する特徴量の一例としては、振幅のピーク値、平均振幅、振幅積分値等が挙げられ、位相に関する特徴量の一例としては、位相角等が挙げられる。
なお、各検査信号に応じて、隙間量計測に用いる特徴量の種類を変えることとしてもよい。例えば、一の検査信号については位相角を特徴量として算出し、他の検査信号については平均振幅を特徴量として算出することとしてもよい。このように、算出する特徴量は任意に決定することができる。
The preprocessing
The feature
Note that the type of feature amount used for the gap amount measurement may be changed according to each inspection signal. For example, the phase angle may be calculated as a feature amount for one inspection signal, and the average amplitude may be calculated as a feature amount for the other inspection signals. Thus, the feature quantity to be calculated can be arbitrarily determined.
隙間量決定部56は、各検査信号について算出されたそれぞれの特徴量を用いて隙間量Yを算出する。具体的には、隙間量決定部56は、各特徴量の組み合わせと隙間量とが関連付けられた第4情報を有している。
この第4情報は、例えば、以下のように作成される。
まず、モックアップ等を用いた事前試験により、隙間量α、βがそれぞれ既知である信号サンプル(教師データ)を取得し、隙間量α、β、励磁周波数F1における検査信号の振幅積分値X1、及び励磁周波数F2における検査信号の振幅積分値X2の対応関係を得る。また、更に、振幅積分値X1、X2を用いて、振幅積分値X1の2乗(X3)、振幅積分値X2の2乗(X4)、振幅積分値X1とX2とを乗算した値(X5)についても算出する。
このような算出処理により、例えば、図11に示すように、隙間量α、β、Y(=α+β)、振幅積分値X1、X2、及び振幅積分値X1、X2に基づくパラメータX3、X4、X5の対応関係を得ることができる。
The gap
The fourth information is created as follows, for example.
First, signal samples (teacher data) in which the gap amounts α and β are known are obtained by a preliminary test using mockup or the like, and the amplitude integral value X1 of the inspection signal at the gap amounts α and β and the excitation frequency F1, And the correspondence relationship of the amplitude integral value X2 of the inspection signal at the excitation frequency F2. Further, using the amplitude integral values X1 and X2, the square of the amplitude integral value X1 (X3), the square of the amplitude integral value X2 (X4), and a value obtained by multiplying the amplitude integral values X1 and X2 (X5) Is also calculated.
By such a calculation process, for example, as shown in FIG. 11, the gap amounts α, β, Y (= α + β), the amplitude integral values X1, X2, and the parameters X3, X4, X5 based on the amplitude integral values X1, X2 Can be obtained.
続いて、Y(α+β)=f(X1,X2,X3,X4,X5)となる評価式を重回帰分析、最小二乗法、ニューラルネットワーク等の公知の手法を用いて導出し、この評価式を第4情報とする。
なお、上記評価式に代えて、例えば、各特徴量の数だけ座標軸を有する多次元のマップとして第4情報を有していても良い。
Subsequently, an evaluation formula of Y (α + β) = f (X1, X2, X3, X4, X5) is derived using a known method such as multiple regression analysis, least square method, neural network, and the like. This is fourth information.
Instead of the above evaluation formula, for example, the fourth information may be included as a multidimensional map having coordinate axes corresponding to the number of feature quantities.
隙間量決定部56は、このようにして得られた第4情報を用いて、特徴量算出部55によって取得された各励磁周波数における振幅積分値X1、X2に対応する隙間量Y(=α+β)を取得する。
The gap
このような隙間計測装置1´によれば、図12に示すように、励磁周波数F1の検査信号J1と、励磁周波数F2の検査信号J2とが入力され、続いて、これらの検査信号J1,J2における計測対象範囲が設定され(ステップSA1)、設定された計測対象範囲における検査信号j1,j2が検査信号J1,J2から抽出される(ステップSA2)。
According to such a
続いて、抽出された各検査信号j1,j2に対して前処理が行われ(ステップSA3)、前処理適用後の検査信号j1´,j2´を用いて特徴量である振幅積分値X1,X2が算出される(ステップSA4)。このようにして、検査信号J1の振幅積分値X1、検査信号J2の振幅積分値X2が算出されると、これらの振幅積分値X1、X2を予め用意されている評価式(第3情報)に代入することにより、隙間量Yが算出される(ステップSA5)。 Subsequently, pre-processing is performed on each of the extracted inspection signals j1 and j2 (step SA3), and the amplitude integral values X1 and X2 that are feature amounts using the inspection signals j1 ′ and j2 ′ after application of the preprocessing. Is calculated (step SA4). When the amplitude integrated value X1 of the inspection signal J1 and the amplitude integrated value X2 of the inspection signal J2 are calculated in this way, these amplitude integrated values X1 and X2 are converted into an evaluation expression (third information) prepared in advance. By substituting, the gap amount Y is calculated (step SA5).
このように、本実施形態によれば、互いに異なる励磁周波数により得られた複数の検査信号を用いて特徴量をそれぞれ算出し、それらの特徴量を予め用意された第3情報に用いることで隙間量Yを得る。励磁周波数が異なれば、距離に対する減衰率が異なることから、隙間量と振幅との関係はそれぞれ独立した特性を示すこととなる。したがって、このような距離に対する減衰率が異なる複数の検査信号を用いることにより、図15に示したように、隙間量が偏っている場合でも、その隙間量の偏りによる影響をあまり受けずに、隙間量Y(=α+β)を得ることができる。
なお、上記説明においては、隙間量Y(=α+β)についての評価式を第4情報として得ることとしたが、本実施形態によれば、隙間量α、βのうちの最小値に関する評価式、隙間量α、βのうちの最大値に関する評価式をそれぞれ導出し、これらの評価式を用いて、各隙間量α、βのうちの小さい方の距離または大きい方の距離をそれぞれ得ることも可能である。このように、本実施形態に係る隙間計測装置によれば、隙間量Y(=α+β)を計測するだけではなく、隙間量αと隙間量βとをそれぞれ計測することも可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the feature amounts are calculated using a plurality of inspection signals obtained at different excitation frequencies, and the feature amounts are used for the third information prepared in advance. The quantity Y is obtained. When the excitation frequency is different, the attenuation rate with respect to the distance is different, so that the relationship between the gap amount and the amplitude shows independent characteristics. Therefore, by using a plurality of inspection signals having different attenuation rates with respect to such distances, as shown in FIG. 15, even when the gap amount is biased, it is not significantly affected by the bias of the gap amount, A gap amount Y (= α + β) can be obtained.
In the above description, the evaluation formula for the gap amount Y (= α + β) is obtained as the fourth information. However, according to the present embodiment, the evaluation formula for the minimum value of the gap amounts α, β, It is also possible to derive an evaluation formula for the maximum value of the gap amounts α and β, respectively, and use these evaluation formulas to obtain the smaller distance or the larger distance of the gap amounts α and β, respectively. It is. As described above, according to the gap measuring apparatus according to the present embodiment, not only the gap amount Y (= α + β) but also the gap amount α and the gap amount β can be measured.
なお、上述した第1実施形態及び第2実施形態においては、管の周方向に2つの対象物が配置され、管の外周面から各対象物までの距離の和を計測する場合について述べたが、対象物の配置数についてはこれに限らず、例えば、管の周方向に対象物が3つ以上配置されていてもよい。この場合には、計測する対象物に応じて上述した第1情報等をそれぞれ作成すればよい。 In the first embodiment and the second embodiment described above, the case where two objects are arranged in the circumferential direction of the tube and the sum of the distances from the outer peripheral surface of the tube to each object has been described. The number of objects to be arranged is not limited to this, and for example, three or more objects may be arranged in the circumferential direction of the tube. In this case, what is necessary is just to produce the 1st information etc. which were mentioned above according to the target object to measure, respectively.
11,51 信号取得部
12,52 計測対象範囲設定部
13,53 信号抽出部
14,54 前処理部
15,55 特徴量算出部
16,56 隙間量決定部
11, 51
Claims (13)
前記管の周方向における分解能を持たない渦電流探傷プローブを前記管の軸線に沿って走査したときの検査信号を取得する信号取得手段と、
前記検査信号の振幅積分値を算出する特徴量算出手段と、
振幅積分値と隙間量とが予め関連付けられた第1情報を用いて、前記特徴量算出手段によって算出された振幅積分値に対応する隙間量を決定する隙間量決定手段と
を具備する隙間計測装置。 A gap measuring device that measures the sum of distances from a peripheral surface of a pipe to a plurality of objects arranged along the circumferential direction of the pipe as a gap amount,
Signal acquisition means for acquiring an inspection signal when an eddy current flaw detection probe having no resolution in the circumferential direction of the tube is scanned along the axis of the tube;
A feature amount calculating means for calculating an amplitude integral value of the inspection signal;
A gap measuring device comprising: gap amount determining means for determining a gap amount corresponding to the amplitude integrated value calculated by the feature amount calculating means using the first information in which the amplitude integrated value and the gap amount are associated in advance. .
前記検査信号から前記計測対象範囲に該当する検査信号を抽出する信号抽出手段と
を有し、
前記算出手段は、前記信号抽出手段によって抽出された検査信号を用いて前記振幅積分値を算出する請求項1に記載の隙間計測装置。 In the inspection signal acquired by the signal acquisition means, a measurement target range setting means for setting a measurement target range in the axial direction in which the object can exist;
Signal extraction means for extracting an inspection signal corresponding to the measurement target range from the inspection signal;
The gap measuring device according to claim 1, wherein the calculating unit calculates the integrated amplitude value using the inspection signal extracted by the signal extracting unit.
前記隙間量決定手段は、前記第1情報に代えて、振幅積算値と隙間量とが予め対応付けられた第2情報を用いて、前記算出手段によって算出された振幅積算値に対応する隙間量を決定する請求項1または請求項2に記載の隙間計測装置。 When the sampling width of signal acquisition by the signal acquisition unit is constant, the calculation unit calculates an amplitude integrated value instead of the amplitude integrated value,
The gap amount determining means uses the second information in which the amplitude integrated value and the gap amount are associated in advance instead of the first information, and the gap amount corresponding to the amplitude integrated value calculated by the calculating means. The gap measuring device according to claim 1 or 2, wherein the gap is determined.
前記隙間量決定手段は、前記第1情報に代えて、予め設定されている一定区間長の平均振幅値と隙間量とが予め対応付けられた第3情報を用いて、前記算出手段によって算出された一定区間長の平均振幅値に対応する隙間量を決定する請求項1または請求項2に記載の隙間計測装置。 The calculation means calculates an average amplitude value of a predetermined fixed section length instead of the amplitude integral value,
The gap amount determination means is calculated by the calculation means using third information in which an average amplitude value of a predetermined section length and a gap amount are associated in advance instead of the first information. The gap measuring device according to claim 1 or 2, wherein a gap amount corresponding to an average amplitude value of a certain section length is determined.
周方向における分解能がない渦電流探傷プローブを前記管の軸線に沿って走査したときに、互いに異なる複数の励磁周波数により得られた、複数の検査信号を取得する信号取得手段と、
各前記検査信号において、振幅または位相に関する複数の特徴量をそれぞれ算出する特徴量算出手段と、
複数の前記特徴量と各前記対象物までの距離とが予め関連付けられた第4情報を有し、前記第4情報と前記特徴量算出手段によって算出された各特徴量とを用いて、前記管の外周面から各前記対象物までの距離または該距離の合計を得る隙間量決定手段と
を具備する隙間計測装置。 A gap measuring device that measures the distance from the outer peripheral surface of the tube to a plurality of objects arranged along the circumferential direction of the tube,
A signal acquisition means for acquiring a plurality of inspection signals obtained by a plurality of different excitation frequencies when an eddy current flaw detection probe having no resolution in the circumferential direction is scanned along the axis of the tube;
In each of the inspection signals, a feature amount calculating means for calculating a plurality of feature amounts related to amplitude or phase,
A plurality of feature quantities and distances to the respective objects have fourth information associated in advance, and using the fourth information and each feature quantity calculated by the feature quantity calculation means, the tube A gap measuring device comprising a gap amount determining means for obtaining a distance from the outer peripheral surface of each object to each of the objects or a sum of the distances.
前記管の周方向における分解能を持たない渦電流探傷プローブを前記管の軸線に沿って走査したときの検査信号を取得し、
前記検査信号の振幅積分値を算出し、
振幅積分値と隙間量とが予め関連付けられた第1情報を用いて、前記振幅積分値に対応する隙間量を決定する隙間計測方法。 A gap measuring method for measuring a sum of distances from a peripheral surface of a pipe to a plurality of objects arranged along a circumferential direction of the pipe as a gap amount,
Obtaining an inspection signal when an eddy current flaw detection probe having no resolution in the circumferential direction of the tube is scanned along the axis of the tube;
Calculate the amplitude integral value of the inspection signal,
A gap measurement method for determining a gap amount corresponding to the amplitude integral value by using first information in which an amplitude integral value and a gap amount are associated in advance.
前記第1情報に代えて、振幅積算値と隙間量とが予め対応付けられた第2情報を用いて、前記振幅積算値に対応する隙間量を決定する請求項6に記載の隙間計測方法。 When the sampling width of the inspection signal is constant, the integrated amplitude value is calculated instead of the integrated amplitude value,
The gap measurement method according to claim 6, wherein a gap amount corresponding to the amplitude integrated value is determined using second information in which an amplitude integrated value and a gap amount are associated in advance instead of the first information.
一定区間長の平均振幅値と隙間量とが予め対応付けられた第3情報を用いて、前記一定区間長の平均振幅値に対応する隙間量を決定する請求項6に記載の隙間計測方法。 In place of the amplitude integral value to calculate an average amplitude value of a predetermined fixed section length,
The gap measuring method according to claim 6, wherein the gap amount corresponding to the average amplitude value of the certain section length is determined using third information in which the average amplitude value of the certain section length and the gap amount are associated in advance.
周方向における分解能がない渦電流探傷プローブを前記管の軸線に沿って走査したときに、互いに異なる複数の励磁周波数により得られた、複数の検査信号を取得し、
各前記検査信号において、振幅または位相に関する複数の特徴量をそれぞれ算出し、
複数の前記特徴量と各前記対象物までの距離とが予め関連付けられた第3情報を有し、前記第3情報と各前記特徴量とを用いて、前記管の外周面から各前記対象物までの距離または該距離の合計を得る隙間計測方法。 A gap measuring method for measuring distances from a peripheral surface of a pipe to a plurality of objects arranged along the circumferential direction of the pipe,
When scanning an eddy current flaw detection probe having no resolution in the circumferential direction along the axis of the tube, a plurality of inspection signals obtained by a plurality of different excitation frequencies are obtained,
In each inspection signal, a plurality of feature quantities related to amplitude or phase are calculated,
A plurality of the feature quantities and distances to the respective objects have third information associated in advance, and each of the objects from the outer peripheral surface of the pipe is used by using the third information and each of the feature quantities. Gap measurement method for obtaining the distance to the total or the total of the distance
前記管の周方向における分解能を持たない渦電流探傷プローブを前記管の軸線に沿って走査したときの検査信号を取得する処理と、
前記検査信号の振幅積分値を算出する処理と、
振幅積分値と隙間量とが予め関連付けられた第1情報を用いて、前記振幅積分値に対応する隙間量を決定する処理と
を含む隙間計測プログラム。 A gap measurement program for causing a computer to execute gap measurement that measures the sum of distances from the outer peripheral surface of a pipe to a plurality of objects arranged along the circumferential direction of the pipe as a gap amount,
Processing to obtain an inspection signal when an eddy current flaw detection probe having no resolution in the circumferential direction of the tube is scanned along the axis of the tube;
A process of calculating an amplitude integral value of the inspection signal;
A gap measurement program including a process of determining a gap amount corresponding to the amplitude integral value using first information in which an amplitude integral value and a gap amount are associated in advance.
前記第1情報に代えて、振幅積算値と隙間量とが予め対応付けられた第2情報を用いて、前記振幅積算値に対応する隙間量を決定する処理と
を含む請求項10に記載の隙間計測プログラム。 When the sampling width of the inspection signal is constant, a process of calculating an amplitude integrated value instead of the amplitude integrated value;
11. The method according to claim 10, further comprising: a process of determining a gap amount corresponding to the amplitude integrated value using second information in which an amplitude integrated value and a gap amount are associated in advance instead of the first information. Gap measurement program.
一定区間長の平均振幅値と隙間量とが予め対応付けられた第3情報を用いて、前記一定区間長の平均振幅値に対応する隙間量を決定する処理と
を含む請求項10に記載の隙間計測プログラム。 A process of calculating an average amplitude value of a predetermined section length set in advance instead of the amplitude integral value;
The processing according to claim 10, further comprising: determining a gap amount corresponding to the average amplitude value of the certain section length using the third information in which the average amplitude value of the certain section length and the gap amount are associated in advance. Gap measurement program.
周方向における分解能がない渦電流探傷プローブを前記管の軸線に沿って走査したときに、互いに異なる複数の励磁周波数により得られた、複数の検査信号を取得する処理と、
各前記検査信号において、振幅または位相に関する複数の特徴量をそれぞれ算出する処理と、
複数の前記特徴量と各前記対象物までの距離とが予め関連付けられた第3情報を有し、前記第3情報と各前記特徴量とを用いて、前記管の外周面から各前記対象物までの距離または該距離の合計を得る処理と
を含む隙間計測プログラム。 A gap measurement program for causing a computer to execute gap measurement for measuring distances from a peripheral surface of a pipe to a plurality of objects arranged along the circumferential direction of the pipe,
A process of acquiring a plurality of inspection signals obtained by a plurality of different excitation frequencies when an eddy current flaw detection probe having no resolution in the circumferential direction is scanned along the axis of the tube;
In each of the inspection signals, a process of calculating a plurality of feature amounts related to amplitude or phase,
A plurality of the feature quantities and distances to the respective objects have third information associated in advance, and each of the objects from the outer peripheral surface of the pipe is used by using the third information and each of the feature quantities. And a clearance measurement program including a process for obtaining the total distance.
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