JPS5858618B2 - 超音波試験に用いる車輪式探査器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、パイプ壁部を超音波で検査するためにパイプ
の孔部に挿入して使用する車輪式探査器に関する。

公知の車輪式探査器は、外側周縁部の周上に膨張させる
ことができるタイヤを有する中空の車輪装置と、車輪装
置の内部に位置する超音波変換器とから戒る。

変換器は膨張可能なタイヤを介して音波を出し且つ受は
取るものである。

操作時には、タイヤを検査すべき面に押しつけて接触さ
せ、音響連絡流体を膨張可能なタイヤと面との中間に保
持させて適宜な連絡を確保する。

ある種の応用例においては、膨張可能なタイヤと検査す
べき面との中間部分で連絡流体を用いることが不可能で
あったり実用的でない場合もある。

例えば、天然ガス搬送用のパイプ・ラインを幾マイルに
もわたって検査することを望む場合がその一例である。

タイヤと検査面との中間部分で連絡流体を使用できない
場合があることを認めねばならないとすると、自然に考
えつく解決法は膨張させたタイヤを検査面と乾燥状態で
強制接触させる方法がある。

然し乍ら、乾燥状態で強制接触させるためには、タイヤ
を極めて高い圧力になるまで膨張させてタイヤと面との
間の接触を確保するに必要な力に耐えさせねばならない
。

ガス用パイプ・ラインを幾マイルもの長さにわたって検
査する場合には、上記の如く高圧になるまでタイヤを膨
張させる問題に加えて、タイヤの摩擦の問題や、溶接部
分にある鋭い障害物による破裂の危険性、更にはパイプ
・ライン中を流れるガスによって悪影響を受けないタイ
ヤ材料を選定しなけれはならないという問題に遭遇する
。

本発明の目的は、従来技術による車輪式探査器の前述の
欠点及び制約を除去し改良した車輪式探査器を提供する
ことである。

本発明によれば、パイプ壁部を超音波検査するためにパ
イプの孔部内に挿入する改良された車輪式探査器であっ
て、変形不能な材料からできていて音が通り抜ける中実
の環形リムと、リムとともに中空チャンバを画成する複
数の側方部材と、チャンバ内部に位置しリムの内面に隣
接していて音をリムに向は且つリムを介して音を受は取
る超音波変換器と、リムの外面上に取りつけられた中実
の弾性タイヤ部材とから成る車輪式探査器が提供される
。

ここで「中実の」なる語句は、中空でないこと即ち連続
した固体材料から成ることを意味する。

好ましくは、環形リムはポリメチルメタクリレートから
成る。

好ましい商品名の一例としては、登録商標パースペック
ス（Ｐｅｒｓｐｅｘ ）で知られている商品を挙げるこ
とができる。

タイヤは、ポリウレタン、ポリテン（ｐｏｌｙ−ｔｈｅ
ｎｅ、英国のインペリアル・ケミカル・インダストリー
社製のポリエチレンの商品名）、又はゴム化合物から成
ることが好ましい。

リムの内面を一つ又は複数の変換器の伝達・受取り面と
平行な形状にすることもできるけれども、一つ又は複数
の変換器を環形リムの内側円周面から離間させ、音を通
過させる材料製であって変換器の音伝達・受取り面とリ
ムの内側円周面の形に対応させた形状のブロックを変換
器とリムの間に位置させ、該ブロックとリムの間の間隙
に超音波を伝える音響連絡液体の膜で充填するのが好ま
しい。

或いは、変換器をリムの内面から離間させ、変換器とリ
ムの間の間隙を前記連絡液体で満たして該連絡液体を介
して音を通過させてもよい。

この種の音響連絡液の例としては、例えばグラファイト
又は二硫化モリブデンのような固体粒子をグリセリンと
水の混合蔽に懸濁させた懸濁液を挙げることができる。

次に、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施例につい
て説明する。

図面には、パイプ１１の孔部に挿入する車輪式探査器１
０が示しである。

多数の前記探査器が、パイプ１１の孔部に沿って移動さ
せられる遠隔操作車輛上に取りつけられている。

各車輪式探査器１０は、車輛に固着されている支持部材
１２によって、車輛に取りつけられている。

支持部材１２は２本のシャフト１３を有し、使用中はこ
れらのシャフトがパイプ１１に対して半径方向に延ひて
いる。

車輪式探査器１０は、第一取付は部材１６内の軸１５を
中心として回転自在に取りつけられている主車輪装置１
４から成り、第一取付は部材１６自体は主車輪装置１４
の回転軸に垂直な回転軸を中心として回転自在の第二取
付は部材１８の内部の軸受１７に取りつけられている。

第二取付は部材１８は、２本の直線状軸受１９によって
シャフト１３上に取りつけられていて、前記軸受１９に
よって第二取付は部材はシャフト１３に沿って滑動可能
となる。

主車輪装置１４は固定スピンドル２０の自由端部上に回
転自在に取りつけられていて、固定スピンドル２０の一
端部は第一取付は部材１６の滑動部材２１に固着されて
いる。

主車輪装置１４の詳細を第３図及び第４図に示しである
が、主車輪装置１４はパースペックス（Ｐｅｒｓｐｅｘ
、登録商標）製の中実環形リム２２から成る中空ハウジ
ングと、スピンドル２０の軸受２５に取りつけられスピ
ンドル２０上で回転自在である２枚の端部プレート２３
．２４とから成る。

端部プレート２３ 、２４とスピンドル２０との間には
オイル・シール２６があり、端部プレーＢ３，２４とリ
ム２２の間には０１Ｊング・シールが配設されている。

超音波探査装置２７はスピンドル２０によって弾性支持
されており、斯くして形成された中空ハウジングには、
例えば炭素、グラファイト又は二硫化モリブデンのよう
な粒子を混入したグリセリンと水の混合物の如き音響連
絡媒体（図示せず）が収納されている。

粒子の寸法は、媒体とともに使用する与えられた一つ又
は複数の変換器から生じる周波数の音波は減衰させず、
しかも他の望ましくない周波数の音波を減衰させる粒子
寸法を選定する。

超音波探査装置２７は、ブラケット２８とロッド２８ａ
とから成る支持構造体を有し、支持構造体がナイロン製
ブ冶ツク２９を支持していて、パイプ１１の壁部に超音
波を伝え且つパイプ１１の壁部によって散乱され反射さ
れた音を受は取る複数の変換器３１が前記ブロック２９
上に取りつけられている。

ブロック２９は引っ張りはね３０によってリム２２の内
面に押しつけられており、引っ張りばね３０はブラケッ
ト２８の一方とスピンドル２０の一部分を形成している
中央ブロック２０ａの内部に固着されたピンとの間に錨
止されている。

ロッド２８ａはスピンドル・ブロック２０ａの内部に滑
動自在に支持されていて、探査器装置を直線移動させる
。

ブロック２９はリム２２の内面形状に適合する形状にし
てあり、変換器３１からの音波ビームが好ましい所定角
度でパイプに入り、音響連絡媒体が変換器３１とブロッ
ク２９の間及びブロック２９とリム２２との間の間隙に
侵入することができる形状にしである。

電気接続リード（図示せず）が変換器３１からスピンド
ル２０の内部の孔部（図示せず）に沿って、音響連絡媒
体が車輪装置から漏出するのを防止するシールを介して
通っている。

外側リム２２は、樽形即ち回転軸に沿った方向では彎曲
した形状であり、例えばポリウレタン又はその他の材料
製で音を伝える材料でできている密着嵌合し柔軟に変形
するタイヤ２２を有する。

車輪装置の周囲には密着に嵌着していて独立別個に回転
できるシールド３３がある。

シールド３３は三つの窓を有し、これらの窓を貫通して
車輪装置１４の扇形部分が突出している。

シールド３３は、玉軸受３４の外側レースに取りつけら
れており、軸受３４の内側レースは端部プレート３５゜
３６によって車輪装置１４の端部プレート２３゜２４に
取りつけられている。

シールド３３の外側円周部分のシールド各面には多数の
凹部３７が設けられていて、これらの凹部の内部にはば
ね押圧従動カム３７ａが位置しており、これらの従動カ
ムによって、窓は何れもブロック２９に沿った側方位置
に確実に位置せしめられ、従ってブロック２９に隣接す
る車輪装置の部分が窓を貫通して延伸することになる。

容態の縁部は、正常な使用状態であるときには車輪装置
がパイプ壁部に接触し、シールド３３がパイプ１１の壁
面をまさに離れんとする位置に来る形状に形づくられて
いる。

例えば溶接部分等において車輪装置１４がリム２２又は
タイヤ３２の破損を来たすような障害物に遭遇したとき
には、シールド３３が具合良く障害物の上に乗ってリム
２２とパイプ１１の中間部分を通過し、同時に凹部３７
の内部に位置している従動カムを乗り越える。

斯くして、シールド３３の周囲に設けられている次の窓
がブロック２９に隣接する位置に来るまでリム２２は障
害物から離れており、次の窓がブロック２９に隣接する
位置に来ると、従動カムが新たな凹部３７の内部に位置
して窓を持つシールド３３をブロック２９に隣接させて
保持する。

第一取付は部材１６は、案内車輪装置３８をも支持して
いる。

案内車輪装置３８は夫々側方アーム４０に取りつけられ
ている二つの案内車輪３９から成り、側方アームは、第
一取付は部材１６の側方部材２１の内部の軸受４２に取
りつけられたシャフト４１に取りつけられている。

案内車輪装置３８はシャフト４１の長手方向軸を中心と
して回動し、第一取付は部材１６の側方部材２１に固着
された二つのばね４３に懸架されている。

案内車輪３９は金属製であり、側方部材４０にボルト締
めされたプレート４６に支持されている球軸受４５上に
取りつけられた外側リム４４を有する。

案内車輪３９の回転軸は主車輪装置１４の軸と同軸であ
り、案内車軸３９の直径はリム２２の直径よりも僅かに
小さい。

作動中は、車輪式探査器１０は第一取付は部材１６の回
動軸である軸４６とともにパイプ１１の孔部内に位置し
ており且つパイプ１１の孔部の長手方向軸と一致してい
るから、外側リム２２上のタイヤ３２は、シャフト１３
上の圧縮ばね（図示せず）によって、パイプ１１の長手
方向軸と一致する線上の一点でパイプ１１とに押圧され
て密着に接触している。

案内車輪３９はパイプ１１の壁部とも接触しており、従
って主車輪装置１４は、パイプ１１の孔部を横切る共通
面内でパイプと３点で接触することになる。

車輪式探査器１０がパイプ１１に差し込まれ且つ接触し
ない位置に置かれているときには、案内車輪３９の一方
が孔部内の僅かに高い位置に来て第一取付は部材１６を
軸４６の周上で傾斜させて、主車輪装置１４のリム２２
を正しい位置に一致させ、この正しい位置ではリム２２
従ってブロック２９は、パイプ１１の壁部との接点にお
ける接線に対して正確に直角に配置される。

本発明による車輪式探査器の変形実施例では、変換器３
１がスピンドル２０．２０ａによって第３図及び第４図
に示す位置に（弾性的にではなく）固着支持されており
、ブロック２９はなく、変換器とリム２２の内面との超
音波連絡は、変換器とリムの内面との間隙を満たしてで
いる音響連絡媒体によって行なわれる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明による車輪式探査器の一部分を断面で
示す平面図である。 第２図は、第１図に示す車輪式探査器の側面図である。 第３図は、第１図に示す車輪式探査器の主車輪装置を第
１図のＸ−Ｘ線に沿って切断した断面図である。 第４図は、第３図に示す主車輪装置を第３図のＹ−Ｙ線
に沿って切断した断面図である。 ２２・・・・・・リム、２３，２４・・・・・・側方部
材（端部プレート）、３１・・・・・・変換器、３２・
・・・・・タイヤ部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ パイプ壁部を超音波検査するためにパイプの孔部内
   に挿入する車輪式探査器であって、変形不能な材料製で
   音が通過する中実の環形リム２２と、該リム２２ととも
   に中空チャンバを画成する複数の側方部材２３．２４と
   、チャンバ内部に位置しリムの内面に隣接していて音を
   リムに向は且つリムを介して音を受は取る超音波変換器
   ３１と、リムの外面上に取りつけられた中実の弾性タイ
   ヤ部材３２とから成ることを特徴とする車輪式探査器。 ２ 前記の中実の環形リム２２がポリメチルメタクリレ
   ートから戒ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の車輪式探査器。 ３ 前記の中実の弾性タイヤ部材３２がポリウレタン、
   ポリテン又はゴム化合物製であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項又は第２項に記載の車輪式探査器。 ４ 中空チャンバが流体密であり、超音波が伝わる液体
   音響連絡媒体を収納していることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項、第２項又は第３項に記載の車輪式探査器
   。 ５ 単数又は複数の変換器３１が環形リム２２の内側円
   周面から離して設置されていて、音波を伝える材料製で
   あり且つ前記変換器の音波伝達受取り面及びリムの内側
   円周面に適応した形状のブロック２９が前記変換器とリ
   ムとの間に置かれており、ブロックとリムとの間の空間
   が前記音響連絡媒体のフィルムで充填されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の車輪式探査器
   。 ６ 前記の単数又は複数の変換器がリムの内面から離し
   て設置されていて、変換器とリムの間の空間が前記音響
   連絡媒体で充填されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第４項に記載の車輪式探査器。 ７ 前記音響連絡媒体が、グラファイト又は二硫化モリ
   ブデンの如き固体粒子を懸濁させたグリセリンと水との
   混合懸濁液であることを特徴とする特許請求の範囲第６
   項に記載の車輪式探査器。