JP5495820B2 - 管内スケール計測装置及び計測方法 - Google Patents
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また、図示を省略するが、ボイラ管101の内部にレーザ光を通す光切断法により、管内面のスケール付着部101bを含む、管内面の形状を計測している。
そして本発明は、特に前記レーザ光発信部が管の内部に該管の中心軸周りに回転可能に設けられた回転体と、該回転体の内側に設置されて該回転体を回転駆動せしめるモータと、前記回転体の外周に設けられて該回転体とともに管の中心軸周りに回転可能に構成された機器台板と、該機器台板上に取り付けられて前記管の内周のスケール付着部に向けてレーザ光を発振する発信器とからなり、前記レーザ光の吸光度検出部は該機器台板上に取り付けられて前記発信器から管の内周のスケール付着部に向けて発振されたレーザ光の反射波を受信する受信器と、前記回転体及び機器台板を管軸方向に移動せしめる軸方向移動機構とからなり、前もって設定された該吸光度の検出値に対応する管の内周のスケール付着部におけるスケール付着厚さとの関係から吸光度の検出値に対応するスケール付着厚さを算出する前記発信器及び受信器を機器台板及び回転体とともに管の中心軸周りに回転可能に設置したことを特徴とする。
このようにすることで、機器台板上に取り付けられた発信器と受信器との回転体に対する管軸方向の位置を、前記円周方向及び軸方向に加えて、モータにより接続部材を介して自由に微調整ができるので、発信器と受信機の軸方向位置の微調節が可能になり、より高精度な計測ができる。
また、管の内部に、スケール付着部に向けてレーザ光を発振する発信器および該発信器からのレーザ光の反射波を受信する受信器を備えた機器台板を、円周方向及び軸方向に螺旋状に移動させることにより、非破壊で以って、スケールがポーラススケールの場合にも、スケールの高精度な計測が容易にできる。
図1は本発明の第1実施形態におけるボイラ管のボイラ管内計測装置の側面図、図2は前記第1実施形態における図1のZ矢視図である。図3の(A)は前記第1実施形態における図1のA−A断面図、(B)は図1のB−B断面図である。
図1〜3において、ボイラ管101の軸方向には、ボイラ管内計測装置100が、手動で軸方向に往復動可能に、且つ自動で回転可能に挿入されている。
前記モータ3は、ボイラ管101の中心軸200周りに固定されるので、該モータ3の外周の環状のスリーブ2と回転体1とは、スリップリング22(図1〜2の無線送受器15に並べて設置)を介して連結され、回転体1がスリップリング22を介してスリーブ2の外周側を回転可能となっている。また、図1に示すように回転体1側に無線送受器15が設置されている。
そして、該回転体1は、図1のように、前記モータ3の回転軸の前部に駆動アーム17を介して連結され、該モータ3の回転軸によりボイラ管101の中心軸200周りに回転可能となっている。
前記機器台板10上には、前記ボイラ管101の内周のスケール付着部101bに向けてレーザ光(例えば赤外線光)33(図4参照)を発振する発信器11と、前記発信器11からボイラ管101の内周のスケール付着部101bに向けて発振されたレーザ光33の反射波を受信する受信器13と、照明装置を備えたカメラ12が取り付けられている。
従って、前記環状の回転体1と、該レール9の間に設けられた平板状の機器台板10及びこれに取り付けられた発信器11と受信器13とカメラ12は、前記スリーブ2とともに静止されたモータ3と切り離されて、ボイラ管101の中心軸200周りに回転可能に構成されることとなる。
該管軸方向調整モータ7を回転させると、クランク機構8を介して前記機器台板10が、図2のU矢印のように、軸方向に往復動する。従って、管軸方向調整モータ7の回転により、機器台板10の軸方向位置を調整できる。
即ち、前記機器台板10及び該機器台板10上の発信器11と受信器13とは、前記管軸方向調整モータ7にクランク機構8を介して管軸方向に移動可能に連結され、また機器台板10及び発信器11と受信器13における、前記ボイラ管101の軸方向位置を前記クランク機構8により調整可能に構成しているので、機器台板10上に取り付けられた発信器11と受信器13との軸方向の位置を、前記円周方向及び軸方向に加えて、管軸方向調整モータ7によりクランク機構8を介して自由に微調整できる。
回転体1側に設置される発信器11、受信器13、カメラ12、管軸方向調整モータ7、無線送受器15への電力はスリップリング22を介して供給される。また、制御信号や計測信号は無線送受器15によって、制御装置4や外部に設置されたデータ処理装置および外部制御装置等と送受信されるようになっている。
前記ボイラ管内計測装置100は、前記ボイラ管101内に、前部の4個の前部のローラ5及び後部の4個のローラ5を介して、電力信号線14押し引きによって手動でボイラ管101の軸方向に往復動可能となっている。
手動により、ボイラ管内計測装置100を所定の部位に移動させると、前記環状の回転体1を、モータ3によりボイラ管101の中心軸200周りに回転させる。
この場合、発信器11と受信器13と照明装置を備えたカメラ12は、前記スケール付着部101bに向けて回転して、モータ3の回転数により回転体1及び機器台板10の回転速度及び回転位置を調整できる。
一方、かかるボイラ管内計測装置100は、手動でボイラ管101の軸方向に往復動可能となっている。
そして、かかる状態で、後述するように、前記発信器11は、ボイラ管101内周のスケール付着部101bに向けてレーザ光33(図4(A)参照)を発振し、受信器13は前記発信器11より発振されたレーザ光33の反射波を受信する。そして照明付のカメラ12はスケール付着部101b近傍を撮像する。
図4(A)、(B)、(C)は前記第1実施形態における作用説明図、図5は前記第1実施形態における吸光度とスケール付着厚さとの関係線図である。
図4(A)は、スケール付着部101bの管内スケール計測方法の部分構成図であり、ボイラ管内計測装置100の機器台板10上に取り付けられた発信器11及び受信器13を用い、ボイラ管101の中心軸200周りに回転可能に設けられた回転体1とともに回転する機器台板10に装着された発信器11から、ボイラ管101の内周各部のスケール付着部101bに向けてレーザ光33を、偏光子32を介して発振し、該スケール付着部101bからのレーザ光33の反射波を受信器13で受ける。
即ち、吸光度Sは特定の波長の光に対して物質(スケール)の吸収強度を示すものであり、入射光と反射光の強度比である。
前記吸光度Sとスケール厚さTとの関係データは、前持って該吸光度Sの検出値に対応する管の内周のスケール付着部101bにおけるスケール厚さTとの関係を設定しておく。図5は、かかる吸光度Sとスケール厚さTとの関係データで、抜管したサンプル管等で測定データを取る。図5のAはスケール密度が大きい場合、Bはスケール密度が小さい場合であり、スケール密度によって適した関係データを選択する。
さらに、スケール密度や成分に合わせて最適な波長帯のレーザ光を選択することで、精度良くスケール厚さを測定できる。
このスケール厚さTを用いて、図4(C)のように、前記ボイラ管101内周各部のスケール表面線101c(h)の管101の中心からの距離hを、h=(管内周の半径R−スケール付着厚さT)により算出する。
図6は本発明の第2実施形態におけるボイラ管のボイラ管内計測装置の側面図、図7は第2実施形態における図6のY矢視図である。また、図8は第2実施形態における図6のC−C断面図である。
第1実施形態では制御装置4を、モータ3の後部に固定した静止型のものであったが、この第2実施形態においては、制御装置4aをボイラ管内計測装置100aの側部に、図8に示すように、半円環状に形成して回転体1および機器台板10の側部に配置する回転型である。
制御装置4aが回転体1および機器台板10の側部に配置されて、これらに固定されるため、制御装置4aへの電力供給は電力信号線14からスリップリング22を介して供給される。
その他の構成および作用効果については、前記第1実施形態(図1〜図5)と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
2 スリーブ
3 減速機構付のモータ
4、4a 制御装置
5 ローラ
7 管軸方向調整モータ
8 クランク機構
9 レール
10 機器台板
11 発信器
12 カメラ
13 受信器
14 電力信号線
15 無線送受器
17 駆動アーム
33 レーザ光
100、100a ボイラ管内計測装置
101 ボイラ管
101b スケール付着部
101d 腐食ピット
200 中心軸
S 吸光度
T スケール厚さ
Claims (5)
- 管の中心軸周りに回転可能に設けられた回転体とともに回転する機器台板に装着された発信器から、管の内周各部のスケール付着部に向けてレーザ光を発振するレーザ光発信部と、前記スケール付着部からのレーザ光の反射波から該レーザ光の吸光度を検出するレーザ光の吸光度検出部と、前もって設定された該吸光度の検出値に対応する管の内周のスケール付着部におけるスケール付着厚さとの関係から前記吸光度の検出値に対応するスケール付着厚さを算出するスケール付着厚さ算出部とを備え、前記スケール付着厚さ算出部により管の中心から内周各部のスケール表面までの距離hを、h=(管内周の半径R−スケール付着厚さT)により算出することを特徴とする管内スケール計測装置。
- 前記レーザ光発信部は管の内部に該管の中心軸周りに回転可能に設けられた回転体と、該回転体の内側に設置されて該回転体を回転駆動せしめるモータと、前記回転体の外周に設けられて該回転体とともに管の中心軸周りに回転可能に構成された機器台板と、該機器台板上に取り付けられて前記管の内周のスケール付着部に向けてレーザ光を発振する発信器とからなり、前記レーザ光の吸光度検出部は該機器台板上に取り付けられて前記発信器から管の内周のスケール付着部に向けて発振されたレーザ光の反射波を受信する受信器と、前記回転体及び機器台板を管軸方向に移動せしめる軸方向移動機構とからなり、前もって設定された該吸光度の検出値に対応する管の内周のスケール付着部におけるスケール付着厚さとの関係から吸光度の検出値に対応するスケール付着厚さを算出する前記発信器及び受信器を機器台板及び回転体とともに管の中心軸周りに回転可能に設置したことを特徴とする請求項1記載の管内スケール計測装置。
- 前記機器台板及び該機器台板上に取り付けられた発信器と受信器は、軸方向調整モータに接続部材を介して管軸方向に移動可能に連結されて、前記回転体に対する前記機器台板及び発信器と受信器の管軸方向位置を調整可能に構成されたことを特徴とする請求項2記載の管内スケール計測装置。
- 前記発信器、受信器、モータ、および機器台板の軸方向移動の制御を行う制御装置を、環状に形成して前記回転体および機器台板の側部に配置したことを特徴とする請求項3記載の管内スケール計測装置。
- 管の中心軸周りに回転可能に設けられた回転体とともに回転する機器台板に装着された発信器から、管の内周各部のスケール付着部に向けてレーザ光を発振し、前記スケール付着部からのレーザ光の反射波から該レーザ光の吸光度を検出し、前持って設定された該吸光度の検出値に対応する管の内周のスケール付着部におけるスケール付着厚さとの関係から前記吸光度の検出値に対応するスケール付着厚さを算出し、前記管の中心から内周各部のスケール表面までの距離hを、h=(管内周の半径R−スケール付着厚さT)により算出することを特徴とする管内スケール計測方法。
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