JPS6128097B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、音響放射監視方法に係り、特に機械
や構造物等の被監視体の使用中の異常を検出する
ための音響放射監視装置に関するものである。

〔発明の背景〕

従来の音響放射（Aconstic Emission以下、
AEと称することがある）による監視方法の一例
を第１図によつて説明する。第１図は、圧力容器
１にAEセンサ、AE発生器を取付けた場合の説明
図である。圧力容器１の側壁には流体（液体また
は気体）の導入および排出用のノズル１３および
１４が設けられ、またその上蓋には気体排出用の
ノズル１６が設けられている。このような圧力容
器においては、異常を起こし易いと想定される領
域にAEセンサ２が取付けられ、これによつて圧
力容器１の使用中の異常の監視が行われている。
しかし、前記センサ２で検出されたAE信号は微
弱なため、第２図のAE計測ブロツク図に示され
るように、前記信号は、さらに前置増幅器３、バ
ンドパスフイルタ４を介して主増幅器５で増幅さ
れた後、AE解析装置６でデータ解析が行われ
る。得られるデータには、例えばAE事象数、リ
ングダウン計数、周波数、実効値、エネルギー等
がある。

上記AE法の利点は、被監視体の使用期間中の
連続監視が可能なことであるが、その反面、長期
間連続監視する場合、特にセンサが高温あるいは
腐食雰囲気中等の悪環境下に置かれるときには、
性能低下が起るおそれがあり、また、計測系全体
の精度、信頼性の低下も懸念される。そのため、
計測系の精度低下がなく、得られる情報に充分信
頼性が保証されなければならない。しかし、従来
は、例えば第１図に示すようなパルス状の電気信
号からなる模擬AE信号７を送波子８から発信
し、センサ２で受信して計測系のチエツクを行う
程度で、しかも、それは計測開始時のみであり、
使用中の計測系の精度については何ら保証されて
いなかつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消
し、計測系の精度が高く、かつ被監視体の使用中
においても得られる情報に充分な信頼性が保証さ
れる音響放射監視装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、本発明は、被監体
の監視体の監視個所に音響検出器を取付け、被監
視体の異常時に発する異常音響放射を前記音響検
出器により検出して被監視体に発生した異常を検
出するものにおいて、前記監視個所又はその近傍
に、模擬異常音響放射装置を取付けて置き、この
模擬異常音響放射装置は所定の模擬応力が加えら
れたとき破壊しうる模擬破壊片と、この模擬破壊
片に対して繰返し応力を加える負荷手段を備えて
おり、この負荷手段により強制的に模擬破壊片を
破壊させ、そのとき発生する音響放射を前記音響
検出器により検出して模擬的に当該音響放射監視
装置の信頼性（具体的には経年的劣化の確認）を
向上するようにした点に特徴を有するものであ
る。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を第１図の圧力装置に適用した実
施例により具体的に説明する。

第１図の圧力容器１の監視個所には、それぞれ
該監視個所を模擬した構造を有するAE発生器９
〜１２が取付けられており、このAE発生器は監
視範囲内において懸念される異常現象と同一現象
が起こるようにしてある。例えば、第１のノズル
１３において、管の溶接近傍の腐食き裂に基づく
管の破損と内容物の漏洩、振動に起因する疲労破
損が懸念されるとすると、当該個所またはその近
傍にその個所を模擬したAE発生器９が取付けら
れる。

第３図にAE発生器９の構造例を示すが、内圧
負荷具１８に一端を取付けられたリークチユーブ
１７の他端にはキヤツプ１９が取付けられてお
り、リークチユーブ１７には前記被監視個所の予
想されるリーク部分を模擬した切欠き１７Ａが設
けられている。また、該切欠き１７Ａには実際の
監視個所に模擬させて保温材２０が取付けられて
いる。取付具２５は、圧力容器１のノズル付近に
AE発生器を取付けるためのもので、内圧負荷具
１８とボルト２６で締結されている。AE監視期
間中の必要な時期に人為的に圧力負荷パイプ２２
を通して作動流体（圧力容器内の内容物と同一の
物質が望ましい）を導入して内圧負荷を与える
と、チユーブ１７は圧力の増大に伴い、切欠き部
で塑性変形を生じ、さらにその部分が引裂かれて
内容物が洩漏し、戻り管２３により回収される。
このとき、リーク検出素子２４により漏洩が生じ
たことが知られる。リークチユーブの変形、引裂
き、漏洩の各時点でそれぞれの態様に応じた音響
が放射され、容器１に取付けられたAEセンサ２
で検知され、音源の位置標定、音響発生原因の解
析がなされる。

次に本発明の他の実施例であるAE発生器１０
は、疲労破壊を検出するためのもので、その構造
は第４図に示される。図において、疲労試験片２
７はピン２８を介してシリンダ２９およびラム３
０に取付けられている。シリンダ２９には、内圧
繰返し発生装置としてのポンプ３１（第１図参
照）に連結される圧力負荷パイプ２２が設けられ
ている。前記と同様に必要時期に繰返し内圧を負
荷すると、試験片２７に繰返し応力が負荷されて
疲労破壊を起こし、試験片２７が破断分離する。
この時、ラム３０は、反試験片側に移動し、一
方、内圧負荷流体は分離された試験片２７の間隙
を通り、シリンダ上部の戻り管２３を経て回収さ
れる。このとき、戻り管入口に設けられた破断検
出素子２４により破断が検知される。疲労破壊の
過程で放射された音響はAEセンサ２により捉え
られ、音源位置の標定、音響発生原因の解析がな
されて、計測系のチエツクに役立てられる。試験
片としては本実施例のような平滑試験片の他に適
当な長さのき裂を有する試験片を使用することが
でき、き裂の応力拡大係数を適当に選べば疲労き
裂進展音を主体にした音響を発生させることも可
能である。

さらに本発明の他の実施例を示すAE発生器１
１は、上述の第４図の構造と同様であるが、上述
の内圧繰返し発生装置３１およびパイプ２２を用
いる代りに、容器１のノズル１４の内容物がその
まま管１５、弁３２を介してシリンダ２９内に流
入するようにしたものである。この場合に試験片
の応力を監視範囲の危険個所の応力より過大にな
るように選び、弁３２を常時開いておけば、実環
境と同じ強度試験が行われることとなり、容器の
異常を適確に予知することができる。なお、この
場合、弁３２は試験片破断検出素子からの破断時
の信号により閉じる自動弁にしておけば、内容物
の流出防止に役立つ。なお、他の装置にもこの機
構を同様に適用することができる。

また第１図におけるAE発生器１２は、疲労破
壊に伴うAE発生器の別な実施例を示すもので、
第５図に示すように繰返し応力（曲げ応力）を電
磁石３４により負荷できる構造にしたものであ
る。この構成によれば、荷重負荷のための圧力発
生装置、配管類を要せず、取扱いが容易となり、
また流体を用いない装置にも適用することができ
る。

第６図イ，ロは上記実施例において、それぞれ
水の漏洩および疲労き裂進展によるAE波計の計
測例を示すものであるが、AEの発生原因によつ
て波計、振幅、持続時間等が明らかに異なつてい
ることがわかる。本発明に用いるAE発生器は、
このように目的に応じた特性をもたせることがで
きるので、特に長期間のAE監視において高精度
かつ高信度の監視を行うことができる。この実施
例では、漏洩と疲労が懸念される場合であつたた
め、第６図イ，ロの差異が常に弁別できるように
AE計測を実施して好結果を得ることができた。

〔発明の効果〕

以上、本発明によれば、AE監視時において、
必要な時に、単なる電気信号によらずに、必要な
個所の音響を得ることができるので、所定個所の
センサ等を常時チエツクすることができ、また、
AE発生器を適当に選択することにより、被監視
個所の異常を予知し、AE監視における精度と信
頼性を増大させることができる。

本発明は、実施例に示した圧力容器のみなら
ず、原子力、火力、水力等の各機器、その他の化
学機器、一般機械、構造物、航空機、船舶、その
他にも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来例と本発明によるAE監視装置
を圧力要器に適用した場合の説明図、第２図は、
AE監視における一般的計測系を示すブロツク
図、第３図、第４図、第５図は、それぞれ本発明
の適用において漏洩音、疲労破壊音を放射させる
ためのAE発生器の実施例を示す断面図、第第６
図はAE波形の一例を示す図である。 １……圧力容器、２……AEセンサ、９，１
０，１１，１２……AE発生器、１７……リーク
チユーブ、２７……試験片、３１……内圧繰返し
発生装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被監視体の監視個所に音響検出器が取付けら
   れ、被監視体の異常時に発する異常音響放射を前
   記音響検出器により検出して被監視体の異常を検
   出する音響放射監視装置において、 前記監視個所又はその近傍に、所定の模擬応力
   が負荷されたとき破壊しうる模擬破壊片と、この
   模擬破壊片に対して繰返し応力を負荷する負荷手
   段とを有する模擬異常音響放射装置が取付けられ
   てなることを特徴とする音響放射監視装置。