JPH0727551A - Tube inner shape inspecting device - Google Patents

Tube inner shape inspecting device

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JPH0727551A
JPH0727551A JP5174017A JP17401793A JPH0727551A JP H0727551 A JPH0727551 A JP H0727551A JP 5174017 A JP5174017 A JP 5174017A JP 17401793 A JP17401793 A JP 17401793A JP H0727551 A JPH0727551 A JP H0727551A
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echo
signal
shape
echo signal
peripheral surface
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Yukimichi Iizuka
幸理 飯塚
Hidekazu Horigome
秀和 堀籠
Akira Murayama
章 村山
Susumu Nakazawa
晋 中沢
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JFE Engineering Corp
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Nippon Kokan Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects

Abstract

PURPOSE:To accurately measure the shape (bead shape) of a weld section 6 exposed on the inner periphery of a tube body 5 from the outer periphery with ultrasonic waves. CONSTITUTION:A pair of angle beam probes 7a, 7b transmitting ultrasonic pulses toward a weld section 6 exposed on the inner periphery and receiving the reflected waves are arranged at opposite positions across the weld section 6 on the outer periphery of a tube body 5. Transmission pulses are applied to the angle beam probes 7a, 7b at a constant period from a pair of ultrasonic transceiver sections 9a, 9b, echo signals are received, and the received echo signals are averaged over multiple periods by synchronizing/adding/averaging means 10a, 10b. Different measuring periods for the averaged echo signal are specified by gate means 11a-11d, and the echoes caused by the weld section 6 on the inner periphery contained in the specified measuring periods are detected by echo detecting means 12a-12d. The weld shape on the inner periphery is specified by an inner shape specifying section 13 based on the detected echoes.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は例えば製鉄工場等におけ
る電縫管の製造ラインにおいて、管体の内周面に露出し
ている溶接部の形状(ビート形状)を外周面から超音波
を用いて検査する管内形状検査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses ultrasonic waves from the outer peripheral surface of the shape of the welded portion (beat shape) exposed on the inner peripheral surface of the tubular body in the production line of electric resistance welded pipes in, for example, a steel factory. The present invention relates to a pipe shape inspection device for inspecting.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に電縫管は、帯状の鋼板を走行しな
がら丸めていって、管軸方向に沿う鋼板どうしの突き合
わせ部を連続的に電縫溶接することによって製造され
る。したがって、溶接したままであると、製造された電
縫管の外周面及び内周面に凹凸を有する溶接部が露出す
るので、この溶接部の盛り上がった部分、すなわち溶接
ビードをビート切削機で切断して、溶接部の表面を平ら
にする工程が必要となる。
2. Description of the Related Art Generally, an electric resistance welded pipe is manufactured by rolling a strip-shaped steel plate while traveling and continuously electric resistance welding the abutting portions of the steel plates along the pipe axial direction. Therefore, if the welding is left as it is, the welded portion having unevenness is exposed on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the manufactured electric resistance welded pipe, and thus the raised portion of this welded portion, that is, the weld bead is cut with a beat cutting machine. Then, a step of flattening the surface of the welded portion is required.

【0003】この場合、溶接ビードを残さないような切
削することが製造製品の品質上非常に重要なことであ
る。そこで、電縫管の製造ラインにおいては、ビード切
削機における溶接ビードの切削状況を検知して、その切
削状況をビード切削機に帰還させて、外周面及び内周面
の溶接部がより平坦になるよにビード切削機の切削動作
を制御している。
In this case, it is very important for the quality of the manufactured product to perform cutting so that no weld bead is left. Therefore, in the ERW pipe production line, the cutting condition of the welding bead in the bead cutting machine is detected, and the cutting condition is returned to the bead cutting machine to make the welded portions of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface flatter. It controls the cutting operation of the bead cutting machine.

【0004】外周面に露出した溶接部の溶接ビードの切
削状況は目視やカメラ等の光学手法を用いて比較的簡単
に把握できる。しかし、内周面に露出した溶接部の溶接
ビードの切削状況は簡単に把握できない。
The cutting state of the weld bead of the welded portion exposed on the outer peripheral surface can be grasped relatively easily by visual inspection or an optical technique such as a camera. However, it is not possible to easily grasp the cutting state of the weld bead of the weld exposed on the inner peripheral surface.

【0005】この内周面に露出した溶接部の凹凸状態を
外部から検出する代表的な手法として、現在まで以下に
示す3種類が提唱されている。 (1) 接触方式(実開昭58−24062号公報) この接触方式においては、溶接部位置手前側から溶接部
位置後方側に向けて長く突出させたロッドの先端に取付
けられた内周側カッターの近傍に、内面形状を検知する
接触センサを併設して、露出した溶接部の凹凸状態を検
出する。 (2) 超音波厚さ計方式(特開昭56−35057号公
報) この超音波厚さ計方式においては、図13(a)に示す
ように、管体1の外周面に垂直型探触子2を取付けて、
超音波を管体1に対して垂直方向(半径方向)に入射さ
せて管体1の厚みtを測定する。そして、厚みtを測定
しながら、垂直型探触子2を周方向Dに移動させる。す
ると、図13(b)に示すように、内周面に溶接部3に
起因する凹凸部3aが存在すれば、厚みtの変化として
現れる。 (3) 超音波アレイ探触子方式(特開平2−11411
4号公報) この超音波アレイ探触子方式においては、図14(a)
に示すように、管体1の外周面における溶接部3を挟ん
だ対向位置に一対のアレイ探触子4a,4bを配設して
いる。そして、一方のアレイ探触子4aを構成する各振
動子を順番に加振して超音波パルスを入射させながら、
他方のアレイ探触子4aの各振動子を同期させながら走
査することによって、送信側の各振動子からの超音波を
受信した振動子を特定することによって、該当超音波の
内周面における反射位置を検出する。これを双方のアレ
イ探触子4a,4bから実施することによって、内周面
に露出した溶接部の凹凸を把握する。
The following three types have been proposed to date as typical methods for externally detecting the concavo-convex state of the welded portion exposed on the inner peripheral surface. (1) Contact method (Japanese Utility Model Laid-Open No. 58-24062) In this contact method, an inner cutter attached to the tip of a rod that is projected from the front side of the welding position toward the rear side of the welding position. A contact sensor for detecting the shape of the inner surface is provided in the vicinity of to detect the uneven state of the exposed welded portion. (2) Ultrasonic Thickness Gauge Method (JP-A-56-35057) In this ultrasonic thickness gauge method, as shown in FIG. Attach the child 2,
The thickness t of the tubular body 1 is measured by making ultrasonic waves enter the tubular body 1 in the vertical direction (radial direction). Then, the vertical probe 2 is moved in the circumferential direction D while measuring the thickness t. Then, as shown in FIG. 13B, if the uneven portion 3a caused by the welded portion 3 exists on the inner peripheral surface, it appears as a change in the thickness t. (3) Ultrasonic array probe method (JP-A-2-11411)
No. 4) In this ultrasonic array probe method, FIG.
As shown in FIG. 3, a pair of array probes 4a and 4b are arranged on the outer peripheral surface of the tubular body 1 at opposite positions with the welded portion 3 interposed therebetween. Then, while sequentially vibrating each transducer forming the one array probe 4a to make an ultrasonic pulse enter,
By scanning the transducers of the other array probe 4a in synchronization, the transducers that have received the ultrasonic waves from the transducers on the transmission side are identified, and the reflection of the ultrasonic waves on the inner peripheral surface is performed. Detect the position. By performing this from both array probes 4a and 4b, the unevenness of the welded portion exposed on the inner peripheral surface is grasped.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た(1) 〜(3) の各手法においてもまだ解消すべき次のよ
うな課題があった。先ず、接触方式(1) においては、接
触センサを管体1内に挿入する必要があるので、小径サ
イズの管体1に適用が困難である。また、溶接時に発生
するピットや切り屑によって接触センサが汚損しやす
く、測定精度や信頼性が低下する懸念がある。
However, the above-mentioned methods (1) to (3) still have the following problems to be solved. First, in the contact method (1), since it is necessary to insert the contact sensor into the tube body 1, it is difficult to apply it to the tube body 1 having a small diameter. In addition, the contact sensor is likely to be contaminated by pits and chips generated during welding, which may reduce measurement accuracy and reliability.

【0007】次に、超音波厚さ計方式(2) においては、
超音波厚さ計を用いるためには、探触子2と管体1との
間に水等を介在させる必要がある。しかし、ビード切削
機の近傍においては、溶接されたばかりの溶接部3の温
度は300℃以上であるので、接触子2を音響接触させ
ることは不可能である。
Next, in the ultrasonic thickness gauge system (2),
In order to use the ultrasonic thickness gauge, it is necessary to interpose water or the like between the probe 2 and the tube body 1. However, in the vicinity of the bead cutting machine, since the temperature of the welded portion 3 just welded is 300 ° C. or higher, it is impossible to acoustically contact the contactor 2.

【0008】この対策として水を大量に使用すると、溶
接部3が急冷されるので、その組織が変化し、管体1の
材質品質が低下する。また、探触子2をビード切削機か
ら管体1の軸方向に遠く離れた位置に配設すると、溶接
部3の周方向位置が変動(捩じれる)ことがあるので、
この手法も採用できない。
If a large amount of water is used as a countermeasure against this, the welded portion 3 is rapidly cooled, so that the structure of the welded portion 3 changes and the quality of the material of the tubular body 1 deteriorates. Further, when the probe 2 is arranged at a position far away from the bead cutting machine in the axial direction of the pipe body 1, the circumferential position of the welded portion 3 may fluctuate (twist).
This method cannot be adopted either.

【0009】また、超音波アレイ探触子方式(3) におい
ては、図14(b)に示すように、内周面の溶接部の形
状が傾斜していると、超音波が透過しないので、受信側
のアレイ探触子において該当超音波を検出できない問題
が生じる。また、この手法においては、多くのチャンネ
ルを有したアレイ探触子4a,4b及び多チャンネルの
超音波送送受信部が必要になるので、装置全体の製造費
が大幅に上昇する懸念がある。
Further, in the ultrasonic array probe method (3), if the shape of the welded portion on the inner peripheral surface is inclined as shown in FIG. There arises a problem that the receiving array probe cannot detect the corresponding ultrasonic wave. In addition, this method requires array probes 4a and 4b having many channels and a multi-channel ultrasonic wave transmitting / receiving unit, which may significantly increase the manufacturing cost of the entire apparatus.

【0010】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、一対の斜角探触子のみを用いることによっ
て、小径サイズの管体の適用が可能であり、かつビード
切削機の近傍に設置可能であり、かつ低い製造費用でも
って、内周面における溶接部の形状を確実にかつ正確に
検出できる管内形状検査装置を提供することを目的す
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and by using only a pair of beveled probes, it is possible to apply a tubular body having a small diameter and in the vicinity of a bead cutting machine. It is an object of the present invention to provide an in-pipe shape inspection device that can be installed in a pipe and can detect the shape of a welded portion on the inner peripheral surface reliably and accurately with low manufacturing cost.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に本発明の管内形状検査装置においては、管体の外周面
上における溶接部を挟んだ対向位置に配設され、内周面
に露出した溶接部方向へ超音波パルスを送波し反射波を
受波する一対の斜角探触子と、各斜角探触子に対して一
定周期で送信パルスを印加しかつエコー信号を受信する
一対の超音波送受信部と、受信されたエコー信号を複数
周期に亘って平均化する一対の同期加算平均化手段と、
平均化されたエコー信号における互いに異なる測定期間
を指定する複数のゲート手段と、指定された測定期間に
含まれる内周面の溶接部に起因するエコーを検出する複
数のエコー検出手段と、検出され各エコーに基づいて内
周面の溶接形状を特定する内面形状特定部とを備えてい
る。
In order to solve the above-mentioned problems, in the pipe shape inspection apparatus of the present invention, the pipe inner shape inspection device is arranged at opposite positions on the outer peripheral surface of the pipe body with the welded portion interposed therebetween and is exposed to the inner peripheral surface. A pair of bevel probes for transmitting ultrasonic pulses and receiving reflected waves in the direction of the welded part, and transmit pulses are applied to each bevel probe at a constant cycle and echo signals are received. A pair of ultrasonic transceivers, a pair of synchronous averaging means for averaging the received echo signals over a plurality of cycles,
A plurality of gate means for designating different measurement periods in the averaged echo signal, a plurality of echo detection means for detecting echoes caused by the welded portion of the inner peripheral surface included in the designated measurement period, and detected. An inner surface shape specifying portion that specifies the welding shape of the inner peripheral surface based on each echo.

【0012】また、請求項2の発明においては、内面形
状特定部は、各エコー検出手段におけるエコー検出有無
情報の組合せに基づいて溶接形状の種類を判定する溶接
形状種類判定手段を有している。
Further, in the invention of claim 2, the inner surface shape specifying portion has a welding shape type judging means for judging the kind of the welding shape based on the combination of the echo detection presence / absence information in each echo detecting means. .

【0013】さらに、請求項3の発明においては、内面
形状特定部に対して、上述した溶接形状種類判定手段に
加えて、各エコー検出手段にて検出されたエコーのエコ
ー高さより溶接形状の半径方向寸法を算出する半径方向
寸法算出手段を付加している。
Further, according to the invention of claim 3, in addition to the above-mentioned welding shape type determining means for the inner surface shape specifying portion, the radius of the welding shape is determined from the echo height of the echo detected by each echo detecting means. Radial dimension calculating means for calculating the directional dimension is added.

【0014】さらに、請求項4の発明においては、上述
した溶接形状種類判定手段及び半径方向寸法算出手段に
加えて、各エコー検出手段は検出したエコーまでの超音
波パルスのビーム路程を検出するビーム路程検出手段を
有し、かつ、内面形状特定部に、検出された各ビーム路
程より溶接形状の周方向寸法を算出する周方向寸法算出
手段を付加している。
Further, in the invention of claim 4, in addition to the welding shape type determining means and the radial dimension calculating means described above, each echo detecting means is a beam for detecting the beam path length of the ultrasonic pulse to the detected echo. It has a path length detecting means, and a circumferential dimension calculating means for calculating the circumferential dimension of the welded shape from each detected beam path length is added to the inner surface shape specifying portion.

【0015】また、請求項5の発明においては、同期加
算平均化手段を、超音波送受信部にて受信されたエコー
信号をデジタルのエコー信号に変換するA/D変換手段
と、A/D変換手段から順次出力されるエコー信号を常
に最新の所定個数記憶する第1の信号メモリと、加算さ
れた1個の加算エコー信号を記憶する第2の信号メモリ
と、第1の信号メモリにおける最新のエコー信号から規
定個数先に書込まれれたエコー信号を読出す信号読出手
段と、A/D変換手段から順次出力されるエコー信号と
第2の信号メモリから読出された加算エコー信号とを加
算する加算部と、加算部から出力された加算エコー信号
から信号読出手段にて読出された1個のエコー信号を減
算する減算部と、減算部から出力された加算エコー信号
を第2の信号メモリへ新たな加算エコー信号として書込
む加算エコー信号更新手段と、減算部から出力された加
算エコー信号を除算して平均化されたエコー信号を得る
除算部と、平均化されたエコー信号をアナログのエコー
信号に変換するD/A変換手段とで構成している。
Further, in the invention of claim 5, the synchronous averaging means is an A / D converting means for converting an echo signal received by the ultrasonic wave transmitting / receiving section into a digital echo signal, and an A / D converting means. A first signal memory for always storing the latest predetermined number of echo signals sequentially output from the means, a second signal memory for storing one added echo signal, and a latest signal memory for the first signal memory. A signal reading means for reading a predetermined number of echo signals written ahead of the echo signals, an echo signal sequentially output from the A / D conversion means, and an addition echo signal read from the second signal memory are added. The addition unit, a subtraction unit that subtracts one echo signal read by the signal reading unit from the addition echo signal output from the addition unit, and the addition echo signal output from the subtraction unit is used as a second signal memo. An addition echo signal updating means for writing as a new addition echo signal to the dividing unit, a division unit for dividing the addition echo signal output from the subtraction unit to obtain an averaged echo signal, and an averaged echo signal for analog It is composed of D / A conversion means for converting into an echo signal.

【0016】[0016]

【作用】このように構成された管内形状検査装置の動作
原理(作用)を説明する。各斜角探触子は管体の外周面
における溶接部を挟んだ対向位置に配設されている。そ
して、各斜角探触子は超音波パルスを管体に垂直(半径
方向)でなく、内周面に露出した溶接部方向に向かって
一定の指向角度を有して送波する。したがって、内周面
に露出した溶接部に全く凹凸が存在しなければ、送波し
た超音波パルスの反射波は受波しない。よって、この場
合、この斜角探触子に接続された超音波送受信部から出
力されるエコー信号にはエコーが含まれない。内周面に
露出した溶接部に凹凸が存在すれば、斜角探触子はこの
溶接部の形状における斜角探触子に対向する部分で反射
されたエコーを受波する。
The operation principle (function) of the pipe shape inspection device thus configured will be described. The bevel probes are arranged at opposite positions on the outer peripheral surface of the pipe body with the welded portion interposed therebetween. Then, each of the bevel probes transmits the ultrasonic pulse not at a right angle (radial direction) to the tubular body but at a constant directivity angle toward the weld portion exposed on the inner peripheral surface. Therefore, if there is no unevenness in the welded portion exposed on the inner peripheral surface, the reflected wave of the transmitted ultrasonic pulse is not received. Therefore, in this case, the echo signal output from the ultrasonic wave transmission / reception unit connected to this bevel probe does not include an echo. If the welded portion exposed on the inner peripheral surface has irregularities, the bevel probe receives the echo reflected at the portion of the shape of the weld facing the bevel probe.

【0017】同様に、この溶接部の反対側に配設された
斜角探触子においても前記内周面の溶接部に自己の斜角
探触子に対向する部分が存在すれば、この部分からのエ
コーを受波する。
Similarly, in the bevel probe arranged on the opposite side of the welded portion, if there is a portion facing the bevel probe of its own in the welded portion of the inner peripheral surface, this portion Receive the echo from.

【0018】内周面に露出した一つの溶接部の形状にお
いても、超音波パルスの入射方向が異なるので、溶接部
に凹凸が存在すれは、必ずいずれか一方の斜角探触子に
対向する傾斜面ができ、溶接形状の各斜角探触子に対向
する傾斜面に対応する各エコーがそれぞれの斜角探触子
にて受波される。
Even in the shape of one welded portion exposed on the inner peripheral surface, since the incident direction of the ultrasonic pulse is different, the unevenness of the welded portion always faces either one of the oblique angle probes. An inclined surface is formed, and each echo corresponding to the inclined surface facing each welded bevel probe is received by each bevel probe.

【0019】また、各超音波送受信部で受信された各エ
コー信号を複数の測定期間に分割すれば、各測定期間が
溶接形状のどの部分に対応するかが一義的に定まる。し
たがって、各エコー信号における各測定期間のエコーを
検出することによって、溶接形状がある程度特定でき
る。
If each echo signal received by each ultrasonic transmitter / receiver is divided into a plurality of measurement periods, which part of the welding shape each measurement period corresponds to is uniquely determined. Therefore, the welding shape can be specified to some extent by detecting the echo of each measurement period in each echo signal.

【0020】さらに、同期加算平均化手段を用いること
によって、超音波送受信部から出力されるエコー信号の
S/Nを上昇させている。すなわち、例えば管体を軸方
向に移動させながらオンライン検査する場合に、超音波
送受信部に起因する電気雑音や管体の材料の結晶粒界や
表面構造に起因する雑音を除去できる。
Further, the S / N ratio of the echo signal output from the ultrasonic wave transmitting / receiving section is increased by using the synchronous averaging means. That is, for example, when performing an online inspection while moving the tubular body in the axial direction, it is possible to remove electrical noise caused by the ultrasonic wave transmitting / receiving unit and noise caused by crystal grain boundaries and surface structure of the material of the tubular body.

【0021】また、凹凸を有する同一種類の溶接形状は
管体の軸方向に一定長以上継続し、欠陥は溶接形状に比
較して短いので、エコー信号を平均化することによっ
て、欠陥に起因するエコーの割合を小さくして、溶接形
状に起因するエコーのみを高いS/Nで検出できる。
Further, the same type of welded shape having irregularities continues for a certain length or more in the axial direction of the pipe body, and the defect is shorter than the welded shape. Therefore, by averaging the echo signals, it is caused by the defect. By reducing the proportion of echoes, only echoes due to the welded shape can be detected with a high S / N.

【0022】請求項2の発明においては、内周面に露出
している溶接部に一つの傾斜面が存在した場合に、この
傾斜面に対向する斜角探触子のみにエコーが受波され、
この傾斜面に対向しない斜角探触子にはエコーは受波さ
れない。一方、各ゲート手段によって、各測定期間毎に
該当測定期間にエコーが検出されると、該当エコーは溶
接部における概略の発生位置範囲が特定される。
According to the second aspect of the present invention, when the welded portion exposed on the inner peripheral surface has one inclined surface, the echo is received only by the bevel probe facing the inclined surface. ,
No echo is received by the bevel probe that does not face the inclined surface. On the other hand, when an echo is detected by the gate means in each measurement period for each measurement period, a general generation position range of the welded part is specified for the echo.

【0023】したがって、溶接部に一つの傾斜面が存在
すると、この傾斜面の傾斜方向と溶接部内の概略の位置
が特定される。その結果、各エコー検出手段におけるエ
コー検出有無の組合わせに応じて、いずれの方向に傾斜
している傾斜面を有するか等の溶接形状の種類を特定で
きる。
Therefore, when one inclined surface exists in the welded portion, the inclination direction of this inclined surface and the approximate position in the welded portion are specified. As a result, the type of welding shape such as in which direction the inclined surface is inclined can be specified according to the combination of the presence or absence of echo detection in each echo detecting means.

【0024】請求項3の発明においては、超音波パルス
は一定の指向角を有して管体内を伝播するので、対向す
る傾斜面の面積が広くなれば、反射される超音波パルス
のエネルギーも大きくなる。よって、ある特定の斜角探
触子のある特定の測定時間に検出されたエコーのエコー
高さ(信号レベル)は、対向する傾斜面の面積すなわ
ち、内周面の溶接形状の半径方向寸法に対応する。
According to the third aspect of the invention, since the ultrasonic pulse propagates in the tube with a constant directivity angle, the energy of the reflected ultrasonic pulse is also increased if the area of the inclined surfaces facing each other is widened. growing. Therefore, the echo height (signal level) of the echo detected at a particular measurement time of a particular bevel probe is the area of the opposing inclined surface, that is, the radial dimension of the welding shape of the inner peripheral surface. Correspond.

【0025】請求項4の発明においては、各計測時間に
おいて検出されたエコーの超音波パルスのビーム路程
は、該当超音波パルスを送波した斜角探触子からエコー
に対応する傾斜面までの距離に対応する。斜角探触子の
位置は既知であるので、内周面における溶接形状の該当
傾斜面の位置が特定される。よって、溶接形状の周方向
寸法が算出可能である。
In the invention of claim 4, the beam path of the ultrasonic pulse of the echo detected at each measurement time is from the bevel probe which transmits the ultrasonic pulse to the inclined surface corresponding to the echo. Corresponds to the distance. Since the position of the bevel probe is known, the position of the corresponding inclined surface of the welding shape on the inner peripheral surface is specified. Therefore, the circumferential dimension of the welded shape can be calculated.

【0026】したがって、この請求項4の発明によっ
て、検査対象の内周面における溶接形状の種類、半径方
向寸法、周方向寸法が特定される。また、請求項5の発
明においては、同期加算平均化手段をデジタル処理で実
現しているので、時間遅れなく高速に平均化処理が可能
である。
Therefore, according to the invention of claim 4, the type of the welded shape, the radial dimension and the circumferential dimension on the inner peripheral surface of the inspection object are specified. Further, in the invention of claim 5, since the synchronous addition averaging means is realized by digital processing, the averaging processing can be performed at high speed without time delay.

【0027】[0027]

【実施例】以下本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図1は実施例の管内形状検査装置の概略構成を示す
ブロック図である。例えば電縫管等の管体5は図示しな
い搬送機構によって、紙面に直交する軸方向に搬送され
ながら、溶接部6の外周面の露出部分6a及び内周面の
露出部分6bが図示しないビード切削機で切削される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the in-pipe shape inspection device of the embodiment. For example, the tubular body 5 such as an electric resistance welded pipe is transported by an unillustrated transport mechanism in the axial direction orthogonal to the paper surface, while the exposed portion 6a of the outer peripheral surface and the exposed portion 6b of the inner peripheral surface of the welded portion 6 are not shown in the bead cutting. Machine cut.

【0028】このビード切削機の排出口近傍に切削済み
の管体5の内周面の溶接部6の露出部分6b(溶接ビー
ド)の溶接形状を検査する管内形状検査装置が配設され
ている。図示するように、管体5の外周面上の溶接部6
を挟んだ対向位置に一対の斜角探触子7a,7bが配設
されている。具体的には、各斜角探触子7a,7bは管
体5の外周面に対して局部水浸接触法で取付けられてい
る。各斜角探触子7a,7b内の各振動子8a,8bは
超音波パルスPa,Pbの伝播方向が溶接部6の内周面
の中心位置を通過するように角度調整されている。
An in-pipe shape inspection device for inspecting the welded shape of the exposed portion 6b (welding bead) of the welded portion 6 on the inner peripheral surface of the pipe body 5 that has been cut is disposed near the discharge port of this bead cutting machine. . As shown, the welded portion 6 on the outer peripheral surface of the pipe body 5
A pair of oblique angle probes 7a and 7b are arranged at opposite positions sandwiching. Specifically, the bevel probes 7a and 7b are attached to the outer peripheral surface of the tube body 5 by a local water immersion contact method. The transducers 8a and 8b in the oblique angle probes 7a and 7b are adjusted in angle so that the propagation directions of the ultrasonic pulses Pa and Pb pass through the center position of the inner peripheral surface of the welded portion 6.

【0029】各斜角探触子7a,7bには、同一構成の
超音波送受信部9a,9bから一定周期T0 で送信パル
スが印加され、この送信パルスが各振動子8a,8bに
印加されることによって、超音波パルスPa,Pbが管
体5内へ入射される。各斜角探触子7a,7bは、管体
5内に欠陥が存在したり、内周面の溶接部6に凹凸が存
在すると、これ等で反射されたエコーを各振動子8a,
8bで受波してエコー信号a,bとして対応する各超音
波送受信部9a,9bヘ送出する。
A transmission pulse is applied to each of the oblique angle probes 7a and 7b from the ultrasonic wave transmitting / receiving sections 9a and 9b having the same configuration at a constant period T 0 , and the transmission pulse is applied to the transducers 8a and 8b. As a result, the ultrasonic pulses Pa and Pb are incident on the tubular body 5. When there is a defect in the tube body 5 or there is unevenness in the welded portion 6 on the inner peripheral surface, each of the beveled probes 7a and 7b causes echoes reflected by these to be transmitted to the transducers 8a and 7b.
The ultrasonic wave is received at 8b and sent as echo signals a and b to the corresponding ultrasonic wave transmitting / receiving sections 9a and 9b.

【0030】すなわち、各超音波パルスPa,Pbは、
図2(a)に示すように角度θの指向性を有しており、
この角度θ内に広がって伝播する。したがって、内周面
における露出部分6bの溶接形状の各斜角探触子7a,
7bに対向する各傾斜面からの反射波(エコー)を受波
する。したがって、各斜角探触子7a,7bから出力さ
れる各エコー信号a,bには手前側の傾斜面からのエコ
ーと奥側の傾斜面からのエコーとの2つのエコー又はそ
れ以上のエコーが含まれる。
That is, each ultrasonic pulse Pa, Pb is
As shown in FIG. 2A, it has a directivity of an angle θ,
It spreads within this angle θ and propagates. Therefore, the bevel probe 7a of the welding shape of the exposed portion 6b on the inner peripheral surface,
The reflected wave (echo) from each inclined surface facing 7b is received. Therefore, the echo signals a and b output from the bevel probes 7a and 7b include two echoes, an echo from the front inclined surface and an echo from the rear inclined surface, or more echoes. Is included.

【0031】なお、実施例装置においては、斜角探触子
7a,7bの各振動子8a,8bは、8×9mm2 の面
積を有し、かつ5MHzの振動周波数を有する。また、屈
折角度は45度である。
In the apparatus of the embodiment, the transducers 8a and 8b of the bevel probe 7a and 7b have an area of 8 × 9 mm 2 and a vibration frequency of 5 MHz. The refraction angle is 45 degrees.

【0032】また、各超音波送受信部9a,9bから各
斜角探触子7a,7bへ送出される送信パルスの周期T
0 は1msであり、各斜角探触子7a,7bから管体5
内へ入射される超音波パルスPa,Pbが互いに干渉し
ないように、0.5msだけ位相をずらせている。
Further, the cycle T of the transmission pulse transmitted from each ultrasonic wave transmitting / receiving section 9a, 9b to each bevel probe 7a, 7b.
0 is 1 ms, and each angle beam probe 7a, 7b is connected to the tube 5
The phases are shifted by 0.5 ms so that the ultrasonic pulses Pa and Pb entering the inside do not interfere with each other.

【0033】さらに、検査対象の管体5は外径が219.1
mmで厚みtが8.2 mmの電縫管である。そして、この管体
5は搬送機構によって、1m/sの速度で軸方向に搬送
されている。その結果、各斜角探触子7a,7bから管
体5内へ入射される超音波パルスPa,Pbの管体5に
対する軸方向入射密度は1mm/sとなる。
Further, the pipe 5 to be inspected has an outer diameter of 219.1.
It is an electric resistance welded pipe having a thickness of mm and a thickness t of 8.2 mm. Then, the pipe body 5 is transported in the axial direction at a speed of 1 m / s by the transport mechanism. As a result, the axial incident density of the ultrasonic pulses Pa and Pb incident on the tube body 5 from the respective bevel probes 7a and 7b on the tube body 5 is 1 mm / s.

【0034】各超音波送受信部9a,9bは受信したエ
コー信号a,bを次の同期加算平均化回路10a,10
bへ送出する。同期加算平均化回路10a,10bは受
信したエコー信号a.bを例えばNa周期分加算して平
均化する。平均化された各エコー信号a1 ,b1 はそれ
ぞれ2個のゲート回路11a,11b,11c,11d
へ入力される。
Each of the ultrasonic wave transmitting / receiving sections 9a, 9b processes the received echo signals a, b to the next synchronous averaging circuit 10a, 10b.
Send to b. The synchronous averaging circuits 10a and 10b receive the received echo signals a. For example, b is added for Na cycles and averaged. Each of the averaged echo signals a 1 and b 1 has two gate circuits 11a, 11b, 11c and 11d, respectively.
Is input to.

【0035】各超音波送受信部9a,9bから出力され
るエコー信号a,bは図3に示すように、送信パルスc
に同期する表面エコー(Sエコー)と露出部分6bの溶
接形状に起因するエコーとが含まれるが、ゲート回路1
1aは、左側の斜角探触子7aからのエコー信号a1
うち、図2(a)に示すように、溶接部6の溶接中心か
ら手前側、すなわち露出部分6bの溶接形状の斜角探触
子7a側(手前側)の傾斜面に起因するエコーのみを含
む測定期間TGAのみ通過させる。具体的には送信パルス
cの送出時刻から時間T1 経過後に測定期間TGAのみゲ
ートを開く。
As shown in FIG. 3, the echo signals a and b output from the ultrasonic wave transmitters / receivers 9a and 9b are transmitted pulses c.
, Which includes a surface echo (S echo) synchronized with the echo and an echo caused by the welding shape of the exposed portion 6b.
As shown in FIG. 2 (a), 1a is the front of the welding center of the welded portion 6, that is, the beveled angle of the welded portion 6b of the echo signal a 1 from the left beveled probe 7a. Only the measurement period T GA including only the echo caused by the inclined surface on the probe 7a side (front side) is passed. Specifically, the gate is opened only for the measurement period T GA after a lapse of time T 1 from the sending time of the transmission pulse c.

【0036】また、ゲート回路11bは、同左側の斜角
探触子7aからのエコー信号a1 のうち、図2(a)に
示すように、溶接部6の溶接中心から奥側、すなわち露
出部分6bの形状の斜角探触子7b側(右側)の傾斜面
に起因するエコーのみを含む測定期間TGBのみ通過させ
る。具体的には送信パルスcの送出時刻から時間T2
過後に測定期間TGBのみゲートを開く。
Further, the gate circuit 11b, as shown in FIG. 2 (a), of the echo signal a 1 from the oblique-angle probe 7a on the left side, as shown in FIG. Only the measurement period T GB including only the echo caused by the inclined surface on the side of the bevel probe 7b (right side) in the shape of the portion 6b is passed. Specifically, the gate is opened only for the measurement period T GB after the time T 2 has elapsed from the time of sending the transmission pulse c.

【0037】なお、右側の斜角探触子7bからのエコー
信号b1 の通過時間を制御する各ゲート回路11c,1
1dは前記ケード回路11a,11bと同一測定期間T
GA,TGBを有する。
The gate circuits 11c, 1 for controlling the passage time of the echo signal b 1 from the right-angled oblique probe 7b.
1d is the same measurement period T as the circuit 11a, 11b.
It has GA and T GB .

【0038】実施例装置においては、各ゲート回路11
a〜11dは例えばアナログスイッチ等を用いて構成さ
れている。そして、前述した形状の管体5及び各斜角探
触子7a,7bを採用した場合においては、超音波パル
スPa,Pbの管体5に対する入射点から内周面の溶接
中心までの距離は12.1mmであり、管体5内を伝播する超
音波パルスPa,Pbの音速を3230m/s とすると、超音
波パルスPa,Pbが入射点から内周面の溶接中心まで
伝播するのに要する時間は7.492 μsである。よって、
手前側の各エコーを抽出する各ゲート回路11a,11
cの測定期間は3.5 〜7.4 μsの時間範囲に設定し、奥
側の各エコーを抽出する各ゲート回路11b,11dの
測定期間は7.5 〜11.5μsの時間範囲に設定している。
In the apparatus of the embodiment, each gate circuit 11
Each of a to 11d is configured using, for example, an analog switch or the like. When the pipe body 5 and the oblique-angle probes 7a and 7b having the above-described shapes are adopted, the distance from the incident point of the ultrasonic pulses Pa and Pb to the pipe body 5 to the welding center of the inner peripheral surface is 12.1 mm, and assuming that the acoustic velocities of the ultrasonic pulses Pa and Pb propagating in the pipe body 5 are 3230 m / s, the time required for the ultrasonic pulses Pa and Pb to propagate from the incident point to the welding center of the inner peripheral surface. Is 7.492 μs. Therefore,
Gate circuits 11a, 11 for extracting the echoes on the front side
The measurement period of c is set to a time range of 3.5 to 7.4 μs, and the measurement period of each of the gate circuits 11b and 11d for extracting each echo on the back side is set to a time range of 7.5 to 11.5 μs.

【0039】ここで、各エコー信号a,bの信号波形と
内周面における露出部6bの溶接形状との関係を図2及
び図3を用いて説明する。図2(a)(b)(c)
(d)はそれそれ内周面における露出部6bの異なる溶
接形状に対して斜角探触子7aから超音波パルスPaが
伝播された状態を示す。そして、図3(a)(b)
(c)(d)は図2(a)(b)(c)(d)の状態に
対応するエコー信号aの各波形を示す。
Now, the relationship between the signal waveforms of the echo signals a and b and the welding shape of the exposed portion 6b on the inner peripheral surface will be described with reference to FIGS. 2 (a) (b) (c)
(D) shows a state in which the ultrasonic pulse Pa is propagated from the bevel probe 7a to different welding shapes of the exposed portion 6b on the inner peripheral surface thereof. And FIG. 3 (a) (b)
2C and 2D show respective waveforms of the echo signal a corresponding to the states of FIGS. 2A, 2B, 2C and 2D.

【0040】例えば、図2(a)においては、超音波パ
ルスPaは露出部6bの溶接形状の右側(奥側)の傾斜
面のみで反射されるので、図3(a)に示すようにエコ
ー信号aにはゲート回路11bのみにエコーが現れる。
For example, in FIG. 2A, since the ultrasonic pulse Pa is reflected only by the inclined surface on the right side (back side) of the welded shape of the exposed portion 6b, an echo as shown in FIG. An echo appears in the signal a only in the gate circuit 11b.

【0041】また、図2(b)においては、超音波パル
スPaは露出部6bの溶接形状の右側の傾斜面及び左側
の傾斜面で反射されるので、図3(b)に示すようにエ
コー信号aには両方のゲート回路11a.11bにエコ
ーが現れる。
Further, in FIG. 2B, since the ultrasonic pulse Pa is reflected by the inclined surface on the right side and the inclined surface on the left side of the welding shape of the exposed portion 6b, an echo is generated as shown in FIG. 3B. Both gate circuits 11a. An echo appears at 11b.

【0042】さらに、図2(c)においては、超音波パ
ルスPaは露出部6bの溶接形状の左側(手前側)の傾
斜面のみで反射されるので、図3(c)に示すようにエ
コー信号aにはゲート回路11aのみにエコーが現れ
る。
Further, in FIG. 2 (c), since the ultrasonic pulse Pa is reflected only by the inclined surface on the left side (front side) of the welded shape of the exposed portion 6b, it is echoed as shown in FIG. 3 (c). An echo appears only in the gate circuit 11a in the signal a.

【0043】また、図2(d)に示すよように、露出部
6bの溶接形状が平坦で内周面と一致している場合にお
いては、斜角探触子7aに対向する傾斜面が存在しない
ので、図3(d)に示すように、エコー信号aには全く
エコーは現れない。
Further, as shown in FIG. 2 (d), when the exposed portion 6b has a flat welded shape and coincides with the inner peripheral surface, there is an inclined surface facing the bevel probe 7a. Therefore, no echo appears at all in the echo signal a as shown in FIG.

【0044】他方の斜角探触子7bから送波される超音
波パルスPbに対しても同様に露出部6bの溶接形状に
応じて、エコー信号bに現れるエコーの位置が変化す
る。したがって、各エコー信号a,bにおけるエコーの
有無及びエコー位置が決まれば、内周面における溶接部
6の露出部6bの溶接形状が定まる。
With respect to the ultrasonic pulse Pb transmitted from the other angle probe 7b as well, the position of the echo appearing in the echo signal b changes similarly in accordance with the welding shape of the exposed portion 6b. Therefore, if the presence or absence of an echo and the echo position in each echo signal a, b are determined, the welding shape of the exposed portion 6b of the welded portion 6 on the inner peripheral surface is determined.

【0045】各ゲート回路11a,11b,11c,1
1dで時間抽出された各エコー信号a2 .a3 ,b2
3 はそれぞれエコー検出回路12a,12b,12
c,12dへ送出される。各エコー検出回路12a〜1
2dは例えばピークホールド回路と比較回路とで構成さ
れている。そして、各エコー検出回路12a〜12d
は、それそれ入力した各測定期間TGA,TGB分のエコー
信号a2 〜b3 に予め定められた閥値を越えるエコーが
含まれるか否かを検出し、エコー有無情報と含まれる場
合はエコー高さEを測定して内面形状特定部13へ送出
する。
Each gate circuit 11a, 11b, 11c, 1
Each echo signal a 2 . a 3 , b 2 ,
b 3 are echo detection circuits 12a, 12b, 12 respectively.
c, 12d. Each echo detection circuit 12a-1
2d includes, for example, a peak hold circuit and a comparison circuit. Then, each echo detection circuit 12a to 12d
Detects whether or not the echo signals a 2 to b 3 corresponding to the respective input measurement periods T GA and T GB include echoes exceeding a predetermined threshold value, and includes echo presence / absence information. Measures the echo height E and sends it to the inner surface shape specifying unit 13.

【0046】内面形状特定部13は、コンピュータ等の
一種の情報処理装置で構成されており、各エコー検出回
路12a〜12dから送出されるエコー有無情報の組合
せ及び各エコー高さEに基づいて露出部分6bの溶接形
状の種類を判定し、溶接形状の半径方向寸法dを算出す
る。
The inner surface shape specifying unit 13 is composed of a kind of information processing device such as a computer, and is exposed based on a combination of echo presence / absence information sent from each echo detection circuit 12a to 12d and each echo height E. The type of the welding shape of the portion 6b is determined, and the radial dimension d of the welding shape is calculated.

【0047】具体的には、内面形状特定部13内に、図
6に示す組合せテーブル14が記憶されている。この組
合せテーブル14内には、各エコー検出回路12a〜1
2dにおける各エコー検出有無情報の1番から9番まで
の各組合せに対して、前述した内周面の溶接形状が記憶
されている。
More specifically, the combination table 14 shown in FIG. 6 is stored in the inner surface shape specifying section 13. In the combination table 14, each echo detection circuit 12a-1
The welding shape of the inner peripheral surface described above is stored for each of the combinations 1 to 9 of the echo detection presence / absence information in 2d.

【0048】例えば全部のエコー検出部12a〜12d
にて全くエコーを検出しない1番の組合せに対しては、
平坦な溶接形状(内周面に等しい)が記憶されている。
また、エコー検出部12b,12dにてエコーが検出さ
れる図7に示す2番目の組合せの場合は、内周面に対し
て矩形状に突出した溶接形状が記憶されている。
For example, all the echo detectors 12a to 12d
For the first combination that does not detect echo at all,
A flat weld shape (equal to the inner peripheral surface) is stored.
Further, in the case of the second combination shown in FIG. 7 in which echoes are detected by the echo detectors 12b and 12d, the welding shape protruding in a rectangular shape with respect to the inner peripheral surface is stored.

【0049】さらに、エコー検出部12a,12cにて
エコーが検出される3番目の組合せの場合は、図示する
ように内周面に対して矩形状に陥没した溶接形状が記憶
されている。
Further, in the case of the third combination in which echoes are detected by the echo detectors 12a and 12c, as shown in the figure, the welding shape depressed in a rectangular shape with respect to the inner peripheral surface is stored.

【0050】また、図8に示すように、エコー検出部1
2dのみにてエコーが検出される8番目の組合せの場合
は、図示するように内周面に対して楔形状に突出した溶
接形状が記憶されている。
Further, as shown in FIG. 8, the echo detector 1
In the case of the eighth combination in which the echo is detected only in 2d, the welding shape protruding in a wedge shape with respect to the inner peripheral surface is stored as illustrated.

【0051】したがって、内面形状特定部13は、各エ
コー検出部12a〜12dから各エコー検出有無情報を
受領すると、組合せテーブル14内から該当する組合せ
を検索して、この組合せに対応する溶接形状の種類を判
定して、例えばCRT表示装置にそのパータンを表示出
力いる。
Therefore, when the inner surface shape specifying unit 13 receives the echo detection presence / absence information from the echo detecting units 12a to 12d, the inner surface shape specifying unit 13 searches the combination table 14 for a corresponding combination, and finds the welding shape corresponding to this combination. The type is determined, and the pattern is displayed and output on, for example, a CRT display device.

【0052】次に、内面形状特定部13が各エコー検出
部12a〜12dから受領したエコー高さEを用いて先
に判定した露出部6bの溶接形状の半径方向寸法dを算
出する手順を図9を用いて説明する。図9(a)に示す
溶接形状を有する場合は、斜角探触子7aで検出された
エコー信号aには、溶接形状の左側の傾斜面で反射され
たエコー15L と右側傾斜面で反射されたエコー15R
との2つのエコーが含まれる。
Next, a procedure for the inner surface shape specifying portion 13 to calculate the radial dimension d of the welded shape of the exposed portion 6b which has been previously determined by using the echo height E received from each of the echo detecting portions 12a to 12d is illustrated. This will be described using 9. In the case of the welding shape shown in FIG. 9 (a), the echo signal a detected by the bevel probe 7a includes the echo 15 L reflected by the left inclined surface of the welding shape and the echo signal a reflected by the right inclined surface. Echo 15 R
And two echoes are included.

【0053】それぞれのエコー15L ,15R のエコー
高さ(振幅)EL ,ER は、前述したように各傾斜面の
面積に比例するので、最終的に各傾斜面の半径方向寸法
L.dR に対応した値となる。したがって、各エコー
検出回路12a,12bで得られた各エコー高さEL
R に実験的に求められた乗数を乗算して、溶接形状の
各半径方向寸法dL .dR を算出する。算出された各寸
法は前記溶接形状のパータンに寸法を付加した形式でC
RT表示装置に表示出力する。
The echo heights (amplitudes) E L and E R of the respective echoes 15 L and 15 R are proportional to the area of each inclined surface as described above, so that the radial dimension d of each inclined surface is finally obtained. L. It becomes a value corresponding to d R. Therefore, each echo height E L obtained by each echo detection circuit 12a, 12b,
By multiplying the multiplier determined experimentally E R, the radial dimension d L of the weld shape. Calculate d R. Each of the calculated dimensions is C in the form in which the dimensions are added to the pattern of the welded shape.
Display output on RT display device.

【0054】図9(c)は、予め既知のビード高さd
(半径方向寸法)を有した複数の溶接形状に対してエコ
ー信号aのエコー高さEを測定した場合における実測値
である。図示するように、ビード高さd(半径方向寸
法)はエコー高さEにほぼ直線比例していることが実証
された。
FIG. 9C shows a bead height d which is known in advance.
It is an actual measurement value when the echo height E of the echo signal a is measured for a plurality of welding shapes having (radial dimension). As shown, the bead height d (radial dimension) was demonstrated to be approximately linearly proportional to the echo height E.

【0055】次に、各同期加算平均化回路10a,10
bの詳細構成及び動作を図4及び図5を用いて説明す
る。図4は同期加算平均化回路10aの概略構成を示す
ブロック図である。図1の超音波送受信部9aから入力
されアナログのエコー信号aはA/D変換器16におい
て所定のサンプリング周波数fR でデジタルのエコー信
号aD に変換されたのち、FIFO(先入れ先出)型レ
ジスタ17へ一旦格納される。
Next, the synchronous addition / averaging circuits 10a and 10
The detailed configuration and operation of b will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of the synchronous averaging circuit 10a. The analog echo signal a input from the ultrasonic wave transmitting / receiving unit 9a in FIG. 1 is converted into a digital echo signal a D at a predetermined sampling frequency f R in the A / D converter 16 and then FIFO (first-in first-out) It is temporarily stored in the type register 17.

【0056】このFIFO型レジスタ17から同一サン
プリング周波数fR で順次読出されるエコー信号aD
構成するNM (=1024)個の8ビット(n=8)構
成の各データは第1の信号メモリ18へ書込まれると共
に、デジタル加算処理を行う加算器19に入力される。
Each of the N M (= 1024) 8-bit (n = 8) -structured data constituting the echo signal a D sequentially read from the FIFO register 17 at the same sampling frequency f R is the first signal. The data is written in the memory 18 and is also input to the adder 19 which performs digital addition processing.

【0057】第1の信号メモリ18は、図示するよう
に、エコー信号aD を記憶する256個の領域18aが
形成されている。したがって、各領域18aはNM (=
1024)個のアドレスを有し、各アドレスには8ビッ
トの各データが記憶可能である。この第1の信号メモリ
18に対する前記エコー信号aD を構成する各データの
書込アドレスWA1 は第1の書込アドレスカウンタ20
aで指定される。また、この第1の信号メモリ28に記
憶されているエコー信号aD を読出す場合の読出アドレ
スRA1 は第1の読出アドレスカウンタ20bで指定さ
れる。各カウンタ30a,30bは前記サンプリング周
波数fR と同一の周波数を有するクロック信号ckで駆
動される。
As shown in the figure, the first signal memory 18 is formed with 256 areas 18a for storing the echo signal a D. Therefore, each region 18a has N M (=
1024) addresses, and each address can store 8-bit data. The write address WA 1 of each data forming the echo signal a D to the first signal memory 18 is the first write address counter 20.
Specified by a. The read address RA 1 for reading the echo signal a D stored in the first signal memory 28 is designated by the first read address counter 20b. Each counter 30a, 30b is driven by a clock signal ck having the same frequency as the sampling frequency f R.

【0058】さらに、第1の読出読出アドレスカウンタ
20bの読出アドレスRA1 は第1の書込アドレスカウ
ンタ20aの書込アドレスWA1 に対して領域18aの
平均回数Na倍だけ遅れた(小さい)値になるように初
期設定されている。
Further, the read address RA 1 of the first read / read address counter 20b is delayed (small) by the average number Na times of the area 18a times the write address WA 1 of the first write address counter 20a. The default setting is.

【0059】RA1 =WA1 −NM ・Na =WA1 −1024・Na すなわち、入力された各エコー信号aD の各データはク
ロック信号ckに同期して増加する書込アドレスWA1
の指定する各アドレスに順番に格納されていく。同時
に、Na回前にこの第1の信号メモリ18に記憶された
エコー信号aD の同一波形位置の各データがこの書込動
作に同期して読出される。
[0059] RA 1 = WA 1 -N M · Na = WA 1 -1024 · Na That is, each data of each echo signal a D input the writing address WA 1 that increases in synchronization with the clock signal ck
Are sequentially stored at each address specified by. At the same time, each data at the same waveform position of the echo signal a D stored in the first signal memory 18 before Na times is read in synchronization with this writing operation.

【0060】なお、書込アドレスWA1 及び読出アドレ
スRA1 は第1の信号メモリ18の最終アドレスまで達
すると、先頭のアドレスに戻る。この第1の信号メモリ
18から読出されたNa回前のエコー信号aD の各デー
タは次のデジタル減算処理を行う減算器21に入力され
る。
When the write address WA 1 and the read address RA 1 reach the final address of the first signal memory 18, they return to the first address. Each data of the echo signal a D before Na times read from the first signal memory 18 is input to the subtracter 21 which performs the following digital subtraction processing.

【0061】また、第2の信号メモリ22は加算された
1個のエコー信号aD 、すなわち加算エコー信号aD1
構成する記憶するためのN(=1024)個のアドレス
を有し、各アドレスには16ビットの各テータが記憶可
能である。この第2の信号メモリ22には、前記減算器
21から出力された加算エコー信号の各データが順次書
込まれる。さらに、この第2の信号メモリ22から読出
された加算エコー信号aD1は前記加算器19へ入力され
る。
The second signal memory 22 has N (= 1024) addresses for storing one added echo signal a D , that is, the added echo signal a D1. Each 16-bit data can be stored in. Each data of the added echo signal output from the subtractor 21 is sequentially written in the second signal memory 22. Further, the added echo signal a D1 read from the second signal memory 22 is input to the adder 19.

【0062】減算器21からの加算エコー信号の各デー
タの書込アドレスWA2 は第2の書込アドレスカウンタ
23aで指定される。また、加算器19へ送出する加算
エコー信号aD1の各データの読出アドレスRA2 は第2
の読出アドレスカウンタ23bで指定される。各カウン
タ20a,20bは前記クロック信号ckで駆動され
る。さらに、クロック信号dに同期して、前記4個の各
アドレスカウンタ20a,20b,23a,23bがエ
コー信号aD の波形信号上における同一位置、すなわち
各領域18a及び第2の信号メモリ22内の1〜102
4のなかの同一アドレスを指定するように初期設定され
ている。
The write address WA 2 of each data of the added echo signal from the subtracter 21 is designated by the second write address counter 23a. Further, the read address RA 2 of each data of the added echo signal a D1 to be sent to the adder 19 is the second address.
Designated by the read address counter 23b. Each counter 20a, 20b is driven by the clock signal ck. Further, in synchronization with the clock signal d, the four address counters 20a, 20b, 23a, 23b are arranged at the same position on the waveform signal of the echo signal a D , that is, in each area 18a and the second signal memory 22. 1-102
It is initially set to specify the same address among the four.

【0063】加算器19は第2の信号メモリ32から読
出された加算エコー信号aD1を構成する16ビット構成
の各データと、入力されたエコー信号aD を構成する8
ビット構成の各データとを加算して、それぞれ16ビッ
ト構成のデータからなる加算エコー信号を減算器21へ
送出する。
The adder 19 composes the input echo signal a D and each 16-bit data which composes the addition echo signal a D1 read from the second signal memory 32.
Each bit-structured data is added and an addition echo signal composed of 16-bit structure data is sent to the subtractor 21.

【0064】減算器21は、加算器19から入力された
加算エコー信号の16ビット構成の各データから第1の
信号メモリ18から読出されたエコー信号の8ビット構
成の各データを減算する。そして、減算された16ビッ
ト構成のデータからなる加算エコー信号を第2の信号メ
モリ22へ送出すると共に、除算器24へ送出する。
The subtractor 21 subtracts each 8-bit data of the echo signal read from the first signal memory 18 from each 16-bit data of the added echo signal input from the adder 19. Then, the added echo signal including the subtracted 16-bit data is sent to the second signal memory 22 and the divider 24.

【0065】除算器24は、例えばビットシフターで構
成されており、加算エコー信号を平均回数Naで除算し
て、平均化されたエコー信号aD2として次のFIFO型
レジスタ25へ書込む。FIFO型レジスタ25は書込
まれた平均化されたエコー信号aD2の1024個の各デ
ータを前記サンプリング周波数fR で順番に読出してD
/A変換器26へ送出する。D/A変換器26はFIF
O型レジスタ25から読出されたデジタルのエコー信号
D2を平均化されたアナログのエコー信号a1に変換し
て、第1図の各ゲート回路11a.11bへ送出する。
The divider 24 is composed of, for example, a bit shifter, divides the added echo signal by the average number of times Na, and writes the averaged echo signal a D2 into the next FIFO register 25. The FIFO type register 25 sequentially reads out each of the 1024 pieces of written averaged echo signals a D2 at the sampling frequency f R , and D
It is sent to the / A converter 26. The D / A converter 26 is a FIF
The digital echo signal a D2 read from the O-type register 25 is converted into an averaged analog echo signal a 1 , and each gate circuit 11a. 11b.

【0066】このように構成された同期加算平均回路1
0aの動作を説明する。最初、エコー信号aD が全く入
力していない初期状態においては、第1の信号メモリ1
8の各領域18a及び第2の信号メモリ22には全くエ
コー信号aD の各データは記憶されていない。
Synchronous averaging circuit 1 configured in this way
The operation of 0a will be described. Initially, in the initial state where no echo signal a D is input, the first signal memory 1
No data 18 of the echo signal a D is stored in each area 18a of 8 and the second signal memory 22.

【0067】そして、FIFO型レジスタ17から第1
回目のエコー信号aD が入力すると、第1の信号メモリ
18の先頭の領域18aに記憶される。同時に、第2の
信号メモリ22に記憶される。すなわち、最初は第2の
信号メモリ22及び第1の信号メモリ18の読出アドレ
スRA1 が指定する領域18aの各アドレスには何も記
憶されていないので、入力したエコー信号aD は加算器
19及び減算器21を素通りして第2の信号メモリ22
に格納される。
Then, from the FIFO type register 17 to the first
When the echo signal a D for the second time is input, it is stored in the first area 18 a of the first signal memory 18. At the same time, it is stored in the second signal memory 22. That is, initially, since nothing is stored in each address of the area 18a designated by the read address RA 1 of the second signal memory 22 and the first signal memory 18, the input echo signal a D is added to the adder 19 And the second signal memory 22 through the subtractor 21.
Stored in.

【0068】第2回目のエコー信号aD が入力すると、
加算器19は今回のエコー信号と前回(1回目)のエコ
ー信号とを加算して、加算エコー信号を作成する。しか
し、平均回数Na>2の場合は、まだ、第1の信号メモ
リ18の読出アドレスRA1が指定する領域18aの各
アドレスに何も記憶されていないので、加算エコー信号
は減算器21を素通りして第2の信号メモリ22に格納
される。
When the second echo signal a D is input,
The adder 19 adds the echo signal of this time and the echo signal of the previous time (first time) to create an added echo signal. However, in the case of the average number of times Na> 2, nothing is stored in each address of the area 18a designated by the read address RA 1 of the first signal memory 18, so that the addition echo signal passes through the subtractor 21 without passing. Then, it is stored in the second signal memory 22.

【0069】このように、平均回数Na個のエコー信号
D が入力されるまでは、第2の信号メモリ22にエコ
ー信号が順次加算されていく。そして、平均回数Na以
上のエコー信号aD が入力されると、新規に入力したエ
コー信号aD からNa個前に入力したエコー信号が読出
されて減算器21へ送出される。
As described above, the echo signals are sequentially added to the second signal memory 22 until the average number Na of echo signals a D are input. When the echo signal a D having the average number of times Na or more is input, the echo signal input Na number of times before the newly input echo signal a D is read and sent to the subtractor 21.

【0070】すなわち、第2の信号メモリ22に記憶さ
れている加算エコー信号aD1は新規のエコー信号aD
入力されると、この新規のエコー信号aD が加算され、
Na個前のエコー信号aD が減算される。したがって、
第2の信号メモリ22は常時最新のNa個のエコー信号
を加算した加算エコー信号aD1を記憶する。
That is, when the new echo signal a D is input to the added echo signal a D1 stored in the second signal memory 22, the new echo signal a D is added,
The echo signal a D, which is the Na-th previous signal, is subtracted. Therefore,
The second signal memory 22 always stores the added echo signal a D1 obtained by adding the latest Na echo signals.

【0071】よって、除算器24からは、最新のNa個
のエコー信号を平均化したエコー信号aD2が出力され
る。そして、この同期加算平均化回路10aから平均化
したアナログのエコー信号a1 が出力される。
Therefore, the divider 24 outputs the echo signal a D2 obtained by averaging the latest Na echo signals. Then, the averaged analog echo signal a 1 is output from the synchronous addition and averaging circuit 10a.

【0072】なお、他方のエコー信号bを平均化する同
期加算平均化回路10bも上述したエコー信号aに対す
る同期加算平均化回路10aと同一構成である。このよ
うな構成の同期加算平均化回路10a,10bを採用す
ることによって、超音波送受信部9a,9bからから出
力される各エコー信号a,bのS/Nが上昇する。すな
わち、例えば管体5を軸方向に移動させながらオンライ
ン検査する場合に、超音波送受信部に起因する電気雑音
や管体5の材料の結晶粒界や表面構造に起因する雑音を
除去できる。
The synchronous addition / averaging circuit 10b for averaging the other echo signal b has the same structure as the above-mentioned synchronous addition / averaging circuit 10a for the echo signal a. By adopting the synchronous averaging circuits 10a and 10b having such a configuration, the S / N ratios of the echo signals a and b output from the ultrasonic wave transmitting / receiving units 9a and 9b are increased. That is, for example, when performing an online inspection while moving the tube body 5 in the axial direction, it is possible to remove electrical noise caused by the ultrasonic wave transmitting / receiving section and noise caused by the crystal grain boundaries and the surface structure of the material of the tube body 5.

【0073】また、前述したように管体5が、鋼板を走
行させながら丸め、その突き合わせ部を連続溶接して製
造された電縫管においては、溶接部6が管体5の軸方向
に沿って形成されるので、例えば図2(a)(b)
(c)に示すような内周面の同一種類の溶接形状は管体
5の軸方向に一定長以上継続する。しかし、前記溶接に
関係しない一般的な欠陥は上述した溶接部形に比較して
短い。
Further, as described above, in the electric resistance welded pipe manufactured by rolling the steel plate while the pipe body 5 is running and continuously welding the abutting portions, the welded portion 6 is formed along the axial direction of the pipe body 5. 2 (a) (b)
The same type of welding shape on the inner peripheral surface as shown in (c) continues for a certain length or more in the axial direction of the tubular body 5. However, the general defects that are not related to the welding are shorter than the weld shape described above.

【0074】したがって、エコー信号a,bを平均化す
ることによって、欠陥に起因するエコーの割合を小さく
して、溶接部形に起因するエコーをのみを高いS/Nで
検出できる。
Therefore, by averaging the echo signals a and b, it is possible to reduce the proportion of the echoes caused by the defects and detect only the echoes caused by the weld shape with a high S / N.

【0075】図5は平均回数Naを4に設定した場合に
おける、同期加算平均化回路10aへ入力前の各エコー
信号aの波形と、同期加算平均化回路10aにて平均化
されたエコー信号a1 の波形との比較を示す実測図であ
る、図示するように、平均化されたエコー信号a1 にお
けるエコーのS/Nが大幅に向上していることが理解で
きる。
FIG. 5 shows the waveform of each echo signal a before input to the synchronous addition / averaging circuit 10a and the echo signal a averaged by the synchronous addition / averaging circuit 10a when the average number Na is set to 4. It can be understood that the S / N ratio of the echo in the averaged echo signal a 1 is significantly improved as shown in the figure, which is an actual measurement diagram showing a comparison with the waveform of 1 .

【0076】なお、平均回数Naは、第1の書込アドレ
スカウンタ20a及び第1の読出アドレスカウンタ20
bのカウント値WA1 ,RA1 の関係を適宜設定するこ
とによって簡単に変更できる。
The average number of times Na is the first write address counter 20a and the first read address counter 20.
This can be easily changed by appropriately setting the relationship between the count values WA 1 and RA 1 of b.

【0077】なお、実施例装置においては、この各同期
加算平均化回路10a,10bにおけるエコー信号a,
bの平均回数Naは、溶接に起因しない欠陥の軸方向長
さ等を考慮して、Na=128回に設定している。
In the apparatus of the embodiment, the echo signal a in each of the synchronous averaging circuits 10a and 10b,
The average number Na of b is set to Na = 128 times in consideration of the axial length of a defect not caused by welding.

【0078】このことは、管体5の走行速度が1m/s
で超音波パルスPa,Pbのc送波周期T0 が1msで
あるから、管体5における軸方向の128mm分の平均
に相当する。この程度の平均回数でも、内周面の溶接部
6の溶接形状は殆ど変化しないで、得られるエコー信号
a,bに含まれるエコー高さEは減少しない。
This means that the traveling speed of the tubular body 5 is 1 m / s.
Since the c transmission period T 0 of the ultrasonic pulses Pa and Pb is 1 ms, it corresponds to an average of 128 mm in the axial direction of the tubular body 5. Even with this average number of times, the welding shape of the welded portion 6 on the inner peripheral surface hardly changes, and the echo height E included in the obtained echo signals a and b does not decrease.

【0079】これに対して、管体5における欠陥の軸方
向長さは、長くても20mm程度である。したがって、
128mmの長さに亘って平均化すると、この欠陥に起
因するエコー高さの平均値が大幅に低下する。すなわ
ち、エコー信号a,bから欠陥に起因するエコーを除去
でき、溶接形状に起因するエコーのみを高いS/Nで抽
出できる。特に、電気性雑音に対しては、S/Nを12
1/2 (約21dB)向上させることができるため、溶
接部のわずかな段差を検出できる。
On the other hand, the axial length of the defect in the tubular body 5 is about 20 mm at the longest. Therefore,
Averaging over a length of 128 mm significantly reduces the average echo height due to this defect. That is, the echo caused by the defect can be removed from the echo signals a and b, and only the echo caused by the welding shape can be extracted with a high S / N. Especially for electrical noise, S / N is 12
Since it can be improved by 8 1/2 (about 21 dB), it is possible to detect a slight step in the welded portion.

【0080】図10は本発明の他の実施例に係わる管内
形状検査装置の概略構成を示すブロック図である。図1
に示す実施例装置と同一部分には同一符号が付してあ
る。したがって、重複する部分の詳細説明は省略されて
いる。
FIG. 10 is a block diagram showing the schematic arrangement of an in-pipe shape inspection apparatus according to another embodiment of the present invention. Figure 1
The same parts as those in the embodiment shown in FIG. Therefore, detailed description of the overlapping portions is omitted.

【0081】この実施例装置においては、ゲート回路1
1aから出力されたエコー信号a2はエコー高さ検出回
路41a及びビーム路程検出回路42aへ入力される。
同様に、ゲート路11bから出力されたエコー信号a3
はエコー高さ検出回路41b及びビーム路程検出回路4
2bへ入力される。
In this embodiment, the gate circuit 1
The echo signal a 2 output from 1a is input to the echo height detection circuit 41a and the beam path detection circuit 42a.
Similarly, the echo signal a 3 output from the gate path 11b
Is an echo height detection circuit 41b and a beam path detection circuit 4
Input to 2b.

【0082】さらに、ゲート回路11cから出力された
エコー信号b2 はエコー高さ検出回路41c及びビーム
路程検出回路42cへ入力される。ゲート回路11dか
ら出力されたエコー信号b3 はエコー高さ検出回路41
d及びビーム路程検出回路42dへ入力される。
Further, the echo signal b 2 output from the gate circuit 11c is input to the echo height detecting circuit 41c and the beam path detecting circuit 42c. The echo signal b 3 output from the gate circuit 11d is the echo height detection circuit 41.
d and the beam path detection circuit 42d.

【0083】各エコー高さ検出回路41a〜41dは入
力したエコー信号a2 ,a3 ,b2,b3 に閥値以上の
エコーが含まれるか否かを判断して、含まれる場合はそ
のエコーの高さEを測定して、次の内面形状特定部43
へ送出する。また、各ビーム路程検出回路42a〜42
dは、図11に示すように、入力したエコー信号a2
3 ,b2 ,b3 にエコーが含まれていた場合に、エコ
ーa,bの管体5に対する超音波パルスPa,Pbの入
射時刻からエコーの立上がり時刻までの時間Ta,Tb
を測定して、超音波パルスPa,Pbのビーム路程L
1 ,L2 を算出する。算出したビーム路程L1 ,L2
次の内面形状特定部43へ送出される。
[0083] determines whether the echo height detection circuit 41a~41d are included the input echo signals a 2, a 3, b 2 , b 3 to the above echo batchwise, if it contains the The height E of the echo is measured, and the next inner surface shape specifying portion 43 is measured.
Send to. In addition, the beam path length detection circuits 42a to 42
As shown in FIG. 11, d is the input echo signal a 2 ,
When echoes are included in a 3 , b 2 and b 3 , the times Ta and Tb from the time of incidence of the ultrasonic pulses Pa and Pb of the echoes a and b to the tube body 5 to the time of rise of the echoes Ta and Tb.
Is measured to measure the beam path length L of the ultrasonic pulses Pa and Pb.
Calculate 1 and L 2 . The calculated beam path lengths L 1 and L 2 are sent to the next inner surface shape specifying unit 43.

【0084】したがって、上記各エコー高さ検出回路4
1a〜41d及び各ビーム路程検出回路42a〜42d
はエコー検出回路を構成する。次に、内面形状特定部4
3の動作を図11及び図12を用いて説明する。
Therefore, each echo height detection circuit 4 described above
1a-41d and each beam path detection circuit 42a-42d
Constitutes an echo detection circuit. Next, the inner surface shape specifying unit 4
The operation of No. 3 will be described with reference to FIGS. 11 and 12.

【0085】先ず、内面形状特定部43は各エコー高さ
検出回路41a〜41dから受領したエコー検出有無情
報の組合わせ基づいて前述した組合せテーブル14から
溶接形状の種類を特定する。次に、各エコー高さ検出回
路41a〜41dから受領した各エコー高さEから溶接
形状の各半径方向寸法dを算出する。
First, the inner surface shape specifying section 43 specifies the type of welding shape from the above-mentioned combination table 14 based on the combination of the echo detection presence / absence information received from the echo height detection circuits 41a to 41d. Next, the radial dimension d of the welding shape is calculated from the echo heights E received from the echo height detection circuits 41a to 41d.

【0086】さらに、内面形状特定部43は各ビーム路
程検出回路42a〜42dから受領した各ビーム路程L
から溶接形状の周方向寸法Lsを算出する。すなわち、
図12に示すように、エコーが生じた傾斜面は、超音波
パルスPa,Pbの入射点を中心にビーム路程Lの半径
の円弧と管体5の内周面の交点に存在すると見なすこと
が可能である。各斜角探触子7a,7bと溶接部6の中
心線との間の距離及び管体5の厚みtは既知であるの
で、前記傾斜面の位置、すなわち周方向位置が特定され
る。溶接波形の両端に存在する傾斜面の位置が特定され
れば、溶接波形の周方向寸法Lsが算出される。
Further, the inner surface shape specifying unit 43 receives the beam path lengths L received from the beam path length detection circuits 42a to 42d.
The circumferential dimension Ls of the welded shape is calculated from. That is,
As shown in FIG. 12, it can be considered that the inclined surface where the echo is generated is present at the intersection of the arc having the radius of the beam path L and the inner peripheral surface of the tubular body 5 centering on the incident point of the ultrasonic pulses Pa and Pb. It is possible. Since the distance between each bevel probe 7a, 7b and the center line of the welded portion 6 and the thickness t of the tubular body 5 are known, the position of the inclined surface, that is, the position in the circumferential direction is specified. When the positions of the inclined surfaces existing at both ends of the welding waveform are specified, the circumferential dimension Ls of the welding waveform is calculated.

【0087】例えば、図12に示す2番目の組合わせ種
類に対応する矩形状の溶接形状の場合は、各エコー信号
a,bは図11に示すように、エコー信号a3 ,b3
みにそれぞれエコーが存在する。そして、各エコー高さ
R ,EL が、溶接形状の両端位置における半径方向寸
法dR ,dL となる。また、各エコーにおける各ビーム
路程L1 ,L2 から溶接波形の周方向寸法Lsが算出さ
れる。
For example, in the case of the rectangular welding shape corresponding to the second combination type shown in FIG. 12, the echo signals a and b are only echo signals a 3 and b 3 as shown in FIG. Each has an echo. Then, the echo heights E R and E L become the radial dimensions d R and d L at both end positions of the welding shape. Further, the circumferential dimension Ls of the welding waveform is calculated from the beam path lengths L 1 and L 2 of each echo.

【0088】そして、判定された溶接波形のパターン及
び算出された半径方向の各寸法dR,dL 及び周方向の
寸法Lsが図示しないCRT表示装置にグラフィク表示
する。
Then, the determined welding waveform pattern, the calculated radial dimensions d R and d L, and the circumferential dimension Ls are graphically displayed on a CRT display device (not shown).

【0089】このように構成された管内形状検査装置で
あれば、管体5の内周面における溶接形状の種類(パー
タン)のみならず、この溶接形状の各寸法も把握でき
る。したがって、この定量データをビード切削機に帰還
させることにより、ビード切削機がより緻密に制御で
き、管体5の内周面に存在する溶接に起因する僅かな凹
凸も見逃さずにより平坦にヒード切削できる。よって、
製造された管体5の歩留まり及び品質を向上できる。
With the pipe shape inspection device thus constructed, not only the type (pattern) of the welding shape on the inner peripheral surface of the pipe body 5 but also the respective dimensions of this welding shape can be grasped. Therefore, by returning this quantitative data to the bead cutting machine, the bead cutting machine can be controlled more precisely, and even the slight unevenness due to welding existing on the inner peripheral surface of the pipe body 5 is not overlooked and the flat bead cutting is performed. it can. Therefore,
The yield and quality of the manufactured tubular body 5 can be improved.

【0090】[0090]

【発明の効果】以上説明したように本発明の管内形状検
査装置によれば、一対の斜角探触子を溶接部を挟んだ対
向位置に配設して、内周面に露出した溶接部に対して超
音波パルスを送波し、露出した凹凸に起因するエコーを
受波している。そして、エコー信号に含まれるエコーの
位置,エコー高さ、ビーム路程等を用いて溶接形状のパ
ータン(種類),寸法等を検査している。
As described above, according to the in-pipe shape inspection apparatus of the present invention, the pair of beveled probes are arranged at opposite positions with the welding portion sandwiched therebetween, and the welding portion exposed on the inner peripheral surface is provided. In contrast, an ultrasonic pulse is transmitted, and an echo caused by the exposed unevenness is received. Then, the pattern (type), dimensions, etc. of the welding shape are inspected by using the position of the echo, the echo height, the beam path length, etc. included in the echo signal.

【0091】したがって、小径サイズの管体への適用が
可能であり、かつビード切削機の近傍に設置可能であ
り、かつ低い製造費用でもって、内周面における溶接部
の形状を確実にかつ正確に検出できる。
Therefore, it can be applied to a pipe having a small diameter, can be installed in the vicinity of a bead cutting machine, and can reliably and accurately form the shape of the welded portion on the inner peripheral surface with a low manufacturing cost. Can be detected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の一実施例に係わる管内形状検査装置
の概略構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a pipe shape inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】 溶接作業に起因して管体の内周面に生じる溶
接形状及び各溶接形状にて超音波パルスが反射される状
態を示す模式図。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a welding shape generated on an inner peripheral surface of a tubular body due to a welding operation and a state in which an ultrasonic pulse is reflected by each welding shape.

【図3】 同実施例装置におけるエコー信号とゲート回
路の測定期間との関係を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an echo signal and a measurement period of a gate circuit in the apparatus of the embodiment.

【図4】 同実施例装置に組込まれた同期加算平均化回
路の概略構成を示すプロック図。
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a synchronous averaging circuit incorporated in the apparatus of the embodiment.

【図5】 同同期加算平均化回路の平均化動作を示すエ
コー波形図。
FIG. 5 is an echo waveform diagram showing an averaging operation of the synchronous addition and averaging circuit.

【図6】 同実施例装置内に記憶された組合せテーブル
を示す図。
FIG. 6 is a view showing a combination table stored in the apparatus of the embodiment.

【図7】 溶接形状とエコー信号波形との関係を示す
図。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a welding shape and an echo signal waveform.

【図8】 同じく溶接形状とエコー信号波形との関係を
示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a welding shape and an echo signal waveform in the same manner.

【図9】 同実施例装置における溶接形状の半径方向寸
法の測定原理及び実測値を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing a measurement principle and a measured value of a radial dimension of a welded shape in the apparatus of the embodiment.

【図10】 本発明の他の実施例に係わる管内形状検査
装置の概略構成を示すブロック図。
FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of an in-pipe shape inspection device according to another embodiment of the present invention.

【図11】 同実施例装置にて測定されたエコー信号波
形図。
FIG. 11 is an echo signal waveform diagram measured by the apparatus of the embodiment.

【図12】 同実施例装置における溶接形状の周方向寸
法の測定原理を示す図。
FIG. 12 is a view showing a principle of measuring a circumferential dimension of a welded shape in the apparatus of the embodiment.

【図13】 従来の管内形状測定手法を示す模式図。FIG. 13 is a schematic diagram showing a conventional pipe shape measuring method.

【図14】 同じく従来の管内形状測定手法を示す模式
図。
FIG. 14 is a schematic view showing a conventional pipe shape measuring method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5…管体.6…溶接部、7a,7b…斜角探触子、9
a,9b…超音波送受信部、10a,10b…同期加算
平均回路、11a〜11d…ゲート回路、12a〜12
d…エコー検出回路、13,43…内面形状特定部、1
4…組合せテーブル、16…A/D変換器、17,25
…FIFO型レジスタ、18…第1の信号メモリ、19
…加算器、21…減算器、22…第2の信号メモリ、2
6…D/A変換器、41a〜41d…エコー高さ検出回
路、42a〜42d…エコー高さ検出回路。
5 ... tubular body. 6 ... Welded part, 7a, 7b ... Angle probe, 9
a, 9b ... Ultrasonic wave transmitting / receiving section, 10a, 10b ... Synchronous averaging circuit, 11a-11d ... Gate circuit, 12a-12
d ... Echo detection circuit, 13, 43 ... Inner surface shape specifying unit, 1
4 ... Combination table, 16 ... A / D converter, 17, 25
... FIFO type register, 18 ... First signal memory, 19
... adder, 21 ... subtractor, 22 ... second signal memory, 2
6 ... D / A converter, 41a-41d ... Echo height detection circuit, 42a-42d ... Echo height detection circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中沢 晋 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shin Nakazawa 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Steel Pipe Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 管体の外周面上における溶接部を挟んだ
対向位置に配設され、内周面に露出した溶接部方向へ超
音波パルスを送波し反射波を受波する一対の斜角探触子
と、この各斜角探触子に対して一定周期で送信パルスを
印加しかつエコー信号を受信する一対の超音波送受信部
と、この受信されたエコー信号を複数周期に亘って平均
化する一対の同期加算平均化手段と、この平均化された
エコー信号における互いに異なる測定期間を指定する複
数のゲート手段と、この指定された測定期間に含まれる
前記内周面の溶接部に起因するエコーを検出する複数の
エコー検出手段と、この検出され各エコーに基づいて内
周面の溶接形状を特定する内面形状特定部とを備えた管
内形状検査装置。
1. A pair of slanting members which are disposed on the outer peripheral surface of a tubular body at opposing positions with a welded portion interposed therebetween and which transmit an ultrasonic pulse toward a welded portion exposed on the inner peripheral surface and receive a reflected wave. An angle probe, a pair of ultrasonic wave transmitting / receiving units that apply a transmission pulse to each of the oblique angle probes at a constant cycle and receive an echo signal, and the received echo signal over a plurality of cycles. A pair of synchronous addition averaging means for averaging, a plurality of gate means for designating mutually different measurement periods in the averaged echo signal, and a welded portion of the inner peripheral surface included in the designated measurement period An in-pipe shape inspection device comprising: a plurality of echo detection means for detecting the resulting echo; and an inner surface shape specifying section for specifying the welded shape of the inner peripheral surface based on the detected echoes.
【請求項2】 前記内面形状特定部は、前記各エコー検
出手段におけるエコー検出有無情報の組合せに基づいて
前記溶接形状の種類を判定する溶接形状種類判定手段を
有することを特徴とする請求項1記載の管内形状検査装
置。
2. The inner surface shape specifying section has a welding shape type judging means for judging a kind of the welding shape based on a combination of echo detection presence / absence information in each echo detecting means. The pipe shape inspection device described.
【請求項3】 前記内面形状特定部は、前記各エコー検
出手段にて検出されたエコーのエコー高さより前記溶接
形状の半径方向寸法を算出する半径方向寸法算出手段を
有することを特徴とする請求項2記載の管内形状検査装
置。
3. The inner surface shape specifying section has a radial dimension calculating means for calculating a radial dimension of the welded shape from an echo height of an echo detected by each echo detecting means. Item 2. The pipe shape inspection device according to item 2.
【請求項4】 前記各エコー検出手段は検出したエコー
までの前記超音波パルスのビーム路程を検出するビーム
路程検出手段を有し、 前記内面形状特定部は、前記検出された各ビーム路程よ
り前記溶接形状の周方向寸法を算出する周方向寸法算出
手段を有することを特徴とする請求項3記載の管内形状
検査装置。
4. Each of the echo detecting means has a beam path detecting means for detecting a beam path of the ultrasonic pulse up to a detected echo, and the inner surface shape specifying section is configured to detect the beam path from the detected beam paths. The pipe shape inspection device according to claim 3, further comprising a circumferential dimension calculation unit that calculates a circumferential dimension of the welded shape.
【請求項5】 前記同期加算平均化手段は、前記超音波
送受信部にて受信されたエコー信号をデジタルのエコー
信号に変換するA/D変換手段と、このA/D変換手段
から順次出力されるエコー信号を常に最新の所定個数記
憶する第1の信号メモリと、加算された1個の加算エコ
ー信号を記憶する第2の信号メモリと、前記第1の信号
メモリにおける最新のエコー信号から規定個数先に書込
まれれたエコー信号を読出す信号読出手段と、前記A/
D変換手段から順次出力されるエコー信号と前記第2の
信号メモリから読出された加算エコー信号とを加算する
加算部と、この加算部から出力された加算エコー信号か
ら前記信号読出手段にて読出された1個のエコー信号を
減算する減算部と、この減算部から出力された加算エコ
ー信号を前記第2の信号メモリへ新たな加算エコー信号
として書込む加算エコー信号更新手段と、前記減算部か
ら出力された加算エコー信号を除算して平均化されたエ
コー信号を得る除算部と、この平均化されたエコー信号
をアナログのエコー信号に変換するD/A変換手段とで
構成されたことを特徴とする請求項1記載の管内形状検
査装置。
5. The synchronous averaging means converts A / D conversion means for converting the echo signals received by the ultrasonic wave transmitting / receiving section into digital echo signals, and outputs the A / D conversion means in sequence. A first signal memory that always stores a predetermined number of latest echo signals, a second signal memory that stores one added echo signal, and the latest echo signal in the first signal memory. A signal reading means for reading the echo signals written in the number of the destinations;
An adding unit that adds the echo signals sequentially output from the D conversion unit and the added echo signal read from the second signal memory, and the signal reading unit reads the added echo signal output from the adding unit. A subtraction unit for subtracting the generated one echo signal; an addition echo signal updating unit for writing the addition echo signal output from the subtraction unit into the second signal memory as a new addition echo signal; and the subtraction unit. And a D / A conversion means for converting the averaged echo signal into an analog echo signal. The in-pipe shape inspection device according to claim 1, which is characterized in that.
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