JPH07333202A - Flaw detector of piping - Google Patents

Flaw detector of piping

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Publication number
JPH07333202A
JPH07333202A JP6129355A JP12935594A JPH07333202A JP H07333202 A JPH07333202 A JP H07333202A JP 6129355 A JP6129355 A JP 6129355A JP 12935594 A JP12935594 A JP 12935594A JP H07333202 A JPH07333202 A JP H07333202A
Authority
JP
Japan
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pipe
main body
displacement
detection
ultrasonic
Prior art date
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Pending
Application number
JP6129355A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihisa Adachi
立 明 久 足
Shinichiro Ueno
野 進 一 郎 植
Hidekazu Nagahara
原 英 和 永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Matsushita Giken KK
Original Assignee
Matsushita Giken KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Giken KK filed Critical Matsushita Giken KK
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    • GPHYSICS
    • 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 perform the ultrasonic flaw detection from the interior of fine diameter piping even when a sonic wave emitting position is displaced. CONSTITUTION:A flaw detector is equipped with the main body part 1 having an ultrasonic probe 3 and a reflecting mirror 4 at its leading end part inserted in piping 17 filled with a liquid, a drive part 5 rotating and scanning the reflecting mirror in a circumferential direction and a displacement detecting probe 6 detecting the displacement quantity from the center axis of the piping of the main body part 1 and the inner diameter of the piping during damage detection operation. Further, a signal processing part 9 equipped with a CPU calculating the shift angle of a propagation route through which ultrasonic waves having arrived at the inner wall of the piping propagate to reach a damage part and the center direction of the cross section of the piping of the damage part from the displacement quantity and the inner diameter of the piping and a position variable part 7 controlling the position of the main body part 1 so that the calculated shift angle is received within a preset value are provided.

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、発電施設の冷却配管や
水道管、あるいは排水管等の液体が満たされた配管内部
の損傷を超音波により検査する配管探傷装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pipe flaw detector for ultrasonically inspecting a pipe filled with a liquid such as a cooling pipe, a water pipe or a drain pipe of a power generation facility.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、超音波を利用し各種被検査体から
の情報を得ようとする装置開発が進んでいる。医用分野
では、生体内からの超音波反射信号強度を2次元揮度分
布像に変換表示する超音波診断装置が製品化されてい
る。また、工業用分野では、各種被検体(金属、樹脂、
セラミック等)に対する反射超音波または透過超音波か
ら内部構造や損傷の検出など探傷応用が盛んである。配
管形状の被検体では、配管壁内部に発生するクラックや
壁面に発生する損傷を検出するため、配管外部または配
管内部からの超音波探傷法が研究されている。配管内部
からの探傷法としては、例えば特開平5−45341号
公報に記載の超音波探触子を用いたばね技術が知られて
いる。
2. Description of the Related Art In recent years, development of an apparatus for obtaining information from various objects to be inspected using ultrasonic waves has been advanced. In the medical field, an ultrasonic diagnostic apparatus has been commercialized that converts and displays the intensity of ultrasonic reflection signals from the inside of a living body into a two-dimensional volatility distribution image. In the industrial field, various test objects (metal, resin,
Detection applications such as detection of internal structure and damage from reflected ultrasonic waves or transmitted ultrasonic waves for ceramics, etc. are popular. In a pipe-shaped object, an ultrasonic flaw detection method from inside or outside the pipe has been studied in order to detect cracks inside the pipe wall and damages occurring on the wall surface. As a flaw detection method from the inside of the pipe, for example, a spring technique using an ultrasonic probe described in JP-A-5-45341 is known.

【0003】以下、従来の探傷用超音波探触子について
図15を参照して説明する。図15は上記公報記載の超
音波探触子の構造を示すものである。図15において、
101、102は斜角探触子、103は垂直探触子、1
04は探触子本体、105はスプリングシャフト、10
6はローターシャフト、107はローターシャフト内の
挿入された信号線である。スプリングシャフト105、
ローターシャフト106、および信号線107は図示し
てない本体部に接続されている。
A conventional ultrasonic probe for flaw detection will be described below with reference to FIG. FIG. 15 shows the structure of the ultrasonic probe described in the above publication. In FIG.
101 and 102 are bevel probes, 103 is a vertical probe, 1
04 is the probe body, 105 is a spring shaft, 10
6 is a rotor shaft, and 107 is a signal line inserted in the rotor shaft. Spring shaft 105,
The rotor shaft 106 and the signal line 107 are connected to a main body (not shown).

【0004】以上のように構成された超音波探触子につ
いて、以下その動作について説明する。水で充満されて
いる配管内部に探触子本体部104を挿入し、軸方向に
例えば水流を用いて移動させる。探傷したい部位に到達
したら、ローターシャフト106をスプリングシャフト
105に対し回転させる。ローターシャフト106と探
触子本体部104は図示してない構成により探触子本体
部104内部で直結されているため、ローターシャフト
106の回転により、探触子本体部104がスプリング
シャフト105に対し回転される。
The operation of the ultrasonic probe constructed as above will be described below. The probe main body 104 is inserted into the pipe filled with water and moved in the axial direction by using, for example, a water flow. When the portion to be inspected is reached, the rotor shaft 106 is rotated with respect to the spring shaft 105. Since the rotor shaft 106 and the probe main body 104 are directly connected to each other inside the probe main body 104 by a configuration not shown, rotation of the rotor shaft 106 causes the probe main body 104 to move relative to the spring shaft 105. Is rotated.

【0005】このような探触子本体部104の回転動作
中に、斜角探触子101、102、および垂直探触子1
03により超音波探傷を行なう。斜角探触子101およ
び102により配管壁内部または外壁部の円周方向の損
傷の検出が可能となり、垂直探触子103により配管肉
厚測定が可能となる。斜角探触子を2つ設けた理由は、
溶接部の損傷の検出を確実にするためである。斜角探触
子101、102の角度は、配管内部の液体(水)と配
管材質および配管内部に伝搬させる超音波のモードによ
り一意的に決まるもので、通常は想定する円周方向の傷
からの反射波が最大となる角度を選択する。またこの探
傷法では、配管中心軸上に探触子本体部104が位置し
ていることを想定している。図16は探触子本体部10
4の前後に設けた調芯治具108を示し、109は調芯
治具108の中心部から放射状に設けられたナイロンで
ある。探触子本体部104の軸方向移動に対し、配管1
10の内径よりも長いナイロン109が撓むことにより
配管中心軸上に自動的に位置決めされるようになってい
る。
During such rotation of the probe body 104, the bevel probe 101, 102 and the vertical probe 1 are operated.
03, ultrasonic flaw detection is performed. The beveled probes 101 and 102 can detect damage in the pipe wall inside or in the outer wall in the circumferential direction, and the vertical probe 103 can measure the pipe wall thickness. The reason for providing two bevel probes is
This is to ensure detection of damage to the weld. The angles of the bevel probes 101 and 102 are uniquely determined by the liquid (water) inside the pipe, the material of the pipe, and the mode of ultrasonic waves propagating inside the pipe. Select the angle that maximizes the reflected wave of. Further, in this flaw detection method, it is assumed that the probe main body 104 is located on the central axis of the pipe. FIG. 16 shows the probe main body 10
4 shows the centering jigs 108 provided before and after 4, and nylon 109 is radially provided from the center of the centering jig 108. For the axial movement of the probe main body 104, the pipe 1
The nylon 109 longer than the inner diameter of 10 bends to be automatically positioned on the central axis of the pipe.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】超音波を被検体に対し
斜めから入射させ、被検体内部を伝搬させて探傷する場
合、平面形状の被検体では、前述のように内部に存在す
る傷等からの反射信号は入射角に依存する。また、配管
のような曲面形状の被検体では、入射位置の方向に応じ
て伝搬方向も変化するため、反射信号は入射角だけでな
く入射位置にも影響される。従来例では、配管形状を平
面と近似したり、または超音波出射位置を簡易な方法で
制御することで、曲面形状による検出性能の劣化を防止
していた。
When ultrasonic waves are obliquely incident on a subject and propagated through the inside of the subject for flaw detection, in the case of a flat-shaped subject, as described above, the flaws present inside the The reflected signal at depends on the angle of incidence. Further, in a curved object such as a pipe, the propagation direction also changes according to the direction of the incident position, so the reflected signal is affected not only by the incident angle but also by the incident position. In the conventional example, the detection performance due to the curved surface shape is prevented by approximating the shape of the pipe to a flat surface or controlling the ultrasonic wave emission position by a simple method.

【0007】しかしながら、細径配管では、微小な入射
位置の変位を無視できず、探傷性能を著しく劣化させる
か、または検出結果の信頼性を低下させると言う問題を
有していた。
However, in the small-diameter pipe, there is a problem that a slight displacement of the incident position cannot be ignored and the flaw detection performance is significantly deteriorated or the reliability of the detection result is deteriorated.

【0008】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、細径配管内部からの超音波探傷において、音波出射
位置の変位による検出性能の劣化を低減させることので
きる超音波配管探傷装置を提供することを目的とするも
のである。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and in an ultrasonic flaw detection from the inside of a small diameter pipe, an ultrasonic pipe flaw detection device capable of reducing the deterioration of the detection performance due to the displacement of the sound wave emitting position. It is intended to be provided.

【0009】また本発明は、音波出射位置の変位に応じ
検出結果の評価を行ない、信頼性の高い結果を提示する
ことのできる超音波配管探傷装置を提供するものであ
る。
The present invention also provides an ultrasonic pipe flaw detector which can evaluate the detection result according to the displacement of the sound wave emission position and present a highly reliable result.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の配管探傷装置は、液体が満たされた配管内
部に挿入されて先端部に超音波探触子を有する本体部
と、損傷検出動作中に本体部の配管中心軸からの変位量
と配管内径とを検出する手段と、配管内壁に到達した超
音波が損傷部に到達するまでの伝搬経路と損傷部の配管
断面中心方向とのずれ角を前記変位量と配管内径とから
求める手段と、求めたずれ角が予め設定した値以内に納
まるように本体部の位置を制御する手段とを備えたもの
である。本体部の位置を制御する手段の代わりに、求め
たずれ角をもとに検出結果の正否を評価する手段を設け
てもよい。
In order to achieve the above object, a pipe flaw detector of the present invention comprises a main body portion which is inserted into a pipe filled with a liquid and has an ultrasonic probe at its tip. A means for detecting the displacement of the main body from the center axis of the pipe and the inner diameter of the pipe during the damage detection operation, the propagation path until the ultrasonic waves that reach the inner wall of the pipe reach the damaged part, and the center direction of the pipe cross section of the damaged part. And a means for controlling the position of the main body so that the calculated deviation angle falls within a preset value. Instead of the means for controlling the position of the main body, a means for evaluating the correctness of the detection result may be provided based on the obtained deviation angle.

【0011】[0011]

【作用】本発明は、上記構成によって、配管探傷装置本
体部の配管中心軸からの変位量と配管内径とから本体部
のずれ角を検出してその値が所定の範囲に収まるように
本体部の位置を制御するので、音波出射位置が変位して
も、精度の良い損傷の検出が可能となる。
According to the present invention, with the above-described structure, the deviation angle of the main body portion is detected from the displacement amount of the main body portion of the pipe flaw detector from the pipe central axis and the pipe inner diameter, and the main body portion is adjusted so that the value falls within a predetermined range. Since the position is controlled, the damage can be detected with high accuracy even if the sound wave emitting position is displaced.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の実施例の構成ならびに動作に
ついてを説明するが、その前に、配管内部からの損傷の
検出において、音波出射位置の変位が損傷検出性能に影
響することについて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure and operation of the embodiments of the present invention will be described below, but before that, in detecting damage from inside a pipe, the displacement of the sound wave emitting position affects the damage detection performance. .

【0013】平板形状の被検体に超音波を水浸法により
入射させ、被検体内に超音波を伝搬させるに際しては、
伝搬させる超音波のモードすなわち縦波、横波に依存す
るが、被検体の材質により効率良く超音波を伝搬させる
ための入射角が特定されることが知られている。例え
ば、水から鉄に横波超音波を効率良く入射させるために
は、入射角を20度近傍に設定する必要がある。入射し
た超音波は、配管内壁への入射角と水ならびに鉄の音速
比で決まる方向に屈折する。配管内部から配管壁内部に
超音波を伝搬させる場合も基本的にこの考え方が当ては
まり、効率のよい入射角の設定が必要となる。
When ultrasonic waves are made to enter the flat object by the water immersion method and propagated in the object,
It is known that the incident angle for efficiently propagating the ultrasonic wave is specified depending on the mode of the ultrasonic wave to be propagated, that is, the longitudinal wave and the transverse wave, but depending on the material of the subject. For example, in order to efficiently enter the transverse ultrasonic wave from water into iron, it is necessary to set the incident angle near 20 degrees. The incident ultrasonic waves are refracted in a direction determined by the incident angle on the inner wall of the pipe and the sound velocity ratio of water and iron. This concept basically applies to the case where ultrasonic waves are propagated from the inside of the pipe to the inside of the pipe wall, and it is necessary to set the incident angle efficiently.

【0014】また、配管壁内部に存在する円周方向の損
傷を配管内部から超音波により非接触的に検出する場
合、損傷検出性能は音波出射位置の変位に影響され、具
体的には配管中心軸からの変位量が大きくなることで損
傷からの反射信号が弱くなる。反射信号が弱くなると損
傷以外からの反射信号との分離が難しくなり、例えば誤
った検出結果の提示など信頼性が低くなる。この現象に
関し、以下図面を用いて説明する。
In addition, when damage in the circumferential direction existing inside the pipe wall is detected in a non-contact manner from the inside of the pipe by ultrasonic waves, the damage detection performance is affected by the displacement of the sound wave emitting position, and more specifically, the center of the pipe. The greater the displacement from the axis, the weaker the reflected signal from damage. When the reflected signal becomes weak, it becomes difficult to separate it from the reflected signals other than the damage, and reliability becomes low, for example, erroneous detection results are presented. This phenomenon will be described below with reference to the drawings.

【0015】図13は、配管内部から配管壁内部に存在
する円周方向の損傷を検出する探傷法の概念を示す図で
ある。図13において、51は超音波探触子、52は被
検体である配管、53は配管壁内部にある円周方向の損
傷、54は超音波の入射位置、55は入射位置54にお
ける内壁面の法線方向、56は入射角、57は水中での
伝搬経路、58は被検体内部での伝搬経路、59は配管
52の管中心軸である。図13では概念を示すため、超
音波探触子51が配管52内部に浮いているが、実際に
はしかるべき本体部に内包されており、音波出射位置は
入射位置54から管中心軸59とを結ぶ線上にある。図
では管中心軸59上にあるものとしている。また、配管
52は一部しか記載してないが、実際には円筒形状をし
ており、内部は水で充満されている。
FIG. 13 is a diagram showing the concept of a flaw detection method for detecting damage in the circumferential direction existing inside the pipe from inside the pipe. In FIG. 13, reference numeral 51 is an ultrasonic probe, 52 is a pipe to be inspected, 53 is circumferential damage inside the pipe wall, 54 is an ultrasonic wave incident position, and 55 is an inner wall surface at the incident position 54. The normal direction, 56 is the incident angle, 57 is the propagation path in water, 58 is the propagation path inside the subject, and 59 is the tube central axis of the pipe 52. In order to show the concept in FIG. 13, the ultrasonic probe 51 is floated inside the pipe 52, but it is actually included in the proper main body portion, and the sound wave emitting position is from the incident position 54 to the pipe central axis 59. It is on the line connecting In the figure, it is assumed that the pipe is on the central axis 59. Although only part of the pipe 52 is shown, the pipe 52 is actually cylindrical and the inside is filled with water.

【0016】以上のような構成において以下その動作を
説明する。超音波探触子51から照射された超音波は、
伝搬経路57を通り入射位置54に到達する。入射位置
54に到達した超音波の一部は、法線方向55に対し伝
搬方向57と対称な方向に反射させ、一部は被検体内部
での伝搬経路58により配管52内を伝搬して損傷53
に到達する。損傷53に到達した超音波は、反射され、
上記経路を逆行して超音波探触子51に戻り、損傷から
の反射信号として受信される。ここで、内部伝搬経路5
8が損傷に対し垂直方向に近いほど反射信号が強くなり
損傷の検出が容易になる。音波出射位置が上記のような
位置にある場合は、配管52の円周方向にある損傷53
に対し内部伝搬経路58は垂直方向となり、効率良く損
傷の検出が可能となる。
The operation of the above arrangement will be described below. The ultrasonic waves emitted from the ultrasonic probe 51 are
It reaches the incident position 54 through the propagation path 57. A part of the ultrasonic wave that has reached the incident position 54 is reflected in a direction symmetrical to the propagation direction 57 with respect to the normal direction 55, and a part of the ultrasonic wave propagates in the pipe 52 by the propagation path 58 inside the subject and is damaged. 53
To reach. The ultrasonic waves that reach the damage 53 are reflected,
It reverses the path and returns to the ultrasonic probe 51, and is received as a reflected signal from the damage. Here, the internal propagation path 5
The closer 8 is to the damage in the vertical direction, the stronger the reflected signal becomes, and the damage can be detected more easily. When the sound wave emitting position is in the above position, damage 53 in the circumferential direction of the pipe 52
On the other hand, the internal propagation path 58 is in the vertical direction, and the damage can be efficiently detected.

【0017】次に図14を用いて音波出射位置が変位し
た場合の様子を説明する。図14は図13に示すA方
向、すなわち管中心軸59方向から見た場合の概念図で
ある。図14において、60は超音波探触子51の管中
心軸59から変位量、61は変位した場合の入射位置、
62は変位した場合の水中での伝搬経路、63は変位し
た場合の被検体内中での伝搬経路、64は入射位置61
の法線方向である。
Next, with reference to FIG. 14, a state in which the sound wave emitting position is displaced will be described. FIG. 14 is a conceptual diagram when viewed from the direction A shown in FIG. 13, that is, the tube central axis 59 direction. In FIG. 14, 60 is the amount of displacement from the tube central axis 59 of the ultrasonic probe 51, 61 is the incident position when displaced,
62 is a propagation path in water when displaced, 63 is a propagation path in the subject when displaced, 64 is an incident position 61
Is the normal direction.

【0018】超音波探触子51から伝搬経路62を通
り、入射位置61に到達した超音波は、法線方向64と
伝搬経路62とのなす角度に応じて屈折され、伝搬経路
63を通って損傷53に到達する。すなわち、伝搬経路
63は損傷53の配管断面中心方向からずれたものとな
り、結果として損傷53からの反射波は弱くなる。
The ultrasonic wave that has passed through the propagation path 62 from the ultrasonic probe 51 and reached the incident position 61 is refracted according to the angle between the normal direction 64 and the propagation path 62, and passes through the propagation path 63. Reach damage 53. That is, the propagation path 63 is displaced from the center of the pipe cross section of the damage 53, and as a result, the reflected wave from the damage 53 becomes weak.

【0019】この伝搬経路63と損傷53の配管断面中
心方向とのずれ角をδとすると、角度δは配管52の内
径と変位量60とにより幾何学的に求めることができ
る。配管内径が47mm(ミリメートル)、23mm、
13mmの場合の変位量60に対するδの計算結果を表
1に示す。
The angle δ can be geometrically determined by the inner diameter of the pipe 52 and the displacement amount 60, where δ is the angle of deviation between the propagation path 63 and the center of the pipe cross section of the damage 53. The inner diameter of the pipe is 47 mm (millimeter), 23 mm,
Table 1 shows the calculation results of δ with respect to the displacement amount 60 in the case of 13 mm.

【表1】[Table 1]

【0020】我々は、配管外側面上円周方向に損傷を設
けた内径23mmおよび13mmの配管を用い、変位量
60に対する損傷53からの反射信号を測定した結果、
内径23mmでは約0. 5mmの変位量で、内径13m
mでは約0. 3mmの変位量で、損傷53からの反射信
号強さが変位0の場合のそれに比して約半分になること
を得た。表1を基にこれらの変位量からδを求めると約
3°となる。すなわち、本体部からの反射信号の強さの
変化は角度δと密接な関係が有り、検出に必要な反射信
号の強さを指定することで許容できる角度δが決まる。
この角度δの範囲が決まれば、損傷検出が可能な音波出
射位置の許容できる変位量が決まる。
We measured the reflection signal from the damage 53 with respect to the displacement amount 60 using the pipes having inner diameters of 23 mm and 13 mm which were provided with damage on the outer surface of the pipe in the circumferential direction.
When the inner diameter is 23mm, the displacement is about 0.5mm
It was found that the intensity of the reflected signal from the damage 53 was about half of that in the case of zero displacement when the displacement was about 0.3 mm. When δ is calculated from these displacement amounts based on Table 1, it becomes about 3 °. That is, the change in the intensity of the reflected signal from the main body is closely related to the angle δ, and the allowable angle δ is determined by designating the intensity of the reflected signal necessary for detection.
When the range of the angle δ is determined, the allowable displacement amount of the sound wave emitting position where damage can be detected is determined.

【0021】(実施例1)以下、本発明の第1の実施例
について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発
明の第1の実施例における超音波配管探傷装置の構成を
示す図であり、図2は信号処理部9の概略ブロック図で
ある。図1において、1は有底円筒状の本体部、2は本
体部1の開口端部から軸方向に突出した複数の梁、3は
本体部1に梁2で固定された超音波探触子である。4は
超音波探触子3から照射される超音波を反射させる反射
ミラーであり、配管材質に依存した所望の入射角で配管
内壁に入射させる傾きを有している。5は反射ミラー4
を回転走査させる駆動部、6は本体部1の側面に2個以
上設けた変位検出用探触子、7は本体部1に設けられた
位置可変部、8は図示していない外部にいる操作者に検
出結果を転送する信号線、9は超音波探触子3と駆動部
5と変位検出用探触子6と位置可変部7と信号線8に接
続された信号処理部であり、17は配管である。
(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an ultrasonic pipe flaw detector according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic block diagram of a signal processing unit 9. In FIG. 1, 1 is a bottomed cylindrical main body, 2 is a plurality of beams axially projecting from the open end of the main body 1, and 3 is an ultrasonic probe fixed to the main body 1 with beams 2. Is. Reference numeral 4 is a reflection mirror that reflects the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic probe 3, and has a tilt so that the ultrasonic waves are incident on the inner wall of the pipe at a desired incident angle depending on the material of the pipe. 5 is a reflection mirror 4
A drive unit for rotating and scanning, 6 is a displacement detecting probe provided on the side surface of the main body unit 1, two or more are position changing units provided on the main body unit 1, and 8 is an external operation not shown. A signal line 9 for transferring the detection result to a person, a signal processing unit 9 connected to the ultrasonic probe 3, the driving unit 5, the displacement detecting probe 6, the position changing unit 7, and the signal line 8. Is piping.

【0022】図2において、10は複数個の変位検出用
探触子6に接続された変位検出用送受信部、11は変位
検出用送受信部10に接続された変位検出用信号処理
部、12は超音波探触子3に接続された超音波送受信
部、13は超音波送受信部12に接続された探傷用信号
処理部、14は駆動部5に接続された駆動制御部、15
は位置可変部7に接続された位置制御部、16は変位検
出用信号処理部11と探傷用信号処理部13と駆動制御
部14と位置制御部15の制御および変位検出用信号部
11の出力から角度δを求めるCPU部である。探傷用
信号処理部13の出力である損傷検出結果は信号線8を
通じ外部に転送される。
In FIG. 2, reference numeral 10 is a displacement detection transmission / reception unit connected to a plurality of displacement detection probes 6, 11 is a displacement detection signal processing unit connected to the displacement detection transmission / reception unit 10, and 12 is a displacement detection signal processing unit. An ultrasonic wave transmitting / receiving unit connected to the ultrasonic probe 3, 13 is a flaw detection signal processing unit connected to the ultrasonic wave transmitting / receiving unit 12, 14 is a drive control unit connected to the driving unit 5, and 15
Is a position control unit connected to the position changing unit 7, and 16 is a control of the displacement detection signal processing unit 11, the flaw detection signal processing unit 13, the drive control unit 14, the position control unit 15, and an output of the displacement detection signal unit 11. Is a CPU unit for obtaining the angle δ from The damage detection result output from the flaw detection signal processing unit 13 is transferred to the outside through the signal line 8.

【0023】以上のような構成において以下その動作を
説明する。まず、図1に示すように、本体部1を配管1
7内部に挿入する。超音波探触子3は、超音波送受信部
12の信号により超音波パルスを照射する。反射ミラー
4に反射された超音波は、配管17内壁面に対し所望の
入射角で照射され、配管壁内部を伝搬する。前述のよう
に円周方向の損傷が存在する場合、超音波探触子3は損
傷からの強い反射信号を受信し、信号処理部13により
損傷の検出を行ない、信号線8により外部に転送する。
この損傷検出動作を駆動部5の回転に伴う反射ミラー4
の回転中に連続して行なうことで、円周方向に超音波を
走査させ、例えば水流で本体部1を配管17の軸方向に
移動させることで、配管17の全ての領域を走査する。
The operation of the above arrangement will be described below. First, as shown in FIG.
7 Insert inside. The ultrasonic probe 3 irradiates an ultrasonic pulse with a signal from the ultrasonic transceiver 12. The ultrasonic waves reflected by the reflection mirror 4 are applied to the inner wall surface of the pipe 17 at a desired incident angle and propagate inside the pipe wall. When there is damage in the circumferential direction as described above, the ultrasonic probe 3 receives a strong reflection signal from the damage, the signal processing unit 13 detects the damage, and transfers it to the outside by the signal line 8. .
This damage detection operation is performed by the reflection mirror 4 accompanying the rotation of the drive unit 5.
Is continuously performed during the rotation of, the ultrasonic waves are scanned in the circumferential direction, and the main body 1 is moved in the axial direction of the pipe 17 by, for example, a water flow to scan the entire region of the pipe 17.

【0024】次に、複数の変位検出用探触子6は、本体
部から配管17までの距離を測定し、本体部1の配管1
7中心軸からの変位量や配管17の内径を変位検出用信
号処理部11で求める。変位検出用探触子6としては、
例えば超音波センサが使用できる。CPU部16は、変
位検出用信号処理部11で求めた変位量と配管17の内
径とから前述の角度δを求める。位置制御部15は、C
PU部16で求めた角度δと予め記憶してある値とを比
較し、大きい場合は角度δが小さくなるよう位置可変部
7で本体部1の位置制御を行なう。位置可変部7は、例
えば圧電アクチュエータと微小翼等から構成し、微小翼
を水流に対し上下左右に移動させることにより本体部1
の位置を変化させることができる。予め記憶してある所
定の値は、検出したい損傷の形態等に依存するため、例
えば基準の損傷を設けたテスト配管による事前の経験値
からS/Nを加味して設定すれば良い。
Next, the plurality of displacement detecting probes 6 measure the distance from the main body to the pipe 17, and the pipe 1 of the main body 1 is measured.
7 The displacement amount from the central axis and the inner diameter of the pipe 17 are obtained by the displacement detection signal processing unit 11. As the displacement detecting probe 6,
For example, an ultrasonic sensor can be used. The CPU unit 16 obtains the aforementioned angle δ from the displacement amount obtained by the displacement detection signal processing unit 11 and the inner diameter of the pipe 17. The position control unit 15 is C
The angle δ obtained by the PU unit 16 is compared with a value stored in advance, and when the angle δ is large, the position varying unit 7 controls the position of the main body unit 1 so that the angle δ becomes small. The position varying unit 7 is composed of, for example, a piezoelectric actuator and minute blades, and is moved by moving the minute blades vertically and horizontally with respect to the water flow.
The position of can be changed. Since the predetermined value stored in advance depends on the form of damage to be detected, etc., it may be set, for example, by adding S / N from the previous empirical value of the test pipe provided with the standard damage.

【0025】以上のように、本実施例によれば、配管1
7内部から配管壁内部に存在する損傷を検出する配管探
傷装置において、損傷検出動作中に本体部1の配管17
中心軸からの変位量や配管径を変位検出用探触子6と変
位検出用信号処理部11で求め、CPU部16で角度δ
を計算し、この角度δが所定の値以内におさまるよう位
置制御部15と位置可変部7で本体部1の位置を制御す
ることにより、音波出射位置が変位しても、精度の良い
損傷の検出が可能となる。
As described above, according to this embodiment, the pipe 1
In the pipe flaw detection device for detecting damage existing inside the pipe wall from inside 7, the pipe 17 of the main body 1 is operated during the damage detection operation.
The displacement amount from the central axis and the pipe diameter are determined by the displacement detection probe 6 and the displacement detection signal processing unit 11, and the CPU unit 16 determines the angle δ.
Is calculated and the position of the main body 1 is controlled by the position control unit 15 and the position changing unit 7 so that the angle δ is kept within a predetermined value. It becomes possible to detect.

【0026】なお、信号処理部を本体部1から分離さ
せ、配管17外部に配置させても本実施例の作用効果を
逸するものではない。また、上記構成では、超音波探触
子3から照射された超音波を反射ミラー4で配管円周方
向に2次元走査させる方式であるが、配管円周方向に2
次元走査させるものであれば、例えば超音波探触子3を
直接回転させるなど別な構成でも良い。
The function and effect of this embodiment are not lost even if the signal processor is separated from the main body 1 and arranged outside the pipe 17. Further, in the above configuration, the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic probe 3 are two-dimensionally scanned in the circumferential direction of the pipe by the reflection mirror 4.
Any other structure may be used as long as the ultrasonic scanning is performed, for example, by directly rotating the ultrasonic probe 3.

【0027】(実施例2)次に、本発明の第2の実施例
について図面を参照しながら説明する。図3は本発明の
第2の実施例における配管探傷装置の構成を示す図であ
り、図4は信号処理部18の概略ブロック図である。本
実施例が第1の実施例と異なるのは、位置可変部7およ
び位置制御部15がなく、その代わりに本体部1の側面
に放射状に設けられた弾性を有する複数個の調芯アーム
18と、CPU部16および探傷用信号処理部13に接
続された検出評価部19とを備えている点である。な
お、調芯アーム18の構成により本体部1を高精度に配
管17中心軸上に位置させることができるが、管軸方向
のスムーズな移動を保証するために、調芯アーム18の
材質は、摩擦係数の小さな合成樹脂材料が好ましい。
(Embodiment 2) Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the pipe flaw detector in the second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a schematic block diagram of the signal processing unit 18. The present embodiment is different from the first embodiment in that there is no position changing portion 7 and position control portion 15, and instead, a plurality of elastic alignment arms 18 radially provided on the side surface of the main body portion 1 are provided. And a detection and evaluation section 19 connected to the CPU section 16 and the flaw detection signal processing section 13. Although the main body 1 can be accurately positioned on the central axis of the pipe 17 by the configuration of the aligning arm 18, the material of the aligning arm 18 is set to ensure smooth movement in the pipe axis direction. A synthetic resin material having a small friction coefficient is preferable.

【0028】以上のような構成において、以下その動作
を説明する。まず第1の実施例と同じ方法で配管17の
円周方向に対し超音波を2次元走査し、同時に本体部1
の変位量検出を実施する。その場合、本体部1は調芯ア
ーム18の先端部が配管17の内壁に弾性的に接触する
ことにより配管17のほぼ中心軸上に位置決めされる。
CPU部16で求めた角度δの値は、検出評価部19に
転送される。一方、探傷用信号処理部13は、超音波探
触子3から出力される反射信号波形を基に、損傷からの
反射信号の検出を行ない、結果を検出評価部19に転送
する。検出評価部19は、予め設定してある所定の値以
内に角度δが納まっている場合は、探傷用信号処理部1
3の検出結果をそのまま信号線8に転送し、それ以外の
場合は検出結果の信頼性が低いものとし、例えば本体部
位置不良または未測定領域があったことを示す信号を信
号線8に転送する。
The operation of the above arrangement will be described below. First, ultrasonic waves are two-dimensionally scanned in the circumferential direction of the pipe 17 by the same method as in the first embodiment, and at the same time, the main body 1
The displacement amount of is detected. In this case, the main body 1 is positioned substantially on the central axis of the pipe 17 by elastically contacting the tip of the aligning arm 18 with the inner wall of the pipe 17.
The value of the angle δ obtained by the CPU unit 16 is transferred to the detection / evaluation unit 19. On the other hand, the flaw detection signal processing unit 13 detects a reflection signal from damage based on the reflection signal waveform output from the ultrasonic probe 3, and transfers the result to the detection evaluation unit 19. When the angle δ is within a preset predetermined value, the detection evaluation unit 19 detects the flaw detection signal processing unit 1.
The detection result of No. 3 is transferred to the signal line 8 as it is, and in other cases, the reliability of the detection result is low. For example, a signal indicating that there is a defective main body position or an unmeasured area is transferred to the signal line 8. To do.

【0029】以上のように、本実施例によれば、配管1
7内部から配管壁内部に存在する損傷を検出する超音波
配管探傷装置において、損傷検出動作中に本体部1の配
管17中心軸からの変位量や配管径を変位検出用探触子
6と変位検出用信号処理部11で求め、CPU部16で
角度δを計算し、検出評価部19でこの角度δから検出
結果の信頼性を評価することにより、音波出射位置が変
位しても、精度の良い損傷の検出が可能となる。
As described above, according to this embodiment, the pipe 1
In the ultrasonic pipe flaw detector for detecting damage existing inside the pipe wall from inside 7, the displacement amount from the center axis of the pipe 17 of the main body 1 and the pipe diameter are displaced with the displacement detecting probe 6 during the damage detecting operation. The detection signal processing unit 11 calculates the angle δ, the CPU unit 16 calculates the angle δ, and the detection evaluation unit 19 evaluates the reliability of the detection result based on the angle δ. Good damage detection is possible.

【0030】なお、信号処理部20を本体部1から分離
させて配管17外部に配置してもかまわない。また、上
記構成では、超音波探触子3から照射された超音波を反
射ミラー4で配管円周方向に2次元走査させる方式であ
るが、配管円周方向に2次元走査させるものであれば、
例えば超音波探触子3を直接回転させるなど別な構成で
も良い。さらに、検出評価部19は操作者の判断を得る
ため、角度δと検出結果の両方を転送しても良い。
The signal processor 20 may be separated from the main body 1 and arranged outside the pipe 17. Further, in the above-mentioned configuration, although the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic probe 3 are two-dimensionally scanned in the circumferential direction of the pipe by the reflection mirror 4, if they are two-dimensionally scanned in the circumferential direction of the pipe. ,
For example, another configuration such as directly rotating the ultrasonic probe 3 may be used. Further, the detection evaluation unit 19 may transfer both the angle δ and the detection result in order to obtain the judgment of the operator.

【0031】(実施例3)次に、本発明の第3の実施例
について、図面を参照しながら説明する。図5は本発明
の第3の実施例における配管探傷装置の構成を示す図で
ある。図5において、21は配管17の内部において配
管17の壁内部に存在する損傷の検出を行なう探傷本体
部、22は配管17の外部にある探傷処理部である。2
は梁、3は探傷本体部21の先端に複数の梁2で固定さ
れた超音波探触子、4は超音波探触子3から照射される
超音波を反射させる反射ミラーであり、配管材質に依存
した所望の入射角で配管内壁部に入射させる傾きを有し
ている。6は本体部1の側面に2個以上設けた変位検出
用探触子、8は探傷本体部21と探傷処理部22とを電
気的に接続する信号線である。本実施例では、上記第1
の実施例のような位置可変部7を備えていない。その代
わりに第2の実施例と同様に、探傷本体部21の側面に
放射状に取り付けられた弾性を有する複数個の調芯アー
ム18を備えており、探傷本体部21を配管17中心軸
上におおよそ位置させる。23は探傷本体部21と探傷
処理部22とを機械的に接続する駆動伝達軸である。
(Embodiment 3) Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a view showing the arrangement of a pipe flaw detector according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 5, reference numeral 21 is a flaw detection main body for detecting damage existing inside the wall of the pipe 17 inside the pipe 17, and reference numeral 22 is a flaw detection processing unit outside the pipe 17. Two
Is a beam, 3 is an ultrasonic probe fixed to the tip of the flaw detection main body 21 by a plurality of beams 2, and 4 is a reflection mirror that reflects the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic probe 3, and the material of the pipe is Has a tilt that allows the light to enter the pipe inner wall portion at a desired incident angle depending on Reference numeral 6 is a displacement detecting probe provided on the side surface of the main body 1, and 8 is a signal line for electrically connecting the main flaw detection body 21 and the flaw detection processing section 22. In this embodiment, the first
The position changing unit 7 as in the embodiment of FIG. Instead, as in the second embodiment, a plurality of elastic alignment arms 18 radially attached to the side surface of the flaw detection main body 21 are provided, and the flaw detection main body 21 is placed on the central axis of the pipe 17. Position it roughly. Reference numeral 23 is a drive transmission shaft that mechanically connects the flaw detection main body portion 21 and the flaw detection processing portion 22.

【0032】探傷処理部22において、5は駆動伝達軸
23に接続された駆動部、14は駆動部5に接続された
駆動制御部、10は変位検出用探触子6と信号線8とを
介して接続された変位検出用送受信部、11は変位検出
用送受信部10に接続された変位検出用信号処理部、1
2は超音波探触子3と信号線8とを介して接続された超
音波送受信部、13は超音波送受信部12に接続された
探傷用信号処理部、16はCPU部、19は探傷用信号
処理部13とCPU部16とに接続された検出評価部、
24は検出評価部19に接続された表示部である。
In the flaw detection processing unit 22, 5 is a drive unit connected to the drive transmission shaft 23, 14 is a drive control unit connected to the drive unit 5, and 10 is a displacement detection probe 6 and a signal line 8. A displacement detection transmission / reception unit connected via the reference numeral 11, a displacement detection signal processing unit 11 connected to the displacement detection transmission / reception unit 10,
Reference numeral 2 is an ultrasonic wave transmitting / receiving unit connected to the ultrasonic probe 3 via a signal line 8, 13 is a flaw detection signal processing unit connected to the ultrasonic wave transmitting / receiving unit 12, 16 is a CPU unit, and 19 is a flaw detecting unit. A detection / evaluation unit connected to the signal processing unit 13 and the CPU unit 16,
A display unit 24 is connected to the detection and evaluation unit 19.

【0033】以上のような構成において以下その動作を
説明する。探傷本体部21を配管17内に挿入し、駆動
伝達軸23の押し出し等により管軸方向に移動させる。
探傷本体部21は調芯アーム18によりおおよそ配管1
7中心に位置する。次に、駆動制御部14の信号により
駆動部5は駆動伝達軸23を回転させ、駆動伝達軸23
の回転により反射ミラー4が回転する。駆動伝達軸23
は、配管17外部の駆動部5で発生する回転力を配管1
7内部の探傷本体部21に伝達させるため、柔軟特性と
トルク伝達特性を併せ持つ必要があり、例えば角線をス
プリング形状にしたものなどで構成することができる。
また、回転力を効率良く伝達させるため、駆動伝達軸2
3は、図6に示すように、例えば合成樹脂等の可撓性を
有する材料で構成されたパイプ23A内に配置しても良
い。
The operation of the above arrangement will be described below. The flaw detection main body 21 is inserted into the pipe 17, and the drive transmission shaft 23 is pushed out to move in the pipe axis direction.
The flaw detection main body 21 is roughly piped by the alignment arm 18.
7 Centrally located. Next, the drive unit 5 rotates the drive transmission shaft 23 in response to a signal from the drive control unit 14, and the drive transmission shaft 23
The reflection mirror 4 is rotated by the rotation of. Drive transmission shaft 23
Is the rotational force generated by the drive unit 5 outside the pipe 17
In order to transmit the flaw to the flaw detection main body portion 21 inside 7, it is necessary to have both the flexibility characteristic and the torque transmission characteristic. For example, the rectangular wire may be formed into a spring shape.
Further, in order to efficiently transmit the rotational force, the drive transmission shaft 2
As shown in FIG. 6, 3 may be arranged in a pipe 23A made of a flexible material such as synthetic resin.

【0034】配管17の円周方向に対する超音波の2次
元走査、本体部1の変位量検出、角度δの検出ならびに
検出評価部19で行なう損傷検出結果の評価は第2の実
施例に示す方法で実施し、検出評価部19の出力結果は
表示部24に転送されて操作者に提供される。これによ
り操作者は、損傷の有無さらには高精度な損傷の検出が
行なえなかった領域の有無など判断することができる。
Two-dimensional scanning of ultrasonic waves in the circumferential direction of the pipe 17, detection of the displacement of the main body 1, detection of the angle δ, and evaluation of the damage detection result performed by the detection evaluation unit 19 are carried out by the method shown in the second embodiment. The output result of the detection evaluation unit 19 is transferred to the display unit 24 and provided to the operator. As a result, the operator can determine the presence / absence of damage, and the presence / absence of a region in which damage cannot be detected with high accuracy.

【0035】以上のように、本実施例によれば、配管1
7内部から配管壁内部に存在する損傷を検出する配管探
傷装置において、損傷検出動作中に本体部1の配管17
中心軸からの変位量や配管径を変位検出用探触子6と変
位検出用信号処理部11とで求め、CPU部16で角度
δを計算し、検出評価部19でこの角度δから検出結果
の評価し、表示部24で表示することにより、音波出射
位置が変位しても、精度の良い損傷の検出が可能とな
る。 (実施例4)
As described above, according to this embodiment, the pipe 1
In the pipe flaw detection device for detecting damage existing inside the pipe wall from inside 7, the pipe 17 of the main body 1 is operated during the damage detection operation.
The displacement amount from the central axis and the pipe diameter are obtained by the displacement detection probe 6 and the displacement detection signal processing unit 11, the CPU unit 16 calculates the angle δ, and the detection evaluation unit 19 detects the detection result from the angle δ. By performing the evaluation and displaying on the display unit 24, it is possible to detect the damage with high accuracy even if the sound wave emitting position is displaced. (Example 4)

【0036】次に、本発明の第4の実施例について、図
面を参照しながら説明する。図7は本発明の第4の実施
例における配管探傷装置の構成を示す図であり、図8は
信号処理部29の概略ブロック図である。図7におい
て、25は本体部、26は反射ミラー3の前面に配置さ
れた高分子圧電膜、27は超音波探触子3と反射ミラー
4を内包・固定する探触子ホルダ、28は探触子ホルダ
27を回転させる駆動部、29は信号処理部であり、他
の構成は第1の実施例とほぼ同じである。図8において
信号処理部29が第1の実施例と異なるのは、超音波送
受信部12が、超音波探触子3に接続された超音波送信
部12Aと、高分子圧電膜26および探傷用信号処理部
13に接続された超音波受信部12Bとに分離されてい
る点である。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the pipe flaw detector in the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a schematic block diagram of the signal processing unit 29. In FIG. 7, reference numeral 25 is a main body portion, 26 is a polymer piezoelectric film arranged on the front surface of the reflection mirror 3, 27 is a probe holder for enclosing and fixing the ultrasonic probe 3 and the reflection mirror 4, and 28 is a probe. A drive unit for rotating the tentacle holder 27, 29 is a signal processing unit, and other configurations are almost the same as those in the first embodiment. In FIG. 8, the signal processing unit 29 is different from that of the first embodiment in that the ultrasonic wave transmitting / receiving unit 12 has an ultrasonic wave transmitting unit 12A connected to the ultrasonic probe 3, a polymer piezoelectric film 26, and flaw detection. The point is that the ultrasonic wave receiving unit 12B connected to the signal processing unit 13 is separated.

【0037】以上のような構成において以下その動作を
説明する。まず配管17内に配管探傷装置の本体部25
を挿入し、変位検出探触子6および位置可変部7と信号
処理部29とを用いて第1の実施例と同じ方法で配管1
7内における本体部25の位置変位量検出および姿勢制
御行なう。
The operation of the above arrangement will be described below. First, the main body 25 of the pipe flaw detector is placed in the pipe 17.
By using the displacement detecting probe 6, the position varying unit 7 and the signal processing unit 29, and by using the same method as in the first embodiment.
The position displacement amount of the main body portion 25 in 7 and the posture control are performed.

【0038】反射ミラー4の前面に設けられた高分子圧
電膜26は、超音波が透過しやすいように波長の1/4
程度の厚みを有する。例えば高分子圧電膜26をフッ化
ビニリデンと3フッ化エチレンの共重合体で形成し、超
音波の周波数を10MHzとすると、その厚みは60μ
m程度となる。また、60μm程度の厚みの高分子圧電
膜26は、10MHzの超音波の送受信に対し優位な厚
みである。
The polymer piezoelectric film 26 provided on the front surface of the reflection mirror 4 has a wavelength of 1/4 of the wavelength so that ultrasonic waves can easily pass therethrough.
It has a certain thickness. For example, when the piezoelectric polymer film 26 is formed of a copolymer of vinylidene fluoride and ethylene trifluoride and the frequency of ultrasonic waves is 10 MHz, its thickness is 60 μm.
It will be about m. Further, the polymer piezoelectric film 26 having a thickness of about 60 μm has a superior thickness for transmitting / receiving ultrasonic waves of 10 MHz.

【0039】高分子圧電膜26の両面には、例えば金か
らなる電極を薄く設ける。ただし、反射ミラー4が金属
からなるか、または反射面に金属層を設けてある場合
は、高分子圧電膜26の反射ミラー4と接する面には電
極を設けなくてもよい。超音波探触子3と反射ミラー4
とは、探触子ホルダ27内に対峙するよう配置され、探
触子ホルダ27は駆動部28に接続されている。
Electrodes made of, for example, gold are thinly provided on both surfaces of the piezoelectric polymer film 26. However, when the reflection mirror 4 is made of a metal or a metal layer is provided on the reflection surface, no electrode may be provided on the surface of the polymer piezoelectric film 26 in contact with the reflection mirror 4. Ultrasonic probe 3 and reflection mirror 4
Are arranged so as to face each other inside the probe holder 27, and the probe holder 27 is connected to the drive unit 28.

【0040】超音波送信部12Aから送信信号を送出し
て超音波探触子3から放射された超音波は、高分子圧電
膜26を透過して反射ミラー4に到達する。反射ミラー
4に到達した超音波は、反射ミラー4で反射され、再び
高分子圧電膜26を透過して配管17に到達する。配管
17に超音波が透過しやすい入射角度となるように反射
ミラー4は構成されており、配管に照射された超音波は
配管壁内部を伝搬する。配管壁内部の損傷により超音波
は反射され、再び高分子圧電膜26に照射される。高分
子圧電膜26で受信した反射超音波は、探傷用信号処理
部13で損傷の検出を行なう。また、駆動部28により
探触子ホルダ27を回動することにより、配管17に対
して360度の走査が可能となり、配管17の全周方向
について損傷の検出を行なうことができる。
The ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic wave transmitter 12A and emitted from the ultrasonic probe 3 passes through the piezoelectric polymer film 26 and reaches the reflection mirror 4. The ultrasonic waves that have reached the reflection mirror 4 are reflected by the reflection mirror 4, and again pass through the polymer piezoelectric film 26 and reach the pipe 17. The reflection mirror 4 is configured so that the incident angle of the ultrasonic wave is easily transmitted to the pipe 17, and the ultrasonic wave applied to the pipe propagates inside the pipe wall. The ultrasonic waves are reflected by the damage inside the pipe wall, and the polymer piezoelectric film 26 is irradiated again. The reflected ultrasonic wave received by the polymeric piezoelectric film 26 is detected by the flaw detection signal processing unit 13. Further, by rotating the probe holder 27 by the drive unit 28, it is possible to scan the pipe 17 by 360 degrees, and it is possible to detect damage in the entire circumferential direction of the pipe 17.

【0041】高分子圧電膜26は、無機圧電材料に比べ
て超音波の尾引きが少ないため高い距離分解能が得ら
れ、周波数特性が平坦でかつ広く、受信に対し優位な材
料であり、より小さな損傷の検出も可能となる。
The polymeric piezoelectric film 26 has a smaller range of ultrasonic wave tailing compared to an inorganic piezoelectric material, and thus has a high distance resolution, a flat and wide frequency characteristic, and is an excellent material for reception. Damage can also be detected.

【0042】以上のように、本実施例によれば、配管1
7内部から配管壁内部に存在する損傷を検出する配管探
傷装置において、損傷からの反射信号の受信を反射ミラ
ー4の前面に配置した高分子圧電膜26で行なうことに
より、無機圧電材料で受信するよりも高い距離分解能が
得られ、より小さな損傷の検出が可能となる。
As described above, according to this embodiment, the pipe 1
In a pipe flaw detector for detecting damage existing inside the pipe wall from inside 7, the inorganic piezoelectric material receives by receiving the reflected signal from the damage by the polymer piezoelectric film 26 arranged in front of the reflection mirror 4. A higher range resolution is obtained and smaller damage can be detected.

【0043】なお、図1に示した実施例1では、駆動部
28に反射ミラー4を接続し、超音波探触子3は本体部
25より先端に配置した梁2に接続して回動しない構成
としたが、実施例4においても同じ構成としてもよい。
また、本実施例を実施例1以外の他の実施例にも適用す
ることができる。
In the first embodiment shown in FIG. 1, the reflection mirror 4 is connected to the drive unit 28, and the ultrasonic probe 3 is connected to the beam 2 arranged at the tip of the main body 25 and does not rotate. Although the configuration is adopted, the same configuration may be applied to the fourth embodiment.
In addition, this embodiment can be applied to other embodiments than the first embodiment.

【0044】(実施例5)次に、本発明の第5の実施例
について、図面を参照しながら説明する。図9は本発明
の第5の実施例における配管探傷装置の構成を示す図で
ある。図10は図9の超音波探触子31の概略断面図で
ある。図9において、30は本体部、31は本体部30
に接続された超音波探触子、32は複数の電極で構成さ
れた超音波探触子アレイ、33は超音波探触子31の破
損を保護するために設けた探触子保護膜である。他の構
成は実施例1の符号2、3、4、5の部分を除いてほぼ
同じであり、また信号処理部の構成は、実施例1の信号
処理部9の符号5、14の部分を除いてほぼ同じである
が、超音波探触子3および超音波送受信部12が若干異
なっている。
(Fifth Embodiment) Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a view showing the arrangement of a pipe flaw detector according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 10 is a schematic sectional view of the ultrasonic probe 31 of FIG. In FIG. 9, 30 is a main body, 31 is a main body 30.
Connected to the ultrasonic probe, 32 is an ultrasonic probe array composed of a plurality of electrodes, and 33 is a probe protective film provided to protect the ultrasonic probe 31 from damage. . The rest of the configuration is almost the same except for the reference numerals 2, 3, 4, and 5 of the first embodiment, and the configuration of the signal processing unit is the same as that of the signal processing unit 9 of the first embodiment indicated by reference numerals 5 and 14. Except for the fact that they are almost the same, the ultrasonic probe 3 and the ultrasonic transmitter / receiver 12 are slightly different.

【0045】図10において、34は超音波を送受信す
る高分子圧電膜、35は裏面電極部であり、表面に高分
子圧電膜34が接続されている。36は裏面電極部35
と超音波送受信部とを接続するための裏面電極取り出し
部、37は高分子圧電膜34の表面に設けた表面電極、
38は表面電極37と裏面電極部35とを絶縁するため
の絶縁部、39は表面電極37と超音波送受信部とを接
続するために絶縁部38に設けた表面電極取り出し部、
θは裏面電極部35の傾斜角度である。
In FIG. 10, 34 is a polymer piezoelectric film for transmitting and receiving ultrasonic waves, 35 is a back electrode portion, and the polymer piezoelectric film 34 is connected to the front surface. 36 is the back electrode part 35
And a rear surface electrode take-out portion for connecting the ultrasonic wave transmitting / receiving section, 37 is a front surface electrode provided on the surface of the polymer piezoelectric film 34,
Reference numeral 38 is an insulating portion for insulating the front surface electrode 37 from the back surface electrode portion 35, 39 is a front surface electrode lead-out portion provided in the insulating portion 38 for connecting the front surface electrode 37 and the ultrasonic wave transmitting / receiving portion,
θ is the inclination angle of the back electrode portion 35.

【0046】以上のような構成において以下その動作を
説明する。まず配管17内に配管探傷装置本体部30を
挿入し、変位検出探触子6および信号処理部とを用いて
第1の実施例と同じ方法で配管17内における本体部3
0の位置を検出する。位置可変部7により本体部30が
配管17中心軸付近で水平となるよう姿勢を制御を行な
い、超音波探触子31から配管17に照射する超音波の
入射角を安定させる。
The operation of the above arrangement will be described below. First, the pipe flaw detector main body 30 is inserted in the pipe 17, and the main body 3 in the pipe 17 is inserted in the same manner as in the first embodiment by using the displacement detection probe 6 and the signal processor.
The position of 0 is detected. The position varying unit 7 controls the posture so that the main body unit 30 becomes horizontal in the vicinity of the central axis of the pipe 17, and stabilizes the incident angle of the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic probe 31 to the pipe 17.

【0047】超音波探触子31から配管17に対し照射
する超音波は、配管壁内部に透過しやすい角度とする。
超音波が透過しやすい入射角は配管材料により異なり、
超音波を透過しやすい入射角で放射するため裏面電極部
35に傾斜角度θを設け、例えば配管17を鉄とすると
傾斜角度θは20度とする。このように配管材料に適し
た傾斜角度θを選択することにより、効率よく配管壁内
部に超音波を透過させることが可能となる。
The ultrasonic wave emitted from the ultrasonic probe 31 to the pipe 17 is set to an angle which allows the ultrasonic wave to easily penetrate into the inside of the pipe wall.
The angle of incidence at which ultrasonic waves can easily pass differs depending on the piping material.
In order to radiate the ultrasonic wave at an incident angle that is easily transmitted, the back electrode portion 35 is provided with an inclination angle θ, and if the pipe 17 is made of iron, the inclination angle θ is 20 degrees. By selecting the inclination angle θ suitable for the piping material in this way, it becomes possible to efficiently transmit the ultrasonic waves inside the piping wall.

【0048】超音波探触子31は、複数個の超音波探触
子アレイ32から構成され、超音波探触子アレイ32
は、裏面電極部35の表面に設けた例えばフッ化ビニリ
デンと3フッ化エチレンの共重合体からなる高分子圧電
膜34と、その表面に等間隔に並べた複数個の扇形の先
端を切りとった形状の例えば金からなる表面電極37と
からなる。表面電極37は、裏面電極部35と接触しな
いように絶縁部38の表面に設けた表面電極取出部39
と接続されている。裏面電極部35は、絶縁部38を貫
通して裏面電極取出部36に接続されている。
The ultrasonic probe 31 is composed of a plurality of ultrasonic probe arrays 32.
Is a polymeric piezoelectric film 34 made of, for example, a copolymer of vinylidene fluoride and ethylene trifluoride, provided on the surface of the back electrode portion 35, and a plurality of fan-shaped tips arranged at equal intervals on the surface are cut off. The surface electrode 37 is made of, for example, gold. The front surface electrode 37 is provided on the front surface of the insulating portion 38 so that the front surface electrode 37 does not come into contact with the rear surface electrode portion 35.
Connected with. The back electrode portion 35 penetrates the insulating portion 38 and is connected to the back electrode extraction portion 36.

【0049】裏面電極取出部36と表面電極取出部39
とは、図示されない超音波送受信部に接続され、まず超
音波探触子アレイ32の1つの表面電極37で超音波を
送受信して損傷の検出を行ない、次に1つ隣りの表面電
極37で超音波を送受信して損傷の検出を行なう。この
動作を繰り返し行なうことにより、配管17の全周方向
に対し損傷の検出を行なう。
Back surface electrode extraction portion 36 and front surface electrode extraction portion 39
Is connected to an ultrasonic transmission / reception unit (not shown), first transmits and receives ultrasonic waves with one surface electrode 37 of the ultrasonic probe array 32 to detect damage, and then with the next adjacent surface electrode 37. It transmits and receives ultrasonic waves to detect damage. By repeating this operation, damage is detected in the entire circumferential direction of the pipe 17.

【0050】以上のように、本実施例によれば配管17
内部から配管壁内部に存在する損傷を検出する配管探傷
装置において、配管材料に応じた傾斜角度θを有するよ
うに超音波探触子アレイ32を備えた超音波探触子31
を設けることにより、駆動部や反射ミラーなどの機械的
可動部を用いずに配管壁内部の損傷を検出することがで
きる。
As described above, according to this embodiment, the pipe 17
An ultrasonic probe 31 provided with an ultrasonic probe array 32 so as to have an inclination angle θ according to a pipe material in a pipe flaw detector for detecting damage existing inside the pipe wall.
By providing the above, it is possible to detect damage inside the pipe wall without using a mechanically movable part such as a drive part or a reflection mirror.

【0051】なお、本実施例では、超音波探触子アレイ
32の1度に超音波の送受信を行なう表面電極37の数
を1つとしたが、1度に2つ以上の表面電極37で同時
に超音波の送受信を行なってもよい。また、超音波探触
子31は複数の表面電極37からなる超音波探触子アレ
イ32としたが、高分子圧電膜34の全面に表面電極3
7を設けることにより、1つの超音波探触子31からな
る構成としても良い。また、高分子圧電膜34の表面電
極37を複数個、裏面電極部35を1つとしたが、表面
電極37を1つ、裏面電極部35を複数個に分割する構
成としても良い。さらに、裏面電極部35は、配管材料
に応じた傾斜角度θを有す構成としたが、傾斜角度θを
0度にして配管17に対して水平な構成としてもよい。
In the present embodiment, the number of the surface electrodes 37 for transmitting and receiving ultrasonic waves at one time of the ultrasonic probe array 32 is set to one, but two or more surface electrodes 37 at the same time can be used at the same time. Ultrasonic waves may be transmitted and received. Further, although the ultrasonic probe 31 is the ultrasonic probe array 32 including the plurality of surface electrodes 37, the surface electrode 3 is formed on the entire surface of the polymer piezoelectric film 34.
By providing 7, an ultrasonic probe 31 may be configured. Further, although the plurality of front surface electrodes 37 and the back surface electrode portion 35 of the polymer piezoelectric film 34 are used, the front surface electrode 37 and the back surface electrode portion 35 may be divided into a plurality of parts. Further, although the back surface electrode portion 35 is configured to have the inclination angle θ according to the piping material, the rear surface electrode portion 35 may be configured to be horizontal to the piping 17 by setting the inclination angle θ to 0 degree.

【0052】また、本実施例では、第1の実施例と同様
に、変位検出用探触子6と位置可変部7等を用いて本体
部30の位置を配管17の中心軸上に位置させるように
制御しているが、第2の実施例と同様に、調芯アーム1
8を用いて配管17の中心軸上に位置させるとともに、
変位検出探触子6、CPU部16、検出評価部19等を
用いて検出結果を評価する構成にしてもよい。 (実施例6)
Further, in the present embodiment, as in the first embodiment, the position of the main body portion 30 is located on the central axis of the pipe 17 by using the displacement detecting probe 6, the position varying portion 7 and the like. However, as in the second embodiment, the aligning arm 1 is controlled.
While using 8 to locate on the central axis of the pipe 17,
The displacement detection probe 6, the CPU unit 16, the detection evaluation unit 19 and the like may be used to evaluate the detection result. (Example 6)

【0053】次に、本発明第6の実施例について図面を
参照しながら説明する。図11は本発明の第6の実施例
における配管探傷装置の概略図である。図11におい
て、40は本体部1の配管内移動方向の前面に設けられ
た取水口、41は取水口40から取り入れた水が通る流
路、42は取水口40から入り流路41を通った水が排
出される排水口であり、これらによって調芯手段が構成
されている。取水口40、流路41、排水口42は本体
部1にそれぞれ2つ以上設けられており、また流路41
は他の流路41と互いに独立であり、それぞれの取水口
40から入った水は、他の流路41を流れる水に影響を
及ぼさない構造となっている。また、取水口40と流路
41を介してつながっている排水口42は、本体部1の
中心軸に関して反対側になるように設けられており、取
水口40の一つから取り入れられた水は、本体部1の中
心軸に関して反対側に設けられた排水口42から排出さ
れる構成となっている。他の構成は図5に示した実施例
3と同じである。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 11 is a schematic view of a pipe flaw detector according to the sixth embodiment of the present invention. In FIG. 11, 40 is a water intake provided on the front surface of the main body 1 in the direction of movement in the pipe, 41 is a flow path through which water taken in from the water intake 40 passes, and 42 passes through a flow path 41 from the water intake 40. This is a drainage port through which water is discharged, and these constitute the aligning means. The main body 1 is provided with two or more intake ports 40, flow channels 41, and drain ports 42, respectively.
Is independent of the other flow paths 41, and the water that has entered through the respective water intake ports 40 does not affect the water flowing through the other flow paths 41. Further, the drainage port 42, which is connected to the water intake port 40 via the flow path 41, is provided on the opposite side with respect to the central axis of the main body 1, and the water taken in from one of the water intake ports 40 is not provided. The water is discharged from a drainage port 42 provided on the opposite side of the central axis of the main body 1. The other structure is the same as that of the third embodiment shown in FIG.

【0054】以上のような構成において、以下その動作
を説明する。まず配管17内に本体部1を挿入し、実施
例1で示したように配管壁内部および外壁面に存在する
損傷の検出を行なう。配管17を径方向に切断した断面
図を図12(a)に示す。また、配管17内の水の流れ
が層流であると仮定した場合の配管17断面中心軸付近
の流速分布を図12(b)に示す。図12(b)に示す
ように、流速分布は配管17断面中心で最大となり、配
管壁面で0となっている。
The operation of the above arrangement will be described below. First, the main body 1 is inserted into the pipe 17, and as shown in the first embodiment, the damage existing inside and outside the pipe wall is detected. A cross-sectional view of the pipe 17 cut in the radial direction is shown in FIG. Further, FIG. 12B shows the flow velocity distribution near the central axis of the cross section of the pipe 17 when the flow of water in the pipe 17 is assumed to be laminar. As shown in FIG. 12B, the flow velocity distribution is maximum at the center of the cross section of the pipe 17 and is 0 on the pipe wall surface.

【0055】本体部1が配管17の中心軸上に位置して
いる時には、それぞれの取水口40から取り込まれる水
の流速は等しく、排水口42から排出される水の流速は
等しい。このため各排水口から排出された水の流速差は
なく、本体部1は配管中心に位置するよう保持される。
When the main body 1 is located on the central axis of the pipe 17, the flow velocity of water taken in from each water intake port 40 is equal, and the flow velocity of water discharged from the drain port 42 is equal. Therefore, there is no difference in the flow velocity of the water discharged from each drain port, and the main body 1 is held so as to be located at the center of the pipe.

【0056】次に本体部1が配管17の中心軸上から変
位した場合には、取水口40から取り込まれる水の流速
が異なるため、排水口42から排出される水の流速が異
なる。取水口40のうち配管17中心軸に近い取水口4
0から取り込まれた水の流速は、配管17の中心軸から
遠い取水口40から取り込まれる水の流速より速く、配
管17の中心軸に近い取水口40と流路41を介してつ
ながっている排水口42から排出される水の流速は大き
くなる。このため図11に示した構成により、本体部1
は配管17中心方向への力を受けることとなる。すなわ
ち配管17中の水が層流である場合、配管17内での水
の流速分布により、本体部1は常に配管17中心軸上に
位置するような力を受けることとなる。
Next, when the main body 1 is displaced from the center axis of the pipe 17, the flow velocity of the water taken in from the water intake port 40 is different, and the flow velocity of the water discharged from the drain port 42 is also different. Intake port 4 of intake port 40 close to the central axis of pipe 17
The flow velocity of the water taken in from 0 is faster than the flow velocity of the water taken in from the intake port 40 far from the central axis of the pipe 17, and the drainage connected to the intake port 40 near the central axis of the pipe 17 via the flow path 41. The flow velocity of the water discharged from the mouth 42 is increased. Therefore, with the configuration shown in FIG.
Receives a force toward the center of the pipe 17. That is, when the water in the pipe 17 is a laminar flow, the flow velocity distribution of the water in the pipe 17 causes the main body 1 to always receive a force that is located on the central axis of the pipe 17.

【0057】以上のように、本実施例によれば、配管1
7内部から配管壁内部および外壁面に存在する損傷を検
出する配管探傷装置において、複数個の取水口40、流
路41、排水口42を設けることにより、配管内の流水
の流速分布を利用し、本体部1が変位した場合でも本体
部1を配管17中心軸上付近に位置させる事が可能とな
り、高精度な信頼性の高い損傷の検出が可能となる。な
お、本実施例の構成は、図3および図5の調芯アーム1
8に代わるものである。
As described above, according to this embodiment, the pipe 1
7 In the pipe flaw detector for detecting damage existing inside and outside the wall of the pipe from the inside, the flow velocity distribution in the pipe is utilized by providing a plurality of water intakes 40, flow paths 41, and drainage ports 42. Even if the main body 1 is displaced, the main body 1 can be positioned near the center axis of the pipe 17, and it is possible to detect damage with high accuracy and high reliability. The configuration of this embodiment is the same as that of the aligning arm 1 shown in FIGS.
It is an alternative to eight.

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明は、上記実施例から明らかなよう
に、液体が満たされた配管内部に挿入されて先端部に超
音波探触子を有する本体部と、損傷検出動作中に本体部
の配管中心軸からの変位量と配管内径を検出する手段
と、配管内壁に到達した超音波が損傷部に到達するまで
の伝搬径路と損傷部の配管断面中心方向とのずれ角を前
記変位量と配管内径とから求める手段と、求めたずれ角
が予め設定した値以内に納まるように本体部の位置を制
御する手段とを備えているので、また、本体部の位置を
制御する手段の代わりに、求めたずれ角をもとに検出結
果の正否を評価する手段を備えているので、音波出射位
置が変位しても、精度の良い損傷の検出が可能となる。
As is apparent from the above embodiment, the present invention has a main body portion which is inserted into a pipe filled with a liquid and has an ultrasonic probe at its tip portion, and a main body portion during damage detection operation. Means for detecting the amount of displacement from the central axis of the pipe and the inner diameter of the pipe, and the displacement angle between the propagation path until the ultrasonic waves reaching the inner wall of the pipe reach the damaged part and the pipe cross-section center direction of the damaged part And a means for controlling the position of the main body so that the calculated deviation angle is within a preset value. Therefore, instead of the means for controlling the position of the main body, In addition, since a means for evaluating the correctness of the detection result based on the obtained displacement angle is provided, it is possible to detect damage accurately even if the sound wave emitting position is displaced.

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

【図1】本発明の第1の実施例における配管探傷装置の
概略斜視図
FIG. 1 is a schematic perspective view of a pipe flaw detector according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施例における処理部の概略ブロック図FIG. 2 is a schematic block diagram of a processing unit according to the first embodiment.

【図3】本発明の第2の実施例における配管探傷装置の
概略斜視図
FIG. 3 is a schematic perspective view of a pipe flaw detector according to a second embodiment of the present invention.

【図4】第2の実施例における処理部の概略ブロック図FIG. 4 is a schematic block diagram of a processing unit according to a second embodiment.

【図5】本発明の第3の実施例における配管探傷装置の
概略斜視図
FIG. 5 is a schematic perspective view of a pipe flaw detector according to a third embodiment of the present invention.

【図6】第3の実施例における処理部の概略ブロック図FIG. 6 is a schematic block diagram of a processing unit according to a third embodiment.

【図7】本発明の第4の実施例における配管探傷装置の
概略斜視図
FIG. 7 is a schematic perspective view of a pipe flaw detector according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】第4の実施例における処理部の概略ブロック図FIG. 8 is a schematic block diagram of a processing unit according to a fourth embodiment.

【図9】本発明の第5の実施例における配管探傷装置の
概略斜視図
FIG. 9 is a schematic perspective view of a pipe flaw detector according to a fifth embodiment of the present invention.

【図10】第5の実施例における超音波探触子の概略断
面図
FIG. 10 is a schematic sectional view of an ultrasonic probe according to a fifth embodiment.

【図11】本発明の第6の実施例における配管探傷装置
の概略斜視図
FIG. 11 is a schematic perspective view of a pipe flaw detector according to a sixth embodiment of the present invention.

【図12】第6の実施例における配管内の水の流速分布
を示す模式図
FIG. 12 is a schematic diagram showing the flow velocity distribution of water in the pipe in the sixth embodiment.

【図13】配管内部から配管壁内部に存在する円周方向
の損傷を検出する探傷法の概念図
FIG. 13 is a conceptual diagram of a flaw detection method for detecting damage in the circumferential direction existing inside the pipe from inside the pipe.

【図14】音波出射位置が配管断面中心から変化した場
合の超音波伝搬経路の概念図
FIG. 14 is a conceptual diagram of an ultrasonic wave propagation path when the sound wave emission position changes from the center of the pipe cross section.

【図15】従来の探傷用超音波探触子の概念図FIG. 15 is a conceptual diagram of a conventional ultrasonic probe for flaw detection.

【図16】従来の探傷用超音波探触子の調芯法の概念図FIG. 16 is a conceptual diagram of a centering method for a conventional ultrasonic probe for flaw detection.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 本体部 2 梁 3 超音波探触子 4 反射ミラー 5 駆動部 6 変位検出用探触子 7 位置可変部 8 信号線 9 信号処理部 10 変位検出用送受信部 11 変位検出用信号処理部 12 超音波送受信部 13 探傷用信号処理部 14 駆動制御部 15 位置制御部 16 CPU部 17 配管 18 調芯アーム 19 検出評価部 20 信号処理部 21 探傷本体部 22 探傷処理部 23 駆動伝達軸 24 表示部 25 本体部 26 高分子圧電膜 27 探触子ホルダ 28 駆動部 29 信号処理部 30 本体部 31 超音波探触子 32 超音波探触子アレイ 33 探触子保護膜 34 高分子圧電膜 35 裏面電極部 36 裏面電極取出部 37 表面電極 38 絶縁部 39 表面電極取出部 40 取水口 41 流路 42 排水口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main body 2 Beam 3 Ultrasonic probe 4 Reflection mirror 5 Drive part 6 Displacement detection probe 7 Position variable part 8 Signal line 9 Signal processing part 10 Displacement detection signal processing part 11 Displacement detection signal processing part 12 Ultra Sound wave transmission / reception unit 13 Flaw detection signal processing unit 14 Drive control unit 15 Position control unit 16 CPU unit 17 Piping 18 Alignment arm 19 Detection and evaluation unit 20 Signal processing unit 21 Flaw detection main body unit 22 Flaw detection processing unit 23 Drive transmission shaft 24 Display unit 25 Main body 26 Polymer piezoelectric film 27 Probe holder 28 Drive unit 29 Signal processing unit 30 Main body unit 31 Ultrasonic probe 32 Ultrasonic probe array 33 Probe protective film 34 Polymer piezoelectric film 35 Backside electrode unit 36 Back Electrode Extraction Part 37 Front Surface Electrode 38 Insulation Part 39 Front Electrode Extraction Part 40 Water Intake 41 Flow Channel 42 Drainage Port

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液体が満たされた配管内部に挿入されて
先端部に超音波探触子を有する本体部と、損傷検出動作
中に前記本体部の配管中心軸からの変位量と配管内径と
を検出する手段と、配管内壁に到達した超音波が損傷部
に到達するまでの伝搬経路と損傷部の配管断面中心方向
とのずれ角を前記変位量と配管内径とから求める手段
と、前記求めたずれ角が予め設定した値以内に納まるよ
うに前記本体部の位置を制御する手段とを備えた配管探
傷装置。
1. A body portion having an ultrasonic probe at a tip end thereof, which is inserted into a pipe filled with a liquid, and a displacement amount of the body portion from a pipe central axis and a pipe inner diameter during a damage detecting operation. Means for detecting the displacement angle between the propagation path until the ultrasonic waves reaching the inner wall of the pipe reach the damaged portion and the pipe cross sectional center direction of the damaged portion from the displacement amount and the pipe inner diameter, and the determination A pipe flaw detector equipped with a means for controlling the position of the main body so that the deviation angle falls within a preset value.
【請求項2】 液体が満たされた配管内部に挿入されて
先端部に超音波探触子を有する本体部と、前記本体部を
配管のほぼ中心軸上に位置させる手段と、損傷検出動作
中に前記本体部の配管中心軸からの変位量と配管内径と
を検出する手段と、配管内壁に到達した超音波が損傷部
に到達するまでの伝搬経路と損傷部の配管断面中心方向
とのずれ角を前記変位量と配管内径とから求める手段
と、前記求めたずれ角が予め設定した値以内に納まって
いるかどうかを判断して検出結果を評価する手段とを備
えた配管探傷装置。
2. A main body part having an ultrasonic probe at a tip end thereof which is inserted into a pipe filled with a liquid, a means for arranging the main body part substantially on the central axis of the pipe, and a damage detecting operation. Means for detecting the amount of displacement of the main body from the pipe center axis and the pipe inner diameter, and the deviation between the propagation path until the ultrasonic waves reaching the pipe inner wall reach the damaged part and the pipe cross-sectional center direction of the damaged part A pipe flaw detector comprising: a means for obtaining an angle from the displacement amount and the pipe inner diameter; and a means for evaluating whether or not the obtained deviation angle is within a preset value and evaluating the detection result.
【請求項3】 信号処理部を本体部内部に収容して外部
と信号線で接続した請求項1または2記載の配管探傷装
置。
3. The pipe flaw detector according to claim 1, wherein the signal processing unit is housed inside the main body and is connected to the outside by a signal line.
【請求項4】 信号処理部を配管外部に配置して本体部
と信号線で接続した請求項1または2記載の配管探傷装
置。
4. The pipe flaw detector according to claim 1, wherein the signal processing unit is arranged outside the pipe and is connected to the main body by a signal line.
【請求項5】 液体が満たされた配管内部に挿入されて
先端部に超音波探触子を有する本体部を備え、前記本体
部が、前記超音波探触子から放射された超音波を配管内
壁に対し所望の入射角度で照射するように反射させる反
射ミラーと、前記反射ミラーを円周方向に回転走査させ
る駆動手段と、前記本体部の側面に複数個設けられた変
位検出用探触子と、前記変位検出用探触子からの信号を
もとに配管中心軸に対する変位量と配管内径とを求める
変位検出手段と、前記変位検出手段により求めた配管中
心軸に対する変位量と配管内径とをもとに、配管内壁に
到達した超音波が損傷部に到達するまでの伝搬経路と損
傷部の配管断面中心方向とのずれ角を求める演算手段
と、前記演算手段からの信号をもとに前記本体部の位置
を制御する制御手段とを備えた配管探傷装置。
5. A main body part which is inserted into a liquid-filled pipe and has an ultrasonic probe at a tip end thereof, wherein the main body part pipes ultrasonic waves emitted from the ultrasonic probe. A reflection mirror for reflecting the inner wall so as to irradiate the inner wall at a desired incident angle, a driving means for rotationally scanning the reflection mirror in the circumferential direction, and a plurality of displacement detection probes provided on the side surface of the main body. And a displacement detecting means for obtaining a displacement amount with respect to the pipe central axis and a pipe inner diameter based on a signal from the displacement detecting probe, and a displacement amount with respect to the pipe central axis and a pipe inner diameter obtained by the displacement detecting means. Based on, the calculation means for obtaining the deviation angle between the propagation path until the ultrasonic waves reaching the inner wall of the pipe reach the damaged portion and the pipe cross-sectional center direction of the damaged portion, and based on the signal from the calculation means Control means for controlling the position of the main body, Pipe flaw detector equipped with.
【請求項6】 液体が満たされた配管内部に挿入されて
先端部に超音波探触子を有する本体部を備え、前記本体
部が、前記超音波探触子から放射された超音波を配管内
壁に対し所望の入射角度で照射するように反射させる反
射ミラーと、前記反射ミラーを円周方向に回転走査させ
る駆動手段と、前記本体部を配管のほぼ中心軸上に位置
させる調芯手段と、前記本体部の側面に複数個設けられ
た変位検出用探触子と、前記変位検出用探触子からの信
号をもとに配管中心軸に対する変位量と配管内径とを求
める変位検出手段と、前記変位検出手段により求めた配
管中心軸に対する変位量と配管内径とをもとに、配管内
壁に到達した超音波が損傷部に到達するまでの伝搬経路
と損傷部の配管断面中心方向とのずれ角を求める演算手
段と、前記求めたずれ角が予め設定した値以内に納まっ
ているかどうかを判断して検出結果を評価する検出評価
手段とを備えた配管探傷装置。
6. A main body part which is inserted into a pipe filled with a liquid and has an ultrasonic probe at a tip end thereof, wherein the main body part pipes ultrasonic waves emitted from the ultrasonic probe. A reflecting mirror for reflecting the inner wall so as to irradiate the inner wall at a desired incident angle, a driving means for rotationally scanning the reflecting mirror in a circumferential direction, and an aligning means for arranging the main body portion on substantially the central axis of the pipe. A plurality of displacement detection probes provided on the side surface of the main body, and displacement detection means for determining the displacement amount with respect to the pipe central axis and the pipe inner diameter based on signals from the displacement detection probes. , Based on the displacement amount with respect to the pipe center axis obtained by the displacement detection means and the pipe inner diameter, of the propagation path until the ultrasonic waves reaching the inner wall of the pipe reach the damaged part and the pipe cross-sectional center direction of the damaged part Calculating means for obtaining the deviation angle, and A pipe flaw detector equipped with a detection and evaluation means that evaluates the detection result by determining whether or not the corner angle is within a preset value.
【請求項7】 配管内部に挿入される探傷本体部と配管
外部に配置される探傷処理部とを駆動伝達軸を介して接
続した配管探傷装置において、前記探傷本体部が、先端
部に梁を介して固定された超音波探触子と、前記超音波
探触子から放射された超音波を配管内壁に対し所望の入
射角度で照射するように反射させる反射ミラーと、前記
本体部の側面に複数個設けられた変位検出用探触子と、
前記本体部の側面に複数個設けられた位置可変部とを備
え、前記前記探傷処理部が、前記本体部の反射ミラーを
前記駆動伝達軸を介して円周方向に回転走査させる駆動
手段と、前記本体部の変位検出用探触子からの信号をも
とに配管中心軸に対する変位量と配管内径とを求める変
位検出手段と、前記変位検出手段により求めた配管中心
軸に対する変位量と配管内径とをもとに、配管内壁に到
達した超音波が損傷部に到達するまでの伝搬経路と損傷
部の配管断面中心方向とのずれ角を求める演算手段と、
前記演算手段からの信号をもとに前記本体部の位置可変
部を制御する位置制御部とを備えた配管探傷装置。
7. A pipe flaw detection apparatus in which a flaw detection main body portion inserted inside a pipe and a flaw detection treatment portion arranged outside the pipe are connected via a drive transmission shaft, wherein the flaw detection main body portion has a beam at its tip. Ultrasonic probe fixed through, a reflection mirror that reflects the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic probe so as to irradiate the inner wall of the pipe at a desired incident angle, and on the side surface of the main body A plurality of displacement detection probes,
A plurality of position changing parts provided on the side surface of the main body, wherein the flaw detection processing part rotates the reflection mirror of the main part in the circumferential direction via the drive transmission shaft; Displacement detecting means for obtaining the displacement amount with respect to the pipe center axis and the pipe inner diameter based on the signal from the displacement detecting probe of the main body portion, and the displacement amount with respect to the pipe center axis and the pipe inner diameter obtained by the displacement detecting means. Based on, and the calculation means for obtaining the deviation angle between the propagation path until the ultrasonic waves reaching the inner wall of the pipe reach the damaged part and the pipe cross-sectional center direction of the damaged part,
A pipe flaw detection device comprising: a position control unit that controls a position variable unit of the main body unit based on a signal from the calculation unit.
【請求項8】 配管内部に挿入される探傷本体部と配管
外部に配置される探傷処理部とを駆動伝達軸を介して接
続した配管探傷装置において、前記探傷本体部が、先端
部に梁を介して固定された超音波探触子と、前記超音波
探触子から放射された超音波を配管内壁に対し所望の入
射角度で照射するように反射させる反射ミラーと、前記
本体部を配管のほぼ中心軸上に位置させる調芯手段と、
前記本体部の側面に複数個設けられた変位検出用探触子
とを備え、前記前記探傷処理部が、前記本体部の反射ミ
ラーを前記駆動伝達軸を介して円周方向に回転走査させ
る駆動手段と、前記本体部の変位検出用探触子からの信
号をもとに配管中心軸に対する変位量と配管内径を求め
る変位検出手段と、前記変位検出手段により求めた配管
中心軸に対する変位量と配管内径をもとに、配管内壁に
到達した超音波が損傷部に到達するまでの伝搬経路と損
傷部の配管断面中心方向とのずれ角を求める演算手段
と、前記求めたずれ角が予め設定した値以内に納まって
いるかどうかを判断して検出結果を評価する検出評価手
段とを備えた配管探傷装置。
8. A pipe flaw detection apparatus in which a flaw detection main body portion inserted inside a pipe and a flaw detection treatment portion arranged outside the pipe are connected via a drive transmission shaft, wherein the flaw detection main body portion has a beam at its tip. The ultrasonic probe fixed through, a reflection mirror that reflects the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic probe so as to irradiate the inner wall of the pipe at a desired incident angle, and the main body portion of the pipe Aligning means positioned substantially on the central axis,
A plurality of displacement detection probes provided on the side surface of the main body, wherein the flaw detection processing unit rotationally scans the reflection mirror of the main body in the circumferential direction via the drive transmission shaft. Means, a displacement detecting means for obtaining a displacement amount with respect to the pipe center axis and a pipe inner diameter based on a signal from the displacement detecting probe of the main body portion, and a displacement amount with respect to the pipe center axis obtained by the displacement detecting means. Based on the inner diameter of the pipe, the calculation means for obtaining the deviation angle between the propagation path of the ultrasonic waves reaching the inner wall of the pipe until reaching the damaged portion and the pipe cross-sectional center direction of the damaged portion, and the obtained deviation angle is preset. A pipe flaw detector equipped with a detection and evaluation means for judging whether or not it is within a predetermined value and evaluating the detection result.
【請求項9】 反射ミラーの前面に設けられて超音波を
透過可能な圧電膜と、前記圧電膜に接続された超音波受
信部とを備えた請求項5から8のいずれかに記載の配管
探傷装置。
9. The pipe according to claim 5, further comprising a piezoelectric film provided on the front surface of the reflection mirror and capable of transmitting an ultrasonic wave, and an ultrasonic wave receiving section connected to the piezoelectric film. Flaw detector.
【請求項10】 配管内部に挿入されて先端部に超音波
探触子を有する本体部を備えた配管探傷装置において、
前記超音波探触子が、超音波を配管内壁に対し所望の入
射角度で照射するように、円錐形に形成された裏面電極
の表面に圧電膜を介して円周方向に配置された複数の表
面電極を有する超音波探触子アレイからなり、前記本体
部が、前記超音波探触子アレイの表面電極に順番に通電
して探傷を行なう手段と、前記本体部の側面に複数個設
けられた変位検出用探触子と、前記変位検出用探触子か
らの信号をもとに配管中心軸に対する変位量と配管内径
とを求める変位検出手段と、前記変位検出手段により求
めた配管中心軸に対する変位量と配管内径とをもとに、
配管内壁に到達した超音波が損傷部に到達するまでの伝
搬経路と損傷部の配管断面中心方向とのずれ角を求める
演算手段と、前記演算手段からの信号をもとに前記本体
部の位置を制御する位置制御部とを備えた配管探傷装
置。
10. A pipe flaw detector equipped with a main body having an ultrasonic probe at a tip end thereof, which is inserted into a pipe,
The ultrasonic probe is provided with a plurality of circumferentially arranged piezoelectric films on the surface of the conical back electrode so as to irradiate ultrasonic waves to the inner wall of the pipe at a desired incident angle. The ultrasonic probe array has a surface electrode, and the main body part is provided with a means for conducting flaw detection by sequentially energizing the surface electrodes of the ultrasonic probe array, and a plurality of means provided on the side surface of the main body part. A displacement detecting probe, a displacement detecting means for obtaining a displacement amount with respect to a pipe central axis and a pipe inner diameter based on a signal from the displacement detecting probe, and a pipe central axis obtained by the displacement detecting means. Based on the displacement amount and the pipe inner diameter,
Calculation means for obtaining the deviation angle between the propagation path until the ultrasonic waves reaching the inner wall of the pipe reach the damaged part and the pipe cross-section center direction of the damaged part, and the position of the main body part based on the signal from the calculation means And a position control unit for controlling the pipe flaw detection device.
【請求項11】 配管内部に挿入されて先端部に超音波
探触子を有する本体部を備えた配管探傷装置において、
前記超音波探触子が、超音波を配管内壁に対し所望の入
射角度で照射するように、円錐形に形成された裏面電極
の表面に圧電膜を介して円周方向に配置された複数の表
面電極を有する超音波探触子アレイからなり、前記本体
部が、前記超音波探触子アレイの表面電極に順番に通電
して探傷を行なう手段と、前記本体部を配管のほぼ中心
軸上に位置させる調芯手段と、前記本体部の側面に複数
個設けられた変位検出用探触子と、前記変位検出用探触
子からの信号をもとに配管中心軸に対する変位量と配管
内径とを求める変位検出手段と、前記変位検出手段によ
り求めた配管中心軸に対する変位量と配管内径とをもと
に、配管内壁に到達した超音波が損傷部に到達するまで
の伝搬経路と損傷部の配管断面中心方向とのずれ角を求
める演算手段と、前記求めたずれ角が予め設定した値以
内に納まっているかどうかを判断して検出結果を評価す
る検出評価手段とを備えた配管探傷装置。
11. A pipe flaw detector equipped with a main body which is inserted into the pipe and has an ultrasonic probe at a tip end thereof,
The ultrasonic probe is provided with a plurality of circumferentially arranged piezoelectric films on the surface of the conical back electrode so as to irradiate ultrasonic waves to the inner wall of the pipe at a desired incident angle. The ultrasonic probe array has a surface electrode, and the main body part sequentially energizes the surface electrodes of the ultrasonic probe array to perform flaw detection; and the main body part on the center axis of the pipe. Centering means, a plurality of displacement detecting probes provided on the side surface of the main body, and a displacement amount with respect to the pipe central axis and a pipe inner diameter based on signals from the displacement detecting probes. Based on the displacement detection means for obtaining and the displacement amount with respect to the pipe center axis obtained by the displacement detection means and the pipe inner diameter, the ultrasonic wave reaching the inner wall of the pipe propagates to the damaged part and the damaged part. A calculation means for obtaining a deviation angle from the pipe cross-section center direction of Pipe flaw detector and a detection evaluation unit whose serial determined offset angle evaluate the detection result by determining whether accommodated within a preset value.
【請求項12】 調芯手段が、本体部の周囲に放射状に
設けられて先端部が配管内壁に弾性的に接触する複数の
調芯アームである請求項6または8または11に記載の
配管探傷装置。
12. The pipe flaw detection according to claim 6, 8 or 11, wherein the aligning means is a plurality of aligning arms that are radially provided around the main body part and have their tips elastically contacting the inner wall of the pipe. apparatus.
【請求項13】 調芯手段が、本体部の配管内移動方向
の前面に複数個設けられた取水口と、前記取水口から取
り入れた液体を、他の前記取水口から取り入れた液体の
流れに影響を与えないように通過させる流路と、前記流
路を通った液体が排出される排水口とからなる請求項6
または8または11に記載の配管探傷装置。
13. An aligning means is provided with a plurality of water intakes provided on the front surface of the main body in the direction of movement in the pipe, and a liquid taken from one of the water intakes to another liquid flow taken in from the other water intake. 7. A flow path that allows the liquid to pass through without affecting the flow path, and a drain outlet for discharging the liquid that has passed through the flow path.
Alternatively, the pipe flaw detector according to 8 or 11.
JP6129355A 1994-06-10 1994-06-10 Flaw detector of piping Pending JPH07333202A (en)

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