JP4913480B2 - Thickness measuring device - Google Patents
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Description
この発明は、連続かつ高速に移送されるパイプの垂直方向から該パイプの肉厚を連続的にオンラインで計測することができる肉厚測定装置に関するものである。 The present invention relates to a thickness measuring apparatus capable of continuously measuring the thickness of a pipe continuously on-line from the vertical direction of the pipe which is continuously and rapidly transferred.
従来、自動車冷却部品である肉薄のアルミパイプは、全長約2000〜7000mであり、これを巻き付けたドラムで出荷している。このアルミパイプの出荷前には、マイクロメータを用いて作業者がアルミパイプの端部のみを測定して、良品と不良品とを峻別していたが、全長にわたって検査をしていないので精度の低い検査とならざるを得なかった。 Conventionally, a thin aluminum pipe, which is an automobile cooling part, has a total length of about 2000 to 7000 m and is shipped on a drum around which this is wound. Before shipment of this aluminum pipe, the worker measured only the end of the aluminum pipe using a micrometer to distinguish the good product from the defective product. I had to make a low inspection.
このため、アルミパイプの全長にわたってアルミパイプの肉厚測定をオンラインで自動検査することが要望される。ここで、従来から、パイプ径の変動による影響をなくしてオンラインでパイプ径を計測できるものとしてタイヤ型探触子が知られている(特許文献1参照)。このタイヤ型探触子は、タイヤを介してパイプ径を測定する際、タイヤ自体の変動をも含めて測定し、このタイヤ変動を除去してパイプ自体のパイプ径を測定するものである。 For this reason, there is a demand for automatic on-line inspection of the thickness of the aluminum pipe over the entire length of the aluminum pipe. Here, conventionally, a tire-type probe is known as one that can measure the pipe diameter online without the influence of fluctuations in the pipe diameter (see Patent Document 1). When measuring the pipe diameter through the tire, the tire type probe measures the tire diameter including the fluctuation of the tire itself, and removes the tire fluctuation to measure the pipe diameter of the pipe itself.
また、ガイドロールをパイプに押し当ててパイプの振動や揺動を抑えて超音波肉厚測定を行うものがある(特許文献2参照)。 In addition, there is an apparatus that performs ultrasonic wall thickness measurement by pressing a guide roll against a pipe to suppress vibration and swinging of the pipe (see Patent Document 2).
しかしながら、上述したタイヤ型探触子は、タイヤを介しているために測定精度が悪く、パイプの肉厚も10mm以上のパイプを対象とし、さらには移送されるパイプの中心軸、すなわちパスラインの揺動に追従することができないという問題点があった。 However, the tire-type probe described above has poor measurement accuracy due to the presence of the tire, and the pipe thickness is intended for pipes with a thickness of 10 mm or more. There was a problem that it was not possible to follow the oscillation.
また、特許文献2に記載されたものでは、高速で移送されるパイプの肉厚測定が可能であるが、ガイドロールをパイプに押し当てるようにしているため、鋼管の測定には適しているが、肉薄のアルミパイプに適用すると変形してしまうという問題点があった。
Moreover, although what was described in
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、肉薄で柔らかいパイプであって高速に移送されるパイプの全長にわたってオンラインで精度高く該パイプの肉厚を測定することができる肉厚測定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and is a thin and soft pipe that can accurately measure the thickness of the pipe online over the entire length of the pipe that is transferred at high speed. The purpose is to provide.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる肉厚測定装置は、連続かつ高速に移送されるパイプの垂直方向から該パイプの肉厚を連続的に計測する超音波探触子と、前記超音波探触子の前後に配置されて前記パイプの変動を伝達する2つのタイヤと、前記超音波探触子および前記2つのタイヤを保持して固定する保持部材と、弾性部材を介して前記保持部材を保持して前記パイプの変動を吸収するとともに、少なくとも前記超音波探触子および前記2つのタイヤを覆う剛性のハウジングと、弾性部材を介して前記ハウジングの周囲を保持して前記ハウジングの振動を吸収して前記ハウジングをフローティング状態にする剛性の固定部材と、前記ハウジングに固定され、前記タイヤの両外側に設けられて前記パイプをガイドする2つのガイドロールと、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, a thickness measuring apparatus according to the present invention is an ultrasonic probe that continuously measures the thickness of a pipe from the vertical direction of the pipe transferred continuously and at high speed. A tactile sensor, two tires arranged before and after the ultrasonic probe to transmit fluctuations of the pipe, a holding member that holds and fixes the ultrasonic probe and the two tires, and elasticity The holding member is held via a member to absorb fluctuations in the pipe, and a rigid housing that covers at least the ultrasonic probe and the two tires is held, and the periphery of the housing is held via an elastic member. A rigid fixing member that absorbs the vibration of the housing to bring the housing into a floating state, and is fixed to the housing and provided on both outer sides of the tire to guide the pipe. And two guide rolls, characterized by comprising a.
また、この発明にかかる肉厚測定装置は、上記の発明において、前記超音波探触子の焦点位置と前記2つのタイヤのパイプ接触位置とを同一直線上に配置したことを特徴とする。 Moreover, the thickness measuring apparatus according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the focal position of the ultrasonic probe and the pipe contact position of the two tires are arranged on the same straight line.
また、この発明にかかる肉厚測定装置は、上記の発明において、前記保持部材と前記ハウジングとを接続する弾性部材は、前記パイプに垂直な方向のみに弾性を有することを特徴とする。 In the thickness measuring apparatus according to the present invention as set forth in the invention described above, the elastic member that connects the holding member and the housing has elasticity only in a direction perpendicular to the pipe.
また、この発明にかかる肉厚測定装置は、上記の発明において、前記パイプの周囲は、洗浄機能を有する媒体で満たされていることを特徴とする。 In the above-described invention, the thickness measuring apparatus according to the present invention is characterized in that the periphery of the pipe is filled with a medium having a cleaning function.
また、この発明にかかる肉厚測定装置は、上記の発明において、前記2つのガイドロール間の距離Lは、前記ガイドロールの内側とパイプの外側との許容クリアランスをΔWとし、前記パイプ移送時の曲率半径Rとした場合に、
R−√(R2−L2/4)<ΔW
を満足することを特徴とする。
In the thickness measuring apparatus according to the present invention, in the above invention, the distance L between the two guide rolls is set such that an allowable clearance between the inside of the guide roll and the outside of the pipe is ΔW, and When the radius of curvature is R,
R-√ (R 2 -L 2 /4) <ΔW
It is characterized by satisfying.
また、この発明にかかる肉厚測定装置は、上記の発明において、前記パイプの移送速度は、300m/分近傍であることを特徴とする。 Moreover, the thickness measuring apparatus according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the transfer speed of the pipe is in the vicinity of 300 m / min.
また、この発明にかかる肉厚測定装置は、上記の発明において、前記パイプは、肉薄のアルミパイプであることを特徴とする。 The thickness measuring apparatus according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the pipe is a thin aluminum pipe.
この発明にかかる肉厚測定装置は、ハウジングが、弾性部材を介して、超音波探触子および2つのタイヤを保持する保持部材を保持して前記パイプの変動を吸収し、固定部材が、弾性部材を介して前記ハウジングの周囲を保持して2つのガイドロールから伝達される前記ハウジングの振動を吸収して前記ハウジングをフローティング状態にし、パイプ径が変動しても、あるいはパイプ自体が振動しても、超音波探触子とパイプとの位置関係は常に保たれるので、肉薄で柔らかいパイプであって高速に移送されるパイプの全長にわたってオンラインで精度高く該パイプの肉厚を測定することができるという効果を奏する。 In the thickness measuring apparatus according to the present invention, the housing holds the holding member holding the ultrasonic probe and the two tires via the elastic member to absorb the fluctuation of the pipe, and the fixing member is elastic. By holding the periphery of the housing through the member and absorbing the vibration of the housing transmitted from the two guide rolls, the housing is brought into a floating state, and even if the pipe diameter fluctuates or the pipe itself vibrates. However, since the positional relationship between the ultrasonic probe and the pipe is always maintained, the thickness of the pipe can be accurately measured online over the entire length of the thin and soft pipe that is transported at high speed. There is an effect that can be done.
以下、この発明を実施するための最良の形態である肉厚測定装置について、図面を参照して説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A thickness measuring apparatus that is the best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態)
図1は、この発明の実施の形態である肉厚測定装置の概要構成を模式的に示す斜視図である。図1において、この肉厚測定装置11は、線速300m/分近傍で高速に連続して移送される肉薄のアルミパイプ1の肉厚をオンラインで全長にわたって測定する装置である。アルミパイプ1の肉厚測定は、超音波探触子2によって行われ、アルミパイプ1の流れ方向に対して垂直な方向から測定が行われる。
(Embodiment)
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a schematic configuration of a thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, this wall thickness measuring device 11 is a device that measures the wall thickness of a
超音波探触子2は、図2に示すように、内部に超音波を発生する振動子21を有し、この振動子21が発生する超音波の焦点が、パイプ1の測定個所に一致するように所定距離H、たとえば40mm弱の距離をおいて配置される。超音波探触子2とパイプ1との間には、比較的超音波の減衰が少なく、かつパイプの洗浄効果もある灯油が媒質として満たされている。
As shown in FIG. 2, the
超音波探触子2は、パイプ1に対して超音波を発生し、パイプの表面で反射した超音波Sとパイプの内面で反射した超音波Bとをパルスレシーバ22で測定し、図3に示すように、この超音波Sと超音波Bとの時間差を測定し、この時間差に対応する距離の半分の値をパイプの肉厚として測定する。
The
タイヤ3は、超音波探触子2を挟むように、超音波探触子2の前後に2つ設けられ、パイプ1に接触するように配置される。タイヤ3は、パイプ1に接触しているため、パイプ1が流れるとそのパイプ1の流れによって接触しつつ回転する。
Two tires 3 are provided in front of and behind the
超音波探触子2とタイヤ3とは、超音波探触子2の焦点と、各タイヤ3のパイプ1との接触点とが同一直線上に配置されるように、連結ベース4に固定保持される。連結ベース4はさらに2つの弾性部材5を介して上方に位置する連結ベース6に固定保持される。したがって、パイプ1の径変動があった場合、各タイヤ3がその径変動に追従して上下動するが、この場合、2つの弾性部材5がこの上下動を吸収する。この2つの弾性部材5は、この上下動の方向のみに弾性を有することが好ましい。これによって、超音波探触子2とパイプ1との間の距離は、所定距離Hに保たれる。
The
連結ベース4は、ハウジング7に固定接続される。ハウジング7は、パイプ1の流れ方向を中心軸にした筒状をなし、その上部で連結ベース4を固定接続する。ハウジング7の両端部分近傍であってタイヤ3の外側には、パイプ1をガイドする2つのガイドロール8が設けられる。
The connection base 4 is fixedly connected to the
2つのガイドロール8間の距離Lは、図4に示すように、パイプ1の流れ方向の曲がりを考慮して決定される。このパイプ1の曲がりの曲率半径をRとすると、曲がりの中心位置からパイプ1までの距離Tは、
T=√(R2−L2/4)
として表され、パイプ1の許容される変動距離tは、
t=R−T
=R−√(R2−L2/4)
となる。許容距離tは、後述するガイドロール8のクリアランスΔW未満であることが要求されるため、ガイドロール8間の距離Lは、
R−√(R2−L2/4)<ΔW
を満足する距離Lに設定される。
The distance L between the two
T = √ (R 2 -L 2 /4)
And the allowable variation distance t of the
t = RT
= R-√ (R 2 -L 2/4)
It becomes. Since the allowable distance t is required to be less than the clearance ΔW of the
R-√ (R 2 -L 2 /4) <ΔW
Is set to a distance L that satisfies.
上述したようにガイドロール8のクリアランスΔWによってパイプ1は左右上下にΔW分、振動あるいは揺動する。したがって、図5に示すようにパイプ1に対する超音波探触子2の超音波送受信方向は、所定距離Hを考慮して所定角度内に振れるため、この振れ角、たとえば6度以内の振れ角を考慮して測定する必要がある。また、図6に示すように、超音波探触子2は、パイプ1の横揺れ幅ΔWを考慮した誤差を含めて測定する必要がある。
As described above, the
図7は、ガイドロール8の構成を示す図であり、ガイドロール8は、井桁状に形成された枠内に矩形のガイド孔を形成し、このガイド孔内にパイプが通過し、ガイド孔とパイプ1との間にはクリアランスΔWが形成される。このクリアランスΔWは、媒体によって決定され、超音波の減衰が大きい場合には、小さなクリアランスΔWとなる。このクリアランスΔWは、上述したように、超音波探触子2の測定精度に直接影響するからである。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of the
ハウジング7は、その周囲を4つの弾性部材9を介して固定ガイド10に接続される。したがって、ハウジング7は、固定ガイド10に対してフローティング状態となる。ここで、ガイドロール8は、ハウジング7に固定されているため、パイプ1の振動や揺動は、直接ハウジングに伝わるが、この振動や揺動は、弾性部材9が吸収する。この結果、パイプ1の振動や揺動が生じても、ハウジング7が振動や揺動を行うのみで、ハウジング7内における超音波探触子2とパイプ1との相対位置関係に変化は生じないため、精度の高い肉厚測定を行うことができる。
The periphery of the
なお、媒質である灯油は、この肉厚測定装置11全体を灯油浴内に浸漬してもよいし、超音波探触子2およびパイプ1のみが浸漬されるようにしてもよい。パイプ1が灯油内に浸漬されるようにすると、灯油の洗浄効果があるので好ましい。
It should be noted that the kerosene that is the medium may be soaked in the kerosene bath as a whole, or only the
なお、上述した実施の形態では、アルミパイプを例に挙げて説明したが、これに限らず、柔らかい材質であって肉薄のパイプであれば、同様の効果を得ることができる。また、パイプ1の線速は、300m/分程度の高速であるとして説明したが、これに限らず、300m/分以下の速度にも適用できるのは明らかである。
In the above-described embodiment, the aluminum pipe has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the same effect can be obtained if the pipe is made of a soft material and thin. The linear velocity of the
また、上述した実施の形態では、超音波探触子2が1つであったが、これに限らず、複数の超音波探触子を設けて複数点の肉厚を測定するようにしてもよい。たとえば、パイプ1の複数の周方向から同時に肉厚を測定するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the number of the
さらに、上述した実施の形態では、超音波探触子2を用いて肉厚を測定していたが、これに限らず、各種の電磁波を用いて測定するようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the thickness is measured using the
1 パイプ
2 超音波探触子
3 タイヤ
4,6 連結ベース
5,9 弾性部材
7 ハウジング
8 ガイドロール
10 固定ガイド
11 肉厚測定装置
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記超音波探触子の前後に配置されて前記パイプの変動を伝達する2つのタイヤと、
前記超音波探触子および前記2つのタイヤを保持して固定する保持部材と、
弾性部材を介して前記保持部材を保持して前記パイプの変動を吸収するとともに、少なくとも前記超音波探触子および前記2つのタイヤを覆う剛性のハウジングと、
弾性部材を介して前記ハウジングの周囲を保持して前記ハウジングの振動を吸収して前記ハウジングをフローティング状態にする剛性の固定部材と、
前記ハウジングに固定され、前記タイヤの両外側に設けられて前記パイプをガイドする2つのガイドロールと、
を備え、前記ガイドロールは、その内側と前記パイプの外側との間にクリアランスを有するように設けられていることを特徴とする肉厚測定装置。 An ultrasonic probe that continuously measures the thickness of the pipe from the vertical direction of the pipe that is continuously and rapidly transferred; and
Two tires arranged before and after the ultrasonic probe to transmit the fluctuation of the pipe;
A holding member for holding and fixing the ultrasonic probe and the two tires;
A rigid housing that holds the holding member via an elastic member to absorb fluctuations in the pipe and covers at least the ultrasonic probe and the two tires;
A rigid fixing member that holds the periphery of the housing via an elastic member and absorbs vibration of the housing to bring the housing into a floating state;
Two guide rolls fixed to the housing and provided on both outer sides of the tire to guide the pipe;
And the guide roll is provided with a clearance between the inside and the outside of the pipe .
R−√(R2−L2/4)<ΔW
を満足することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の肉厚測定装置。 The distance L between the two guide rolls, the allowable clearance between the inner and outer side of the pipe of the guide roll and [Delta] W, when the curvature radius R when the pipe transfer,
R-√ (R 2 -L 2 /4) <ΔW
The wall thickness measuring device according to any one of claims 1 to 4, wherein:
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