JP3035596B2 - 容器装置の導電性壁における不整を検出する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、導電性容器たとえばパイプライン、貯蔵容
器、圧力容器その他における不整を検出する非破壊的方
法に関する。

〔従来の技術１〕 石油流体たとえば原油および天然ガスの輸送に使用さ
れるパイプラインは、通常断熱材の外被によつて包囲さ
れている。たとえば、アラスカその他の寒冷気候地域で
は、パイプラインに沿つて断熱材が備えられてオイルお
よびガス流体の急速な冷却を防ぎ、これらの流体のより
良い輸送適性が得られるようにしてある。精油所におい
ては、高温流体を輸送するパイプラインは断熱され、作
業員を高温から保護するようにしてある。

断熱パイプラインにおいては、断熱材が、腐食を促進
する水分をパイプラインの外周辺にとどめる。したがつ
て、断熱パイプラインの正しい保守には、腐食その他
の、可能な漏れ発生源に関する定期検査が必要である。
しかし、熱障壁として働く断熱材は、多くの先行技術検
査法では検査に対する障壁としても作用している。検査
のための断熱材の除去と検査後の断熱材の再巻きつけと
は両方とも時間と費用を必要とするものである。断熱材
を金属外被で覆つたパイプラインの場合、検査工程はさ
らに複雑である。金属外被は水分をしや断するのに使用
される。金属外被は一般に二つの半部分として与えら
れ、各部分は金属外被をパイプライン上に保持するのを
助けるフランジを有している。金属外被の二つの半部分
はフランジで結合され、継目が形成される。場合によつ
ては、外被継目を通つて水が侵入し、断熱材を通つてパ
イプに到達し、そこで腐食を起す。

パイプラインの腐食を検出する先行技術の方法は不十
分であるということがわかつている。たとえば、腐食検
出装置を備えたピグは、パイプラインの内部に接近しう
る場所を有するパイプラインでのみ使用することがで
き、多くのパイプラインにはそのような場所はない。超
音波検出法では、金属外被と断熱材の除去が必要であ
り、この除去には時間と費用がかかる。ラジオグラフイ
ー検出法には危険性があり、装置は扱いにくくて、非実
用的あるいは不便な隣接の運搬用支持体を必要とする。
さらに、ラジオグラフイー法の場合、腐食生成物の詰ま
つた腐食孔とパイプ壁の非腐食部分とを区別するのが難
かしいことが多い。

〔発明が解決しようとする課題１〕 したがつて、必要なものは、断熱材と包囲外被を通し
て腐食を検出し、かつポータブル装置によつて実施しう
る方法である。

〔従来の技術２〕 電磁検査法は、断熱材を通して腐食を検出するそのよ
うな方法を与える。先行技術においては、周波数を変数
とする電磁検査法が航空機燃料タンクにおける腐食の検
出に使用されている。周波数を変数とする電磁検査法で
は、少数の周波数を使用して、送信信号と受信信号との
間の強さの差と位相の差を測定する。しかし、周波数を
変数とする方法では、実際上の問題として、少数の周波
数しか使用しないので、得られる情報量は本質的に限ら
れており、したがつて精度が低下する。さらに、誘導場
はずつと強い一次場の存在下で測定しなければならない
ので感度が低下する。

〔発明が解決しようとする課題２〕 本発明の発明者は、過渡電磁現象を用いて、パイプラ
インその他のタイプの導電性容器を検査する方法をすで
に発明している。この方法は米国特許出願第07/134,368
号明細書（1987年12月17日提出）に述べてあり、本明細
書は一部その続きをなすものである。前記出願では、過
渡電磁現象が、断熱材または金属外被を除去することな
く、断熱パイプラインを検査するのに使用される。本明
細書では、容器たとえばパイプラインを検査するこの方
法の改良について述べる。この改良は、空間分解能の向
上、およびデータ獲得速度の向上したがつて検査時間の
短縮を可能にするものである。また、本明細書では、容
器壁における誘導電流の減衰によつて受信されるデータ
を表示する方法についても述べる。該方法はデータ解析
に関する改良をもたらすものである。

本発明の目的は、過渡電磁現象を用いて導電性容器に
おける腐食を検出する改良された方法を提供することで
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の方法では、送信機に接続した送信アンテナ装
置、および受信機に接続された受信アンテナ装置を用意
することにより、容器装置の導電性壁における不整を検
出する。送信アンテナ装置は壁損失を検査すべき容器装
置壁部分の近くに配置され、受信アンテナ装置は容器装
置壁の近く、また送信アンテナ装置の近くに配置され
る。送信アンテナ装置は受信アンテナ装置から物理的に
分離され、独立のループまたはループ−ループアンテナ
構成となるようにされる。急激に変化する電流を送信機
から送信アンテナ装置に供給して容器装置壁部分内に電
流が誘導されるようにし、誘導電流の存在と減衰が、受
信アンテナ装置と、受信信号を生成する受信機とによつ
て、検出される。受信信号の中期および後期時間範囲が
調べられ、基準受信信号の中期および後期時間範囲と比
較される。基準受信信号は厚さが既知の基準容器装置壁
部分から得られる。受信信号の減衰は検査される容器装
置壁部分の厚さの尺度を与えるので、検査される容器装
置壁部分における不整の存在または非存在を決定するこ
とができる。

ループ−ループ構成の場合、複数の独立アンテナを、
パイプラインの形状を考慮に入れて、配置することがで
きる。また、受信アンテナは誘導電流の一部分しか受信
しない。この部分は、コインシデント受信アンテナによ
つて受信される誘導電流の全方向特性でなく指向特性を
有する。

一つの側面において、本発明の方法では、多数の受信
アンテナを含む受信アンテナ装置を使用する。受信アン
テナ装置と受信機は、送信アンテナ装置によつて容器装
置壁部分内に誘導された誘導電流を検出する。受信アン
テナ装置と受信機は多数の受信信号を生成し、これらの
信号は同時に得られる。個々の受信信号は時間標本に分
割され、各受信信号の各時間標本が他の受信信号の各時
間標本に対応するようにされる。各受信信号のそれぞれ
の対応する時間標本をデイスプレイ装置上にある空間配
置で表示することによつて、時間標本に関して、２次元
表示がデイスプレイ装置上に生成される。受信信号のこ
の空間配置は容器装置壁部分上の受信アンテナの空間配
置に対応する。

容器装置壁部分内の誘導電流を受信アンテナで同時測
定することによつて、空間分解能が大きく高められる。
これは、過渡電磁検査（TEMP）データ獲得中に拾われる
大部分のノイズ発生源（たとえば、電力線ノイズ、空
電、運動誘導ノイズ）が、受信アンテナ配列全体にわた
つて干渉性だからである。したがつて、任意の時間標本
において、ノズルはもはや一つの受信アンテナで観測し
た場合のようには誘導電流に影響しないか、または他の
受信アンテナ群で観測した場合よりも誘導電流に小さな
影響しか与えない。その代りに、ノイズは、時間標本に
おいて、受信信号の全配列のバツクグラウンド（または
DC）レベルを上下させる。多数の受信アンテナの使用に
より、データ獲得速度も大きくなる。

一つの時間標本と他の時間標本との間の分解能（時間
分解能）はノイズ信号を引去ることによつて増大させる
ことができる。ノイズ信号はノイズアンテナから得られ
る。ノイズアンテナは、送信アンテナ装置の影響を受け
ないように、容器装置壁に沿つて送信アンテナ装置から
ある距離のところに配置される。ノイズ信号は他の受信
信号と同時に測定される。ノイズ信号は各受信信号から
引去られる。ノイズ信号は受信アンテナ内に存在するノ
イズに対して干渉性である。受信アンテナ配列とノイズ
アンテナに存在するノイズの空間変化は無視でき、また
ノイズ信号は受信信号と同時に測定されるからである。

別の側面において、送信アンテナ装置は、内部空間を
包囲するループアンテナを含む。受信アンテナ装置は送
信アンテナ装置の内部空間内に配置される。送信アンテ
ナ装置は、送信アンテナ装置の内部空間の一部分におい
て割合に均一な電磁場を生成する誘導電流を生成するよ
うに形状構成される。別の側面において、送信アンテナ
装置は内部空間を有するループアンテナを含み、容器装
置壁がこの内部空間内に配置される。

別の側面において、２次元表示が連続的な時間序列で
デイスプレイ装置上に表示される。この方法では、受信
信号の時間範囲全体にわたつて腐食領域が表示される。
腐食領域は、デイスプレイ上で画面の時間的なスクロー
リングを行うと、時間ととも広がりそして収縮するよう
に現れる。そのような腐食領域の変化は視覚的に検出す
るのが容易であり、静的なデイスプレイ装置による目視
検出を逃れてしまうかもしれない、小さなまたは弱い腐
食領域の検出を可能にする。

〔実施例〕

第１〜３図には、導電性容器11における腐食を検出す
る方法を実施しうる典型的な状況を、典型的な検出装置
25とともに、模式的に示す。本発明の方法は腐食の検出
に過渡電磁検査（TEMP）を使用する。

第１〜３図に示す導電性容器はパイプライン11の一部
であり、パイプライン11はもちろん複数の個別パイプラ
イン13から成る。パイプ13はある大きさ直径を有し、パ
イプ壁15はある厚さを有する。パイプ壁15は導電性材料
たとえば鋼から成る。

アラスカのブラツドホー湾（Prudhoe Bay）地方で
は、断熱材17で包囲されたパイプラインがオイルおよび
ガス流体の輸送に使用されている。断熱材17はパイプラ
イン内のオイルおよびガス流体の急激な冷却を防ぐため
に備えてあり、したがつてパイプライン内のこれらの流
体により良い輸送適性を与える。精油所においては、通
常パイプラインと容器は、作業員を高温から保護する安
全対策として、断熱材で包囲されている。パイプライン
上の断熱材17は一般に熱可塑性フオームたとえばポリス
チレンであり、半径方向の厚さを有する。金属外被19が
断熱材17を包囲しており、この外被は水分をしや断する
ために備えてある。外被19はパイプ壁の厚さよりもずつ
と小さい厚さを有する。金属外被19は、パイプラインに
沿つて長さ方向に延びる二つの半部分を有する。外啓の
各半部分は、半径方向外側に延びるフランジ21の形の継
目装置を有する。外被の半部分がパイプライン上に集成
されると、それぞれのフランジ21は互いに接して、継目
を形成する。これらの半部分は、それぞれのフランジを
適当な手段によつて結合することによつて、パイプライ
ン上の所定の位置に保持される。

第３図において、パイプ壁15は断熱材に隣接する腐食
孔23を有するように示してある。腐食はパイプ壁の厚さ
を減少させるように作用し、腐食孔を形成して、腐食孔
を腐食生成物で満す。パイプ壁に腐食孔を形成する腐食
は、外被フランジ21の間を通つて断熱材に侵入した水に
よつて引起される。

検出装置25が、腐食を検査すべきパイプ壁部分の近く
に備えてあり、該装置は、アンテナ装置27、送信機29、
受信機および増幅器31、ならびにデイジタルコンピユー
タ33を含む。

アンテナ装置27は、送信アンテナコイル35、受信アン
テナコイル37、および心39を含む。この好ましい実施例
において、送信および受信アンテナコイル35、37は同じ
心39に巻かれる。この構成を以下ではコインシデントと
呼ぶ（図３参照）。スプールの形の心39は非磁性かつ非
導電性の材料たとえばプラスチツクで作られる。送信ア
ンテナコイルの巻数は最小限におさえて、送信アンテナ
のインダクタンスが最小限におさえられるようにし、ま
た送信アンテナコイルの急激な切断が行われるようにす
る。好ましい実施例において、送信アンテナコイル35
は、20〜24ケージワイヤ120巻きから成る。送信アンテ
ナコイル27は、34〜40ケージワイヤの400巻きから成
る。送信および受信アンテナコイル35、37は、それぞれ
の導線対41、43によつて、送信機29および受信機31に接
続してある。

送信機29は通常のものであり、１〜５アンペアの強さ
を有するパルス列を生成する。以下でもつと詳しく述べ
るように、データ強化のためにアンテナ装置27の各位置
において複数のパルスが送信される。これらのパルス
は、10〜100msの程度の急激な立下り時間を有する。送
信機パルス列のパルスは、計装におけるDCバイアスを除
くために、極性が交互に変えられる。各パルスの持続時
間はパルスの強さを安定させるのに十分な長さなので、
パルス終了前にパイプ壁内に誘導電流は発生しない。送
信機29は、各パルスに関してすべての必要データが得ら
れるような繰返し速度でパルスを繰返す。たとえば、厚
いパイプ壁は、データを得るのに薄いパイプ壁よりも長
い時間を必要とする。誘導電流は、厚いパイプ壁内を拡
散するのに長い時間を要するからである。したがつて、
パルスの繰返し速度は一般に厚いパイプ壁の場合の方が
薄いパイプ壁の場合よりも遅い。

受信機および増幅器31は大きな（５または６桁の大き
さ）ダイナミツクレンジを有する広帯域の装置である。
ADコンバータを有する受信機31は一定の速度で信号を標
本採取し、その信号をある時間ウインドウまたはチヤン
ネルにわたつて積算する。時間ウインドウの持続時間は
時間とともに増大する。送信機29ならびに受信機および
増幅器31は通常のものである。実施においては、Geoex
Pty.Ltd.（オーストラリア、アデレード）製のSIROTE
M送信機、受信機、および増幅器ユニツトが十分に働く
ということがわかつた。このバツテリー動作SIROTEMユ
ニツトはポータブルであり、これは現場でパイプライン
を検査するときに使用を容易にする特徴である。

デイジタルコンピユータ33は、データを記録するのに
十分なメモリ容量を有する通常のポータブルコンピユー
タである。

次に、導電性容器における腐食を検出する本発明の方
法について述べる。前述のように、本発明の方法では、
過渡電磁検査（TEMP）を使用する。TEMPは、導体内に電
流を誘導してからこの電流の減衰を解析することによつ
て、導体を遠隔検査することを可能にする。

まず、アンテナ装置27を外被19上に配置し、検査すべ
きパイプライン11の部分の近い方の表面45の近くに来る
ようにする。適当な手段（図示せず）を用いてアンテナ
装置27を所定の位置に固定し、検査されるパイプ壁部分
上でのアンテナ装置の移動を最小限におさえる。次に、
送信機29からのパルスによつて送信アンテナコイル35に
エネルギーを与える。前述のように、送信アンテナコイ
ル35にはパルスの強さを安定させるのに十分な時間だけ
エネルギーが与えられるので、パイプライン11内に渦電
流が誘導されないということが保証される。次に、送信
コイル35は、送信機によつてパルスを急激に強さ０まで
立下げることにより、エネルギーが急激に断たれる。送
信アンテナコイル35のこの急激なエネルギー切断によ
り、コイルに近いところにある導体すなわち外被19とパ
イプ壁15内に渦電流が誘導される。この渦電流は、それ
ぞれの導体の内部に向かつてアンテナ装置27から遠くに
拡散して減衰し、磁場を生成する。この磁場は受信アン
テナコイル37において時間変化電圧として検出される。
送信アンテナコイルのエネルギーが切られると同時に受
信機31のスイツチが入れられる。受信アンテナコイル37
は導体内の誘導渦電流の存在と減衰を検出する。渦電流
は抵抗熱損により導体内で徐々に散逸する。拡散速度は
導体の導電率と厚さに依存する。受信機31は受信アンテ
ナコイル37によつて検出されたままの信号を標本採取し
てから、適当なレベルだけ増幅して、記憶と処理のため
にデイジタルコンピユータ33に送る。受信機31は、渦電
流が最初に導体内に誘導されたときから、信号がノイズ
と区別できなくなるまで、信号を測定する。ノイズのレ
ベルは、導体に対する受信アンテナコイル37の運動を最
小限におさえることによつて、低下させられる。受信信
号は未処理データであつて、導体内の誘導電流の減衰に
関する、コンピユータ33内の記録を形成する。送信と受
信の手順は、アンテナ装置27によつて同じ位置で何回も
繰返され、SN比が高められる。

次に、データはコンピユータのデータ処理装置によつ
て処理され、解釈に適した形式に変えられる。データ処
理の第１のステツプには、受信信号の規格化と、受信信
号の総和および平均をとることとが含まれる。この好ま
しい実施例における送信機29はバツテリーで作動するの
で、送信機電流の大きさが変動する。データにおける強
さ変化の影響は受信電圧を送信電流に対して規格化する
ことによつて除去される。それぞれのアンテナ装置位置
における受信信号の総和と平均をとることにより、SN比
が向上する。特にノイズの大きい環境の場合、総和と平
均に代わる方法として、選択的積算を使用してノイズの
大きい過渡電圧を除去することができる。この初期デー
タ処理の結果は、第４図に示すような時間変化応答曲線
である。（第４図にはいろいろな導体の応答曲線を示
す。） この応答曲線は、以下に第４〜8d図を用いて説明する
方法によつて解釈することができる。第４図の場合、導
体に腐食が存在するか否かは、関心のある領域にわたつ
てとられたいろいろな応答曲線の形を調べることによつ
て推論される。各応答曲線の形は、一部、導体壁の厚さ
に依存する。たとえば、無限に厚い導体壁の応答曲線の
値は割合に均一な割合で減少し（両対数グラフ上で）、
割合にまつすぐな応答曲線が得られるが、有限の壁厚を
有する導体の応答曲線は、ある点で、それまでよりもも
つと大きく下方に屈曲し始め、より大きな速度で減衰す
る。この屈曲現象は誘導電流が拡散して導体壁の遠い方
の表面47に到達することによる。薄い導体壁の応答曲線
は、厚い導体壁の応答曲線よりも早い時点で屈曲する。

腐食により導体壁の厚さが減少するので、腐食が存在
するか否かは、検査されるパイプ壁部分の応答曲線の形
を、同じタイプのパイプの非腐食部分の応答曲線の形と
比較することによつて、推論することができる。たとえ
ば、第４図において、″腐食″および″腐食なし″と記
した二つの応答曲線は同一のパイプからとつたものであ
る。″腐食なし″応答曲線はパイプの非腐食部分からと
つたもので基準として使用する。一方、″腐食″応答曲
線は同じパイプの異なる部分からとつたものである。こ
の異なる部分は腐食をシミユレートするためのピツトを
有する。（これら二つの応答曲線において、アンテナ装
置はパイプ壁から同じ距離に配置した。） ″腐食″応答曲線は、約17ms（ミリ秒）において、も
つと大きく下方に屈曲し、それまでよりも大きな速度で
減衰し始める。″腐食″屈曲点は、″腐食なし″屈曲点
（約25ms）よりも早い時点で生じ、″腐食″応答曲線で
示される導体壁が″腐食なし″応答曲線で示される導体
壁よりも薄いということを示す。

第５図では、第４図の″腐食″および″腐食なし″応
答曲線を、これら二つの曲線の比をパーセント応答曲線
としてプロツトすることにより比較した。ここで、″腐
食なし″応答曲線を基準として使用している。このパー
セント応答曲線は、″腐食″および″腐食なし″応答曲
線間の違いを強調する。パーセント応答曲線の後期部分
（約17〜20msからあと。これは大体第４図の″腐食″応
答曲線が下方に鋭く屈曲しはじめるところである）を調
べることにより、″腐食″応答曲線が″腐食なし″応答
曲線から20〜30％ずれているということがわかる。この
20〜30％の違いは、パイプの腐食部分とパイプの非腐食
部分とにおける壁厚の違いを明瞭に示すものである。

第４図において″外被のみ″と記した応答曲線は、パ
イプ13なしで、金属外被19についてとつたものであ
る。″外被のみ″応答曲線は非常に速く減衰するので、
比較的後期の20msまでに、外被19は応答全体にほとんど
寄与しなくなる。これは、外被の壁厚がパイプ壁厚より
もずつと小さいので、外被内では電流がずつと速く拡散
することによる。したがつて、腐食の発見に関して興味
のある″外被とパイプ″応答曲線部分（後期である）に
おいては、外被の影響は無視することができる。

外被フランジの近くで測定される応答は、第７図に示
すように、全時間範囲で外被フランジの影響を非常に強
く受ける。外被フランジの近くで測定される応答は、こ
の影響を受けた応答曲線を、外被フランジから離れたと
ころで得られる基準応答曲線に対して規格化することに
よつて、外被フランジの影響を除去するために補正する
ことができる。第７図に示すように、外被フランジが応
答曲線におよぼす影響は、大体において、中期および後
期範囲（約4msよりもあと）における下方への平行移動
である。すなわち、中期および後期範囲において、影響
を受けた応答曲線は基準応答曲線に大体並行している。
影響を受けた応答曲線は、この影響を受けた曲線を中期
範囲において基準応答曲線に対して規格化することによ
つて補正される。

また、第７図は、パイプ上の一つの位置におけるアン
テナ装置とパイプ壁との間の距離と、パイプ上の他の位
置におけるアンテナ装置とパイプ壁との間の距離との違
いが応答におよぼしうる影響を説明するのにも役立つ。
そのような距離の違いは、パイプ壁と外被との間の断熱
材の厚さが不均一であることから生じる。アンテナ装置
とパイプ壁との間の距離が増大すると、中期および後期
における応答の強さが減少する。この強さの減少は大体
において平行移動として現れる。これらの応答は、中期
範囲において、応答曲線を、ある既知の距離にあるアン
テナ装置によつて得られる基準応答曲線に対して規格化
することによつて、距離の変化の影響を除去するための
補正を行うことができる。

アンテナ装置27はある検査領域における平均導体壁厚
の読みとり値を与える。検査領域の大きさは、アンテナ
寸法と壁からアンテナまでの距離、アンテナ構成、およ
び各送信機パルス発生後の受信機測定持続時間に依存す
る。アンテナ装置の検査領域は、アンテナ寸法が大きく
なるかまたは測定時間が長くなると大きくなる。この好
ましい実施例において、アンテナ装置27は約7.5cm（約
３インチ）の直径を有する。直径26.7cm（10.5インチ）
で壁厚0.95cm（3/8インチ）のパイプの場合、検査領域
の直径は約30.5cm（約12インチ）になる。

通常の場合、腐食を検査すべきパイプライン部分はア
ンテナ装置の検査領域よりもずつと大きい。したがつ
て、一般的なパイプ検査において検査をやりとげるため
には、アンテナ装置を新しいいくつかの位置に移動させ
る必要がある。第8a〜8d図には、パイプ断片の腐食マツ
プと、このパイプ断片のＡ−Ａに沿う、対応するTEMP測
定曲線またはプロフアイルとを示す。第8b−8d図のTEMP
プロフアイルをとる際には、アンテナ装置をＡ−Ａに沿
ういろいろな位置に配置した。第8a図において、Ａ−Ａ
に沿う数値は壁厚（cm単位（インチ単位））の超音波点
測定値を示し、影をつけた領域は腐食のひどい部分を示
す。この部分のパイプ壁厚は影をつけてない部分の壁厚
よりも小さい。このマツプによれば、Ａ−Ａに沿うパイ
プ壁は、180度付近でもつとも厚く、０度および360度方
向に向かつて薄くなつている。

第8b図は、金属外被なしの第8a図のパイプのＡ−Ａに
沿うTEMPプロフアイルを示す。第8b図においては、各ア
ンテナ装置位置に関して、選択した離散的な時刻におけ
る応答曲線の値のみがプロツトしてある。同等の時刻に
おける応答曲線の値を結んでTEMPプロフアイルを示す。
すなわち、各アンテナ装置位置に関して、時刻＝8.5m
s、32.8ms、67ms、79ms、92ms、および105msにおける応
答曲線の値をプロツトして、パイプ壁厚に関するそれぞ
れのTEMPプロフアイルが示してある。各TEMPプロフアイ
ルはパイプのもつとも厚い部分で得られたTEMP応答に対
して規格化してある。第8b図からわかるように、TEMPプ
ロフアイルは、180度からどちらの方向（０度方向と360
度方向）に動いても、パイプ壁厚が減少し、０〜60度お
よび320〜360度付近でもつとも薄くなるということを示
している。後期TEMPプロフアイル（67ms以降）は特に明
瞭に減少壁厚を示し、第8a図のパイプ腐食マツプに対応
している。

第8c図には、金属外被つきの第8a図のパイプのＡ−Ａ
に沿うTEMPプロフアイルが示してある。第8c図のTEMPプ
ロフアイルは第8b図のTEMPプロフアイルと同じやり方で
得たものである。約95度と270度に配置された外被フラ
ンジは、該フランジ付近のTEMPプロフアイル部分の値を
低下させる。第8c図のTEMPプロフアイルは、外被フラン
ジの近くで測定された応答を、外被フランジから離れた
ところで測定された応答に対して規格化することによつ
て、外被フランジの影響を小さくするための補正を加え
たものである。応答は中期範囲（３〜6ms）で規格化し
てから、後期（32ms以降）を解析した。（第8d図には、
外被フランジの影響を補正する前の、第8c図のTEMPプロ
フアイルが示してある。）第8c図のTEMPプロフアイルと
第8a図の腐食マツプとの間には良い相関が見られる。第
8c図のTEMPプロフアイルは、パイプ壁の厚さが０〜60度
および320〜360度で低下することを示し、したがつてこ
れらの位置における腐食が推論される。

第8a−8d図はTEMP法が超音波法と違つて有利な点を示
す。超音波法では点測定が行われ、多数の測定が必要に
なるが、TEMP法のアンテナ装置は大きな検査領域を有す
るので、少い測定ですむ。第8a図の超音波測定は本質的
にＡ−Ａ上に限られているが、TEMP測定はＡ−Ａの両側
に約５〜7.5cm（約２〜３インチ）広がつたパイプ部分
を包含する。さらに、超音波測定は裸のパイプに関して
行わなければならないが、TEMP測定は外被上で実施でき
る。

第8b〜8d図に示すようなTEMPプロフアイルの場合、ア
ンテナ装置をパイプ上の一つの位置から他の位置に動か
すことによつて引起される、アンテナ装置とパイプ壁と
の間の距離の変化が応答におよぼす影響は、アンテナ装
置をパイプ壁からいくつかの既知の距離に置いて基準応
答曲線を作成することによつて補正することができる。
その場合、距離誤差を含む応答曲線の中期部分をそれぞ
れの基準応答曲線の中期部分に合わせて規格化する。

第６図には、第５図の腐食孔のTEMPプロフアイルを示
す。このTEMPプロフアイルは、アンテナ装置を複数の位
置に動かし、各アンテナ装置位置における応答を25〜52
ms時間ウインドウにわたつて平均することによつて得ら
れる。腐食孔の物理的広がりをグラフの左下隅に示す。
これによれば、この腐食孔は約20.3cm（約８インチ）の
半径を有している。第６図のTEMPプロフアイルは物理的
なプロフアイルと良い相関を示している。約43.2cm（約
17インチ）から先で、TEMPプロフアイルの値がわずかに
減少しているのは、近くのパイプ端と誘導電流との相互
作用による。

第４図の応答曲線を解釈するもう一つの方法は、パイ
プ壁の遠い方の表面47が応答曲線にはじめて現れる時間
を調べることを含む。この時間を″臨界時間″と呼ぶこ
とにする。この時間は、前述のように、応答曲線がそれ
までよりももつと大きく下方に屈曲しはじめる点である
（第４図参照）。パイプの壁厚は臨界時間の平方根に比
例する。比例定数または比例係数はパイプの形状と導電
率とに依存し、特定の厚さのパイプの臨界時間を決定す
ることによつて決定することができる。

本発明の方法は、装置とデータが、既知の厚さと導電
率のパイプに関して較正されたならば、壁厚の定量測定
に使用することができる。検査されるパイプの実際の壁
厚が知られたならば、製造壁厚と比較することにより、
そのパイプにおける腐食による壁損失が決定される。

本発明の一つの重要な側面は、導電性壁における腐食
の検出精度が先行技術の方法よりも高いということであ
る。本発明の方法は周波数ではなく時間を変数として働
く。時間を変数とする場合、正確な検出のために導体壁
を検査するのに必要なすべての情報が一つの送信機パル
スによつて得られる。各パルスは無数の周波数を含む。
しかし、周波数を変数とする方法では、導体壁を検査す
るのに少数の周波数しか使用されないので、壁厚を決定
するための情報量は限られたものになる。

本発明のもう一つの重要な側面は断熱材を通して腐食
を検出する能力である。超音波法の場合と異なり、本発
明の方法では、関心のある壁とプローブ（アンテナ装
置）との間にある非導電層と導電層を除去する、費用と
時間のかかる作業を必要としない。さらに、本発明の方
法はアンテナ装置に付随する非常に広い検査領域を有す
るが、超音波法は本質的に点測定値しか与えない。プロ
ーブ検査領域のこの違いは、パイプライン壁における腐
食の検出において特に重要である。パイプライン壁にお
ける腐食は、割合に大きな領域にわたつて壁損失がある
場合、危険なものとなる。小さなスポツトの場合、漏れ
の可能性がある厄介物であるが、大きな腐食領域が与え
る爆発の危険は与えない。TEMP法は、アンテナ装置検査
領域にわたる平均測定値を与えることによつて、危険な
パイプライン壁損失の検出により有効性を発揮する。

本発明の方法を、パイプラインの腐食の検出における
使用について述べたが、この方法がその他のタイプの容
器装置たとえば貯蔵容器および圧力容器の導電性壁にお
ける腐食を検出するのにも使用することができる。さら
に、本発明の方法は断熱材を備えた容器装置ばかりでな
く断熱材を備えていない容器装置にも使用することがで
きる。

アンテナ装置は、ここで述べたコインシデント配置と
異なる配置に構成された送信アンテナと受信アンテナを
有することができる。そのような配置の一つは、受信ア
ンテナと分離されているが共面の送信アンテナを有す
る。もう一つの配置は、大きな送信アンテナループ内に
配置された複数の受信アンテナを有する。

第９図には、容器における壁損失を測定することによ
つて不整を検出する本発明の方法を、一つの好ましい実
施例に従つて実施する典型的な状況を、模式図として示
す。一般に、壁損失は、容器の外側または内側に発生し
うる腐食によつて引起される。

第９図に示す容器はパイプライン11の一部である。パ
イプラインは複数の個別パイプから成る。それぞれのパ
イプは、導電性材料たとえば鋼から成るパイプ壁15を有
する。この好ましい実施例において、パイプラインは断
熱材17と金属外被19との内部に完全に納められ、検出装
置55によるパイプ壁外側への直接接近ができないように
なつている。外被19はパイプ壁の厚さよりもずつと小さ
な厚さを有する。

検出装置55は、送信アンテナ装置57、送信機29、受信
アンテナ装置59、受信機61、ノイズアンテナ63、デイジ
タルコンピユータ33、およびデイスプレイ装置65を含
む。

送信アンテナ装置はループアンテナ57を含む。この送
信ループアンテナは１巻き以上の導電線から成る。送信
ループアンテナ57は空心のまわりに巻かれているので、
このアンテナは内部空間を包囲する。この好ましい実施
例において、送信ループアンテナ57は大体長方形であつ
て、パイプ13の湾曲に合わせて成形されている。送信ア
ンテナ57は、パイプライン11上に配置されたとき、この
アンテナがパイプ壁15内に電流を誘導し、次にこの誘導
電流が、該誘導電流減衰の中期と後期において、送信ア
ンテナ内部空間の中心部分に割合に均一な電磁場を生成
するように、形状構成される。均一性とは空間的均一性
のことである。すなわち、任意の瞬間において、内部空
間の中心部分内に配置されている二つ以上の受信アンテ
ナに現れる誘導電流が大体同じであることをいう。中心
部分というのは、内部空間の幾何学的中心を中心とす
る、内部空間領域の大体1/2の部分である。誘導電流に
よつて生成される場は、割合に高い大体10％以内の均一
性を有する。第10図の検出装置に関して示すように、本
発明の方法にとつて均一な送信電磁場は必要でないが、
割合に均一な場により、受信信号の処理が簡単になり、
特に受信信号の規格化が簡単になる。

送信機29は前述のとおりである。送信アンテナ57は一
対の導線67で送信機29に接続される。

送信アンテナ装置は多数の個別受信アンテナ69を含
み、これらのアンテナは、受信アンテナ配列59を形成す
るように、所定の空間分布で配置される。受信アンテナ
69のそれぞれは他の受信アンテナからは電気的に独立し
ている。各受信アンテナは心に巻かれたワイヤコイルか
ら成つている。この好ましい実施例において、心は非磁
性かつ非導電性材料たとえばプラスチツクで作られてい
るが、強磁性の心を使うことも可能である。各心は軸線
を有する。各受信アンテナのコイルは心の外周に巻かれ
ている。受信アンテナ69は行と列に配置されて矩形配列
をなし、行と列の間隔は大体同じである。個々のアンテ
ナは適当な手段（図示せず）によつてそれ自身の空間位
置に他と相対的には固定されている。受信アンテナ配列
59および送信アンテナ57は、受信アンテナ配列が送信ア
ンテナの内部空間に完全に収容されるように、互いの寸
法が決められている。各受信アンテナ69は直径約1.3〜
2.5cm（約1/2〜１インチ）とし、多数の受信アンテナを
小さな領域内に配置して受信アンテナ配列の密度が高め
られるようにする。受信アンテナ配列は分解能要件を満
すのに十分な多数の個別受信アンテナを含むようにす
る。以下でもつと詳しく説明するように、受信アンテナ
配列における受信アンテナの数が多いほど、その配列に
よつて得ることのできる容器壁に関する分解能が高くな
る。たとえば、矩形配列は10×20個の受信アンテナから
成るようにすることができる。

配列内の各受信アンテナ69はそれぞれの導線対71によ
つて受信機61に接続される。（第９および10図では、簡
明なように、受信アンテナを受信機に接続する導線を一
部だけ示してある。）受信機61は第１図に関して前述し
たとおりであるが、ただし受信機61が多数のチヤンネル
を備えているという点が異なる。各チヤンネルは単一の
受信アンテナ69に接続されている。各受信機チヤンネル
は増幅器を有し、またADコンバータに接続してある。

送信機29と受信機61はコンピユータ33に接続してあ
り、このコンピユータは送信機のパルス周波数を制御
し、また受信機チヤンネルからのデータを記録する。コ
ンピユータ33は、デイスプレイ装置65での検査のための
データ処理をも行う。コンピユータ33は、オペレータが
データ獲得のパラメータ（たとえば、送信機パルス周波
数、送信機パルスの強さ）を制御し、またオペレータが
結果を表示するためのパラメータを制御するのを可能に
する、オペレータとのインタフエースを与える。この好
ましい実施例において、デイスプレイ装置はブラウン管
（CRT）モニター65である。

ノイズアンテナ63は受信機61の一つの受信チヤンネル
に接続された単一の受信アンテナである。ノイズアンテ
ナに接続された受信機チヤンネルをノイズチヤンネルと
呼ぶことにする。

次に、導電性容器における不整を検出する本発明の方
法について述べる。まず、送信アンテナ57をパイプライ
ン外被19上に配置して、パイプ壁15の検査すべき部分の
近くに来るようにし、また外被19の外表面上のある領域
を包囲するようにする。次に、受信アンテナ配列59を、
外被19の、送信アンテナ57で包囲される部分上に置く。
受信アンテナ配列59を、この包囲された領域内に配置
し、大体送信アンテナ内部空間の中心部分内に配置され
るようにする。その際、受信アンテナ配列の全部ではな
いにしても大きな部分が、誘導電流によつて生成される
割合に均一な場の領域内に来るようにする。パイプライ
ン11上に配置されたとき、受信アンテナ配列59は、パイ
プライン上を長さ方向に延びる受信アンテナの行と、パ
イプラインの外周のまわりに（外円周の一部のまわりに
延びるように）延びる受信アンテナの列とを有する行列
を形成する。送信アンテナと受信アンテナ配列とは適当
な手段（図示せず）によつてパイプライン上の所定の位
置に保持される。パイプライン上に配置されたとき、送
信アンテナと受信アンテナ配列とは外被19の湾曲に合う
ように弧状に構成される。ノイズアンテナ63は、送信ア
ンテナ57と受信アンテナ配列59とからある距離だけ離し
て、パイプライン11上に配置される。ノイズアンテナ63
は送信アンテナ57から十分遠くに配置して、ノイズアン
テナが、送信アンテナ電磁場の影響を受けていない周囲
電磁場（周囲ノイズ）を受信するようにする。送信アン
テナとノイズアンテナとの間の一般的な距離は３〜6m
（10〜20フイート）となるであろう。ノイズアンテナ63
は適当な手段（図示せず）によつてパイプライン上に保
持される。

検出装置の配置が終つたら、送信アンテナ57に急激に
変化する電流を供給してパイプ壁15内に電流を誘導する
ようにする。この好ましい実施例の場合、電流は次のよ
うにしてパイプ壁内に誘導される。送信アンテナ57にあ
る時間だけ送信機29によつてエネルギーが与えられる。
前述のように、送信アンテナ内の電流の強さが安定して
パイプライン内に余計な渦電流が誘導されない、という
ことが保証されるのに十分な時間だけ、送信アンテナに
エネルギーが与えられる。前述のように、一般に、送信
アンテナには１〜５アンペアの電流でエネルギーが与え
られる。しかし、送信アンテナは受信アンテナから物理
的に分離されているので、送信アンテナはもつと大きな
エネルギー供給電流を扱うように構成することもでき
る。その場合、もつと高いSN比を達成することができ
る。次に、送信アンテナ電流の強さを急激に０まで立下
げることによつて、送信機29により、送信アンテナ57へ
のエネルギー供給が急激に断たれる。送信アンテナ電流
のこの急激な変化により、パイプ壁15内に渦電流が誘導
される。

送信アンテナ57のエネルギーが断たれると同時に、受
信機61のスイツチが入れられ、すべての受信アンテナチ
ヤンネルが同時に測定される。それぞれの受信アンテナ
は誘導電流の存在と減衰を検出し、それぞれの受信アン
テナチヤンネル上にそれぞれの受信信号を生成する。ノ
イズアンテナ63はパイプライン11に沿う周囲電磁ノイズ
を検出し、ノイズチヤンネル上にノイズ信号を生成す
る。ノイズチヤンネルは、受信アンテナチヤンネル上で
の誘導電流測定と同時に測定される。

ノイズ信号を含めて、受信信号は増幅され、ろ波され
る。受信信号とノイズ信号はデイジタル化され、処理の
ためにコンピユータ33に記憶される。標本採取速度が十
分に大きい場合には、多数の受信アンテナチヤンネルと
ノイズチヤンネルのために働く少数のADコンバータによ
つて、同時測定を実行することができる。たとえば、誘
導渦電流の場合、興味ある時間尺度はミリ秒の範囲にあ
る。1MHzで動作するADコンバータは多数の受信アンテナ
チヤンネルとノイズチヤンネルのために使用することが
でき、生成されるデイジタル化信号は、実用的な目的か
ら見ればすべての場合に、同時に測定されるように現れ
る。

送信と受信の手順はアンテナを同じ位置に配置した状
態で何回も繰返し、SN比向上のために受信信号の集積が
できるようにする。次に、受信信号は、ノイズ減少と表
示用のデータ作成とのために処理される。第16図には、
第９図に示すような分離された送信アンテナと受信アン
テナを用いる検出装置から得られた受信信号のグラフを
示す。各デイジタル化受信信号は時間標本の系列から成
る。個々の時間標本はデータ処理のためにより大きな時
間標本にまとめることができる。たとえば、5msまたは
その近くで測定された、受信信号の時間標本はより大き
な複合時間標本にまとめることができ、この複合時間標
本は複数の時間標本を含み、5msに中心を有することに
なる。これらの複合時間標本は実際の標本採取期間より
も大きなものである。これらの複合時間標本を、以下で
は、受信信号の処理と表示を説明するのに使用する。

本発明の方法によれば、受信アンテナチヤンネルが同
時測定されるため、受信信号の空間分解能は大きく高め
られる。これは、TEMPデータ獲得中に拾われる大部分の
ノイズ発生源（たとえば、電力線ノイズ、空電、運動誘
起ノイズ）が、受信アンテナ配列全体にわたつて干渉性
だからである。したがつて、任意の時間標本において、
一つの受信アンテナで観測される場合のようには、ノイ
ズは誘導電流に影響を与えず、あるいは他の複数の受信
アンテナで観測される場合よりも、ノイズが誘導電流に
与える影響は小さい。その代りに、それぞれの時間標本
において、ノイズは受信信号の配列全体のバツクグラウ
ンド（またはDC）レベルを上下させる。

空間分解能のこの向上は特定の標本時間におけるデー
タ解析の場合にもつとも顕著である。一つの時間標本と
別の時間標本との間の分解能（時間分解能）は、各受信
信号から、ノイズアンテナ63から得られるノイズ信号を
引去ることによつて向上させることができる。ノイズ信
号は受信アンテナ内に存在するノイズと干渉性である。
なぜならば、受信アンテナ配列とノイズアンテナに存在
するノイズの空間変化は無視することができ、またノイ
ズ信号は受信信号と同時に測定されるからである。した
がつて、各受信信号からノイズ信号を引去ることによ
り、時間標本ごとにノイズ成分が減少させられる。

受信信号処理の次のステツプは各時間標本における受
信信号の規格化である。受信信号はパイプの不整のない
部分を表示する平滑化応答を生成するために規格化され
る。この平滑化応答をバツクグラウンド応答と呼ぶこと
にする。この平滑化応答はパイプ壁異常を測定するとき
のバツクグラウンドとなるからである。モニター65の場
合、このバツクグラウンド応答はパイプ壁異常を視覚的
にコントラストをつけて表示するための均一なバツクグ
ランドを与える。パイプラインの不整のない部分は、受
信アンテナ配列59の全体にわたつて均一でない応答を生
じ、解釈を難しくするため、受信信号は規格化される。
パイプの不整のない部分のバツクグラウンド応答を平滑
化することにより、解釈が容易になる。

バツクグラウンド応答は、数学の用語で言えば、測定
された受信信号にあてはめられた多項式面である。第19
図には、パイプラインの長さ方向に沿う受信信号のプロ
フアイルを示す。受信信号は第９図のアンテナ構成を用
いて得られた。時間t₁は時間t₂よりも早い。各時間にお
ける多項式面（太い曲線セグメントとして示す）は、送
信アンテナ57内の割合に均一な場の領域にあてはめたも
のである。この多項式面はアンテナとパイプ壁の実際の
形状に合わせて処理したものである。誘導電流による場
が割合に均一な、送信アンテナ内部空間の中心部分にお
けるバツクグラウンド応答は、割合に低次の多項式面を
必要とする。この中心部分の外側では、多項式面の複雑
さは増大する。多項式面を測定受信信号にあてはめるの
には、通常の方法を使用する。

受信信号を規格化すると、異常のある領域はバツクグ
ラウンド応答に対するパーセント差異によつて表現され
る。

受信信号が処理されると、CRTモニター65上での表示
の準備ができたことになる。モニター65において、オペ
レータは誘導電流の減衰を観察することができる。モニ
ター65は一度に一つの画面89を示す（たとえば、第12図
参照）。各画面89は特定時間標本における受信信号の２
次元表示である。したがつて、各画面は、特定時間にお
ける誘導電流の減衰を凍結したスナツプシヨツトのよう
なものである。たとえば、第14図には、受信機をオンに
してから40ms後に測定された受信信号のすべてを表示す
る画面が示してある。

受信信号はモニター画面上に受信アンテナ配列とデイ
スプレイとの間の空間的対応関係を与えるのに便利な空
間配置で表示される。したがつて、画面はデイスプレイ
のためにパイプ壁が展開されたかのように見える。モニ
ター画面89における受信信号の空間配置を説明するの
に、第9,11〜14図の方位をもとに、″上″、″下″、″
左″、および″右″と呼ぶことにするのが便利である。
受信アンテナの上の行からの受信信号は、第11〜14図の
画面89の上の部分に沿つて表示される。受信アンテナの
下の行からの信号は、画面の下の部分に沿つて表示され
る。受信アンテナの左の列からの信号は、画面の左の部
分に沿つて表示される。右の列からの信号は、画面の右
の部分に沿つて表示される。他の受信アンテナからの受
信信号も同様にそれぞれの受信アンテナの空間部分に対
応させて分布させられる。デイスプレイは湾曲アンテナ
配列からの受信信号の２次元平面投影を示す。

理想的には、受信アンテナ69とデイスプレイ画面89の
画素（図示せず）との間に１対１の対応が存在するのに
十分な多数の個別受信アンテナが存在すべきである。そ
のような受信アンテナ配列の場合、各画面の分解能は高
い。より少い数の受信アンテナを使用して、隣接受信ア
ンテナ間の補間により、受信アンテナに対応しない画素
に割当てるべき値を決定することができる。

各時間標本に対して単一のデイスプレイ画面89が生成
される。オペレータは、データ解釈が楽になるように、
デイスプレイ65が連続時間標本を連続画面で示すように
することができる。このやり方の場合、オペレータはデ
イスプレイ上で、受信信号が時間とともに変わる″映
画″を見ることができる。

″映画″系列の例を第11〜14図に示す。第11図では、
5msの受信信号から得られた画面89が示され、第12図で
は、画面は10msに得られた受信信号を示し、第13図で
は、画面は20msに得られた受信信号を示し、第14図では
画面は40msに得られた受信信号を示している。第11〜14
図における白いバツクグラウンド91は、均一な厚さを有
するパイプ壁非腐食領域のバツクグラウンド応答を示
す。第11〜14図において輪郭線と点描によつて識別され
るより暗い領域93、95は、非腐食領域よりも薄いパイプ
壁領域を示す。もつと暗い領域は、パイプ壁がもつとも
薄い（腐食がもつともひどい）領域である。

前述のように、中期および後期において、薄い（腐食
された）領域は厚い（腐食されていない）領域から区別
することができるようになる。したがつて、受信信号の
中期および後期部分を表示する画面（第12〜14図）上
で、わずかに薄い領域93は薄い点描により非常に薄い領
域95と区別できるようになる。オペレータが画面を連続
的に表示すると、画面上にまず薄い領域が現れ（第12
図）、次に時間経過とともに大きくなる（第13,14
図）。腐食パターンを画面上で時間とともに変化させる
ことにより、オペレータは静止表示の場合よりも容易に
腐食領域を認識することができる。拡大（または収縮）
においては、人間が静止物体よりも運動または変化物体
を視覚的に検出しやすいという、人間の視覚の特性を利
用しているからである。腐食領域を拡大または収縮によ
つて画面上で動かすこの機能は、静止表示法の場合には
バツクグラウンド応答に溶け込んで目視検出から逃れて
しまうかもしれない、小さいかまたは弱い腐食領域をオ
ペレータが検出するのを可能にする。

第12および13図に示すように、腐食領域93は10msと20
msにおいて現れ、40msでは画面から消えている。これ
は、領域93が腐食による壁損失の小さい、弱い腐食領域
だということを示している。弱い領域の検出をさらに容
易にするために、オペレータは尺度拡大を使用すること
ができる。尺度拡大においては、オペレータが、バツク
グラウンド応答ともつともひどい腐食との間の尺度範囲
がデイスプレイ装置の尺度範囲全体に一致するように拡
大することを可能にすることによつて、デイスプレイ装
置65のダイナミツクレンジ全体を使用する。たとえば、
オペレータは、最初、もつとも暗いと思われる点描を20
％壁損失に割当てることができる。画面を見ていくうち
に、このもつとも暗い点描の領域が観察されなかつた
ら、受信信号の尺度を、もつとも暗い点描が10％壁損失
を示すように拡大することができ、以下この操作を続け
ることができる。検出装置を較正することによつて、壁
厚の定量測定を行うことができる。

オペレータは画面を時間的に前後にスクロールさせ
て、最適画面または画面系列を得ることができる。最適
画面選択のためのスクローリングは定量解析に役立つ。
一つの画面から次の画面への移行の滑らかさを高めるた
めに、二つの隣接画面間での補間により、実際の画面の
間に来る仮の画面を合成することができる。誘導電流の
減衰時間が短い（大体100ms以内）ため、デイスプレイ
装置は画面を実時間では表示しない。オペレータはスク
ローリングの速度を自分に合うレベルに調節することが
できる。しかし、検出装置は実時間処理を行うことがで
きる。

受信信号は輪郭線と点描以外の形成でもモニターに表
示することができる。たとえば、グレースケールを使用
して、白がもつとも厚い壁部分を、黒がもつとも薄い壁
部分を表し、いろいろなグレーの濃度で中間の厚さを表
すようにすることができる。平均壁厚に対してある中間
グレー濃度を指定することにより、平均値よりも厚い領
域と薄い領域を表示することができる。厚い領域は明る
いグレー濃度を、薄い領域は暗いグレー濃度を有するよ
うにすることができる。もう一つの代替形式は、カラー
モニターを使用する場合のカラースケールである。赤が
厚い領域を、紫が薄い領域を表すようにし、橙色、黄
色、緑、および青でだんだんと薄くなる領域を表すよう
にすることができる。

腐食領域の定量解析を実施する一つの代替法は、誘導
電流の減衰を解析する方法として前述した方法を用い
て、腐食領域からの一つ以上の受信信号に関する過渡減
衰曲線全体を調べるものである。ノイズ信号は、時間標
本の長さ全体にわたつてノイズを小さくするために、当
該受信信号から引去る。各受信信号の中期および後期部
分を、既知の厚さの基準パイプ壁から得られた基準受信
信号の中期および後期部分と比較する。あるいは、受信
信号を、不整のないパイプ壁部分から得られた他の受信
信号と比較することができる。この方法によつて少数の
受信信号に関して壁厚を決定することにより、検出装置
55を較正することができる。そうしておいてから、これ
らの較正済み基準信号を未知の受信信号との比較に使用
することができる。

送信アンテナは大体長方形であると述べたが、受信ア
ンテナ配列に対して大体均一な送信電磁場を生成しうる
他の形状または構成を使用することも可能である。たと
えば、送信アンテナは円形とすることができる。

第10図には、本発明の方法を実施するための別の状況
を示す模式図を示す。第10図に示す検出装置75は、送信
アンテナ装置77および受信アンテナ装置79を除いて、第
９図の検出装置55と同じである。

送信アンテナ装置はループアンテナ77を含む。送信ル
ープアンテナ77は一巻以上の導線から成り、これはパイ
プライン11に合うように前もつて成形するか、またはパ
イプラインに巻きつけられる。送信ループアンテナ77は
内部空間を包囲し、パイプライン11はアンテナ77の内部
空間内に配置される。送信ループアンテナ77はパイプラ
イン11の外周を包囲する。このアンテナは、パイプ壁の
近くに来るように、外被19上に配置されている。この送
信アンテナは閉じたループアンテナである必要はなく、
パイプ壁15内を流れる電流を誘導するものなら任意の構
成とすることができる。受信アンテナ装置79は多数の個
別受信アンテナ69を含む。受信アンテナ69は第９図に関
して述べた受信アンテナと同様のものである。受信アン
テナ69は送信アンテナと並行するように置かれた並列リ
ングの組となるようにパイプのまわりに配置される。た
とえば、受信アンテナの第１の組は送信アンテナの片側
に隣接して置かれ、第２の組、第３の組が続き、以下同
様である。受信アンテナの組はパイプに沿う長さ方向に
間隔をとつて配置されている。受信アンテナの第４の組
が送信アンテナのもう一方の側に隣接して置かれ、第５
の組、第６の組が続き、以下同様である。各組はパイプ
を包囲するリング状に配置された複数の受信アンテナを
含む。各受信アンテナ69は、心の軸線が該受信アンテナ
に隣接するパイプ壁15に垂直になる方位に置かれてい
る。すべての組の受信アンテナ69は、パイプの長さ方向
に延びる行と、受信アンテナの前述の組である列とを有
する構成で空間分布させられている。受信アンテナのこ
の配列はモニター65に表示できる２次元行列に対応す
る。受信アンテナ配列は二つの隣接行間で電子回路的に
分離されており、デイスプレイ装置上での観察のために
電子回路により展開される。ノイズアンテナ63は、前述
のように、送信アンテナ77からある距離だけ離してパイ
プライン上に配置されている。

第10図の検出装置における、データ獲得、データ処
理、表示、および解釈のステツプは、第９図に関して前
述したステツプと同様である。バツクグラウンド応答
は、第９図のアンテナ構成のバツクグラウンド応答と同
じ方法で定義される。バツクグラウンド応答は外円周方
向では均一であるが、長さ方向では不均一である。誘導
電流はパイプの外円周に沿つて流れて、半径方向内側に
拡散し、また送信アンテナ77から長さ方向に広がる。第
17図は受信アンテナ69の一つによつて検出された受信信
号を示す。第20図はパイプラインの長さ方向に沿う受信
信号のプロフアイルを示す（この図で、時間t₁は時間t₂
よりも早い）。各時間における多項式面（太い曲線セグ
メントとして示す）は、外円周方向および長さ方向にお
ける受信アンテナ配列領域にあてはめたものである（第
20図参照）。

壁損失を検出する方法は第15図に示す検出装置80によ
つても実施することができる。検出装置80は、前述の送
信機29、受信機31、およびコンピユータ33を、送信アン
テナ81および受信アンテナ83とともに含む。送信アンテ
ナ81は非磁性かつ非導電性の心85に巻かれたコイルから
成る。受信アンテナも同様のタイプの心87に巻かれたコ
イルから成る。第３図に示すコインシデントループ構成
の場合と異なり、第15図の送信および受信アンテナは二
つの異なる心に巻かれ、アンテナの物理的分離を可能に
している。それぞれの心はそれぞれの軸線を有してい
る。それぞれのコイルはそれぞれの心87の外円周のまわ
りに巻かれている。送信アンテナ81および受信アンテナ
83は金属外被19上に配置してある。アンテナ81、83は互
いに共面である必要はない。断熱材と金属外被はアンテ
ナとパイプ壁との間に来る。送信および受信アンテナ8
1、83は互いに分離され、ループ−ループ構成をなして
いる。

第18図には、受信アンテナ83を送信アンテナから近い
位置と遠い位置に置いて、第15図の検出装置80で得られ
た受信信号のグラフを示す。受信信号の中期および後期
範囲、特に誘導電流がoVと交差したあとの受信信号の部
分を、既知の壁厚を有する基準パイプラインから得られ
る基準受信信号と比較し、調べた。前述のように、薄い
パイプ壁は厚いパイプ壁の場合よりも早めにかつ急速に
減衰する誘導電流を有する。あるいは、受信信号は、不
整のないパイプ壁部分から得られた他の受信信号と比較
することができる。第21図は、送信アンテナを固定し、
受信アンテナをパイプラインに沿つて複数の位置に移動
させたときの、パイプラインの長さ方向に沿う受信信号
プロフアイルを示す。

このループ−ループ構成は第３図に示すコインシデン
ト構成に比べてやや柔軟性が高い。ループ−ループ構成
の場合、分離されているアンテナを、パイプラインの形
状を考慮して配置することができる。さらに、受信アン
テナは誘導電流の一部しか受信しない。この部分は、コ
インシデント受信アンテナによつて受信される誘導電流
が持つ全方向特性の代わりに指向特性を有する。誘導電
流のこれらの指向特性は、パイプ壁におけるクラツクの
ような方向性のある異常の検出に使用することができ
る。壁のクラツクは、クラツクに平行ではなくクラツク
と直交するように流れる電流を誘導することによつて、
より容易に検出される。

以上、本発明をある程度の特定性のもとに説明した
が、本明細書で開示した事柄は単なる例であり、本発明
の意図と範囲を逸脱することなく、構成の細部と部品の
組合せおよび配置とにおける非常に多くの変形が可能で
あると理解すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の好ましい実施例によつて、容器にお
ける腐食を検出する方法が実施できる典型的な状況を、
典型的な試験装置とともに示す模式図であり、 第２図は、第１図のパイプラインの横断面を示す模式図
であり、 第３図は、第２図のアンテナ装置を詳細に示す模式断面
図であり、 第４図は、本発明の過渡電磁検査（TEMP）法で得られ
た、いろいろな導体の時間を変数とする応答曲線を示す
グラフであり、 第５図は、第４図の″腐食″応答曲線と″腐食なし″応
答曲線との比を計算することによつて得られた、パイプ
壁におけるピツトの応答曲線のグラフであり、 第６図は、各アンテナ装置位置における後期応答を平均
とすることによつて得られた、第５図のピツトの縦断TE
MPプロフアイルを示すグラフであり、 第７図は、外被フランジとアンテナ装置の高さの変化と
がパイプ壁の時間を変数とする応答におよぼす影響を示
すグラフであり、 第8a図は、腐食の位置と超音波壁厚測定値とを示すパイ
プ部分の円周マツプであり、 第8b図は、第8a図のパイプに外被がない場合の、Ａ−Ａ
に沿つてとつた横断TEMPプロフアイルを示すグラフであ
り、 第8c図は、外被フランジの影響を補正した、第8a図のパ
イプに外被がある場合の、Ａ−Ａに沿つてとつた横断TE
MPプロフアイルを示すグラフであり、 第8d図は、外被フランジの影響を補正していない、第8c
図のTEMPプロフアイルを示すグラフであり、 第９図は、本発明の好ましい実施例によつて、容器にお
ける不整を検出する方法を実施しうる典型的な状況を、
典型的な検出装置とともに示す模式図であり、 第10図は、本発明の方法を実施しうる典型的な状況にお
ける別の実施例を示す模式図であり、 第11〜14図は、それぞれ異なる標本時間においてパイプ
ライン壁の厚さを示す、第９図の検出状況によつて得ら
れる２次元デイスプレイ画面の模式図であり、 第15図は、本発明の方法を実施しうる典型的な状況にお
ける別の実施例を示す模式図であり、 第16図は、第９図のアンテナ構造によつて得られる応答
曲線を示すグラフであり、 第17図は、第10図のアンテナ構成によつて得られる応答
曲線を示すグラフであり、 第18図は、第15図のアンテナ構成によつて得られる応答
曲線を示すグラフであり、 第19図は、二つの異なる時間において、パイプラインの
軸線に平行で送信アンテナの中心を通る仮想線に沿つて
とつた、第９図のアンテナ構成によつて得られた、受信
信号のプロフアイルであり、 第20図は、二つの異なる時間において、パイプラインの
軸線に平行な仮想線に沿つてとつた、第10図のアンテナ
構成によつて得られた、受信信号のプロフアイルであ
り、 第21図は、二つの異なる時間において、パイプラインの
軸線に平行な仮想線に沿つてとつた、第15図のアンテナ
構成によつて得られた、受信信号のプロフアイルであ
る。 図中、 11は導電性容器、13は個別パイプ、15はパイプ壁、17は
断熱材、19は金属外被、21は外被フランジ、23は腐食
孔、25は検出装置、27はアンテナ装置、29は送信機、31
は受信機および増幅器、33はデイジタルコンピユータ、
35は送信アンテナコイル、37は受信アンテナコイル、39
は心、41、43は導線対、45は11の近い方の表面、47は11
の遠い方の表面、55は検出装置、57は送信アンテナ装
置、59は受信アンテナ装置、61は受信機、63はノイズア
ンテナ、65はデイスプレイ装置、67は導線対、69は個別
受信アンテナ、71は導線対、75は検出装置、77は送信ア
ンテナ装置、79は受信アンテナ装置、80は検出装置、81
は送信アンテナ、83は受信アンテナ、85、87は心、89は
画面、91は白いバツクグラウンド、93、95は暗い領域。

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】容器装置の導電性壁における不整を検査す
   る方法であって、 （ａ）送信アンテナ装置と、該送信アンテナ装置に接続
   された送信機とを用意し、 （ｂ）受信アンテナ装置と受信機とを用意し、前記受信
   アンテナ装置が多数の受信アンテナから成り、前記受信
   機が前記多数の受信アンテナのそれぞれに接続され、 （ｃ）受信信号を表示するための２次元ディスプレイ装
   置を用意し、 （ｄ）前記送信アンテナ装置を、不整を検査すべき容器
   装置壁部分の近くに配置し、 （ｅ）前記受信アンテナ装置を、不整を検査すべき容器
   装置壁部分の近くに配置し、また前記受信アンテナ装置
   を前記送信アンテナ装置の近くに配置し、前記多数の受
   信アンテナのそれぞれを、所定の互いの空間関係で前記
   容器装置壁部分上に分布させ、 （ｆ）前記送信機から前記送信アンテナ装置に急激に変
   化する電流を与えて、前記検査される容器装置壁部分内
   に電流が誘導されるようにし、 （ｇ）前記検査される容器装置壁部分内の前記誘導電流
   の存在および減衰を前記多数の受信アンテナと前記受信
   機によって検出して多数の受信信号を生成し、該多数の
   受信信号が前記多数の受信アンテナと前記受信機とによ
   って同時に得られるようにし、 （ｈ）前記受信信号を時間標本に分割して、各受信信号
   の各時間標本が他の受信信号の各時間標本に対応するよ
   うにし、 （ｉ）各受信信号のそれぞれの対応する時間標本を、前
   記容器装置壁部分上の前記多数の受信アンテナの空間配
   置に対応する空間配置で前記ディスプレイ装置上に表示
   することによって、時間標本に対して、前記ディスプレ
   イ装置上に２次元表示を生成し、そのようにして、各時
   間標本に対して、対応する２次元表示が存在する、ステ
   ップから成ることを特徴とする、容器装置の導電性壁に
   おける不整を検査する方法。
2. 【請求項２】（ａ）前記送信アンテナ装置がループアン
   テナから成り、該送信ループアンテナが内部空間を包囲
   し、該内部空間が前記受信アンテナ配列を収容するため
   のものであり、 （ｂ）前記送信ループアンテナが前記容器装置壁部分上
   に配置され、 （ｃ）前記受信アンテナ装置が前記送信ループアンテナ
   の内部空間内に配置される請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】（ａ）前記送信アンテナ装置および前記受
   信アンテナ装置とは独立のノイズアンテナ装置が用意さ
   れて、該ノイズアンテナ装置が前記受信機に接続され、 （ｂ）前記ノイズアンテナ装置を前記容器装置壁に沿っ
   て配置し、また前記ノイズアンテナ装置が該ノイズアン
   テナ装置へ前記送信アンテナ装置によって影響されない
   ように、前記送信アンテナ装置からある距離のところに
   配置されて、前記ノイズアンテナがノイズ信号を生成
   し、 （ｃ）前記ノイズアンテナ装置によって受信されるノイ
   ズ信号を、前記受信アンテナおよび前記受信機によって
   生成される前記受信信号のそれぞれから引去るステップ
   を更に含む請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】前記２次元表示を連続的な時間序列で前記
   ディスプレイ装置上に表示して、前記表示間の時間変化
   が、異なる壁厚を有する領域間にコントラストの変化を
   与えることを可能にするステップをさらに含む請求項１
   記載の方法。
5. 【請求項５】前記送信ループアンテナが形状的に、前記
   送信ループアンテナの内部空間の一部分において割合に
   均一な電磁場を生成する誘導電流を生成するように、構
   成される請求項１記載の方法。
6. 【請求項６】（ａ）前記送信アンテナ装置がループアン
   テナから成り、該送信ループアンテナが内部空間を包囲
   し、 （ｂ）前記送信ループアンテナが前記容器装置壁部分の
   まわりに配置されて、前記容器装置壁部分が前記送信ル
   ープアンテナの前記内部空間内に配置されるようにさ
   れ、 （ｃ）前記受信アンテナ装置が前記送信ループアンテナ
   に対して横方向に配置される、 請求項１記載の方法。
7. 【請求項７】前記受信アンテナが複数の組に構成され
   て、各組が、該各組が内部空間を包囲するような構成に
   配置された複数の受信アンテナから成り、前記各組が、
   前記容器装置壁部分が前記各組の前記内部空間内に配置
   されるように前記容器装置壁部分のまわりに配置され
   る、請求項１記載の方法。
8. 【請求項８】（ａ）前記送信アンテナ装置および前記受
   信アンテナ装置とは独立のノイズアンテナ装置が用意さ
   れて、該ノイズアンテナ装置が前記受信機に接続され、 （ｂ）前記ノイズアンテナ装置を前記容器装置壁に沿っ
   て配置し、また前記ノイズアンテナ装置が該ノイズアン
   テナ装置が前記送信アンテナ装置によって影響されない
   ように、前記送信アンテナ装置からある距離のところに
   配置されて、前記ノイズアンテナがノイズ信号を生成
   し、 （ｃ）前記ノイズアンテナ装置によって受信されるノイ
   ズ信号を、前記受信アンテナおよび前記受信機によって
   生成される前記受信信号のそれぞれから引去る、ステッ
   プをさらに含む、請求項１記載の方法。
9. 【請求項９】前記２次元表示を連続的な時間序列で前記
   ディスプレイ装置上に表示して、前記表示間の時間変化
   が、異なる壁厚を有する領域間にコントラストの変化を
   与えることを可能にするステップをさらに含む請求項１
   記載の方法。
10. 【請求項１０】前記２次元表示を連続的な時間序列で前
    記ディスプレイ装置上に表示して、前記表示間の時間変
    化が、異なる壁厚を有する領域間にコントラストの変化
    を与えることを可能にするステップをさらに含む請求項
    １記載の方法。