JP5954973B2

JP5954973B2 - 地下タンクの厚さ測定装置

Info

Publication number: JP5954973B2
Application number: JP2011265877A
Authority: JP
Inventors: 秀雄上野
Original assignee: Sanfreund Corp
Current assignee: Sanfreund Corp
Priority date: 2011-12-05
Filing date: 2011-12-05
Publication date: 2016-07-20
Anticipated expiration: 2031-12-05
Also published as: JP2013117481A

Description

本発明は、ガソリンスタンド等に埋設された地下タンクの鋼板やＦＲＰの厚さ測定を行う厚さ測定装置に関する。

従来から、塔状タンク、球状タンク等の溶接鋼構造物では、腐食による経年劣化が発生するため定期的な板厚測定による検査と補修が必要となっている。特にタンクが地下に埋設されている場合、古くなると亀裂等が生じ、油漏れの原因になる。このため、定期的な板厚測定による検査が必要となっている。
例えば、特許文献１は、円筒タンクの平面底板の板厚を測定するために超音波探触子と渦流センサとを千鳥状（互い違い）に配列して走行台車に搭載し、円筒タンクの底板表面に被覆されたコーティング上で走行台車を走行させてタンク底板平面の鋼板厚さを測定する技術を開示する。

特開２００１−５０７３６号公報

しかしながら、上記従来の方法においては、円筒タンクの平面底板の板厚を測定するため、円筒タンクの底板表面に被覆されたコーティング上で走行台車を走行させてタンク底板平面の鋼板厚さを測定するものであり、実際にはタンク底板平面には細かい凹凸があり、正確な埋設タンクの板厚測定を行うことはできない。

そこで、本発明はガソリンスタンド等に埋設された地下タンクの板厚を正確に測定することができる地下タンクの厚さ測定装置を提供するものである。

上記課題は、地下タンクの筐体を構成する鋼板と、貼着又はコーティングによって前記鋼板の表面に配設されたＦＲＰとを少なくとも備えた地下タンクに使用される厚さ測定装置であり、前記ＦＲＰに当接する探触子と、前記探触子から第１の周波数の超音波を送信し、前記探触子で受信する反射波によって前記ＦＲＰの厚さを測定する第１の測定手段と、前記探触子から第２の周波数の超音波を送信し、前記探触子で受信する反射波によって前記鋼板の厚さを測定する第２の測定手段と、前記探触子を先端に備えた棒状部材を前記地下タンクの長手方向に移動させる第１の移動手段と、前記地下タンクの長手方向と直交する方向に前記棒状部材を移動させると共に、前記棒状部材の先端を前記地下タンクの内周面に沿って回転可能に移動させる第２の移動手段と、を有すると共に、前記棒状部材には該棒状部材の先端が前記地下タンクの内周面に沿って移動する際の、内周面への接触による衝撃を吸収する第１の弾性部材と、前記探触子が前記地下タンクの内周面に接触し、かつ該接触の確認を行なう圧力センサへの加圧を行なう第２の弾性部材と、を備え、前記棒状部材の先端を前記地下タンクの内周面に沿って移動させると共に、前記圧力センサが前記地下タンクの内周面への前記探触子の接触を確認すると、前記第１、第２の測定手段によって前記ＦＲＰの厚さ、及び前記鋼板の厚さを測定する地下タンクの厚さ測定装置を提供することによって達成できる。

本発明によれば、ガソリンスタンド等に埋設された地下タンクの厚さを正確に測定することができる地下タンクの厚さ測定装置を提供し、その厚さ測定装置により、亀裂や、孔食、腐食等の発生を未然に防止することができる。

第１の実施形態による地下タンクの厚さ測定装置の外観図である。第１の実施形態による地下タンクの厚さ測定装置の内部回路を説明する図である。ガソリンを貯蔵する地下タンクの厚さ測定を行う例を説明する図である。地下タンクの断面構成を示す図であり、図３に示すＡ−Ａ´断面図である。鋼板とＦＲＰの厚さを実際に測定する際の処理を示す図である。ＦＲＰの表面の状態、及び測定箇所が平坦化された例を示す図である。第２の実施形態による地下タンクの厚さ測定装置の外観図である。クッション部の構成を説明する断面図である。第２の実施形態による地下タンクの厚さ測定装置の内部回路を説明する図である

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、第１の実施形態による地下タンクの厚さ測定装置の外観図である。同図において、厚さ測定装置１は、例えば超音波の反射エコーを使用し、金属や内面腐食した金属、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）の厚さを測定することが可能であり、多層材の各層の層厚の測定も可能である。尚、上記ＦＲＰは繊維強化プラスチックであり、例えばガラス繊維をプラスチックに混入させて強度を向上させた複合材料である。また、図２は上記厚さ測定装置１の内部回路を説明する図である。

両図において、厚さ測定装置１は超音波用振動信号を超音波に変換して一定の角度で被測定体であるＦＲＰに送出する送信用振動子２、及び上記被測定体からの反射波を送信用振動子２とは別な位置で受信して電気信号に変換する受信用振動子３を内蔵する探触子４と、上記探触子４に超音波用の振動信号を与え、かつ探触子４からの受信信号の中の測定体表面からの反射波信号をもとにゲート信号を形成し、このゲート信号に基づいてＦＲＰ等の層圧を測定する測定器５とから構成されている。

ここで、上記測定器５は、送信部６、受信増幅部７、検出用ゲート回路８、ドライブ回路９、操作部１０、表示部１１、及びＣＰＵ１２で構成されている。ＣＰＵ１２は測定器５の中央処理部であり、送信部６や受信増幅部７等の各部の制御を行なう。また、検出用ゲート回路８からのゲート信号を解析し、被測定体の層毎の厚さを算出する。操作部１０には電源ボタンや各種設定ボタンが配設され、表示部１１には計測結果である被測定体の厚さが表示される。

測定器５は、送信部６から送信端子Ｔを介して探触子４に所定周波数の振動信号を供給する。一方、探触子４からの検出信号は、受信端子３を介して受信増幅部７に供給される。受信増幅部７の出力信号は、上記検出用ゲート回路８によってゲート信号に変換され、ドライブ回路９を駆動し、反射波信号に基づく被測定体の厚さデータを表示部１１に表示する。

以上の構成において、以下に本例の厚さ測定装置を使用して地下タンクのＦＲＰ及び鋼板の厚さを測定する処理を説明する。
図３は、例えばガソリンを貯蔵する地下タンクの例を示す。同図において、地下タンク１５にはガソリンを入れる注油管１６、地下タンク１５からガソリンを吸引する給油管１７、地下タンク１５の通気を行う通気管１８、及び地下タンク１５に貯蔵されたガソリンの液面高を計測する液面計１９が設けられている。また、地下タンク１５は地表から所定の深さに埋設され、地下タンク１５上には不図示のコンクリートが施設されている。

また、注油管１６には地表に注油口２０が設けられ、注油口２０からガソリンの注油を行う。また、給油管１７には地表に計量器、ポンプ等の機器類２１が設けられ、地下タンク１５からガソリンを吸引し、吸引するガソリンの計量を行う。また、上記注油管１６にはバルブ２２が設けられ、給油管１７にはバルブ２３が設けられ、地下タンク１５の補修／改修作業の際、このバルブ２２及び２３を閉鎖して行う。尚、通気管１８には通気口２４が設けられ、地下タンク１５内で発生するガスを排出する。

図４は、地下タンク１５の断面構成を示す図であり、図３に地下タンク１５のＡ−Ａ´断面を示す図である。同図に示すように地下タンク１５は鋼板２５とＦＲＰ２６で構成され、同図に示す矢印方向から前述の厚さ測定装置１を使用して鋼板２５及びＦＲＰ２６の厚さを測定する。

図５は鋼板２５とＦＲＰ２６の厚さを実際に測定する際の処理を示す図である。先ず、厚さ測定装置１の電源を投入し、地下タンク１５の内壁の測定する位置に探触子４を当接する。次に、ＣＰＵ１２の制御によって送信部６を駆動させ、送信用振動子２から所定周波数の超音波を発振する。この超音波は鋼板２５とＦＲＰ２６の境界で反射し、反射波を探触子４に返送する。

返信用振動子３はこの信号を受信し、受信増幅部７に送り、受信信号を増幅する。その後、受信増幅部７によって増幅された受信信号は検出用ゲート回路８に入力し、ドライブ回路９を駆動して表示部１１にＦＲＰ２６の厚さデータを表示する。図１に示す例では、例えば２．００ｍｍの測定結果が表示されている。

次に、ＣＰＵ１２の制御によって送信部６から他の周波数の超音波を発振させ、この超音波によって鋼板２５の端部で反射する反射波を探触子４に返送する。返信用振動子３はこの信号を検知し、上記と同様受信増幅部７に送り、受信信号を増幅する。その後、受信増幅部７によって増幅された受信信号は検出用ゲート回路８に入力し、ドライブ回路９を駆動して表示部１１に鋼板２５とＦＲＰ２６の厚さデータを表示する。

一方、ＦＲＰ２６の表面には細かな凹凸があり、本例では図６に示すように、測定面２６ａ、２６ｂ、２６ｃ・・・を平坦に加工し、測定を行う。また、測定面２６ａ、２６ｂ、２６ｃ・・・は、一定間隔で平坦加工されており、より正確なＦＲＰ２６等の層圧を測定することができる。
以上のように、本例によればガソリンスタンド等に埋設された地下タンクのＦＲＰ２６等の厚さを正確に測定することができると共に、測定面を平坦に加工することによって、より正確な層圧を測定することができる。また、測定結果に基づいて補修を行うことによって、地下タンクの亀裂、孔食、及び腐食等の発生を未然に防止することができる。

図７は、第２の実施形態による地下タンクの厚さ測定装置の外観図である。図７（ａ）は正面図、図７（ｂ）は側面部、図７（ｃ）は上面図をそれぞれ表している。第１の実施形態と同じ、或いは基本的に同じ構成要素には同一の符号を付している。

第２の実施形態による厚さ測定装置３０は、上記第１の実施形態による厚さ測定装置１と同様に、超音波を利用して、地下タンク１４を構成する各層の厚さを測定するものである。本例の厚さ測定装置３０は、地下タンク１４をその長手方向上に自走させ、その自走方向の交差方向である地下タンク１４の内周の厚さを測定させることができるようになっている。

本例の厚さ測定装置３０は、下部装置４０、及び上部装置５０に大別される。下部装置４０は、車輪４１を備え、その車輪４１に動力を伝達させることで自走可能となっている。上部装置５０は、下部装置４０から突出した取付部材３１に取り付けられる。

上部装置５０は、回転可能な回転部５１を備える。この回転部５１は、探触子４が先端に取り付けられた測定器具６０を取り付けて、探触子４を地下タンク１４の内周に沿って移動させるためのものである。図７（ａ）〜（ｃ）に表すように、測定器具６０を取り付けるための取付部５２を備えている。

測定器具６０は、２つの棒状部材６２、及び６３、２つの棒状部材６２及び６３の間に配置されるクッション部６４を備える。図７（ｃ）に表すように、棒状部材６２の断面は、丸形状に、台形形状をつなげたような形状となっている。それにより、丸形状と台形形状がつながった部分（窪んだ部分）がガイドの機能を有し、棒状部材６２は長手方向に沿って移動可能に取付部５２に取り付けられる。

棒状部材６２の台形形状の上部装置５０側の面６１には、棒状部材６２の長手方向の交差方向に延びる溝（図示せず）が並んで形成されている。上部装置５０には、その溝に合った形状のギア５３が設けられ、そのギア５３の歯は、測定器具６０が取付部６２に取り付けられた場合に、棒状部材６２の面６１の溝と噛み合うようになっている。それにより、本例では、ギア５３を回転させることにより、探触子４の地下タンク１４内面への当接、その当接状態の解除を行うようにしている。

本例では、上部装置５０を取付部材３１に取り付ける位置をユーザが任意に調整できるようにしている。回転部５１を回転させ、その回転によって探触子４が当接する地下タンク１４の内面の位置を移動させることから、上部装置５０の位置は地下タンク１４に応じて調整する必要がある。しかし、その調整に求める精度が高い場合、その調整に要する時間が長くなる。このことから、本例では、探触子４の地下タンク１４における径方向の移動を行うようにして、高精度の調整を不要にしている。そのために、測定器具６０にクッション部６４を設けている。

図８は、クッション部の構成を説明する断面図である。この断面図は、測定器具６０を長手方向に沿って切断した場合のものである。図８に表すように、棒状部材６２の探触子４側の先端部分には、太さの異なる２つの突出部６２ａ、及び６２ｂが形成されている。他方の棒状部材６３の対向する部分には、大きさの異なる２つの穴６３ａ、６３ｂが形成されている。棒状部材６２、６３は、弾性部材６２ｄ、６３ｄ、例えばスプリングによって連結されている。穴６３ａ内には、一端が面６３ｃ、他端がリング状部材６３ｅに連結された弾性部材６３ｄ、例えばスプリングが配置されている。突出部６２ｂの先端は、リング状部材６３ｅの不図示の穴を通って穴６３ｂ内に挿入された形となっている。

リング状部材６３ｅの突出部６２ａの面６２ｃと対向する側には、圧力センサ６３ｆが設けられている。図８に表す状態は、探触子４が地下タンク１４の内面に当接していない状況のものである。それにより、探触子４が地下タンク１４の内面に当接していない状況では、突出部６２ａの面６２ｃは圧力センサ６３ｆに接触しないか、接触しても圧力センサ６３ｆに加える圧力は非常に小さいものとなる。

ギア５３により棒状部材６２に動力を伝達して探触子４を地下タンク１４の内面に向けて移動させると、探触子４はその内面に当接し、それ以上、移動できなくなる。そのため、更に棒状部材６２に動力を伝達し続けると、突出部６２ａの面６２ｃが圧力センサ６３ｆに向けて移動するようになり、それらが接触することになる。それにより、圧力センサ６３ｆは、探触子４が地下タンク１４の内面に当接したか否かの判定に用いられる。

探触子４は、回転部５１の回転に伴い、地下タンク１４の内面に接触する可能性がある。その場合、クッション部６４は、内面への接触による衝撃を吸収すると共に、探触子４が内面に沿って移動するのを可能にさせる。また、探触子４の接触は圧力センサ６３ｆにより認識可能なことから、ギア５３により棒状部材６２に動力を伝達し、探触子４が内面に接触しないようにすることができる。

上記のようなことから、クッション部６４は、図８において、符号６２、及び６３を除く符号を付した部分によって構成されている。

図７の説明に戻る。
上部装置５０の回転部５１の回転による探触子４の周方向上の移動量は、取付部５２から探触子４までの長さによって異なる。地下タンク１４の内径の大きさは一定ではなく、また、内面で測定を行う測定間隔も異なる場合がある。このことから、本例では、例えば地下タンク１４の内径、及び周方向上で測定を行う測定間隔をユーザに指定させるようにしている。そのために、図７（ｃ）に表すように、下部装置４０の上面に、表示部４２、及び各種ボタンを有する操作部４３が配置されている。設定する内容としては、他に、周方向の交差方向上の測定間隔がある。測定結果が望ましくない場合に、その測定結果が得られた箇所の周辺をより狭い測定間隔で測定するための設定も行うことができる。

ユーザは、上記のような設定を行う一方、上部装置５０の位置調整、及び測定器具６０の取付部５２に取り付ける位置調整を必要に応じて行う。それにより、本例の厚さ測定装置３０は、自律的に探触子４を自律的に移動させて、地下タンク１４の内面の大部分を測定する。このため、ユーザにとっては、地下タンク１４の内面の測定をより容易に行うことができる。

図９は、第２の実施形態による地下タンクの厚さ測定装置の内部回路を説明する図である。本例の厚さ測定装置３０は、ＣＰＵ７１、ＲＡＭ７２、ＲＯＭ７３、送受信部７４、探触子４、操作部４３、表示部４２、表示制御部７５、圧力センサ６３ｆ、センサ駆動部７６、３つのモータ７７〜７９、モータ駆動部８０を備えている。

ＣＰＵ７１は、ＲＯＭ７３に格納されたプログラムをＲＡＭ７２に読み出して実行することにより、厚さ測定装置３０全体の制御を行う。送受信部７４は、図２に表す送信部６、受信増幅部７、及び検出用ゲート回路８を備えたものである。

表示制御部７５は、表示部４２に画像出力を行うためのものである。圧力センサ３２は、厚さ測定装置３０が何らかの物体に接触したのを検出するためのものであり、その検出信号は、自走が可能か否かの判断に用いられる。センサ駆動部７６は、圧力センサ６３ｆ、及び３２を駆動し、それらの検出信号をＣＰＵ７１に出力するためのものである。

３つのモータ７７〜７９は、例えばそれぞれ、下部装置４０を自走させるためのもの、回転部５１を回転させるためのもの、ギア５３を回転させるためのもの、である。例えば、それらは何れもパルスモータである。モータ駆動部８０は、ＣＰＵ７１の指示に従って、各モータ７７〜７９を個別に駆動するものである。

ＣＰＵ７１は、操作部４３を介してユーザが設定した内容（設定データ）をＲＡＭ７２に保存する。測定の開始が操作部４３への操作により指示された場合、ＲＡＭ７２に保存された設定データを参照し、モータ駆動部８０を介して各モータ７７〜７９を駆動させる。それにより、測定対象とする地下タンク１４の内面全体を対象にした測定を自律的に行う。測定結果はＲＡＭ７２に保存し、操作部４３の操作に応じて、表示部４２に表示させる。

モータ７９によるギア５３の回転は、予め設定された内容に沿って行われる。それにより、探触子４が地下タンク１４の内面に向けて移動するようにギア５３を定められた回転量だけ回転させても圧力センサ６３ｆが探触子４の内面への当接を検出できない場合、ＣＰＵ７１は、その箇所での測定は不可能と判断する。そのため、その箇所での測定は行わず、探触子４を逆向きに元の位置まで移動させて、回転部５１を回転させる。

なお、本実施形態では、探触子４を地下タンク１４の径方向上に移動させるようにしているが、その径方向上の移動は行わないようにしても良い。これは、上部装置５０の位置調整をある程度、高精度に行えるのであれば、クッション部６４等を設けることにより、探触子４を周方向上に移動させることは可能だからである。探触子４の周方向上の移動を実現させる方法、及び探触子４の周方向の交差方向上の移動を実現させる方法は、本例のようなものに限定されない。本例の様々な変形が可能である。

１、３０・・・厚さ測定装置
２・・・送信用振動子
３・・・受信用振動子
４・・・探触子
５・・・測定器
６・・・送信部
７・・・受信増幅部
８・・・検出用ゲート回路
９・・・ドライブ回路
１０、４３・・操作部
１１、４２・・表示部
１２、７１・・ＣＰＵ
１５・・地下タンク
１６・・注油管
１７・・給油管
１８・・通気管
１９・・液面計
２０・・注油口
２１・・機器類
２２、２３・・バルブ
２５・・鋼板
２６・・ＦＲＰ
３１・・取付部材
３２、６３ｆ・・圧力センサ
４０・・下部装置
５０・・上部装置
５１・・回転部
５２・・取付部
５３・・ギア
６０・・測定器具
６２、６３・・棒状部材
６４・・クッション部
７２・・ＲＡＭ
７３・・ＲＯＭ
７４・・送受信部
７５・・表示制御部
７６・・センサ駆動部
７７〜７９・・モータ
８０・・モータ駆動部

Claims

地下タンクの筐体を構成する鋼板と、貼着又はコーティングによって前記鋼板の内面に配設されたＦＲＰとを少なくとも備えた地下タンクに使用される厚さ測定装置であり、
前記ＦＲＰに当接する探触子と、
前記探触子から第１の周波数の超音波を送信し、前記探触子で受信する反射波によって前記ＦＲＰの厚さを測定する第１の測定手段と、
前記探触子から第２の周波数の超音波を送信し、前記探触子で受信する反射波によって前記鋼板の厚さを測定する第２の測定手段と、
前記探触子を先端に備えた棒状部材を前記地下タンクの長手方向に移動させる第１の移動手段と、
前記地下タンクの長手方向と直交する方向に前記棒状部材を移動させると共に、前記棒状部材の先端を前記地下タンクの内周面に沿って回転可能に移動させる第２の移動手段と、を有すると共に、
前記棒状部材には該棒状部材の先端が前記地下タンクの内周面に沿って移動する際の、内周面への接触による衝撃を吸収する第１の弾性部材と、
前記探触子が前記地下タンクの内周面に接触し、かつ該接触の確認を行なう圧力センサへの加圧を行なう第２の弾性部材と、を備え、
前記棒状部材の先端を前記地下タンクの内周面に沿って移動させると共に、前記圧力センサが前記地下タンクの内周面への前記探触子の接触を確認すると、前記第１、第２の測定手段によって前記ＦＲＰの厚さ、及び前記鋼板の厚さを測定する
ことを特徴とする地下タンクの厚さ測定装置。
前記地下タンクは、ガソリンスタンドの地下に埋設されたタンクであることを特徴とする請求項１に記載の地下タンクの厚さ測定装置。