JP2888367B2 - 管内付着物の厚さ測定方法 - Google Patents

管内付着物の厚さ測定方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、円筒菅の内部に付着する管内付着物の厚さ
測定方法に係り、特に、放射線源、放射線検出器などを
用いて厚さ測定を行う管内付着物の厚さ測定方法に関す
る。
〔従来の技術〕
一般にビルやマンシヨンなどの建造物において、給水
配管などの菅の内部に鉄分などの腐食に伴い錆等が付着
して、この付着物の形成により次第に管内が閉塞される
ことがある。このように管内が閉塞される場合、この給
水配管を介して供給する水等の量が少なくなつたり、あ
るいは水質が悪くなるという問題はあるので、管内の付
着物の厚さが大きいかどうかを確認し、所定の厚さ寸法
を越えている場合には付着物を除去する必要がある。
そこで従来、例えば特公昭60−257308号公報や特公昭
61−274210号公報に示されるように、放射線源と放射線
検出器とを用いて被測定管を透過した放射線減衰量を検
出して測定値とするとともに、被測定管と同等の基準管
を用いて付着物のない状態で基準管における放射線減衰
量を検出するか、あるいは理論計算して基準値を求め
て、この基準値に上記の測定値を比較することにより管
内付着物の厚さ寸法を測定するものが提案されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで一般に給水管にあつては、例えば使用開始か
らかなりの時間が経過している場合、給水管内面の腐食
に伴つて給水管内面の全周にわたつて錆などの付着物が
付着していることが多い。しかしながら、上述した従来
技術では、放射線源から放出された放射線が被測定管の
一方の側を透過し、次いで他方の側を透過して、この間
に減衰する放射線の強さに基づいて両方の部分に付着す
る管内付着物の厚さ寸法をまとめて測定するようになつ
ており、すなわち、管内付着物の各部分の厚さ寸法を個
別に測定することができないという問題があつた。
本発明はこのような従来技術における実情に鑑みてな
されたもので、その目的は、被測定管の内部に付着する
管内付着物の各部分の厚さ寸法をそれぞれ測定すること
のできる管内付着物の厚さ測定方法を提供することにあ
る。
〔課題を解決するための手段〕
この目的を達成するために本発明の管内付着物の厚さ
測定方法は、円筒状の被測定管に向かつて放射線を放出
する放射線源と、この放射線源に被測定管を介して対向
する放射線検出器とを含み、上記被測定管の内部に付着
する管内付着物の厚さ寸法を測定する管内付着物の厚さ
測定装置において、上記被測定管の内部を通る直線上
に、上記放射線源および放射線検出器をそれぞれ配置
し、この放射線検出器により上記被測定管を透過した放
射線の強度を検出して放射線強度信号を出力するととも
に、上記直線上に、上記被測定管に超音波を発射し反射
波を受ける超音波送受信部を配置し、入力される上記反
射波に基づいて、被測定部分の肉厚寸法に対応する肉厚
値信号を出力させ、次いで、上記放射線強度信号および
上記肉厚値信号のそれぞれに基づいて、被測定管の内壁
部分に付着している上記管内付着物の厚さ寸法を、あら
かじめ定められる方程式により算出するとともに、上記
方程式を、被測定部分の肉厚寸法とその被測定部分に付
着する管内付着物の厚さ寸法が反比例する関係に基づい
て設定する構成にしてある。
〔作用〕 本発明の管内付着物の厚さ測定方法は、上記のよう
に、円筒状の被測定管の内部を通る直線上に放射線源、
放射線検出器をそれぞれ配置し、放射線源から被測定管
に向かつて放射線を放出し、被測定管および管内付着物
を透過した放射線の強度を放射線検出器により検出して
放射線強度信号を出力する。そして、上記の直線上に設
けられる超音波受信部によつて被測定管に超音波を発射
し反射波を受けて、超音波式厚さ測定器から被測定管自
体の肉厚寸法に対応する肉厚値信号を出力し、次いで、
これらの放射線強度信号および肉厚値信号に基づいて管
内付着物の厚さ寸法をあらかじめ定められる方程式によ
り算出する。すなわち、被測定管および管内付着物の厚
さ寸法から被測定管自体の肉厚寸法を差し引いて管内付
着物のみの厚さ寸法を算出し、次いで、この算出結果お
よび上記の肉厚値信号に反比例させて管内付着物の厚さ
寸法を割り振ることで、被測定管の内部に付着する管内
付着物の各部分の厚さ寸法をそれぞれ得ることができ
る。
〔実施例〕
以下、本発明の管内付着物の厚さ測定方法の実施例を
図に基づいて説明する。
第1図ないし第4図は本発明の管内付着物の厚さ測定
方法の一実施例を説明する図、第1図は厚さ測地方法の
処理手順を示すフローチヤート、第2図は厚さ測定方法
に用いられる厚さ測定装置の構成を示す説明図、第3図
は管内付着物の厚さ測定を行う状態を示す被測定管の断
面図、第4図は厚さ測定装置から出力される測定結果の
一例を示す説明図である。
本実施例の厚さ測定方法に用いられる測定装置は、第
2図に示すように、円筒状の被測定管1に向かつて放射
線を放出する放射線源2と、この放射線源2に被測定管
1を介して対向する放射線検出器3と、被測定管1に超
音波を発射して反射波を受ける超音波送受信部4、4aを
それぞれ有し被測定管1自体の肉厚寸法を測定する超音
波式厚さ測定器6、6aと、上記の放射線源2、検出器
3、超音波送受信部4、4aが取付けられ、被測定管1の
外周面に沿つて回動可能な治具7と、この治具7を回動
可能に支持し、治具7の回動に伴つて回動位置信号を出
力するガイド体8と、被測定管1から離隔して配置され
る測定装置本体9と、この測定装置本体9から出力され
る測定結果を印刷するプリンタ10などとから構成されて
いる。
上述した放射線源2、検出器3は、第3図に示すよう
に、被測定管1内部を通る直線、例えば被測定管1の長
手方向X−Xと直交する面内に含まれる中心線A1−A2
に配置され、被測定管1を介して互いに対向している。
上述した超音波送受信部4、4aは、第3図の中心線A1
A2上に配置可能で、被測定管1をはさんでその外周面に
それぞれ密着するようになつている。
上述した測定装置本体9は、第2図に示すように、上
記の回動位置信号に基づいて超音波送受信部4の相対的
な位置に対応する位置検出信号を出力する第1の位置演
算部11と、超音波送受信部4に接続され、被測定管1の
肉厚値信号を出力する第1の作動部12と、これらの位置
演算部11および作動部12に接続され、位置検出信号、肉
厚値信号を記憶する記憶手段、例えば第1のメモリ13
と、上記の回動位置信号に基づいて超音波送受信部4aの
相対的な位置に対応する位置検出信号を出力する第2の
位置演算部14と、超音波送受信部4aに接続され、被測定
管1の肉厚値信号を出力する第2の作動部15と、これら
の位置演算部14および作動部15に接続され、位置検出信
号、肉厚値信号を記憶する記憶手段、例えば第2のメモ
リ16と、上記の回動位置信号に基づいて放射線源2、検
出器3の相対的な位置に対応する位置検出信号を出力す
る第3の位置演算部17と、検出器3に接続され、放射線
強度信号を出力する第3の作動部18と、これらの位置演
算部17および作動部18に接続され、位置検出信号、放射
線強度信号を記憶する記憶手段、例えば第3のメモリ19
と、これらのメモリ13、16、19に接続される第1の演算
処理部20と、この演算処理部20、メモリ13、16に接続さ
れる第2の演算処理部21と、この演算処理部21で演算し
た演算結果を表示する表示部22とを含んでいる。
なお、上記の第1の演算処理部20により、メモリ13、
16、19に記憶される位置検出信号、放射線強度信号、お
よび肉厚値信号に基づいて被測定管1の管内付着物1aの
厚さ寸法をあらかじめ定められる方程式により算出する
演算処理手段が構成され、上記の第2の演算処理部21に
より、この算出結果および被測定管1の肉厚値信号に基
づいて管内付着物1aの分布状態を解析する解析手段が構
成されている。また、上記のプリンタ10、表示部22によ
り、演算処理部21で演算した演算結果を出力する出力手
段が構成されている。上記の超音波送受信部4、第1の
作動部12により、超音波を発射し反射波に基づいて被測
定管1自体の肉厚寸法を測定する超音波式厚さ測定器6
が構成され、同様に、超音波送受信部4a、第2の作動部
15により、もう1つの超音波式厚さ測定器6aが構成され
ている。さらに、上記の治具7、ガイド体8、位置演算
部11、14、17により、被測定管1に対する超音波送受信
部4、4aの相対的な位置、放射線源2および放射線検出
器3の相対的な位置をそれぞれ検出して位置検出信号を
出力する位置検出手段が構成されている。
ここで、一般に物体を放射線が透過する際に、物体を
透過した後の放射線強度をI、物体を透過する前の放射
線強度をI0、透過する物体の材質や放射線の種類によつ
て求められる放射線の減衰係数をμ、物体の厚さ(物体
の透過距離)をtとすると、次の(1)式k関係が成り
立つ。すなわち、 −μt I=I0・e ……(1) この(1)式を第3図に示す状態の場合に適用する
と、I:被測定管1および管内付着物1aを透過した放射線
強度、I0:透過する前の放射線強度、μF:被測定管1
の材質や放射線の種類によつて求められる放射線の減衰
係数、μS:管内付着物1aの材質や放射線の種類によつ
て求められる放射線の減衰係数、t1、t2:第3図に示す
中心線A1−A2上の被測定管1の肉厚寸法、S0:中心線A1
−A2上の管内付着物1a合計厚さ寸法であることから、 式が成り立つ。
上述した放射線の減衰係数μF、μSは、第1の演算処
理部20の図示しないメモリにあたかじめ記憶されてお
り、この情報を演算処理部20に入力するとともに、第1
のメモリ13から被測定管1の肉厚値信号および超音波送
受信部4の位置検出信号、第2のメモリ16から被測定管
1の肉厚信号および超音波送受信部4aの位置検出信号、
第3のメモリ19から放射線強度信号および放射線源2、
検出器3の位置検出信号を演算処理部20に入力すること
により、上記の(2)式を用いて管内付着物1aの合計厚
さ寸法S0を算出するようになつている。
また、一般に被測定管1が金属管であることが多く、
被測定管1内部に付着する管内付着物1aは、被測定管1
自体の金属の酸化物であることが知られている。このよ
うな場合、管内付着物1aの厚さ寸法は、被測定管1の内
面の腐食の度合い、すなわち肉厚寸法に反比例している
と推察されるので、管内付着物1aの各部分の厚さ寸法
S1、S2は、次の(3)式、(4)式によつてそれぞれ求
められる。すなわち、 S1=S0・t2/(t1+t2) ……(3) S2=S0・t1/(t1+t2) ……(4) ここで、S0:管内付着物1aの合計厚さ寸法、すなわち
上記の厚さ寸法S1と厚さ寸法S2との和、t1、t2:第2図
の中心線A1−A2線上における被測定管1の肉厚寸法であ
る。なお、第3図のt0は被測定管1の当初の肉厚寸法で
ある。
この実施例の厚さ測定方法にあつては、第1図に示す
処理手順にしたがつて管内付着物1aの厚さ測定を行うよ
うになつている。すなわち、まず手順S1として、第3図
に示す被測定管1の中心線A1−A2上に超音波送受信部
4、4aを配置して、手順S2として第1の作動部12を操作
して、超音波送受信部4より超音波を発射し、その反射
波に基づいて第1の作動部12から被測定管1の肉厚寸法
t1に対応する肉厚値信号を出力して第1のメモリ13で記
憶し、同様に、もう1つの超音波送受信部4aにより被測
定管1の肉厚寸法t2を測定し、第2の作動部15から出力
される肉厚値信号を第2のメモリ16で記憶する。手順S3
としてガイド体8から出力される回動位置信号に基づい
て第1の位置演算部11により超音波送受信部4の位置を
演算して位置検出信号を第1のメモリ13で記憶し、同様
に、超音波送受信部4aの位置検出信号を第2のメモリ16
で記憶する。
次いで、手順S4として治具7を所定の角度だけ回動さ
せ、第3図に示すように中心線A1−A2線上に放射線源
2、検出器3を配置し、次いで、手順S5として放射線源
2から放射線を放出して、上記の中心線A1−A2上におけ
る被測定管1および管内付着物1aを透過した放射線の強
度を検出器3により検出し、すなわち被測定管1の肉厚
寸法t1、t2および管内付着物1aの厚さ寸法S1、S2を検出
し、第3の作動部18より出力される放射線強度信号を第
3のメモリ19で記憶する。このとき、放射線源2から放
出された放射線は、第3図の中心線A1−A2上を通り、被
測定管1の一方の側の管内の管内付着物1aを透過した
後、他方の側の管内と管内付着物1aを透過して、減衰し
た放射線が検出器3に到着する。これに伴って、検出器
3は放射線の強度を検出し、電気信号を第3の作動部18
へ出力するようになつている。そして、手順S6として、
ガイド体8から出力される回転位置信号に基づいて第3
の位置演算部17により放射線源2、検出器3の位置を演
算し、位置検出信号を第3のメモリ19で記憶する。
次いで、手順S7として第1のメモリ13で記憶される被
測定管1の肉厚値信号および超音波送受信部4の位置検
出信号、第2のメモリ16で記憶される被測定管1の肉厚
値信号および超音波送受信部4aの位置検出信号、第3の
メモリ19で記憶される放射線強度および放射線源2、検
出器3の位置検出信号に基づいて、第1の演算処理部20
は上述した(2)式により管内付着物1aの合計厚さ寸法
S0、すなわち被測定管1内部の両方の厚さ寸法S1、S2
和(S1+S2)を演算する。
次いで、手順S8として上記の被測定管1の肉厚値信号
および管内付着物1aの合計厚さ寸法S0に基づいて、第2
の演算処理部21は上述した(3)式、(4)式によりそ
れぞれの厚さ寸法S1、S2を演算し、その演算結果を表示
部24で表示するとともに、プリンタ10により数値データ
あるいはグラフイツクとして出力する。
そして、このようにして1カ所での管内付着物1aの厚
さの測定が終了すると、測定者は治具7を所定の角度だ
け回動させ、上述した手順S1〜S8を繰り返して行い、被
測定管1の全周にわたつて管内付着物1aの厚さ測定を順
次行うようになつていいる。例えば、被測定管1の外周
を中心線A1−A2から中心線I1−I2まで16等分し、全周に
わたつて管内付着物1aの厚さ測定を順次行う場合、第1
図の管内付着物1aの測定結果は、プリンタ10により第3
図のハツチング部分で示すようにグラフイツク出力され
る。
このように構成した本発明の厚さ測定方法では、被測
定管1内面の全周にわたつて付着する付着物1aの各部分
の厚さ寸法をそれぞれ測定することができる。そして、
測定結果はプリンタ10によりグラフイツク出力された
り、表示部22で表示されるので、管内付着物1aの各部分
の大きさや位置を正確に知ることができる。また、放射
線源2、検出器3、超音波送受信部4、4aを治具7に取
り付け、被測定管1の長手方向と直交する面内で回動す
るとともに、ガイド体8から回動位置信号を出力するよ
うに構成したことから、被測定管1の全周にわたつて管
内付着物1aの厚さ寸法の測定を簡便に行うことができ
る。
なお、この実施例では、被測定管1の外周面に沿つて
回動可能な治具7を設けて、被測定管1の長手方向と直
交する面内で放射線源2、検出器3、超音波送受信部
4、4aを回動するようにしたが、治具6を被測定管1の
長手方向に移動可能なガイドレール等を設け、放射線源
2、検出器3、超音波送受信部4、4aを被測定管1の長
手方向に移動させながら、被測定管1内の付着物1aの厚
さ寸法を測定することもできる。また、この実施例にあ
つては、第1図の手順S1で超音波送受信部4、4aを中心
線上に配置し、手順S2で被測定管1自体の肉厚寸法を測
定し、手順S3で超音波送受信部4、4aの位置の検出を行
い、その後、手順S4で放射線源2、検出器3を上記の中
心線上に配置し、手順S5で被測定管1を透過した放射線
強度を検出し、手順S6で放射線源2、検出器3の位置の
検出を行うようにしたが、これらの手順S1〜S3と手順S4
〜S6とを入れ替え、すなわち、まず手順S1として放射線
源2、検出器3を中心線上に配置し、手順S2として被測
定管1を透過した放射線強度を検出し、手順S3として放
射線源2、検出器3の位置の検出を行い、その後、手順
S4として超音波送受信部4、4aを上記の中心線上に配置
し、手順S5として被測定管1自体の肉厚寸法を測定し、
手順S6として超音波送受信部4、4aの位置の検出を行う
こともできる。
〔発明の効果〕
本発明は以上のように構成したので、被測定管内面の
全周にわたつて付着する管内付着物の各部分の厚さ寸法
をそれぞれ測定することができ、したがつて、管内付着
物の各部分の大きさや位置を正確に検出することができ
るという効果がある。また、被測定管自体の肉厚寸法を
測定できることから、被測定管の更生方法の選択や保守
管理についても正確な情報を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第4図は本発明の管内付着物の厚さ測定方
法の一実施例を説明する図で、第1図は厚さ測定方法の
処理手順を示すフローチヤート、第2図は厚さ測定方法
に用いられる厚さ測定装置の構成を示す説明図、第3図
は管内付着物の厚さ測定を行う状態を示す被測定管の断
面図、第4図は厚さ測定装置から出力される測定結果の
一例を示す説明図である。 1……被測定管、1a……管内付着物、2……放射線源、
3……放射線検出器、4、4a……超音波送受信部、6、
6a……超音波式厚さ測定器、7……治具、8……ガイド
体、9……測定装置本体、11、14、17……位置演算部、
12、15、18……作動部、13、16、19……メモリ、20、21
……演算処理部。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】円筒状の被測定管に向かつて放射線を放出
    する放射線源と、この放射線源に被測定管を介して対向
    する放射線検出器とを含み、上記被測定管の内部に付着
    する管内付着物の厚さ寸法を測定する管内付着物の厚さ
    測定装置において、 上記被測定管の内部を通る直線上に、上記放射線源およ
    び放射線検出器をそれぞれ配置し、この放射線検出器に
    より上記被測定管を透過した放射線の強度を検出して放
    射線強度信号を出力するとともに、上記直線上に、上記
    被測定管に超音波を発射し反射波を受ける超音波送受信
    部を配置し、入力される上記反射波に基づいて、被測定
    部分の肉厚寸法に対応する肉厚値信号を出力させ、次い
    で、上記放射線強度信号および上記肉厚値信号のそれぞ
    れに基づいて、被測定管の内壁部分に付着している上記
    管内付着物の厚さ寸法を、あらかじめ定められる方程式
    により算出するとともに、上記方程式を、被測定部分の
    肉厚寸法とその被測定部分に付着する管内付着物の厚さ
    寸法が反比例する関係に基づいて設定することを特徴と
    する管内付着物の厚さ測定方法。
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