JPS62238456A - 超音波自動探傷装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は丸棒又はパイプなどの鉄鋼製品を超音波を用
いて非破壊検査する超音波自動探傷装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

この種の従来装置を第３図および第４図に基き説明する
。

第３図は超音波自動探傷装置ａを用いて被検材を検査す
るただの従来装置を概念的に示し、第４図は第３図にお
ける搬送スキユロールを示している。

第３図および第４図において【１）は超音波自動探傷装
置で検査するための丸棒などの被検材、（２）は予め被
検材（１１の搬送方向中心と図に示すθの設定角度を持
ちチェーンで回転させられ被検材を１定回転ピッチで搬
送するスキユロールで（２ａ）と（２ｔ））　（２０）
と（２ｄ）　　（２８）と（２ｆ）の組合せから成る。

（３）は前記スキユロール（２）を回転させるためのモ
ータ、１４）は前記モータ（３）を所要の定速回転をさ
せるための可変速制御機、（５）はモータの回転を方向
変換して回転力を伝達するマイタギヤボックス。

＋６＋　Ｉｄ、　前記マイタギヤボックス（５）の回転
をさらに方向変換してチェーンと接続し前記スキユロー
ルを回転させるチェンカツプリングギャボックス（７）
は前記モータ（２）の回転力を各々のマイタギヤボック
ス（５ａ　、　５ｂと５ｃ）に伝達するためのシャフト
で（７ａ）と（７ｂ）から成る。（８）は被検材によっ
て遮光された瞬間に信号を発する光電センサで（８ａ）
と（８Ｃ）は光電センサの投光器（８ｂ）と（８ｄ）は
各々（８ａ）と（８Ｃ）の投光器に対応する受光器。

（９）は超音波自動探傷装置の機構部、　（ＩＩは前記
機構部（９）に取付けられ３組の探傷ヘッドを被検材に
接材させ被検材の動きに個々の探傷ヘッドを追従させる
３組（１ｏａ　、　ｉｏｂと１０Ｃ）の追従装置［１１
１は前記追従装置に取付けられ被検材（１）に超音波を
送受信する超音波探触子を収容する３組（１１ａ、　１
１ｔ）と１１Ｃ）の探傷ヘッド、α２は前記追従装置α
０のヘッドαＢの接材又は離材制御及び被検材速度を算
出する演算器、０国は前記チエンオツプリングギャボッ
クス（６１の回転をスキユロールに伝達するためのチェ
ーンで２組（１３ａと１３ｂ）から成りスキユロールを
同方向に回転させる。α４は前記モータ（３）の回転を
減速して伝達するためのギヤカップリング、住９は前記
スキユロール（２）を支える架台であるうスキユロール
（２）よって被検材を搬送する場合の搬送速度はスキユ
ロールの角度（θ）と回転数の関数になるが被検材とス
キユロール間の滑シのため１義的に定まらない場合がほ
とんどである。

従来は搬送ライン上の定位置に設けた２組の光電センサ
（８ａと８ｂ及び８Ｃと８ｄ）　−ｉ用いて被検材が光
電センサＣ８，ａ）と（８ｂ）を遮光した瞬間から時間
を計測し１次の光電センサ（８りと（８ｄ）を遮光した
時間で計測を停止させその計測時間で搬送速度を求め探
傷ヘッドαυの接材タイミングを作る方法がとられてい
た。

第３図に示すように′ｙｔ、ｉセンサ（８ａと８Ｃ）間
の距離をＬｌ　　、光電センサ（８ａ）と追従装置（１
０ａ）。

（１０ｂと１０Ｃ）間の距離を各Ｌ２１　Ｌ５とＬ４と
する。

被検材が光電センサ（１３ａと８りを遮光した計測時間
ｅＴ＋（秒）とすると、被検材の速度ｖ１　　は演算器
α２によシ Ｖ１＝　Ｌ１／　Ｔ＋　　　　　　　・−−−−−ｍで
求められる。従って追従装置（１０すの接材タイミング
は光電センサ（８ａ）　　を遮光してからの時間（Ｔ２
）を演算する Ｌ２　／　Ｖｌ　＝　Ｔ２　　　　　　−−−−−１２
１（２）式が成立した瞬間となる。

同様に追従装置（１０ｂと１００の接材タイミングも光
電センサ（８ａ）を！ｉしてからの時間（Ｔ３とＴ４　
）　　を演算して求める。

Ｌ５　／　７１　＝　Ｔ３　　　　　　−・・・−＜３
）Ｌ４　／　Ｖｌ　＝＝　Ｔ４　　　　　　　・・−−
−−１４１（３）式は探傷ヘッド（１１ｂ）の、（４）
式は探傷ヘッド（１１りの接材タイミングである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

超音波自動探傷装置において全領域を探傷する場合被検
材の先端に探傷ヘッドαυを接材させる必要があり、前
記ｆ２１　（３１１４１式から求める接材タイミングは
被検材が一定速度で搬送される場合のみに適用できるが
速度変化がある場合は従来の方法が適用できない問題点
があった。特にスキユロールで搬送する場合、スキユロ
ールの回転力は搬送方向ベクトルと回転方向ベクトルに
分力されるため被検材の曲り１表面の粗密等によりスリ
ップしやすく一定速度で常に搬送させることが困難であ
った。

被検材のスリップが光電センサ間（１３ａと８Ｃｒｖ１
）の以後で生じた場合は被検材速度が遅（なシ計測速度
ｖ１　　より遅くなるので接材タイミングに差が発生し
最悪の場合は探傷ヘッドが先に落下しその後被検材が搬
送され探傷ヘッドを破壊することもある。

この発明は係る問題点を解決するためのもので被検材の
速度が変化した場合でも速度を正確に求め適切な接材タ
イミングを求める目的でなされた。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は搬送速度がスキユロールの設定角度（θ）と
回転数に関係することからスキユロールの回転軸に回転
パルスを生成する回転検出器とそのパルスをカウントす
るカウンタ及び探傷ヘッドに接近した搬送方向前方の定
位置に設けた２組の′″に、ｔｌＥセンサを備えスキユ
ロールの設定角度（θ）と前記パルスカウント値及び光
電センサ信号を演算器に入力させて搬送速度を求め適切
な接材タイミングを求めるものである。

〔作用〕

θ’ｌスキユロールの設定角度、Ｎｔ毎秒のスキユロー
ルの回転数、φ１Ｇ−を被検材の外径、φ２（順）をス
キユロールの外径とした場合の搬送速度ＶｓＣｔｔｒｍ
）は次式で求められる。

ｋは搬送時のスリップを含む被検材の外径毎に異なる係
数である。スキユロールの回転数は回転検出器によりパ
ルスに変換されカウンタで毎秒毎にカウントされる。前
記カウント値は演算器に入力され前記（５）式の演算に
よシ搬送速度（ｖ５）が求められる。同時に前記（１）
式によ）搬送速度（ｖｌ）が求められる。この両者の速
度比（ｘｌ）を求めるとｘ１＝ｖ１／ｖ５　　　　　　
　　　・・・・・（６）光電センサ間（８１１と８Ｃ間
〕で計測するｖｌ　　はその光電センサ間の計測速度で
あるので実速度でありｘｌ　　が１であるならば演算で
求めた速度ｖ５は実速度に一致している。一致していな
い場合でもｘｌ　　によシ速度ｖ５　は補正することが
できる。

従って前記接材タイミング＋２１．　（３１と（４）式
を補正した次式ｆｆ１．　＋８１と（９）式Ｔ２’　＊
　Ｔ５’とＴ４′は各々の探傷ヘッド（ｔｔａ、　＋＋
ｂ、　＋＋りの適切な接材タイミング与える式となる。

１＝０ 演算速度は光電センサ間の実速度で補正されるのでスリ
ップ率が変化なければ、これ以後の演算速度はほぼ実速
度とみなされる。

〔実施例〕

以下この発明の実施例について、装置の全体を概念示す
第１図及び搬送スキユロールを示す第２図を用いて説明
する。

第１図及び第２図において＋１１〜ｔｔＳは前記従来装
置と全く同一のものである。αＧはスキユロール（２）
の回転軸とカップリングで接続されスキユロールの回転
数に対応したパルス信号を生成する回転検出器、ａ？）
は前記回転検出器Ｕで生成されたパルスをカウントする
カラ：／夕である。

予めスキユロールの角度を設定しておき前記（５）式に
よりパルスをカウントし搬送速度を演算しておき、被検
材が光電センサを遮光した瞬間に前記６式より速度比ｘ
１ヲ求め前記ｆ７）、　（８１と（９）式に反映させカ
ウント値を積算して距離を算出する。

＋７１．　（８）と（９）式のＬ２　、　Ｌ５とＬ４に
積算距離が等しくなった時間Ｔ２／　、　Ｔ３／とＴ４
′が各々の探傷ヘッド（ｌｌａ、　Ｉｌｂと１１０）の
接材タイミングとなる。

〔発明の効果〕

前記（７）、　（８）と（９１式は回転数を変化させて
速度を可変速した場合でも回転数が関数となっているの
で演算にて速度を求めることができるばかシでなく光電
センサ間にて実速度を計測していることから演算速度と
の違いを補正する区間があるので演算速度をよシ実速度
に近づけることができる特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概念図、第２図は第
１図における搬送スキユロールを示す図。 第３図は従来装置を示す概念図、第４図は第３図におけ
る搬送スキユロールを示す図である。 図において（１）は被検材、（２）はスキユロール、（
３）はモータ、（４）は可変速制御機、（５）はマイタ
ギヤボックス、（６）はチェンカップリングギャボック
ス。 （７）はシャツ）、（８）は光電センサ、（９）は機構
部、α１は追従装置、ａυは探傷ヘッド、　ａＸ６は演
算器、αＪはチェーン、αをはギヤカップリング、αＳ
は架台、αｅは回転検出器、αηはカウンタである。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 予めスキユ角を設けたスキユロールの回転により一定ピ
   ツチの回転で搬送させる丸棒又はパイプなどの被検材を
   全領域に渡つて探傷するため探触子を備えた探傷ヘツド
   を被検材の先端に降下させる超音波自動探傷装置におい
   て、前記スキユロールの回転を検出する回転検出器と、
   前記探傷ヘツドに接近した搬送方向の前方の定位置に設
   けた２組の光電センサと、前記回転検出器の回転パルス
   をカウントするカウンタと、前記カウンタのカウント値
   を演算する演算器を有し、前記スキユロールにより搬送
   される被検材の速度をスキユー角とスキユロールの回転
   数を検出する前記回転検出器とカウンタ及び演算器によ
   り求めさらに前記定位置に設けた光電センサを起点とし
   て距離を演算して前記探傷ヘツドを降下させるタイミン
   グを生成すると共に前記一定距離間隔を持つ２組の光電
   センサを被検材が遮光する時間差から求まる被検材速度
   と前記の演算で求めた探傷ヘツド降下タイミングとを比
   較することにより前記探傷ヘツドを被検材の先端に降下
   させて不感帯を小さくしたことを特徴とする超音波自動
   探傷装置。