JPH0382955A - ロータ軸検査装置 - 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】 本発明はタービンまたは発電機のロータの軸のような細
長い釉の孔を超音波で検査する検査装置に関する。

通常、軸孔を備えた大型機械のロータ軸は製造時だけで
なく使用を開始した後定期的に入念に検査して、製造時
またはある一定期間使用後に現われ寿命が来る前のそし
て破局的な故障の原因となり得る傷を発見する必要があ
る。

それぞれが特定の種類の傷を発見するように設計された
種々のテストを行なう種々の装置が提案され且つ開発さ
れている。かかるシステムには超音波検査法及び渦電流
検査法に基づくものがある。これらの種類の検査を行な
うには変換器組立体を軸孔を介しロータの軸に沿って変
位させると共にその軸を中心として回転させる必要があ
る。

かかるシステムの例として米国特許第３９６０．００６
．４，６９９，００８及び４゜７５７．７１６号に記載
されたものがある。

これらの特許に開示されたシステムは有用な作用効果な
生ぜしめることができるが欠点もある。

例えば、公知のシステムでは変換器をその読みの精度を
最適にするに充分な一定の速度で回転させることができ
ない。さらに、測定開始前に必要なかかるシステムの較
正を行なうにあたり、公知の方法は時間がかかり、且つ
測定結果にある特定の誤差が導入されやすい。また、公
知のシステムでは検査装置を正しい位置に配置するのか
困難て時間のかかる作業が必要となる。

本発明の主な目的はこれらの欠点及び短所を軽減する新
規なロータ軸孔検査装置を提供することにある。

本発明の別の目的は測定値変換器のヘッドの位置の制御
性を改善する装置を提供することにある。

本発明の別の目的は測定に入る前のシステムの較狂を容
易且つ迅速化することにある。

本発明のさらに別の目的は測定時変換器の運動をさらに
柔軟に且つ正確に制御することにある。

本発明のさらに別の目的は種々のロータサイズに容易に
適応可能なシステムを提供することにある。

以上述べた本発明の目的及び他の目的は軸孔を持つ細長
い円筒体を検査する装置であって、円筒体の特性をモニ
ターするエネルギー変換器と、変換器を支持する駆動棒
と、円筒体の外部に位置して駆動棒を支持し変換器を軸
孔に沿って並進させると共に軸孔の！１ｌＩｌ線を中心
として回転移動させる駆動ユニットと、駆動棒の軸線が
軸孔の軸線に沿う位置に配置されるよう駆動ユニットを
支持する装置とより成り、前記駆動ユニット支持装置は
、支持装置を円筒体から支持する第１の手段を有し、第
１の手段は円筒体に関して一定の位置を有し、また前記
支持装置は軸孔の軸線を含む垂直平面に関し所定の位置
を有し、前記支持装置はまた駆動ユニットの支持平面を
画定する第２の手段と、前記第１と第２の手段との間に
結合されて第２の手段を第１の手段に関して垂直方向に
変位させ第２の手段を軸孔の軸線を含む水平な平面に関
する所定の位置に配置する機構を有することを特徴とす
る検査装置により達成される。

本発明の種々の目的はさらに、変換器を較正部材と作動
間係に配置し較正部材を変換器に関し所定の位置に配置
することにより較正を行なう際、第２の手段に取り付け
られて較正部材を駆動ユニットと隣接する位置において
支持し且つ較正部材を第２の手段に対して変換器に関す
る所定の位置に移動させるための較正部材支持ユニット
により達成することができる。

さらに本発明によれば、軸孔を有する細長い円筒体を検
査する装置であって、円筒体の特性をモニターするエネ
ルギー変換器と、変換器を支持する駆動棒と、円筒体の
外部に位置して駆動棒を支持し変換器を軸孔の軸線に沿
って並進させると共に軸孔の軸線を中心として回転移動
させる駆動ユニットとより成り、前記駆動ユニットは駆
動棒を回転させる手段を有し、駆動棒を供給直流動作電
力に比例する速度で回転させるように軸が結合された直
流永久磁石モータと、直流動作電力をモータに供給する
よう接続された電気的に制御可能な手段と、モータの軸
の所望の角度位置及び角速度を表わす制御イ＝号を（＃
給する手段と、モータ軸の実際の角度位置及び角速度を
表わすフィードバック信号を取り出すように接続された
フィードバック手段とより成り、前記直流動作電力供給
手段は前記制御信号とフィードバック信号を受信するよ
うに接続され且っモータに供給される電力を所望及び実
際の位置の値ならびに速度値の間の差をゼロにする方向
に調節するように作動することを特徴とする検査装置が
提供される。

さらに本発明によれば、前記直流動作電力供給手段は、
モータに供給される直流動作電力を表わす直接アナログ
信号を発生する信号処理手段と、信号ＩＡ理手段により
発生される直接アナログ信号を受信するように接続され
た入力と信号出力とを有する、利得が電気的に制御可能
な信号増幅器手段と、信号増幅器手段の信号出力に接続
されて直流動作電力をモータに供給する電力増幅器手段
と、電力増幅器手段とモータとの間に直列に抵抗を形成
する手段と、信号増幅器手段の利得を抵抗を流れる電流
が所定の値以下に維持されるように制御する手段とより
成る。

以下、添付図面を参照して本発明を実施例につき詳細に
説明する。

第１図は、検査対象となる同軸の軸孔４を備えたロータ
軸２の一端に取り付けた本発明による駆動ボックス支持
構造体の一実施例を示す。この支持構造体は垂直プレー
ト６を有し、このプレートの頂部近傍にはブロック７が
設けられている。

このブロックはその構造体の垂直中心平面に関して対称
的に配置され且つ軸２の円筒状外表面上に載置されると
構造体の垂直中心平面が軸２の軸線と共存するようにそ
の構造体を支持する２つのビン８を支持している。ビン
８は共に同じ高さを有し且つ構造体の垂直中心平面に関
して対称的に配置されているため、構造体を事実上自動
的に水平方向において中心に位置づけることができる。

視認状態のもとでかかる中心への位置づけを行なうのが
困難な場合には、プレート６にレベリング装置を設け、
この装置によりビン８が軸２に関して正しい位置におか
れた時、即ちプレート８の上面が完全に水平になったと
き、その構造体が水平な正しい位置におかれた状態であ
ることを確認する。

プレート６は水平なプラットホーム１４を備えた剛性ユ
ニットを形成し、このユニットはねし機構によりブロッ
ク７に関して垂直方向に移動可能である。このねし機構
はねし切り軸１８とこれが係合するブロック７に設けた
ねじ切り孔とより成る。軸１８は軸受はブロック２０．
２２によりプレート６に間して定位置に保持され、これ
らのブロック２０．２２により軸１８をプレート６に関
する垂直方向の運動を阻止しながら回転することができ
る。軸１８はクランクハンドル２４により手動で回転す
ることによりプレート６及びプラットホームム１４をブ
ロック７及びビン８に関して上昇或いは下降することが
できる。

プレート６にはさらにそれを軸２の端部と接触した状態
に保つ水平プレース２８が設けられている。さらに、プ
レート６とプラットホーム１４との間に筋かい（図示せ
ず）を設けてもよい。

軸２にはそれと同じ横断面を持つか或いは孔４と同じ内
径を持つアダプタリングが設けられ、そのリングに対し
てプレートが押しづけられる。

プラットホーム１４は検査装置の駆動ボックス３２を支
持し、プレート６にはボックス３２により支持され検査
装置の変換器組立体を支持する駆動棒３３を通過させる
ための大きな中心間口３０が設けられている。開口３０
はプレース２８と同しレベルにある。

プレート６はさらに較正ブロック支持ユニットを支持し
、このユニットはプレート６の水平溝内に保持される第
１のプレート３４とプレート３４の垂直溝内に保持され
るアングル部材３６とより成る。プレート３４と部材３
６はリードねじ３８を含む従来型機構によりプレート６
に関して水平方向に変位させることができ、また部材３
６はリードねじ４０を含む同様な機構によりプレート３
４に関して垂直方向に変位可能である。部材３６には較
正ブロックを定位置で固定するための１つまたは２つ以
上のクランプ４２を設けてもよい。

第１図に示した構造体を図示の態様で軸２上に配置した
後、クランクハンドル２４を回転させて開口３０を軸孔
４の中心線と垂直方向に整列させる。このような所望の
整列関係を得るためには視角によるか或いは正しい位置
に到達したことな示す適当なゲージを用いてモニターす
ることができる。そして、必要な場合には、プレート６
及び／またはプレース２８を軸２にクランプして支持構
造体が後続の検査ステップの間所望の位置に保持される
ようにする。

次いで、駆動ボックス３２、駆動棒３３及び該棒３３に
より支持される変換器より成るこの検査装置がプラット
ホーム４上の定位置に取り付けられた状態で、アングル
部材３６上に標準型の較正ブロックが取り付けられ、必
要であれば定位置にクランプされる。較正ブロックの１
つの従来の構成は、検査対象となる孔と同じ直径を有す
る開口を備え孔の表面に対応する表面に例えば所定の深
さを有する孔を設けた金属製の本体である。

変換器ヘッドによりその表面を走査するにあたり、その
出力信号を前に取り出した較正信号と比較して変換器ヘ
ッド及びその関連回路が正しく較正されているか否かを
知ることができる。

本発明により提供される較正ブロック支持ユニット３４
．３６を用いて較正ブロックをそれが検査対象となる孔
４と整列する位置に配置して、この検査装置により較正
を行ない孔の検査を実行することができる。これは、較
正操作を完了した後較正ブロックを孔に対する検査装置
の位置を変化させずに取り外すことができることを意味
する。従って、較正は後で行なう検査ステップの時と同
し変換器接触圧及び整列関係で行なうことができ、変換
器の読みの誤差の１つの原因が検査装置を較正ステップ
完了後再び配置し直す必要がないという事実のため除か
れる。さらに、この較正により較正ステップを検査ステ
ップの除用いると同じ走査条件で実行することが可能で
ある。

較正ブロック支持構造体は水平方向及び垂直方向におい
て調節可能であるため、ある範囲のロータ軸孔サイズ及
び較正ブロックの形状に対して適応可能である。

検査ステップ実行時、変換器駆動ヘットはロータの軸孔
内に嵌入可能なす法を有するか、この組立体は駆動棒３
３により支持される。駆動棒３３を軸孔の軸線と一直線
になるよう配置するためには、駆動棒のその長さ方向に
沿って離隔した位置にブッシングを固定する。これらの
ブッシングは軸孔４の表面に係合してそれらに対し摺動
する部材を含む。この型のブッシングは当該技術分野に
おいて知られている。

駆動棒３３にさらに別の支持を提供するためには、駆動
ボックス３２の後部から延びるその棒の部を本発明の支
持スタンドによって支持させることが可能であり、この
支持スタンドの一実施例を第２図に示す。このスタンド
は第１図に示した構成の右側に配置される。

第２図に示す支持スタンドは、複数のレベリングパッド
５２を有し垂直支持プレート５６により安定化された垂
直支持管５４を支持する基部５６を具備する。支持管５
４の内部には支持プレート６０を支持する垂直支持棒５
８が設けられ、この支持プレート６０が軸受はハウジン
グ６２を支持する。軸受はハウジングは回転自在に取り
付けたブッシング６４を有し、このブッシングは駆動棒
３３の後端を受容し支持すると共に駆動棒３３の回転及
び軸方向移動を可能にする。支持スタンドの高さはナツ
ト６６により調節できるが、このナツトは支持管５４の
頂部にあって棒５８の外表面上のねし山と係合する。ブ
ッシング６４はロック用ノブ６８を有するクランプねじ
により所定の角度位置にロックすることができる。

必要なら、第２図に示したような支持スタンドを複数個
第１図の駆動ボックス３２の背後で一列に並べてもよい
。

本発明により意図される種類の検査時得られる読みを軸
孔４内の物理的位置と正確に相関させるには、検査ステ
ップの開始前に変換器／ヘット組立体の基準方向に関し
て軸上の基準点の開始角度位置を決定する必要がある。

普通、ロータ軸或いはこの軸の一端に結合されたアダプ
タは検査装置にとってゼロ度基準として作用する、普通
は穴より成る少なくとも１つのマークを有する。

かくして、かかる基準マークと軸の軸線とを結ぶ線の傾
度がわかっている場合、検査時に得られる情報を軸孔内
部の物理的位置と正確に相関させることができる。

現在、かかる基準角度を得るため種々の方法が用いられ
ているが、これらの方法には正確な相関を得るのをさら
に困難にする種々の誤差発生源がある。

本発明によれば、ロータ軸の周面に対する正確な方向づ
けができる基準表面を有する特別な装置或いは軸に結合
したアダプタをかかる基準マーク或いは穴の位置で用い
ることにより基準角度をさらに正確に決定することがで
きる。かかる装置の好ましい実施例を第３図に示した。

しかしながら、この装置の正確な形状はそれを使用する
マークの種類により異なるということを理解されたい。

第３図に示した実施例は、ロータ軸或いはそれに結合さ
れたアダプタであって基準マークとして作用する少なく
とも１つの穴７０を備えたものと併用するように構成さ
れている。本発明の装置は、ロータ２の半径方向に延び
る脚部７２とその脚部に対し垂直方向に延びるプラット
ホーム７４とを有するアングル部材の形状を有する。脚
部７２にはヘッド７８を持つビンを受容する細長いスロ
ット７６が形成されている。ビンは、プラットホーム７
４が＠２或いはその軸に連結されたアダプタの円筒表面
上にある、穴７０の中心と半径方向に整列する点におい
て正接するように穴７０内にしっかりと嵌入するような
寸法を有する。この操作を助けるために、プラットホー
ム７４には２つの球状位置づけボール８ｏ（１つを第３
図に示す）を設け、それによりスロット７６内のビンが
穴７０内に挿入され両方の脚部８０が軸２の周面上にお
かれるとプラットホーム７４が正しい方向に向けられる
ようにすることができる。

次いで、市販のデジタル分度器のような任意の適当な種
類の角度測定装置をプラットホーム７４上においてそれ
により基準角度の読みを得る。

この読みを、変換器／ヘッド組立体の移動を制御し且つ
得られた読みをロータの軸孔４の表面に沿う位置と相関
させるために用いるデジタル装置にセットする。

ロータの軸孔検査を行なう際には、支持棒により支持さ
れた変換器／ヘッド組立体を軸孔の軸線を中心として３
６０度より少なくとも僅かに大きい角度だけ複数回回転
させ且つその軸線に沿ってステップ状に前進させる。従
来の１つの方法によれば、変換器／ヘッド組立体を交互
に反対方向に回転させることにより変換器／ヘッド組立
体とそれに励起信号を送りその組立体から受信信号を受
ける装置との間に延びる導体の破損を防いでいる。

本発明によれば、変換器／ヘッド組立体は連続して回転
することができ、同時に、各回転時連続して回転させな
がら正確な測定値を得ることができるに充分な高い精度
で組立体の角度位置を制御することができる。

本発明によるシステムの動作については、変換器／ヘッ
ド組立体を、特に傷が発見された後で増分回転すること
ができる。この場合、連続回転を停止して、組立体を手
動制御により或いはコンピューター制御により回転させ
て傷の指示がピーク値をもつ角度位置に移動させる。連
続信号に応答して動作する直流永久磁石サーボモータを
用いるとヘッドの位置を高い精度でセットすることがで
きる。かくしてヘッド位置は傷の部所を正確に指示する
。

簡単に述べると、本発明のこの改良は、連続して駆動電
力を受ける直流永久磁石サーボモータを用い且つそのモ
ータの回転運動を正確に指示する信号を得て、この信号
から位置情報だけでなく速度情報を求め、この情報をフ
ィードバックしてモータの回転を正確に制御することに
より達成する。モータを位置及び速度情報の両方で制御
すると変換器の角度位置を所望の角度位置に充分近い所
に維持することができ、このため変換器を超音波測定を
行ないながら連続して回転できる。

換言すれば、−数的にデジタルコンピューター制御シス
テムであるデータ収集システムが、変換器が特定の時点
においである決まった角度位置にあることを想定できれ
ば、変換器のヘッドを連続回転させながら（例えそれが
相当速い速度でも）超音波測定の読みをこれらの読みを
発生するロータ軸の部分と正確に相関させることが可能
である。

直流永久磁石サーボモータの動作を制御するフィードバ
ック系を第４図に示す。超音波検査システムの変換器／
ヘッド組立体を支持する駆動棒３３は駆動棒に結合され
た出力軸１０４を有する直流永久磁石サーボモータ１０
２により回転させる。この結合はモータ１０２の速度及
び出力特性と変換器が回転される速度とじより直結か或
いは歯車列を介して行なう。本発明の装置では、各変換
器が最大速度１．２５ｃｍ／秒で軸孔の表面を横断する
ようなヘッド回転速度で正確な指示が得られる。

軸１０４にはさらにパルスエンコーダ１０６が結合され
るが、このエンコーダは光ビームを遮るように構成され
た円形の開口列を備えたディスクである。これらの開口
を通過する光は受光器１０８にあたるが、それぞれが軸
１０４の所定の回転増分量を表わし、パルスレートか軸
の回転速度を表わす複数のパルスより成る電気出力を発
生させる。このパルス列はカウンタ１１０の入力と微分
器１１）の入力に送られる。

カウンタ１１０の出力はその大きさが基準位置からのモ
ータ軸１０４の角運動の大きさを示すカウント信号であ
り、−万機分器１１）からの出力信号の大きさはモータ
軸１０４の現在の角速度を表わす。これらの信号はそれ
ぞれ減算器１１４、＋１６の減算入力に送られ、その加
算入力はデジタル制御器１）０からの信号を受信するよ
うに接続されている。

デジタル制御器１）０は、モータ軸＋０４の所望の瞬時
位置及び速度を表わすプログラム信号を供給するようデ
ジタルデータ処理システムにより制御される。デジタル
処理システムにより得られる柔軟性を考慮して、これら
の信号は任意且つ所望の波形をもつようにすることがで
きる。

最も簡単な場合、所望の位置信号は線形ランプ関数の形
を有し、また所望の速度信号は一定の振幅をもつもので
あろう。

それぞれ位置及び速度誤差信号を形成する減算器１１４
．１１６の出力は適当な結合回路１）４に送られるが、
この結合回路はその信号を所望の重み関数に従って結合
して適当なモータ制御信号を発生させる。この重み関数
は最適位置制御を行なうにつきモータ１０２の特性をも
とに当該技術分野でよく知られているように決定できる
。回路１）４により発生される誤差信号はモータ増幅器
１）６に送られ、このモータ増幅器は好ましくはモータ
１０２にモータ制御信号と線形な関係を有する動作電力
を供給する。増幅器１）６は、好ましくはモータ１０２
を実際のモータ位置と所望のモータ位置との間に僅かな
実質的に一定の差が維持されるように（この差は得られ
る超音波測定信号の読みの精度に悪影響を与えないほど
充分に小さいものである）駆動する高利得装置である。

本発明によれば、さらに微分器１１）からの速度信号を
微分することにより加速信号を得て、この加速信号を制
御器１）０により供給される所望の加速値と比較して、
その結果得られた加速信号の差を結合回路１）４に送り
、この結合回路でこの差信号を適当な重み付けしてモー
タ増幅器１）６に送られる信号を発生させることができ
る。

第４図に示した回路素子はデジタル素子であってもよく
、この場合結合回路１）４の出力信号は増幅器１）６に
送られる前にアナログ信号への変換を受ける。或いは、
カウンタ１１０、微分器１１）及び制御器１）０からの
出力信号をすべてアナログ信号に変換してもよく、この
場合減算器１１４．１１６と結合回路１）４はアナログ
装置となる。

デジタル制御器１）０は、位置及び速度制御情報とは別
に、変換器／ヘッド組立体とロータ軸との間の開始角度
位置を決定する角度基準設定を示す信号を受信する。こ
の設定は第３図に示した装置の助けによりとった読みに
基づき、検査を開始する前に手動でセットすることがで
きる。

本発明のさらに別の特徴によれば、モータ増幅器１）６
はモータに送られる電力のレベルを決定する振幅を有す
る連続アナログ入力信号を受信するためリニアタイプの
モータ増幅器として構成されている。かかる増幅器の利
点は、それに関連する信号が超音波変換器により得られ
る読みに干渉を与える電気的ノイズの発生源となり得る
高周波数成分を含まないことである。かかる高周波数ノ
イズは例えばパルス幅変調信号により制御される増幅器
において発生する。

モータの駆動にかかるリニア増幅器を用いる場合、電流
制限することにより、モータが駆動する機械系が例えば
モータにかかる機械的負荷を増加させ従ってそれを流れ
る電流を増加させる傾向のある障害物に遭遇する場合そ
のモータとかかる機械系が保護されるようにすることが
望ましい。

かかる電流制限は、モータに供給される電流をモニター
する感知抵抗器及び電流レベルが所定の値以上になると
必ず導通して過剰の電流を放散させる内部トランジスタ
を有する回路により行なうことが知られている。しかし
ながら、この構成によれば、この過大な電流は増幅器自
体により放散され、その結果増幅器が加熱状態になると
いう望ましくない結果が生じる。

本発明は、増幅器にこのような電流放散作用を行なわせ
る必要なしにモータを効果的に保護する新規な電流制限
システムを提供する。

本発明によるモータ増幅器の１つの好ましい実施例を第
５図に示す。この回路は第４図の結合回路１）４により
供給されるアナログ信号を受信するよう接続されたバッ
ファー増幅器１４０と、デジタル制御増幅器１４２と、
電力増幅器１４４とがカスケードに接続されたものであ
る。

第５図に示した装置の動作については、第４図の結合回
路１）４からの低レベル信号がバッファ増幅器１４０の
入力に送られ、増幅器１４２において増幅される。増幅
器１４２からの増幅された信号は電力増幅器１４４に送
られるが、その出力は回路１）４により供給される信号
により指示される速度でモータ１０２を駆動するに必要
な電力レベルを表わす。増幅器１４２は比較的低いレベ
ルの信号を増幅器１４４に送る。

増幅器１４４の出力とモータ１０２との間には電流感知
抵抗１４８が直列に接続され、この抵抗を流れる電流レ
ベルを表わす信号が得られる。

この信号は比較器１５０の１つの入力に送られ、もう１
方の入力には例えばデジタル制御システムにより発生さ
れる予めセットされた電流レベルを表わす信号が加えら
れる。

比較器１５０の出力信号は増幅器１４２に送られて増幅
器１４２の一部を形成するデジタル制御可能なポテンシ
ョメータを制御する。かかる増幅器は当該技術分野にお
いてよく知られている。

増幅器１４２はさらにクロック１５２からクロック信号
を受信するが、このクロック信号のパルスレートにより
、増幅器１４２の利得を比較器１５０からの信号の制御
下で変化させる周波数が決まる。

比較器１５０の出力信号は増幅器１４２の利得をモータ
１０２に送られる電流が予めセットしたレベルを超えな
いように変化させる作用を有する。かくして、過大な電
流を放散させる必要なしに効果的な電流制限が得られる
。

電流レベルの減少によりモータの回転速度が影響を受け
るが、その減少によりモータとそのモータが駆動する変
換器とが保護されるというさらに重要な効果が得られる
。その理由は電流制限は普通、変換器が障害物に遭遇す
るか或いは他の何らかの異常な状態が発生した場合にの
み行なわれるからである。

第４及び５図に示したと同様な装置を用いて変換器／ヘ
ッド組立体の軸方向変位を発生させるモータを制御する
ことができる。この際必要な変更は減算器１１４．１１
６に送られる制御信号の形状即ち波形だけであるにすぎ
ない。加えて、変換器／ヘット組立体の軸方向変位は断
続的或いはステップ状であるため、かかる軸方向変位を
発生するモータの速度を変換器／ヘッド組立体の回転運
動を制御するモータと同しやり方で制御する必要はない
。従って、軸方向の変位を発生させるモータを制御する
ために第４図に示した回路の速度制御チャンネルを取り
除くことが可能であろう。

　８ 位置フィードバック制御だけを用いる場合、変換器がそ
の現在の軸方向位置から次の軸方向位置へ迅速に移動で
きるようにこの制御を行なうことができる。例えば、所
望の速度値或いは所望の変位量が得られるまでモータに
一定の加速を与え、それに続いて変換器／ヘッド組立体
が所望の最終位置から一定の距離だけ離れた位置に到達
するまでモータを一定の速度で動作させる信号をモータ
に与え、その後一定の減速を生ザしぬる信号をモータに
供給して所望の最終位置に到達せしめるような波形の制
御信号を制御＠１）０から減算器１１４に供給すること
により実現可能である。

この動作を行なわせるため供給されるデジタル信号によ
り表わされるアナログ値を第６Ａ及び６Ｂ図に示す。第
６Ａ図は制御器１）０から減算器１１４に送られてかか
る軸方向変位を制御するデジタル位置信号のアナログ値
を表わし、一方ｉＢＢ図は減算器１１６にオプションと
して送ることの可能？、＜対応速度信号のアナログ値を
示す。

第６Ａ図に示すように、変換器を軸方向変位させるため
には減算器１】４に送られる信号の値を最初に増加する
放物線関数に従って変化させるが、これは直線加速の発
生に対応する。モータの軸のある所定量の回転に対応す
る時間か経過して後、制御器１）０により供給される信
号は直線関数に従って変化し始めるが、これはモータ軸
の速度が一定であることを意味する。その後の時点にお
いて、制御器１）０により供給される信号は減少する放
物線関数に従って変化し、変換器／ヘッド組立体の所望
の最終位置に相当する点においてゼロ値に到達する。

この運動をさらに正確に制御するために制御器１）０か
速度信号も供給する場合、この信号は第６Ｂ図に示す波
形を有し、上述したように直線的に増加する速度を表わ
す直線的に増加する部分と、その後モータ速度が一定に
保たれる水平な部分と、その後の所望の最終位置に相当
する時点においてゼロ値に到達する直線的に減少する部
分とより成る。

第４図の回路によるフィードバック作用を考えると、駆
動棒、従って変換器／ヘッド組立体の軸方向移動を生ぜ
しめるモータは制御器１）０により供給される位置及び
速度値に正確に追従する。

駆動棒及び変換器／ヘッド組立体の軸方向変位を生せし
めるモータは駆動棒及び変換器／ヘッド組立体の回転を
生ぜしめるモータと同しタイプのものを用いることがで
きる。

本発明の好ましい実施例によれば、第４図に示した運動
制御システムにＧａ１ｉｌ　Ｍｏｔｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒ
ｏｌｏｆ　Ｐａ１ｏ　Ａｌｔｏ、　Ｃａ１ｉｆｏｒｎｉ
ａにより販売されるモデルＤＭＣ−４２０のような市販
の運動制御器を組み込むことができる。この制御器はさ
らに本発明によるシステムに用いるそれぞれのモータを
制御するために使用できる加速度制御チャンネルを備え
る。

変換器／ヘッド組立体による超音波パルスの発生をトリ
ガーし且つその組立体により受信される反射信号を受信
し、蓄積し且つ分析するためのデジタル信号は、ロータ
の軸孔検査に関連して用いられる原理に基づき当該技術
分野においてずでに知られた技術を用いて取り出すこと
か可能である。このデジタル制御システムは、既に知ら
れているかまたは当該技術分野において知られた原理に
基づき未明ｌｌ１１ｉＦの記載を用いて得られるプロゲ
ラくングにより制御されるＩＢＭ／ＡＴアーキテキチャ
ーのホストコンピューターを利用するものである。

以上の説明は超音波検査システムに関するものであるが
、本発明は他の種類の２軸検知システム、渦電流検知シ
ステム単独で或いは超音波検査システムと組み合せて偏
置外の物理的状態をモニターするために利用可能である
。

以上の説明は本発明の特定の実施例に関するものである
が、本発明の精神から逸脱することなく多くの変形例ま
たは設計変更が当業者に想到されるであろう。頭書記載
した特許請求範囲は本発明の範囲及び精神内に含まれる
限りかかる変形例及び設計変更を全て包含するよう意図
されたものである。

従って、ここに述へた実施例は全ての点において例示的
なものであって限定を意図したものではなく、本発明の
範囲は上述の説明でなくて頭書記載した特許請求の範囲
により指示されるへきてあって、特許請求の範囲の均等
の範囲内に含まれる全ての変形例及び設計変更はそれら
に包含されるものと意図されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による支持構造の斜視図である。 第２図は、本発明による駆動棒支持スタンドの斜視図で
ある。 第３図は、本発明による基準角度測定装置の斜視図であ
る。 第４図は、本発明によるモータ制御システムのブロック
図である。 ｚＳ図は、本発明によるモータ電力増幅器の概略図であ
る。 第６Ａ及び６Ｂ図は本発明による軸方向駆動モータの制
御態様を示す信号波形図である。 ２・・・・ロータ軸 ４・・・・軸孔 ６・・・・垂直プレート ８・・・・ピン １４・・・・プラットホーム ３０・・・・中央開口 ３２・・・・駆動ボックス ３３・・・・駆動棒

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸孔を持つ細長い円筒体を検査する装置であって
   、円筒体の特性をモニターするエネルギー変換器と、変
   換器を支持する駆動棒と、円筒体の外部に位置して駆動
   棒を支持し変換器を軸孔に沿って並進させると共に軸孔
   の軸線を中心として回転移動させる駆動ユニットと、駆
   動棒の軸線が軸孔の軸線に沿う位置に配置されるよう駆
   動ユニットを支持する装置とより成り、前記駆動ユニッ
   ト支持装置は、支持装置を円筒体から支持する第１の手
   段を有し、第１の手段は円筒体に関して一定の位置を有
   し、また前記支持装置は軸孔の軸線を含む垂直平面に関
   し所定の位置を有し、前記支持装置はまた駆動ユニット
   の支持平面を画定する第２の手段と、前記第１と第２の
   手段との間に結合されて第２の手段を第１の手段に関し
   て垂直方向に変位させ第２の手段を軸孔の軸線を含む水
   平な平面に関する所定の位置に配置する機構を有するこ
   とを特徴とする検査装置。
2. （２）前記機構は手動で操作可能なねじ機構より成るこ
   とを特徴とする請求項第（１）項に記載の装置。
3. （３）円筒体が円筒形の外表面を有するロータ軸であり
   、第１の手段がロータ軸の外表面上に載置される２つの
   水平方向に離隔した部材より成ることを特徴とする請求
   項第（１）項に記載の装置。
4. （４）変換器に関し所定の位置に配置されて較正を行な
   う較正部材と、前記第２の手段に取り付けられて較正部
   材を駆動ユニットに隣接して支持し且つ較正部材を第２
   の手段に対して変換器に関する前記所定の位置に移動さ
   せる較正部材支持手段とより成ることを特徴とする請求
   項第（１）項に記載の装置。
5. （５）駆動ユニットが前記支持表面上にあるとき駆動棒
   を円筒体から離隔した駆動ユニットの側で支持するよう
   に配設された駆動棒支持部材をさらに具備してなること
   を特徴とする請求項第（１）項に記載の装置。
6. （６）軸孔を有する細長い円筒体を検査する装置であっ
   て、円筒体の特性をモニターするエネルギー変換器と、
   変換器を支持する駆動棒と、円筒体の外部に位置して駆
   動棒を支持し変換器を軸孔の軸線に沿って並進させると
   共に軸孔の軸線を中心として回転移動させる駆動ユニッ
   トとより成り、前記駆動ユニットは駆動棒を回転させる
   手段を有し、駆動棒を供給直流動作電力に比例する速度
   で回転させるように軸が結合された直流永久磁石モータ
   と、直流動作電力をモータに供給するよう接続された電
   気的に制御可能な手段と、モータの軸の所望の角度位置
   及び角速度を表わす制御信号を供給する手段と、モータ
   軸の実際の角度位置及び角速度を表わすフィードバック
   信号を取り出すように接続されたフィードバック手段と
   より成り、前記直流動作電力供給手段は前記制御信号と
   フィードバック信号を受信するように接続され且つモー
   タに供給される電力を所望及び実際の位置の値ならびに
   速度値の間の差をゼロにする方向に調節するように作動
   することを特徴とする検査装置。
7. （７）前記直流動作電力供給手段は、モータに供給され
   る直流動作電力を表わす直接アナログ信号を発生する信
   号処理手段と、信号処理手段により発生される直接アナ
   ログ信号を受信するように接続された入力と信号出力と
   を有する、利得が電気的に制御可能な信号増幅器手段と
   、信号増幅器手段の信号出力に接続されて直流動作電力
   をモータに供給する電力増幅器手段と、電力増幅器手段
   とモータとの間に直列に抵抗を形成する手段と、信号増
   幅器手段の利得を抵抗を流れる電流が所定の値以下に維
   持されるように制御する手段とより成ることを特徴とす
   る請求項第（６）項に記載の装置。
8. （８）信号増幅器手段の利得を制御する前記手段は抵抗
   を形成する前記手段に接続されて電力増幅器手段とモー
   タとの間を流れる電流を感知することを特徴とする請求
   項第（７）項に記載の装置。
9. （９）水平軸を有する円筒体の角度位置基準表面と円筒
   状周面と、角度位置基準マークを備えた軸端面とを提供
   する装置であって、角度位置基準表面を構成する平坦な
   表面を有するプレート部材と、プレート部材上において
   円筒体の周面と係合可能で前記平坦な表面を円筒体の周
   面に関する所定の位置に配置する支持手段と、角度位置
   基準マークに関する所定の位置に固定可能な位置づけ手
   段と、プレート部材に固定され前記位置づけ手段が前記
   平坦な表面に関してそれと平行な方向に移動するのを阻
   止する連結部材とより成ることを特徴とする装置。