JPH1090232A - 超音波検査方法及び超音波検査装置 - Google Patents
超音波検査方法及び超音波検査装置Info
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- JPH1090232A JPH1090232A JP8244729A JP24472996A JPH1090232A JP H1090232 A JPH1090232 A JP H1090232A JP 8244729 A JP8244729 A JP 8244729A JP 24472996 A JP24472996 A JP 24472996A JP H1090232 A JPH1090232 A JP H1090232A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 エレクトロフュージョン継手と管との融着界
面の状態を、超音波により良好に検査することができる
超音波検査方法を得る。 【解決手段】 軸方向に螺旋状に巻かれた融着用ワイヤ
ーを継手内部に備えた融着継手の継手内周面と、前記融
着継手に融着される管の管外周面との間に形成される融
着界面の状態を、超音波により検査するに、前記融着継
手の外表面の入射位置から、前記超音波を、前記融着用
ワイヤーの巻き進行面に沿って、前記管の径方向である
前記管外周面の法線方向に対して交差して侵入させ、前
記融着界面近傍より帰ってくる反射波を前記入射位置で
検出して、検出される反射信号データから前記融着界面
の状態を検査する。
面の状態を、超音波により良好に検査することができる
超音波検査方法を得る。 【解決手段】 軸方向に螺旋状に巻かれた融着用ワイヤ
ーを継手内部に備えた融着継手の継手内周面と、前記融
着継手に融着される管の管外周面との間に形成される融
着界面の状態を、超音波により検査するに、前記融着継
手の外表面の入射位置から、前記超音波を、前記融着用
ワイヤーの巻き進行面に沿って、前記管の径方向である
前記管外周面の法線方向に対して交差して侵入させ、前
記融着界面近傍より帰ってくる反射波を前記入射位置で
検出して、検出される反射信号データから前記融着界面
の状態を検査する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軸方向に螺旋状に
巻かれた融着用ワイヤーを継手内部に備えた融着継手の
継手内周面と、前記融着継手に融着される管の管外周面
との間に形成される融着界面の状態を、検査する検査技
術に関するものである。
巻かれた融着用ワイヤーを継手内部に備えた融着継手の
継手内周面と、前記融着継手に融着される管の管外周面
との間に形成される融着界面の状態を、検査する検査技
術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】今日、都市ガス配管、給湯用配管等を対
象として、架橋ポリエチレン管を代表とする樹脂管を使
用することが検討されている。そして、これらの樹脂管
１を接合する目的で、所謂、エレクトロフュージョン継
手２を採用することが提案され、実施段階に到ろうとし
ている。ここで、エレクトロフュージョン継手２とは、
図１、２に示すように、継手内部に、継手の軸方向Ｚに
螺旋状に巻かれた融着用ワイヤー３を備えて構成される
ものであり、このような継手２を使用して、管等を接合
する場合は、継手内に接合対象の管１を挿入した状態
で、前記融着用ワイヤー３に通電をおこない、継手内周
面４と管外周面５とを融着して、管１の良好な接合状態
を確保するようにしている。即ち、所謂、融着界面６
が、両者間に形成される。
象として、架橋ポリエチレン管を代表とする樹脂管を使
用することが検討されている。そして、これらの樹脂管
１を接合する目的で、所謂、エレクトロフュージョン継
手２を採用することが提案され、実施段階に到ろうとし
ている。ここで、エレクトロフュージョン継手２とは、
図１、２に示すように、継手内部に、継手の軸方向Ｚに
螺旋状に巻かれた融着用ワイヤー３を備えて構成される
ものであり、このような継手２を使用して、管等を接合
する場合は、継手内に接合対象の管１を挿入した状態
で、前記融着用ワイヤー３に通電をおこない、継手内周
面４と管外周面５とを融着して、管１の良好な接合状態
を確保するようにしている。即ち、所謂、融着界面６
が、両者間に形成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例え
ば、都市ガスの配管を現場で接続する場合や、補修をお
こなう必要がある。このような場合に、前述の融着界面
に砂を噛みこんだり、一部にボイドが形成されたりする
場合がある。このように砂を噛みこんだり、ボイドが形
成されたりする場合は、接合状態が異常であるため、再
度作業をやり直す必要があるが、このような不良状態の
確認手法は、未だ、確立されていない。発明者らは、上
記のような異常を検出するために、超音波による検査を
おこなうことを検討した。このような状況にあって、超
音波による検査を行おうとすると、超音波探触子を検査
部表面に当接させて、超音波を材料内に侵入させて、材
料内部から反射、もしくは透過してくる波を検出して、
融着界面の状態を検査することとなるが、本願のような
場合は、管が接合状態にあるため、継手、管内部からの
検査は不可能である。一方、継手外表面から超音波を侵
入させて、その反射波を検出して融着界面に存すること
がありうる異物の検出をおこなうことが好ましいが、融
着用ワイヤーが界面近傍にあり、さらに、このワイヤー
の巻き密度（管軸方向の単位長さ当たりの本数）が比較
的高いため、融着用ワイヤーが障害となって、異物の検
出が行い難いことが判明した。この状態を図５に示し
た。例えば、超音波探触子からの超音波の入射方向を管
の法線方向に選択し、継手、外表面から、入射すると、
融着用ワイヤーからの信号が、時間領域において比較的
広がって受信されることとなるため、融着界面にある異
物からの信号との識別ができず、有効な検出をおこなう
ことができない。
ば、都市ガスの配管を現場で接続する場合や、補修をお
こなう必要がある。このような場合に、前述の融着界面
に砂を噛みこんだり、一部にボイドが形成されたりする
場合がある。このように砂を噛みこんだり、ボイドが形
成されたりする場合は、接合状態が異常であるため、再
度作業をやり直す必要があるが、このような不良状態の
確認手法は、未だ、確立されていない。発明者らは、上
記のような異常を検出するために、超音波による検査を
おこなうことを検討した。このような状況にあって、超
音波による検査を行おうとすると、超音波探触子を検査
部表面に当接させて、超音波を材料内に侵入させて、材
料内部から反射、もしくは透過してくる波を検出して、
融着界面の状態を検査することとなるが、本願のような
場合は、管が接合状態にあるため、継手、管内部からの
検査は不可能である。一方、継手外表面から超音波を侵
入させて、その反射波を検出して融着界面に存すること
がありうる異物の検出をおこなうことが好ましいが、融
着用ワイヤーが界面近傍にあり、さらに、このワイヤー
の巻き密度（管軸方向の単位長さ当たりの本数）が比較
的高いため、融着用ワイヤーが障害となって、異物の検
出が行い難いことが判明した。この状態を図５に示し
た。例えば、超音波探触子からの超音波の入射方向を管
の法線方向に選択し、継手、外表面から、入射すると、
融着用ワイヤーからの信号が、時間領域において比較的
広がって受信されることとなるため、融着界面にある異
物からの信号との識別ができず、有効な検出をおこなう
ことができない。
【０００４】従って、本発明の目的は、所謂、エレクト
ロフュージョン継手と管との融着界面の状態を、超音波
により良好に検査することができる超音波検査方法を得
るとともに、この方法を使用する超音波検査装置を得る
ことにある。
ロフュージョン継手と管との融着界面の状態を、超音波
により良好に検査することができる超音波検査方法を得
るとともに、この方法を使用する超音波検査装置を得る
ことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明による本願第１の発明の超音波検査方法は、請
求項１に記載のとおり、軸方向に螺旋状に巻かれた融着
用ワイヤーを継手内部に備えた融着継手の継手内周面
と、前記融着継手に融着される管の管外周面との間に形
成される融着界面の状態を、超音波により検査する超音
波検査方法であって、前記融着継手の外表面の入射位置
から、前記超音波を、前記融着用ワイヤーの巻き進行面
に沿って、前記管の径方向である前記管外周面の法線方
向に対して交差して侵入させ、前記融着界面近傍より帰
ってくる反射波を前記入射位置で検出して、検出される
反射信号データから前記融着界面の状態を検査する検査
工程を備えることにある。この超音波検査方法にあって
は、超音波を継手内部に入射させ、内部より帰ってくる
反射波をその入射位置で検出する。ここで、超音波の入
射方向は、融着用ワイヤーの巻き進行面に沿い、なおか
つ、融着対象の管の径方向である管外周面の法線方向に
対して交差した方向とされる。この超音波の入射方向に
関して、図１、図２を参照しながら説明する。図１は、
継手及び管をその軸方向とは、ほぼこれと直交する断面
方向で切断した図面であり、図２は、両者を、その軸方
向に沿って切断した図面である。これらの図には、それ
ぞれ、融着用ワイヤー及び融着界面に噛みこまれた異物
の一例としての砂、さらに、超音波の進行方向が図示さ
れている。このようなエレクトロフュージョン継手にあ
っては、融着用ワイヤーは、ほぼ、管周方向に沿って僅
かに傾きを持って巻かれるため、ワイヤー３は図１の状
態で、断面で周方向に沿って露出した状態となる。本願
にあっては、超音波は、このワイヤーの巻き進行面に沿
って入射されるため、図１の紙面に沿って、進行する。
従って、図２の断面にあっては、ワイヤー、超音波は共
に、紙面、表裏方向に分布することとなる。さらに、本
願の方法にあっては、超音波は、図１に示すように、管
の法線方向から傾いた状態で、継手内部に入射される。
従って、融着用ワイヤーに向かって進行する超音波は、
このワイヤーの表面状態が良好なこととも相まって、元
進行して来た側とは反対側の継手材料内に向かって反射
される。即ち、図１、入射波ｓ１反射波ｓ２の状態とな
って、超音波探触子がある側とは反対側の継手表面に伝
播されて、その後散逸される。一方、入射された超音波
の一部は、融着界面にある異物（例えば先に述べたよう
に砂等）まで到達する。そして、このような異物の表面
が比較的、均一でないことに起因して、入射側である超
音波探触子の位置する入射位置にも反射される。従っ
て、本願にあっては、入射位置において、優先的に、融
着界面にある異物からの信号を拾うことができる。結
果、Ｓ／Ｎ比を比較的確保した状態で、融着界面の状況
を的確に把握できる。
の本発明による本願第１の発明の超音波検査方法は、請
求項１に記載のとおり、軸方向に螺旋状に巻かれた融着
用ワイヤーを継手内部に備えた融着継手の継手内周面
と、前記融着継手に融着される管の管外周面との間に形
成される融着界面の状態を、超音波により検査する超音
波検査方法であって、前記融着継手の外表面の入射位置
から、前記超音波を、前記融着用ワイヤーの巻き進行面
に沿って、前記管の径方向である前記管外周面の法線方
向に対して交差して侵入させ、前記融着界面近傍より帰
ってくる反射波を前記入射位置で検出して、検出される
反射信号データから前記融着界面の状態を検査する検査
工程を備えることにある。この超音波検査方法にあって
は、超音波を継手内部に入射させ、内部より帰ってくる
反射波をその入射位置で検出する。ここで、超音波の入
射方向は、融着用ワイヤーの巻き進行面に沿い、なおか
つ、融着対象の管の径方向である管外周面の法線方向に
対して交差した方向とされる。この超音波の入射方向に
関して、図１、図２を参照しながら説明する。図１は、
継手及び管をその軸方向とは、ほぼこれと直交する断面
方向で切断した図面であり、図２は、両者を、その軸方
向に沿って切断した図面である。これらの図には、それ
ぞれ、融着用ワイヤー及び融着界面に噛みこまれた異物
の一例としての砂、さらに、超音波の進行方向が図示さ
れている。このようなエレクトロフュージョン継手にあ
っては、融着用ワイヤーは、ほぼ、管周方向に沿って僅
かに傾きを持って巻かれるため、ワイヤー３は図１の状
態で、断面で周方向に沿って露出した状態となる。本願
にあっては、超音波は、このワイヤーの巻き進行面に沿
って入射されるため、図１の紙面に沿って、進行する。
従って、図２の断面にあっては、ワイヤー、超音波は共
に、紙面、表裏方向に分布することとなる。さらに、本
願の方法にあっては、超音波は、図１に示すように、管
の法線方向から傾いた状態で、継手内部に入射される。
従って、融着用ワイヤーに向かって進行する超音波は、
このワイヤーの表面状態が良好なこととも相まって、元
進行して来た側とは反対側の継手材料内に向かって反射
される。即ち、図１、入射波ｓ１反射波ｓ２の状態とな
って、超音波探触子がある側とは反対側の継手表面に伝
播されて、その後散逸される。一方、入射された超音波
の一部は、融着界面にある異物（例えば先に述べたよう
に砂等）まで到達する。そして、このような異物の表面
が比較的、均一でないことに起因して、入射側である超
音波探触子の位置する入射位置にも反射される。従っ
て、本願にあっては、入射位置において、優先的に、融
着界面にある異物からの信号を拾うことができる。結
果、Ｓ／Ｎ比を比較的確保した状態で、融着界面の状況
を的確に把握できる。
【０００６】ここで、本願で採用する超音波として、縦
波を採用すると、比較的、散逸の大きな樹脂管にあって
も、良好な検査をおこなうことができる。さらに縦波に
あっては、対象物に入射角９０度程度を有して当たった
ものが、優先的に反射してくるため、ノイズの少ない明
確な信号を得ることができる。さらに伝播速度が大きい
ため、初期の反射波で捕らえることができる。さらに、
管の法線方向Ｎと入射される超音波の入射方向との交差
角ｉとしては、１３〜１８度程度の範囲内にある角度が
好ましい。このような範囲内にある角度にあっては、ワ
イヤーからの反射を低減させる効果を奏することができ
る。図６の横軸は入射角度としての交差角ｉと信号強度
の関係を示している。実線でワイヤーからの信号を、破
線で界面からの信号を示した。
波を採用すると、比較的、散逸の大きな樹脂管にあって
も、良好な検査をおこなうことができる。さらに縦波に
あっては、対象物に入射角９０度程度を有して当たった
ものが、優先的に反射してくるため、ノイズの少ない明
確な信号を得ることができる。さらに伝播速度が大きい
ため、初期の反射波で捕らえることができる。さらに、
管の法線方向Ｎと入射される超音波の入射方向との交差
角ｉとしては、１３〜１８度程度の範囲内にある角度が
好ましい。このような範囲内にある角度にあっては、ワ
イヤーからの反射を低減させる効果を奏することができ
る。図６の横軸は入射角度としての交差角ｉと信号強度
の関係を示している。実線でワイヤーからの信号を、破
線で界面からの信号を示した。
【０００７】さて、本願第１の発明の超音波検査方法を
おこなう場合に、請求項２に記載のように、以下のよう
な手法を採ることが好ましい。即ち、前記管の軸方向に
沿った複数箇所で、前記検査工程を繰り返し、得られる
複数の反射信号データにあって、融着用ワイヤーからの
反射波が入射位置に帰ってくるワイヤー反射時間より長
い反射時間領域で、所定強度以上の反射信号が得られた
場合に融着界面に異常があると判断する第１異常検出工
程を備えるのである。本願にあっては、検査対象が特定
されているため、使用する超音波及びその入射条件が特
定されると、ワイヤーからの反射時間は、比較的容易に
判明する。即ち、ワイヤーの埋め込み深度から、これを
予め推定することができるとともに、管の軸方向に沿っ
て移動しながら、本願の検査方法を繰り返すと、一定の
反射時間内に比較的弱い信号を頻繁に捕らえることがで
きる。この状態を図７に示した。図７において横軸は管
軸方向の位置であり、縦軸は信号強度である。この図か
らも判明するように、反射信号の受信時間領域を区分け
して、信号の状態を捕らえることによって、明らかに、
ワイヤーからの反射信号を判別できることが判る。一
方、融着界面からの反射信号は、例えば、砂等を問題と
するため、均等、且つ頻繁な分布を示すことはない。従
って、検査データとして得ることができる複数の反射信
号データにおいて、ワイヤー反射時間より長い反射時間
領域に、所定強度以上の反射信号があった場合に、これ
を融着界面にある異物からの信号と判断して、検査を良
好におこなうことができる。
おこなう場合に、請求項２に記載のように、以下のよう
な手法を採ることが好ましい。即ち、前記管の軸方向に
沿った複数箇所で、前記検査工程を繰り返し、得られる
複数の反射信号データにあって、融着用ワイヤーからの
反射波が入射位置に帰ってくるワイヤー反射時間より長
い反射時間領域で、所定強度以上の反射信号が得られた
場合に融着界面に異常があると判断する第１異常検出工
程を備えるのである。本願にあっては、検査対象が特定
されているため、使用する超音波及びその入射条件が特
定されると、ワイヤーからの反射時間は、比較的容易に
判明する。即ち、ワイヤーの埋め込み深度から、これを
予め推定することができるとともに、管の軸方向に沿っ
て移動しながら、本願の検査方法を繰り返すと、一定の
反射時間内に比較的弱い信号を頻繁に捕らえることがで
きる。この状態を図７に示した。図７において横軸は管
軸方向の位置であり、縦軸は信号強度である。この図か
らも判明するように、反射信号の受信時間領域を区分け
して、信号の状態を捕らえることによって、明らかに、
ワイヤーからの反射信号を判別できることが判る。一
方、融着界面からの反射信号は、例えば、砂等を問題と
するため、均等、且つ頻繁な分布を示すことはない。従
って、検査データとして得ることができる複数の反射信
号データにおいて、ワイヤー反射時間より長い反射時間
領域に、所定強度以上の反射信号があった場合に、これ
を融着界面にある異物からの信号と判断して、検査を良
好におこなうことができる。
【０００８】さらに、本願第１の発明の超音波検査方法
をおこなう場合に、請求項３に記載のように、以下のよ
うな手法を採ることが好ましい。即ち、管の軸方向に沿
った複数箇所で前記検査工程を繰り返し、得られる複数
の反射信号データから、前記融着用ワイヤーからの反射
波が小さい正常反射信号データを抽出し、前記正常反射
信号データにあって、前記融着用ワイヤーからの反射時
間より長い反射時間領域に、所定強度以上の反射信号が
得られた場合に、前記融着界面に異常があると判断する
第２異常検出工程を備えるのである。先にも説明したよ
うに、本願にあっては、融着用ワイヤーからの反射信号
とおぼしき信号は、これがノイズとなる。但し、この信
号が発生する深度は、先にも説明したように、比較的特
定しやすい。しかしながら、この反射時間域に振幅の大
きな反射信号があり、融着界面深度にも反射信号がある
場合にあっては、これが、ワイヤーによるものか、界面
上にある異物によるものかの判別は困難である。従っ
て、この方法にあっては、敢えて、融着用ワイヤーから
の反射波を含む信号は、有意な信号ではないとして、こ
れを棄て、融着用ワイヤーからの反射波が、得られる複
数のデータ間で相対的に小さい（例えば図７のデータで
信号強度が２Ｖ以下のもの）正常反射信号データを抽出
し、このデータ内に、融着用ワイヤーからの反射時間よ
り長い反射時間領域に、所定強度以上の反射信号が得ら
れた場合に、融着界面に異常があると判断する。従っ
て、この場合は、管の軸方向に於ける検査工程を繰り返
して、有意な信号を抽出することで、信頼性の高い検査
をおこなうことができる。
をおこなう場合に、請求項３に記載のように、以下のよ
うな手法を採ることが好ましい。即ち、管の軸方向に沿
った複数箇所で前記検査工程を繰り返し、得られる複数
の反射信号データから、前記融着用ワイヤーからの反射
波が小さい正常反射信号データを抽出し、前記正常反射
信号データにあって、前記融着用ワイヤーからの反射時
間より長い反射時間領域に、所定強度以上の反射信号が
得られた場合に、前記融着界面に異常があると判断する
第２異常検出工程を備えるのである。先にも説明したよ
うに、本願にあっては、融着用ワイヤーからの反射信号
とおぼしき信号は、これがノイズとなる。但し、この信
号が発生する深度は、先にも説明したように、比較的特
定しやすい。しかしながら、この反射時間域に振幅の大
きな反射信号があり、融着界面深度にも反射信号がある
場合にあっては、これが、ワイヤーによるものか、界面
上にある異物によるものかの判別は困難である。従っ
て、この方法にあっては、敢えて、融着用ワイヤーから
の反射波を含む信号は、有意な信号ではないとして、こ
れを棄て、融着用ワイヤーからの反射波が、得られる複
数のデータ間で相対的に小さい（例えば図７のデータで
信号強度が２Ｖ以下のもの）正常反射信号データを抽出
し、このデータ内に、融着用ワイヤーからの反射時間よ
り長い反射時間領域に、所定強度以上の反射信号が得ら
れた場合に、融着界面に異常があると判断する。従っ
て、この場合は、管の軸方向に於ける検査工程を繰り返
して、有意な信号を抽出することで、信頼性の高い検査
をおこなうことができる。
【０００９】本願の検査方法を利用する超音波検査装置
としては、請求項４に記載のように、これが、軸方向に
螺旋状に巻かれた融着用ワイヤーを継手内部に備えた融
着継手の継手内周面と、前記融着継手に融着される管の
管外周面との間に形成される融着界面の状態を、超音波
により検査する超音波検査装置であって、前記融着継手
の外表面の入射位置から、前記超音波を、前記融着用ワ
イヤーの巻き進行面に沿って、前記管の径方向である前
記管外周面の法線方向に対して交差して侵入させ、帰っ
てくる反射波を前記入射位置で検出する超音波探触子を
備えて構成されていることが好ましい。この装置にあっ
ては、超音波探触子が、検査用の超音波を本願独特の方
向で継手内に入射して、入射位置に帰ってくる信号を検
出して、融着界面の検査をおこなうこととなるため、こ
れまで、説明してきた原理により、融着用ワイヤーから
のノイズ成分ができるだけ、少ない状態で作業を進める
ことができる。従って、この検査装置において、継手形
状との関係から、超音波探触子を、本願独特の姿勢に保
持設定する、例えば、継手に対するカップリング部材様
の形状となっている探触子姿勢保持設定具を備えている
ことが、好ましい。
としては、請求項４に記載のように、これが、軸方向に
螺旋状に巻かれた融着用ワイヤーを継手内部に備えた融
着継手の継手内周面と、前記融着継手に融着される管の
管外周面との間に形成される融着界面の状態を、超音波
により検査する超音波検査装置であって、前記融着継手
の外表面の入射位置から、前記超音波を、前記融着用ワ
イヤーの巻き進行面に沿って、前記管の径方向である前
記管外周面の法線方向に対して交差して侵入させ、帰っ
てくる反射波を前記入射位置で検出する超音波探触子を
備えて構成されていることが好ましい。この装置にあっ
ては、超音波探触子が、検査用の超音波を本願独特の方
向で継手内に入射して、入射位置に帰ってくる信号を検
出して、融着界面の検査をおこなうこととなるため、こ
れまで、説明してきた原理により、融着用ワイヤーから
のノイズ成分ができるだけ、少ない状態で作業を進める
ことができる。従って、この検査装置において、継手形
状との関係から、超音波探触子を、本願独特の姿勢に保
持設定する、例えば、継手に対するカップリング部材様
の形状となっている探触子姿勢保持設定具を備えている
ことが、好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】本願の超音波検査方法を使用する
超音波検査装置７の構成を、図面に基づいて説明する。
図２は、融着作業完了後の管１と継手２の状態を示して
おり、両者間には融着界面６が形成されるとともに、継
手内で融着界面６の近傍位置には、融着用ワイヤー３が
その断面で見えている。図１は、先にも説明したよう
に、管軸を横断する方向の断面を示している。融着用ワ
イヤー３は、線径０．８〜１．５ｍｍ程度のものが、軸
方向の巻き密度で、０．４〜０．８回／ｍｍ程度で配設
されている。従って、融着用ワイヤー３は管軸に対して
ほぼ直交する状態で巻かれている。
超音波検査装置７の構成を、図面に基づいて説明する。
図２は、融着作業完了後の管１と継手２の状態を示して
おり、両者間には融着界面６が形成されるとともに、継
手内で融着界面６の近傍位置には、融着用ワイヤー３が
その断面で見えている。図１は、先にも説明したよう
に、管軸を横断する方向の断面を示している。融着用ワ
イヤー３は、線径０．８〜１．５ｍｍ程度のものが、軸
方向の巻き密度で、０．４〜０．８回／ｍｍ程度で配設
されている。従って、融着用ワイヤー３は管軸に対して
ほぼ直交する状態で巻かれている。
【００１１】本願の超音波検査装置７は、超音波探触子
８を備えたセンサ部９と、このセンサ部９に備えられる
超音波探触子８を動作させて、所定の反射信号データを
得るとともに、得られた反射信号データから、融着界面
６の状態を判定する本体部１０とを備えている。先ず、
センサ部９から説明すると、このセンサ部９は、所謂、
超音波探触子８と、この超音波探触子８を継手２、管１
に対して所定の姿勢に保持設定する探触子姿勢保持設定
具１１とを備えて構成されている。超音波探触子８は、
本体部１０にケーブル１２により接続されている。前記
超音波探触子８は、継手内に超音波を入射するととも
に、継手内部から反射して帰ってくる波を受信して、前
記本体部側へ送れる構成とされている。さらに、これ
は、探触子姿勢保持設定具１１により、融着用ワイヤー
３の巻き進行面Ｗに沿って、管外周面の法線方向Ｎに対
して１３度程度傾いた方向に、超音波を入射できる姿勢
に姿勢設定可能に構成されている。探触子姿勢保持設定
具１１は、継手２を抱き込むことで、継手２に対して超
音波探触子８を位置決めする。ここで、融着用ワイヤー
３の巻き進行面Ｗとは、図１の紙面に沿った面であり、
継手２を所定断面で切断した場合に、融着ワイヤー３
が、その長手方向において露出される面である。但し、
この面は厳密に解されるべきではなく、ワイヤーの進行
方向に沿って引かれた接線を含む面に対して±５度程度
の角度は許容される。さらに、探触子姿勢保持設定具１
１は、管の軸方向Ｚに沿った、複数の位置で、超音波探
触子８を位置決めできるように構成されており、超音波
探触子８による検査を、軸方向Ｚの複数箇所で行える。
８を備えたセンサ部９と、このセンサ部９に備えられる
超音波探触子８を動作させて、所定の反射信号データを
得るとともに、得られた反射信号データから、融着界面
６の状態を判定する本体部１０とを備えている。先ず、
センサ部９から説明すると、このセンサ部９は、所謂、
超音波探触子８と、この超音波探触子８を継手２、管１
に対して所定の姿勢に保持設定する探触子姿勢保持設定
具１１とを備えて構成されている。超音波探触子８は、
本体部１０にケーブル１２により接続されている。前記
超音波探触子８は、継手内に超音波を入射するととも
に、継手内部から反射して帰ってくる波を受信して、前
記本体部側へ送れる構成とされている。さらに、これ
は、探触子姿勢保持設定具１１により、融着用ワイヤー
３の巻き進行面Ｗに沿って、管外周面の法線方向Ｎに対
して１３度程度傾いた方向に、超音波を入射できる姿勢
に姿勢設定可能に構成されている。探触子姿勢保持設定
具１１は、継手２を抱き込むことで、継手２に対して超
音波探触子８を位置決めする。ここで、融着用ワイヤー
３の巻き進行面Ｗとは、図１の紙面に沿った面であり、
継手２を所定断面で切断した場合に、融着ワイヤー３
が、その長手方向において露出される面である。但し、
この面は厳密に解されるべきではなく、ワイヤーの進行
方向に沿って引かれた接線を含む面に対して±５度程度
の角度は許容される。さらに、探触子姿勢保持設定具１
１は、管の軸方向Ｚに沿った、複数の位置で、超音波探
触子８を位置決めできるように構成されており、超音波
探触子８による検査を、軸方向Ｚの複数箇所で行える。
【００１２】次に、本体部１０について説明する。この
本体部１０は、超音波探触子８を、公知の所定の状態で
動作させる（所定の超音波を継手内に入射し、継手内か
ら帰ってきる信号を受信する）探触子動作制御手段１３
と、この探触子８が継手２の軸方向でどの位置で検査を
行っているかの位置情報（これは、前述の探触子姿勢保
持設定具１１に備えられる探触子動作位置決め機構１１
ａに於ける位置情報）を得るための動作位置検出手段１
４と、前記探触子動作制御手段１３を介して得られる反
射信号データを探触子の位置情報に関連付けて記憶する
反射信号データ記憶手段１５を備えている。従って、こ
の記憶手段１５には、管の軸方向Ｚに沿った複数箇所
で、得られる複数の反射信号データが記憶される。探触
子動作位置決め機構１１ａは、探触子保持設定具１１に
備えられる、設定長孔１１ｂとして構成されるととも
に、この設定長孔１１ｂ内に超音波探触子８を挿入した
状態において、前記超音波探触子８の長孔１１ｂでの位
置（管の軸方向の位置）を検出する複数のセンサ（タッ
チ式センサ）１１ｃを備えて構成されている。従って、
使用状態にあっては、検出状態にあるセンサ１１ｃの位
置を、動作位置検出手段１４に出力することにより、動
作位置検出手段１４が探触子８の位置情報を得ることが
できるように構成されている。前記探触子動作制御手段
１３には、公知の超音波探触子８を駆動するための回路
と、この探触子８によって受信される信号から、有用な
信号を抽出する回路かを備えている。即ち、図示は省略
するが、所謂、起動用のドライバー、このドライバーか
らのトリガーにより所定のパルスを発生するパルス発生
器、前記パルスの増幅器を、駆動側に備え、受信信号の
増幅器、所定の波数の信号を抽出するバンドパスフィル
ター、さらに、Ａ／Ｄ変換器を受信側に備えている。
本体部１０は、超音波探触子８を、公知の所定の状態で
動作させる（所定の超音波を継手内に入射し、継手内か
ら帰ってきる信号を受信する）探触子動作制御手段１３
と、この探触子８が継手２の軸方向でどの位置で検査を
行っているかの位置情報（これは、前述の探触子姿勢保
持設定具１１に備えられる探触子動作位置決め機構１１
ａに於ける位置情報）を得るための動作位置検出手段１
４と、前記探触子動作制御手段１３を介して得られる反
射信号データを探触子の位置情報に関連付けて記憶する
反射信号データ記憶手段１５を備えている。従って、こ
の記憶手段１５には、管の軸方向Ｚに沿った複数箇所
で、得られる複数の反射信号データが記憶される。探触
子動作位置決め機構１１ａは、探触子保持設定具１１に
備えられる、設定長孔１１ｂとして構成されるととも
に、この設定長孔１１ｂ内に超音波探触子８を挿入した
状態において、前記超音波探触子８の長孔１１ｂでの位
置（管の軸方向の位置）を検出する複数のセンサ（タッ
チ式センサ）１１ｃを備えて構成されている。従って、
使用状態にあっては、検出状態にあるセンサ１１ｃの位
置を、動作位置検出手段１４に出力することにより、動
作位置検出手段１４が探触子８の位置情報を得ることが
できるように構成されている。前記探触子動作制御手段
１３には、公知の超音波探触子８を駆動するための回路
と、この探触子８によって受信される信号から、有用な
信号を抽出する回路かを備えている。即ち、図示は省略
するが、所謂、起動用のドライバー、このドライバーか
らのトリガーにより所定のパルスを発生するパルス発生
器、前記パルスの増幅器を、駆動側に備え、受信信号の
増幅器、所定の波数の信号を抽出するバンドパスフィル
ター、さらに、Ａ／Ｄ変換器を受信側に備えている。
【００１３】そして、本願の超音波検査装置７にあって
は、融着界面６に異常があるかどうかの判断をおこなう
判定手段１６が備えられている。ここで、この手段１６
に於ける判定は、先に説明した反射信号データのそれぞ
れに関して、融着用ワイヤー３からの反射波が入射位置
に帰ってくるワイヤー反射時間より長い反射時間領域
に、所定強度以上の反射信号が得られた場合に融着界面
６に異常があると判定するものである。この判定を第１
異常検出工程と称する。
は、融着界面６に異常があるかどうかの判断をおこなう
判定手段１６が備えられている。ここで、この手段１６
に於ける判定は、先に説明した反射信号データのそれぞ
れに関して、融着用ワイヤー３からの反射波が入射位置
に帰ってくるワイヤー反射時間より長い反射時間領域
に、所定強度以上の反射信号が得られた場合に融着界面
６に異常があると判定するものである。この判定を第１
異常検出工程と称する。
【００１４】さらに、この判定手段内には、この手段１
６に於ける判定をより確実なものとするために、得られ
ている複数の反射信号データに基づいて、融着用ワイヤ
ー３からの反射信号が帰ってくる時間であるワイヤー反
射時間を導出するワイヤー反射時間導出手段１７を備え
るとともに、このワイヤー３からの反射信号の小さな反
射信号データ（複数のデータ間で相対的に小さいデー
タ）である正常反射データを抽出する正常反射データ抽
出手段１８を備えており、正常反射データのみから、融
着界面６における異物の存在の判定を行えるようにも構
成されている。
６に於ける判定をより確実なものとするために、得られ
ている複数の反射信号データに基づいて、融着用ワイヤ
ー３からの反射信号が帰ってくる時間であるワイヤー反
射時間を導出するワイヤー反射時間導出手段１７を備え
るとともに、このワイヤー３からの反射信号の小さな反
射信号データ（複数のデータ間で相対的に小さいデー
タ）である正常反射データを抽出する正常反射データ抽
出手段１８を備えており、正常反射データのみから、融
着界面６における異物の存在の判定を行えるようにも構
成されている。
【００１５】前記ワイヤー反射時間導出手段１７は、管
の軸方向に沿った複数箇所で得られた複数の反射信号デ
ータにおいて、周期的に所定強度以上の反射信号が得ら
れる反射時間を、融着用ワイヤー３からのワイヤー反射
時間として求める構成が採用されている。この工程をワ
イヤー反射時間導出工程と称する。この状態が、図４に
示されている。先に説明した正常反射データ抽出手段１
８は、ワイヤー反射時間導出工程によって求まるワイヤ
ー反射時間もしくは、予め判明しているワイヤー埋め込
み深度から推定されるワイヤー反射時間を知ることによ
り、各反射信号データに於けるワイヤー３からの反射信
号の有無の判断が可能であるため、この判断をおこなう
ことによって、正常反射データを抽出する。従って、判
定手段１６においては、先に説明した判定手法ととも
に、管１の軸方向に沿った複数箇所で得られる複数の反
射信号データから、融着用ワイヤー３からの反射波が小
さな正常反射信号データを抽出し、正常反射信号データ
にあって、融着用ワイヤー３からの反射時間より長い反
射時間領域に、所定強度以上の反射信号が得られた場合
に、融着界面６に異常があると判定するように構成され
ている。これを、第２異常検出工程と称する。
の軸方向に沿った複数箇所で得られた複数の反射信号デ
ータにおいて、周期的に所定強度以上の反射信号が得ら
れる反射時間を、融着用ワイヤー３からのワイヤー反射
時間として求める構成が採用されている。この工程をワ
イヤー反射時間導出工程と称する。この状態が、図４に
示されている。先に説明した正常反射データ抽出手段１
８は、ワイヤー反射時間導出工程によって求まるワイヤ
ー反射時間もしくは、予め判明しているワイヤー埋め込
み深度から推定されるワイヤー反射時間を知ることによ
り、各反射信号データに於けるワイヤー３からの反射信
号の有無の判断が可能であるため、この判断をおこなう
ことによって、正常反射データを抽出する。従って、判
定手段１６においては、先に説明した判定手法ととも
に、管１の軸方向に沿った複数箇所で得られる複数の反
射信号データから、融着用ワイヤー３からの反射波が小
さな正常反射信号データを抽出し、正常反射信号データ
にあって、融着用ワイヤー３からの反射時間より長い反
射時間領域に、所定強度以上の反射信号が得られた場合
に、融着界面６に異常があると判定するように構成され
ている。これを、第２異常検出工程と称する。
【００１６】以上のようにして、本願の超音波検査装置
７にあっては、少なくとも、第１、第２異常検出工程を
経て、融着界面６に対する異物の存否の判定結果を得る
ことができる構成となっている。
７にあっては、少なくとも、第１、第２異常検出工程を
経て、融着界面６に対する異物の存否の判定結果を得る
ことができる構成となっている。
【００１７】以下、本願の手法を適応して、融着界面の
状態を検査していく手順について、作業手順に従って、
箇条書きしながら説明する。１ 探触子姿勢保持設定具
１１の所定位置（第１検査位置）に超音波探触子８を装
着した状態で、これを、継手２に取り付ける。取付状態
にあっては、超音波探触子８は、融着用ワイヤー３、管
１の法線Ｎに対して、先に説明した本願独特の姿勢に、
姿勢保持設定される。２ 探触子動作制御手段１３が、
最初の超音波探触子８の動作を行わせ、最初の位置での
反射信号データが得られる。このような一回の反射信号
データを取り込むことができる工程を、検査工程と称す
る。このような検査工程にあっては、図３（イ）もしく
は（ロ）のような反射信号データを取り込むことができ
る。ここで、（イ）は融着用ワイヤー３からの反射信号
と融着界面６にある砂からの信号が、共に、捕らえられ
ている状態を示しており、（ロ）は融着用ワイヤー３か
らの信号のみが捕らえられている状態が示されている。
これらの信号にあっては、ワイヤーからの信号と異物か
らの信号が、比較的明確に区分けして検出されている
が、本願のような超音波探触子８の姿勢を取ることなし
に、任意の姿勢で検出をおこなうと、融着用ワイヤー３
からの信号時間分布帯域が広がり、両者の識別が困難と
なる。この状態を図５に示した。３ 次に超音波探触子
８を管１の軸方向Ｚで移動させながら、順次、検査工程
を繰り返して、管１の軸方向に沿った複数箇所に於け
る、検査をおこなう。４ これらの結果は、軸方向の位
置情報とともに、記憶手段１５に記憶され、後の判定手
段１６による判定の用に供される。このようにして得ら
れるデータの例を図４に示した。ワイヤー３からの信号
と、融着界面６からの信号とが、時間遅れをもって、検
出されることが判る。さらに、同図において、ａは、ワ
イヤー３からの反射信号が小さいデータを、ｂはワイヤ
ー３からの信号と、融着界面６にある砂等からの信号
が、共に、乗っているデータを示している。超音波探触
子８を所定の間隔で、順次、移動させていくと、ワイヤ
ー３からの信号が周期的に現れることとなる。５ 判定
手段１６にあっては、複数箇所に於ける反射信号データ
に基づいて、ワイヤー反射信号時間が、ワイヤー反射時
間導出手段１７により導出される。６ さらに、ワイヤ
ー反射信号時間より、遅れた時間領域にあって、所定値
以上の強度を有する反射信号が得られた場合に、融着界
面６に異常があると（例えば、砂を噛みこんでいたり、
ボイドが存在すると）判定する。これが、第１異常検出
工程の判定結果である。７ さらに、先に説明した正常
反射データ抽出手段１８により、正常反射データが抽出
される。そして、先に説明したと同様の手法により、ワ
イヤー反射信号時間より、遅れた時間領域にあって、所
定値以上の強度を有する反射信号が得られた場合に、融
着界面に異常があると（例えば、砂を噛みこんでいた
り、ボイドが存在すると）判定する。これが、第２異常
検出工程の判定結果である。これらの異常検出工程にあ
っては、管内周面からの反射波が問題になると考えられ
るが、この反射波は、かなりの遅れを伴うとともに、管
内周面の状態が比較的良好であり、さらに、融着用ワイ
ヤー３におけると同様に、入射位置とは反対側に散逸さ
れる信号の方が多いため、融着界面６からの信号との間
にあって、誤検出する可能性は、非常に低い。８ この
様にして、周方向の一定位置での検査を終了し、さら
に、検査位置を周方向でずらしながら、順次作業を進め
る。
状態を検査していく手順について、作業手順に従って、
箇条書きしながら説明する。１ 探触子姿勢保持設定具
１１の所定位置（第１検査位置）に超音波探触子８を装
着した状態で、これを、継手２に取り付ける。取付状態
にあっては、超音波探触子８は、融着用ワイヤー３、管
１の法線Ｎに対して、先に説明した本願独特の姿勢に、
姿勢保持設定される。２ 探触子動作制御手段１３が、
最初の超音波探触子８の動作を行わせ、最初の位置での
反射信号データが得られる。このような一回の反射信号
データを取り込むことができる工程を、検査工程と称す
る。このような検査工程にあっては、図３（イ）もしく
は（ロ）のような反射信号データを取り込むことができ
る。ここで、（イ）は融着用ワイヤー３からの反射信号
と融着界面６にある砂からの信号が、共に、捕らえられ
ている状態を示しており、（ロ）は融着用ワイヤー３か
らの信号のみが捕らえられている状態が示されている。
これらの信号にあっては、ワイヤーからの信号と異物か
らの信号が、比較的明確に区分けして検出されている
が、本願のような超音波探触子８の姿勢を取ることなし
に、任意の姿勢で検出をおこなうと、融着用ワイヤー３
からの信号時間分布帯域が広がり、両者の識別が困難と
なる。この状態を図５に示した。３ 次に超音波探触子
８を管１の軸方向Ｚで移動させながら、順次、検査工程
を繰り返して、管１の軸方向に沿った複数箇所に於け
る、検査をおこなう。４ これらの結果は、軸方向の位
置情報とともに、記憶手段１５に記憶され、後の判定手
段１６による判定の用に供される。このようにして得ら
れるデータの例を図４に示した。ワイヤー３からの信号
と、融着界面６からの信号とが、時間遅れをもって、検
出されることが判る。さらに、同図において、ａは、ワ
イヤー３からの反射信号が小さいデータを、ｂはワイヤ
ー３からの信号と、融着界面６にある砂等からの信号
が、共に、乗っているデータを示している。超音波探触
子８を所定の間隔で、順次、移動させていくと、ワイヤ
ー３からの信号が周期的に現れることとなる。５ 判定
手段１６にあっては、複数箇所に於ける反射信号データ
に基づいて、ワイヤー反射信号時間が、ワイヤー反射時
間導出手段１７により導出される。６ さらに、ワイヤ
ー反射信号時間より、遅れた時間領域にあって、所定値
以上の強度を有する反射信号が得られた場合に、融着界
面６に異常があると（例えば、砂を噛みこんでいたり、
ボイドが存在すると）判定する。これが、第１異常検出
工程の判定結果である。７ さらに、先に説明した正常
反射データ抽出手段１８により、正常反射データが抽出
される。そして、先に説明したと同様の手法により、ワ
イヤー反射信号時間より、遅れた時間領域にあって、所
定値以上の強度を有する反射信号が得られた場合に、融
着界面に異常があると（例えば、砂を噛みこんでいた
り、ボイドが存在すると）判定する。これが、第２異常
検出工程の判定結果である。これらの異常検出工程にあ
っては、管内周面からの反射波が問題になると考えられ
るが、この反射波は、かなりの遅れを伴うとともに、管
内周面の状態が比較的良好であり、さらに、融着用ワイ
ヤー３におけると同様に、入射位置とは反対側に散逸さ
れる信号の方が多いため、融着界面６からの信号との間
にあって、誤検出する可能性は、非常に低い。８ この
様にして、周方向の一定位置での検査を終了し、さら
に、検査位置を周方向でずらしながら、順次作業を進め
る。
【図１】本願の手法を使用して融着界面の状態を検査し
ている状況を示す図
ている状況を示す図
【図２】本願の超音波検査装置の一実施の形態を示す図
【図３】本願手法を採用した場合の反射信号データの状
況を示す図
況を示す図
【図４】管の軸方向で異なった位置から検査を行った場
合の反射信号データを示す図
合の反射信号データを示す図
【図５】従来手法の問題点の説明図
【図６】入射角度と信号強度との関係を示す図
【図７】管軸方向に移動しながら検査を行った場合の信
号強度の変化を示す図
号強度の変化を示す図
２ 融着継手 ３ 融着用ワイヤー ６ 融着界面 Ｗ 巻き進行面 Ｎ 法線方向 Ｚ 軸方向
Claims (4)
- 【請求項１】 軸方向に螺旋状に巻かれた融着用ワイヤ
ーを継手内部に備えた融着継手の継手内周面と、前記融
着継手に融着される管の管外周面との間に形成される融
着界面の状態を、超音波により検査する超音波検査方法
であって、 前記融着継手の外表面の入射位置から、前記超音波を、
前記融着用ワイヤーの巻き進行面に沿って、前記管の径
方向である前記管外周面の法線方向に対して交差して侵
入させ、前記融着界面近傍より帰ってくる反射波を前記
入射位置で検出して、検出される反射信号データから前
記融着界面の状態を検査する検査工程を備えた超音波検
査方法。 - 【請求項２】 前記管の軸方向に沿った複数箇所で、前
記検査工程を繰り返し、得られる前記複数の反射信号デ
ータにあって、前記融着用ワイヤーからの反射波が前記
入射位置に帰ってくるワイヤー反射時間より長い反射時
間領域で、所定強度以上の反射信号が得られた場合に前
記融着界面に異常があると判断する第１異常検出工程を
備えた請求項１記載の超音波検査方法。 - 【請求項３】 前記管の軸方向に沿った複数箇所で前記
検査工程を繰り返し、得られる複数の反射信号データか
ら、前記融着用ワイヤーからの反射波が小さい正常反射
信号データを抽出し、前記正常反射信号データにあっ
て、前記融着用ワイヤーからの反射時間より長い反射時
間領域に、所定強度以上の反射信号が得られた場合に、
前記融着界面に異常があると判断する第２異常検出工程
を備えた請求項１記載の超音波検査方法。 - 【請求項４】 軸方向に螺旋状に巻かれた融着用ワイヤ
ーを継手内部に備えた融着継手の継手内周面と、前記融
着継手に融着される管の管外周面との間に形成される融
着界面の状態を、超音波により検査する超音波検査装置
であって、 前記融着継手の外表面の入射位置から、前記超音波を、
前記融着用ワイヤーの巻き進行面に沿って、前記管の径
方向である前記管外周面の法線方向に対して交差して侵
入させ、帰ってくる反射波を前記入射位置で検出する超
音波探触子を備えた超音波検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24472996A JP3590213B2 (ja) | 1996-09-17 | 1996-09-17 | 超音波検査方法及び超音波検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24472996A JP3590213B2 (ja) | 1996-09-17 | 1996-09-17 | 超音波検査方法及び超音波検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1090232A true JPH1090232A (ja) | 1998-04-10 |
| JP3590213B2 JP3590213B2 (ja) | 2004-11-17 |
Family
ID=17123034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24472996A Expired - Lifetime JP3590213B2 (ja) | 1996-09-17 | 1996-09-17 | 超音波検査方法及び超音波検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3590213B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001221782A (ja) * | 2000-02-07 | 2001-08-17 | Mitsui Chemicals Inc | 融着不良の検出方法及び装置と樹脂管 |
| EP2759392A1 (en) * | 2013-01-25 | 2014-07-30 | Radius Systems Limited | An electrofusion fitting |
| EP3299147A1 (de) * | 2016-09-23 | 2018-03-28 | Friatec Aktiengesellschaft | Verfahren zur zerstörungsfreien prüfung einer schweissnaht, die mithilfe der heizwendelschweisstechnik ausgebildet worden ist, und eine entsprechende anordnung |
-
1996
- 1996-09-17 JP JP24472996A patent/JP3590213B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001221782A (ja) * | 2000-02-07 | 2001-08-17 | Mitsui Chemicals Inc | 融着不良の検出方法及び装置と樹脂管 |
| EP2759392A1 (en) * | 2013-01-25 | 2014-07-30 | Radius Systems Limited | An electrofusion fitting |
| EP3299147A1 (de) * | 2016-09-23 | 2018-03-28 | Friatec Aktiengesellschaft | Verfahren zur zerstörungsfreien prüfung einer schweissnaht, die mithilfe der heizwendelschweisstechnik ausgebildet worden ist, und eine entsprechende anordnung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3590213B2 (ja) | 2004-11-17 |
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