JPH01147309A - 超音波による状態測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野］ この発明は、超音波による状態測定装置に関し、詳しく
は、密閉された貯蔵室、特に原重油タンクの底板の腐食
状態を超音波探傷により測定して画像表示するようなタ
ンクの超音波腐食状態映像測定装置に関する。

［従来の技術］ 超？°？波測定装置を用いて各種の材料の板厚とか、欠
陥、傷専の４（１１定が行われているが、この場合の測
定は、探触ｒから送出される超音波に対する表面反射波
、底面反射波又は欠陥反射波を受信してその表面エコ−
４，１号から底面エコー信号又は欠陥エコー信号までの
時間を、１１７１１１Ｉすることで行われ、厚みとか欠
陥までのｆ１＃、欠陥の形（６）等の情報を測定情報と
して得るものであって、超音波による板厚測定を利用す
ることで、ある部材等の板厚の変化の状態を知ることが
できる。

そこで、板厚ｄ測定による腐食残肉測定の１つとして原
市浦タンクの底板のように定期的な腐食状（６）の検査
が消防法により義務付けられているものの測定が板厚測
定に基づく超？°１゛波状態測定装置により行われてい
る。

底板の腐食残肉測定を行う原市油タンクは、通常独立し
た密閉室となっていて、その清掃とが、メンテナンス作
業等のために開けられた人が一人出入りできる程度の大
きさの出入口（マンホール）しかな（、原市油タンクの
底板肉１７測定（底板腐金残肉測定）にあっては、この
人ｌ」から小型の超γｒＪ枝測定器を原重油タンク内に
ｔ、ｙち込み、手探傷により底板の厚みを内部で測定し
てそのデータを紙等に記録するものである。

［解決しようとする問題点コ この場合、原重油タンクの底板のように大きなエリアを
小へ°１の超音波測定器による手探傷で測定すると、１
回の測定エリアが小さい一部に、人手により測定を行う
関係から測定点数が少なくなり、かつその作業に時間が
かかる。しかも、人為的なデータ採取であり、それを記
録することになる関係からその１１ｆ現性とか記録性も
低（、データの正確性に欠けている。

このような点を考慮して一部で自動的な小型の超音波測
定装置を用いて測定が行われるようになって来てはいる
が、出入口が小さいために小型の測定装置しか持ち込め
ず、そのデータ量が測定対象の範囲に比べて少な（、Ｌ
探傷と同様に何度も測定を行い、いくつものデータを後
から継ぎ合わせて別途データ処理したり、図示したりし
てその断面状態とか、島根を得ることになる。このよう
な方式は、測定点数が十分なものでないために、全体の
′ｇ１介状況と形状を正確に把握し難いものとなってい
る。

この発明は、このような従来技術の問題点を解決するも
のであって、処理能力の大きな超音波測定装置を用いる
ことができ、例えば、原重油タンクなどの密閉タンクに
あっては、その底板の腐食状態として検出した多くの厚
みデータを現場にて処理してその断面とか、島根、又は
三次元画像等の全体像が把握できる超音波による状ｔｓ
／１ＩＩＩ定装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するためのＬ段コ ところで、大きなデータ処理能力の画像処理装置を用い
れば、全体的な断面状態の表示とか三次元画像表示が可
能であって、そのような画像処理装置を持つ超７：ｚ、
　／Ｊ！ｌ側定装画定装置すれば、その断面とか、島根
、さらには三次元映像の全体像を測定データとして同時
に表示することができる。しかしながら、密閉室への出
入り等のために設けられている出入口としての開Ｌ１部
は、人が一人出入りできる程度の通常套装最小限の大き
さのものであって、三次元画像処理装置のような処理能
力の大きなｄ］１１定装置をこのような開口部から搬入
できないのが通常である。そこで、この発明にあっては
、データ処理能力の大きな超音波測定装置を用いて、か
つこれを測定データ処理装置本体とデータ採取装置とに
分けて、その本体側を密閉室の外側に置き、出入り等の
ために設けられている開口部から超音波探触子を含むデ
ータ採取装置側を密閉室内に搬入してかつこれらデータ
採取装置側と測定装置本体側との間を光ケーブル等によ
る光伝送路によって接続することでデータ採取側装置の
密閉室への搬入を容易にし、かつ測定データの信頼性を
向−１−させて、現場にて画像データで腐食状況等を確
認できるようにしたものである。

しかして、前記のような「Ｉ的を達成するためのこの発
明の超音波による状態測定装置における手段は、外部に
対して密閉状態となる室の外部に設置される測定データ
処理装置と、室の入ｌ」からその内部に搬入される超音
波データ採取装置と、測定データ処理装置と超？″７波
データ採取装置との間を接続して測定データ又は測定信
号を超音波データ採取装置から／Ｉ［１１定データ処理
装置に伝送する光伝送路とからなるものである。

［作用］ このように超音波データ採取装置とＩＨｊ：像処理等を
行う測定データ処理装置とを分離しておき、光伝送路を
介してこれらを接続することにより、測定データ又は測
定信号がほとんど減衰することなく測定データ処理装置
側に伝送できるので、画像処理等の人界１．Ｖのデータ
処理が現場で可能となり、その測定と画像処理とをリア
ルタイムで処理することができる。

しかも、光伝送路により超昌波データ採取装置と測定デ
ータ処理装置側とが接続されていることからこれらの間
の距離を太き（採ることができる。

また、超音波データ採取装置側への接続が電気的なケー
ブルによるよりもより軽量化されるので、その１口１１
度が人き（採れて、容易に超音波データ採取装置側を密
閉室内へと搬入でき、その作業がし易い。

［実施例コ 以下、この発明の一実施例について図面を参照して詳細
に説明する。

第１図は、この発明の超ｒ１彼による状態測定装置を適
用した原重油タンクの底板の腐食状態測定装置の一実施
例の概要図であり、第２図は、そのブロック図である。

第１図において、１０は、超音波腐食状態測定装置であ
り、１は、その測定データ三次元画像処理装置であって
、原市浦タンク１１の外部に配置されている。２は、そ
のデータ採取装置であり、原屯浦タンク１１の内部に搬
入されていて、これらは光ケーブル３により相互に接続
されている。

なお、１２は、原市浦タンク１１に設けられているマン
ホール（出入口）である。

データ採取装置２は、組立て分解可能な５１２而走査機
構４と超音波探傷装置５、モニタ装置６、そして制御装
置７とからなる。平面走査機構４は、組＼ｙて分解ｉ−
１）能な水槽４０を備えていて、この水槽４０がフェン
ス４１に囲まれて形成されている。

水槽４０に浸ｌＳＬされた超昌彼探触子８は、平面走査
機構４のＸ−Ｙ走査を行う探触子取付台４２に取付られ
ていて、探触子取付台４２は、それぞれこれをＸ方向及
びＹ方向に移動するガイド機構４３．４４に支持され、
Ｙ方向のガイド機構４４が」ニドに・２行に配置された
フレーム４５．４６に固定されている。

ここでの測定は、水浸探傷法により行われ、超音波深触
子８と前記超音波探傷装置５とは高周波用の同軸ケーブ
ル８１にて接続されて超音波探触Ｊ’８から得られる測
定信号が超音波探傷装置５へと入力される。超音波探傷
装置５とモニタ装置６、そして制御装置７は、移動ｊｉ
ｌ能なように台ＩＩｌ′９に載置されていて、超音波探
傷装置５の出力信弓は制御装置７に送出される。

ここで、モニタ装置６は平面走査機構４により走査され
る現時点でスキャン範囲における画像をモニタするもの
であって、測定データ三次元画像処理装置１のような大
きなメモリの外部記憶装置を持たず、採取データを間引
くいて画像化することで、全体像が得られるようになっ
ている。また、特に、作業環境がよ（ないために、この
モニタ装置６に磁気ディスク装置のような大きなメモリ
を持たせることは好ましくない。

制御装置７は、内部に増幅器と発光素子等からなる光送
信回路を有していて超音波探傷装置５からｊｉｌられる
出力信号を測定データとして得て、これを前記モニタ装
置６へ送出するとともに、この光送信回路を介して光ケ
ーブル３へと送出する。

こうして光伝送された測定データは、その測定データ三
次元画像処理装置１に内蔵されている光受信回路を介し
て受信され、測定データ三次元画像処理装置１の外部記
憶装置に記憶されて行く。

超音波腐食状態測定装置１０の内部構成を示すのが第２
図であって、原ｆｆｌ？＋ｌ＋タンク１１の底板に対し
てその底面の−次反射波、二次反射波データを採取する
。第２図において、超音波探傷装置５から出力された送
信パルス信号は超音波探触子８に加えられ、その原市油
タンク１１の底板１１ａ（第１図参！１．（１）からの
反射エコー（その表面エコーと底面エコーとしての一次
反射波及び二次反射波）を受信した超音波探触ｒ８は、
その受信エコー信号を超音波探傷装置５に送出する。

超？゛♀波深傷装置５はこの受信エコー信号をパルサ／
レシーバ５１により増幅してゲートをかけてピーク検出
をする。そして表面エコーに対応するピーク検出に応じ
たパルス信号を計数開始パルス信号として発生して、底
面エコー（−次反射波及び二次反射波それぞれ）に対応
するピーク検出に応したパルス４ｉｊ　＞Ｊを計数停ｔ
、ｌ−Ｃ４’ニーとしてそれぞれ発生してこれらを計数
回路５２に送出する。計数回路５２は、計数開始パルス
信号を受けてから計数停市パルス信ｒ；ｙを受けるまで
の間クロック信号を−・次反射波及び二次反射波それぞ
れについてカウントして、これらそれぞれの値を制御装
置７へと送出する。

制御装置７は、計数回路５２からのカウント値を板厚計
数値として制御部７１で受けて、制御部７１からその駆
動装置７２に制御信号を送出して、平面走査機構４を駆
動して（例えば１ピツチ移動させて）次の測定位置へと
超音波探触子８を位置づけて、同様な測定データを得る
。

制御装置７は、得た測定データから一次反射波から二次
反射波までの時間間隔データを二次反射波の時間測定デ
ータｔ２として算出し、これら−次反射波の時間測定デ
ータｔ７及び二次反射波の時間測定データｔ２と超音波
探触子８の位置データ（例えば、平面走査機構４のＸＹ
スキャンにおける座標位置データ）とを順次モニタ装置
６の画像処理装置６１へと送出する。画像処理装置６１
は、測定データ値をその値に応じて輝度に変換され、超
音波探触子８の位置データをその値に応じてＹ方向の偏
向信号とＸ方向の偏向信号に変換してＣＲＴデイスプレ
ィ６２に送出し、制御装置７から順次送られて来る測定
データを順次変換して画像表示する制御をする。

また、制御装置７は、前記の一次反射波及び二次反射波
の時間測定データｊ／＋ｊ２と超音波探触子８の位置デ
ータとを順次光送信回路７３に送出して、光ファイバ３
を介して測定データ三次元画像処理装置１の光受信回路
１４に伝送する。

光受信回路１４で受信された底板の板厚に対するデータ
としてこれら測定データｔ／、ｔ２及び超音波探触子８
の位置データは、測定データ三次元画像処理装置１のマ
イクロプロセッサを備えた演算処理装置１３により処理
されて、外部記憶装置１５に記憶されて行く。同時に外
部記憶装置１５に記憶された過去の測定データすべてが
外部記憶装置１５から読み出されて、演算処理され、そ
れがキーボード１６から入力された指示情報に従って、
断面状態とか、凸線、等高線表示、三次元表示等がその
ＣＲＴデイスプレィ１７により行われる。

なお、（ＩＪ、面走査機構４の測定エリアは、そのＸ−
Ｙのスキャンできる範囲に限定されるので、何回も底板
１−で位置を置き換える必要がある。そこで　Ｓｋｉ而
走面機構４全体を原重油タンク１１のある位置から次の
ある位置に移動したときには、その位置が測定データ三
次元画像処理装置１でキーボード１６等により指定され
るか、制御装置７側から次の位置設定データとしてオペ
レータにより人力されたデータが送出され、外部記憶装
置１５のその設定位置に対応する記憶領域に一連の測定
データとして記憶されて行くものである。また、第１図
に見るように、このような移動のために各装置が台［１
（９−ヒに置かれている。

ところで、水槽フェンス４１、’ｌ’−而走査面構４、
制御装置７、超音波探傷装置５、モニタ装置６は、それ
ぞれ原市油タンク１１の出入口であるマンホール１２か
ら搬入され、原重油タンク内で組み立てられ、移動させ
られる。そのためここでは特にＩｇ而面査機構４が分解
組み立て１可能なものとなっている。この平面走査機構
４は、原重油タンク内に加熱パイプが張りめぐらされて
いても自走走査測定が可能なように、その高さが２００
ａｍ程度かそれ以下のものであって、走査面積としては
、１０００ｍｍＸ１０００ｍｍ程度のもノテある。

また、孔食点のように腐介点が狭＜　（ｍｍ’ｌｊ、位
）、ピンホール状態で腐食している場合でも検出できる
ように、平面走査機構４のＸ方向、Ｙ方向の移動ピンチ
は１ｍｍピンチでａｉ＋１定を好うことができる。

そこで超音波探触子８の位置データは、これに対応して
ｌｌｌ１１！ｉｔ位となっている。このように細かく測
定ピッチを設けることにより、底板腐食裏面の映像は、
測定データ三次元画像処理装置１で細部からその概要に
到るまで、その映像を拡大縮小表示して処理することが
自由にでき、可視的に把握できる。

以−１−説明してきたが、実施例では、原料油タンクの
例を中心としているが、この発明は、各種の密閉された
タンクをはじめとして、大きな超音波測定装置を搬入で
きる１ｊ旧−１を有していないような外部に対して密閉
された状態にある室内等の底板、天板、側壁面等の内部
状態を測定する場合に適用でき、原料油タンクに限定さ
れるものではない。

なお、外部に対して密閉された状態にある室については
、上がたとえ開放となっていても、この開放状態の品分
が実質的に人が作業する場合に通常入り込むことができ
ないようなものであれば、たとえ開放はされていてもそ
れは人とか測定装置に対しては密閉と等価であるので、
ここで：ｊう密閉状態にある室の意味に含まれるとｊ゛
える。

［発明の効果コ 以−１−の説明から理解できるように、この発明にあっ
ては、超音波データ採取装置と画像処理等を行う測定デ
ータ処理装置とを分離しておき、光伝送路を介してこれ
らを接続することにより、測定データ又は測定信号がほ
とんど減衰することなく測定データ処理装置側に伝送で
きるので、画像処理等の大容量のデータ処理が現場で可
能となり、その測定と画像処理とをリアルタイムで処理
することができる。

しかも、光伝送路により超？°１波データ採取装置と測
定データ処理装置側とが接続されていることからこれら
の間の距離を大きく採ることができる。

また、超音波データ採取装置側への接続が電気的なケー
ブルによるよりもより軽量化されるので、その自由度が
大きく採れて、容易に超音波データ採取装置側を密閉室
内へと搬入でき、その作業がし易い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の超音波による杖態ｄＩＩＩ定装置
を適用した原１刊油タンクの底板の腐食状態測定装置の
〜実施例の概要図、第２図は、そのブロック図である。 ■・・・測定データ三次元画像処理装置、２・・・デー
タ採取装置、３・・・光ケーブル、４・・・平面走査機
構、５・・・超音波探傷装置、６・・・モニタ装置、７
・・・制御装置、８・・・超音波探触ｒ１９・・・台車
、１０・・・超音波ｌ１ｌｌｌ定装置、１１・・・原料
油タンク、１２・・・マンホール。 第１図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）外部に対して密閉状態となる室の外部に設置され
   る測定データ処理装置と、前記室の入口からその内部に
   搬入される超音波データ採取装置と、前記測定データ処
   理装置と前記超音波データ採取装置との間を接続して測
   定データ又は測定信号を前記超音波データ採取装置から
   前記測定データ処理装置に伝送する光伝送路とからなる
   ことを特徴とする超音波による状態測定装置。
2. （２）超音波データ採取装置は超音波探触子とこの超音
   波探触子からの受信エコー信号又はこの受信エコー信号
   を受ける超音波探傷装置からこの受信エコー信号に対応
   する測定データを光信号に変換して出力する光送信回路
   とを有していて、この光送信回路の出力信号を光伝送路
   へ送出し、前記測定データ処理装置は前記光伝送路から
   の光信号を電気信号に変換する光受信回路を介して受信
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超音
   波による状態測定装置。
3. （３）室は原重油タンクであり、この原重油タンクへの
   超音波データ採取装置の搬入がその作業員の出入口から
   行われ、測定データ処理装置は前記原重油タンクの底板
   の状態を映像表示する画像処理装置であり、原重油タン
   クの底板の地面に対する側の腐食状態を測定することを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載の超音波による状
   態測定装置。
4. （４）超音波データ採取装置は、超音波探触子を取り付
   ける組立て分解可能な平面走査装置とこの平面走査装置
   によりスキャンされる範囲における測定データを画像表
   示する画像表示装置とを有していることを特徴とする特
   許請求の範囲第３項記載の超音波による状態測定装置。