JPH0623649B2 - 管状材の肉厚測定装置 - Google Patents
管状材の肉厚測定装置Info
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- JPH0623649B2 JPH0623649B2 JP32733189A JP32733189A JPH0623649B2 JP H0623649 B2 JPH0623649 B2 JP H0623649B2 JP 32733189 A JP32733189 A JP 32733189A JP 32733189 A JP32733189 A JP 32733189A JP H0623649 B2 JPH0623649 B2 JP H0623649B2
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- JP
- Japan
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- transmission coefficient
- ntd
- measured
- wall thickness
- pipe
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、管状材の平均肉厚を熱間オンライン等で連続
的に自動測定するに好適な管状材の肉厚測定装置に関す
る。
的に自動測定するに好適な管状材の肉厚測定装置に関す
る。
［従来の技術］ 本出願人は、特公昭63-22525号公報に記載される如く、
管状材を挟んで対置され、かつ該管状材の外径寸法を超
える長さ寸法をそれぞれ有する放射線源及び放射線検出
器を有してなり、該放射線源から放射されたビームが該
管状材の少なくとも全断面をよぎって該検出器に入射さ
れ、この検出器において検出された放射線計数量から該
管状材の平均肉厚寸法を測定する、管状材の肉厚測定装
置を既に提案している。
管状材を挟んで対置され、かつ該管状材の外径寸法を超
える長さ寸法をそれぞれ有する放射線源及び放射線検出
器を有してなり、該放射線源から放射されたビームが該
管状材の少なくとも全断面をよぎって該検出器に入射さ
れ、この検出器において検出された放射線計数量から該
管状材の平均肉厚寸法を測定する、管状材の肉厚測定装
置を既に提案している。
そして、上記肉厚測定装置の使用時には、減衰特性を表
わすカーブ（管肉厚と放射線検出器の検出出力との関
係）が線形をなすものと仮定し、放射線検出器の検出出
力から直ちに管肉厚を求めることができるものとした。
わすカーブ（管肉厚と放射線検出器の検出出力との関
係）が線形をなすものと仮定し、放射線検出器の検出出
力から直ちに管肉厚を求めることができるものとした。
［発明が解決しようとする課題］ 然しながら、管状材において上述の減衰特性を表わすカ
ーブは、放射線の散乱や強度分布の不均一によって、実
際には線形にならない。このため、前述の従来技術によ
る場合には、管肉厚を高精度に測定するには至らない。
ーブは、放射線の散乱や強度分布の不均一によって、実
際には線形にならない。このため、前述の従来技術によ
る場合には、管肉厚を高精度に測定するには至らない。
本発明は、管状材の平均肉厚を熱間オンライン等にて連
続的に自動測定するに際し、測定精度を向上することを
目的とする。
続的に自動測定するに際し、測定精度を向上することを
目的とする。
［課題を解決するための手段］ 請求項１に記載の本発明は、管状材を挟んで対置され、
かつ該管状材の外径寸法を超える長さ寸法をそれぞれ有
する放射線源及び放射線検出器を有してなり、該放射線
源から放射されたビームが該管状材の少なくとも全断面
をよぎって該検出器に入射され、この検出器において検
出された放射線計数量から該管状材の平均肉厚寸法を測
定する、管状材の肉厚測定装置において、(A)サンプル
管校正によって、各サンプル管の外径毎に、理論透過係
数ＣNtD ＊と実測透過係数ＣNtDとの相関特性を求め、
(B)被測定管の外径について、上記(A)の結果を補間する
ことにより、理論透過係数ＣNtD ＊と実測透過係数ＣNtD
との相関特性を求め、(C)被測定管について、肉厚ｔと
理論透過係数ＣNtD ＊との相関特性を求め、(D)被測定管
についての実測により、実測透過係数ＣNtDを求めた
後、上記(B)の相関特性に基づいて今回の被測定管につ
いての理論透過係数ＣNtD ＊を求め、更に上記(C)の相関
特性に基づいて今回の被測定管についての肉厚ｔを求め
るようにしたものである。
かつ該管状材の外径寸法を超える長さ寸法をそれぞれ有
する放射線源及び放射線検出器を有してなり、該放射線
源から放射されたビームが該管状材の少なくとも全断面
をよぎって該検出器に入射され、この検出器において検
出された放射線計数量から該管状材の平均肉厚寸法を測
定する、管状材の肉厚測定装置において、(A)サンプル
管校正によって、各サンプル管の外径毎に、理論透過係
数ＣNtD ＊と実測透過係数ＣNtDとの相関特性を求め、
(B)被測定管の外径について、上記(A)の結果を補間する
ことにより、理論透過係数ＣNtD ＊と実測透過係数ＣNtD
との相関特性を求め、(C)被測定管について、肉厚ｔと
理論透過係数ＣNtD ＊との相関特性を求め、(D)被測定管
についての実測により、実測透過係数ＣNtDを求めた
後、上記(B)の相関特性に基づいて今回の被測定管につ
いての理論透過係数ＣNtD ＊を求め、更に上記(C)の相関
特性に基づいて今回の被測定管についての肉厚ｔを求め
るようにしたものである。
請求項２に記載の本発明は、前記理論透過係数は下記
(1)式であり、前記実測透過係数は下記(2)式である。
(1)式であり、前記実測透過係数は下記(2)式である。
但し、ｒ０：冷間時の管半径 ｔ０：冷間時の管肉厚 μ０：冷間時の線吸収係数 ＮｔＤ：外径Ｄ、肉厚ｔの有効計数量 ｎ０：単位ゼロ厚計数量 ［作用］ 本発明によれば、放射線の散乱や強度分布の不均一が、
理論透過係数をパラメータとする補正計算により補正さ
れる。従って、管状材の平均肉厚を熱間オンライン等に
て連続的に自動測定するに際し、測定精度を向上するこ
とができる。
理論透過係数をパラメータとする補正計算により補正さ
れる。従って、管状材の平均肉厚を熱間オンライン等に
て連続的に自動測定するに際し、測定精度を向上するこ
とができる。
［実施例］ 第１図は本発明の実施に用いられる肉厚測定装置の一例
を示す模式図、第２図は肉厚測定装置の測定原理を示す
模式図、第３図は放射線検出器による計数量の定義を説
明する模式図、第４図はサンプル管についての理論透過
係数と実測透過係数との相関特性を示す線図、第５図は
サンプル管の実測透過係数についての理論透過係数方向
の２次曲線補間を説明する線図、第６図はサンプル管の
外径と最小理論透過係数とを説明する線図、第７図は被
測定管についての理論透過係数と実測透過係数との相関
特性を示す線図、第８図はサンプル管について演算した
肉厚と理論透過係数との相関特性を示す線図、第９図は
被測定管について求めた肉厚と理論透過係数との相関特
性を示す線図である。
を示す模式図、第２図は肉厚測定装置の測定原理を示す
模式図、第３図は放射線検出器による計数量の定義を説
明する模式図、第４図はサンプル管についての理論透過
係数と実測透過係数との相関特性を示す線図、第５図は
サンプル管の実測透過係数についての理論透過係数方向
の２次曲線補間を説明する線図、第６図はサンプル管の
外径と最小理論透過係数とを説明する線図、第７図は被
測定管についての理論透過係数と実測透過係数との相関
特性を示す線図、第８図はサンプル管について演算した
肉厚と理論透過係数との相関特性を示す線図、第９図は
被測定管について求めた肉厚と理論透過係数との相関特
性を示す線図である。
第１図、第２図において、１は鋼管、１０は肉厚測定装
置、１１は放射線源、１２は放射線検出器である。放射
線源１１は線量分布補正板１３を付帯的に備えており、
放射線源１１からの線量分布を管直径方向で均一化す
る。放射線検出器１２はシンチレータ１４、及び光電子
増倍管１５からなり、増倍管１５の出力を不図示の増幅
器に転送する。又、放射線検出器１２はスロット１６と
コリメータ１７を付帯的に備えている。
置、１１は放射線源、１２は放射線検出器である。放射
線源１１は線量分布補正板１３を付帯的に備えており、
放射線源１１からの線量分布を管直径方向で均一化す
る。放射線検出器１２はシンチレータ１４、及び光電子
増倍管１５からなり、増倍管１５の出力を不図示の増幅
器に転送する。又、放射線検出器１２はスロット１６と
コリメータ１７を付帯的に備えている。
即ち、肉厚測定装置１０は、鋼管１を挟んで対置され、
かつ鋼管１の外径寸法を超える長さ寸法をそれぞれ有す
る放射線源１１及び放射線検出器１２を有してなり、該
放射線源１１から放射されたビームが該鋼管１の少なく
とも全断面をよぎって該検出器１２に入射され、この検
出器１２において検出された放射線計数量から、下記
(A)〜(D)により鋼管１の平均肉厚寸法を測定できるよう
になっている。
かつ鋼管１の外径寸法を超える長さ寸法をそれぞれ有す
る放射線源１１及び放射線検出器１２を有してなり、該
放射線源１１から放射されたビームが該鋼管１の少なく
とも全断面をよぎって該検出器１２に入射され、この検
出器１２において検出された放射線計数量から、下記
(A)〜(D)により鋼管１の平均肉厚寸法を測定できるよう
になっている。
尚、下記(A)〜(D)において用いられる符号について説明
すれば以下の如くである。
すれば以下の如くである。
Ｄ：外径［mm］ ｒ：半径［mm］、ｒ＝Ｄ／２ ｔ：肉厚［mm］ ρ：密度［g/cm3］ 尚、以上については、添字“０”がつく場合は冷間の
値、添字“０”がつかない場合は熱間の値とする。
値、添字“０”がつかない場合は熱間の値とする。
μｍ：質量吸収係数［cm2/g］ μ ：（線）吸収係数［1/mm］ Ｔ ：温度［℃］ α ：熱膨張係数［1/℃］ Ｗ ：スロット幅［mm］ Ｎｏｗ：ゼロ厚計数量［cps］ ＮtDw：外径Ｄ、肉厚ｔの計数量［cps］ ｎ０：単位ゼロ厚計数量［cps］ ＮｏＤ：有効ゼロ厚計数量［cps］ ＮｏＤ＝ｎ０・Ｄ ＮｔＤ：外径Ｄ、肉厚ｔの有効計数量［cps］ ＮｔＤ＝ＮtDw−ｎｏ・（Ｗ−Ｄ） 尚、上述のＮｏｗ、ＮｏＤは鋼管１が存在しない場合に
検出器１２が検出する放射線（γ線）の総計数量であ
り、ＮtDw、ＮｔＤは鋼管１が存在する場合に検出器１
２が検出出する放射線（γ線）の総計数量である（第３
図参照）。
検出器１２が検出する放射線（γ線）の総計数量であ
り、ＮtDw、ＮｔＤは鋼管１が存在する場合に検出器１
２が検出出する放射線（γ線）の総計数量である（第３
図参照）。
以下、前述の肉厚測定装置１０を用いた本発明による肉
厚測定手順について説明する。
厚測定手順について説明する。
(A) サンプル管校正によって、各サンプル管の外径毎に、理
論透過係数ＣNtD ＊と実測透過係数ＣNtDとの相関特性を
求める。
論透過係数ＣNtD ＊と実測透過係数ＣNtDとの相関特性を
求める。
(1)サンプル管の理論透過係数ＣNtD ＊を下記(1)式の数
値積分にて演算する。
値積分にて演算する。
(2)サンプル管を校正して下記(2)式の実測透過係数Ｃ
NtDを求める。
NtDを求める。
(3)各サンプル管のＣNtD ＊、ＣNtDにより各スロット毎
に両透過係数の相関特性を求める（第４図参照）。
に両透過係数の相関特性を求める（第４図参照）。
この特性の物理的意味は、外径、肉厚、吸収係数等によ
る散乱や線量分布不均一の影響など理論的解析が不可能
な要因を実験的に求めることにある。
る散乱や線量分布不均一の影響など理論的解析が不可能
な要因を実験的に求めることにある。
そして、各サンプル管の実測透過係数について、下記
〜の如く、理論透過係数方向の補間（(3)式）と、外
径方向の補間（(5)式、(6)式）を行なう。
〜の如く、理論透過係数方向の補間（(3)式）と、外
径方向の補間（(5)式、(6)式）を行なう。
各サンプル管の（ＣNtD ＊，ＣNtD）及び（Ｄ０，
Ｄ０）について、下記(3)式の如く、連続する３点毎に
２次式の係数Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２を求める（第５図参
照）。
Ｄ０）について、下記(3)式の如く、連続する３点毎に
２次式の係数Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２を求める（第５図参
照）。
ＣNtD＝Ｃ０＋Ｃ１・ＣNtD ＊＋Ｃ２（ＣNtD ＊）２ …
(3) 上記(3)式は理論透過係数方向の２次曲線補間である。
(3) 上記(3)式は理論透過係数方向の２次曲線補間である。
補間の制限としてサンプル管の各外径について最小理
論透過係数ＣDmin ＊を下記(4)式の数値積分にて演算す
る。
論透過係数ＣDmin ＊を下記(4)式の数値積分にて演算す
る。
サンプル管の各外径について、自外径のＣNtD ＊を他
外径の(3)式に与えて他外径でのＣNtDを求める。
外径の(3)式に与えて他外径でのＣNtDを求める。
この際、ＣDmin ＊（他外径）≦ＣNtD ＊（自外径）≦Ｄ
０（他外径）を満たすＣNtD ＊のみとする（第６図参
照）。
０（他外径）を満たすＣNtD ＊のみとする（第６図参
照）。
各サンプル管のＣNtD ＊について、下記(5)式の如く外
径方向の２次曲線補間を行なうための係数Ｃ０、Ｃ１、
Ｃ２を求める。
径方向の２次曲線補間を行なうための係数Ｃ０、Ｃ１、
Ｃ２を求める。
ＣNtD＝Ｃ０＋Ｃ１・Ｄ０＋Ｃ２・Ｄ０ ２ …(5) この場合の制約条件により、２つの外径についてのみ
データがある時は、 ＣNtD＝Ｃ０＋Ｃ１・Ｄ０ …(6) として直線補間とする。
データがある時は、 ＣNtD＝Ｃ０＋Ｃ１・Ｄ０ …(6) として直線補間とする。
(B) 被測定管の外径について、上記(A)の結果を補間するこ
とにより、理論透過係数ＣNtD ＊と実測透過係数ＣNtDと
の相関特性を求める。
とにより、理論透過係数ＣNtD ＊と実測透過係数ＣNtDと
の相関特性を求める。
Ｄ＝Ｄ０（１＋αＴ）によって計算される。被測定管の
熱間外径Ｄがこれまでと異なる時は、ＣNtD ＊＜Ｄを満
たすＣNtD ＊について、前記(5)式、(6)式にＤを与え
て、Ｄについての透過係数特性を下記(7)式にて求める
（第７図参照）。
熱間外径Ｄがこれまでと異なる時は、ＣNtD ＊＜Ｄを満
たすＣNtD ＊について、前記(5)式、(6)式にＤを与え
て、Ｄについての透過係数特性を下記(7)式にて求める
（第７図参照）。
ＣNtD＝Ｃ０＋Ｃ１・ＣNtD ＊＋Ｃ２（ＣNtD ＊）２
(7) (C) 被測定管について、肉厚ｔと理論透過係数ＣNtD ＊との
相関特性を求める。
(7) (C) 被測定管について、肉厚ｔと理論透過係数ＣNtD ＊との
相関特性を求める。
被測定管の熱間における理論透過係数ＣNtD ＊は下記(8)
式の如くに表わせる。
式の如くに表わせる。
ここで、 μｅ：熱間における実効線吸収係数［1/mm］ 尚、各サンプル管について上記(8)式を数値積分によっ
て解いた結果を第８図に示す。
て解いた結果を第８図に示す。
原理的には、上記(8)式を逆算することにて、理論透過
係数から肉厚ｔ０を求めても良いが、上記(8)式の逆算
は不可能である。そこで、以下の如く関数近似する。
係数から肉厚ｔ０を求めても良いが、上記(8)式の逆算
は不可能である。そこで、以下の如く関数近似する。
即ち、今回の被測定管の基準肉厚をｔ０とする時、ｔ０
＋６．０mm、ｔ０＋５．０mm、ｔ０＋４．０mm、ｔ０＋
３．０mm、ｔ０＋２．０mm、ｔ０＋１．０mm、ｔ０、ｔ
０−１．０mm、ｔ０−２．０mmについて（但し、０〜ｒ
０の範囲内）、上記(8)式より理論透過係数を求める。
そして、連続する３点毎に２次曲線近似して係数Ｃ０、
Ｃ１、Ｃ２を求める（第９図参照）。
＋６．０mm、ｔ０＋５．０mm、ｔ０＋４．０mm、ｔ０＋
３．０mm、ｔ０＋２．０mm、ｔ０＋１．０mm、ｔ０、ｔ
０−１．０mm、ｔ０−２．０mmについて（但し、０〜ｒ
０の範囲内）、上記(8)式より理論透過係数を求める。
そして、連続する３点毎に２次曲線近似して係数Ｃ０、
Ｃ１、Ｃ２を求める（第９図参照）。
ＣNtD ＊＝Ｃ０＋Ｃ１ｔ＋Ｃ２ｔ２ (9) (D) 被測定管についての実測により、実測透過係数ＣNtDを
求めた後、上記(B)の相関特性に基づいて今回の被測定
管についての理論透過係数ＣNtD ＊を求める。即ち、下
記〜の如くである。
求めた後、上記(B)の相関特性に基づいて今回の被測定
管についての理論透過係数ＣNtD ＊を求める。即ち、下
記〜の如くである。
ＮｔＤ、ｎ０の実測値から前述(2)式にて、ＣNtDを求
める。
める。
次に、前述(7)式の変形である下記(10)式よりＣNtD ＊
を求める。
を求める。
次に、前述(9)式の変形である下記(11)式よりｔを求
める。
める。
上記(A)〜(D)によれば、放射線の散乱や強度分布の不均
一が、理論透過係数をパラメータとする補正計算により
補正される。従って、鋼管１の平均肉厚を熱間オンライ
ン等にて連続的に自動測定するに際し、測定精度を向上
することができる。
一が、理論透過係数をパラメータとする補正計算により
補正される。従って、鋼管１の平均肉厚を熱間オンライ
ン等にて連続的に自動測定するに際し、測定精度を向上
することができる。
尚、本発明は鋼管に限らず、各種金属、プラスチック、
ガラス、セメント、その他の材質に応じてγ線、Ｘ線、
β線、紫外線、可視光線、赤外線等を用いることによ
り、一般の管状材の肉厚測定に広く用いることができ
る。
ガラス、セメント、その他の材質に応じてγ線、Ｘ線、
β線、紫外線、可視光線、赤外線等を用いることによ
り、一般の管状材の肉厚測定に広く用いることができ
る。
［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、管状材の平均肉厚を熱間
オンライン等にて連続的に自動測定するに際し、測定精
度を向上することができる。
オンライン等にて連続的に自動測定するに際し、測定精
度を向上することができる。
第１図は本発明の実施に用いられる肉厚測定装置の一例
を示す模式図、第２図は肉厚測定装置の測定原理を示す
模式図、第３図は放射線検出器による計数量の定義を説
明する模式図、第４図はサンプル管についての理論透過
係数と実測透過係数との相関特性を示す線図、第５図は
サンプル管の実測透過係数についての理論透過係数方向
の２次曲線補間を説明する線図、第６図はサンプル管の
外径と最小理論透過係数とを説明する線図、第７図は被
測定管についての理論透過係数と実測透過係数との相関
特性を示す線図、第８図はサンプル管について演算した
肉厚と理論透過係数との相関特性を示す線図、第９図は
被測定管について求めた肉厚と理論透過係数との相関特
性を示す線図である。 １……鋼管、 １０……肉厚測定装置、 １１……放射線源、 １２……放射線検出器。
を示す模式図、第２図は肉厚測定装置の測定原理を示す
模式図、第３図は放射線検出器による計数量の定義を説
明する模式図、第４図はサンプル管についての理論透過
係数と実測透過係数との相関特性を示す線図、第５図は
サンプル管の実測透過係数についての理論透過係数方向
の２次曲線補間を説明する線図、第６図はサンプル管の
外径と最小理論透過係数とを説明する線図、第７図は被
測定管についての理論透過係数と実測透過係数との相関
特性を示す線図、第８図はサンプル管について演算した
肉厚と理論透過係数との相関特性を示す線図、第９図は
被測定管について求めた肉厚と理論透過係数との相関特
性を示す線図である。 １……鋼管、 １０……肉厚測定装置、 １１……放射線源、 １２……放射線検出器。
Claims (2)
- 【請求項１】管状材を挟んで対置され、かつ該管状材の
外径寸法を超える長さ寸法をそれぞれ有する放射線源及
び放射線検出器を有してなり、該放射線源から放射され
たビームが該管状材の少なくとも全断面をよぎって該検
出器に入射され、この検出器において検出された放射線
計数量から該管状材の平均肉厚寸法を測定する、管状材
の肉厚測定装置において、(A)サンプル管校正によっ
て、各サンプル管の外径毎に、理論透過係数ＣNtD ＊と
実測透過係数ＣNtDとの相関特性を求め、(B)被測定管の
外径について、上記(A)の結果を補間することにより、
理論透過係数ＣNtD ＊と実測透過係数ＣNtDとの相関特性
を求め、(C)被測定管について、肉厚ｔと理論透過係数
ＣNtD ＊との相関特性を求め、(D)被測定管についての実
測により、実測透過係数ＣNtDを求めた後、上記(B)の相
関特性に基づいて今回の被測定管についての理論透過係
数ＣNtD ＊を求め、更に上記(C)の相関特性に基づいて今
回の被測定管についての肉厚ｔを求めることを特徴とす
る管状材の肉厚測定装置。 - 【請求項２】前記理論透過係数は下記(1)式であり、前
記実測透過係数は下記(2)式である請求項１記載の管状
材の肉厚測定装置。 但し、ｒ０：冷間時の管半径 ｔ０：冷間時の管肉厚 μ０：冷間時の線吸収係数 ＮｔＤ：外径Ｄ、肉厚ｔの有効計数量 ｎ０：単位ゼロ厚計数量
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32733189A JPH0623649B2 (ja) | 1989-12-19 | 1989-12-19 | 管状材の肉厚測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32733189A JPH0623649B2 (ja) | 1989-12-19 | 1989-12-19 | 管状材の肉厚測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03188309A JPH03188309A (ja) | 1991-08-16 |
| JPH0623649B2 true JPH0623649B2 (ja) | 1994-03-30 |
Family
ID=18197946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32733189A Expired - Lifetime JPH0623649B2 (ja) | 1989-12-19 | 1989-12-19 | 管状材の肉厚測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0623649B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4814918B2 (ja) * | 2008-08-01 | 2011-11-16 | 日本工業検査株式会社 | 金属管の残厚推定方法 |
-
1989
- 1989-12-19 JP JP32733189A patent/JPH0623649B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03188309A (ja) | 1991-08-16 |
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