JPH058780B2 - - Google Patents

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JPH058780B2
JPH058780B2 JP59232361A JP23236184A JPH058780B2 JP H058780 B2 JPH058780 B2 JP H058780B2 JP 59232361 A JP59232361 A JP 59232361A JP 23236184 A JP23236184 A JP 23236184A JP H058780 B2 JPH058780 B2 JP H058780B2
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JP
Japan
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probe
time
pipeline
probes
echo
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Toshiaki Hosoe
Hironobu Akusawa
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JFE Engineering Corp
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Nippon Kokan Ltd
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、超音波を利用して管の内側からパ
イプラインの孔食を検出する装置に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an apparatus for detecting pitting corrosion in a pipeline from the inside of a pipe using ultrasonic waves.

〔従来技術〕[Prior art]

従来、地中または海底に布設されたパイプライ
ンの孔食を検出する方法として、検出装置を搭載
したカプセル(以下、慣用に従つて検査ピグと称
する)をパイプライン中に挿入し、パイプライン
内を流れる流体で検査ピグを輸送し、その途中
で、搭載した検査装置で孔食を検出し、パイプラ
インの出口で検査ピグを取出してデータを再生
し、孔食の情報を得るようにしたものが知られて
いる(例えば、Pipes & Pipeline
International Aspects of the British Gas
Onlin Inspection Service)。また、使用される
検出器としては、前記文献に記載されている如く
漏洩磁束方式を用いたものが一般的であり、例え
ば日本鋼管技報1983年、No.99、P109〜115、“パ
イプライン管内探査装置”等に記載されているよ
うに、超音波厚み計や超音波距離計等が用いられ
ている。
Conventionally, as a method for detecting pitting corrosion in pipelines installed underground or on the seabed, a capsule equipped with a detection device (hereinafter referred to as an inspection pig according to common usage) is inserted into the pipeline. The test pig is transported by fluid flowing through the pipeline, and along the way, the on-board inspection device detects pitting corrosion.The test pig is taken out at the exit of the pipeline and the data is reproduced to obtain pitting corrosion information. are known (e.g. Pipes & Pipeline
International Aspects of the British Gas
Online Inspection Service). In addition, the detector used is generally one using the leakage magnetic flux method as described in the above-mentioned literature. As described in ``Pipe Exploration Device'', ultrasonic thickness gauges, ultrasonic distance meters, etc. are used.

第5図は、従来の孔食検出装置のブロツク図で
ある。図において、1は検査ピグに取付けられて
超音波を発・受信する探触子、2は管体の一部断
面、3は探触子にパルス状の高電圧を印加するパ
ルサー、4は探触子1からの受信信号を増巾する
増巾器、5はパルサー3を駆動するTパルスと探
触子1で受信するSエコーとの間の時間を計測す
る回路、6は探触子1で受信するSエコーとBエ
コーとの間の時間を計測する回路、7はパイプラ
イン管内に満たされた流体である。
FIG. 5 is a block diagram of a conventional pitting corrosion detection device. In the figure, 1 is a probe that is attached to a test pig and emits and receives ultrasonic waves, 2 is a partial cross section of the tube body, 3 is a pulser that applies a pulsed high voltage to the probe, and 4 is a probe for the probe. 5 is a circuit that measures the time between the T pulse that drives the pulser 3 and the S echo received by the probe 1; 6 is the probe 1; A circuit for measuring the time between the S echo and the B echo received at 7 is a fluid filled in the pipeline pipe.

従来の孔食検査装置は上記のように構成され、
通常、増巾器4の出力側で得られる波形は、第6
図に示すように一般にAスコープと呼ばれている
波形で、Tパルスは探触子1にパルサー3より印
加されるパルス電圧であり、Sエコーは管体2の
表面で反射されて再び探触子1に到達した超音波
を、Bエコーは管体2の外周面で反射されて再び
探触子1に到達した超音波を、それぞれ探触子1
によつて検出して電気信号に変換されたパルス波
である。
A conventional pitting corrosion inspection device is configured as described above.
Normally, the waveform obtained at the output side of the amplifier 4 is
As shown in the figure, the waveform is generally called A scope, and the T pulse is a pulse voltage applied to the probe 1 by the pulser 3, and the S echo is reflected from the surface of the tube body 2 and returns to the probe. The ultrasonic wave that reached the probe 1 is transmitted to the probe 1, and the B echo is the ultrasonic wave that is reflected on the outer peripheral surface of the tube body 2 and reaches the probe 1 again.
This is a pulse wave that is detected and converted into an electrical signal by

今、探触子1と管体2の表面との間の距離を
d、管体2の厚みをtとし、TパルスとSエコー
との間の時間をTTS、SエコーとBエコーとの間
の時間をTSBとし、液体7中の音速をVL、管体2
中の音速をVSとすると、 d=TTS・VL/2 ……〔1〕 t=TSB・VS/2 ……〔2〕 となり、それぞれd及びtを求めることができ
る。
Now, the distance between the probe 1 and the surface of the tube 2 is d, the thickness of the tube 2 is t, the time between the T pulse and the S echo is T TS , and the time between the S echo and the B echo is T TS . The time between them is TSB , the sound velocity in the liquid 7 is VL , and the tube body 2 is
Letting the sound speed inside be V S , d=T TS · V L /2 ... [1] t = T SB · V S /2 ... [2], and d and t can be obtained, respectively.

ここで、管体2に孔食が発生している場合、そ
の孔食発生が内周面であるとd及びtが、外周面
であるとtのみが変化するので、その変化の程度
に応じて孔食の位置及び深さを計測することがで
きる。また、傷又は凹凸等の異常部についても同
様である。
Here, when pitting corrosion occurs on the tube body 2, if the pitting corrosion occurs on the inner peripheral surface, d and t will change, and if it occurs on the outer peripheral surface, only t will change, so depending on the degree of change. The location and depth of pitting corrosion can be measured using The same applies to abnormal parts such as scratches or irregularities.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上記のような従来の孔食検査装置にあつては、
検査しようとするパイプラインの径は1200Aにも
及ぶことがあり、一方、1つの探触子で検査でき
る範囲はせいぜい20mmφ程度がの普通であるの
で、1200Aのパイプラインの全円周をくまなく探
査しようとすれば、180個以上の超音波厚み計、
超音波距離計を装備する必要があり、コスト的な
問題ばかりでなく、このような多数の検出装置が
ピグに搭載されて管内を走行することを考える
と、到底実現できないという問題があつた。
In the case of conventional pitting corrosion inspection equipment as mentioned above,
The diameter of the pipeline to be inspected can reach up to 1200A, and on the other hand, the range that can be inspected with one probe is usually about 20mmφ at most, so the entire circumference of the 1200A pipeline can be covered. If you want to explore, there are over 180 ultrasonic thickness gauges,
It would be necessary to equip the pig with an ultrasonic range finder, which was not only a cost issue, but also a problem that was simply not possible considering that a large number of such detection devices would be mounted on the pig and travel within the pipe.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明に係る配管異常部検出装置は、カプセ
ル内に収納されてパイプライン内を走行し、パイ
プラインの異常を検出する配管異常検出装置にお
いて、カプセルの外周に配置され、パイプライン
内に音波を発射し、その反射波を受信し、エコー
信号として出力する複数の探触子に、それぞれ接
続され、選択されたチヤンネルの探触子を駆動す
る複数のパルサと、選択信号に基づいて、パルサ
を順次選択し、そのパルサを駆動させるパルサ駆
動信号を出力するパルサ選択回路と、定常時にお
ける探触子とパイプラインの内周面との間を音波
が往復する時間τ1とし、さらに定常時における探
触子とパイプラインの外周面との間を音波が往復
する時間τ2として、各探触子に対応するパルサを
駆動させる選択信号をパイプラインを往復する時
間の差(τ2−τ1)の時間間隔で順次パルサ選択回
路に出力すると共に、選択信号の出力タイミング
から時間τ1経過後に(τ2−τ1)の間該当する探触
子からのエコー信号を入力するための制御信号を
出力するタイミングコントローラと、タイミング
コントローラからの制御信号の時間(τ2−τ1)に
基づいて、探触子からのエコー信号を出力するマ
ルチプレクサと、選択信号とマルチプレクサから
入力するエコー信号の間の時間を計測する時間計
測手段とを備えたものである。
The piping abnormality detecting device according to the present invention is a piping abnormality detecting device that is housed in a capsule and travels within the pipeline to detect abnormalities in the pipeline. A plurality of pulsars are connected to a plurality of probes that emit signals, receive their reflected waves, and output them as echo signals, and drive the probes of selected channels. The time for the sound wave to travel back and forth between the pulsar selection circuit that sequentially selects and outputs a pulsar drive signal to drive the pulsar, and the probe and the inner peripheral surface of the pipeline in steady state is τ 1 , and Assuming the time τ 2 for the sound wave to travel back and forth between the probe and the outer circumferential surface of the pipeline, the difference in time for the selection signal that drives the pulser corresponding to each probe to travel back and forth through the pipeline (τ 2τ 1 ) is a control signal for sequentially outputting to the pulsar selection circuit at time intervals of , a multiplexer that outputs an echo signal from the probe based on the time (τ 2 − τ 1 ) of the control signal from the timing controller, and a signal between the selection signal and the echo signal input from the multiplexer. and time measuring means for measuring the time.

また、複数の探触子を所定の群に分割し、その
群の探触子が駆動されたときに、他の群の探触子
に干渉が起こらないように、それぞれの探触子を
離して配列したものである。
In addition, multiple probes are divided into predetermined groups, and when the probes in that group are driven, the probes in each group are separated so that they do not interfere with the probes in other groups. This is the arrangement.

〔作用〕 この発明においては、カプセル内に収納されて
パイプライン内を走行する際に、カプセルの外周
に配置された複数の探触子を駆動するパルサの選
択信号の出力タイミングを、定常時における探触
子とパイプラインの内周面との間を音波が往復す
る時間τ1と探触子とパイプラインの外周面との間
を音波が往復する時間τ2との時間の差(τ2−τ1
の時間間隔で順次パルサ選択回路に出力して、順
次パルサを駆動し、対応する探触子を駆動させ
る。
[Operation] In the present invention, when the capsule is housed in a pipeline and travels inside the pipeline, the output timing of the selection signal of the pulsar that drives the plurality of probes arranged around the outer periphery of the capsule is adjusted in a normal state. The time difference between the time τ 1 for the sound wave to travel back and forth between the probe and the inner surface of the pipeline and the time τ 2 for the sound wave to travel back and forth between the probe and the outer surface of the pipeline (τ 2 −τ 1 )
The pulsers are sequentially outputted to the pulser selection circuit at time intervals of , and the pulsers are sequentially driven to drive the corresponding probes.

そして、選択信号の出力タイミングから時間τ1
経過後に(τ2−τ1)の間、該当する探触子からの
エコー信号を入力するための制御信号をマルチプ
レクサに出力する。
Then, the time τ 1 from the output timing of the selection signal
After the lapse of time (τ 2 −τ 1 ), a control signal for inputting the echo signal from the corresponding probe is output to the multiplexer.

すると、マルチプレクサは制御信号の時間(τ2
−τ1)に基づいて、探触子からのエコー信号を時
間計測手段に出力して、選択信号とエコー信号の
時間を計測させる。
The multiplexer then adjusts the control signal time (τ 2
1 ), the echo signal from the probe is output to the time measuring means to measure the time between the selection signal and the echo signal.

〔実施例〕〔Example〕

第1図はこの発明による一実施例の孔食検出装
置を示すブロツク図である。図において、1〜6
は上記従来装置と同一のものであるが、この実施
例においては、探触子1およびパルサー3はそれ
ぞれn個用意されている。7はパルサー選択回
路、8はマルチプレクサ、9はタイミング・コン
トロール回路であり、複数の探触子1およびパル
サー3は、1組の構成回路4〜9に接続されてい
る。また、以上のように構成された孔食検出装置
の作動のタイムチヤートの例を第2図に示す。図
において、()−パルサー出力は第1チヤンネル
のパルサー31より探触子11へ出力される電圧パ
ルス、()−探触子出力は探触子11より出力さ
れるS,Bエコーとパルサ31からのTパルサと
を含むパルス信号、()−マルチプレクサはこの
レベルが上にあるときにマルチプレクサ8の入力
が第1チヤンネルに割当てられていることを示
す。以下、第2,第3〜第nチヤンネルについて
も同様である。
FIG. 1 is a block diagram showing a pitting corrosion detection device according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1 to 6
is the same as the conventional device described above, but in this embodiment, n probes 1 and n pulsers 3 are each prepared. 7 is a pulser selection circuit, 8 is a multiplexer, and 9 is a timing control circuit, and the plurality of probes 1 and pulsers 3 are connected to a set of component circuits 4 to 9. Further, FIG. 2 shows an example of a time chart of the operation of the pitting corrosion detection device configured as described above. In the figure, ()-pulsar output is the voltage pulse output from the first channel pulser 31 to the probe 11 , and ()-probe output is the S, B echo output from the probe 11 . and a T pulser from pulser 3 1 , ( ) - the multiplexer indicates that the input of multiplexer 8 is assigned to the first channel when this level is on. The same applies to the second, third to nth channels.

上記のように構成された孔食検出装置において
は、増巾器4の入力端子は、時間の初期状態から
τまでの間は、マルチプレクサ8を介して第1チ
ヤンネルの探触子11に接続されており、τから
2τまでの間は第2チヤンネルの探触子12に、2τ
〜3τまでの間は第3チヤンネルの探触子13に、
以下同様に順次第nチヤンネルまで接続される。
そして、タイミング・コントローラ9は、先ずマ
ルチプレクサ8を、同時にパルサー選択回路7を
第1チヤンネルに切換え、それより微少時間a後
にパルサー駆動信号を送ると、第1チヤンネルの
パルサー31が駆動されて探触子11より超音波が
発射され、その反射により探触子11よりT,S,
Bエコーに対応するパルス波電圧が発生し、マル
チプレクサ8を介して増巾器4に送られ、従来と
同様に回路5でTパルスとSエコーとの間の時間
を計測し、回路6でSエコーとBエコーとの間の
時間を計測する。次にτ時間経過すると、タイミ
ング・コントロール回路9はマルチプレクサ8お
よびパルサー選択回路7を第2チヤンネルに切換
え、その微少時間a後にパルサ駆動信号をパルサ
ー32へ送り、探触子12からのパルス波電圧を増
巾器4に入力する。以下、τ時間経過毎に順次に
第3〜第nチヤンネルと切換える。
In the pitting corrosion detection device configured as described above, the input terminal of the amplifier 4 is connected to the probe 1 of the first channel via the multiplexer 8 from the initial state to τ. and from τ
For the period up to 2τ, use the second channel probe 1 2 ,
~3τ, to the third channel probe 13 ,
Thereafter, connections are sequentially made in the same manner up to n channels.
Then, the timing controller 9 first switches the multiplexer 8 and simultaneously the pulser selection circuit 7 to the first channel, and then sends a pulser drive signal after a minute time a, and the pulser 31 of the first channel is driven and searched. Ultrasonic waves are emitted from the probe 1 1 , and due to their reflection, T, S,
A pulse wave voltage corresponding to the B echo is generated and sent to the amplifier 4 via the multiplexer 8, the time between the T pulse and the S echo is measured in the circuit 5 as in the conventional case, and the time between the T pulse and the S echo is measured in the circuit 6. Measure the time between the echo and the B echo. Next, when the time τ has elapsed, the timing control circuit 9 switches the multiplexer 8 and the pulser selection circuit 7 to the second channel, and after a minute time a, sends the pulser drive signal to the pulser 3 2 , and the pulse from the probe 1 2 The wave voltage is input to the amplifier 4. Thereafter, the channels are sequentially switched to the third to nth channels every time τ elapses.

この時間間隔τは、測定に必要な最大の時間を
考慮して決定すれば良い。即ち、考えられる探触
子と管内周面との最大距離をdmax、管の最大厚
さをtnaxとすると、トリガパルスを発してからB
エコーが受信されるまでの時間Tnaxは、 Tnax=2dnax/VL +2tnax/VS ……〔3〕 となるので、 τ=Tnax+α=2dnax/VL +2tnax/VS+α ……〔4〕 ただし、αは測定回路によつて定まる余裕時間
で定数とすれば良い。なお、第2図においては探
触子1およびパルサー3をそれぞれ3組配置した
例で示してあるが、nチヤンネル設けた場合も同
様に作動する。
This time interval τ may be determined by considering the maximum time required for measurement. That is, if the maximum possible distance between the probe and the inner peripheral surface of the tube is dmax, and the maximum thickness of the tube is tnax , then B
The time T nax until the echo is received is T nax = 2d nax / V L + 2t nax / V S ... [3], so τ = T nax + α = 2d nax / V L + 2t nax / V S +α...[4] However, α may be a constant with a margin time determined by the measurement circuit. Although FIG. 2 shows an example in which three sets of probes 1 and three sets of pulsers 3 are arranged, the same operation can be performed even when an n-channel is provided.

次に、このような回路で構成される孔食検査装
置の構成を第3図に示す。図において、10は計
測器を中に収納して管内を走行する検査ピグの外
殻、11は外殻10を支えかつ流体からの推進力
を受けるためのカツプで、可撓性を有するウレタ
ンゴム等で形成される。この外殻10の後部円周
面には管体2の内周面に対向して多数の探触子1
が配置され、また内部に探触子1と同数のパルサ
ー3及び1組の測定回路12,4〜9が収納さ
れ、更にテープレコーダ等からなるデータ記録装
置13及び電池14等が収納されている。
Next, FIG. 3 shows the configuration of a pitting corrosion inspection apparatus configured with such a circuit. In the figure, 10 is an outer shell of an inspection pig that houses a measuring instrument inside and travels inside the pipe, and 11 is a cup made of flexible urethane rubber that supports the outer shell 10 and receives the propulsive force from the fluid. etc. is formed. A large number of probes 1 are disposed on the rear circumferential surface of the outer shell 10, facing the inner circumferential surface of the tube body 2.
are arranged, and the same number of pulsers 3 as the probes 1 and a set of measuring circuits 12, 4 to 9 are housed inside, and furthermore, a data recording device 13 consisting of a tape recorder etc., a battery 14, etc. are housed. .

例えば、1200Aのパイプラインを円周方向にお
いて15mmピツチで探査するとして、256個の探触
子1およびパルサー3を配置し、1組の測定回路
で64個の探触子1およびパルサー3を切換えて走
査する場合には、4組の測定回路12を搭載す
る。ここで、τ=250μsとすれば、各測定回路1
2が64チヤンネル全部を測定し終る時間は250μs
×64=16mSであり、検査ピグ10の走行速度を
1m/Sとすれば、約16mmのピツチで長さ方向の
検査を行うことができる。
For example, if a 1200A pipeline is to be inspected at a pitch of 15mm in the circumferential direction, 256 probes 1 and pulsars 3 are arranged, and 64 probes 1 and pulsars 3 are switched by one set of measurement circuit. In the case of scanning using the same method, four sets of measuring circuits 12 are installed. Here, if τ=250μs, each measurement circuit 1
2 completes measurement of all 64 channels in 250μs
×64=16mS, and the running speed of inspection pig 10 is
If the speed is 1m/S, longitudinal inspection can be performed at a pitch of about 16mm.

しかし、実際のパイプラインにおいては、パイ
プ凹凸があり、これを避けるためには探触子1と
管内周面との距離dを、ある場合にはdnax=150
mm程度に、また検査ピグの走行速度も3m/S程
度にする必要があり、更に長さ方向および円周方
向ともに10mmピツチで検査を行いたい場合に、パ
イプの最大厚さtnaxを20mm、流体が水であるとし
て音速を1500m/S、管体内の音速を5900m/s
とすると、まず円周方向検査ピツチ10mmで必要と
する探触子の数nは1200×π/10=377個以上と
なり、かつ1個の探触子1での測定に必要な時間
τは、計測上の余裕時間d=4μs程度として、
〔4〕式より求めると約210μsとなる。一方、長さ
方向を10mmピツチで検出するためには、検査ピグ
の走行速度3m/sから各接触子は3.3mS毎に計
測を行わねばならず、従つて1組の測定回路12
には最高12個の接触子1およびパルサー3しか接
続できないので、測定回路12の数は26個も必要
となり、到底検査ピグの外殻10内に収納しきれ
ないという問題が生じる。
However, in actual pipelines, there are unevenness in the pipe, and in order to avoid this, the distance d between the probe 1 and the inner circumferential surface of the pipe must be set to d nax = 150.
mm, and the running speed of the inspection pig needs to be about 3 m/s, and if you want to perform inspection at a pitch of 10 mm in both the longitudinal and circumferential directions, the maximum thickness of the pipe, t nax , should be 20 mm, Assuming that the fluid is water, the sound speed is 1500 m/s, and the sound speed inside the tube is 5900 m/s.
Then, the number n of probes required for a circumferential inspection pitch of 10 mm is 1200 x π/10 = 377 or more, and the time τ required for measurement with one probe 1 is: Assuming that the measurement margin time d=4μs,
When calculated from formula [4], it is approximately 210 μs. On the other hand, in order to detect at 10 mm pitch in the length direction, each contact must be measured every 3.3 mS since the test pig travels at a speed of 3 m/s. Therefore, one set of measuring circuits 12
Since only a maximum of 12 contacts 1 and pulsers 3 can be connected to the , 26 measuring circuits 12 are required, which creates a problem that they cannot be accommodated in the outer shell 10 of the test pig.

そこで、この問題を解決するために、この発明
においては、パルサー選択回路7およびマルチプ
レクサ8の切換周期τを、定常時考えられる最小
の探触子1と管体2との間の流体距離を音波が往
復する時間τ1と、定常時考えられる最大の探触子
1と管体2との間の流体距離および最大肉厚の管
体2中を音波が往復する時間τ2との差(τ2−τ1
とし、かつ、あるチヤンネルに関して、マルチプ
レクサ8への入力を割当てるタイミングのτ1時間
前に、そのチヤンネルのパルサー3を駆動するよ
うにする。
Therefore, in order to solve this problem, in the present invention, the switching period τ of the pulser selection circuit 7 and the multiplexer 8 is set to The difference ( τ 2 −τ 1 )
And for a certain channel, the pulser 3 of that channel is driven τ 1 hour before the timing at which the input to the multiplexer 8 is assigned.

この動作は、1組の測定回路に接続されたnチ
ヤンネルのうち、途中の第m〜第(n+2)チヤ
ンネルの作動として説明すると、第4図に示すよ
うになる。今、第mチヤンネルを例にとると、パ
ルサー3mが選択駆動されてから予め定められた
時間τ1後に、マルチプレクサ8によつて第mチヤ
ンネルの探触子1mが増巾器4に接続され、更に
(τ2−τ1)時間経過後に接続は切り離なされる。
そして、第mチヤンネルのパルサー3mが駆動さ
れてから(τ2−τ1)時間後に第(m+1)チヤン
ネルのパルサー3n+1が駆動され、τ1時間後に同
様にマルチプレクサ8は第(m+1)チヤンネル
に切換えられ、以下同様に第(m+2)…と順次
に同様な動作を行う。
This operation will be explained as the operation of the mth to (n+2)th channels among the n channels connected to one set of measurement circuits, as shown in FIG. 4. Now, taking the m-th channel as an example, after a predetermined time τ 1 after the pulser 3m is selectively driven, the probe 1m of the m-th channel is connected to the amplifier 4 by the multiplexer 8. The connection is disconnected after a further (τ 2 −τ 1 ) time has elapsed.
Then, after (τ 2 - τ 1 ) time after the pulser 3m of the m-th channel is driven, the pulser 3 n+1 of the (m+1)-th channel is driven, and similarly after τ 1 hour, the multiplexer 8 is activated to the (m+1)-th channel. The same operation is performed sequentially for the (m+2)th channel, and so on.

このτ1およびτ2は、定常部、即ち測定を行わな
ければならない部分において、考えられる最小の
探触子1と管内周面との距離をdmmとすると、 τ1=2dmm/VL ……〔5〕 次に、定常部で考えられる最大の探触子1と管
内周面との距離をdnax、管体2の最大肉厚をtnax
として、 τ2=2dnax/VL+2tnax/VS+α ……〔6〕 となり、即ち、τ1は探触子1を駆動してからSエ
コーが受信されるまでの最短時間、τ2は探触子1
が駆動されてからBエコーが受信されるまでの最
大時間に余裕時間αを加えたものとなる。そし
て、探触子1が増巾器4に接続されてからτ3時間
後にSエコーが、更にτ4時間後にBエコーが検出
されたとすると、 d=VL×(τ1−τ3)/2 ……〔7〕 t=VS×τ4/2 ……〔8〕 となる。今、前述のパイプラインの仕様について
考え、更に探触子1と管内周面との距離の最小値
を120mmとして考えると、〔5〕式よりτ1=160μs、
〔6〕式よりτ2=(206+α)=210μsとなり、(τ2

τ1)=50μsとなる。従つて、50μs毎にチヤンネル
を切換えることができ、第2図に示した切換え方
式に較べて1組の測定回路に66個の探触子1を接
続することが可能となり、全体で377個の探触子
1が必要となる場合でも測定回路の数は6組でよ
く、これらの回路を検査ピグの外殻10内に容易
に収納することができる。
These τ 1 and τ 2 are calculated as follows: In the stationary part, that is, the part where measurement must be performed, assuming that the minimum possible distance between the probe 1 and the inner peripheral surface of the tube is dmm, τ 1 = 2dmm/V L ... [5] Next, let d nax be the maximum possible distance between the probe 1 and the inner peripheral surface of the tube in the steady state, and let t nax be the maximum wall thickness of the tube body 2.
As, τ 2 = 2d nax /V L + 2t nax /V S + α ...[6], that is, τ 1 is the shortest time from driving the probe 1 until the S echo is received, and τ 2 is probe 1
It is the maximum time from when the B echo is driven until the B echo is received plus the margin time α. Then, suppose that an S echo is detected τ 3 hours after the probe 1 is connected to the amplifier 4, and a B echo is detected τ 4 hours later, then d=V L × (τ 1 − τ 3 )/ 2...[7] t=V S ×τ 4 /2...[8] Now, considering the specifications of the pipeline mentioned above, and further considering that the minimum distance between the probe 1 and the inner peripheral surface of the pipe is 120 mm, from equation [5], τ 1 = 160 μs,
From formula [6], τ 2 = (206 + α) = 210 μs, and (τ 2

τ 1 )=50 μs. Therefore, channels can be switched every 50 μs, and compared to the switching method shown in Figure 2, it is possible to connect 66 probes 1 to one set of measurement circuits, and a total of 377 probes. Even if the probe 1 is required, the number of measurement circuits may be six, and these circuits can be easily housed within the outer shell 10 of the test pig.

なお、この発明の実施にあたつては、mチヤン
ネルと(m+1)チヤンネルとは必ずしも隣り合
う必要はなく、むしろ物理的に離れていた方が音
波の干渉がなく、安定したエコーの検出が行え
る。例えば、全部で66チヤンネルを1組の測定回
路に接続する場合、探触子1の物理的な配列順を
1〜66とすると、1−23−45−2−24−46−3…
というような順に駆動すればより効果的となる。
Note that in carrying out this invention, the m channel and the (m+1) channel do not necessarily have to be adjacent to each other; rather, it is better to physically separate them so that there is no interference of sound waves and stable echo detection can be achieved. . For example, when connecting a total of 66 channels to one set of measurement circuits, if the physical arrangement order of probe 1 is 1 to 66, then 1-23-45-2-24-46-3...
It will be more effective if it is driven in this order.

つまり、探触子の間を所定の間隔を有してカプ
セルの周方向に配列し、さらに例えば120度毎に
分割したA〜Cの探触子の群とし、それにA〜C
群の内で、120度間隔にそれぞれの群の探触子を
駆動する。
In other words, the probes are arranged in the circumferential direction of the capsule with a predetermined interval between them, and are further divided into groups of probes A to C, for example, every 120 degrees.
Within the group, the probes of each group are driven at 120 degree intervals.

具体的には同時にA群の最初の探触子、B群の
最初の探触子、C群の最初の探触子というように
駆動するのである。
Specifically, the first probe of group A, the first probe of group B, and the first probe of group C are driven at the same time.

また、本実施例では孔食を検出するとしたが孔
食に限らず管内の傷あるいは凹凸等の異常部の検
出をしてもよい。
Further, in this embodiment, pitting corrosion is detected, but the present invention is not limited to pitting corrosion, and abnormal parts such as scratches or irregularities inside the pipe may also be detected.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のようにこの発明によれば、探触子とパイ
プラインの内周面との間を音波が往復する時間τ1
とし、外周面から往復する時間τ2をとし、その音
波が反射してくる時間を待たずに、次の音波を
(τ2−τ1)の時間間隔で発射し、その受信タイミ
ングを(τ2−τ1)で測定するので、測定回路が少
なくなると共に、カプセルが定常時における箇所
を走行する間に異常部の検出を高速い、かつ高精
度に検出できるという効果が得られている。
As described above, according to the present invention, the time τ 1 for the sound wave to travel back and forth between the probe and the inner peripheral surface of the pipeline is
The time for reciprocating from the outer circumferential surface is τ 2 , and without waiting for the time for the sound wave to be reflected, the next sound wave is emitted at a time interval of (τ 2 − τ 1 ), and the reception timing is set as (τ 2 - τ 1 ), the number of measurement circuits is reduced and abnormalities can be detected quickly and with high precision while the capsule travels through the normal location.

また、複数の探触子を所定の群に分割し、その
群の探触子が選択されてパルサにより駆動された
ときに、他の群の探触子に干渉が起こらないよう
に、それぞれの探触子を離してカプセルに配列し
たことにより安定したエコーの検出ができ、例え
ばそれぞれの群の所定の位置の探触子を同時に駆
動するとより検出速度が速くなるという効果が得
られている。
In addition, multiple probes are divided into predetermined groups, and when the probes in that group are selected and driven by the pulsar, each probe is Stable echo detection is possible by separating the probes and arranging them in the capsule, and for example, by driving the probes at predetermined positions in each group simultaneously, the detection speed becomes faster.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明による一実施例の構成を示す
ブロツク図、第2図はそのタイミングチヤート、
第3図はこの発明による一実施例の検査ピグの構
成図、第4図は更に改良されたチヤンネル切換え
を示すタイミングチヤート、第5図は従来の孔食
検出装置、第6図は探触子で得られる超音波の反
射エコーの説明図である。 図において、1は探触子、2は管体、3はパル
サー、4は増巾器、5はTパルスとSエコー間の
時間計測回路、6はSエコーとBエコー間の時間
計測回路、7はパルサー選択回路、8はマルチプ
レクサ、9はタイミング・コントロール回路、1
0は検査ピグの外殻、11は推進用カツプ、12
は測定回路、13はデータ記録装置、14は電池
である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment according to the present invention, and FIG. 2 is a timing chart thereof.
Fig. 3 is a configuration diagram of an inspection pig according to an embodiment of the present invention, Fig. 4 is a timing chart showing further improved channel switching, Fig. 5 is a conventional pitting corrosion detection device, and Fig. 6 is a probe. FIG. 2 is an explanatory diagram of reflected echoes of ultrasonic waves obtained in FIG. In the figure, 1 is a probe, 2 is a tube body, 3 is a pulser, 4 is an amplifier, 5 is a time measurement circuit between T pulse and S echo, 6 is a time measurement circuit between S echo and B echo, 7 is a pulser selection circuit, 8 is a multiplexer, 9 is a timing control circuit, 1
0 is the outer shell of the inspection pig, 11 is the propulsion cup, 12
13 is a measurement circuit, 13 is a data recording device, and 14 is a battery.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 カプセル内に収納されてパイプライン内を走
行し、該パイプラインの異常を検出する配管異常
検出装置において、 前記カプセルの外周に配置され、前記パイプラ
イン内に音波を発射し、その反射波を受信し、エ
コー信号として出力する複数の探触子に、それぞ
れ接続され、選択されたチヤンネルの探触子を駆
動する複数のパルサと、 選択信号に基づいて、前記パルサを順次選択
し、そのパルサを駆動させるパルサ駆動信号を出
力するパルサ選択回路と、 定常時における前記探触子とパイプラインの内
周面との間を音波が往復する時間τ1とし、さらに
定常時における前記探触子とパイプラインの外周
面との間を音波が往復する時間τ2として、各探触
子に対応する前記パルサを駆動させる選択信号を
前記パイプラインを往復する時間の差(τ2−τ1
の時間間隔で順次前記パルサ選択回路に出力する
と共に、 前記選択信号の出力タイミングから時間τ1経過
後に前記(τ2−τ1)の間該当する探触子からのエ
コー信号を入力するための制御信号を出力するタ
イミングコントローラと、 前記タイミングコントローラからの制御信号の
時間(τ2−τ1)に基づいて、前記探触子からのエ
コー信号を出力するマルチプレクサと、 前記選択信号と前記マルチプレクサから入力す
るエコー信号の間の時間を計測する時間計測手段
と を有することを特徴とする配管異常部検出装置。 2 前記複数の探触子を所定の群に分割し、その
群の探触子が駆動されたときに、他の群の探触子
に干渉が起こらないように、それぞれの探触子を
離して配列したことを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の配管異常部検出装置。
[Scope of Claims] 1. A piping abnormality detection device that is housed in a capsule and travels within a pipeline to detect abnormalities in the pipeline, including: a device that is disposed around the outer periphery of the capsule and emits sound waves into the pipeline; a plurality of pulsers each connected to a plurality of probes that receive the reflected wave and output it as an echo signal, and drive the probe of a selected channel; A pulsar selection circuit that sequentially selects and outputs a pulsar drive signal to drive the pulsar, and the time τ 1 for a sound wave to travel back and forth between the probe and the inner peripheral surface of the pipeline in a steady state, and further in a steady state. The time for the sound wave to travel back and forth between the probe and the outer peripheral surface of the pipeline in 2 −τ 1 )
to sequentially output to the pulser selection circuit at time intervals of , and input the echo signal from the corresponding probe during the period of (τ 2 - τ 1 ) after time τ 1 has elapsed from the output timing of the selection signal. a timing controller that outputs a control signal; a multiplexer that outputs an echo signal from the probe based on the time (τ 2 −τ 1 ) of the control signal from the timing controller; A piping abnormality detecting device comprising: time measuring means for measuring the time between input echo signals. 2 Divide the plurality of probes into predetermined groups, and separate each probe so that when the probes in that group are driven, there will be no interference with the probes in other groups. 2. The piping abnormality detecting device according to claim 1, wherein the piping abnormality detecting device is arranged in the following manner.
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