JP3549059B2

JP3549059B2 - 金属管の長手傷検出装置

Info

Publication number: JP3549059B2
Application number: JP24667693A
Authority: JP
Inventors: 原政幸鵜
Original assignee: 株式会社技研工業
Priority date: 1993-10-01
Filing date: 1993-10-01
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2019-08-04
Also published as: JPH07103928A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、金属管の長手傷検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属管とは、例えば、炭素鋼，ステンレス鋼，アルミニウム合金，あるいはその他の金属管、あるいはそれらの内部に非金属体を充填したものもしくはそれらの外表面を非金属体で被覆したもの、である。
【０００３】
金属管の管壁の欠陥検出には、一般に、図２に示すような渦流探傷装置が利用される。図２を参照して説明する。２つの検出コイルＬ１，Ｌ２と抵抗器Ｒ１，Ｒ２によってブリッジを構成し、鋼管が検出コイルＬ１，Ｌ２の中を通過するように搬送する。傷がない鋼管に対してはブリッジがバランスするように予め調整しておく。鋼管の傷のある部分が検出コイルＬ１，Ｌ２を通過する時に、検出コイルＬ１のインピ−ダンス変化とＬ２のインピ−ダンス変化に時間差が生じるので、傷を検出すると、一時的にブリッジのバランスが崩れ、電圧計に信号（レベル差電圧）が現われる。
【０００４】
しかしこの種の渦流探傷装置の場合、２つのコイルの状態を比較して傷を検出するので、Ｌ１，Ｌ２のコイル長よりも長い長手傷がそれらを通過する場合、傷の先端が検出コイルＬ１，Ｌ２に入る時と、傷の後端が検出コイルＬ１，Ｌ２から出る時だけしか、傷の存在を検出できない。従って、傷の長さを検出することができない。
【０００５】
そこで、例えば特開昭６２−５９８５６号公報に開示された技術では、電源回路に１つのトランスを付加してその２次出力をブリッジに与え、ブリッジにより上述のように傷検出を行なうと共に、該トランスの１次入力レベルを監視する一次側検出回路を加えて、この回路により傷がブリッジを通過している間連続して傷検出信号（低レベル信号）を得るようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、傷検出対象の金属管が細径であるほど傷の有無による前記付加トランスの一次側のレベル変化が小さく、Ｓ／Ｎが低く（検出精度が低く）、特に金属管が高速で送られる場合には傷によるレベル変化とノイズとの識別が困難となる。
【０００７】
本発明は、比較的に細径および又は比較的に高速で送られる金属管の長手傷を、連続的に高い精度で検出すること、ならびに、この検出に用いるしきい値の調整を容易にすること、を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の長手傷検出装置は、搬送される金属管(1)が貫通する検出コイル(11)，該検出コイルのインピーダンスに対応した周波数で発振する発振回路(11,12)，該発振回路の発振出力の周波数を電圧レベルに変換するＦＭ検波回路(13)，感度調整手段およびバランス調整手段の設定に対応して、前記ＦＭ検波回路の出力レベルを調整するレベルシフト手段(14)，傷検出か否のしきい値レベルを発生し該レベルの調整が可能な手段(17)，該しきい値レベルに対する前記レベルシフト手段が調整した出力レベルの高低に対応して傷の有無を表す検出信号を発生する手段(15)，前記レベルシフト手段が調整した出力レベルとしきい値レベルの一方を選択する手段(SW2)、及び、選択されたレベルを表示する表示手段(16)；
前記金属管の搬送速度信号の電圧レベルを調整する手段(19)および調整した電圧レベルに比例する周波数のパルス信号を発生するＶ／Ｆ変換器(21)；及び、
前記傷の有無を表す検出信号の傷無しレベルでクリアされ該検出信号が傷有りレベルのときに前記パルス信号のパルスを計数するカウント手段(25)、および、該カウント手段のカウント値を表示する欠陥長表示器(29)；
を備える。なお、上記括弧内に示した記号は、後述する実施例中の対応する要素の符号を参考までに示したものであるが、本発明の各構成要素は実施例中の具体的な要素のみに限定されるものではない。
【０００９】
【作用】
発振回路(11,12)は、搬送される金属体(1)が貫通する検出コイル(11)を発振要素として含んでいるので、検出コイル(11)を通る金属体の状態が変化すると、例えば長手傷部位が検出コイル(11)の近傍にあると、検出コイル(11)のインピ−ダンスが変化し、発振回路(11,12)の発振出力の周波数が変化する。即ち、検出コイル(11)の近傍を通る金属管(1)の品質が均一である場合には、発振回路(11,12)が出力する信号は、所定の周波数ｆo になるが、金属管(1)に傷があると、発振回路(11,12)が出力する信号の周波数は、傷の状態に応じた周波数だけｆoから偏位する。この発振出力の周波数をあらわす電圧をＦＭ検波回路(13)が発生し、この電圧を感度調整手段およびバランス調整手段の設定に対応して、レベルシフト手段 (14) が調整し、調整した電圧のレベルがしきい値レベル以上であると傷有を表ししきい値レベル未満であると傷無を表す検出信号を、手段(15)が発生する。
【００１０】
選択手段(SW2)で表示手段(16)の表示をレベルシフト手段 (14) が調整した電圧のレベルからしきい値レベルに、またその逆に切換えることが出来るので、まず傷を検出しない時の手段(13)が発生する偏位信号のレベル（Ｖ０）と、傷を検出した時の偏位信号のレベル（Ｖ１）とを表示手段(16)から読取って、それらのレベル(Ｖ０とＶ１)の中間のレベルになるように、手段(17)にてしきい値レベルを調整し、表示手段(16)で確認することが出来る。
【００１１】
調整手段(19)が金属管(1)の搬送速度信号の電圧レベルを調整し、Ｖ／Ｆ変換器(21)が、調整した電圧レベルに比例する周波数のパルス信号を発生する。そして、パルス信号選択手段(24)が、前記傷の有無を表す検出信号が傷有りのレベルの間前記パルス信号を選択し、カウント手段(25)が、該検出信号の傷無しレベルでクリアされ該検出信号が傷有りレベルのときに前記選択手段が選択したパルス信号のパルスを計数し、欠陥長表示器(29)が、カウント手段のカウント値を表示する。したがって、搬送方向の傷長さを欠陥長表示器(29)で確認することが出来る。
【００１２】
傷検出対象の金属管(1)が細径であるほど傷の有無による検出コイル(1)の検出信号レベル(例えば電圧)の変化は小さく、また同様に発振回路(11,12)が出力する信号の周波数の変化も小さいが、周波数変化の検知はＳ／Ｎが高く、金属管(1)が高速で送られる場合でも、傷による周波数変化の識別が正確に行なうことができるので、手段(17)にてしきい値レベルを調整して、比較的に細径および又は比較的に高速で送られる金属管の長手傷を、連続的に高い精度で検出することが出来る。
【００１３】
【実施例】
本発明の一実施例を図１に示す。金属管１は検出コイル１１の内部を通って搬送される。金属管１は、図示しない搬送装置によって搬送されるが、搬送速度は一定ではない。そのため、金属管１の搬送速度に応じた直流電圧が、搬送装置から搬送速度信号として出力される。
【００１４】
検出コイル１１は発振回路１２に、その発振要素として接続されている。つまり、検出コイル１１のインダクタンスが、発振回路１２の発振周波数に影響を及ぼす。検出コイル１１のインダクタンスは、その内部を通る金属管１の影響を受ける。しかし、品質の良い金属管１は、形状や厚みが一定であるので、検出コイル１１のインダクタンス変化は、通常はごく僅かである。しかし、金属管１に長手傷（例えば割れ）などの欠陥があると、検出コイル１１のインダクタンスが変化し、発振回路１２の発振周波数が変化する。この例では、傷を検出しない時の発振回路１２の発振周波数（ｆo ）を１３０ＫＨｚに調整してある。
【００１５】
発振回路１２が出力する信号は、ＦＭ検波回路１３に印加される。ＦＭ検波回路１３は、入力される信号の周波数偏位に応じたレベルの信号を出力する。ＦＭ検波回路１３が出力する信号は、レベルシフト回路１４を通り、アナログ比較器１５に印加される。レベルシフト回路１４は、増幅器であり、感度調整（ゲイン調整）とバランス調整（零点調整）の機能を有している。
【００１６】
アナログ比較器１５は、レベルシフト回路１４が出力する信号の電圧を、可変抵抗器１７から出力されるしきい値電圧と比較し、その比較結果を二値信号として出力する。実際には、金属管１の傷を検出しない時に低レベル（Ｌ）、傷を検出すると高レベル（Ｈ）をアナログ比較器１５がそれぞれ出力するように、しきい値電圧が調整される。しきい値電圧の調整を容易にするために、しきい値電圧とレベルシフト回路１４の出力電圧のいずれか一方をスイッチＳＷ２で切換えて、電圧計１６に印加できるようにしてある。即ち、まず傷を検出しない時のレベルシフト回路１４の出力電圧Ｖ０と、傷を検出した時の電圧Ｖ１とを電圧計１６で測定し、Ｖ０とＶ１との中間のレベルになるように、しきい値電圧を調整すればよい。
【００１７】
一方、搬送速度信号は、アイソレ−タ１８，可変抵抗器１９，及びスイッチＳＷ１を介して、Ｖ／Ｆ変換器２１及びＡ／Ｄ変換器２２に印加される。なおスイッチＳＷ１を切換えることにより、可変抵抗器２０が出力する電圧をＶ／Ｆ変換器２１及びＡ／Ｄ変換器２２に印加することもできるが、通常は、可変抵抗器１９の出力信号がスイッチＳＷ１によって選択される。Ａ／Ｄ変換器２２の出力に接続されたライン速度表示器２３は、数値表示器であり、Ａ／Ｄ変換器２２が出力するデジタル値、即ち金属管１の搬送速度に対応する値を、ライン速度として数値で表示する。
【００１８】
Ｖ／Ｆ変換器２１は、入力される信号のレベル（電圧）に比例した周波数のパルス信号を出力する。例えば、金属管１の搬送速度が２倍になれば、Ｖ／Ｆ変換器２１の入力レベルも２倍になるので、Ｖ／Ｆ変換器２１が出力するパルスの繰り返し周波数も２倍（周期は１／２）になる。
【００１９】
アナログ比較器１５が出力する２値信号（傷検出信号）と、Ｖ／Ｆ変換器２１が出力する速度パルス信号は、アンドゲ−ト２４に入力される。従って、アンドゲ−ト２４は、傷が検出されていない時には、低レベルＬを出力するが、傷が検出されている時には、速度パルス信号を出力する。アンドゲ−ト２４が出力する信号は、１０進カウンタ２５に印加される。１０進カウンタ２５は、傷が検出されていない時にはクリアされており、傷が検出されると、計数が許可される。傷が検出されている時には、１０進カウンタ２５には速度パルス信号がアンドゲ−ト２４から印加されるので、１０進カウンタ２５は、傷が検出されると、速度パルス信号のパルス数を計数し、傷が検出されなくなると、計数値をクリアする。継続して傷が検出されている間に１０進カウンタ２５が計数するパルスの数は、検出された傷の長さに相当する。
【００２０】
１０進カウンタ２５が出力する計数値は、デジタル比較器２８及び欠陥長表示器２９に印加される。欠陥長設定器２６は、欠陥として検出すべき傷の長さのしきい値を決定するものであり、オペレ−タによって設定された数値が、しきい値として出力される。欠陥長設定器２６が出力する値は、デコ−ダ２７によって１０進の値に変換され、デジタル比較器２８に印加される。デジタル比較器２８は、１０進カウンタ２５が出力する計数値を、デコ−ダ２７が出力するしきい値と比較し、その比較結果を２値信号として出力する。つまり、検出された傷の長さがしきい値より小さい間は低レベルＬを、検出された傷の長さがしきい値以上になると、高レベルＨを、欠陥検出信号として出力する。
【００２１】
欠陥検出信号は、外部に出力され、また欠陥長表示器２９に印加される。欠陥長表示器２９は、欠陥検出信号がＨになると、１０進カウンタ２５が出力する計数値を欠陥長として表示する。スイッチＳＷ３は、欠陥長表示器２９の表示をリセットするために設けてある。
【００２２】
この実施例の装置を使用した結果、高速で搬送される細径の金属管１の長手傷を確実に検出しその長さ情報を得ることができた。
【００２３】
【発明の効果】
以上のとおり本発明によれば、探傷される金属管が細径でしかも送り速度が高速であっても、割れなどの長手傷を連続的に検出しうる。しかも、レベルシフト手段が調整した出力レベルおよびしきい値レベルを表示手段(16)で表示することが出来るので、検出精度を高くするためのしきい値電圧の調整が容易である。カウント手段 (25) が、検出信号の傷無しレベルでクリアされ検出信号が傷有りレベルのときにパルス信号のパルスを計数し、欠陥長表示器 (29) が、カウント手段のカウント値を表示する。したがって、搬送方向の傷長さを欠陥長表示器 (29)で確認することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】従来の管傷検出装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１：検出コイル１２：発振回路
１３：ＦＭ検波回路１４：レベルシフト回路
１５：アナログ比較器１６：電圧計
１７，１９，２０：可変抵抗器
１８：アイソレ−タ２１：Ｖ／Ｆ変換器
２２：Ａ／Ｄ変換器２３：ライン速度表示器
２４：アンドゲ−ト２５：１０進カウンタ
２６：欠陥長設定器２７：デコ−ダ
２８：デジタル比較器２９：欠陥長表示器

Claims

搬送される金属管が貫通する検出コイル，該検出コイルのインピーダンスに対応した周波数で発振する発振回路，該発振回路の発振出力の周波数を電圧レベルに変換するＦＭ検波回路，感度調整手段およびバランス調整手段の設定に対応して、前記ＦＭ検波回路の出力レベルを調整するレベルシフト手段，傷検出か否のしきい値レベルを発生し該レベルの調整が可能な手段，該しきい値レベルに対する前記レベルシフト手段が調整した出力レベルの高低に対応して傷の有無を表す検出信号を発生する手段，前記レベルシフト手段が調整した出力レベルとしきい値レベルの一方を選択する手段、及び、選択されたレベルを表示する表示手段；
前記金属管の搬送速度信号の電圧レベルを調整する手段および調整した電圧レベルに比例する周波数のパルス信号を発生するＶ／Ｆ変換器；及び、
前記傷の有無を表す検出信号の傷無しレベルでクリアされ該検出信号が傷有りレベルのときに前記パルス信号のパルスを計数するカウント手段、および、該カウント手段のカウント値を表示する欠陥長表示器；
を備える、金属管の長手傷検出装置。