JPH0257964A - 管の渦流探傷による内径と内壁状況の測定方法および装置 - 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 本発明は、導電性非磁性材料、たとえばアルミニラ１１
などの材料から成る管の内径と、その内面に存在する傷
などの内壁状況とを、渦流探傷の手法を用いて測定する
ための方法および装置に関する。

従来の技術 典型的な先行技術は、第１１図に示されている。

管１の内径Ｄ１およびその内面２に存在する傷３などを
検出するために、走行体４は索条６によって引張られて
、管１内を走行される。この走行体４には、弾発力を有
するばね７を介して接触片８が設けられ、接触片８は管
１の内面２内に弾発的に接触する。ばね７の撓み量は、
そのばね７に取付けられているストレンゲージ９によっ
て検出することができる。したがって走行体４を索条６
によって引張って走行し、接触片８が管１の内面２に弾
発的に接触して変位することによって、ストレンゲージ
９の出力に基づいて管１の内径Ｄ１および傷３の有無を
測定することが可能である。

発明が解決しようとする課題 このような先行技術では、管１の内径Ｄ１および傷３の
大きさなどの測定誤差が比較的大きいという問題がある
。また接触片８が管１の内面２に接触することによって
その接触片８が摩耗し、このことによってもまた誤差が
大きくなる。さらにまたこの先行技術では、管１の内面
２の周方向にわたる傷３の有無を検出することができな
い。

本発明の目的は、高精度で、管の内壁の全周にわたる測
定を行うことができ、しかも保守が容易である管の渦流
探傷による内径と内壁状況の測定方法および装置を提供
することである。

課題を解決するための手段 本発明は、導電性非磁性材料から成る管内に、絶対コイ
ルを挿入し、 この絶対コイルをブリッジの一辺に接続してそのブリッ
ジの出力の振幅を検出し、この振幅に対応する管の内径
を測定することを特徴とする管の渦流探傷による内径の
測定方法である。

また本発明は、測定すべき管の管軸内に挿入され、管軸
に沿う軸線を有する本体と、 本体に装着される絶対コイルと、 本体に設けられ、前記管の内周面に接触し、本体の軸線
を管軸に一致させるための位置調整手段と、 絶対コイルを一辺に含むブリッジと、 ブリッジの出力の振幅を検出する手段とを含むことを特
徴とする。

さらにまた本発明は、導電性非磁性材料から成る管内に
、絶対コイルを挿入し、 この絶対コイルを第１ブリッジの一辺に接続してその第
１ブリッジの出力の振幅を検出し、この振幅に対応する
管の内径を測定し、 管軸方向にずれた位置に配置される一対の差動出力を得
るようにした自己比較コイルを、第２ブリッジに接続し
てその第２ブリッジの出力の位相と振幅を測定し、 第１ブリッジによる管の内径と、第２ブリッジによる位
相と振幅とに基づいて、管の内壁状況を測定することを
特徴とする。

また本発明は、２つのコイルのいずれか一方を絶対コイ
ルとして用い、両コイルを自己比較コイルとして用いる
ことを特徴とする。

また本発明は、測定すべき管軸内に挿入され、管軸に沿
う軸線を有する本体と、 本体に装着される絶対コイルと、 本体に設けられ、前記管の内周面に接触し、本体の軸線
を管軸に一致させるための位置調整手段と、 絶対コイルを１辺に含む第１ブリッジと、第１ブリッジ
の出力の振幅を検出する手段と、前記本体に本体の軸線
に沿って間隔をあけて配置される一対の自己比軸コイル
と、 自己比較コイルを含む第２ブリッジと、自己比較コイル
を含むブリッジの出力の位相と振幅を検出する手段とを
含むことを特徴とする。

作　　用 本発明に＆ｒえば、導電性非磁性材料から成る管の内径
とその内壁状況の測定を行うに当たり、絶対コイルを管
内に挿入し、この絶対コイルをブリッジの一辺に接続し
てそのブリッジの出力の振幅を検出する。このブリッジ
の出力の振幅は、管の内径に対応している。こうして管
の内径を高精度で測定することが可能である。

本発明に従えば、絶対コイルは管軸に沿う軸線を有する
本体に装着されており、この本体は位置調整手段によっ
て、本体の軸線を管軸に一致させられる。したがって絶
対コイルによる管の内径の測定を高精度で行うことがで
きる。

また、本発明に従えば、絶対コイルだけでなく、さらに
一対の差動出力を得るようにした自己比較コイルが設け
られ、この自己比較コイルを、ブリッジに接続してその
ブリッジの出力の位相と振幅に対応した内壁状況を測定
することができる。こうして管の内壁の全周にわたる海
の有無などの測定を行うことができる。管の内壁の傷の
深さ、すなわち、管の半径方向に沿う傷のくぼみ量は、
自己比較コイルが接続されるブリッジの出力の位相に対
応しており、その潟の容積は振幅に対応している。した
がって傷の深さと広がり具６を把握することができる。

一対の自己比較コイルは、位置調整手段によ′）で管軸
に一致した軸線を有する本体に設けられているので、自
己比較コイルによる渦流探傷の測定を高精度で行うこと
ができる。

実施例 第１図は、本発明の一実施例の基本的構成を示す断面図
である。導電性非磁性材料、たとえばアルミニュームな
どの材料から成る管１１内には本発明に従う測定装置の
本体１２がその軸線１３を管１１の管軸に位置調整手段
１４によって一致され５索条である可撓性ケーブル１５
によって矢符１６内を引張られて走行され、これによ−
）で管軸に沿う管１１の第２図に示される内径Ｄ２およ
び減肉率δが測定される。管１１の肉ｊ７をｄｌとし、
その内面１７に存在する傷１８の深さ、すなわち管１１
の半径方向に治う渦１８のくぼんでいる長さをｄ　２と
するとき、減肉率δは として定義される。

本体１２は、自戒樹脂などの材料から成る。この本体１
２に形成されている環状の凹消１９には絶対コイルＬＯ
が巻回されて装着される。この本体１２にはまた、その
本体１２の軸線方向に近接し、かつ間隔をあけて、一対
の自己比較コイルＬ１、Ｌ２が環状溝２０，２１内に埋
め込まれて装着される。

位置調整手段１４は、き成樹脂などの材料から成ｖ）、
本体１２の軸線方向の両端部に固定される一対のばね部
材２２．２３を有する。ばね部材２２．２３は、半径方
向に広がる複数のばね片２２ａが、軸線方向に沿う切込
部２２ｂによって周方向に分断され、こうして弾発力が
発揮される。もう１つのばね部材２３もまた、ばね部材
２２と同様な構成となっている。ばね部材２２．２３の
外周部は、管１１の内周面１７に弾発的に接触し、これ
によって本体１２の軸線１３が９１１の管軸に一致され
る。本体１２には自在継手２４を介してケーブル１５が
接続される。自在継手２４を設けることによって、本体
１２とケーブル１５との屈曲が容易となり、曲がってい
る管１１内に本体１２を円滑に走行させることができる
。

第３図は、絶対コイルＬＯが接続されるブリッジ２５の
電気回路を示す。この絶対コイルＬＯはブリッジ２５の
一辺に接続され、また、コイルＬ３が接続され、さらに
抵抗などのインピーダンス素子Ｚｌ、Ｚ２が接続される
。このブリッジ２５には、たとえば３０ｋＨｚの交流電
源２つが接続される、ブリッジ２５の出力は、検出手段
２７によって検出される。この検出手段２７は、ブリッ
ジ２５の出力の電圧の振幅を検出する。この振幅は、管
１１の内径に対応する。

第４図は、自己比較コイルＬｌ、Ｌ２が接続されるブリ
ッジ２８の電気回路を示す。自己比較コイルＬｌ、Ｌ２
は、相互に逆極性となって差動出力が得られるようにし
て、ブリッジ２８の一辺に接続される。ブリッジ２８に
は、基準となるコイルＬ４が接続され、さらにまた抵抗
などのインピーダンス素子２３．Ｚ４が接続される。ブ
リッジ２８には、たとえば３０ｋＨｚの交流電源２つが
接続される。ブリッジ２８の出力は、検出手段３０によ
って検出される。この検出手段３０は、（ａ）管１１の
内面１７に傷１８が存在しな□いときにおける電圧の位
相に比較した位相と、（ｂ）振幅とを検出する。

第４Ａ図は、本発明の他の実施例の電気回路図を示す、
この実施例は前述の第４図の実施例に類似するけれども
、注目すべきは自己比較コイルＬ１、Ｌ２はブリッジ２
８ａの各辺に設けられている。その他の構成は第４図の
実施例と同様である。

第５図は、ブリッジ２５に接続される検出手段２７の出
力電圧の振幅と管１１の内径との関係を示すグラフであ
る。検出手段２７によって検出されるブリッジ２５の出
力の電圧の振幅に対応して管１１の内径が測定される。

管１１の内径”が大きくなるにつれて、検出手段２７に
よって検出される電圧の振幅が大きくなる。こうして第
５図のグラフを予め作成しておくことによって、検出手
段２７の振幅測定値に基づいて、管１１の内径を測定す
ることができる。

第６図は、ブリッジ２８の検出手段３０の出力の位相お
よび振幅と減肉率δとの関係を示すグラフである。第６
図（１）は管１１の内径がたとえば１５、Ｏｒｎ　ｍφ
のときであり、第６１１Ｚ（２）では管１１の内径が１
５．１ｍｍφのときである。

第６図（１）におけるラインａ１は、検出手段３０によ
る電圧の振幅が大きいときを示し、ラインａ２はその振
幅が小さいときを示す。同様にして第６図（２）のライ
ンｂ１は振幅が大きいときにおける検出手段３０の出力
を示し、ラインｂ２はその振幅が小さいときを示す。

絶対コイルＬＯおよびブリッジ２５を用いて、第５図の
予め準備したグラフから管１１の内径を測定し、その管
１１の内径の測定結果に基づいて、第６図（１）および
第６図（２）で示されるように各内径苺に予め準備され
たグラフを選択する。

二の２択された第６図（１）または第６図（２）のグラ
フに基づいて、検出手段３０によって検出される振幅に
対応してラインａ１またはａ２を選択し、またはライン
ｂｌ、ｂ２を選択する。検出手段３０による１％　１８
が存在しない標準状態との位相に基づいて、減肉率δを
求めることができる。

検出手段３０によって検出される位相は、前述のように
、傷１８の深さｄ２に対応し、その振幅は傷１８の容積
に対応している。こうして管１１の内面１７の状況を把
握することができる。

第７図は、本発明の他の実施例の位置調整手段３１の断
面図である。本体１２には、基体３２が固定されており
、この基体３２には、半径方向に延びて植設された多数
の弾発性を有する細線３３が設けられる。このような位
置調整手段３１を用いることによって、本体１２の軸線
を管１１の管軸に一致させることができる。

第８図は本発明の他の実施例の本体３４に設けられる絶
対コイルＬ３の軸直角断面図であり、第９図は本体３４
の一部の側面図である。き成樹脂製本体３４には、周方
向に間隔をあけて複数の凹所３５が周方向に等間隔をあ
けて形成されており、各凹所３５に個別的に絶対コイル
Ｌ５が埋め込まれて装着される。第９図のコイルＬ５は
、第１図のコイルＬＯの代りに設けられているものであ
る。

したがって本体３４は、その軸線が管軸と一致するよう
にされている。コイルＬ５は、管との距離を検出するよ
うに用いられる。このコイルＬ５の直径が小さいので、
第１図のコイルＬＯよりも内径の検出精度を向上するこ
とができる。これらのコイルの全て、またはこれらのコ
イルのうちの幾つかは、第３図のようなブリッジに接続
され、第１図のコイルＬ　Ｏと同様な使い方で、管ｆ）
内径の検出を行う。絶対コイルＬ３のうちの１つを、前
述の絶対コイルＬ　Ｏとして用い、管１１の内径を測定
することができる。

第１０図は本発明の他の実施例の電気回路図である。こ
の実施例は前述の実施例に類似し、対応する部分には同
一の参照符を付す。この実施例では、２つのコイルＬ６
．Ｌ７が用いられ、いずれか一方のコイルＬ６は、前述
の絶対コイルＬＯと同一の機能を有し、ブリッジ回路２
５とともに、管１１の内径の測定のために用いられる。

またこのコイルＬ６と、もう１−）のコイルＬ７とは、
前述の自己比較コイルＬｌ、Ｌ２と同一の機能を果たし
、これらのコイルＬ６．Ｌ７とブリッジ２８とによって
、管１１の内壁の状況を前述のように測定することがで
きる。コイルＬ６は、スイッチ３３によってブリッジ２
５またはブリッジ２８に切換えられて接続される。

発明の効果 以上のように本発明によれば、絶対コイルを用いて導電
性非磁性材料から成る管の内径を測定し、一対の自己比
較コイルを用いてその管の内壁に存在する傷などの状況
を測定することができ、この測定を高精度で行うことが
できるとともに、耐久性が良好であり、長期間にわたっ
て使用することができ、しかも管の内壁の全周にわたる
測定が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の基本的構成を示す断面図、
第２［２Ｉは管１１の一部の断面図、第３１′２Ｉは絶
対コイルＬＯが接続されるブリッジ２５の電気回路図、
第４［２Ｉは自己比較コイルＬｌ、Ｌ２が接続されるブ
リッジ２８ｆ）電気回路図、第４Ａｌｌは本発明の他の
実施例の自己比較コイルＬＬ、Ｌ２が接続されるブリッ
ジ２８ａの電気回路図、第５図はブリッジ２５に接続さ
れる検出手段２７の出力電圧の振幅と管１１の内径との
関係を示すグラフ、第６図はブリッジ２８の検出手段３
０の出力の位相および振幅と減肉率δとの関係と示すグ
ラフ、第７図は本発明の池の実施例の位置調整手段３１
の断面図、第８図は本発明の他の実施例の本体３４に設
けられる絶対コイルＬ３の軸直角断面図、第９図は本体
３４の一部の側面図、第１０図は本発明の他の実施例の
電気回路図、第１１［Ｊは先行技術の断面図である６ １１　・管、１２・・・本体、１４．３１・位置調整手
段、１８・・傷、ＬＯ，Ｌ５・・絶対コイル、ＬＩＬ２
　自己比較コイル 代理人　　弁理士　西教　圭一部 第 図 板幅 第 図 イヱ【相 位相 第 図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）導電性非磁性材料から成る管内に、絶対コイルを
   挿入し、 この絶対コイルをブリッジの一辺に接続してそのブリッ
   ジの出力の振幅を検出し、この振幅に対応する管の内径
   を測定することを特徴とする管の渦流探傷による内径の
   測定方法。（２）測定すべき管の管軸内に挿入され、管
   軸に沿う軸線を有する本体と、 本体に装着される絶対コイルと、 本体に設けられ、前記管の内周面に接触し、本体の軸線
   を管軸に一致させるための位置調整手段と、 絶対コイルを一辺に含むブリッジと、 ブリッジの出力の振幅を検出する手段とを含むことを特
   徴とする管の内径の測定装置。 （３）導電性非磁性材料から成る管内に、絶対コイルを
   挿入し、 この絶対コイルを第１ブリッジの一辺に接続してその第
   １ブリッジの出力の振幅を検出し、この振幅に対応する
   管の内径を測定し、 管軸方向にずれた位置に配置される一対の差動出力を得
   るようにした自己比較コイルを、第２ブリッジに接続し
   てその第２ブリッジの出力の位相と振幅を測定し、 第１ブリッジによる管の内径と、第２ブリッジによる位
   相と振幅とに基づいて、管の内壁状況を測定することを
   特徴とする管の渦流探傷による内径と内壁状況の測定方
   法。 （４）２つのコイルのいずれか一方を絶対コイルとして
   用い、両コイルを自己比較コイルとして用いることを特
   徴とする特許請求の範囲第３項記載の管の渦流探傷によ
   る内径と内壁状況の測定方法。 （５）測定すべき管軸内に挿入され、管軸に沿う軸線を
   有する本体と、 本体に装着される絶対コイルと、 本体に設けられ、前記管の内周面に接触し、本体の軸線
   を管軸に一致させるための位置調整手段と、 絶対コイルを１辺に含む第１ブリッジと、 第１ブリッジの出力の振幅を検出する手段と、前記本体
   に本体の軸線に沿つて間隔をあけて配置される一対の自
   己比較コイルと、 自己比較コイルを含む第２ブリッジと、 自己比較コイルを含むブリッジの出力の位相と振幅を検
   出する手段とを含むことを特徴とする管の内径と内壁状
   況の測定装置。