JPH063341A - 自走探傷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被検査板の上に運びスタート位置に移動して
起動させるだけで、該被検査板を無人無軌道で高精度に
全面探傷若しくはピッチ探傷できる自走探傷装置を提供
する。 【構成】 被検査板のオフライン板面探傷において、自
走台車に装着した超音波送受信子が検出する表面波の板
端面エコーによって被検査板上の位置を知り、格別の案
内装置を設けることなく正確な走査を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、短形又は正方形の平面
状鋼板などでなる金属板の表面品質や内部品質を非破壊
的に検査する自走探傷装置に係わり、特に、渦流探傷、
磁気探傷、超音波探傷などを必要とする、被検査板上の
スタート点に置き起動させるだけで被検査板の板面若し
くは板内を無軌道で自走しながら全面探傷若しくはピッ
チ探傷する自走探傷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属板の表面品質や内部品質を非破壊的
に検査する装置として超音波探傷装置が従来から知られ
ている。このような超音波探傷装置には、例えば、特開
昭５１−１０８８２号や特開昭５９−１３３４５７号で
開示されているような固定式のものと、例えば、特開昭
６２−３０９５２号で開示されているような可搬式のも
のがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記固
定式の超音波探傷装置の場合、検査すべき平板状鋼板な
どを超音波探傷装置の方へ運ぶ必要があるうえ、超音波
探傷装置の設備や駆動に一定の条件が付されていた。こ
のため、検査できる鋼板の厚さなどに厳しい制限があっ
た。

【０００４】一方、可搬式の超音波探傷装置の場合、装
置ガイドなどを設置しなければならないため、汎用性に
欠けるうえ、探傷するまで時間がかかり、更に、後処理
にも人手を要するようになっていた。

【０００５】又、上記従来例などの超音波探傷装置にお
いては、広範な鋼板を無軌道で超音波探傷する場合、探
傷センサである探触子を手や台車に固定し手動で探傷す
ることが行われていた。このため、探傷検査線の直線性
や探触子位置の精度が得にくくなるうえ、手動操作とい
う人力による負荷がかかる問題点があった。

【０００６】一方、ガイド式無人探傷装置やレール式無
人探傷装置も知られているが、これらの場合には、ガイ
ドやレールなどの付帯設備を準備して設置しなければな
らず、人手が必要となるため、実用性に乏しいという問
題点があった。

【０００７】このような事情により、省力化と高い探傷
精度を達成できる自走探傷装置の出現が強く望まれてい
た。又、このような自走探傷装置には、必要な場所にい
つでも持ち運びできる可搬的な装置であることも要請さ
れていた。

【０００８】本発明は、かかる状況に鑑み、上述のよう
な従来例の問題点などを解消せんとして成されたもので
あり、被検査板の上に運び、スタート位置に移動して起
動させるだけで、該被検査板を高精度に全面探傷若しく
はピッチ探傷できるような自走探傷装置を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、被検査板の板
面を自走して走査する探傷装置において、被検査板の端
縁までの距離を測定するための表面波を送受信する超音
波送受信子を設けることにより、前記課題を解決したも
のである。

【００１０】又、本発明は、被検査板の板面を自走して
走査する探傷装置において、被検査板の一方の側縁に平
行に前進若しくは後進する走行装置と、該走行装置の走
行距離を測定する装置と、被検査板の側縁からの左右方
向又は左右前後方向の距離を測定するための表面波を送
受信する超音波送受信子とを設けることにより、前記課
題を解決したものである。

【００１１】

【作用】本発明において、自走台車に装着された、被検
査板の端縁までの距離を測定するための超音波送受信子
（以下、表面波センサと称する）により、直交４方向又
は直交２方向における板端からの距離を求めて、被検査
板上での走行台車の座標位置が制御される。このような
位置制御により、探傷センサ、表面波センサ、及び探傷
機器を搭載した自走台車について、全面探傷若しくはピ
ッチ探傷に必要な直進制御や位置制御を行うことができ
る。

【００１２】この場合、表面波センサから発信される表
面波の周波数が高い程、又パルス長が短い程、距離分解
能が高くなるが、反面、被検査板の板面凹凸や付着物等
の汚れによる表面波の減衰量も大きくなり、該表面波の
到達距離が短くなる。従って、本発明に係る自走探傷装
置を広い被検査板の探傷に使用する場合や距離分解能を
向上させる必要がある場合には、被検査板の板面を平滑
にし、且つ板面の清掃などを十分に行うことが望まし
い。

【００１３】前記表面波センサは、自走台車の例えば４
つの端面又は直交する２つの端面に対して１個又は複数
個装着され、被検査板の各板端からの距離を測定する。
この場合、自走台車の幅方向両隅と長さ方向両隅の４個
所に表面波センサを装着し、相互の距離補正を行うこと
によって自走台車の蛇行を防止し、もって、自走台車の
直進性精度を向上させることができる。

【００１４】なお、必要に応じて被検査板の４つの板端
からの各距離を求めるが、通常は、互いに直交する２つ
の板端からの各距離を求めて自走台車の位置制御や直進
制御を行う。表面波センサを自走台車のどの位置に装着
するかは、被検査板の板面状況や自走台車の状態などに
より任意に選択でき、例えば次の第１〜第３の装着方法
からいずれかが選択される。

【００１５】即ち、第１の装着方法は、図１に示す如
く、被検査板１０のＸ方向（自走台車１２の直進方向）
を自走台車１２の走行車輪で検出し、該Ｘ方向と直交す
るＹ方向の内、一方向（図では下方）だけを１個の表面
波センサ１４で検出するように、表面波センサを走行台
車に装着する方法である。

【００１６】第２の装着方法は、図２に示す如く、上記
Ｘ方向と直交するＹ方向において、２個の表面波センサ
１４Ａ、１４Ｂを走行台車の両端にそれぞれ逆向きに装
着する方法である。この方法は、被検査板１０の板幅が
大きく、表面波の端面エコーの減衰が大の場合に好適で
ある。

【００１７】第３の装着方法は、図３に示す如く、Ｙ方
向だけでなく、Ｘ方向にも、例えば２個の表面波センサ
１６Ａ、１６Ｂを装着して、Ｘ方向の位置も表面波によ
り知る方法である。この場合、Ｙ方向の表面波センサ１
４は、図１のように１個又は図２のように２個のいずれ
でも良い。

【００１８】ところで、自走台車には被検査板の探傷に
必要な探傷センサが装着されるが、全面探傷若しくはピ
ッチ探傷を行うために、例えば走行台車の直進方向両端
に２個の探傷センサが装着され、被検査板の板端ではこ
れら２個の探傷センサが同時に作動して自走台車の機構
部などに起因する未探傷域をカバーする。

【００１９】又、自走台車の幅方向には、複数の探傷セ
ンサを該台車幅以上となるように装着するか、被検査板
の横方向板端の近傍において探傷センサを横方向に移動
させながら探傷することにより、未探傷域をカバーす
る。

【００２０】なお、自走台車が直進方向の板端に達した
時には、例えば横方向移動車輪によって必要量だけ横方
向に移動するか、あるいは自走台車を持ち上げて横方向
に移動させる尺取り虫機構によって自走台車を横方向に
移動させることができる。

【００２１】更に、探傷に必要な全ての機器と電源等を
自走台車に搭載させるか否かも任意であり、例えば、電
源電圧や検出信号等を各ケーブルを介して有線で送受し
てもよく、検出信号だけを無線で送受信するようにして
もよい。

【００２２】本発明に係る自走探傷装置は、無人、無軌
道で所定の全面探傷若しくはピッチ探傷を行うが、これ
らの探傷動作は被検査板の探傷条件に従い繰り返し実施
することにより完了する。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳しく説明する。

【００２４】図４は、本実施例を用いて被検査板１０の
板端１０Ａまでの距離を表面波センサ１４によって計測
する原理を模式的に示す距離計測模式図であり、図中、
（a）は縦断面図、（b ）は平面図、（c ）は表面波セ
ンサ１４を構成する表面波発生受信用超音波送受信子で
送受信される超音波信号を示している。

【００２５】図４において、被検査板１０の上に位置す
る表面波センサ１４から発信された表面波、即ち図１
（c ）の送信エコーＴは、被検査板１０の上を直進す
る。この表面波は、被検査板１０の板端１０Ａに達する
と、一部が板端で直角方向に迂回するが、その殆どが板
端の直交方向、即ち直進してきた方向へ戻り、再び表面
波センサ１４で、端面エコーＷとして受信される。従っ
て、被検査板１０の板端１０Ａに直交するように、即ち
最短距離になるように、表面波センサ１４を装着すれ
ば、被検査板１０の板端１０Ａまでの距離x を、例えば
図１（c ）の超音波信号Ｔ、Ｗから、下式（１）に従っ
て求めることができる。

【００２６】x ＝（１／２）・Ｔ・Ｃ …（１） 但し、Ｔ：時間（sec ） Ｃ：表面波の音速（m ／sec ）

【００２７】なお、超音波の周波数は０．５〜５ＭＨz
が妥当であり、被検査板１０の板面状況や測定距離に応
じて選定される。又、表面波の音速Ｃは、被検査板１０
が鋼の場合、約２９５０（m ／sec ）である。

【００２８】図５は本実施例を用いて被検査板を探傷す
るときの構成斜視図であり、図中、図１と同一記号には
同一意味を持たせて使用し、ここでの重複説明は省略す
る。又、１６Ａ、１６Ａ′は、自走台車１２の前面側に
装着され、該台車１２の直進方向に表面波を送受信する
超音波送受信子、１４Ａ、１４Ａ′は、自走台車１２の
側面側に装着され、該台車１２の直進方向と直交する方
向に表面波を送受信する超音波送受信子、１８Ａは、自
走台車１２の前方部に装着され、被検査板１０を探傷す
る探傷センサ、２０は、探傷器記録計や駆動制御盤など
でなる探傷機器である。

【００２９】なお、自走台車１２の後方部にも探傷セン
サ１８Ａと同一の探傷センサ１８Ｂ（図５では図示せ
ず）が装着されており、これらの探傷センサ１８Ａ、１
８Ｂによって進行方向における板端１０Ｂの未探傷域を
走査する。この場合、最初に探傷センサ１８Ａ、１８Ｂ
が自走台車１２の長さの分だけ被検査板１０を走査し、
その後、進行方向の探傷センサ１８Ａだけで被検査板１
０を走査するようにして、自走台車１２の進行方向長さ
内で未探傷域が発生するのを防止している。これらの探
傷センサ１８Ａ、１８Ｂは、通常、走行台車１２に１個
又は複数個装着されるが、１個だけの場合、即ち例えば
探傷センサ１８Ａだけの場合には、自走台車１２の直進
方向と直交する板端１０Ａで直進方向に移動させ、該直
進方向端部に未探傷域が残らないようにすることができ
る。

【００３０】図５において、自走台車１２は太線矢印方
向Ａに直進し、表面波センサ１６Ａ、１６Ａ′によって
直進方向の位置計測と蛇行制御を行う。又、表面波セン
サ１４Ａ、１４Ａ′によって測定される被検査板１０の
端縁１０Ａまでの距離から、自走台車１２の進行方向と
直交する方向の位置計測と蛇行制御を行う。このよう
に、自走台車１２の直進方向とその直交方向とにそれぞ
れ２個ずつ装着された表面波センサ１４Ａ、１４
Ａ、′、１６Ａ、１６Ａ′が作動することにより、自走
台車１２の蛇行防止が図られている。

【００３１】図６乃至図８は、本実施例の構成説明図で
あり、図６は平面図、図７は側面図、図８は正面図であ
る。又、図６乃至図８において、図４や図５と同一記号
は同一意味を持たせて使用し、ここでの重複説明は省略
する。なお、１６Ｂ、１６Ｂ′は自走台車１２の後方部
両端に装着され、該台車１２の後方に表面波を送受信す
る表面波センサ、１４Ｂ、１４Ｂ′は自走台車１２の側
面側両端に装着され、該台車１２の直進方向と直交する
方向に表面波を送受信する表面波センサ、２２Ａ、２２
Ｂは、走行台車１２に装着され、該台車１２を幅方向に
移動させる車輪などでなる横方向移動機構である。

【００３２】該横方向移動機構２２Ａ、２２Ｂは、自走
台車１２に装着され、該自走台車１２が直進方向の板端
１０Ｂに達したら、自走台車１２を持ち上げて尺取り虫
状に必要量だけ横方向に移動させる。なお、このような
横方向の移動は、横移動車輪だけで行ってもよい。

【００３３】又、自走台車１２の４隅に装着された表面
波センサ１４Ａ、１４Ａ′、１４Ｂ、１４Ｂ′、１６
Ａ、１６Ａ′、１６Ｂ、１６Ｂ′を全て作動させるか否
かは、要求する走査精度によって決める。

【００３４】前記実施例を用いて、グラインダ仕上表
面、Ｒa ４０程度の厚鋼板を探傷したところ、表面波セ
ンサの超音波の周波数を２ＭＨz とした場合、被検査板
である厚鋼板の端縁までの距離５m まで十分なＳ／Ｎ比
が得られた。又、端面エコーを用いて距離を測定した場
合、距離分解能は８mmであった。これを補うため、探傷
のＸＹ方向走査幅に対して１０mmのオーバーラップを設
定して、探傷洩れを防止することができた。

【００３５】

【発明の効果】以上詳しく説明したような本発明によれ
ば、オフラインで被検査板を探傷する非破壊的検査にお
いて、該被検査板の上に運びスタート位置に移動して起
動させるだけで、該被検査板を無人無軌道で高精度に全
面探傷若しくはピッチ探傷できる自走探傷装置が実現す
る。

【００３６】又、自走台車の位置制御が比較的単純な機
構で実施できるため、取扱いも簡単で且つ制御精度も高
いという利点がある。

【００３７】従って、前記従来例などにおいて必要とさ
れていた装置組立てや分解能に費やしていた工数が不要
となり、所定の探傷センサ等を自走台車に装着するだけ
で、被検査板の板面や板内における渦流探傷、磁気探
傷、若しくは超音波探傷などが無人、無軌道で可能とな
り、その結果、省力化が達成できる等のメリットが得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による表面波センサの配置例を示す平面
図

【図２】同じく他の配置例を示す平面図

【図３】同じく更に他の配置例を示す平面図

【図４】本発明により被検査板の板端までの距離を表面
波によって計測する原理を模式的に示す距離計測模式図

【図５】本発明の実施例を用いて被検査板を探傷すると
きの構成斜視図

【図６】本発明の実施例の構成を示す平面図

【図７】同じく側面図

【図８】同じく正面図

【符号の説明】

１０…被検査板 １０Ａ、１０Ｂ…板端 １２…自走台車 １４、１４Ａ、１４Ａ′、１４Ｂ、１４Ｂ′、１６Ａ、
１６Ａ′、１６Ｂ、１６Ｂ′…超音波送受信子（表面波
センサ） １８Ａ、１８Ｂ…探傷センサ ２０…探傷機器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検査板の板面を自走して走査する探傷装
   置であって、 前記被検査板の端縁までの距離を測定するための表面波
   を送受信する超音波送受信子を具備することを特徴とす
   る自走探傷装置。
2. 【請求項２】被検査板の板面を自走して走査する探傷装
   置であって、 前記被検査板の一方の側縁に平行に前進若しくは後進す
   る走行装置と、 該走行装置の走行距離を測定する装置と、 被検査板の側縁からの左右方向又は左右前後方向の距離
   を測定するための表面波を送受信する超音波送受信子
   と、 を具備することを特徴とする自走探傷装置。