JPS62206409A

JPS62206409A - 管内挿入型電磁超音波探触子

Info

Publication number: JPS62206409A
Application number: JP61048251A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Sudo; 佳一須藤; Katsuhiko Honjo; 克彦本庄; Fujio Hirabayashi; 平林　富士夫; Junichi Masuda; 順一増田; Kishio Arita; 紀史雄有田; Susumu Ito; 伊東　将; Takashi Kadowaki; 門脇　孝志; Akira Ozaka; 尾坂　章; Katsutoshi Sato; 勝俊佐藤
Original assignee: Hitachi Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Hitachi Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1986-03-07
Filing date: 1986-03-07
Publication date: 1987-09-10
Anticipated expiration: 2009-06-22
Also published as: JPH0648184B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、電磁超音波計測法によって管内から管肉厚寸
法を効率よく測定する探触子に関するものである。

〔従来の技術〕

電磁超音波を利用して被破壊検査を行なう方法としては
、例えば「電磁超音波計測法Ｊ　（電気学会誌Ｖｏ１．
１０４−４２、ｐｌ、１０１１１、昭和５９年）に記載
されているものがある。

上記のごとき電磁超音波計測法においては、電磁超音波
探触子（以下、探触子と略記する）を用い、下記のごと
き原理によって計測を行なう。

すなわち、まず探触子を被検査部材の近傍に配設し、該
探触子の電磁石からの静磁界を被検査部材、例えば管路
の表面に印加した状態で上記の電磁石に設けた送受信コ
イルに直流パルス電流を流す。そうすると、静磁界を印
加された管路表面に渦電流が流れ、静磁界と渦電流との
相互作用によってローレンツ力が発生する。

このローレンツ力によって管路が振動すると、超音波が
発生し、その超音波が発生個所と管底面との間を往復す
る時間と、管中を伝播する超音波の速度との関係から管
路の肉厚寸法を測定することができる。

第４図は、従来の探触子の一例図である。

第４図において、探触子１は直流電磁石２で形成されて
いる。

この直流電磁石２は円柱状であり、周囲にリング状の側
脚３と中央に側脚３に包囲された中央脚４とを備え、ま
た側脚３と中央脚４との間に励磁コイル５を装着してい
る。

また、中央脚４の先端には、送受信コイル６が設けられ
ている。

この探触子を用いる場合には、側脚３及び中央脚４を、
空隙７を介して管路８に近接して配置する。

なお、信号処理装置９は、検出した超音波信号を処理し
、管路の肉厚を検出するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のように従来の探触子においては、側脚３及び中央
脚４の測定部が平面であるため、円形の管路８を測定す
る場合には、第５図（Ａ）に示すごとく、空隙７が大き
くなり、そのため漏洩磁束が大きくなって静磁界の効率
が低下するという問題がある。

また、上記のごとき従来の探触子においては、１個の中
央脚４の先端にのみ送受信コイルを設置しているので、
１点の計測しか行なうことができず、そのため、管路８
の円周方向に複数の点を測定する場合には、探触子を円
周方向に回転移動させねばならないので、作業能率が悪
いという問題がある。

また、埋設管等のように、外部から管路の肉厚測定を行
なうことができず内面から測定を行なう場合には、第５
図（Ｂ）に示すごとく、空隙７が非常に大きくなり、ま
た管路内に安定して配置することか困難なので、測定が
不安定で誤差が大きくなる等の問題があった。

本発明は、上記のごとき従来技術の問題を解決するため
になされたものであり、管路の内面から肉厚寸法を測定
する際に、効率良く、しかも正確な測定を行なうことの
できる電磁超音波探触子を提供することを目的とするも
のである。

〔問題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明においては、被測定
管路の中心付近から放射状に管路内面方向に向うＮ本（
Ｎ２２）の中央脚と各中央脚の両側に１本ずつ所定の間
隔をおいて管路の長さ方向と平行に直線状に配設された
合計２Ｎ本の側脚とを一体構造化した鉄心コアと、該鉄
心コアの中央脚と側脚との間隔部に配設した励磁コイル
と、上記各側脚の先端部に配設した送受信コイルとによ
って探触子を構成している。

〔作用〕

上記のように構成したことにより、本発明においては、
１本の中央脚と２本の側脚とが常に管路の長さ方向に一
直線に配設されるので、いずれの場所においても空隙が
極めて小さくなり、静磁界の効率が低下するおそれがな
くなる。

また、複数本の中央脚のそれぞれに送受信コイルを備え
、各々の中央脚で測定を行なうことができるので、一時
に多数の点を測定することが可能となる。

また、中心付近から放射状に延びた形状を有しているの
で、円形の管路内でも安定に配設することができ、常に
正確な測定が可能となる。

〔発明の実施例〕

第１図は、本発明の一実施例図であり、（Ａ）は断面図
、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ’断面図、（Ｃ）は（Ａ）の
Ｂ−Ｂ’断面図である。

第１図において、鉄心コアは、管路８の中心から管の内
面に向って放射状に延びる４本の鉄心コア２１Ａ、２１
．Ｂ、２１Ｃ１２１Ｄ及び中心部に共通の鉄心となる鉄
心コア部材２５とが一体に結合して形成されている。

なお、それぞれの鉄心コア２１Ａ〜２１Ｄは、同一構造
であるので、以下、鉄心コア２１Ａについてその構造を
説明する。

鉄心コア２１．Ａは、中央脚２２Ａとその前後に側脚２
３Ａ及び２４Ａとが管路８の長手方向に沿って平行に直
線状に所定の間隔をおいて配置されている。

そして、中央脚と側脚との間隔部には、励磁コイル２６
が設けられ、また中央脚２２Ａの先端部には送受信コイ
ル２７Ａが埋設されている。

さらに、各側脚の先端部に設けられた凹所には、ボール
ベアリング１８とバネが配設され、ボールベアリング１
８を管路８の内面に押圧するように構成されている。

また、鉄心コアの一端には接続端子２８が設けられ、リ
ード線２９及び３０を介して励磁コイル２６及び送受信
コイル２７に接続されている。

また、１６は探触子を引っ張るロープである。

上記のごとき探触子において、励磁コイル２６に電流を
流すと、破線３１で示したごとき磁束が管路８の表面に
流れ、また送受信コイル２７Ａに直流パルスを印加する
と、前記のととき静磁界と渦電流との相互作用によって
超音波が発生し、それによって管路の肉厚寸法を測定す
ることができる。

次に、第２図は第１図の探触子を用いて埋設された管路
の肉厚を測定する方法を示す図であり、（Ａ）は全体図
、（Ｂ）は（Ａ）の部分拡大図である。

第２図において、１０は地面であり、８は地中に埋設さ
れた管路（例えば、鋼管）である。

また、ＩＩＡ及びｌｌＢは出入用穴であり、この出入用
穴から管路８に探触子１と増幅器１２（探触子１の検出
信号を増幅する前置増幅器）とを連結したものを挿入す
る。

探触子１の信号は、増幅器１２とケーブル１３とを介し
て地上に取り出され、ケーブル巻取機１４から信号処理
装置１５に送られる。

また、探触子１の一端には、ロープ１６が取付けられて
おり、地上に設けられたロープ巻取機１７によってロー
プ１６を巻取ることにより、探触子１を管路８内で自由
に移動させることができる。

なお、１８は前記第１図と同様のポールベアリン−９＝グであり、これによって探触子１が管路内に安定に支持
される。

上記のように本発明においては、中央脚とそれに対応す
る２本の側脚とが管路の長手方向に直線状に配置されて
いるので、空隙が中央脚でも側脚でもほぼ等しい値とな
り、かつ円形の管路においても常に小さな値にすること
ができる。

そのため、漏洩磁束が少なくなり、磁気効率を大幅に向
上させることができる。

また、放射状に配置した複数の中央脚によってそれぞれ
の個所を測定することができるので、同時に複数の点を
測定することができ、作業能率が向上する。

また、管路の中心部から内面に向って放射状に複数の中
央脚及び側脚を配置しているので、それぞれの中央脚及
び側脚における電磁吸引力が増加し、探触子が回転しに
くく安定した状態で測定を行なうことができるので、測
定作業が容易になるとともに正確な測定を行なうことが
できる。

また、側脚の先端にボールベアリング等の支持部材を設
けた場合には、各側脚がそれぞれ支持部材を介して管路
の内面に安定に支持されるので、さらに作業が容易にな
り、かつ移動も容易である。

次に、第３図は、本発明の他の実施例図であり、（Ａ）
は断面図、（Ｂ）は（Ａ）のｃ−ｃ’断面図である。

第３図の実施例は、２つの探触子１及び１′を連結して
用い、かつ中央脚の角度を相互にずらして配置した場合
を示す。

第３図の実施例においては、第１図の場合より更に測定
点を増加させることができ、測定精度を向上させること
ができる。

なお、上記の実施例においては、中央脚の数が４の場合
について例示したが、中央脚は２本以上であれば実施可
能であり、数の多い方が同時に多数の点を測定すること
ができる。

〔発明の効果〕

以上説明したごとく、本発明においては、漏洩磁束が少
なく磁気効率を向上させることができ、また円形の管路
内に挿入した場合でも探触子が回＝１１− 転しにくく安定に測定作業を行なうことができ、埋設管
のように外部から測定を行なうことができないような場
合でも、円形の管路の肉厚を内部から正確かつ効率良く
測定することができる、という優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例図、第２図は本発明の探触子
の使用状態を示す図、第３図は本発明の他の実施例図、
第４図及び第５図は従来装置の一例図である。〈符号の説明〉２１Ａ〜２１Ｄ・・・鉄心コア　２２Ａ〜２２Ｄ・・・
中央脚２３Ａ〜２３Ｄ・・・側脚　　　２４Ａ〜２４Ｄ
・側脚２５・・・鉄心コア部材　　　２６・・・励磁コ
イル２７Ａ〜２７Ｄ・・・送受信コイル特許出願人　　日本電信電話株式会社（他１名）代理人弁理士　　中　村　純之助矛２図（Ａ）（Ｂ）＋３−−−　’７−−ブル　　　　　　　　　　＋ｓ　
−−−ｙ′Ｌルヘ′ｒＩＩ＞７パ１Ｐ３図（Ａ）

Claims

【特許請求の範囲】１、中央脚と側脚とを有する鉄心コアと、該鉄心コアに
設けられた励磁コイルと、上記中央脚の先端部に設けら
れた送受信コイルとを備え、被測定管路の管壁に直流磁
場を印加することにより、被測定管路の肉厚を測定する
電磁超音波探触子において、被測定管路の中心付近から
放射状に管路内面方向に向かうＮ本（Ｎ≧２）の中央脚
と各中央脚の両側に１本づつ所定の間隔を置いて管路の
長さ方向と平行に直線状に配設された合計２Ｎ本の側脚
とを一体構造化した鉄心コアと、該鉄心コアの中央脚と
側脚との間隔部に配設した励磁コイルと、上記各中央脚
の先端部に配設した送受信コイルとを備え、管路内部に
挿入して用い、内面から管路の肉厚を測定することを特
徴とする管内挿入型電磁超音波探触子。２、中央脚と側脚とを有する鉄心コアと、該鉄心コアに
設けられた励磁コイルと、上記中央脚の先端部に設けら
れた送受信コイルとを備え、被測定管路の管壁に直流磁
場を印加することにより、被測定管路の肉厚を測定する
電磁超音波探触子において、被測定管路の中心付近から
放射状に管路内面方向に向かうＮ本（Ｎ≧２）の中央脚
と各中央脚の両側に１本づつ所定の間隔を置いて管路の
長さ方向と平行に直線状に配設された合計２Ｎ本の側脚
とを一体構造化した鉄心コアと、該鉄心コアの中央脚と
側脚との間隔部に配設した励磁コイルと、上記各中央脚
の先端部に配設した送受信コイルと、上記各側脚の先端
部に設けられ管路内面に弾性的に接して各側脚を管路内
面に支持する支持部材とを備え、管路内部に挿入して用
い、内面から管路の肉厚を測定することを特徴とする管
内挿入型電磁超音波探触子。３、上記支持部材は、上記各側脚の先端部に設けられた
凹部に回転自在に挿入された球状のボールベアリング部
材と、該ボールベアリング部材を管内面側に押圧するバ
ネ部材とからなるものであることを特徴とする特許請求
の範囲第２項記載の管内挿入型電磁超音波探触子。