JPH058780B2 - - Google Patents
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- JPH058780B2 JPH058780B2 JP59232361A JP23236184A JPH058780B2 JP H058780 B2 JPH058780 B2 JP H058780B2 JP 59232361 A JP59232361 A JP 59232361A JP 23236184 A JP23236184 A JP 23236184A JP H058780 B2 JPH058780 B2 JP H058780B2
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- time
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/07—Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B17/00—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
- G01B17/02—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations for measuring thickness
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/34—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
- G01N29/341—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor with time characteristics
- G01N29/343—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor with time characteristics pulse waves, e.g. particular sequence of pulses, bursts
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
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- G01N2291/02854—Length, thickness
-
- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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- G01N2291/02872—Pressure
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- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Immunology (AREA)
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- Acoustics & Sound (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、超音波を利用して管の内側からパ
イプラインの孔食を検出する装置に関するもので
ある。
イプラインの孔食を検出する装置に関するもので
ある。
従来、地中または海底に布設されたパイプライ
ンの孔食を検出する方法として、検出装置を搭載
したカプセル（以下、慣用に従つて検査ピグと称
する）をパイプライン中に挿入し、パイプライン
内を流れる流体で検査ピグを輸送し、その途中
で、搭載した検査装置で孔食を検出し、パイプラ
インの出口で検査ピグを取出してデータを再生
し、孔食の情報を得るようにしたものが知られて
いる（例えば、Pipes ＆ Pipeline
International Aspects of the British Gas
Onlin Inspection Service）。また、使用される
検出器としては、前記文献に記載されている如く
漏洩磁束方式を用いたものが一般的であり、例え
ば日本鋼管技報1983年、No.99、P109〜115、“パ
イプライン管内探査装置”等に記載されているよ
うに、超音波厚み計や超音波距離計等が用いられ
ている。
ンの孔食を検出する方法として、検出装置を搭載
したカプセル（以下、慣用に従つて検査ピグと称
する）をパイプライン中に挿入し、パイプライン
内を流れる流体で検査ピグを輸送し、その途中
で、搭載した検査装置で孔食を検出し、パイプラ
インの出口で検査ピグを取出してデータを再生
し、孔食の情報を得るようにしたものが知られて
いる（例えば、Pipes ＆ Pipeline
International Aspects of the British Gas
Onlin Inspection Service）。また、使用される
検出器としては、前記文献に記載されている如く
漏洩磁束方式を用いたものが一般的であり、例え
ば日本鋼管技報1983年、No.99、P109〜115、“パ
イプライン管内探査装置”等に記載されているよ
うに、超音波厚み計や超音波距離計等が用いられ
ている。
第５図は、従来の孔食検出装置のブロツク図で
ある。図において、１は検査ピグに取付けられて
超音波を発・受信する探触子、２は管体の一部断
面、３は探触子にパルス状の高電圧を印加するパ
ルサー、４は探触子１からの受信信号を増巾する
増巾器、５はパルサー３を駆動するＴパルスと探
触子１で受信するＳエコーとの間の時間を計測す
る回路、６は探触子１で受信するＳエコーとＢエ
コーとの間の時間を計測する回路、７はパイプラ
イン管内に満たされた流体である。
ある。図において、１は検査ピグに取付けられて
超音波を発・受信する探触子、２は管体の一部断
面、３は探触子にパルス状の高電圧を印加するパ
ルサー、４は探触子１からの受信信号を増巾する
増巾器、５はパルサー３を駆動するＴパルスと探
触子１で受信するＳエコーとの間の時間を計測す
る回路、６は探触子１で受信するＳエコーとＢエ
コーとの間の時間を計測する回路、７はパイプラ
イン管内に満たされた流体である。
従来の孔食検査装置は上記のように構成され、
通常、増巾器４の出力側で得られる波形は、第６
図に示すように一般にＡスコープと呼ばれている
波形で、Ｔパルスは探触子１にパルサー３より印
加されるパルス電圧であり、Ｓエコーは管体２の
表面で反射されて再び探触子１に到達した超音波
を、Ｂエコーは管体２の外周面で反射されて再び
探触子１に到達した超音波を、それぞれ探触子１
によつて検出して電気信号に変換されたパルス波
である。
通常、増巾器４の出力側で得られる波形は、第６
図に示すように一般にＡスコープと呼ばれている
波形で、Ｔパルスは探触子１にパルサー３より印
加されるパルス電圧であり、Ｓエコーは管体２の
表面で反射されて再び探触子１に到達した超音波
を、Ｂエコーは管体２の外周面で反射されて再び
探触子１に到達した超音波を、それぞれ探触子１
によつて検出して電気信号に変換されたパルス波
である。
今、探触子１と管体２の表面との間の距離を
ｄ、管体２の厚みをｔとし、ＴパルスとＳエコー
との間の時間をTTS、ＳエコーとＢエコーとの間
の時間をTSBとし、液体７中の音速をVL、管体２
中の音速をVSとすると、 ｄ＝TTS・VL／２ ……〔１〕 ｔ＝TSB・VS／２ ……〔２〕 となり、それぞれｄ及びｔを求めることができ
る。
ｄ、管体２の厚みをｔとし、ＴパルスとＳエコー
との間の時間をTTS、ＳエコーとＢエコーとの間
の時間をTSBとし、液体７中の音速をVL、管体２
中の音速をVSとすると、 ｄ＝TTS・VL／２ ……〔１〕 ｔ＝TSB・VS／２ ……〔２〕 となり、それぞれｄ及びｔを求めることができ
る。
ここで、管体２に孔食が発生している場合、そ
の孔食発生が内周面であるとｄ及びｔが、外周面
であるとｔのみが変化するので、その変化の程度
に応じて孔食の位置及び深さを計測することがで
きる。また、傷又は凹凸等の異常部についても同
様である。
の孔食発生が内周面であるとｄ及びｔが、外周面
であるとｔのみが変化するので、その変化の程度
に応じて孔食の位置及び深さを計測することがで
きる。また、傷又は凹凸等の異常部についても同
様である。
上記のような従来の孔食検査装置にあつては、
検査しようとするパイプラインの径は1200Aにも
及ぶことがあり、一方、１つの探触子で検査でき
る範囲はせいぜい20mmφ程度がの普通であるの
で、1200Aのパイプラインの全円周をくまなく探
査しようとすれば、180個以上の超音波厚み計、
超音波距離計を装備する必要があり、コスト的な
問題ばかりでなく、このような多数の検出装置が
ピグに搭載されて管内を走行することを考える
と、到底実現できないという問題があつた。
検査しようとするパイプラインの径は1200Aにも
及ぶことがあり、一方、１つの探触子で検査でき
る範囲はせいぜい20mmφ程度がの普通であるの
で、1200Aのパイプラインの全円周をくまなく探
査しようとすれば、180個以上の超音波厚み計、
超音波距離計を装備する必要があり、コスト的な
問題ばかりでなく、このような多数の検出装置が
ピグに搭載されて管内を走行することを考える
と、到底実現できないという問題があつた。
この発明に係る配管異常部検出装置は、カプセ
ル内に収納されてパイプライン内を走行し、パイ
プラインの異常を検出する配管異常検出装置にお
いて、カプセルの外周に配置され、パイプライン
内に音波を発射し、その反射波を受信し、エコー
信号として出力する複数の探触子に、それぞれ接
続され、選択されたチヤンネルの探触子を駆動す
る複数のパルサと、選択信号に基づいて、パルサ
を順次選択し、そのパルサを駆動させるパルサ駆
動信号を出力するパルサ選択回路と、定常時にお
ける探触子とパイプラインの内周面との間を音波
が往復する時間τ1とし、さらに定常時における探
触子とパイプラインの外周面との間を音波が往復
する時間τ2として、各探触子に対応するパルサを
駆動させる選択信号をパイプラインを往復する時
間の差（τ2−τ1）の時間間隔で順次パルサ選択回
路に出力すると共に、選択信号の出力タイミング
から時間τ1経過後に（τ2−τ1）の間該当する探触
子からのエコー信号を入力するための制御信号を
出力するタイミングコントローラと、タイミング
コントローラからの制御信号の時間（τ2−τ1）に
基づいて、探触子からのエコー信号を出力するマ
ルチプレクサと、選択信号とマルチプレクサから
入力するエコー信号の間の時間を計測する時間計
測手段とを備えたものである。
ル内に収納されてパイプライン内を走行し、パイ
プラインの異常を検出する配管異常検出装置にお
いて、カプセルの外周に配置され、パイプライン
内に音波を発射し、その反射波を受信し、エコー
信号として出力する複数の探触子に、それぞれ接
続され、選択されたチヤンネルの探触子を駆動す
る複数のパルサと、選択信号に基づいて、パルサ
を順次選択し、そのパルサを駆動させるパルサ駆
動信号を出力するパルサ選択回路と、定常時にお
ける探触子とパイプラインの内周面との間を音波
が往復する時間τ1とし、さらに定常時における探
触子とパイプラインの外周面との間を音波が往復
する時間τ2として、各探触子に対応するパルサを
駆動させる選択信号をパイプラインを往復する時
間の差（τ2−τ1）の時間間隔で順次パルサ選択回
路に出力すると共に、選択信号の出力タイミング
から時間τ1経過後に（τ2−τ1）の間該当する探触
子からのエコー信号を入力するための制御信号を
出力するタイミングコントローラと、タイミング
コントローラからの制御信号の時間（τ2−τ1）に
基づいて、探触子からのエコー信号を出力するマ
ルチプレクサと、選択信号とマルチプレクサから
入力するエコー信号の間の時間を計測する時間計
測手段とを備えたものである。
また、複数の探触子を所定の群に分割し、その
群の探触子が駆動されたときに、他の群の探触子
に干渉が起こらないように、それぞれの探触子を
離して配列したものである。
群の探触子が駆動されたときに、他の群の探触子
に干渉が起こらないように、それぞれの探触子を
離して配列したものである。
〔作用〕
この発明においては、カプセル内に収納されて
パイプライン内を走行する際に、カプセルの外周
に配置された複数の探触子を駆動するパルサの選
択信号の出力タイミングを、定常時における探触
子とパイプラインの内周面との間を音波が往復す
る時間τ1と探触子とパイプラインの外周面との間
を音波が往復する時間τ2との時間の差（τ2−τ1）
の時間間隔で順次パルサ選択回路に出力して、順
次パルサを駆動し、対応する探触子を駆動させ
る。
パイプライン内を走行する際に、カプセルの外周
に配置された複数の探触子を駆動するパルサの選
択信号の出力タイミングを、定常時における探触
子とパイプラインの内周面との間を音波が往復す
る時間τ1と探触子とパイプラインの外周面との間
を音波が往復する時間τ2との時間の差（τ2−τ1）
の時間間隔で順次パルサ選択回路に出力して、順
次パルサを駆動し、対応する探触子を駆動させ
る。
そして、選択信号の出力タイミングから時間τ1
経過後に（τ2−τ1）の間、該当する探触子からの
エコー信号を入力するための制御信号をマルチプ
レクサに出力する。
経過後に（τ2−τ1）の間、該当する探触子からの
エコー信号を入力するための制御信号をマルチプ
レクサに出力する。
すると、マルチプレクサは制御信号の時間（τ2
−τ1）に基づいて、探触子からのエコー信号を時
間計測手段に出力して、選択信号とエコー信号の
時間を計測させる。
−τ1）に基づいて、探触子からのエコー信号を時
間計測手段に出力して、選択信号とエコー信号の
時間を計測させる。
第１図はこの発明による一実施例の孔食検出装
置を示すブロツク図である。図において、１〜６
は上記従来装置と同一のものであるが、この実施
例においては、探触子１およびパルサー３はそれ
ぞれｎ個用意されている。７はパルサー選択回
路、８はマルチプレクサ、９はタイミング・コン
トロール回路であり、複数の探触子１およびパル
サー３は、１組の構成回路４〜９に接続されてい
る。また、以上のように構成された孔食検出装置
の作動のタイムチヤートの例を第２図に示す。図
において、（）−パルサー出力は第１チヤンネル
のパルサー３1より探触子１1へ出力される電圧パ
ルス、（）−探触子出力は探触子１1より出力さ
れるＳ，Ｂエコーとパルサ３1からのＴパルサと
を含むパルス信号、（）−マルチプレクサはこの
レベルが上にあるときにマルチプレクサ８の入力
が第１チヤンネルに割当てられていることを示
す。以下、第２，第３〜第ｎチヤンネルについて
も同様である。
置を示すブロツク図である。図において、１〜６
は上記従来装置と同一のものであるが、この実施
例においては、探触子１およびパルサー３はそれ
ぞれｎ個用意されている。７はパルサー選択回
路、８はマルチプレクサ、９はタイミング・コン
トロール回路であり、複数の探触子１およびパル
サー３は、１組の構成回路４〜９に接続されてい
る。また、以上のように構成された孔食検出装置
の作動のタイムチヤートの例を第２図に示す。図
において、（）−パルサー出力は第１チヤンネル
のパルサー３1より探触子１1へ出力される電圧パ
ルス、（）−探触子出力は探触子１1より出力さ
れるＳ，Ｂエコーとパルサ３1からのＴパルサと
を含むパルス信号、（）−マルチプレクサはこの
レベルが上にあるときにマルチプレクサ８の入力
が第１チヤンネルに割当てられていることを示
す。以下、第２，第３〜第ｎチヤンネルについて
も同様である。
上記のように構成された孔食検出装置において
は、増巾器４の入力端子は、時間の初期状態から
τまでの間は、マルチプレクサ８を介して第１チ
ヤンネルの探触子１1に接続されており、τから
2τまでの間は第２チヤンネルの探触子１2に、2τ
〜3τまでの間は第３チヤンネルの探触子１3に、
以下同様に順次第ｎチヤンネルまで接続される。
そして、タイミング・コントローラ９は、先ずマ
ルチプレクサ８を、同時にパルサー選択回路７を
第１チヤンネルに切換え、それより微少時間ａ後
にパルサー駆動信号を送ると、第１チヤンネルの
パルサー３1が駆動されて探触子１1より超音波が
発射され、その反射により探触子１1よりＴ，Ｓ，
Ｂエコーに対応するパルス波電圧が発生し、マル
チプレクサ８を介して増巾器４に送られ、従来と
同様に回路５でＴパルスとＳエコーとの間の時間
を計測し、回路６でＳエコーとＢエコーとの間の
時間を計測する。次にτ時間経過すると、タイミ
ング・コントロール回路９はマルチプレクサ８お
よびパルサー選択回路７を第２チヤンネルに切換
え、その微少時間ａ後にパルサ駆動信号をパルサ
ー３2へ送り、探触子１2からのパルス波電圧を増
巾器４に入力する。以下、τ時間経過毎に順次に
第３〜第ｎチヤンネルと切換える。
は、増巾器４の入力端子は、時間の初期状態から
τまでの間は、マルチプレクサ８を介して第１チ
ヤンネルの探触子１1に接続されており、τから
2τまでの間は第２チヤンネルの探触子１2に、2τ
〜3τまでの間は第３チヤンネルの探触子１3に、
以下同様に順次第ｎチヤンネルまで接続される。
そして、タイミング・コントローラ９は、先ずマ
ルチプレクサ８を、同時にパルサー選択回路７を
第１チヤンネルに切換え、それより微少時間ａ後
にパルサー駆動信号を送ると、第１チヤンネルの
パルサー３1が駆動されて探触子１1より超音波が
発射され、その反射により探触子１1よりＴ，Ｓ，
Ｂエコーに対応するパルス波電圧が発生し、マル
チプレクサ８を介して増巾器４に送られ、従来と
同様に回路５でＴパルスとＳエコーとの間の時間
を計測し、回路６でＳエコーとＢエコーとの間の
時間を計測する。次にτ時間経過すると、タイミ
ング・コントロール回路９はマルチプレクサ８お
よびパルサー選択回路７を第２チヤンネルに切換
え、その微少時間ａ後にパルサ駆動信号をパルサ
ー３2へ送り、探触子１2からのパルス波電圧を増
巾器４に入力する。以下、τ時間経過毎に順次に
第３〜第ｎチヤンネルと切換える。
この時間間隔τは、測定に必要な最大の時間を
考慮して決定すれば良い。即ち、考えられる探触
子と管内周面との最大距離をdmax、管の最大厚
さをtnaxとすると、トリガパルスを発してからＢ
エコーが受信されるまでの時間Tnaxは、 Tnax＝2dnax／VL ＋2tnax／VS ……〔３〕 となるので、 τ＝Tnax＋α＝2dnax／VL ＋2tnax／VS＋α ……〔４〕 ただし、αは測定回路によつて定まる余裕時間
で定数とすれば良い。なお、第２図においては探
触子１およびパルサー３をそれぞれ３組配置した
例で示してあるが、ｎチヤンネル設けた場合も同
様に作動する。
考慮して決定すれば良い。即ち、考えられる探触
子と管内周面との最大距離をdmax、管の最大厚
さをtnaxとすると、トリガパルスを発してからＢ
エコーが受信されるまでの時間Tnaxは、 Tnax＝2dnax／VL ＋2tnax／VS ……〔３〕 となるので、 τ＝Tnax＋α＝2dnax／VL ＋2tnax／VS＋α ……〔４〕 ただし、αは測定回路によつて定まる余裕時間
で定数とすれば良い。なお、第２図においては探
触子１およびパルサー３をそれぞれ３組配置した
例で示してあるが、ｎチヤンネル設けた場合も同
様に作動する。
次に、このような回路で構成される孔食検査装
置の構成を第３図に示す。図において、１０は計
測器を中に収納して管内を走行する検査ピグの外
殻、１１は外殻１０を支えかつ流体からの推進力
を受けるためのカツプで、可撓性を有するウレタ
ンゴム等で形成される。この外殻１０の後部円周
面には管体２の内周面に対向して多数の探触子１
が配置され、また内部に探触子１と同数のパルサ
ー３及び１組の測定回路１２，４〜９が収納さ
れ、更にテープレコーダ等からなるデータ記録装
置１３及び電池１４等が収納されている。
置の構成を第３図に示す。図において、１０は計
測器を中に収納して管内を走行する検査ピグの外
殻、１１は外殻１０を支えかつ流体からの推進力
を受けるためのカツプで、可撓性を有するウレタ
ンゴム等で形成される。この外殻１０の後部円周
面には管体２の内周面に対向して多数の探触子１
が配置され、また内部に探触子１と同数のパルサ
ー３及び１組の測定回路１２，４〜９が収納さ
れ、更にテープレコーダ等からなるデータ記録装
置１３及び電池１４等が収納されている。
例えば、1200Aのパイプラインを円周方向にお
いて15mmピツチで探査するとして、256個の探触
子１およびパルサー３を配置し、１組の測定回路
で64個の探触子１およびパルサー３を切換えて走
査する場合には、４組の測定回路１２を搭載す
る。ここで、τ＝250μsとすれば、各測定回路１
２が64チヤンネル全部を測定し終る時間は250μs
×64＝16mSであり、検査ピグ１０の走行速度を
1m／Ｓとすれば、約16mmのピツチで長さ方向の
検査を行うことができる。
いて15mmピツチで探査するとして、256個の探触
子１およびパルサー３を配置し、１組の測定回路
で64個の探触子１およびパルサー３を切換えて走
査する場合には、４組の測定回路１２を搭載す
る。ここで、τ＝250μsとすれば、各測定回路１
２が64チヤンネル全部を測定し終る時間は250μs
×64＝16mSであり、検査ピグ１０の走行速度を
1m／Ｓとすれば、約16mmのピツチで長さ方向の
検査を行うことができる。
しかし、実際のパイプラインにおいては、パイ
プ凹凸があり、これを避けるためには探触子１と
管内周面との距離ｄを、ある場合にはdnax＝150
mm程度に、また検査ピグの走行速度も３ｍ／Ｓ程
度にする必要があり、更に長さ方向および円周方
向ともに10mmピツチで検査を行いたい場合に、パ
イプの最大厚さtnaxを20mm、流体が水であるとし
て音速を1500m／Ｓ、管体内の音速を5900m／ｓ
とすると、まず円周方向検査ピツチ10mmで必要と
する探触子の数ｎは1200×π／10＝377個以上と
なり、かつ１個の探触子１での測定に必要な時間
τは、計測上の余裕時間ｄ＝4μs程度として、
〔４〕式より求めると約210μsとなる。一方、長さ
方向を10mmピツチで検出するためには、検査ピグ
の走行速度3m／ｓから各接触子は3.3ｍＳ毎に計
測を行わねばならず、従つて１組の測定回路１２
には最高12個の接触子１およびパルサー３しか接
続できないので、測定回路１２の数は26個も必要
となり、到底検査ピグの外殻１０内に収納しきれ
ないという問題が生じる。
プ凹凸があり、これを避けるためには探触子１と
管内周面との距離ｄを、ある場合にはdnax＝150
mm程度に、また検査ピグの走行速度も３ｍ／Ｓ程
度にする必要があり、更に長さ方向および円周方
向ともに10mmピツチで検査を行いたい場合に、パ
イプの最大厚さtnaxを20mm、流体が水であるとし
て音速を1500m／Ｓ、管体内の音速を5900m／ｓ
とすると、まず円周方向検査ピツチ10mmで必要と
する探触子の数ｎは1200×π／10＝377個以上と
なり、かつ１個の探触子１での測定に必要な時間
τは、計測上の余裕時間ｄ＝4μs程度として、
〔４〕式より求めると約210μsとなる。一方、長さ
方向を10mmピツチで検出するためには、検査ピグ
の走行速度3m／ｓから各接触子は3.3ｍＳ毎に計
測を行わねばならず、従つて１組の測定回路１２
には最高12個の接触子１およびパルサー３しか接
続できないので、測定回路１２の数は26個も必要
となり、到底検査ピグの外殻１０内に収納しきれ
ないという問題が生じる。
そこで、この問題を解決するために、この発明
においては、パルサー選択回路７およびマルチプ
レクサ８の切換周期τを、定常時考えられる最小
の探触子１と管体２との間の流体距離を音波が往
復する時間τ1と、定常時考えられる最大の探触子
１と管体２との間の流体距離および最大肉厚の管
体２中を音波が往復する時間τ2との差（τ2−τ1）
とし、かつ、あるチヤンネルに関して、マルチプ
レクサ８への入力を割当てるタイミングのτ1時間
前に、そのチヤンネルのパルサー３を駆動するよ
うにする。
においては、パルサー選択回路７およびマルチプ
レクサ８の切換周期τを、定常時考えられる最小
の探触子１と管体２との間の流体距離を音波が往
復する時間τ1と、定常時考えられる最大の探触子
１と管体２との間の流体距離および最大肉厚の管
体２中を音波が往復する時間τ2との差（τ2−τ1）
とし、かつ、あるチヤンネルに関して、マルチプ
レクサ８への入力を割当てるタイミングのτ1時間
前に、そのチヤンネルのパルサー３を駆動するよ
うにする。
この動作は、１組の測定回路に接続されたｎチ
ヤンネルのうち、途中の第ｍ〜第（ｎ＋２）チヤ
ンネルの作動として説明すると、第４図に示すよ
うになる。今、第ｍチヤンネルを例にとると、パ
ルサー３ｍが選択駆動されてから予め定められた
時間τ1後に、マルチプレクサ８によつて第ｍチヤ
ンネルの探触子１ｍが増巾器４に接続され、更に
（τ2−τ1）時間経過後に接続は切り離なされる。
そして、第ｍチヤンネルのパルサー３ｍが駆動さ
れてから（τ2−τ1）時間後に第（ｍ＋１）チヤン
ネルのパルサー３n+1が駆動され、τ1時間後に同
様にマルチプレクサ８は第（ｍ＋１）チヤンネル
に切換えられ、以下同様に第（ｍ＋２）…と順次
に同様な動作を行う。
ヤンネルのうち、途中の第ｍ〜第（ｎ＋２）チヤ
ンネルの作動として説明すると、第４図に示すよ
うになる。今、第ｍチヤンネルを例にとると、パ
ルサー３ｍが選択駆動されてから予め定められた
時間τ1後に、マルチプレクサ８によつて第ｍチヤ
ンネルの探触子１ｍが増巾器４に接続され、更に
（τ2−τ1）時間経過後に接続は切り離なされる。
そして、第ｍチヤンネルのパルサー３ｍが駆動さ
れてから（τ2−τ1）時間後に第（ｍ＋１）チヤン
ネルのパルサー３n+1が駆動され、τ1時間後に同
様にマルチプレクサ８は第（ｍ＋１）チヤンネル
に切換えられ、以下同様に第（ｍ＋２）…と順次
に同様な動作を行う。
このτ1およびτ2は、定常部、即ち測定を行わな
ければならない部分において、考えられる最小の
探触子１と管内周面との距離をｄmmとすると、 τ1＝2dmm／VL ……〔５〕 次に、定常部で考えられる最大の探触子１と管
内周面との距離をdnax、管体２の最大肉厚をtnax
として、 τ2＝2dnax／VL＋2tnax／VS＋α ……〔６〕 となり、即ち、τ1は探触子１を駆動してからＳエ
コーが受信されるまでの最短時間、τ2は探触子１
が駆動されてからＢエコーが受信されるまでの最
大時間に余裕時間αを加えたものとなる。そし
て、探触子１が増巾器４に接続されてからτ3時間
後にＳエコーが、更にτ4時間後にＢエコーが検出
されたとすると、 ｄ＝VL×（τ1−τ3）／２ ……〔７〕 ｔ＝VS×τ4／２ ……〔８〕 となる。今、前述のパイプラインの仕様について
考え、更に探触子１と管内周面との距離の最小値
を120mmとして考えると、〔５〕式よりτ1＝160μs、
〔６〕式よりτ2＝（206＋α）＝210μsとなり、（τ2
−
τ1）＝50μsとなる。従つて、50μs毎にチヤンネル
を切換えることができ、第２図に示した切換え方
式に較べて１組の測定回路に66個の探触子１を接
続することが可能となり、全体で377個の探触子
１が必要となる場合でも測定回路の数は６組でよ
く、これらの回路を検査ピグの外殻１０内に容易
に収納することができる。
ければならない部分において、考えられる最小の
探触子１と管内周面との距離をｄmmとすると、 τ1＝2dmm／VL ……〔５〕 次に、定常部で考えられる最大の探触子１と管
内周面との距離をdnax、管体２の最大肉厚をtnax
として、 τ2＝2dnax／VL＋2tnax／VS＋α ……〔６〕 となり、即ち、τ1は探触子１を駆動してからＳエ
コーが受信されるまでの最短時間、τ2は探触子１
が駆動されてからＢエコーが受信されるまでの最
大時間に余裕時間αを加えたものとなる。そし
て、探触子１が増巾器４に接続されてからτ3時間
後にＳエコーが、更にτ4時間後にＢエコーが検出
されたとすると、 ｄ＝VL×（τ1−τ3）／２ ……〔７〕 ｔ＝VS×τ4／２ ……〔８〕 となる。今、前述のパイプラインの仕様について
考え、更に探触子１と管内周面との距離の最小値
を120mmとして考えると、〔５〕式よりτ1＝160μs、
〔６〕式よりτ2＝（206＋α）＝210μsとなり、（τ2
−
τ1）＝50μsとなる。従つて、50μs毎にチヤンネル
を切換えることができ、第２図に示した切換え方
式に較べて１組の測定回路に66個の探触子１を接
続することが可能となり、全体で377個の探触子
１が必要となる場合でも測定回路の数は６組でよ
く、これらの回路を検査ピグの外殻１０内に容易
に収納することができる。
なお、この発明の実施にあたつては、ｍチヤン
ネルと（ｍ＋１）チヤンネルとは必ずしも隣り合
う必要はなく、むしろ物理的に離れていた方が音
波の干渉がなく、安定したエコーの検出が行え
る。例えば、全部で66チヤンネルを１組の測定回
路に接続する場合、探触子１の物理的な配列順を
１〜66とすると、１−23−45−２−24−46−３…
というような順に駆動すればより効果的となる。
ネルと（ｍ＋１）チヤンネルとは必ずしも隣り合
う必要はなく、むしろ物理的に離れていた方が音
波の干渉がなく、安定したエコーの検出が行え
る。例えば、全部で66チヤンネルを１組の測定回
路に接続する場合、探触子１の物理的な配列順を
１〜66とすると、１−23−45−２−24−46−３…
というような順に駆動すればより効果的となる。
つまり、探触子の間を所定の間隔を有してカプ
セルの周方向に配列し、さらに例えば120度毎に
分割したＡ〜Ｃの探触子の群とし、それにＡ〜Ｃ
群の内で、120度間隔にそれぞれの群の探触子を
駆動する。
セルの周方向に配列し、さらに例えば120度毎に
分割したＡ〜Ｃの探触子の群とし、それにＡ〜Ｃ
群の内で、120度間隔にそれぞれの群の探触子を
駆動する。
具体的には同時にＡ群の最初の探触子、Ｂ群の
最初の探触子、Ｃ群の最初の探触子というように
駆動するのである。
最初の探触子、Ｃ群の最初の探触子というように
駆動するのである。
また、本実施例では孔食を検出するとしたが孔
食に限らず管内の傷あるいは凹凸等の異常部の検
出をしてもよい。
食に限らず管内の傷あるいは凹凸等の異常部の検
出をしてもよい。
以上のようにこの発明によれば、探触子とパイ
プラインの内周面との間を音波が往復する時間τ1
とし、外周面から往復する時間τ2をとし、その音
波が反射してくる時間を待たずに、次の音波を
（τ2−τ1）の時間間隔で発射し、その受信タイミ
ングを（τ2−τ1）で測定するので、測定回路が少
なくなると共に、カプセルが定常時における箇所
を走行する間に異常部の検出を高速い、かつ高精
度に検出できるという効果が得られている。
プラインの内周面との間を音波が往復する時間τ1
とし、外周面から往復する時間τ2をとし、その音
波が反射してくる時間を待たずに、次の音波を
（τ2−τ1）の時間間隔で発射し、その受信タイミ
ングを（τ2−τ1）で測定するので、測定回路が少
なくなると共に、カプセルが定常時における箇所
を走行する間に異常部の検出を高速い、かつ高精
度に検出できるという効果が得られている。
また、複数の探触子を所定の群に分割し、その
群の探触子が選択されてパルサにより駆動された
ときに、他の群の探触子に干渉が起こらないよう
に、それぞれの探触子を離してカプセルに配列し
たことにより安定したエコーの検出ができ、例え
ばそれぞれの群の所定の位置の探触子を同時に駆
動するとより検出速度が速くなるという効果が得
られている。
群の探触子が選択されてパルサにより駆動された
ときに、他の群の探触子に干渉が起こらないよう
に、それぞれの探触子を離してカプセルに配列し
たことにより安定したエコーの検出ができ、例え
ばそれぞれの群の所定の位置の探触子を同時に駆
動するとより検出速度が速くなるという効果が得
られている。
第１図はこの発明による一実施例の構成を示す
ブロツク図、第２図はそのタイミングチヤート、
第３図はこの発明による一実施例の検査ピグの構
成図、第４図は更に改良されたチヤンネル切換え
を示すタイミングチヤート、第５図は従来の孔食
検出装置、第６図は探触子で得られる超音波の反
射エコーの説明図である。 図において、１は探触子、２は管体、３はパル
サー、４は増巾器、５はＴパルスとＳエコー間の
時間計測回路、６はＳエコーとＢエコー間の時間
計測回路、７はパルサー選択回路、８はマルチプ
レクサ、９はタイミング・コントロール回路、１
０は検査ピグの外殻、１１は推進用カツプ、１２
は測定回路、１３はデータ記録装置、１４は電池
である。
ブロツク図、第２図はそのタイミングチヤート、
第３図はこの発明による一実施例の検査ピグの構
成図、第４図は更に改良されたチヤンネル切換え
を示すタイミングチヤート、第５図は従来の孔食
検出装置、第６図は探触子で得られる超音波の反
射エコーの説明図である。 図において、１は探触子、２は管体、３はパル
サー、４は増巾器、５はＴパルスとＳエコー間の
時間計測回路、６はＳエコーとＢエコー間の時間
計測回路、７はパルサー選択回路、８はマルチプ
レクサ、９はタイミング・コントロール回路、１
０は検査ピグの外殻、１１は推進用カツプ、１２
は測定回路、１３はデータ記録装置、１４は電池
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ カプセル内に収納されてパイプライン内を走
行し、該パイプラインの異常を検出する配管異常
検出装置において、 前記カプセルの外周に配置され、前記パイプラ
イン内に音波を発射し、その反射波を受信し、エ
コー信号として出力する複数の探触子に、それぞ
れ接続され、選択されたチヤンネルの探触子を駆
動する複数のパルサと、 選択信号に基づいて、前記パルサを順次選択
し、そのパルサを駆動させるパルサ駆動信号を出
力するパルサ選択回路と、 定常時における前記探触子とパイプラインの内
周面との間を音波が往復する時間τ1とし、さらに
定常時における前記探触子とパイプラインの外周
面との間を音波が往復する時間τ2として、各探触
子に対応する前記パルサを駆動させる選択信号を
前記パイプラインを往復する時間の差（τ2−τ1）
の時間間隔で順次前記パルサ選択回路に出力する
と共に、 前記選択信号の出力タイミングから時間τ1経過
後に前記（τ2−τ1）の間該当する探触子からのエ
コー信号を入力するための制御信号を出力するタ
イミングコントローラと、 前記タイミングコントローラからの制御信号の
時間（τ2−τ1）に基づいて、前記探触子からのエ
コー信号を出力するマルチプレクサと、 前記選択信号と前記マルチプレクサから入力す
るエコー信号の間の時間を計測する時間計測手段
と を有することを特徴とする配管異常部検出装置。 ２ 前記複数の探触子を所定の群に分割し、その
群の探触子が駆動されたときに、他の群の探触子
に干渉が起こらないように、それぞれの探触子を
離して配列したことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の配管異常部検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59232361A JPS61111462A (ja) | 1984-11-06 | 1984-11-06 | 配管異常部検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59232361A JPS61111462A (ja) | 1984-11-06 | 1984-11-06 | 配管異常部検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61111462A JPS61111462A (ja) | 1986-05-29 |
| JPH058780B2 true JPH058780B2 (ja) | 1993-02-03 |
Family
ID=16938004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59232361A Granted JPS61111462A (ja) | 1984-11-06 | 1984-11-06 | 配管異常部検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61111462A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3638936A1 (de) * | 1986-11-14 | 1988-05-26 | Kernforschungsz Karlsruhe | Verfahren und einrichtung zur detektion von korrosion oder dergleichen |
| JP6557125B2 (ja) | 2015-11-27 | 2019-08-07 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 超音波減肉検査方法および検査装置 |
| CN107032005A (zh) * | 2017-06-07 | 2017-08-11 | 合肥汇之新机械科技有限公司 | 一种储液罐检测设备 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54121789A (en) * | 1978-03-15 | 1979-09-21 | Hitachi Ltd | Ultrasonic flaw detector for capillaries |
| JPS5879154A (ja) * | 1981-11-06 | 1983-05-12 | Hitachi Ltd | 細管用超音波探傷装置 |
-
1984
- 1984-11-06 JP JP59232361A patent/JPS61111462A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61111462A (ja) | 1986-05-29 |
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