JP5957425B2 - Apparatus and method for measuring the thickness of internal deposits - Google Patents

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Description

本発明は、管状又は板状の被検査体の内部(内面又は裏面)に付着したスケールなどの内部付着物の厚さ計測装置と方法に関する。   The present invention relates to an apparatus and a method for measuring the thickness of an internal deposit such as a scale adhered to the inside (inner surface or back surface) of a tubular or plate-like object to be inspected.

ボイラの伝熱管内に付着する水蒸気酸化スケールは、その厚さが増大すると熱伝導率が低下して伝熱管が過熱され損傷要因となる可能性がある。水蒸気酸化スケールは、通常、酸化鉄である。   When the thickness of the steam oxidation scale adhering in the heat transfer tube of the boiler increases, the thermal conductivity may decrease, and the heat transfer tube may be overheated and become a cause of damage. The steam oxidation scale is usually iron oxide.

ボイラの伝熱管以外の配管、例えば発電プラントや化学プラントで使用される種々の配管の内部にも、スケールが付着する。かかるスケールは、例えば水垢、ポリマー、薬品化合物、等である。   Scale also adheres to pipes other than the heat transfer pipes of the boiler, such as various pipes used in power plants and chemical plants. Such scales are, for example, scales, polymers, chemical compounds, and the like.

上述したボイラ、発電プラント、化学プラント、等において、管内に付着した種々のスケールは、それぞれの機器に悪影響を与えるため、定期的に高精度に計測する必要がある。   In the above-described boiler, power plant, chemical plant, and the like, various scales adhering to the pipe adversely affect the respective devices, and therefore it is necessary to measure them with high accuracy periodically.

この目的のため、従来から超音波を用いた管内スケールの厚さ計測が実施されている。しかし、スケール厚さが薄い場合は、境界面と底面における超音波の反射エコーが重畳するため、それぞれのピークを読み取るのが困難となる問題点があった。   For this purpose, the thickness measurement of the pipe scale using ultrasonic waves has been conventionally performed. However, when the scale thickness is small, ultrasonic reflected echoes on the boundary surface and the bottom surface are superimposed, which makes it difficult to read each peak.

そこで、スケール厚さが薄い場合における計測手段として、重畳したエコーの特徴をバックデータから検索してこの特徴を用いてスケール厚さを計測する手段や、送信波形をパルス波ではなくパルス性ステップ波を用いて分解能を向上させる手段が提案されていた(例えば特許文献1〜4)。   Therefore, as a measurement means when the scale thickness is thin, a means for searching the feature of the superimposed echo from the back data and measuring the scale thickness using this feature, or a transmission step waveform instead of a pulse wave is used. Means have been proposed for improving the resolution by using (for example, Patent Documents 1 to 4).

特開平9−304041号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-304041 特開2001−183126号公報JP 2001-183126 A 特開2002−365032号公報JP 2002-365032 A 特開2008−14868号公報JP 2008-14868 A

しかし、スケール厚さが薄い場合における従来の計測手段は、解析用コンピュータや波形発生装置のような特別な装置が必要となる問題点があった。   However, the conventional measuring means when the scale thickness is thin has a problem that a special device such as an analysis computer or a waveform generator is required.

本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、内部付着物(例えばスケール)の厚さが薄く、境界面と底面における超音波の反射エコーが重畳する場合でも、内部付着物の厚さを外面から高精度に計測することができる内部付着物の厚さ計測装置と方法を提供することにある。   The present invention has been developed to solve the above-described problems. That is, the object of the present invention is to measure the thickness of the internal deposit from the outer surface with high accuracy even when the thickness of the internal deposit (for example, the scale) is thin and the reflected echoes of the ultrasonic waves on the boundary surface and the bottom surface overlap. An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for measuring the thickness of an internal deposit.

本発明によれば、被検査体の内面又は裏面に付着した内部付着物の厚さを超音波で計測する内部付着物の厚さ計測装置であって、
超音波の反射波は、前記被検査体の内面又は裏面と内部付着物との境界面で反射された境界面エコーと、前記内部付着物の内面又は裏面で反射された底面エコーとからなり、
前記境界面エコーと底面エコーは、最大ピークより先行する前側極値点と最大ピークより遅れる後側極値点をそれぞれ有しており、
前記被検査体の外面から超音波を入射しその反射波を受信する探触子と、
前記反射波から前記内部付着物の厚さを算出する演算装置と、を備え、
(A)内部付着物が付着していない被検査体に相当する基準試験体の外面から超音波を入射しその反射波を基準波形として受信し、
(B)基準波形における最大ピークと前側極値点との前側時間差Δt1と、最大ピークと後側極値点との後側時間差Δt2とを予め記憶し、
(C)被検査体の外面から超音波を入射しその反射波を検査波形として受信し、
(D)前記検査波形に含まれる境界面エコーの前側極値点の検出時点と前記前側時間差Δt1から境界面エコーの最大ピークの換算時点t3を換算し、かつ前記検査波形に含まれる底面エコーの後側極値点の検出時点と前記後側時間差Δt2から底面エコーの最大ピークの換算時点T3を換算し、
(E)換算した前記換算時点t3、T3の時間差Δtから被検査体の内面又は裏面に付着した内部付着物の厚さを算出する、ことを特徴とする内部付着物の厚さ計測装置が提供される。
According to the present invention, there is provided a thickness measuring device for an internal deposit that measures the thickness of the internal deposit attached to the inner surface or the back surface of the object to be inspected with ultrasonic waves,
The reflected wave of the ultrasonic wave consists of a boundary surface echo reflected at the boundary surface between the inner surface or back surface of the object to be inspected and the internal deposit, and a bottom surface echo reflected from the inner surface or back surface of the internal deposit,
The boundary surface echo and the bottom surface echo each have a front extreme point that precedes the maximum peak and a rear extreme point that is delayed from the maximum peak, respectively.
A probe that receives ultrasonic waves from the outer surface of the object to be inspected and receives the reflected waves; and
An arithmetic unit that calculates the thickness of the internal deposit from the reflected wave, and
(A) An ultrasonic wave is incident from the outer surface of a reference specimen corresponding to an object to be inspected to which no internal deposit is attached, and the reflected wave is received as a reference waveform;
(B) The front time difference Δt1 between the maximum peak and the front extreme point in the reference waveform and the rear time difference Δt2 between the maximum peak and the rear extreme point are stored in advance.
(C) An ultrasonic wave is incident from the outer surface of the object to be inspected, and the reflected wave is received as an inspection waveform;
(D) The conversion time t3 of the maximum peak of the boundary surface echo is converted from the detection time point of the front extreme point of the boundary surface echo included in the inspection waveform and the front time difference Δt1, and the bottom surface echo included in the inspection waveform is converted. The conversion time T3 of the maximum peak of the bottom echo is converted from the detection time of the rear extreme point and the rear time difference Δt2,
(E) A thickness measuring device for an internal deposit is provided, wherein the thickness of the internal deposit adhering to the inner surface or the back surface of the object to be inspected is calculated from the converted time difference Δt between the converted time points t3 and T3. Is done.

前記被検査体は、発電プラント又は化学プラントの配管又は板状検査体であり、
前記内部付着物は、水蒸気酸化スケールを含む酸化スケール、薬品化合物、又は樹脂及びゴム、その他の化学化合物である。
The inspection object is a power plant or chemical plant piping or plate inspection object,
The internal deposit is an oxide scale including a steam oxidation scale, a chemical compound, or a resin and rubber, or other chemical compounds.

前記演算装置は、超音波送受信部、制御部、及び表示部を有する。   The arithmetic device includes an ultrasonic transmission / reception unit, a control unit, and a display unit.

さらに前記被検査体の外面における前記探触子の位置情報を検出するエンコーダを備え、
前記演算装置は、前記探触子が受信した前記反射波の振幅情報を取り込みカラー変換したイメージ画像を前記位置情報と共に表示する、ことが好ましい。
Furthermore, an encoder for detecting positional information of the probe on the outer surface of the inspection object,
The arithmetic unit preferably displays an image image obtained by color-converting the amplitude information of the reflected wave received by the probe together with the position information.

また本発明によれば、被検査体の内面又は裏面に付着した内部付着物の厚さを超音波で計測する内部付着物の厚さ計測方法であって、
超音波の反射波は、前記被検査体の内面又は裏面と内部付着物との境界面で反射された境界面エコーと、前記内部付着物の内面又は裏面で反射された底面エコーとからなり、
前記境界面エコーと底面エコーは、最大ピークより先行する前側極値点と最大ピークより遅れる後側極値点をそれぞれ有しており、
(A)内部付着物が付着していない被検査体に相当する基準試験体の外面から超音波を入射しその反射波を基準波形として受信し、
(B)基準波形における最大ピークと前側極値点との前側時間差Δt1と、最大ピークと後側極値点との後側時間差Δt2とを予め記憶し、
(C)被検査体の外面から超音波を入射しその反射波を検査波形として受信し、
(D)前記検査波形に含まれる境界面エコーの前側極値点の検出時点と前記前側時間差Δt1から境界面エコーの最大ピークの換算時点t3を換算し、かつ前記検査波形に含まれる底面エコーの後側極値点の検出時点と前記後側時間差Δt2から底面エコーの最大ピークの換算時点T3を換算し、
(E)換算した前記換算時点t3、T3の時間差Δtから被検査体の内面又は裏面に付着した内部付着物の厚さを算出する、ことを特徴とする内部付着物の厚さ計測方法が提供される。
Further, according to the present invention, there is provided a method for measuring the thickness of internal deposits by ultrasonically measuring the thickness of the internal deposits adhered to the inner surface or the back surface of the test object,
The reflected wave of the ultrasonic wave consists of a boundary surface echo reflected at the boundary surface between the inner surface or back surface of the object to be inspected and the internal deposit, and a bottom surface echo reflected from the inner surface or back surface of the internal deposit,
The boundary surface echo and the bottom surface echo each have a front extreme point that precedes the maximum peak and a rear extreme point that is delayed from the maximum peak, respectively.
(A) An ultrasonic wave is incident from the outer surface of a reference specimen corresponding to an object to be inspected to which no internal deposit is attached, and the reflected wave is received as a reference waveform;
(B) The front time difference Δt1 between the maximum peak and the front extreme point in the reference waveform and the rear time difference Δt2 between the maximum peak and the rear extreme point are stored in advance.
(C) An ultrasonic wave is incident from the outer surface of the object to be inspected, and the reflected wave is received as an inspection waveform;
(D) The conversion time t3 of the maximum peak of the boundary surface echo is converted from the detection time point of the front extreme point of the boundary surface echo included in the inspection waveform and the front time difference Δt1, and the bottom surface echo included in the inspection waveform is converted. The conversion time T3 of the maximum peak of the bottom echo is converted from the detection time of the rear extreme point and the rear time difference Δt2,
(E) A thickness measurement method for an internal deposit is provided, wherein the thickness of the internal deposit adhered to the inner surface or the back surface of the object to be inspected is calculated from the converted time difference Δt between the converted time points t3 and T3. Is done.

前記(A)において、基準波形を記憶し、
前記(D)において、前記検査波形に基準波形を重ねて表示する。
In (A), a reference waveform is stored,
In (D), a reference waveform is superimposed on the inspection waveform and displayed.

前記前側極値点と後側極値点は、反射波のピーク又はボトムである。   The front extreme point and the rear extreme point are peaks or bottoms of reflected waves.

前記境界面エコーと底面エコーは、それぞれ順に前ピーク、最大ピーク、後ピークの3つのピークを有しており、
前記前側極値点は、前記前ピークであり、
前記後側極値点は、前記後ピークである、ことが好ましい。
Each of the boundary surface echo and the bottom surface echo has three peaks of a front peak, a maximum peak, and a rear peak in order,
The front extreme point is the front peak,
The rear extreme point is preferably the rear peak.

前記被検査体の外面における探触子の位置情報を検出し、
前記探触子が受信した前記反射波の振幅情報を取り込みカラー変換したイメージ画像を前記位置情報と共に表示する、ことが好ましい。
Detecting position information of the probe on the outer surface of the object to be inspected;
It is preferable that an image image obtained by color-converting the amplitude information of the reflected wave received by the probe is displayed together with the position information.

上記本発明の装置と方法によれば、内部付着物(例えばスケール)の厚さが薄く、境界面と底面における超音波の反射エコーが重畳する場合でも、境界面エコーの前側極値点(ピーク又はボトム)は、底面エコーより必ず先行しているので、底面エコーと重畳されずに容易に検出できる。従って、境界面エコーの最大ピークの換算時点t3を、基準波形における最大ピークと前側極値点との前側時間差Δt1から換算することができる。   According to the apparatus and method of the present invention, the front extreme point (peak) of the boundary echo is obtained even when the internal deposit (for example, the scale) is thin and the reflected echoes of the ultrasonic waves at the boundary and the bottom overlap. (Or bottom) always precedes the bottom echo and can be easily detected without being superimposed on the bottom echo. Therefore, the conversion time t3 of the maximum peak of the boundary surface echo can be converted from the front time difference Δt1 between the maximum peak in the reference waveform and the front extreme point.

また、同様に、内部付着物(例えばスケール)の厚さが薄く、境界面と底面における超音波の反射エコーが重畳する場合でも、底面エコーの後側極値点(ピーク又はボトム)は、先行する境界面エコーより必ず遅れているので、境界面エコーと重畳されずに容易に検出できる。従って、底面エコーの最大ピークの換算時点T3を、基準波形における最大ピークと後側極値点との後側時間差Δt2から換算することができる。   Similarly, even if the internal deposit (for example, the scale) is thin and the reflected echoes of the ultrasonic waves at the boundary surface and the bottom surface overlap, the rear extreme point (peak or bottom) of the bottom surface echo is preceded. Since it always lags behind the boundary surface echo, it can be easily detected without being superimposed on the boundary surface echo. Therefore, the conversion time T3 of the maximum peak of the bottom echo can be converted from the rear time difference Δt2 between the maximum peak and the rear extreme point in the reference waveform.

前側時間差Δt1と後側時間差Δt2は、被検査体及び探触子が同一の場合、同一の超音波の同一物体内での反射波であるため、境界面エコーと底面エコーで同一の値となる。従って、上記のように換算した最大ピークの換算時点t3、T3は、反射エコーが重畳しない場合のそれぞれの最大ピーク時点と実質的に同一であり、この時間差Δtから内部付着物の厚さを外面から高精度に計測することができる。   The front side time difference Δt1 and the rear side time difference Δt2 are the same ultrasonic waves reflected in the same object when the object to be inspected and the probe are the same, and therefore have the same value for the boundary surface echo and the bottom surface echo. . Therefore, the conversion points t3 and T3 of the maximum peak converted as described above are substantially the same as the maximum peak points when the reflected echo is not superimposed, and the thickness of the internal deposit is determined from the time difference Δt. Can be measured with high accuracy.

スケール厚さの従来の計測手段を示す図である。It is a figure which shows the conventional measurement means of scale thickness. 本発明による内部付着物の厚さ計測装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the thickness measuring apparatus of the internal deposit by this invention. 本発明による内部付着物の厚さ計測方法の全体フロー図である。It is a whole flowchart of the thickness measurement method of the internal deposit by this invention. 基準波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a reference | standard waveform. 検査波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a test | inspection waveform. 検査波形に基準波形を重ねて表示した例を示す図である。It is a figure which shows the example which overlapped and displayed the reference waveform on the test | inspection waveform. 異なる探触子による基準波形を示す図である。It is a figure which shows the reference waveform by a different probe. 図7の結果をまとめた図である。It is the figure which put together the result of FIG. 試験体の材質が異なる場合の基準波形を示す図である。It is a figure which shows the reference | standard waveform in case the material of a test body differs. 図9の結果をまとめた図である。It is the figure which put together the result of FIG. 試験体の肉厚が異なる場合の基準波形を示す図である。It is a figure which shows a reference | standard waveform in case the thickness of a test body differs. 図11の結果をまとめた図である。It is the figure which put together the result of FIG. 被検査体が内部付着物が付着していない基準試験体の場合の、Bイメージ画像(A)と、Bイメージ画像と検査波形を併記した対比画像(B)である。It is a B image image (A) and a contrast image (B) in which the B image image and the inspection waveform are written together in the case where the object to be inspected is a reference test body to which no internal deposit is attached. 内部付着物の厚さが薄い場合の図13と同様の図である。It is a figure similar to FIG. 13 when the thickness of an internal deposit is thin. 内部付着物の厚さが厚い場合の図13と同様の図である。It is a figure similar to FIG. 13 when the thickness of an internal deposit is thick.

以下、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して説明する。なお各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each figure, common portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図1は、スケール厚さの従来の計測手段を示す図である。この図において、(A)は、ボイラ管のスケール厚さが厚い場合、(B)は、スケール厚さが薄い場合であり、それぞれ超音波の反射波形(反射エコー)である。なお各図において横軸は時間t、縦軸は波形強度Fを示している。   FIG. 1 is a diagram showing a conventional means for measuring scale thickness. In this figure, (A) is the case where the scale thickness of the boiler tube is thick, and (B) is the case where the scale thickness is thin, and each is a reflected waveform (reflection echo) of an ultrasonic wave. In each figure, the horizontal axis represents time t, and the vertical axis represents the waveform intensity F.

図1(A)に示すように、超音波の反射エコーには、ボイラ管とその内面との境界面で反射された境界面エコーIと、スケールの内面で反射された底面エコーBとが含まれる。
スケール厚さが厚い場合は、図1(A)のように境界面エコーIと底面エコーBが時間的に分離し、それぞれの最大ピーク間の時間差Δtを容易に読み取ることができる。従って、スケール厚さdを、境界面エコーIと底面エコーBのそれぞれの最大ピーク間の時間差Δtを求め、これに音速Vを乗じて2で割る計算(d=Δt×V/2)により求めることができる。
As shown in FIG. 1 (A), the reflected echo of the ultrasonic wave includes a boundary surface echo I reflected from the boundary surface between the boiler tube and the inner surface thereof, and a bottom surface echo B reflected from the inner surface of the scale. It is.
When the scale thickness is thick, the boundary echo I and the bottom echo B are temporally separated as shown in FIG. 1A, and the time difference Δt between the maximum peaks can be easily read. Accordingly, the scale thickness d is obtained by calculating the time difference Δt between the maximum peaks of the boundary surface echo I and the bottom surface echo B, multiplying this by the sound velocity V, and dividing by 2 (d = Δt × V / 2). be able to.

図1(B)に示すように、スケール厚さが薄い場合は、境界面エコーIと底面エコーBが部分的に重畳するため、それぞれの最大ピークが時間的に分離できず、最大ピーク間の時間差Δtを読み取ることが困難又は不可能になる。そのため、読み取りが可能であっても、精度が大幅に低下する問題点があった。   As shown in FIG. 1B, when the scale thickness is small, the boundary surface echo I and the bottom surface echo B partially overlap each other, so that the maximum peaks cannot be separated in time, and the maximum peaks are not separated. It becomes difficult or impossible to read the time difference Δt. Therefore, even if reading is possible, there is a problem that the accuracy is greatly reduced.

図2は、本発明による内部付着物2の厚さ計測装置10の全体構成図である。
この図において、本発明の厚さ計測装置10は、被検査体1の内部(内面又は裏面)に付着した内部付着物2の厚さdを超音波3で計測する装置である。
FIG. 2 is an overall configuration diagram of the thickness measuring device 10 for the internal deposit 2 according to the present invention.
In this figure, a thickness measuring apparatus 10 of the present invention is an apparatus for measuring the thickness d of an internal deposit 2 attached to the inside (inner surface or back surface) of an object 1 with an ultrasonic wave 3.

被検査体1は、この例では、ボイラの伝熱管であるが、発電プラント又は化学プラントの配管であってもよい。また、被検査体1は管に限定されず、内面を有する限りで、容器(例えば圧力容器)又は板状検査体であってもよい。
内部付着物2は、この例では、水蒸気酸化スケールであるが、酸化スケール、薬品化合物、又は樹脂及びゴム、その他の化学化合物であってもよい。また、内部付着物2はこれらの例に限定されず、その内部を伝播する音速Vが既知、又は計測可能であればどのような物質であってもよい。
In this example, the inspection object 1 is a heat transfer tube of a boiler, but may be a piping of a power plant or a chemical plant. Moreover, the to-be-inspected object 1 is not limited to a pipe | tube, As long as it has an inner surface, a container (for example, pressure vessel) or a plate-shaped inspection object may be sufficient.
The internal deposit 2 is a steam oxidation scale in this example, but may be an oxide scale, a chemical compound, or resin and rubber, or other chemical compounds. Further, the internal deposit 2 is not limited to these examples, and may be any substance as long as the sound velocity V propagating through the inside is known or measurable.

図2において、本発明の厚さ計測装置10は、探触子12と演算装置14を備える。   In FIG. 2, the thickness measuring device 10 of the present invention includes a probe 12 and a calculation device 14.

探触子12は、被検査体1(例えば管)の外面に、接触媒体11を介して取り付けられ、被検査体1の内側に超音波3を入射しかつその反射波4を受信する。   The probe 12 is attached to the outer surface of the inspection object 1 (for example, a tube) via the contact medium 11, and the ultrasonic wave 3 is incident on the inner side of the inspection object 1 and the reflected wave 4 is received.

演算装置14は、例えばコンピュータ(PC)であり、反射波4から内部付着物2(例えばスケール)の厚さdを算出する。
演算装置14は、この例では、超音波送受信部15、制御部16、及び表示部17を有する。超音波送受信部15は、探触子12に超音波3を送信し、探触子12から反射波4を受信する。制御部16は、反射波4から内部付着物2(例えばスケール)の厚さdを算出する。表示部17は、表示装置(CRT等)である。
The computing device 14 is, for example, a computer (PC), and calculates the thickness d of the internal deposit 2 (for example, scale) from the reflected wave 4.
In this example, the arithmetic device 14 includes an ultrasonic transmission / reception unit 15, a control unit 16, and a display unit 17. The ultrasonic transmission / reception unit 15 transmits the ultrasonic wave 3 to the probe 12 and receives the reflected wave 4 from the probe 12. The control unit 16 calculates the thickness d of the internal deposit 2 (for example, scale) from the reflected wave 4. The display unit 17 is a display device (CRT or the like).

図3は、本発明による内部付着物2の厚さ計測方法の全体フロー図である。この図に示すように、本発明の方法は、S1〜S5の各ステップ(工程)からなる。   FIG. 3 is an overall flowchart of the method for measuring the thickness of the internal deposit 2 according to the present invention. As shown in this figure, the method of the present invention comprises steps (processes) S1 to S5.

ステップS1では、内部付着物2が付着していない被検査体1に相当する基準試験体1Aの外面から超音波3を基準試験体1A内に向けて入射し、その反射波4を基準波形5として受信する。
また、ステップS1において、基準波形5を演算装置14の記憶装置(図示せず)に記憶することが好ましい。
In step S1, an ultrasonic wave 3 is incident on the reference specimen 1A from the outer surface of the reference specimen 1A corresponding to the inspection object 1 to which the internal deposit 2 is not attached, and the reflected wave 4 is inputted to the reference waveform 5. As received.
In step S1, the reference waveform 5 is preferably stored in a storage device (not shown) of the arithmetic device 14.

内部付着物2が付着していない被検査体1に相当する基準試験体1Aは、被検査体1と内部付着物2が付着していない点以外は、実質的に同一であることが好ましい。しかし、本発明はこれに限定されず、基準波形5の形状が実質的に同一である限りにおいて、形状、材質等が異なる基準試験体1Aを用いても良い。   It is preferable that the reference test body 1A corresponding to the test object 1 to which the internal deposit 2 is not adhered is substantially the same except that the test object 1 and the internal deposit 2 are not adhered. However, the present invention is not limited to this, and as long as the shape of the reference waveform 5 is substantially the same, a reference specimen 1A having a different shape, material, etc. may be used.

図4は、基準波形5の一例を示す図である。この図において、基準波形5は、最大ピークP3より先行する前側極値点と最大ピークP3より遅れる後側極値点をそれぞれ有している。前側極値点と後側極値点は、反射波4のピーク又はボトムである。
この例において、前側極値点は、前ピークP1と前ボトムP2であり、後側極値点は、後ボトムP4と後ピークP5である。
なお基準波形5はこの例に限定されず、最大ピークP3より前後(時間的に)に少なくとも1つずつの前側極値点と後側極値点を有していればよい。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the reference waveform 5. In this figure, the reference waveform 5 has a front extreme point that precedes the maximum peak P3 and a rear extreme point that lags behind the maximum peak P3. The front extreme point and the rear extreme point are peaks or bottoms of the reflected wave 4.
In this example, the front extreme points are the front peak P1 and the front bottom P2, and the rear extreme points are the rear bottom P4 and the rear peak P5.
The reference waveform 5 is not limited to this example, and may have at least one front extreme point and rear extreme point before and after (in time) the maximum peak P3.

以下、図4の例において、前側極値点が前ピークP1であり、後側極値点が後ピークP5である場合を説明する。
なお、前側極値点と後側極値点の選択は任意であり、前側極値点を前ボトムP2、後側極値点を後ボトムP4としてもよい。
Hereinafter, in the example of FIG. 4, the case where the front extreme point is the front peak P1 and the rear extreme point is the rear peak P5 will be described.
The selection of the front extreme value point and the rear extreme value point is arbitrary, and the front extreme value point may be the front bottom P2, and the rear extreme value point may be the rear bottom P4.

ステップS2では、図4の例において、基準波形5における最大ピークP3と前側極値点(前ピークP1)との前側時間差Δt1と、最大ピークP3と後側極値点(後ピークP5)との後側時間差Δt2を予め記憶する。
なお、図4の例において、前側時間差Δt1と後側時間差Δt2の対象は、前ピークP1及び後ピークP5に限定されず、前ボトムP2又は後ボトムP4を用いてもよい。また、基準波形5がその他の極値点(ピーク又はボトム)を含む場合に、その他の極値点を用いてもよい。
In step S2, in the example of FIG. 4, the front time difference Δt1 between the maximum peak P3 and the front extreme point (front peak P1) in the reference waveform 5, and the maximum peak P3 and the rear extreme point (rear peak P5). The rear time difference Δt2 is stored in advance.
In the example of FIG. 4, the target of the front time difference Δt1 and the rear time difference Δt2 is not limited to the front peak P1 and the rear peak P5, and the front bottom P2 or the rear bottom P4 may be used. Further, when the reference waveform 5 includes other extreme points (peak or bottom), other extreme points may be used.

ステップS3では、被検体である内部付着物2付きの被検査体1の外面から超音波3を被検査体1内に向けて入射しその反射波4を検査波形6として受信する。   In step S <b> 3, the ultrasonic wave 3 is incident on the inspection object 1 from the outer surface of the inspection object 1 with the internal attachment 2 as the inspection object, and the reflected wave 4 is received as the inspection waveform 6.

以下、基準波形5の最大ピークP3に対応する境界面エコーIと底面エコーBの最大ピークをp3(小文字)とq3(小文字)とする。
また、同様に、基準波形5の前側極値点(前ピークP1と前ボトムP2)に対応する境界面エコーIの前側極値点(前側のピークとボトム)をp1、p2(小文字)、基準波形5の後側極値点(後ボトムP4と後ピークP5)に対応する底面エコーBの後側極値点をq4、q5(小文字)とする。
Hereinafter, the maximum peaks of the boundary surface echo I and the bottom surface echo B corresponding to the maximum peak P3 of the reference waveform 5 are defined as p3 (lower case) and q3 (lower case).
Similarly, the front extreme points (front peak and bottom) of the boundary surface echo I corresponding to the front extreme points (front peak P1 and front bottom P2) of the reference waveform 5 are p1, p2 (lower case), and the reference. The rear extreme points of the bottom echo B corresponding to the rear extreme points (rear bottom P4 and rear peak P5) of the waveform 5 are defined as q4 and q5 (lower case letters).

ステップS4では、検査波形6に含まれる境界面エコーIの前側極値点(前ピークp1)の検出時点t1と前側時間差Δt1から境界面エコーIの最大ピークp3の換算時点t3を換算する。この換算式は、t3=t1+Δt1・・・(1)で表すことができる。
また、並行して、検査波形6に含まれる底面エコーBの後側極値点(後ピークq5)の検出時点T5と後側時間差Δt2から底面エコーBの最大ピークq3の換算時点T3を換算する。この換算式は、T3=t5−Δt2・・・(2)で表すことができる。
In step S4, the conversion time point t3 of the maximum peak p3 of the boundary surface echo I is converted from the detection time point t1 of the front extreme point (front peak p1) of the boundary surface echo I included in the inspection waveform 6 and the front time difference Δt1. This conversion formula can be expressed by t3 = t1 + Δt1 (1).
In parallel, the conversion time T3 of the maximum peak q3 of the bottom echo B is converted from the detection time T5 of the back extreme point (back peak q5) included in the inspection waveform 6 and the rear time difference Δt2. . This conversion formula can be expressed by T3 = t5−Δt2 (2).

ステップS4において、好ましくは、表示部17の画像上に検査波形6に基準波形5を重ねて表示する。このように表示することにより、前側極値点(前ピークp1)の検出時点t1と後側極値点(後ピークq5)の検出時点T5とを画像上で容易に判別することができ、換算時点t3、T3の換算を正確に行うことができる。   In step S <b> 4, the reference waveform 5 is preferably superimposed on the inspection waveform 6 and displayed on the image of the display unit 17. By displaying in this way, the detection point t1 of the front extreme point (front peak p1) and the detection point T5 of the rear extreme point (rear peak q5) can be easily discriminated on the image, and converted. Conversion of the time points t3 and T3 can be performed accurately.

ステップS5では、換算時点t3、T3の時間差Δtから被検査体1の内面に付着した内部付着物2の厚さdを算出する。この計算式は、d=Δt×V/2・・・(3)で表すことができる。   In step S5, the thickness d of the internal deposit 2 adhered to the inner surface of the device under test 1 is calculated from the time difference Δt between the conversion times t3 and T3. This calculation formula can be expressed by d = Δt × V / 2 (3).

図5は、検査波形6の一例を示す図である。
この例において、境界面エコーIの前ピークp1と、底面エコーBの後ピークq5は、それぞれ識別可能である。しかし、その他の極値点(ピーク又はボトム)は、境界面エコーIと底面エコーBが重畳するため、波形が合成されてしまい、識別困難である。
本発明によれば、このような場合でも、換算時点t3、T3の時間差Δtから被検査体1の内面に付着した内部付着物2の厚さdを算出することができる。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the inspection waveform 6.
In this example, the front peak p1 of the boundary surface echo I and the back peak q5 of the bottom surface echo B can be identified. However, since the boundary echo I and the bottom echo B are superimposed on other extreme points (peaks or bottoms), the waveforms are synthesized and are difficult to identify.
According to the present invention, even in such a case, the thickness d of the internal deposit 2 adhered to the inner surface of the inspection object 1 can be calculated from the time difference Δt between the conversion times t3 and T3.

図6は、表示部17の画像上において、検査波形6に基準波形5を重ねて表示した例を示す図である。この図において、実線は被検査体1における検査波形6、破線は基準試験体1Aにおける基準波形5である。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which the reference waveform 5 is superimposed on the inspection waveform 6 on the image of the display unit 17. In this figure, the solid line is the inspection waveform 6 in the object 1 to be inspected, and the broken line is the reference waveform 5 in the reference specimen 1A.

内部付着物2の厚さが(A)は厚い(約700μm)場合、(B)は薄い(約150μm)場合を示している。
図6(A)(B)において、前側時間差Δt1(=0.086μs)と後側時間差Δt2(=0.109μs)は同一である。
When the thickness of the internal deposit 2 is (A) is thick (about 700 μm), (B) is thin (about 150 μm).
6A and 6B, the front time difference Δt1 (= 0.086 μs) and the rear time difference Δt2 (= 0.109 μs) are the same.

図6(A)において、前ピークp1の検出時点t1(=3.806μs)と、後ピークq5の検出時点T5(=4.252μs)は、画像上で容易に判別することができる。
従って、上記(1)式から、t3=t1+Δt1=3.806μs+0.086μs=3.892μsと換算し、上記(2)式から、T3=t5−Δt2=4.252μs−0.109μs=4.143μsと換算し、上記(3)式から、d=Δt×V/2=(4.143μs−3.892μs)×(5920m/s)/2=743μsとして、内部付着物2の厚さdを算出することができる。
In FIG. 6A, the detection time t1 (= 3.806 μs) of the front peak p1 and the detection time T5 (= 4.252 μs) of the back peak q5 can be easily discriminated on the image.
Therefore, from the above equation (1), t3 = t1 + Δt1 = 3.806 μs + 0.086 μs = 3.892 μs, and from the above equation (2), T3 = t5−Δt2 = 4.252 μs−0.109 μs = 4.143 μs. From the above equation (3), the thickness d of the internal deposit 2 is calculated as d = Δt × V / 2 = (4.143 μs−3.892 μs) × (5920 m / s) / 2 = 743 μs. can do.

同様に、図6(B)において、前ピークp1の検出時点t1(=1.793μs)と、後ピークq5の検出時点T5(=2.036μs)は、画像上で容易に判別することができる。
従って、上記(1)式から、t3=t1+Δt1=1.793μs+0.086μs=1.879μsと換算し、上記(2)式から、T3=t5−Δt2=2.036μs−0.109μs=1.927μsと換算し、上記(3)式から、d=Δt×V/2=(1.927μs−1.879μs)×(5920m/s)/2=142μsとして、内部付着物2の厚さdを算出することができる。
Similarly, in FIG. 6B, the detection time t1 of the front peak p1 (= 1.793 μs) and the detection time T5 of the back peak q5 (= 2.036 μs) can be easily discriminated on the image. .
Therefore, from the above equation (1), t3 = t1 + Δt1 = 1.793 μs + 0.086 μs = 1.879 μs, and from the above equation (2), T3 = t5−Δt2 = 2.036 μs−0.109 μs = 1.927 μs. From the above formula (3), the thickness d of the internal deposit 2 is calculated as d = Δt × V / 2 = (1.927 μs−1.879 μs) × (5920 m / s) / 2 = 142 μs. can do.

(探触子12の相違による基準波形5の相違)
図7は、異なる探触子12による基準波形5を示す図である。この図において、(A)は周波数10MHz、(B)は15MHz、(C)は20MHzであり、各段の左右の波形では探触子12のロットが異なっている。また図中の数字は、各ピーク間の伝搬時間差(μsec)を示している。なお、使用した試験体はJIS Z 2345 STB−N1であり、その底面エコーBを基準波形5とした。
(Difference in the reference waveform 5 due to the difference in the probe 12)
FIG. 7 is a diagram showing the reference waveform 5 by different probes 12. In this figure, (A) has a frequency of 10 MHz, (B) has a frequency of 15 MHz, and (C) has a frequency of 20 MHz, and the lots of the probes 12 are different in the left and right waveforms of each stage. The numbers in the figure indicate the propagation time difference (μsec) between the peaks. The specimen used was JIS Z 2345 STB-N1, and the bottom echo B was used as the reference waveform 5.

図8は、図7の結果をまとめた図である。この図において、●は最大ピークP3と前ピークP1との時間差(P3−P1)、■は後ボトムP4と最大ピークP3との時間差(P4−P3)を表している。
図7、図8から、同じ周波数でも、探触子12のロットが異なるとピークごとの伝搬時間差が異なることがわかる。そのため、付着物の厚さ計測時には、使用する探触子12ごとに基準波形5を確認することが望ましいことが確認された。
FIG. 8 is a table summarizing the results of FIG. In this figure, ● represents the time difference (P3-P1) between the maximum peak P3 and the previous peak P1, and ■ represents the time difference (P4-P3) between the rear bottom P4 and the maximum peak P3.
7 and 8, it can be seen that even at the same frequency, the propagation time difference for each peak differs if the lot of the probe 12 is different. Therefore, it was confirmed that it is desirable to check the reference waveform 5 for each probe 12 to be used when measuring the thickness of the deposit.

(試験体材質による基準波形5の相違)
図9は、試験体の材質が異なる場合の基準波形5を示す図である。使用した試験体は、(A)SM490、(B)9Cr鋼、(C)12Cr鋼、(D)SUS304、(E)アルミニウム、(F)石英ガラスである。試験体の板厚は全て30mmで、周波数10MHzの探触子12を使用した。なお図中の数字は、各ピーク間の伝搬時間差(μsec)を示している。
(Difference in reference waveform 5 depending on specimen material)
FIG. 9 is a diagram showing the reference waveform 5 when the material of the test body is different. The specimens used were (A) SM490, (B) 9Cr steel, (C) 12Cr steel, (D) SUS304, (E) aluminum, and (F) quartz glass. The thickness of the specimen was 30 mm, and the probe 12 having a frequency of 10 MHz was used. In addition, the number in a figure has shown the propagation time difference (microsecond) between each peak.

図10は、図9の結果をまとめた図である。
図9、図10から、基準波形5はほぼ同形であるが、材質によって伝搬時間に差異が生じているのがわかる。このことから、付着物の厚さ計測時には、被検査体1と同材質の基準試験材1Aを用意し、それを用いて基準波形5の観察を行うことが望ましい。
FIG. 10 summarizes the results of FIG.
9 and 10, it can be seen that the reference waveform 5 has almost the same shape, but the propagation time differs depending on the material. For this reason, it is desirable to prepare the reference test material 1A made of the same material as that of the object to be inspected 1 and to observe the reference waveform 5 using the reference test material 1A when measuring the thickness of the deposit.

(肉厚による基準波形5の相違)
図11は、試験体の肉厚が異なる場合の基準波形5を示す図である。使用した試験体はSM490で、肉厚が(A)10mm、(B)15mm、(C)30mm、(D)45mmのものを使用した。周波数は10MHzである。
(Difference in reference waveform 5 due to wall thickness)
FIG. 11 is a diagram showing the reference waveform 5 when the thicknesses of the specimens are different. The specimen used was SM490, and the thicknesses were (A) 10 mm, (B) 15 mm, (C) 30 mm, and (D) 45 mm. The frequency is 10 MHz.

図12は、図11の結果をまとめた図である。
図11、図12から、肉厚によって、伝搬時間差が若干異なる傾向があることが認められた。従って、被検査物と同板厚の基準試験体1Aを用いて基準波形5の観察を行なうのが望ましい。
FIG. 12 summarizes the results of FIG.
From FIG. 11 and FIG. 12, it was recognized that the propagation time difference tends to be slightly different depending on the wall thickness. Therefore, it is desirable to observe the reference waveform 5 using the reference specimen 1A having the same thickness as the object to be inspected.

上述した実施例2〜4の結果より、付着物の厚さ計測時には、準備として以下のことを行なうのが望ましい。
被検査体1と同材質、同肉厚の基準試験体1Aを用意する。
基準試験体1Aを用いて、使用する探触子12の基準波形5を観察し、ピーク間隔を調べておく。
From the results of Examples 2 to 4 described above, it is desirable to perform the following as preparation when measuring the thickness of the deposit.
A reference test body 1A having the same material and the same thickness as the object 1 is prepared.
Using the reference specimen 1A, the reference waveform 5 of the probe 12 to be used is observed, and the peak interval is checked.

次に、厚さ計測装置10を用いて内部付着物2の有無を判断する装置と方法を説明する。
厚さ計測装置10は、さらに被検査体1の外面における探触子12の位置情報を検出するエンコーダを備える。
また演算装置14は、探触子12が受信した反射波4の振幅情報を取り込みカラー変換したイメージ画像を位置情報と共に表示部17に表示する。以下、イメージ画像を「Bイメージ画像」と呼ぶ。
Next, an apparatus and method for determining the presence or absence of the internal deposit 2 using the thickness measuring apparatus 10 will be described.
The thickness measuring apparatus 10 further includes an encoder that detects position information of the probe 12 on the outer surface of the inspection object 1.
Further, the arithmetic unit 14 displays on the display unit 17 an image image obtained by color-converting the amplitude information of the reflected wave 4 received by the probe 12 together with the position information. Hereinafter, the image image is referred to as a “B image image”.

図13は、被検査体1が内部付着物2が付着していない基準試験体1Aである場合の、Bイメージ画像(A)と、Bイメージ画像と検査波形6を併記した対比画像(B)である。
Bイメージ画像は、振幅の大きさにより、青(B)から赤(R)までカラー変換している。なお、この図では、青(B)を「1」、赤(R)を「9」として1〜9の小数字で振幅の大きさを示している。
FIG. 13 shows a B image image (A) and a contrast image (B) in which the B image image and the inspection waveform 6 are written together when the object to be inspected 1 is the reference specimen 1A to which the internal deposit 2 does not adhere. It is.
The B image is color-converted from blue (B) to red (R) depending on the amplitude. In this figure, blue (B) is “1” and red (R) is “9”, and the magnitude of the amplitude is indicated by a small number from 1 to 9.

内部付着物2が付着していない被検査体1(すなわち基準試験体1A)に対して、エンコーダを用いて探触子12を走査し、被検査体1の外面における探触子12の位置情報と探触子12が受信した反射波4の振幅情報を取り込みカラー変換した画像を取得すると、図13(A)のようなBイメージ画像が得られる。そのBイメージ画像と反射波4(すなわち基準波形5)を並列に記載すると図13(B)のようになる。P1からP5の極値点とボトムが6本の線状に表示されているのが確認できる。   The probe 12 is scanned using an encoder with respect to the inspection object 1 (that is, the reference test object 1A) to which the internal attachment 2 is not attached, and positional information of the probe 12 on the outer surface of the inspection object 1 When the amplitude information of the reflected wave 4 received by the probe 12 is acquired and the color-converted image is acquired, a B image image as shown in FIG. 13A is obtained. When the B image and the reflected wave 4 (that is, the reference waveform 5) are described in parallel, the result is as shown in FIG. It can be confirmed that the extreme points and the bottom of P1 to P5 are displayed in six lines.

図14は、内部付着物2の厚さが薄い(338μm)場合であり、図15は、内部付着物2の厚さが厚い(674μm)場合である。それぞれ(A)はBイメージ画像、(B)はBイメージ画像と反射波4を併記した対比画像である。また図中の表記内容は、図13と同様である。   FIG. 14 shows a case where the thickness of the internal deposit 2 is thin (338 μm), and FIG. 15 shows a case where the thickness of the internal deposit 2 is large (674 μm). (A) is a B image image, and (B) is a contrast image in which the B image image and the reflected wave 4 are written together. The notation in the figure is the same as in FIG.

図14では、境界面エコーIと底面エコーBが重畳し、図13(B)のBイメージ画像では6本であった極値点が増え、複雑になっているのが確認できる。さらに図15でも、境界面エコーIと底面エコーBは分離してはいるもののBイメージ画像の極値点の線が増え、図2と比較して複雑になっているのが確認できる。   In FIG. 14, the boundary surface echo I and the bottom surface echo B are superimposed, and it can be confirmed that the number of extreme points, which is 6 in the B image image of FIG. 13B, is increased and complicated. Further, in FIG. 15, although the boundary surface echo I and the bottom surface echo B are separated, the line of the extreme point of the B image image increases, and it can be confirmed that it is more complicated than FIG. 2.

図13(B)、図14(B)、図15(B)のように反射波4も併せて内部付着物2の有無を確認すると、内部付着物2の有無は明確である。しかし、それぞれのBイメージ画像のみ(図13(A)、図14(A)、図15(A))であっても、極値点の線の増大により、内部付着物2の有無の判断は容易に可能である。   As shown in FIG. 13B, FIG. 14B, and FIG. 15B, the presence or absence of the internal deposit 2 is clear when the reflected wave 4 is also checked for the presence or absence of the internal deposit 2. However, even in the case of only the respective B image images (FIGS. 13A, 14A, and 15A), the determination of the presence or absence of the internal deposit 2 can be made due to the increase of the extreme point line. Easily possible.

すなわち、被検査体1の外面における探触子12の位置情報を検出し、探触子12が受信した反射波4の振幅情報を取り込みカラー変換したBイメージ画像を位置情報と共に表示することにより、例えば、内部付着物2が付着していない箇所と付着している箇所が混在している被検査体1の内部付着物2の厚さ計測を連続的に計測する場合、予め測定箇所のBイメージ画像を取得し、そのBイメージ画像から内部付着物2が付着している箇所の絞り込みを行なうと、効率的な計測が可能となる。
内部付着物2の厚さ計測では、境界面エコーIと底面エコーBの前側又は後側の極値点の検出時点が必要であるため、反射波4の把握は不可欠である。しかし、内部付着物2の有無を判断するという点においてはBイメージ画像が有効である。
That is, by detecting the position information of the probe 12 on the outer surface of the inspected object 1 and displaying the B image image obtained by color-converting the amplitude information of the reflected wave 4 received by the probe 12 together with the position information, For example, in the case where the thickness measurement of the internal deposit 2 of the object 1 to be inspected 1 in which the portion where the internal deposit 2 is not adhered and the portion where the deposit is adhered is continuously measured, a B image of the measurement location in advance. If an image is acquired and the portion where the internal deposit 2 is attached is narrowed down from the B image image, efficient measurement is possible.
In measuring the thickness of the internal deposit 2, it is necessary to detect the extreme points on the front side or the rear side of the boundary surface echo I and the bottom surface echo B, and therefore it is essential to grasp the reflected wave 4. However, the B image is effective in determining the presence or absence of the internal deposit 2.

上述した本発明の装置と方法によれば、内部付着物2(例えばスケール)の厚さdが薄く、境界面と底面における超音波3の反射エコーが重畳する場合でも、境界面エコーIの前側極値点(ピーク又はボトム)は、底面エコーBより必ず先行しているので、底面エコーBと重畳されずに容易に検出できる。従って、境界面エコーIの最大ピークp3の換算時点t3を、基準波形5における最大ピークP5と前側極値点との前側時間差Δt1から換算することができる。   According to the above-described apparatus and method of the present invention, even when the thickness d of the internal deposit 2 (for example, the scale) is thin and the reflected echoes of the ultrasonic waves 3 on the boundary surface and the bottom surface overlap, the front side of the boundary surface echo I Since the extreme point (peak or bottom) always precedes the bottom echo B, it can be easily detected without being superimposed on the bottom echo B. Therefore, the conversion time t3 of the maximum peak p3 of the interface echo I can be converted from the front time difference Δt1 between the maximum peak P5 and the front extreme point in the reference waveform 5.

また、同様に、内部付着物2(例えばスケール)の厚さが薄く、境界面と底面における超音波3の反射エコーが重畳する場合でも、底面エコーBの後側極値点(ピーク又はボトム)は、先行する境界面エコーIより必ず遅れているので、境界面エコーIと重畳されずに容易に検出できる。従って、底面エコーBの最大ピークq3の換算時点T3を、基準波形5における最大ピークP5と後側極値点との後側時間差Δt2から換算することができる。   Similarly, the rear extreme point (peak or bottom) of the bottom echo B even when the internal deposit 2 (for example, the scale) is thin and the reflected echoes of the ultrasonic waves 3 on the boundary surface and the bottom surface overlap. Can always be detected without being superposed on the boundary surface echo I. Therefore, the conversion time T3 of the maximum peak q3 of the bottom echo B can be converted from the rear time difference Δt2 between the maximum peak P5 and the rear extreme point in the reference waveform 5.

前側時間差Δt1と後側時間差Δt2は、被検査体1及び探触子12が同一の場合、同一の超音波3の同一物体内での反射波4であるため、境界面エコーIと底面エコーBで同一の値となる。従って、上記のように換算した最大ピークp3、q3の換算時点t3、T3は、反射エコーが重畳しない場合のそれぞれの最大ピーク時点と実質的に同一であり、この時間差Δtから内部付着物2の厚さdを外面から高精度に計測することができる。   Since the front side time difference Δt1 and the rear side time difference Δt2 are the reflected waves 4 of the same ultrasonic wave 3 in the same object when the inspection object 1 and the probe 12 are the same, the boundary surface echo I and the bottom surface echo B At the same value. Therefore, the conversion points t3 and T3 of the maximum peaks p3 and q3 converted as described above are substantially the same as the maximum peak points when the reflected echo is not superimposed, and from this time difference Δt, the internal deposit 2 The thickness d can be measured from the outer surface with high accuracy.

従って本発明によって、スケール厚さdが100μm以下のスケールも高精度で計測可能になる。また探触子12の波形特性とピーク間隔を調べておけば、様々な材質の配管の計測ができる。さらにスケール厚さdだけではなく、膜厚計測や内面のライニング厚さ計測にも適用できる。   Therefore, according to the present invention, a scale having a scale thickness d of 100 μm or less can be measured with high accuracy. If the waveform characteristics and peak interval of the probe 12 are examined, piping of various materials can be measured. Furthermore, it can be applied not only to the scale thickness d but also to film thickness measurement and inner lining thickness measurement.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更することができることは勿論である。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Of course, it can change variously in the range which does not deviate from the summary of this invention.

I 境界面エコー、
B 底面エコー、
P1、p1 前ピーク、
P2 前ボトム、
P3、p3、q3 最大ピーク、
P4 後ボトム、
P5、p5、q5 後ピーク、
T3 底面エコーの最大ピークの換算時点
t3 境界面エコーの最大ピークの換算時点
Δt 最大ピーク間の時間差、
Δt1 前側時間差、
Δt2 後側時間差、
d 内部付着物の厚さ(スケール厚さ)、
V 音速、
1 被検査体(伝熱管、配管)、
1A 基準試験体、
2 内部付着物(スケール)、
3 超音波、
4 反射波、
5 基準波形、
6 検査波形、
10 厚さ計測装置、
11 接触媒体、
12 探触子、
14 演算装置、
15 超音波送受信部、
16 制御部、
17 表示部
I Interface echo,
B Bottom echo,
P1, p1 front peak,
P2 Front bottom,
P3, p3, q3 maximum peak,
P4 rear bottom,
P5, p5, q5 after peak,
T3 Time point of conversion of maximum peak of bottom echo t3 Time point of conversion of maximum peak of interface echo Δt Time difference between maximum peaks,
Δt1 front time difference,
Δt2 rear time difference,
d Thickness of internal deposit (scale thickness),
V speed of sound,
1 Inspected object (heat transfer tube, piping),
1A reference specimen,
2 Internal deposits (scale),
3 Ultrasound,
4 Reflected wave,
5 Reference waveform,
6 Inspection waveform,
10 Thickness measuring device,
11 contact medium,
12 Probe,
14 arithmetic unit,
15 Ultrasonic transceiver
16 control unit,
17 Display

Claims (9)

被検査体の内面又は裏面に付着した内部付着物の厚さを超音波で計測する内部付着物の厚さ計測装置であって、
超音波の反射波は、前記被検査体の内面又は裏面と内部付着物との境界面で反射された境界面エコーと、前記内部付着物の内面又は裏面で反射された底面エコーとからなり、
前記境界面エコーと底面エコーは、最大ピークより先行する前側極値点と最大ピークより遅れる後側極値点をそれぞれ有しており、
前記被検査体の外面から超音波を入射しその反射波を受信する探触子と、
前記反射波から前記内部付着物の厚さを算出する演算装置と、を備え、
(A)内部付着物が付着していない被検査体に相当する基準試験体の外面から超音波を入射しその反射波を基準波形として受信し、
(B)基準波形における最大ピークと前側極値点との前側時間差Δt1と、最大ピークと後側極値点との後側時間差Δt2とを予め記憶し、
(C)被検査体の外面から超音波を入射しその反射波を検査波形として受信し、
(D)前記検査波形に含まれる境界面エコーの前側極値点の検出時点と前記前側時間差Δt1から境界面エコーの最大ピークの換算時点t3を換算し、かつ前記検査波形に含まれる底面エコーの後側極値点の検出時点と前記後側時間差Δt2から底面エコーの最大ピークの換算時点T3を換算し、
(E)換算した前記換算時点t3、T3の時間差Δtから被検査体の内面又は裏面に付着した内部付着物の厚さを算出する、ことを特徴とする内部付着物の厚さ計測装置。
A thickness measuring device for internal deposits, which measures the thickness of the internal deposits adhered to the inner surface or back surface of the object to be inspected with ultrasonic waves,
The reflected wave of the ultrasonic wave consists of a boundary surface echo reflected at the boundary surface between the inner surface or back surface of the object to be inspected and the internal deposit, and a bottom surface echo reflected from the inner surface or back surface of the internal deposit,
The boundary surface echo and the bottom surface echo each have a front extreme point that precedes the maximum peak and a rear extreme point that is delayed from the maximum peak, respectively.
A probe that receives ultrasonic waves from the outer surface of the object to be inspected and receives the reflected waves; and
An arithmetic unit that calculates the thickness of the internal deposit from the reflected wave, and
(A) An ultrasonic wave is incident from the outer surface of a reference specimen corresponding to an object to be inspected to which no internal deposit is attached, and the reflected wave is received as a reference waveform;
(B) The front time difference Δt1 between the maximum peak and the front extreme point in the reference waveform and the rear time difference Δt2 between the maximum peak and the rear extreme point are stored in advance.
(C) An ultrasonic wave is incident from the outer surface of the object to be inspected, and the reflected wave is received as an inspection waveform;
(D) The conversion time t3 of the maximum peak of the boundary surface echo is converted from the detection time point of the front extreme point of the boundary surface echo included in the inspection waveform and the front time difference Δt1, and the bottom surface echo included in the inspection waveform is converted. The conversion time T3 of the maximum peak of the bottom echo is converted from the detection time of the rear extreme point and the rear time difference Δt2,
(E) The thickness of the internal deposit adhered to the inner surface or back surface of the object to be inspected is calculated from the converted time difference Δt between the converted time points t3 and T3.
前記被検査体は、発電プラント又は化学プラントの配管又は板状検査体であり、
前記内部付着物は、水蒸気酸化スケールを含む酸化スケール、薬品化合物、又は樹脂及びゴム、その他の化学化合物である、ことを特徴とする請求項1に記載の内部付着物の厚さ計測装置。
The inspection object is a power plant or chemical plant piping or plate inspection object,
The thickness measurement apparatus for an internal deposit according to claim 1, wherein the internal deposit is an oxide scale including a steam oxidation scale, a chemical compound, or a resin and rubber, or another chemical compound.
前記演算装置は、超音波送受信部、制御部、及び表示部を有する、ことを特徴とする請求項1に記載の内部付着物の厚さ計測装置。   The apparatus for measuring a thickness of an internal deposit according to claim 1, wherein the arithmetic device includes an ultrasonic transmission / reception unit, a control unit, and a display unit. さらに前記被検査体の外面における前記探触子の位置情報を検出するエンコーダを備え、
前記演算装置は、前記探触子が受信した前記反射波の振幅情報を取り込みカラー変換したイメージ画像を前記位置情報と共に表示する、ことを特徴とする請求項1に記載の内部付着物の厚さ計測装置。
Furthermore, an encoder for detecting positional information of the probe on the outer surface of the inspection object,
2. The thickness of the internal deposit according to claim 1, wherein the arithmetic device displays an image image obtained by color-converting the amplitude information of the reflected wave received by the probe together with the position information. Measuring device.
被検査体の内面又は裏面に付着した内部付着物の厚さを超音波で計測する内部付着物の厚さ計測方法であって、
超音波の反射波は、前記被検査体の内面又は裏面と内部付着物との境界面で反射された境界面エコーと、前記内部付着物の内面又は裏面で反射された底面エコーとからなり、
前記境界面エコーと底面エコーは、最大ピークより先行する前側極値点と最大ピークより遅れる後側極値点をそれぞれ有しており、
(A)内部付着物が付着していない被検査体に相当する基準試験体の外面から超音波を入射しその反射波を基準波形として受信し、
(B)基準波形における最大ピークと前側極値点との前側時間差Δt1と、最大ピークと後側極値点との後側時間差Δt2とを予め記憶し、
(C)被検査体の外面から超音波を入射しその反射波を検査波形として受信し、
(D)前記検査波形に含まれる境界面エコーの前側極値点の検出時点と前記前側時間差Δt1から境界面エコーの最大ピークの換算時点t3を換算し、かつ前記検査波形に含まれる底面エコーの後側極値点の検出時点と前記後側時間差Δt2から底面エコーの最大ピークの換算時点T3を換算し、
(E)換算した前記換算時点t3、T3の時間差Δtから被検査体の内面又は裏面に付着した内部付着物の厚さを算出する、ことを特徴とする内部付着物の厚さ計測方法。
A method for measuring the thickness of internal deposits by ultrasonically measuring the thickness of the internal deposits adhered to the inner surface or back surface of the object to be inspected,
The reflected wave of the ultrasonic wave consists of a boundary surface echo reflected at the boundary surface between the inner surface or back surface of the object to be inspected and the internal deposit, and a bottom surface echo reflected from the inner surface or back surface of the internal deposit,
The boundary surface echo and the bottom surface echo each have a front extreme point that precedes the maximum peak and a rear extreme point that is delayed from the maximum peak, respectively.
(A) An ultrasonic wave is incident from the outer surface of a reference specimen corresponding to an object to be inspected to which no internal deposit is attached, and the reflected wave is received as a reference waveform;
(B) The front time difference Δt1 between the maximum peak and the front extreme point in the reference waveform and the rear time difference Δt2 between the maximum peak and the rear extreme point are stored in advance.
(C) An ultrasonic wave is incident from the outer surface of the object to be inspected, and the reflected wave is received as an inspection waveform;
(D) The conversion time t3 of the maximum peak of the boundary surface echo is converted from the detection time point of the front extreme point of the boundary surface echo included in the inspection waveform and the front time difference Δt1, and the bottom surface echo included in the inspection waveform is converted. The conversion time T3 of the maximum peak of the bottom echo is converted from the detection time of the rear extreme point and the rear time difference Δt2,
(E) A thickness measurement method for an internal deposit, wherein the thickness of the internal deposit adhered to the inner surface or the rear surface of the object to be inspected is calculated from the converted time difference Δt between the converted time points t3 and T3.
前記(A)において、基準波形を記憶し、
前記(D)において、前記検査波形に基準波形を重ねて表示する、ことを特徴とする請求項5に記載の内部付着物の厚さ計測方法。
In (A), a reference waveform is stored,
6. The method of measuring the thickness of an internal deposit according to claim 5, wherein in (D), a reference waveform is displayed so as to overlap the inspection waveform.
前記前側極値点と後側極値点は、反射波のピーク又はボトムである、ことを特徴とする請求項5に記載の内部付着物の厚さ計測方法。   6. The method of measuring the thickness of an internal deposit according to claim 5, wherein the front extreme point and the rear extreme point are a peak or a bottom of a reflected wave. 前記境界面エコーと底面エコーは、それぞれ順に前ピーク、最大ピーク、後ピークの3つのピークを有しており、
前記前側極値点は、前記前ピークであり、
前記後側極値点は、前記後ピークである、ことを特徴とする請求項5に記載の内部付着物の厚さ計測方法。
Each of the boundary surface echo and the bottom surface echo has three peaks of a front peak, a maximum peak, and a rear peak in order,
The front extreme point is the front peak,
6. The thickness measurement method for internal deposits according to claim 5, wherein the rear extreme point is the rear peak.
前記被検査体の外面における探触子の位置情報を検出し、
前記探触子が受信した前記反射波の振幅情報を取り込みカラー変換したイメージ画像を前記位置情報と共に表示する、ことを特徴とする請求項5に記載の内部付着物の厚さ計測方法。
Detecting position information of the probe on the outer surface of the object to be inspected;
6. The method of measuring the thickness of an internal deposit according to claim 5, wherein an image image obtained by color-converting the amplitude information of the reflected wave received by the probe is displayed together with the position information.
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