JPH085611A - リモートフィールド渦流式探傷装置及びデータ収集方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】リモートフィールド渦流式探傷装置のノイズを
低減する。 【構成】所定距離隔てて支持した送信コイル３と受信コ
イル７ａ，７ｂを備えた探傷センサＳを駆動用コイルワ
イヤ２０により対象とする管３６内に移動させて対象個
所の検出を行うリモートフィールド渦流式探傷装置にお
いて、受信コイルを支持した受信部５ｆ，５ｒは、送信
コイルを支持した送信部１の前後両側に構成したもので
ある。 【効果】探傷センサを対象とする管内に１回一方向に
移動させることで、管の各位置の探傷データを２組得る
ことができることから、ノイズ抑制のための加算平均処
理等の統計的手法を利用するための多数のデータを少な
い探傷操作により得ることができる。 探傷センサの１回の一方向の移動により得られる２組
のデータは単純な操作により正確な管の位置合わせを行
うことができ、前記統計的手法を効果的に利用すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、都市ガス供給管等の管
の腐食状況等を検査するためのリモートフィールド渦流
式探傷装置及びそのデータ収集方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】埋設管の腐食状況を検査したり継手等を
検出する探傷装置の一つとして、リモートフィールド渦
流式探傷装置がある。

【０００３】この探傷装置は、所定距離隔てて支持した
送信コイルと受信コイルを備えた探傷センサを対象とす
る管内に移動させ、この際に送信コイルから発生させた
電磁波を受信コイルで受信して探傷を行うものである。
即ち、送信コイルには例えば数十Hz程度の低周波の交流
電流を流して電磁波を発生させると共に、管を横切って
伝播した電磁波を受信コイルで受信し、受信コイルの近
傍に腐食減肉や貫通孔等の欠陥または継手等の対象個所
がある場合に生じる伝播時間の変化を測定して対象個所
を検出するものである。伝播時間の変化は受信信号と送
信信号との位相差としてあらわれるので、この位相差を
探傷センサと電線で接続した探傷装置本体においてロッ
クインアンプ等を用いて検出する。そしてこの位相差信
号を探傷センサの移動距離に対するデータとして記録し
て対象個所の検出処理を行い、データ上の対象個所に対
応する管の個所を探傷センサの移動距離等から求めるも
のである。

【０００４】従来のリモートフィールド渦流式探傷装置
では、探傷センサはワイヤ等により単に移動しているた
め、管内に障害物がある個所や曲管部における移動性が
悪く、従って曲管部を含む配管系には利用されておら
ず、直管部の探傷にのみ利用されていた。そこで本発明
者等は、先に、ねじ状推進機構により回転推進する駆動
用コイルワイヤによって探傷センサを回転させながら移
動させるリモートフィールド渦流式探傷装置を提案し
た。（特願平5-272184号の願書に添付した明細書及び図
面参照）このような探傷装置では探傷センサの管内移動
性、特に障害物や曲管における移動性が良好となり、曲
管部を含む配管系への利用が可能となった。

【０００５】このようなリモートフィールド渦流式探傷
装置では、探傷センサが移動に際して振動する場合や、
移動に際しての抵抗が大きくスティック−スリップ的な
運動をするような場合等において、受信コイルと管壁と
の距離が小刻みに、または大きく変動すると、受信コイ
ルの受信信号にはこれらの変動に起因するノイズが重畳
してＳＮ比が低下し、測定データの信頼性が低下して正
しい欠陥信号の抽出が困難となる場合がある。そこで、
このようなノイズの影響を低減するためには、管の同一
個所に対応する探傷データを多く収集して、それらを加
算平均処理等の統計的手法により処理するのが効果的で
ある。そのために従来は探傷センサを同一の管内に複数
回往復移動させて探傷を行う場合がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このため従来は、次の
ような課題がある。 管の各個所に対して１回の移動当たり１個のデータし
か得られないので、必要数のデータを収集するまでに時
間がかかる。 加算平均処理等の統計的手法を利用するためには、複
数のデータ毎に管の位置を一致させる位置合わせ処理を
行う必要があるが、この位置合わせ処理は全て探傷セン
サの移動距離を基準として行うので、位置合わせ精度は
各回毎の移動距離の測定精度に左右され、探傷精度が悪
化する場合がある。 本発明は、このような課題を解決することを目的とする
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明では、所定距離隔てて支持した送信コイ
ルと受信コイルを備えた探傷センサを駆動用コイルワイ
ヤにより対象とする管内に移動させて対象個所の検出を
行うリモートフィールド渦流式探傷装置において、受信
コイルを支持した受信部は、送信コイルを支持した送信
部の前後両側に構成したリモートフィールド渦流式探傷
装置を提案する。

【０００８】そして本発明では、上述した構成におい
て、駆動用コイルワイヤは、回転駆動してねじ状推進機
構により推進させることにより探傷センサを回転させな
がら管内を移動させることを提案する。

【０００９】また本発明では、所定距離隔てて支持した
送信コイルと受信コイルを備えた探傷センサを駆動用コ
イルワイヤにより対象とする管内に移動させて対象個所
の検出を行うリモートフィールド渦流式探傷装置におい
て、受信コイルを支持した受信部は、送信コイルを支持
した送信部の前後両側に構成し、前後両側の受信部の受
信コイルからの夫々の探傷データは、前後の受信コイル
間の距離により補正を行うことにより１回の移動毎に、
管の位置を一致させた２組の探傷データを収集するデー
タ収集方法を提案する。

【００１０】また本発明では、上記方法において、探傷
センサは対象とする管内を往復動させて探傷を行い、１
回の往復動毎に４組のデータを収集することを提案す
る。

【００１１】

【作用】探傷センサを管内に移動させて探傷を行う際、
送信部の送信コイルからの電磁波は、管を横切って前後
両側の受信部の受信コイルに伝播する。これらの受信部
は、送信コイルの前後両側に離れているため、互いに干
渉することなく独立して夫々の受信コイルにより電磁波
を受信することができる。従って夫々の受信部の受信コ
イルの近傍の管の個所の探傷データを得ることができ
る。

【００１２】そして受信部間、即ちそれらの受信コイル
間の距離は一定であるので、各時点における夫々のデー
タは、常に上記受信コイル間の距離だけ離れた位置の管
の個所のデータに一致する。従って各移動毎に得られる
２組のデータを単に上記距離だけずらす単純な操作で、
管の位置が正確に一致した２組のデータを得ることがで
き、即ち１回の一方向の移動において、管の位置を一致
させた２組のデータを容易に得ることができる。

【００１３】

【実施例】次に本発明の実施例につき図を参照して説明
する。図１は本発明を適用するリモートフィールド渦流
式探傷装置の探傷センサＳの第１の実施例を示すもの
で、この探傷センサＳは直径50mmの管を対象としてお
り、図中左側が前方側である。符号１は送信部であり、
送信部１は、探傷センサＳの移動方向を巻き軸方向とし
てボビン２に送信コイル３を巻いて構成している。ボビ
ン２の両側のフランジ部４の外周は送信コイル３の外周
よりもやや突出させており、従って送信部１の外径はフ
ランジ部４の外径となる。この例では、送信部１の外径
は42mmである。

【００１４】符号５ｆ，５ｒは夫々送信部１の前方側、
後方側に対応した受信部であり、これらの受信部５ｆ，
５ｒは探傷センサＳの移動方向を巻き軸方向として、ボ
ビン６の前後両側に差動コイルとして動作させる一対の
受信コイル７ａ，７ｂを巻いて構成している。このボビ
ン６の両側のフランジ部８の外周は受信コイル７ａ，７
ｂの外周よりもやや突出させており、従って送信部１と
同様に、受信部５の外径はフランジ部８の外径となる。
この受信部５の外径は送信部１の外径と同径に構成して
いる。

【００１５】これらの受信部５ｆ，５ｒは送信部１の前
後両側にコイルばね９ｆ，９ｒにより連結している。こ
れらのコイルばね９ｆ，９ｒは、雌ねじ部１０を形成し
た取付部材１１を両端に固定しており、そして送信部１
の前後両側と、受信部５ｆの後側及び受信部５ｒの前側
に前記雌ねじ部１０に螺合する雄ねじ部１２を構成して
いる。こうして夫々の雌ねじ部１０を雄ねじ部１２に螺
合することにより、上述したように送信部１の前後両側
にコイルばね９ｆ，９ｒを介して受信部５ｆ，５ｒを連
結している。以上の構成により各受信部５ｆ，５ｒは、
受信コイルの中央、即ち、この場合上記一対の受信コイ
ル７ａ，７ｂ間の中央と送信コイル３の中央との距離が
夫々160mmとなるように送信部１の前後両側に連結され
ており、従って各受信部５ｆ，５ｒの受信コイルの中央
間の距離は320mmである。

【００１６】符号１３は先端案内部であり、この先端案
内部１３は貫通孔１４を形成した球状体として構成して
おり、この外径は35mmとしている。この先端案内部１３
の貫通孔１４内にはコイルばね１５の一端側を固定して
おり、またコイルばね１５の他端側には上述したものと
同様な構成の取付部材１１を固定しており、この取付部
材１１の雌ねじ部１０に螺合する雄ねじ部１２を受信部
５ｆのボビン６の前側に構成しており、この雌ねじ部１
０を雄ねじ部１２に螺合することにより、受信部５ｆの
前方側にコイルばね１５を介して先端案内部１３を連結
している。このコイルばね１５は、上記コイルばね９
ｆ，９ｒよりもばね定数を小さくして撓みやすく構成し
ている。

【００１７】符号１６は接続コネクタ１７を後側に設け
た接続部であり、この前側と受信部５ｒの後側間はコイ
ルばね１８で連結している。このコイルばね１８も上述
したコイルばね９ｆ，９ｒと同様に両端に雌ねじ部１０
を形成した取付部材１１を固定しており、また受信部５
ｒの後側と接続部１６の前側に前記雌ねじ部１０に螺合
する雄ねじ部１２を構成している。こうして夫々の雌ね
じ部１０を雄ねじ部１２に螺合することにより受信部５
ｒと接続部１６をコイルばね１８により連結している。

【００１８】図２は本発明を適用するリモートフィール
ド渦流式探傷装置の全体構成を概略的に示すもので、こ
の装置は回転推進装置により回転推進される駆動用コイ
ルワイヤ２０により探傷センサＳを回転させながら管内
を移動させて探傷を行う回転式の実施例で、図３は探傷
センサＳ部分の拡大図、図４は回転推進装置の構成を示
すものである。これらの図において符号１９は密巻の駆
動用コイルワイヤ２０を回転推進するねじ状推進機構を
設けた回転推進装置、符号２１は９０°ベンド等の曲管
部２２を備えた配管系を示すものである。この回転推進
装置１９は実開昭62-49761号公報に開示されるものと同
様の構成で、即ち、この装置は内側殻体２３と外側殻体
２４とにより筒状のコイルワイヤ収納空間２５を構成し
た収納容器２６を、基体２７に回転可能に支持し、コイ
ルワイヤ収納空間２５の上側にコイルワイヤ出入部２８
を構成している。そしてコイルワイヤ出入部２８の上方
に駆動用コイルワイヤ２０の線間凹部に係合する突起２
９を設けており、この突起２９は基体２７に設けた支持
部材３０に支持されている。そしてコイルワイヤ収納空
間２５は気密的に密閉されており、またコイルワイヤ出
入部２８には接続管３１が接続されている。そして駆動
用コイルワイヤ２０の先端には前記接続コネクタ１７と
係合する接続コネクタ３２を固定しており、これらの接
続コネクタ１７，３２の係合により駆動用コイルワイヤ
２０の先端に、図１に示される探傷センサＳを接続する
と共に、回転推進装置１９側に設けた探傷装置本体３３
と、探傷センサＳの送信コイル３及び受信コイル７ａ，
７ｂ等とを電線３４で接続している。また回転推進装置
１９の上記接続管３１は水封器３５を介して配管系２１
において地上に立ち上がっている立上管の端部に接続し
ている。

【００１９】以上の構成において図示を省略しているモ
ータ等の駆動源により収納容器２６を回転させると駆動
用コイルワイヤ２０が回転するので、この駆動用コイル
ワイヤ２０は突起２９により推進され、回転方向に応じ
て前進または後退する。従って駆動用コイルワイヤ２０
は回転しながら配管系２１の管３６内を推進し、その先
端に接続した探傷センサＳを回転させながら管３６内を
移動させる。一例として探傷センサＳの移動速度は2m/
分、回転数は100rpmであり、探傷センサＳの位置は、駆
動用コイルワイヤ２０のピッチと積算回転数とから算出
される移動距離から特定することができる。

【００２０】上述したように探傷センサＳを対象とする
管３６内に移動させながら、探傷装置本体３３から駆動
用コイルワイヤ２０内に通線した電線３４を介して送信
部１の送信コイル３に数十Hz程度の低周波の交流電流を
流して電磁波を発生させ、管３６を横切って伝播した電
磁波を各受信部５ｆ，５ｒの受信コイル７ａ，７ｂで受
信し、受信コイル７ａ，７ｂから電線３４を介して探傷
装置本体３３に伝達して、探傷装置本体３３において送
信コイル３に流した交流電流との位相差を検出し、探傷
センサＳの移動距離毎に記録していく。

【００２１】この際、各受信部５ｆ，５ｒは送信部１の
前後両側に離れているため、互いに干渉することなく独
立に受信コイル７ａ，７ｂにより電磁波を受信して、そ
の近傍の管壁の探傷データを収集することができる。こ
の際、各受信部５ｆ，５ｒ間の距離は一定、即ち実施例
においては320mmであるので、探傷センサＳの各位置に
おける夫々のデータは、常に上記受信部５ｆ，５ｒ間の
距離だけ離れた位置の２点のデータに一致する。即ち、
図３において探傷センサＳが右側から左側に移動してい
る場合には、後側の受信部５ｒによるデータは、常に、
受信部５ｆによるデータの示す管の位置から320mm後側
の位置のデータとなる。

【００２２】例えば図５は位相差の検出例を模式的に示
すものであり、探傷センサＳが図３において右側から左
側に移動している場合の基準位置からの移動距離に対し
て、各受信部５ｆ，５ｒの受信コイル７ａ，７ｂによる
位相差データを示しており、図中Ｆは受信部５ｆの受信
コイル７ａ，７ｂによる位相差データ、Ｒは受信部５ｒ
の受信コイル７ａ，７ｂによる位相差データを示してい
る。

【００２３】データＦ，Ｒにおいてｄ₁，ｄ₂は管３６の
減肉や貫通孔等の対象個所３７に対応するデータであ
り、この部分では位相差が大きく変化している。このよ
うな位相差が大きく変化するデータの個所はまず受信部
５ｆの受信コイル７ａ，７ｂが対象個所３７に近接した
時点のデータｄ₁に現れる。次いで探傷センサＳが更に
移動して受信部５ｒの受信コイル７ａ，７ｂが対象個所
３７に近接した時点において、この受信コイル７ａ，７
ｂによるデータｄ₂に現れる。この間の探傷センサＳの
移動距離は受信部５ｆ，５ｒ間の距離320mmに等しい。
従って、ＦのデータとＲのデータとは距離320mmずらす
ことにより、２組のデータＦ，Ｒを探傷センサＳの移動
距離、即ち管３６の位置に対して一致させることができ
る。このようにして探傷センサＳの移動により得られる
２組のデータを受信部５ｆ，５ｒ間の距離だけずらすこ
とにより、管３６の位置が正確に一致した２組のデータ
を得ることができ、即ち、探傷センサＳの１回の一方向
移動において管３６の各点につき２組の探傷データを得
ることができ、この２組のデータは上述したように容易
に正確に位置合わせを行うことができる。また探傷セン
サＳを往復移動させて探傷を行うことにより、往復移動
毎に管３６の各点につき４つの探傷データを得ることが
できる。

【００２４】以上のことから本発明では、対象とする管
の各位置についての多数のデータを、従来の半分の探傷
走査により行うことができ、またこれらの多数のデータ
の内、１回の移動において得られる２組のデータは位置
合わせを単純な操作により正確に行うことができるの
で、全体として多数のデータの位置合わせを容易に、そ
して正確に行うことができ、従って加算平均処理等の統
計的手法を用いたノイズ抑制手法を効果的に利用するこ
とができる。

【００２５】以上の探傷動作において探傷センサＳの先
端案内部１３は９０°ベンド等の曲管部２２に至ってそ
の内壁に衝突すると、送信部１との間の撓みやすいコイ
ルばね１５により曲管部に沿って移動方向を変え、続く
送信部１の案内となるため曲管部における探傷センサＳ
の挿通性が良い。

【００２６】尚、以上の実施例は探傷センサＳを回転さ
せながら管内を移動させる構成であるが、本発明は、探
傷センサＳを回転させずに管内を移動させる構成にも適
用できるものである。

【００２７】

【発明の効果】本発明は以上のとおりであるので、次の
ような効果がある。 探傷センサを対象とする管内に１回一方向に移動させ
ることで、管の各位置の探傷データを２組得ることがで
きることから、ノイズ抑制のための加算平均処理等の統
計的手法を利用するための多数のデータを少ない探傷操
作により得ることができる。 探傷センサの１回の一方向の移動により得られる２組
のデータは単純な操作により正確な管の位置合わせを行
うことができ、前記統計的手法を効果的に利用すること
ができる。 以上のことから、本発明は探傷センサを回転させなが
ら管内を移動させる回転移動式の探傷装置に適用しても
ノイズの影響が少なく、回転移動式の管内移動の良好さ
を利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する探傷センサの実施例を示す部
分断面図である。

【図２】本発明を適用するリモートフィールド渦流式探
傷装置の全体構成を概略的に示す説明図である。

【図３】図２の探傷センサ部分を拡大して示す説明図で
ある。

【図４】本発明を適用する回転推進装置の一例を示す断
面図である。

【図５】本発明を適用した探傷動作における位相差の検
出例を模式的に示す説明図である。

【符号の説明】

Ｓ 探傷センサ １ 送信部 ２，６ ボビン ３ 送信コイル ４，８ フランジ部 ５ｆ，５ｒ 受信部 ７ａ，７ｂ 受信コイル ９ｆ，９ｒ コイルばね １０ 雌ねじ部 １１ 取付部材 １２ 雄ねじ部 １３ 先端案内部 １４ 貫通孔 １５ コイルばね １６ 接続部 １７ 接続コネクタ １８ コイルばね １９ 回転推進装置 ２０ 駆動用コイルワイヤ ２１ 配管系 ２２ 曲管部 ２３ 内側殻体 ２４ 外側殻体 ２５ コイルワイヤ収納空間 ２６ 収納容器 ２７ 基体 ２８ コイルワイヤ出入部 ２９ 突起 ３０ 支持部材 ３１ 接続管 ３２ 接続コネクタ ３３ 探傷装置本体 ３４ 電線 ３５ 水封器 ３６ 管 ３７ 対象個所

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定距離隔てて支持した送信コイルと受
   信コイルを備えた探傷センサを駆動用コイルワイヤによ
   り対象とする管内に移動させて対象個所の検出を行うリ
   モートフィールド渦流式探傷装置において、受信コイル
   を支持した受信部は、送信コイルを支持した送信部の前
   後両側に構成したことを特徴とするリモートフィールド
   渦流式探傷装置
2. 【請求項２】 駆動用コイルワイヤは、回転駆動してね
   じ状推進機構により推進させることにより探傷センサを
   回転させながら管内を移動させることを特徴とする請求
   項１記載のリモートフィールド渦流式探傷装置
3. 【請求項３】 所定距離隔てて支持した送信コイルと受
   信コイルを備えた探傷センサを駆動用コイルワイヤによ
   り対象とする管内に移動させて対象個所の検出を行うリ
   モートフィールド渦流式探傷装置において、受信コイル
   を支持した受信部は、送信コイルを支持した送信部の前
   後両側に構成し、前後両側の受信部の受信コイルからの
   夫々の探傷データは、前後の受信コイル間の距離により
   補正を行うことにより１回の移動毎に、管の位置を一致
   させた２組の探傷データを収集することを特徴とするリ
   モートフィールド渦流式探傷装置におけるデータ収集方
   法
4. 【請求項４】 探傷センサは対象とする管内を往復動さ
   せて探傷を行い、１回の往復動毎に４組のデータを収集
   することを特徴とする請求項３記載のリモートフィール
   ド渦流式探傷装置におけるデータ収集方法