JPH0198962A - 機器，配管等の表面検査装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は超音波センサーを用いて機器、配管等の表面を
検査する表面検査装置に関する。

（従来の技術） 例えば、機器、配管等の内表面を検査する従来の検査方
法は、その機器、配管内部に作業員が入って機器、配管
の内表面を検査していた。しかし、作業員が入ることが
できないような機器、配管ではその内表面を直接検査す
るための検査装置はなく、多くは事故が発生して始めて
機器、配管の内表面の凹凸、傷または腐食状態を知り得
ていた。

（発明が解決しようとする問題点） そこで、超音波を用いて機器、配管等の内表面を検査し
ようとする試みがなされたが、単に超音波を用いただけ
では超音波は機器、配管等の内表面で乱反射して互いに
干渉し、また圧電セラミックを利用した超音波センサな
とでは減衰振動部分が長いため機器、配管等の内表面か
らの反射波との間の識別が困難となり、機器、配管等の
内表面情報が正確に得られないという問題かあった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、機器、配管等の表面の詳細な情報を得ることのできる
機器、配管等の表面検査装置を提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段及び作用）本発明は、上
記目的を達成するために、超音波センサから発振された
超音波が測定対象物で反射した反射波到着時間に基づい
て前記測定対象物の表面情報を得るようにした機器、配
管等の表面検査装置において、無安定マルチバイブレー
タ、単安定マルチバイブレータ、センサー駆動部および
センサー駆動高圧電源とからなる発振波制御装置から発
信された波数の少ない超音波を前記超音波センサに与え
るように構成したことを特徴とするものである。

本発明の機器、配管等の表面検査装置によれば、測定対
象物に対して非接触で測定対象物表面の凹凸情報を精度
よく測定できかつ定量的に評価できる。

（実施例） 本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例のブロック構成図を示すもの
で、１は測定対象物で、ここでは配管が示されている。

この配管１内にはその内部で移動可能な超音波センサー
２が配置されている。この超音波センサー２はケーブル
３を介して配管１の外部に設置された発信波制御装置（
超音波パルサ）４に接続されている。この発信波制御装
置４によって超音波センサー２の移動は制御される。さ
らに、配管１の内表面から反射された超音波は、超音波
センサー２で電気信号に変換されケーブル３を介してや
はり配管外部に設置された超音波レシーバ（反射波増幅
器）５に入力される。超音波レシーバ５に入力された信
号は増幅されて、次のバンドパスフィルタ（帯域濾波器
）６で濾波された後、距離測定装置７に入力される。こ
の距離測定装置７では入力された超音波信号を後記する
ような距離情報に変換する。そして、距離表示装置８は
距離測定袋＠７の出力情報を表示するものである。なお
、発信波制御装置４から超音波発生のタイミング信号を
距離測定装置７に入力して距離情報との同期がとられて
いる。

ところで、発振波制御装置４は第２図のブロック構成図
に示すように、無安定マルチバイブレータ９、単安定マ
ルチバイブレータ１０、センサー駆動部１１およびセン
サー駆動高圧電源１２とから構成されている。また、セ
ンサー駆動部１１は第３図に示すように、コンデンサＣ
と抵抗ＲとからなるＣＲ回路と高周波高電圧型増幅器Ａ
Ｍとから構成されている。このＣＲ回路の時定数ＣＲを
可変することにより後記するように第４図（ｂ）に示す
逆電圧の印加時間を調整することができる。

次に、第２〜第４図を参照して上記発振波制御装置の作
用について説明する。

無安定マルチバイブレータ９で得られた信号は単安定マ
ルチバイブレータ１０により第４図（ａ）に示すパルス
幅Ｔのパルスに整形され、センサー駆動部１１に入力さ
れる。センサー駆動部１１は第３図に示すように、コン
デンサＣと抵抗ＲとからなるＣＲ回路と高周波高電圧型
増幅器ＡＭとから構成されており、このセンサー駆動部
１１の前段でパルス幅Ｔに成形されたパルスは、ＣＲ回
路の時定数ＣＲを可変することにより第４図（ｂ）に示
す逆電圧の印加時間を調整した後、高周波高電圧増幅器
ＡＭに入力される。すると、第４図（Ｃ）に示すような
非常に波数の少ない超音波が得られ、この超音波が発振
波制御装置（超音波センサー）４から出力される。ここ
で、Ｅは超音波の最大電圧（センサー駆動高圧電源出力
レベル）、ＣＲは時定数、王は超音波センサーの共振周
期である。

次に、本実施例の動作について説明する。

配管１内に移動可能に取り付けられた超音波センサ２は
発振波制御装置４からの指令により配管の内表面に向け
て第４図（Ｃ）に示すような超音波を放射する。すると
、この配管の内表面で反射した超音波は超音波センサ２
により捕えられ電気信号に変換される。このとき得られ
た波形が第５図（ａ）に示したような波形である。この
波形から分るように平らな面からの反射波はｔｌ　時刻
で得られるが、もし配管の内面に凹個所があると、反射
波はｔ２（ｔ２　＞ｔｌ）時刻で得られることになる。

ここで、超音波センサと表面との距離をＸ１表面の凹み
を△Ｘ、Ｃを音速とすると、 ｔ＋　　　　　　　　　　　ｔ２　＝　２（Ｘ十へ×）
−２・Ｘ Ｃ となり、これらの式より、表面の凹み△Ｘを知ることが
できる。また、配管の内面に凸個所があれば反射波は図
示しないｔ３　（ｔｌ＞ｔ３　）時刻で得られるので、
配管の内表面の画情報が得られる。

一方、従来の超音波センサによって得られる反射波は第
４図（ｂ）に示したような波形となる。すなわち、配管
の内面の平らな面からの反射波は１１　時刻で得られ、
配管の内面の凹個所からの反則波はｔ２（ｔ２！　＞ｊ
ｌ）時刻で得られる。しかし、この場合配管の平らな内
表面から得られる反射波と、配管の凹部力から得られる
反射波との識別が本実施例と比べて困難である。それは
、従来の超音波センサは共振による減衰振動部分が長い
圧電セラミックを利用した超音波センサが用いられてい
るため、機器、配管等の表面の僅かな凹凸から反射され
る反射波と重なるので、この表面の凹凸を精度よく検知
することができないからである。

これに対して、不実施例では電気的に発信波数を制御す
ることができるので、非常に波数の少ない超音波を発振
することができる。したがって、機器、配管等の内表面
からの反射波も波数の少ないものが検出でき、これによ
り反射波の到着時間が第５図（ａ）に示すように、明確
になるので、機器。

配管の内表面の凹凸情報を忠実に知ることができる。

なお、上記実施例では配管の内表面の検査について説明
したが、機器、配管などの外表面の検査にも適用できる
ことは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、測定対象物に対
して非接触で測定対象物表面の凹凸情報を精度よく測定
できるので、これをプラントの機器、配管等の内部で走
行できるロボットに取付けると、自動的に配管の内表面
の情報を精度よく測定できかつ定量的に評価できるよう
になるため、特にプラントの機器、配管の減肉に関する
寿命管理にも適用できるというすぐれた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック構成図、第２図は
第１図の発振波制御装置の詳細なブロック構成図、第３
図は第２図のセンサー駆動部の回路構成図、第４図（ａ
）ないしくＣ）は第３図の回路構成の主要点における入
出力波形を説明するための図、第５図は本発明と従来例
の反射波とを比較した図である。 １・・・配管、　　　　２・・・超音波センサ３・・・
ケーブル、　　４・・・超音波パルサ５・・・レシーバ
、　　　６・・・バンドパスフィルタ７・・・距離測定
装置、８・・・距離表示装置９・・・無安定マルチバイ
ブレーク １０・・・単安定マルチバイブレータ １１・・・センサー、　　１２・・・高圧電源（８７３
３）代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ばか　１名） Ｌ　　　　　　　　　　Ｊ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波センサから発信された超音波が測定対象物
   で反射した反射波到着時間に基づいて前記測定対象物の
   表面情報を得るようにした機器、配管等の表面検査装置
   において、無安定マルチバイブレータ、単安定マルチバ
   イブレータ、センサー駆動部およびセンサー駆動高圧電
   源とからなる発振波制御装置から発信された波数の少な
   い超音波を前記超音波センサに与えるように構成したこ
   とを特徴とする機器、配管等の表面検査装置。
2. （２）センサー駆動部はコンデンサと抵抗とからなるＣ
   Ｒ回路と高周波高電圧型増幅器とからなり、前記ＣＲ回
   路の時定数を可変できるように構成されている特許請求
   の範囲第１項記載の機器、配管等の表面検査装置。