JPH10122845A - Tube inspecting apparatus - Google Patents

Tube inspecting apparatus

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Publication number
JPH10122845A
JPH10122845A JP29764796A JP29764796A JPH10122845A JP H10122845 A JPH10122845 A JP H10122845A JP 29764796 A JP29764796 A JP 29764796A JP 29764796 A JP29764796 A JP 29764796A JP H10122845 A JPH10122845 A JP H10122845A
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JP
Japan
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signal
tube
pipe
filter
acoustic signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP29764796A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takuichi Imanaka
拓一 今中
Toshikatsu Yoshiara
俊克 吉荒
Shigeto Nishimoto
重人 西本
Keiichi Tsuji
啓一 辻
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.)
Non Destructive Inspection Co Ltd
Original Assignee
Non Destructive Inspection Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Non Destructive Inspection Co Ltd filed Critical Non Destructive Inspection Co Ltd
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Publication of JPH10122845A publication Critical patent/JPH10122845A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tube inspecting apparatus for discriminating a cause of abnormality generated in a tube by an acoustic signal. SOLUTION: A transmitting element 14 of an acoustic signal and a receiving element 15 of the signal reflected in a tube T are mounted at one end T1 of the tube T. A display means 5 for displaying the signal received by the element 15 and a high pass filter 7 are provided. The signal passed through the filter 7 is compared with the signal not passed through the filter 7 and displayed by the means 5 having a personal computer 3 and a CRT unit 4. An FFT means 27 for selecting a feature part of the received signal to obtain a frequency spectrum and a memory means 25 for storing the spectrum of the signal sampled in known tube state are provided. The signal of the means 27 is sequentially compared with the signal of the means 25 and displayed on the unit 4.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、配管における異物
の係止や異物による配管の封鎖等を検査するための管検
査装置に関するものである。さらに詳しくは、管の一端
に取付可能な音響信号の送信子と、同じく管の一端に取
付可能で管内で反射した音響信号の受信子と、この受信
子により受信された音響信号を表示するための表示手段
とを備えた管検査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pipe inspection apparatus for inspecting whether a foreign substance is locked in a pipe or a pipe is blocked by the foreign substance. More specifically, a transmitter of an acoustic signal that can be attached to one end of a tube, a receiver of an acoustic signal that is also attachable to one end of the tube and that is reflected in the tube, and an acoustic signal received by the receiver. The present invention relates to a pipe inspection device provided with a display means.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のごとく、例えばプラント等におけ
る配管は、液体、気体、粉体、粒状体、液体と粉体・粒
状体の混合物等を燃料や原材料として流通させる。この
ような配管に異物が係止したり異物により配管が封鎖し
た場合、配管の流通に支障を来すので、異物を除去する
ために異物の係止位置等を特定する必要がある。
2. Description of the Related Art As is well known, for example, pipes in plants and the like allow liquids, gases, powders, granules, mixtures of liquids and powders / granules to flow as fuels and raw materials. If a foreign substance is locked on such a pipe or the pipe is blocked by the foreign substance, the flow of the pipe is obstructed. Therefore, in order to remove the foreign substance, it is necessary to specify a position where the foreign substance is locked or the like.

【0003】しかし、プラント内等で複雑に入り組んだ
不透明な配管を打診などにより検査し、異物の位置を特
定する作業は非常に困難を極める。また、例えば反応塔
や圧力容器等に収納されるような外部から隔離された配
管は、事実上打診等により検査することはできない。
[0003] However, it is extremely difficult to specify a position of a foreign substance by inspecting a complicated and complicated opaque pipe in a plant or the like by percussion or the like. In addition, piping isolated from the outside, for example, housed in a reaction tower, a pressure vessel, or the like, cannot be practically inspected by percussion or the like.

【0004】一方、打診等によらない音響信号を用いた
管検査の手法としては、例えば、特公平7−1168号
(特開昭61−29757号)公報に記載の如く、音響
パルスにより、管内の状況を検査する方法が提唱されて
いる。同公報によれば、照射波と管内でも反射波との位
相を比較することにより、反射波発生位置で管内空断面
積が大きくなっているのか小さくなっているのかを判定
している。
On the other hand, as a method of tube inspection using an acoustic signal without percussion or the like, for example, as described in Japanese Patent Publication No. 7-1168 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-29757), an acoustic pulse A method for examining the situation has been proposed. According to the publication, the phase of the irradiation wave and the phase of the reflected wave in the tube are compared to determine whether the cross sectional area in the tube is large or small at the position where the reflected wave is generated.

【0005】しかし、同じ管内空断面積の増大・減少で
も、異物の係止、配管の潰れ、水又は粒状体の侵入等の
原因が異なることで、その対策も全く異なったものとな
る。したがって、上記公報に記載の如き従来技術では、
管内の異常は認識できるものの、その異常の原因を特定
できず、管補修等の対策を講じるための情報としては不
十分であった。
[0005] However, even if the same increase or decrease in the cross-sectional area of the inside of the pipe is taken, the countermeasures are completely different due to different causes such as locking of foreign matter, collapsing of the pipe, and intrusion of water or granular material. Therefore, in the prior art as described in the above publication,
Although abnormalities in the pipes could be recognized, the cause of the abnormalities could not be specified, and the information was insufficient as information for taking measures such as pipe repair.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術の実状
に鑑みて、本発明は、音響信号により管内に発生した異
常の原因を識別することの可能な管検査装置を提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the state of the prior art, an object of the present invention is to provide a tube inspection apparatus capable of identifying the cause of an abnormality occurring in a tube by an acoustic signal. .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る管検査装置の特徴は、管の一端に取付
可能な音響信号の送信子と、同じく管の一端に取付可能
で管内で反射した音響信号の受信子と、この受信子によ
り受信された音響信号を表示するための表示手段とを備
えた構成において、受信された音響信号から一部の周波
数をカットするフィルターを設け、前記表示手段により
前記フィルター通過及び未通過の信号を対比させて表示
することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, a tube inspection apparatus according to the present invention is characterized in that an acoustic signal transmitter that can be attached to one end of a pipe and a pipe that can be attached to one end of the pipe and can be attached to the inside of the pipe. In the configuration including a receiver of the acoustic signal reflected by the, and display means for displaying the acoustic signal received by the receiver, provided a filter that cuts a part of the frequency from the received acoustic signal, The display means compares and displays the signals that have passed and not passed through the filter.

【0008】発明者らの実験によれば、管直交断面に対
する占有面積の小さな異物として例えば板状体を管長手
方向に向けて管内に係止した場合における反射信号は、
他の原因による反射信号に比較して、低域側周波数の信
号成分が少ないことが判明した。よって、この低域側周
波数の信号を「一部の周波数」としてカット(除去)す
るか、又は、この低域側周波数より周波数の高い信号を
「一部の周波数」としてカットするフィルターを構成
し、当該フィルター「通過及び未通過の信号」を比較す
ることで、反射波の原因が管直交断面に対する占有面積
の小さな異物によるものか否かを判別できる。
According to the experiments by the inventors, as a foreign substance having a small area occupying the cross section orthogonal to the pipe, for example, a reflection signal when a plate-like body is locked in the pipe in the longitudinal direction of the pipe is expressed as:
It has been found that the signal component of the low frequency side is smaller than the reflected signal due to other causes. Therefore, a filter that cuts (removes) the low-frequency side signal as “partial frequency” or cuts a signal having a frequency higher than the low-side frequency as “partial frequency” is configured. By comparing the “passed and unpassed signals” of the filter, it is possible to determine whether or not the cause of the reflected wave is a foreign matter having a small area occupied by the cross section orthogonal to the tube.

【0009】前記フィルターを構成するに当たっては、
フィルターが受信された音響信号から少なくとも低域側
周波数を前記一部の周波数としてカットすることが望ま
しい。当該構成によれば、フィルター通過後も管直交断
面に対する占有面積の小さな異物に起因する信号が残
り、その判定が容易となるからである。
In constructing the filter,
It is preferable that the filter cuts at least a low frequency side from the received acoustic signal as the partial frequency. According to this configuration, a signal caused by a foreign substance having a small occupied area with respect to the cross section orthogonal to the tube remains even after passing through the filter, which facilitates the determination.

【0010】また、本発明に係る管検査装置の他の特徴
は、管の一端に取付可能な音響信号の送信子と、同じく
管の一端に取付可能で管内で反射した音響信号の受信子
と、この受信子により受信された音響信号を表示するた
めの表示手段とを備えた構成において、受信された音響
信号の特徴部を選択して周波数スペクトルを求める周波
数スペクトル解析手段と、既知の管状況においてサンプ
リングされた音響信号の周波数スペクトルを蓄積する既
知信号蓄積手段とを設け、前記周波数スペクトル解析手
段の信号を前記既知信号蓄積手段の信号と順次対比させ
て表示可能に構成したことにある。
Another feature of the tube inspection apparatus according to the present invention is that a sound signal transmitter that can be attached to one end of the tube and a sound signal receiver that can be attached to one end of the tube and that is reflected inside the tube are also provided. A display unit for displaying an acoustic signal received by the receiver, a frequency spectrum analyzing unit for selecting a characteristic portion of the received acoustic signal to obtain a frequency spectrum, and a known pipe condition. And a known signal accumulating means for accumulating the frequency spectrum of the sampled acoustic signal, so that the signal of the frequency spectrum analyzing means can be sequentially compared with the signal of the known signal accumulating means and displayed.

【0011】発明者らの実験によれば、後述するよう
に、水・スラッジによる管閉塞、管端開放、管の潰れ、
板状体等の異物の管内係止に起因する反射信号の周波数
スペクトルにはそれぞれ顕著な特徴のあることが確認さ
れた。よって、ハードディスク等で構成したメモリ手段
による既知信号蓄積手段に既知の原因による周波数スペ
クトルを蓄積し、これらの周波数スペクトルとサンプリ
ング信号の周波数スペクトルとを比較することで、管内
状況を把握できる。
According to the experiments conducted by the inventors, as described later, pipe blockage due to water and sludge, pipe end opening, pipe collapse,
It was confirmed that each of the frequency spectra of the reflected signal resulting from the locking of the foreign matter such as the plate-like body in the pipe had remarkable characteristics. Therefore, the frequency spectrum of a known cause is stored in the known signal storage means of the memory means constituted by a hard disk or the like, and the frequency spectrum of the sampling signal is compared with the frequency spectrum of the known signal, whereby the status in the pipe can be grasped.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】次に、図面を参照しながら、本発
明の実施形態について説明する。本実施形態及び以下の
実施例では、直径30mm程度の鋼管を、検査対象であ
る管Tとしている。本実施形態において、管Tにおける
一端T1から他端T2までの管全長は5mである。ま
た、管の途中に変形部を設ける場合には、管の長手方向
における略中央に設ける。一方、管直交断面における占
有面積の少ない異物の例であるコイン等の厚さ数mm程
度の板状体Wを、管長手方向に向けて管T内に係止させ
る場合には、この一端T1から板状体Wまでの距離は
3.5mとしている。管Tの他端T2を水又はスラッジ
で閉塞する場合は、管Tを直立させ、水又はスラッジの
入った容器に他端T2を浸漬させる。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment and the following examples, a steel pipe having a diameter of about 30 mm is used as a pipe T to be inspected. In the present embodiment, the total length of the pipe T from one end T1 to the other end T2 is 5 m. When the deformed portion is provided in the middle of the pipe, it is provided substantially at the center in the longitudinal direction of the pipe. On the other hand, when a plate-like body W having a thickness of about several mm, such as a coin, which is an example of a foreign substance having a small occupied area in the cross section orthogonal to the pipe, is locked in the pipe T in the longitudinal direction of the pipe, this one end T1 The distance from to the plate-like body W is 3.5 m. When closing the other end T2 of the pipe T with water or sludge, the pipe T is erected and the other end T2 is immersed in a container containing water or sludge.

【0013】本発明に係る管検査装置1は、大略、管の
一端T1側に取り付けるセンサヘッド2と、パーソナル
コンピューター3及びCRT装置4よりなる表示手段5
と、発信器6と、フィルター7とを備えている。パーソ
ナルコンピューター3は、汎用品にソフトウェアを組み
込むことによって、以下の各種機能を実現するように構
成してある。
A tube inspection apparatus 1 according to the present invention generally comprises a sensor head 2 attached to one end T1 of a tube, and a display means 5 comprising a personal computer 3 and a CRT device 4.
, A transmitter 6 and a filter 7. The personal computer 3 is configured to realize the following various functions by incorporating software into a general-purpose product.

【0014】先のセンサヘッド2では、ケース10の内
部に設けた開口部を有する仕切り板11に送信子たるス
ピーカー14を支持してある。また、スピーカー14の
中心部近傍の仕切り板11から音響信号の送信側に向か
って突出する支持具に、受信子たるマイクロフォン15
を設けてある。スピーカー14としては、例えば、汎用
オーディオ機器のトゥイターを用いることができ、ま
た、マイクロフォン15には汎用のコンデンサマイクロ
フォンを用いることが可能である。ケース10は、その
前面側に設けられたノズル部に樹脂製の接続チューブ1
2を嵌合させ、この接続チューブをさらに管Tの一端T
1に差し込んで取り付けてある。もちろん、この接続チ
ューブ12は、適宜、環境に応じて長くすることも可能
である。スピーカー14から管T内に発信された音響信
号は、変形部、板状体W及び管の他端T2等で反射さ
れ、この反射信号がマイクロフォン15により受信され
る。
In the sensor head 2 described above, a speaker 14 as a transmitter is supported on a partition plate 11 having an opening provided inside a case 10. In addition, a microphone that is a receiver is mounted on a support projecting from the partition plate 11 near the center of the speaker 14 toward the transmission side of the acoustic signal.
Is provided. For example, a tweeter of a general-purpose audio device can be used as the speaker 14, and a general-purpose condenser microphone can be used as the microphone 15. The case 10 has a connection tube 1 made of resin on a nozzle portion provided on the front side thereof.
2 and the connection tube is further connected to one end T of the tube T.
It is inserted and attached to 1. Of course, the connecting tube 12 can be appropriately lengthened according to the environment. The acoustic signal transmitted from the speaker 14 into the tube T is reflected by the deformed portion, the plate-like body W, the other end T2 of the tube, and the like, and the reflected signal is received by the microphone 15.

【0015】先のパーソナルコンピューター3は、操作
部21の操作により、ドライバ22を介して発振器6を
駆動させる。発振器6は、例えば、中心周波数10kH
z程度の方形波を生成するものであり、この方形波は送
信アンプ6aにより増幅されスピーカー14を駆動させ
る。一方、マイクロフォン15により受信され且つ受信
アンプ7aにより増幅された反射音響信号は、フィルタ
ー7を通過するか又は未通過の状態で更にA/Dコンバ
ータ24を介してメモリチップ又はハードディスク等の
メモリ手段25に蓄積される。受信音響信号をフィルタ
ー7の通過によりフィルタリングさせるか未通過の状態
でメモリ手段25に蓄積させるかは、操作部21を介し
てフィルタを制御することで、適宜選択が可能である。
本実施形態及び以下の実施例では、フィルター7を10
kHz以下の信号のみ通過させるローパスフィルターと
6kHz以上の信号を通過させるハイパスフィルターと
により構成してある。これらハイパスフィルター及びロ
ーパスフィルターのしきい値となる周波数は操作部21
の操作により又はフィルターの直接操作で適宜変更可能
に構成しても良い。後述する試験結果から明らかとなる
ように、板状体Wの管内係止は、他の信号に比較して6
kHz未満の低域側周波数成分が少ないことから、6k
Hz未満の信号をローカットすることで、他の管内状況
との区別をすることが容易となる。また、10kHz以
上の高域側周波数をカットするのは、高周波ノイズを除
去するためであり、高周波ノイズが少ない場合はローパ
スフィルターを省略できる。メモリ手段25に蓄積され
た信号は、処理手段28により処理された後、例えば、
図2(a1)〜(a3)及び図3(a1),(a2)に
示す如き態様で同時にCRT装置4に表示される。ま
た、フィルター7を通過してフィルタリングされた信号
は、同様に処理手段28及びCRT装置4を介して図2
(b1)〜(b3)及び図3(b1),(b2)の如き
態様で表示される。そして、これら図2(a1)〜(a
3)及び図3(a1),(a2)のグラフと、図2(b
1)〜(b3)及び図3(b1),(b2)のグラフと
を、CRT装置4に同時に表示することによって、フィ
ルター7通過及び未通過の信号を対比させて表示する。
The personal computer 3 drives the oscillator 6 via the driver 22 by operating the operation unit 21. The oscillator 6 has, for example, a center frequency of 10 kHz.
A square wave of about z is generated, and this square wave is amplified by the transmission amplifier 6a to drive the speaker 14. On the other hand, the reflected acoustic signal received by the microphone 15 and amplified by the receiving amplifier 7a passes through the filter 7 or is passed through the A / D converter 24 and further passed through the A / D converter 24 to a memory means 25 such as a memory chip or a hard disk. Is accumulated in Whether the received acoustic signal is filtered by passing through the filter 7 or stored in the memory means 25 in a state where the received acoustic signal has not passed can be appropriately selected by controlling the filter via the operation unit 21.
In this embodiment and the following examples, the filter 7 is set to 10
It is composed of a low-pass filter that passes only signals of less than kHz and a high-pass filter that passes signals of more than 6 kHz. The threshold frequencies of the high-pass filter and the low-pass filter are determined by the operation unit 21.
Alternatively, it may be configured such that it can be appropriately changed by the above operation or by the direct operation of the filter. As will be apparent from the test results described later, the locking of the plate-shaped body W in the pipe is 6 times as compared with other signals.
Since there are few low-frequency components below kHz,
By low-cutting a signal of less than Hz, it is easy to distinguish from other in-tube situations. The reason why the high-frequency side of 10 kHz or more is cut is to remove high-frequency noise. If the high-frequency noise is small, the low-pass filter can be omitted. After the signal stored in the memory means 25 is processed by the processing means 28, for example,
The images are simultaneously displayed on the CRT device 4 in a manner as shown in FIGS. 2 (a1) to (a3) and FIGS. 3 (a1) and (a2). The signal filtered through the filter 7 is similarly processed by the processing means 28 and the CRT device 4 as shown in FIG.
(B1) to (b3) and in a manner as shown in FIGS. 3 (b1) and (b2). 2 (a1) to 2 (a).
3) and the graphs of FIGS. 3 (a1) and (a2) and FIG.
1) to (b3) and the graphs of FIGS. 3 (b1) and (b2) are simultaneously displayed on the CRT device 4 so that the signals that have passed through the filter 7 and the signals that have not passed therethrough are displayed in comparison.

【0016】フィルター7を未通過の状態でメモリ手段
25に蓄積された音響信号は、操作部21の操作により
その特徴部を選択でき、音響信号のうち選択された特徴
部は高速フーリエ変換を行うFFT手段27によりその
周波数スペクトルを求められる。特徴部の選択は、ドラ
イバ22の作動に連動するタイマ26により一端T1か
らの特徴部の距離を時間に換算することにより行われ
る。このFFT手段27及び処理手段28により処理さ
れた周波数スペクトルのグラフは、例えば、図4及び図
5の如き態様でCRT装置4に表示される。また、メモ
リ手段25の一部を構成するハードディスク等は、図4
に示す音響信号の特徴部の信号のうち、既知の管内状況
においてそれぞれサンプリングされた音響信号の周波数
スペクトルを蓄積している。そして、CRT装置4に検
査対象となる音響信号の周波数スペクトルとメモリ手段
25のハードディスク等に蓄積された既知信号とを順次
対比させることにより、管内状況を推定することができ
るように構成してある。
The sound signal stored in the memory means 25 in a state where the sound signal has not passed through the filter 7 can be selected by operating the operation unit 21, and the selected one of the sound signals performs fast Fourier transform. The frequency spectrum is obtained by the FFT means 27. The selection of the feature is performed by converting the distance of the feature from one end T1 into time by a timer 26 that is linked to the operation of the driver 22. The graph of the frequency spectrum processed by the FFT unit 27 and the processing unit 28 is displayed on the CRT device 4 in a manner as shown in FIGS. 4 and 5, for example. Further, a hard disk or the like which constitutes a part of the memory means 25 is shown in FIG.
Among the signals of the characteristic portion of the acoustic signal shown in (1), the frequency spectrum of each of the acoustic signals sampled under the known in-tube condition is accumulated. Then, the CRT device 4 is configured to sequentially compare the frequency spectrum of the acoustic signal to be inspected with the known signal stored in the hard disk or the like of the memory unit 25, so that the in-tube state can be estimated. .

【0017】[0017]

【実施例】図2(a1)〜(a3)に、上述の如く構成
した管試験装置のCRT装置に表示される上記フィルタ
ー7未通過の音響信号の受信波形を示す。図2(a1)
は管他端T2を開放した健全管の場合であり、基準時間
taにおける信号Saはスピーカー14での発信音を示
し、この時間taが距離の基準となる。また、開放端信
号S1の時間t1と基準時間taとの差が他端T2まで
の距離を表す代表値となる。図2(a2)の信号S2は
管Tの他端T2を水に浸漬して管Tを水により閉塞した
場合に相当し、図2(a3)の信号S3は管Tの他端T
2をスラッジで閉塞した場合に相当する。一方、図2
(b1)〜(b3)の信号S1’〜S3’は、健全管並
びに水閉塞及びスラッジ閉塞の信号S1〜S3を上述の
フィルター7を通過させて6kHz未満の信号及び10
kHzより大きな信号をカットした信号をそれぞれ示
す。フィルター7通過前後の信号をCRT装置に対比さ
せて表示すると、両者の差の大きいことが明らかとな
る。
2 (a1) to 2 (a3) show reception waveforms of an acoustic signal which has not passed through the filter 7 and which is displayed on the CRT device of the tube test apparatus constructed as described above. FIG. 2 (a1)
Is a case of a healthy pipe with the other end T2 opened, and a signal Sa at a reference time ta indicates a sound emitted from the speaker 14, and this time ta is a reference for the distance. The difference between the time t1 of the open end signal S1 and the reference time ta is a representative value representing the distance to the other end T2. The signal S2 in FIG. 2 (a2) corresponds to a case where the other end T2 of the tube T is immersed in water to close the tube T with water, and the signal S3 in FIG.
This corresponds to the case where No. 2 is blocked with sludge. On the other hand, FIG.
The signals S1 'to S3' of (b1) to (b3) are obtained by passing the signals S1 to S3 of the sound pipe and the water occlusion and the sludge occlusion through the above-described filter 7 to a signal of less than 6 kHz and 10
The signals obtained by cutting signals higher than kHz are shown. When the signals before and after passing through the filter 7 are displayed in comparison with the CRT device, it is clear that the difference between the two is large.

【0018】図3(a1),(a2)における信号S4
〜S6は、同様に上記CRT装置に表示される信号であ
って、図1に示す如く管に板状体Wをその平面が管の長
手方向に向く姿勢で係止させた場合、及び、同じく管に
板状体Wを係止させると共にその手前で管Tを直径の半
分に押し潰した場合のそれぞれにおける上記フィルター
7未通過の信号に該当する。
The signal S4 in FIGS. 3 (a1) and 3 (a2)
S6 is a signal similarly displayed on the CRT device, and is a signal when the plate-like body W is locked to the tube in a posture in which the plane faces the longitudinal direction of the tube as shown in FIG. This corresponds to the signal that has not passed through the filter 7 in each case where the plate-shaped body W is locked to the tube and the tube T is crushed to half its diameter before the tube.

【0019】一方、図3(b1),(b2)における信
号S4’〜S6’は、上記CRT装置に表示される信号
であって、上記信号S4〜S6をフィルター7に通過さ
せた後のものをそれぞれ示す。板状体Wに起因するフィ
ルター通過後の信号S4’,S5’は、フィルター通過
前の信号S4,S5に比較してあまり大幅に減衰しな
い。一方、板状体W以外の原因によるフィルター通過後
の信号S1’〜S3’,S6’は、フィルター通過前の
信号S1〜S3、S6に比較して大幅に減衰している。
かかる差異は、板状体Wによる反射信号は、管内面積の
小さな板状体Wが6kHz未満の低周波数の信号を反射
し難いことに起因する。よって、同じ反射源に基づく音
響信号についてフィルター7通過前後の信号強度を比較
することで、管内の異常が板状体Wに起因するものであ
るか否かを判別することが可能となる。
On the other hand, the signals S4 'to S6' in FIGS. 3 (b1) and 3 (b2) are signals displayed on the CRT device and are signals after passing the signals S4 to S6 through the filter 7. Are respectively shown. The signals S4 'and S5' after passing through the filter due to the plate-like body W are not significantly attenuated as compared with the signals S4 and S5 before passing through the filter. On the other hand, the signals S1 'to S3' and S6 'after passing through the filter due to causes other than the plate-like body W are greatly attenuated as compared with the signals S1 to S3 and S6 before passing through the filter.
Such a difference is caused by the fact that the reflected signal from the plate-shaped member W is unlikely to reflect a low-frequency signal of less than 6 kHz from the plate-shaped member W having a small pipe area. Therefore, by comparing the signal intensity before and after passing through the filter 7 with respect to the acoustic signal based on the same reflection source, it is possible to determine whether or not the abnormality in the tube is caused by the plate-shaped body W.

【0020】図4(a)〜(d)に示す周波数スペクト
ルのグラフは、上記図2及び図3における信号S1〜S
3、S6を上記FFT手段により周波数解析し、CRT
装置に表示したものである。一方、図4(e)に示す周
波数スペクトルのグラフは、管の直径長にわたって板状
体Wを係止させた状態での板状体Wの受信反射信号S
4,S5を上記FFT手段により周波数解析したもので
ある。
The graphs of the frequency spectra shown in FIGS. 4A to 4D correspond to the signals S1 to S in FIGS.
3, S6 is frequency-analyzed by the FFT means,
It is displayed on the device. On the other hand, the graph of the frequency spectrum shown in FIG. 4E shows the reception reflection signal S of the plate W in a state where the plate W is locked over the diameter of the tube.
4, S5 are frequency-analyzed by the FFT means.

【0021】これら図4において(a)〜(d)と
(e)との比較により、板状体Wに起因する反射信号
は、他の原因による反射信号に比較して周波数スペクト
ル全体における5kHz未満の信号成分が相対的に小さ
いことが判明した。この状態を換言すれば、5kHz前
後における周波数スペクトルの包絡線E1,E2のう
ち、図4(a)〜(d)に示す包絡線E1は全体的に右
下がりになっているのに対し、図4(e)に示す板状体
係止等の包絡線E2は比較的平坦となっていることを意
味する。よって、5kHz未満の信号、望ましくは6k
Hz未満の信号を上述のフィルター7でローカットした
状態とそのままの状態とを比較することで、板状体Wに
よる管内異常を上述の如く判別できることとなる。
In FIGS. 4A to 4D, a comparison between (a) to (d) and (e) shows that the reflected signal due to the plate-like body W is less than 5 kHz in the entire frequency spectrum as compared with the reflected signal due to other causes. Was found to be relatively small. In other words, among the envelopes E1 and E2 of the frequency spectrum at around 5 kHz, the envelope E1 shown in FIGS. 4 (e) shows that the envelope E2 of the plate-like body locking or the like is relatively flat. Therefore, a signal of less than 5 kHz, preferably 6 kHz
By comparing the state where the signal of less than Hz is low-cut by the above-described filter 7 with the state as it is, the abnormality in the pipe due to the plate-like body W can be determined as described above.

【0022】図4(a)の他端T2開放及び同(c)の
他端T2のスラッジ閉塞のグループと、同(b)の水閉
塞及び同(d)の管変形のグループとを比較すると、後
者の方が前者よりも10kHzより大きな高周波成分が
多いことがわかる。前者では高周波成分が散乱又は吸収
され易いことに起因すると推察される。また、同(a)
と同(c)とを比較すると、高周波成分はスラッジに吸
収され易いとしても、開放端よりも反射され易いことが
判明した。さらに、同(b)と同(d)とを比較する
と、水閉塞の場合の方が、管変形による場合よりも高周
波成分をよりフラットに反射し得ることが判明した。す
なわち、種々の原因による反射信号は、その周波数スペ
クトルに原因毎の特徴があり、パターン認識によって各
原因を特定し得ることが確認された。
A comparison between the group of sludge closing at the other end T2 of FIG. 4 (a) and the other end T2 of FIG. 4 (c) and the group of water blocking and tube deformation at (b) in FIG. 4 (b) is shown. It can be seen that the latter has more high frequency components greater than 10 kHz than the former. It is presumed that the former is caused by the fact that high frequency components are easily scattered or absorbed. (A)
Comparing (c) with (c), it was found that the high-frequency component was more likely to be absorbed by the sludge, but more easily reflected than the open end. Further, comparing (b) and (d), it was found that the high frequency component can be more flatly reflected in the case of water occlusion than in the case of tube deformation. That is, it was confirmed that the frequency spectrum of the reflected signal due to various causes has a feature for each cause, and each cause can be specified by pattern recognition.

【0023】図5は、管直径長にわたって管内部に係止
した板状体Wの厚みとフィルター7通過前後の信号にお
ける減衰差との相関を示すグラフである。すなわち、図
3の信号S4,S4’の電圧をそれぞれV4,V4’と
すると、減衰差とは、数式20log(V4/V4')[dB]によ
り表現できる。同グラフより、板状体Wが厚くなる程、
換言すれば、管直交断面に占める板状体Wの面積が増大
する程、フィルター通過前後の信号における減衰差も大
きくなっていることが確認された。よって、フィルター
通過前後の信号の減衰差に基づいて、管内異物の管断面
に占める大凡の大きさを推定することが可能といえる。
FIG. 5 is a graph showing the correlation between the thickness of the plate-like body W retained inside the pipe over the length of the pipe diameter and the attenuation difference in the signal before and after passing through the filter 7. That is, assuming that the voltages of the signals S4 and S4 'in FIG. 3 are V4 and V4', respectively, the attenuation difference can be expressed by the equation 20 log (V4 / V4 ') [dB]. According to the graph, as the plate-shaped body W becomes thicker,
In other words, it was confirmed that as the area of the plate-shaped body W occupying the cross section orthogonal to the tube increases, the attenuation difference in the signal before and after passing through the filter increases. Therefore, it can be said that it is possible to estimate the approximate size of the foreign matter in the pipe in the cross section of the pipe based on the attenuation difference of the signal before and after passing through the filter.

【0024】最後に、本発明のさらに他の実施の形態の
可能性について説明する。上記実施形態及び実施例で
は、プラントにおける直径30mm程度の鋼管を検査対
象としたが、本管検査装置は、プラント等以外の種々の
直径の配管にも適用可能である。勿論、本発明では、鋳
鉄、ステンレス鋼、鉛管のほか、ゴム管や樹脂管をも検
査対象とすることができる。また、識別し得る管内状況
としては上記スラッジ・水閉塞や板状体係止等に限られ
ない。管断面方向に対する占有面積の小さな異物の一例
として、板状体を例示したが、この種の異物としては、
例えば、管内部に成長する氷柱や、管内に係止させた針
金等も該当する。
Finally, the possibility of another embodiment of the present invention will be described. In the above embodiments and examples, the steel pipe having a diameter of about 30 mm in the plant was inspected. However, the main pipe inspection apparatus can be applied to pipes of various diameters other than the plant and the like. Needless to say, in the present invention, in addition to cast iron, stainless steel, and lead pipe, rubber pipes and resin pipes can be inspected. In addition, the in-pipe state that can be identified is not limited to the above-described sludge / water blockage, plate-like body locking, and the like. As an example of a foreign substance having a small occupied area in the pipe cross-sectional direction, a plate-like body is exemplified.
For example, an icicle growing inside the tube, a wire locked inside the tube, and the like are also applicable.

【0025】上記実施形態では、しきい値の一例たる6
kHz未満の信号をローカットするフィルターを通過さ
せた信号を未通過の信号と比較し、信号の減衰率が小さ
な場合には板状体Wが係止するような管断面方向に対す
る占有面積の小さな異物であると判定した。しかし、同
しきい値以上の信号をハイカットするフィルターを通過
させた信号を未通過の信号と比較し、信号の減衰率が大
きな場合には管断面方向に対する占有面積の小さな異物
であると判定するように構成してもよい。但し、フィル
ター7通過前後の信号が双方とも確認し易いという点か
ら、上述のローカットを行うハイパスフィルターを用い
る構成が優れている。本発明におけるローカットはパイ
パスと同義であり、ハイカットはローパスと同義であ
る。なお、上記実施形態では、しきい値として6kHz
を例示したが、最適なしきい値はもちろんこれに限定さ
れるものではない。
In the above embodiment, 6 which is an example of the threshold value is used.
A signal that has passed through a filter that low-cuts a signal of less than kHz is compared with a signal that has not passed through the filter. Was determined. However, a signal that has passed a filter that cuts a signal higher than the threshold value through a high-cut filter is compared with a signal that has not passed. If the signal attenuation rate is large, it is determined that the foreign matter has a small area occupied in the cross-sectional direction of the tube. It may be configured as follows. However, the configuration using the high-pass filter that performs the above-described low cut is excellent because both signals before and after passing through the filter 7 can be easily confirmed. Low cut in the present invention is synonymous with bypass, and high cut is synonymous with low pass. In the above embodiment, the threshold value is 6 kHz.
However, the optimum threshold value is not limited to this.

【0026】上記実施例では、閉塞等の原因となる物質
により、例えば10kHz以上の高域側信号成分の分布
に特徴のあることが見いだされた。よって、例えばしき
い値10kHz程度のローパスフィルター通過前後の信
号の減衰差により、閉塞等の原因となる物質を推定する
ように構成してもよい。
In the above embodiment, it has been found that the distribution of the high-frequency side signal component of, for example, 10 kHz or more has a characteristic due to the substance causing the blockage or the like. Therefore, for example, a substance that causes blockage or the like may be estimated based on a difference in attenuation of a signal before and after passing through a low-pass filter having a threshold value of about 10 kHz.

【0027】フィルター通過及び未通過の信号を対比さ
せて表示するには、これら双方の信号を上述の如く同時
に表示する他、これら双方の信号の差分のみを表示させ
るように構成することも可能である。また、本発明にい
う表示装置とは、ディスプレイ装置のみならず、信号の
強度が一定値を越える場合又は越えない場合に点灯する
発光ダイオード等により構成してもよく、例えば、フィ
ルター通過及び未通過の信号の差分が一定値に満たない
場合に発光ダイオード等の点灯で上述の如き板状体等が
係止している旨を表示するように構成してもよい。差分
のみを表示させる場合には、先のFFT手段27を使用
せず、タイマ26により同一の反射源に基づく信号のみ
を選択させてもよい。
In order to compare and display the signals that have passed through the filter and the signals that have not passed, the two signals can be displayed simultaneously as described above, or only the difference between these two signals can be displayed. is there. Further, the display device according to the present invention may include not only the display device but also a light emitting diode or the like that is turned on when the signal intensity exceeds or does not exceed a certain value. If the difference between the signals is smaller than a certain value, the light emitting diode or the like may be turned on to indicate that the plate-like body or the like is locked. When only the difference is displayed, the timer 26 may be used to select only the signal based on the same reflection source without using the FFT unit 27.

【0028】上記実施形態では、音響信号の送信子と受
信子とをそれぞれ別体のスピーカーとマイクロフォンと
で構成したが、これら送信子と受信子とは同一のデバイ
スにより構成してもよい。例えば、単一のスピーカーを
送受信子として設け、ボイスコイルにパルス電圧を加え
ると共に、受信音響信号パルスに起因してボイルコイル
両端に生じる電圧を解析するように構成してもよい。
In the above embodiment, the transmitter and the receiver of the acoustic signal are each constituted by a separate speaker and a microphone. However, the transmitter and the receiver may be constituted by the same device. For example, a single speaker may be provided as a transmitter / receiver, a pulse voltage may be applied to the voice coil, and a voltage generated at both ends of the boil coil due to the received acoustic signal pulse may be analyzed.

【0029】[0029]

【発明の効果】このように、上記本発明の特徴によれ
ば、フィルター通過又は未通過の信号を対比させること
で、反射信号の原因が管直交断面に対する占有面積の小
さな異物であるか否かを簡単且つ迅速に判定・識別でき
るようになった。その結果、管に係止する異物等の管直
交断面に対する広がりから異物等の大凡の形状等を推定
できるようになった。
As described above, according to the feature of the present invention, by comparing signals that have passed or not passed through the filter, it is possible to determine whether or not the cause of the reflected signal is a foreign matter occupying a small area in the cross section orthogonal to the tube. Can be determined and identified easily and quickly. As a result, the approximate shape and the like of the foreign matter and the like can be estimated from the spread of the foreign matter and the like locked on the pipe with respect to the cross section orthogonal to the pipe.

【0030】また、上記本発明の他の特徴によれば、各
管内異常に対応させて記憶させた周波数スペクトルと、
サンプリングされた周波数スペクトルとの比較により、
種々の管内異常の種類を識別することが可能となった。
その結果、管を露出させることなく管内の異常原因を的
確に把握できて、管内の異物除去や管補修に当たり万全
な対策を講じ得るようになった
According to another feature of the present invention, a frequency spectrum stored in correspondence with each in-pipe abnormality is stored;
By comparison with the sampled frequency spectrum,
It became possible to identify various types of in-tube abnormalities.
As a result, the cause of an abnormality in the pipe can be accurately grasped without exposing the pipe, and thorough measures can be taken when removing foreign matter in the pipe or repairing the pipe.

【0031】なお、特許請求の範囲の項に記入した符号
は、あくまでも図面との対照を便利にするためのものに
すぎず、該記入により本発明は添付図面の構成に限定さ
れるものではない。
It should be noted that the reference numerals described in the claims are merely for convenience of comparison with the drawings, and the present invention is not limited to the configuration shown in the attached drawings. .

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

【図1】本発明にかかる管検査装置の概略を示す論理ブ
ロック図である。
FIG. 1 is a logical block diagram schematically showing a tube inspection apparatus according to the present invention.

【図2】管に対する音響パルス信号の発信後の受信信号
の時間に対する強度変化を示すグラフであって(a1)
〜(a3)はフィルタ未通過、(b1)〜(b3)はフ
ィルタ通過後の信号をそれぞれ示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a change in intensity of a received signal with respect to time after transmission of an acoustic pulse signal to a tube (a1).
(A3) to (a3) are graphs showing a signal not passed through the filter, and (b1) to (b3) are graphs showing a signal after passing through the filter.

【図3】図2と同趣旨のグラフであって、(a1),
(b1)は板状体を係止させた場合、(a2),(b
2)はさらに管を変形させた場合に相当する。
FIG. 3 is a graph having the same meaning as in FIG. 2, wherein (a1),
(B1) shows the results when (a2), (b)
2) corresponds to the case where the pipe is further deformed.

【図4】一部の反射信号の周波数スペクトルを示すグラ
フであり、(a)は開放端、(b)は水閉塞、(c)は
スラッジ閉塞、(d)は管変形、(e)は板状体の係止
にそれぞれ起因するものである。
FIG. 4 is a graph showing a frequency spectrum of a part of a reflected signal, in which (a) is an open end, (b) is water occlusion, (c) is sludge occlusion, (d) is pipe deformation, and (e) is a graph. This is attributable to the locking of the plate.

【図5】板状体Wの厚みとフィルター7通過前後の信号
における減衰差との相関を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a correlation between the thickness of a plate-like body W and an attenuation difference of a signal before and after passing through a filter 7;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 検査装置 2 センサヘッド 3 パーソナルコンピューター 4 CRT装置 5 表示手段 6 発振器 7 フィルター 6a送信アンプ 7a受信アンプ 10 ケース 11 仕切り板 11a支持体 12 接続チューブ 14 スピーカー(送信子) 15 マイクロフォン(受信子) 21 操作部 22 ドライバ 24 A/Dコンバータ 25 メモリ手段 26 タイマ 27 FFT手段 28 処理手段 T 管 T1一端 T2他端 W 板状体。.。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inspection apparatus 2 Sensor head 3 Personal computer 4 CRT apparatus 5 Display means 6 Oscillator 7 Filter 6a Transmission amplifier 7a Receiving amplifier 10 Case 11 Partition plate 11a Support body 12 Connection tube 14 Speaker (transmitter) 15 Microphone (receiver) 21 Operation Part 22 driver 24 A / D converter 25 memory means 26 timer 27 FFT means 28 processing means T tube T1 one end T2 other end W Plate. ..

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻 啓一 大阪市西区北堀江1丁目18番14号 非破壊 検査株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Keiichi Tsuji 1-18-14 Kitahorie, Nishi-ku, Osaka Non-destructive Inspection Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 管(T)の一端(T1)に取付可能な音
響信号の送信子(14)と、同じく管(T)の一端(T
1)に取付可能で管内で反射した音響信号の受信子(1
5)と、この受信子(15)により受信された音響信号
を表示するための表示手段(5)とを備えた管検査装置
であって、受信された音響信号から一部の周波数をカッ
トするフィルター(7)を設け、前記表示手段(5)に
より前記フィルター(7)通過及び未通過の信号を対比
させて表示する管検査装置。
1. An acoustic signal transmitter (14) attachable to one end (T1) of a tube (T), and an end (T1) of the tube (T).
The receiver (1) of the acoustic signal that can be attached to 1) and reflected in the pipe
5) and a display device (5) for displaying an acoustic signal received by the receiver (15), wherein a part of the frequency is cut from the received acoustic signal. A pipe inspection device provided with a filter (7), wherein the display means (5) compares and displays signals passed and not passed by the filter (7).
【請求項2】 前記フィルター(7)が受信された音響
信号から少なくとも低域側周波数を前記一部の周波数と
してカットするものである請求項1に記載の管検査装
置。
2. The tube inspection apparatus according to claim 1, wherein the filter (7) cuts at least a low-frequency side from the received acoustic signal as the partial frequency.
【請求項3】 管(T)の一端(T1)に取付可能な音
響信号の送信子(14)と、同じく管(T)の一端(T
1)に取付可能で管内で反射した音響信号の受信子(1
5)と、この受信子(15)により受信された音響信号
を表示するための表示手段(5)とを備えた管検査装置
であって、受信された音響信号の特徴部を選択して周波
数スペクトルを求める周波数スペクトル解析手段(2
7)と、既知の管状況においてサンプリングされた音響
信号の周波数スペクトルを蓄積する既知信号蓄積手段
(25)とを設け、前記周波数スペクトル解析手段の信
号を前記既知信号蓄積手段の信号と順次対比させて表示
可能に構成した管検査装置。
3. An acoustic signal transmitter (14) that can be attached to one end (T1) of the tube (T), and an end (T) of the tube (T).
The receiver (1) of the acoustic signal that can be attached to 1) and reflected in the pipe
5) and a display means (5) for displaying an acoustic signal received by the receiver (15), wherein a characteristic part of the received acoustic signal is selected and a frequency is selected. Frequency spectrum analysis means (2) for obtaining a spectrum
7) and a known signal storage means (25) for storing a frequency spectrum of an acoustic signal sampled in a known pipe condition, wherein the signal of the frequency spectrum analysis means is sequentially compared with the signal of the known signal storage means. Tube inspection device configured to be able to display.
JP29764796A 1996-10-18 1996-10-18 Tube inspecting apparatus Pending JPH10122845A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009257945A (en) * 2008-04-17 2009-11-05 Jfe Steel Corp Thin steel pipe thickness measurement method

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