JPH02213712A - 肉厚測定装置 - 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］ 本発明は、鉄板等の肉厚を測定する肉厚測定装置に関す
る。

［従来の技術］ 石油タンクの底板には鉄板が通常使用され、この鉄板は
経年変化等によって腐食する。そして、その腐食によっ
て肉厚が徐々に減少するので、所定年数毎にその全面に
渡って肉厚を測定する必要がある。

上記肉厚を測定するには、ａ音波厚さ測定器等の探触子
を鉄板の測定点に密着させ、その肉厚をメータ、デイス
プレー等で読取り、その肉厚値を記録表等に記入し、次
の測定点に探触子を移動し、上記と同様の作業を行なう
、そして、上記作業を、多数の測定点で繰り返す。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、探触子を台車等に載置しその探触子を昇降する
ことによって、肉厚被測定物の肉厚を測定しようとする
場合、その探触子の圧着面と肉厚被測定物の表面とを完
全に密着させないと測定の精度が出ない、つまり、探触
子を肉厚被測定物に単に下降させたのでは、肉厚被測定
物に探触子を完全に密着することが困難であり、測定精
度を高めることが困難であるという問題がある。

一方、上記のようにタンクの底板全面等のように広い面
積に渡って人手で測定しようとすると、その測定作業が
非常に煩雑であり、また測定者が中腰で検査する必要が
あるので、非常に身体的な疲労が多いという問題がある
。

そこで、本発明は、自動測定時に必要とされるジンバル
機構をシンプルにして肉厚測定の測定精度を確実に高め
ることができる肉厚測定装置を提供することを目的とす
るものである。

また、本発明は、広い面積について数少ない探触子によ
って短時間で多点肉厚測定することが容易である肉厚測
定装置を提供することを目的とするものである。

［課題を解決する手段］ 本発明は、肉厚を測定する探触子の上部に固定された円
錐部と、昇降板に設けられ、上記円錐部に対応するロー
ト状部と、上記探触子を巻回し、上記探触子の下部と上
記昇降板の下部との間に設けられ肉厚被測定物の表面に
上記探触子の下部を圧着するばねとを具備する小ジンバ
ル機構を有するものである。

また、本発明は、上記小ジンバル機構と、この小ジンバ
ル機構を支える３本の足と、上記小ジンバル機構と上記
３本の足とに、２方向に角運動を与える互いに直交する
２つの回転軸を具備する大ジンバル機構とを有するもの
である。

さらに、本発明は、肉厚を測定する探触子と、この探触
子を回動、昇降して肉厚被測定物に多点密着させる密着
駆動手段と、上記探触子からの信号に基づいて肉厚を演
算する肉厚演算手段と、上記演算した肉厚のデータを記
憶する記憶手段と、上記肉厚演算手段、記憶手段に電源
を供給するバッテリとを台車に載としたものである。

［作用］ 本発明は、探触子が肉厚被測定物から浮いているときに
、探触子の円錐部と昇降板のロート状部とによって、探
触子の中心軸が探触子を挿通する穴のほぼ中心に位置さ
せるという位置復元機部を有しているので、探触子が肉
厚被測定物と確実に密着し、肉厚測定の測定精度が向上
する。

また１本発明は、探触子の円錐部と昇降板のロート状部
とを具備する小ジンバル機構と、この小ジンバル機構を
支える３木の足と、上記小ジンバル機構と上記３本の足
とに２方向に角運動を与える大ジンバル機構とを有し、
探触子と肉厚被測定物との密着度を、犬ジンバル機構で
粗調し、３本足で支えられた内側の小面積部を小ビンパ
ル機構で微調するので、被測定物の歪や傾きがあった場
合でも肉厚測定の測定精度がさらに向上する。

さらに、本発明は、探触子を回動、昇降する密着駆動手
段と、探触子からの信号に基づいて肉厚を演算する肉厚
演算手段と、この演算した肉厚のデータを記憶するメモ
リと、バッテリとを台車に載置したので、広い面接につ
いて機動性よく肉厚測定することが容易である。

［実施例］ 第１図は、本発明の一実施例を示す正面図である。

肉厚測定装置１０は、肉厚を測定する探触子Ｓと、この
探触子Ｓを回動、昇降して肉厚被測定物である鉄板５０
に多点密着させる密着駆動手段３０（第２図に示す）と
、探触子Ｓからの信号に基づいて肉厚を演算するコンピ
ュータ１１と、このようにして演算した肉厚のデータを
記憶する記憶手段としてのメモリ１２と、コンピュータ
１１、メモリ１２、密着駆動手段３０、コンピュータ１
１をコントロールする制御箱１６、図示しない水ポンプ
等の必要部に電源を供給するバッテリ１３と、探触子Ｓ
と密着駆動手段３０とコンピュータ１１とメモリ１２と
バッテリ１３とを載置する台車１４とを有する。なお、
密着駆動手段３０は、密着駆動手段用ケース２１に収納
されている。

さらに、台車１４は、キャスタ１４ａと１水タンク１５
と、大ジンバル機構２０とを有する。

大ジンバル機構２０は、レバー２２と密着駆動手段用ケ
ース２１との間に設けられ、ケース２１を第１図中、左
右方向に角運動を与える軸２４と、ケース２１を第１図
中１前後方向に角運動を与える軸２３とを有する。なお
、ケース２１には、密着駆動手段３０（第２図に示す）
を支える３本の足２１ａ、２１ｂ、２１ｃが固定されて
いる。

第２図は、上記実施例において、密着駆動手段用ケース
２１内に設けられている密着駆動手段３０を示す斜視図
である。

密着駆動手段３０は、モータ３１と、その回転軸３１ａ
と、軸３１ａに固定されたカム３２と、カム３２によっ
て上下動する板３３と、板３３に回動機構を介して取付
けられた上下動する回転軸３４と、軸３４の下端に固定
された昇降板３５と、１：ｌ比を有するベベルギヤ３６
と、その回転軸３７と、ゼネバドライブ装置を構成する
原車３８と回転する中空従軍軸３９ａに取付けられた従
車３９とを有する。軸３７はその上下部分がベアリング
で支持され、原車３８が軸３７に固定され、また従車３
９は中空従軍軸３９ａに固定され、従車軸３９ａの上下
部分はベアリングで支持されている０次に軸３９ａは固
定された駆動レバー３４ａを持ち、レバー３４ａのビン
３４ｂによって昇降板３５に回転を伝える。昇降板３５
は、軸３４に固定され、板３３がばねで押し上げられて
いる。

また、昇降板３５の回転中心から離れて探触子Ｓが設け
られ、探触子Ｓと昇降板３５との間に小ジンバル機構４
０が設けられている。探触子Ｓにはり一ド＠Ｓｔが接続
されている。

第３図は、上記実施例におけるゼネバドライブ装置を示
す平面図である。

原車３８にはビン３８ａが設けられ、このビン３８ａが
回動することによって、従車３９が６０度づつ回動する
ようになっている。

第４図は、第２図に示す密着駆動手段３０のモータ３１
が回転したときに、探触子Ｓが６０度づつ回動し、その
回動が停止したときに、探触子Ｓが下降し鉄板５０に接
触し上昇する動作の説明図である。

第５図は、上記実施例における探触子Ｓと小ジンバル機
構４０とを示す縦断面図である。

第５図において、探触子Ｓの上部に円錐部４１が固定さ
れ、昇降板３５に穴が設けられ、円錐部４１に対応する
ロート状部３５ａが上記穴の側壁に設けられ、鉄板５０
の表面に探触子Ｓの下面を密着させるばね４３が設けら
れている。ばね４３は、探触子Ｓを巻回し、探触子Ｓの
ホルダ４４の突起４２と昇降板３５の下面に設けられた
溝３５ｂとの間に設けられている。

次に、上記実施例の動作について説明する。

まず、測定者は、鉄板５０の測定位置まで台車１４を押
して移動し、測定開始位置で１図示しないストッパから
レバー２２を外し、密着駆動手段用ケース２１を鉄板５
０の上面に下降する。この場合１台車１４が傾いていて
も大ジンバル機構２０によって鉛直に降下する。したが
って、ケース２１（７）３本の足２１ａ、２１ｂ、２１
ｃが鉄板５０の表面に沿って垂直に確実に密着する。こ
の場合、探触子Ｓの下面は鉄板５０にまだ接触していな
いが、探触子Ｓの下面と鉄板５０の上面との平行度が粗
調される。

そして、図示しないスイッチをオンすると、モータ３１
がゆっくりと回転する。この回転に伴ってカム３２が回
動し、このカム３２の回動に伴って板３３が下降し、軸
３４．昇降板３５も下降するので、探触子Ｓも下降し、
探触子Ｓが鉄板５０の上面に密着される。このようにし
て、探触子Ｓが鉄板５０の上面に密着した状態を第６図
に示しである。

そして、探触子Ｓの下面が鉄板５０と密着している間に
、探触子Ｓからリード線Ｓｌを介してコンピュータ１１
にデータが送られる。このようにしてその点における肉
厚測定が終了すると、カム３２の上記回動に伴って板３
３が上昇し、軸３４、昇降板３５も上昇するので、探触
子Ｓも上昇し、探触子Ｓが鉄板５０から離れ、第５図に
示す状態になる。

一方、モータ３１が回転することによって軸３１ａが回
り、ベベルギア３６を介してゼネバドライブ装置の原車
３８が回動し、従車３９が間欠的に回動する。この回動
にともなって、昇降板３５、探触子Ｓが６０度づつ回動
する。つまり、第３図、第４図に示すように、６０度毎
に従車３９が回動を停止し、こり回動停止したときに、
カム３２によって、板３３、昇降板３５、探触子Ｓが鉄
板５０に下降または上昇し、その途中で肉厚を測定し、
探触子Ｓ等が上昇を終了しているとき（第５図に示しで
ある状態のとき）に、従車３９、軸３４、昇降板３５と
ともに探触子Ｓが６０度づつ回動する。

そして、上記のようにして台車１４を停止した状態で６
点の肉厚測定を終了すると、密着駆動手段用ケース２１
をレバー２２で持ち上げた後、測定者が台車１４を所定
距離移動し、上記と同様に肉厚の測定を行なう、このよ
うにして、所定距離づつ台車１４を移動し、その停止し
た位置で６点づつ肉厚測定する。

この場合、探触子Ｓ、密着駆動手段３０、コンピュータ
１１、メモリ１２、バー、テリ１３を台車１４に載置し
てあり、これらによって立姿勢の状態で肉厚測定を行な
うことができ、またその移動が容易であるので、広い面
接について肉厚測定する場合でも、その測定作業が容易
である。

次に、小ジンバル機構４０の動作について説明する。

第５図に示すように、昇降板３５が上昇しているときは
、探触子Ｓが鉄板５０と離れているので、円錐部４１の
テーパ一部がロート状部３５ａのガイドとなり、ばね４
３によって、探触子Ｓを挿入する穴の中心軸と探触子Ｓ
の中心軸とが同軸上に保持される。このために、昇降板
３５の穴と探触子Ｓのホルダー４４とのクリアランスを
全周にわたって等しく確保することが可能になる。

次に探触子Ｓの下面が鉄板５０と接触し、計測しようと
するときは、鉄板５０の表面がどの方向に傾斜していて
も、第７図に示すように、ばね４３の作用によって、探
触子Ｓの下面は鉄板５０の表面に平行になるように、探
触子Ｓのホルダー４４が傾斜しながら接触しようとする
。この場合、鉄板５０の傾斜が全周いずれの方向であっ
ても、探触子Ｓが鉄板５０に接触する直前までは昇降板
３５の穴と探触子Ｓのホルダー４４とのクリアランスが
全周にわたって等しく確保されているため、クリアラン
スがゼロになる範囲内において探触子Ｓのホルダー４４
は全周にわたって等量に傾斜することができる。すなわ
ち、ジンバルがとれる。

ところで、クリアランスが全周にわたって等しくないと
すると、傾斜している鉄板５０の表面に探触子Ｓが接触
し、探触子Ｓのホルダー４４が傾斜しようとする方向が
、クリアランスの少ない方向とたまたま一致した場合、
探触子Ｓのホルダー４４は昇降板３５の穴に接触し、満
足に傾斜しきれず、探触子Ｓの下面と鉄板５０の表面と
が満足に接触できない場合が生ずるので、測定精度の悪
化または欠測になる。すなわち、たとえばロート状部３
５ａと円錐部４１とを装着しない場合、つまりロート状
部３５ａの代りに普通の円筒状の穴を使用し、円錐部４
１の代りに探触子Ｓのホルダー４４のように円筒状部を
使用した場合、測定を終了して昇降板３５が上昇し、探
触子Ｓが鉄板５０から離れるに従って、なるがままの位
置に落ちつくが、このとぎに、昇降板３５の穴の中心軸
と探触子Ｓの中心軸とは同軸上に保持されるとは限らな
い、このため次に測定するときに、ジンバルが充分にと
れない可能性が生じ、測定精度の悪化または欠測する可
能性がある。

このような状態を回避するために、上記実施例では、ロ
ート状部３５ａと円錐部４１のテーパー部とを装着する
ことにし、これによって昇降板３５が上昇し、探触子Ｓ
が鉄板５０を離れたら。

常に５探触子Ｓの中心軸と昇降板３５の穴の中心軸とを
同軸上に保持し、次に計測するときのジンバルが充分に
とれるようにして測定精度の確保と欠測率の低減を図っ
ている。

上記実施例においては、大ジンバル機構２０によって、
探触子Ｓを収納したケース２１の３本の足２１ａ、２１
ｂ、２１ｃが、鉄板５０の傾斜と探触子Ｓの下面の傾斜
とを粗調し、その次に、小ジンバル機構４０によって、
鉄板５０の表面の傾斜と探触子Ｓの下面の傾斜とを完全
に一致させ、両者を密着させている。

上記実施例においてコンピュータ１１は、探触子Ｓから
の信号に基づいて肉厚を演算する肉厚演算手段の一例で
あり、コンピュータ１１以外の手段を使用してもよい。

上記実施例においては、探触子Ｓを６０度毎に鉄板５０
と密着させるようにしているが、他の角度毎に密着させ
るようにしてもよい、なお、６点測定が完了すると、制
御装置は、再び６点測定可能なように、モータ３１を制
御する。また、昇降板３５に探触子Ｓを複数個取付け、
さらにきめ細かいピッチで多点測定するようにしてもよ
い。

上記実施例は、石油タンクの底板以外の鉄板の肉厚を測
定する場合、または鉄板以外の板の肉厚を測定する場合
にも応用することができる。

［効果］ 請求項（１）の発明によれば、探触子が肉厚被測定物と
確実に密着し、肉厚測定の測定精度が向上するという効
果を奏する。

請求項（２）の発明によれば、数少ないセンサによって
短時間で肉厚被測定物の多点測定が容易であるという効
果を奏する。

請求項（３）の発明によれば、探触子が肉厚被測定物と
さらに確実に密着し、肉厚測定の測定精度がさらに向上
するという効果を奏する。

請求項（４）の発明によれば、広い面積について肉厚測
定することが容易であるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す正面図である。 第２図は、上記実施例における密着駆動手段３０の一例
を示す斜視図である。 第３図は、上記実施例におけるゼネバドライブ装置の説
明図である。 第４図は、上記実施例における探触子Ｓの軌跡を示す図
である。 第５図は、上記実施例における小ジンバル機構４０の正
面断面図である。 第６図は、探触子Ｓを鉄板５０に密着させた状態を示す
断面図である。 第７図は、鉄板５０の表面が傾斜しているときに探触子
Ｓが密着している状態を示す縦断面図である。 １０・・・肉厚測定装置、 １１・・・コンピュータ・ １２・・・メモリ、 １３・・・バッテリ、 １４・・・台車。 ２０・・・大ジンバル機構、 ３０・・・密着駆動手段。 ３５・・・昇降板、 ３５ａ・・・ロート状部、 ４０・・・小ジンバル機構、 ４１・・・円錐部。 ４３・・・ばね。 ５０・・・鉄板、 Ｓ・・・探触子。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）肉厚を測定する探触子の上部に固定された円錐部
   と； 昇降板に設けられ、上記円錐部に対応するロート状部と
   ； 上記探触子を巻回し、上記探触子の下部と上記昇降板の
   下部との間に設けられ、肉厚被測定物の表面に上記探触
   子の下部を圧着するばねと；を有することを特徴とする
   肉厚測定装置。
2. （２）請求項（１）において、 上記探触子と上記円錐部と上記ロート状部と上記ばねと
   で構成される小ジンバル機構を所定角度づつ回動するゼ
   ネバドライブ装置と、上記小ジンバル機構がその回動を
   停止している間、上記探触子を被測定物に密着させる密
   着駆動手段とを有することを特徴とする肉厚測定装置。
3. （３）肉厚を測定する探触子の上部に固定された円錐部
   と、昇降板に設けられ、上記円錐部に対応するロート状
   部と、上記探触子を巻回し、上記探触子の下部と上記昇
   降板の下部との間に設けられ肉厚被測定物の表面に上記
   探触子の下部を圧着するばねとを有する小ジンバル機構
   と； この小ジンバル機構を支える３本の足と； 上記小ジンバル機構と上記３本の足とに、２方向に角運
   動を与える互いに直交する２つの回転軸を具備する大ジ
   ンバル機構と； を有することを特徴とする肉厚測定装置。
4. （４）肉厚を測定する探触子と； この探触子を回動、昇降して肉厚被測定物に多点密着さ
   せる密着駆動手段と； 上記探触子からの信号に基づいて肉厚を演算する肉厚演
   算手段と； 上記演算した肉厚のデータを記憶する記憶手段と； 少なくとも上記肉厚演算手段、記憶手段の電源を供給す
   るバッテリと； 上記探触子と上記密着駆動手段と上記肉厚演算手段と上
   記記憶手段と上記バッテリとを載置する台車と； を有することを特徴とする肉厚測定装置。