JPH0684955B2 - 管内検査装置 - Google Patents
管内検査装置Info
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- JPH0684955B2 JPH0684955B2 JP61235642A JP23564286A JPH0684955B2 JP H0684955 B2 JPH0684955 B2 JP H0684955B2 JP 61235642 A JP61235642 A JP 61235642A JP 23564286 A JP23564286 A JP 23564286A JP H0684955 B2 JPH0684955 B2 JP H0684955B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- head
- flaw detection
- eddy current
- guide
- pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Description
本発明は管内検査装置に関し、詳しくは、金属製の管の
断面に存在する欠陥を検出する渦流探傷手段と、管の内
周面を目視する光学探傷手段とをあわせもつ管内検査装
置に関する。 ここで「管の断面」とは、ある位置における横断面およ
びその付近の内外周面を包括する意味を有する。実際上
は、内外周面の表面が主として問題になる。
断面に存在する欠陥を検出する渦流探傷手段と、管の内
周面を目視する光学探傷手段とをあわせもつ管内検査装
置に関する。 ここで「管の断面」とは、ある位置における横断面およ
びその付近の内外周面を包括する意味を有する。実際上
は、内外周面の表面が主として問題になる。
この種の管内検査装置としては、従来、検査すべき管内
に一対のコイルを配置して管の断面の全周にわたり渦電
流を形成させ、そのインピーダンス変化を監視すること
により管の断面に存在する欠陥を検出する渦流探傷手段
と、光ガイドによって照明用の光を案内し回転ミラーを
介して前記一対のコイルの間から管の内周面に照射し、
回転ミラーを介して得られた管の内周面の光学像をイメ
ージガイドによって監視することにより、管の内周面を
目視して欠陥を見出す光学探傷手段とを組み合わせたも
のが提案されていた。（実開昭60-33313） 上記の管内検査装置では、光学探傷手段が渦流探傷手段
のコイル間を介して管の内周面を監視していたので、コ
イル間の間隔が大きくて分解能が低いという欠点があ
り、また光学探傷手段が回転ミラーを採用していたの
で、高速で探傷作業を実行し得ないという問題がある。
回転ミラーをパノラマミラーに換えて探傷作業の高速化
を図っても、管の内周面の円形欠陥が長円形に見えるな
ど像が歪んで観察されてしまう。 管の断面の全周にわたり渦電流を発生させて欠陥を検知
すると、欠陥の軸方向の位置はわかるが、円周上の位置
がわからないし、同一円周上に複数の欠陥が存在して
も、１箇としてカウントされてしまう。そこで、検査す
べき管の中心軸からずれた軸を有するセンサーコイルを
併用し、欠陥の円周上の位置を検知することが提案され
た。（特開昭60-157047）しかし、原理は開示されたも
のの、実用上役に立つ装置は実現していなかった。
に一対のコイルを配置して管の断面の全周にわたり渦電
流を形成させ、そのインピーダンス変化を監視すること
により管の断面に存在する欠陥を検出する渦流探傷手段
と、光ガイドによって照明用の光を案内し回転ミラーを
介して前記一対のコイルの間から管の内周面に照射し、
回転ミラーを介して得られた管の内周面の光学像をイメ
ージガイドによって監視することにより、管の内周面を
目視して欠陥を見出す光学探傷手段とを組み合わせたも
のが提案されていた。（実開昭60-33313） 上記の管内検査装置では、光学探傷手段が渦流探傷手段
のコイル間を介して管の内周面を監視していたので、コ
イル間の間隔が大きくて分解能が低いという欠点があ
り、また光学探傷手段が回転ミラーを採用していたの
で、高速で探傷作業を実行し得ないという問題がある。
回転ミラーをパノラマミラーに換えて探傷作業の高速化
を図っても、管の内周面の円形欠陥が長円形に見えるな
ど像が歪んで観察されてしまう。 管の断面の全周にわたり渦電流を発生させて欠陥を検知
すると、欠陥の軸方向の位置はわかるが、円周上の位置
がわからないし、同一円周上に複数の欠陥が存在して
も、１箇としてカウントされてしまう。そこで、検査す
べき管の中心軸からずれた軸を有するセンサーコイルを
併用し、欠陥の円周上の位置を検知することが提案され
た。（特開昭60-157047）しかし、原理は開示されたも
のの、実用上役に立つ装置は実現していなかった。
本発明の目的は、まず渦流探傷手段の分解能を高く維持
しつつ、管の内周面に存在する欠陥の光学像を歪なくか
つ全周にわたり同時に得られるようにすることにより、
高速に探傷作業を実行しできる管内検査装置を提供する
ことにある。 本発明のもうひとつの目的は、存在が検知された欠陥に
ついて、管の軸方向の位置に続いて円周上の位置をも正
確に知ることができ、かつ管内への出入や移動が容易で
あるなど、実用上使いやすい管内検査装置を提供するこ
とにある。
しつつ、管の内周面に存在する欠陥の光学像を歪なくか
つ全周にわたり同時に得られるようにすることにより、
高速に探傷作業を実行しできる管内検査装置を提供する
ことにある。 本発明のもうひとつの目的は、存在が検知された欠陥に
ついて、管の軸方向の位置に続いて円周上の位置をも正
確に知ることができ、かつ管内への出入や移動が容易で
あるなど、実用上使いやすい管内検査装置を提供するこ
とにある。
上記の目的を達成する本発明の管内検査装置は、下記の
要素から本質的に構成され、 Ａ 検査すべき管の内径に近い外径を有する円筒状のヘ
ッド部材、その上に同軸に巻回されわずかな距離をへだ
てて配置された一対の周巻きコイルであって管断面の全
周にわたり渦電流を発生させて存在する欠陥を検出する
内挿型コイルセンサ、およびヘッド部材の外周面に少な
くとも３箇配置され管内面に接して軸方向に回転しヘッ
ド部材の移動を助ける走行ローラをそなえた第一の渦流
探傷ヘッド、 Ｂ（ｉ） 円柱状のガイドヘッド部材に、その外周面に
少なくとも３箇配置され管内面に接して軸方向に回転し
ガイドヘッド部材の移動を助ける走行ローラをそなえて
なり、ガイドヘッド部材が、回転ヘッドの回転軸上に中
心をもつ環状部とそれに接続して半径が徐々に拡大して
終点に至る拡張部とをもつ案内溝をそなえたものであ
り、回転ヘッド部材の周回ローラが上記案内溝に拘束さ
れた溝内ローラとバネおよび基台を介して連結されてい
て、回転ヘッドの静止時には溝内ローラが拡張部にあっ
て周回ローラを半径方向に後退させて回転ヘッド部材内
に収容し、回転時には環状部に移って周回ローラを半径
方向に前進させて管内面に押しつけるように構成したも
のであるガイドヘッド、 （ii） ガイドヘッドに対し共通の軸により支持されガ
イドヘッドに隣接して回転可能に設けた回転ヘッド部材
に、管内面に接して周方向に走行する周回ローラを管の
半径方向に出入可能に設け、管断面の円周上の一部に渦
電流を発生させて存在する欠陥を検出する局部巻きコイ
ルである回転コイルセンサを設け、回転ヘッド部材の回
転時に周回ローラが半径方向に前進して管内面に接して
周回するようにした回転ヘッド、ならびに （iii） 回転ヘッドに隣接して存在し、それ自身は回
転しないモータケースの内部に、回転ヘッドを回転駆動
するモータを内蔵した回転駆動ユニット、 からなる第二の渦流探傷ヘッド、ならびに Ｃ 光源からの光を導いて管内面を全周にわたって同時
に照射することができる複数の光ガイド、および集光部
材を介して少なくとも光ガイドによる照射領域を視野領
域とし管内面を全周にわたって同時に監視することがで
きる複数のイメージガイドをそなえた光学探傷ヘッド、 光学探傷ヘッドを第一の渦流探傷ヘッドと第二の渦流探
傷ヘッドとの間に位置させてなる。
要素から本質的に構成され、 Ａ 検査すべき管の内径に近い外径を有する円筒状のヘ
ッド部材、その上に同軸に巻回されわずかな距離をへだ
てて配置された一対の周巻きコイルであって管断面の全
周にわたり渦電流を発生させて存在する欠陥を検出する
内挿型コイルセンサ、およびヘッド部材の外周面に少な
くとも３箇配置され管内面に接して軸方向に回転しヘッ
ド部材の移動を助ける走行ローラをそなえた第一の渦流
探傷ヘッド、 Ｂ（ｉ） 円柱状のガイドヘッド部材に、その外周面に
少なくとも３箇配置され管内面に接して軸方向に回転し
ガイドヘッド部材の移動を助ける走行ローラをそなえて
なり、ガイドヘッド部材が、回転ヘッドの回転軸上に中
心をもつ環状部とそれに接続して半径が徐々に拡大して
終点に至る拡張部とをもつ案内溝をそなえたものであ
り、回転ヘッド部材の周回ローラが上記案内溝に拘束さ
れた溝内ローラとバネおよび基台を介して連結されてい
て、回転ヘッドの静止時には溝内ローラが拡張部にあっ
て周回ローラを半径方向に後退させて回転ヘッド部材内
に収容し、回転時には環状部に移って周回ローラを半径
方向に前進させて管内面に押しつけるように構成したも
のであるガイドヘッド、 （ii） ガイドヘッドに対し共通の軸により支持されガ
イドヘッドに隣接して回転可能に設けた回転ヘッド部材
に、管内面に接して周方向に走行する周回ローラを管の
半径方向に出入可能に設け、管断面の円周上の一部に渦
電流を発生させて存在する欠陥を検出する局部巻きコイ
ルである回転コイルセンサを設け、回転ヘッド部材の回
転時に周回ローラが半径方向に前進して管内面に接して
周回するようにした回転ヘッド、ならびに （iii） 回転ヘッドに隣接して存在し、それ自身は回
転しないモータケースの内部に、回転ヘッドを回転駆動
するモータを内蔵した回転駆動ユニット、 からなる第二の渦流探傷ヘッド、ならびに Ｃ 光源からの光を導いて管内面を全周にわたって同時
に照射することができる複数の光ガイド、および集光部
材を介して少なくとも光ガイドによる照射領域を視野領
域とし管内面を全周にわたって同時に監視することがで
きる複数のイメージガイドをそなえた光学探傷ヘッド、 光学探傷ヘッドを第一の渦流探傷ヘッドと第二の渦流探
傷ヘッドとの間に位置させてなる。
第一の渦流探傷ヘッドは、いうまでもなく周巻きコイル
により管断面の全周にわたる渦電流を発生させ、欠陥が
ひきおこすインピーダンスの変化によって欠陥の存在を
検出する。このとき、ヘッドは走行ローラの助けにより
軸方向のフレおよび周方向の回転が防止されて安定な測
定ができる。２個のコイルをわずかな距離で置いたこと
により、分解能は高く得られ、欠陥の軸方向の位置が精
密に定められる。 検出された欠陥は、次に光学探傷ヘッドによって監視さ
れ、管内周面に存在するものはその状況を目視で知るこ
とができる。複数の光ガイドおよび複数のイメージセン
サーの使用により、視野は明るく、かつ全周を一時に目
視できるから、高速で光学探傷を実施できる。 第二の渦流探傷ヘッドは、もちろん、軸方向の位置が検
出された欠陥の周方向の位置を決定するものである。ガ
イドヘッドは第二の渦流探傷ヘッドの軸方向のフレと周
方向の回転を防止してこれを移動させ、やはり安定した
測定を可能にする。２箇の局部巻きコイルを近い距離に
置くことにより、ここでも高い分解能をもった検出が行
なえる。回転ヘッドは必要に応じ、すなわち第一の渦流
探傷ヘッドにより欠陥の存在が認められた軸上の位置に
至ったときだけ回転し、それ以外は回転しないから、装
置全体の管内の移動に要する時間を短くできる。回転ヘ
ッドの回転は周回ローラにより円滑に行なえ、局部巻き
コイルが管内周面に接近して回転することができるか
ら、感度を高く保つことができる。
により管断面の全周にわたる渦電流を発生させ、欠陥が
ひきおこすインピーダンスの変化によって欠陥の存在を
検出する。このとき、ヘッドは走行ローラの助けにより
軸方向のフレおよび周方向の回転が防止されて安定な測
定ができる。２個のコイルをわずかな距離で置いたこと
により、分解能は高く得られ、欠陥の軸方向の位置が精
密に定められる。 検出された欠陥は、次に光学探傷ヘッドによって監視さ
れ、管内周面に存在するものはその状況を目視で知るこ
とができる。複数の光ガイドおよび複数のイメージセン
サーの使用により、視野は明るく、かつ全周を一時に目
視できるから、高速で光学探傷を実施できる。 第二の渦流探傷ヘッドは、もちろん、軸方向の位置が検
出された欠陥の周方向の位置を決定するものである。ガ
イドヘッドは第二の渦流探傷ヘッドの軸方向のフレと周
方向の回転を防止してこれを移動させ、やはり安定した
測定を可能にする。２箇の局部巻きコイルを近い距離に
置くことにより、ここでも高い分解能をもった検出が行
なえる。回転ヘッドは必要に応じ、すなわち第一の渦流
探傷ヘッドにより欠陥の存在が認められた軸上の位置に
至ったときだけ回転し、それ以外は回転しないから、装
置全体の管内の移動に要する時間を短くできる。回転ヘ
ッドの回転は周回ローラにより円滑に行なえ、局部巻き
コイルが管内周面に接近して回転することができるか
ら、感度を高く保つことができる。
第１図において、10は第一の渦流探傷ヘッドであって、
管１の内周面２の直径よりも若干小さい外径を有し両端
に底をもつ筒状のヘッド部材11と、その上に円周方向に
巻回され互いに適宜の距離をおいた一対の周巻きコイル
12,13とからなる。14および15は走行ローラで、互いに1
20度の角度でコイル支持体11の両端部周面に配置された
３組のローラによってそれぞれ構成されていて、管１の
内周面２に接触しつつ回転し、第一の渦流探傷ヘッドの
管内の移動を助ける。 20は光学探傷ヘッドであって、第一の渦流探傷ヘッド10
の中心部を貫通し一端が信号ケーブル21に接続された筒
状体22を有している。信号ケーブル21は、管１の外部に
配置された制御装置（図示してない）に接続されてい
る。23は筒状体22の他端部周面に配置されたガラスなど
の透明部材で、周面が管１の内周面２に対向し、光の伝
達部として機能している。ただし透明部材23は、不可欠
ではない。 24は筒状体22内に同心に配置されたプリズム台で、透明
部材23の内周面と対向する位置において、円周方向に８
箇のプリズム25が等角度でとりつけてある。プリズム25
は直角プリズムで、プリズム台24の外周面に配置された
固定部材26上に固定されている。プリズム25は、平面鏡
で置き換えることもできる。 27はそれぞれ複数の光ファイバを結束して構成した８組
のイメージガイドであって、それぞれプリズム台24の外
周面に等角度で配置してあり、一端がそれぞれ対物レン
ズ28を介してプリズム25に対向している。対物レンズ28
およびプリズム25は、イメージガイド27の集光部材とし
て機能している。上記のように対物レンズ28およびプリ
ズム25はそれぞれ８箇あって互いに等角度で円周方向に
配置されているので、対物レンズ28の視野は円周方向に
少しずつに重複していて、内周面２の環状領域の全周を
同時に監視することが可能である。 29はそれぞれ、イメージガイド27の周囲に配置された筒
状の補強部材30の外周面と筒状体22の内周面との間に配
置され、かつ複数の光ファイバを結束して構成された８
組の光ガイドであって、互いに等角度で円周方向に配置
されていて、それぞれ一端部が反射体31および透明部材
23を介し、または直接に透明部材23を介して、管１の内
周面２に向けて光源からの光を照射する。隣接する光ガ
イド29が照射する内周面２上の領域は、少しずつ重複す
るようにしてあって、内周面２は、管１の軸方向に所定
の幅をもった環状の領域が照射される。照射領域は対物
レンズ28の視野領域とほぼ一致している。 40は第二の渦流探傷ヘッドであって、管１の内周面２の
直径よりも若干小さい外径を有する筒状のガイドヘッド
41と、同様な外径を有しかつガイドヘッド41に対し回転
可能に連結された筒状の、局部巻きコイルをそなえた回
転ヘッド42と、光学探傷ヘッド20の筒状体22の他端部に
対し着脱可能に連結され、かつ回転ヘッド42に対してそ
の回転を駆動するよう連結されたモータ71と有底筒状の
モータケース43で構成した駆動ユニット43とからなる。 44は走行ローラであって、互いに120度の角度でガイド
ヘッド41の周面に対し配設された３組のローラによって
構成されていて、管１の内周面２に接触しつつ走行し、
第二の渦流探傷ヘッドの移動を助ける。 45はシャフトであって、回転軸がガイドヘッド41の軸に
一致していて、ベアリング46を介してガイドヘッド41に
対し回転可能に支持されている。47は回転ヘッド42に対
向するガイドヘッド41の端面41aに設けた案内溝であっ
て、環状部47aと、それに連続して半径が徐々に拡大し
終端部（図示してない）を有する拡張部47bとからな
る。 48は回転ヘッド42の端壁であって、中心部にシャフト45
が挿入される孔49があり、外周近くには半径方向に延び
る貫通孔50がある。51は支持枠52に軸支された周回ロー
ラで、平常時は支持枠52とともに回転ヘッド42内に収納
されていて、回転ヘッド42の回転に際して、その周面の
孔53から外方へ向けて突出し、管１の内周面２に接す
る。 54は、端壁48と中間壁55との間に形成された案内空間56
を矢印ＡおよびＢ方向に移動可能な基台であって、支持
棒57を介して支持枠52に連結されている。58は支持棒57
の周囲に配置されたコイルバネであって、支持枠52を管
１の内周面２方向に付勢して周回ローラ51を管１の内周
面２に押しつけることができ、押しつけられた周回ロー
ラ51は、管１の内周面２を円周方向に回転走行する。 59は溝内ローラであって、基台54にとりつけられ貫通孔
50を通る杆60の自由端部に設けられていて、ガイドヘッ
ド41の案内溝47に拘束されて運動する。 61は回転ヘッド42の他の端壁であって、その上にエンコ
ーダ円板62がとりつけてある。63は端壁61の中心孔61a
およびエンコーダ円板62の中心孔62aを通る固定シャフ
トであって、中心孔61aに対してベアリング64により支
持されているため、回転ヘッド42がその周囲を回転可能
である。65は回転ヘッド42内に配置された固定リングで
あって、固定軸63の一端部に固着されている。66は回転
ヘッド42内に配置された可動リングであって、端壁61な
いし周壁67に固着されていて、その内周面が固定リング
65の外周面に接している。固定リング65および可動リン
グ66は、１組のスリップリングを構成している。 第２図の68および69は、それぞれ回転ヘッド42の外周面
において管１の延長方向に向いて互いに近接して配設さ
れたコイルであって、可動リング66を介して固定リング
65に接続されている。70は歯車であって、エンコーダ円
板62に固着されている。 71はモータであって、駆動ユニット43内に収容されてい
て、出力軸72がその端壁73を貫いて延びている。端壁73
の中心孔には、固定軸63の他端部が挿入され、支持され
ている。74も歯車であって、モータ71の出力軸72の自由
端部において歯車70と噛み合っている。 75は端壁73の外周部に配置された光センサであって、エ
ンコーダ円板62の外周部に等角度をおいてあけた複数の
孔62bの通過を検知し、回転ヘッド42の回転位置、ひい
てはコイル68,69の回転位置を検出する。 76はモータケース43の他の端壁77から延びる連結部材で
あって、ネジ部材78を回転することにより、光学探傷ヘ
ッド20の筒状体22の他端部に対し着脱可能である。 コイル68,69を外部にある制御装置に接続するために、
固定リング65に接続された電線（図示してない）は、固
定シャフト63内部の貫通孔を通過してモータ71に電力を
供給する電線および光センサ75を制御装置に連絡する電
線（いずれも図示してない）とともに、連結部材76の貫
通孔を介して光学探傷ヘッド20の筒状体22内に導かれた
のち、中空筒体24を通って信号ケーブル21に至り、つい
で渦流探傷ヘッド10のコイル12,13を制御装置に連絡す
るための電線（やはり図示してない）、イメージガイド
27および光ガイド29とともに、管１の外部へ導かれる。 上記した構成の管内検査装置の作用について説明すれ
ば、まずこの装置は、渦流探傷ヘッド40の案内ローラ51
を回転ヘッド42内に収納した状態で、ガイドヘッド41を
先頭として第１図の矢印Ｃの方向に向け管１内へ挿入さ
れ、深部に至る。管１に対し所定の位置まで挿入された
のち、管内検査装置は、信号ケーブル21を少しづつ巻き
取ることによって管１の内周面２にそって矢印Ｄの方向
に移動する。 移動させながら管１の外部の制御装置から渦流探傷ヘッ
ド10のコイル12,13にAC電流を流すことにより、管１の
断面に全周にわたり渦電流が形成される。 一方、光学探傷ヘッド20の光ガイド29に向けて光源から
光を与えることにより、管１の内周面２が全周にわたり
照射される。このとき複数の光ガイド29に順次に光を与
えることによって、管１の内周面２を円周方向に順次照
射するようにしてもよい。 このようにして、渦流探傷ヘッド10ではコイル12,13の
インピーダンス変化によって管１の断面の渦電流がその
欠陥によって乱されることを監視し、かつ光学探傷ヘッ
ド20ではプリズム25、対物レンズ28およびイメージガイ
ド27によって管１の内周面の欠陥を視覚的に監視するこ
とができる。この目視による監視は、管１の内周面２を
全周にわたり同時に行なってもよく、また円周方向に順
次行なってもよい。 管内検査装置は矢印Ｄ方向に移動するので、管１の断面
に欠陥があればまず渦流探傷ヘッド10によってその存在
が検知され、ついで若干の時間（コイル12,13と透明部
材23との間の距離を移動するに必要な時間）をおいて光
学探傷ヘッド20によってその形状などを見ることができ
る。さらに若干の時間（イメージガイド27の視野領域と
第二の渦流探傷ヘッド40のコイル68,69との間の距離を
移動するに必要な時間）が経過したのち、本発明の管内
検査装置を停止させ、制御装置から信号ケーブル21を介
してモータ71に電力を供給する。モータ71が回転する
と、出力軸72の歯車74および歯車70を介してエンコーダ
円板62ひいては回転ヘッド42が、ガイドヘッド41および
モータケーブル43に対して回転する。それに伴なって溝
内ローラ59が、ガイドヘッド41の案内溝47内を、その拡
張部47bの終端部から環状部47aに向けて移動する。する
と溝内ローラ59に固着された杆60が貫通孔50内を中心方
向に移動し、基台54が矢印Ａの方向に移動する。溝内ロ
ーラ59が案内溝47の環状部47aから拡張部47bに戻るまで
の間は、周回ローラ51が管１の内周面２に接している。 周回ローラ51が管１の内周面２に接しているときに、固
定リング65および可動リング66をそなえるスリップリン
グを介して、コイル68,69に対し所望の周波数（一般に
第一の渦流探傷ヘッド10のコイル12,13に与えられた電
流の周波数とは異なる周波数、たとえばより高い周波数
が好ましい）のAC電流を流すことにより、管１の断面の
局部に渦電流が起り、コイル68,69のインピーダンス変
化によってその渦電流が欠陥により乱されるか否かを監
視する。 回転ヘッド42は、引き続きガイドヘッド41おびモータケ
ース43に対して回転し、第一の渦流探傷ヘッド10により
存在が検知され、場合によってはさらに光学探傷ヘッド
20によって視覚的にも検知された欠陥について、再び渦
電流を領した微視的な監視を行なう。回転ヘッド42の回
転位置は、光センサ75およびエンコーダ円板62の孔62b
によって検知されているから、欠陥の円周上の位置が確
認できる。回転ヘッド42は、ガイドヘッド41およびモー
タケース43に対して少なくとも１回転する。 第二の渦流探傷ヘッド40による探傷作業が終了すると、
モータ71を逆回転させて回転ヘッド42をガイドヘッド41
およびモータケース43に対して逆回転させることによ
り、溝内ローラ59が案内溝47の環状部47aから拡張部47b
の終端部に向けて移動し、周回ローラ51が回転ヘッド42
の案内空間56内に戻る。 そののち渦流探傷装置を再び矢印Ｄ方向へ移動させ、上
述した動作を反復して行なう。
管１の内周面２の直径よりも若干小さい外径を有し両端
に底をもつ筒状のヘッド部材11と、その上に円周方向に
巻回され互いに適宜の距離をおいた一対の周巻きコイル
12,13とからなる。14および15は走行ローラで、互いに1
20度の角度でコイル支持体11の両端部周面に配置された
３組のローラによってそれぞれ構成されていて、管１の
内周面２に接触しつつ回転し、第一の渦流探傷ヘッドの
管内の移動を助ける。 20は光学探傷ヘッドであって、第一の渦流探傷ヘッド10
の中心部を貫通し一端が信号ケーブル21に接続された筒
状体22を有している。信号ケーブル21は、管１の外部に
配置された制御装置（図示してない）に接続されてい
る。23は筒状体22の他端部周面に配置されたガラスなど
の透明部材で、周面が管１の内周面２に対向し、光の伝
達部として機能している。ただし透明部材23は、不可欠
ではない。 24は筒状体22内に同心に配置されたプリズム台で、透明
部材23の内周面と対向する位置において、円周方向に８
箇のプリズム25が等角度でとりつけてある。プリズム25
は直角プリズムで、プリズム台24の外周面に配置された
固定部材26上に固定されている。プリズム25は、平面鏡
で置き換えることもできる。 27はそれぞれ複数の光ファイバを結束して構成した８組
のイメージガイドであって、それぞれプリズム台24の外
周面に等角度で配置してあり、一端がそれぞれ対物レン
ズ28を介してプリズム25に対向している。対物レンズ28
およびプリズム25は、イメージガイド27の集光部材とし
て機能している。上記のように対物レンズ28およびプリ
ズム25はそれぞれ８箇あって互いに等角度で円周方向に
配置されているので、対物レンズ28の視野は円周方向に
少しずつに重複していて、内周面２の環状領域の全周を
同時に監視することが可能である。 29はそれぞれ、イメージガイド27の周囲に配置された筒
状の補強部材30の外周面と筒状体22の内周面との間に配
置され、かつ複数の光ファイバを結束して構成された８
組の光ガイドであって、互いに等角度で円周方向に配置
されていて、それぞれ一端部が反射体31および透明部材
23を介し、または直接に透明部材23を介して、管１の内
周面２に向けて光源からの光を照射する。隣接する光ガ
イド29が照射する内周面２上の領域は、少しずつ重複す
るようにしてあって、内周面２は、管１の軸方向に所定
の幅をもった環状の領域が照射される。照射領域は対物
レンズ28の視野領域とほぼ一致している。 40は第二の渦流探傷ヘッドであって、管１の内周面２の
直径よりも若干小さい外径を有する筒状のガイドヘッド
41と、同様な外径を有しかつガイドヘッド41に対し回転
可能に連結された筒状の、局部巻きコイルをそなえた回
転ヘッド42と、光学探傷ヘッド20の筒状体22の他端部に
対し着脱可能に連結され、かつ回転ヘッド42に対してそ
の回転を駆動するよう連結されたモータ71と有底筒状の
モータケース43で構成した駆動ユニット43とからなる。 44は走行ローラであって、互いに120度の角度でガイド
ヘッド41の周面に対し配設された３組のローラによって
構成されていて、管１の内周面２に接触しつつ走行し、
第二の渦流探傷ヘッドの移動を助ける。 45はシャフトであって、回転軸がガイドヘッド41の軸に
一致していて、ベアリング46を介してガイドヘッド41に
対し回転可能に支持されている。47は回転ヘッド42に対
向するガイドヘッド41の端面41aに設けた案内溝であっ
て、環状部47aと、それに連続して半径が徐々に拡大し
終端部（図示してない）を有する拡張部47bとからな
る。 48は回転ヘッド42の端壁であって、中心部にシャフト45
が挿入される孔49があり、外周近くには半径方向に延び
る貫通孔50がある。51は支持枠52に軸支された周回ロー
ラで、平常時は支持枠52とともに回転ヘッド42内に収納
されていて、回転ヘッド42の回転に際して、その周面の
孔53から外方へ向けて突出し、管１の内周面２に接す
る。 54は、端壁48と中間壁55との間に形成された案内空間56
を矢印ＡおよびＢ方向に移動可能な基台であって、支持
棒57を介して支持枠52に連結されている。58は支持棒57
の周囲に配置されたコイルバネであって、支持枠52を管
１の内周面２方向に付勢して周回ローラ51を管１の内周
面２に押しつけることができ、押しつけられた周回ロー
ラ51は、管１の内周面２を円周方向に回転走行する。 59は溝内ローラであって、基台54にとりつけられ貫通孔
50を通る杆60の自由端部に設けられていて、ガイドヘッ
ド41の案内溝47に拘束されて運動する。 61は回転ヘッド42の他の端壁であって、その上にエンコ
ーダ円板62がとりつけてある。63は端壁61の中心孔61a
およびエンコーダ円板62の中心孔62aを通る固定シャフ
トであって、中心孔61aに対してベアリング64により支
持されているため、回転ヘッド42がその周囲を回転可能
である。65は回転ヘッド42内に配置された固定リングで
あって、固定軸63の一端部に固着されている。66は回転
ヘッド42内に配置された可動リングであって、端壁61な
いし周壁67に固着されていて、その内周面が固定リング
65の外周面に接している。固定リング65および可動リン
グ66は、１組のスリップリングを構成している。 第２図の68および69は、それぞれ回転ヘッド42の外周面
において管１の延長方向に向いて互いに近接して配設さ
れたコイルであって、可動リング66を介して固定リング
65に接続されている。70は歯車であって、エンコーダ円
板62に固着されている。 71はモータであって、駆動ユニット43内に収容されてい
て、出力軸72がその端壁73を貫いて延びている。端壁73
の中心孔には、固定軸63の他端部が挿入され、支持され
ている。74も歯車であって、モータ71の出力軸72の自由
端部において歯車70と噛み合っている。 75は端壁73の外周部に配置された光センサであって、エ
ンコーダ円板62の外周部に等角度をおいてあけた複数の
孔62bの通過を検知し、回転ヘッド42の回転位置、ひい
てはコイル68,69の回転位置を検出する。 76はモータケース43の他の端壁77から延びる連結部材で
あって、ネジ部材78を回転することにより、光学探傷ヘ
ッド20の筒状体22の他端部に対し着脱可能である。 コイル68,69を外部にある制御装置に接続するために、
固定リング65に接続された電線（図示してない）は、固
定シャフト63内部の貫通孔を通過してモータ71に電力を
供給する電線および光センサ75を制御装置に連絡する電
線（いずれも図示してない）とともに、連結部材76の貫
通孔を介して光学探傷ヘッド20の筒状体22内に導かれた
のち、中空筒体24を通って信号ケーブル21に至り、つい
で渦流探傷ヘッド10のコイル12,13を制御装置に連絡す
るための電線（やはり図示してない）、イメージガイド
27および光ガイド29とともに、管１の外部へ導かれる。 上記した構成の管内検査装置の作用について説明すれ
ば、まずこの装置は、渦流探傷ヘッド40の案内ローラ51
を回転ヘッド42内に収納した状態で、ガイドヘッド41を
先頭として第１図の矢印Ｃの方向に向け管１内へ挿入さ
れ、深部に至る。管１に対し所定の位置まで挿入された
のち、管内検査装置は、信号ケーブル21を少しづつ巻き
取ることによって管１の内周面２にそって矢印Ｄの方向
に移動する。 移動させながら管１の外部の制御装置から渦流探傷ヘッ
ド10のコイル12,13にAC電流を流すことにより、管１の
断面に全周にわたり渦電流が形成される。 一方、光学探傷ヘッド20の光ガイド29に向けて光源から
光を与えることにより、管１の内周面２が全周にわたり
照射される。このとき複数の光ガイド29に順次に光を与
えることによって、管１の内周面２を円周方向に順次照
射するようにしてもよい。 このようにして、渦流探傷ヘッド10ではコイル12,13の
インピーダンス変化によって管１の断面の渦電流がその
欠陥によって乱されることを監視し、かつ光学探傷ヘッ
ド20ではプリズム25、対物レンズ28およびイメージガイ
ド27によって管１の内周面の欠陥を視覚的に監視するこ
とができる。この目視による監視は、管１の内周面２を
全周にわたり同時に行なってもよく、また円周方向に順
次行なってもよい。 管内検査装置は矢印Ｄ方向に移動するので、管１の断面
に欠陥があればまず渦流探傷ヘッド10によってその存在
が検知され、ついで若干の時間（コイル12,13と透明部
材23との間の距離を移動するに必要な時間）をおいて光
学探傷ヘッド20によってその形状などを見ることができ
る。さらに若干の時間（イメージガイド27の視野領域と
第二の渦流探傷ヘッド40のコイル68,69との間の距離を
移動するに必要な時間）が経過したのち、本発明の管内
検査装置を停止させ、制御装置から信号ケーブル21を介
してモータ71に電力を供給する。モータ71が回転する
と、出力軸72の歯車74および歯車70を介してエンコーダ
円板62ひいては回転ヘッド42が、ガイドヘッド41および
モータケーブル43に対して回転する。それに伴なって溝
内ローラ59が、ガイドヘッド41の案内溝47内を、その拡
張部47bの終端部から環状部47aに向けて移動する。する
と溝内ローラ59に固着された杆60が貫通孔50内を中心方
向に移動し、基台54が矢印Ａの方向に移動する。溝内ロ
ーラ59が案内溝47の環状部47aから拡張部47bに戻るまで
の間は、周回ローラ51が管１の内周面２に接している。 周回ローラ51が管１の内周面２に接しているときに、固
定リング65および可動リング66をそなえるスリップリン
グを介して、コイル68,69に対し所望の周波数（一般に
第一の渦流探傷ヘッド10のコイル12,13に与えられた電
流の周波数とは異なる周波数、たとえばより高い周波数
が好ましい）のAC電流を流すことにより、管１の断面の
局部に渦電流が起り、コイル68,69のインピーダンス変
化によってその渦電流が欠陥により乱されるか否かを監
視する。 回転ヘッド42は、引き続きガイドヘッド41おびモータケ
ース43に対して回転し、第一の渦流探傷ヘッド10により
存在が検知され、場合によってはさらに光学探傷ヘッド
20によって視覚的にも検知された欠陥について、再び渦
電流を領した微視的な監視を行なう。回転ヘッド42の回
転位置は、光センサ75およびエンコーダ円板62の孔62b
によって検知されているから、欠陥の円周上の位置が確
認できる。回転ヘッド42は、ガイドヘッド41およびモー
タケース43に対して少なくとも１回転する。 第二の渦流探傷ヘッド40による探傷作業が終了すると、
モータ71を逆回転させて回転ヘッド42をガイドヘッド41
およびモータケース43に対して逆回転させることによ
り、溝内ローラ59が案内溝47の環状部47aから拡張部47b
の終端部に向けて移動し、周回ローラ51が回転ヘッド42
の案内空間56内に戻る。 そののち渦流探傷装置を再び矢印Ｄ方向へ移動させ、上
述した動作を反復して行なう。
上述したところから明らかなように、本発明の管内検査
装置は、下記の効果を有する。 渦流探傷手段のコイル間隔が狭小でその分解能は高
いから、管の断面に存在する欠陥の軸方向の位置を正確
に知ることができる。 渦流探傷によって検出された欠陥を光学探傷によっ
て全周にわたり同時に目視でき、欠陥の視認作業が高速
かつ能率的にできる。 管内周面に付着しているスケールのような、欠陥に
似た信号を生じさせるものも、光学的にしらべて真の欠
陥と区別できる。 回転フィルムが周回ローラをそなえた回転ヘッドに
とりつけてあり、回転ヘッドは前後の渦流探傷ヘッドで
回転軸を確実に保たれた状態で管内面に接近して回転す
ることができるから、欠陥が円周方向のどの位置に存在
するか、またその欠陥の程度がどうかであるかを詳細に
検出でき、欠陥が同一円周上に複数箇存在する場合も、
それらの数や位置を正確に知ることができる。 円周ローラは回転ヘッドが回転するときだけ半径方
向に前進して管内面に接し、回転しないときは引き込ま
れているから、検査装置の管への出入および管内の走行
に支障が出ることはない。
装置は、下記の効果を有する。 渦流探傷手段のコイル間隔が狭小でその分解能は高
いから、管の断面に存在する欠陥の軸方向の位置を正確
に知ることができる。 渦流探傷によって検出された欠陥を光学探傷によっ
て全周にわたり同時に目視でき、欠陥の視認作業が高速
かつ能率的にできる。 管内周面に付着しているスケールのような、欠陥に
似た信号を生じさせるものも、光学的にしらべて真の欠
陥と区別できる。 回転フィルムが周回ローラをそなえた回転ヘッドに
とりつけてあり、回転ヘッドは前後の渦流探傷ヘッドで
回転軸を確実に保たれた状態で管内面に接近して回転す
ることができるから、欠陥が円周方向のどの位置に存在
するか、またその欠陥の程度がどうかであるかを詳細に
検出でき、欠陥が同一円周上に複数箇存在する場合も、
それらの数や位置を正確に知ることができる。 円周ローラは回転ヘッドが回転するときだけ半径方
向に前進して管内面に接し、回転しないときは引き込ま
れているから、検査装置の管への出入および管内の走行
に支障が出ることはない。
図面はいずれも本発明の一実施例を示すものであって、
第１図はある部分の断面図、第２図は他の部分の断面図
である。 １……管 ２……内周面 10……第一の渦流探傷ヘッド 12,13……周巻きコイル 14,15……走行ローラ 20……光学探傷ヘッド 21……信号ケーブル 23……透明部材 25……プリズム 27……イメージガイド 28……対物レンズ 29……光ガイド 31……反射体 40……第二の渦流探傷ヘッド 41……ガイドヘッド 42……回転ヘッド 43……モータケース 44……走行ローラ 47……案内溝 51……周回ローラ 62……エンコーダ円板 68,69……局部巻きコイル 71……モータ 75……光センサ
第１図はある部分の断面図、第２図は他の部分の断面図
である。 １……管 ２……内周面 10……第一の渦流探傷ヘッド 12,13……周巻きコイル 14,15……走行ローラ 20……光学探傷ヘッド 21……信号ケーブル 23……透明部材 25……プリズム 27……イメージガイド 28……対物レンズ 29……光ガイド 31……反射体 40……第二の渦流探傷ヘッド 41……ガイドヘッド 42……回転ヘッド 43……モータケース 44……走行ローラ 47……案内溝 51……周回ローラ 62……エンコーダ円板 68,69……局部巻きコイル 71……モータ 75……光センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小柴 幸彦 神奈川県横浜市港南区下永谷町2197−46 (56)参考文献 特開 昭60−157047（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−39344（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−177314（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−33313（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭50−94980（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−64565（ＪＰ，Ｕ)
Claims (3)
- 【請求項１】下記の要素から本質的に構成され、 Ａ 検査すべき管の内径に近い外径を有する円筒状のヘ
ッド部材、その上に同軸に巻回されわずかな距離をへだ
てて配置された一対の周巻きコイルであって管断面の全
周にわたり渦電流を発生させて存在する欠陥を検出する
内挿型コイルセンサ、およびヘッド部材の外周面に少な
くとも３箇配置され管内面に接して軸方向に回転しヘッ
ド部材の移動を助ける走行ローラをそなえた第一の渦流
探傷ヘッド、 Ｂ（ｉ） 円柱状のガイドヘッド部材に、その外周面に
少なくとも３箇配置され管内面に接して軸方向に回転し
ガイドヘッド部材の移動を助ける走行ローラをそなえて
なり、ガイドヘッド部材が、回転ヘッドの回転軸上に中
心をもつ環状部とそれに接続して半径が徐々に拡大して
終点に至る拡張部とをもつ案内溝をそなえたものであ
り、回転ヘッド部材の周回ローラが上記案内溝に拘束さ
れた溝内ローラとバネおよび基台を介して連結されてい
て、回転ヘッドの静止時には溝内ローラが拡張部にあっ
て周回ローラを半径方向に後退させて回転ヘッド部材内
に収容し、回転時には環状部に移って周回ローラを半径
方向に前進させて管内面に押しつけるように構成したも
のであるガイドヘッド、 （ii） ガイドヘッドに対し共通の軸により支持されガ
イドヘッドに隣接して回転可能に設けた回転ヘッド部材
に、管内面に接して周方向に走行する周回ローラを管の
半径方向に出入可能に設け、管断面の円周上の一部に渦
電流を発生させて存在する欠陥を検出する局部巻きコイ
ルである回転コイルセンサを設け、回転ヘッド部材の回
転時に周回ローラが半径方向に前進して管内面に接して
周回するようにした回転ヘッド、ならびに （iii） 回転ヘッドに隣接して存在し、それ自身は回
転しないモータケースの内部に、回転ヘッドを回転駆動
するモータを内蔵した回転駆動ユニット、からなる第二
の渦流探傷ヘッド、ならびに Ｃ 光源からの光を導いて管内面を全周にわたって同時
に照射することができる光ガイド、および集光部材を介
して少なくとも光ガイドによる照射領域を視野領域とし
管内面を全周にわたって同時に監視することができる複
数のイメージガイドのそれぞれを８組円周上に等角度で
配置してなり、集光部材が、管の軸方向に光学軸を有す
る対物レンズと、対物レンズの視野を管の内周面方向に
向けるプリズムとの組からなる光学探傷ヘッド、 光学探傷ヘッドを第一の渦流探傷ヘッドと第二の渦流探
傷ヘッドの間に位置させてなる管内検査装置。 - 【請求項２】第二の渦流探傷ヘッドにおいて、回転ヘッ
ドと駆動ユニットとが、回転リングに固定された外側可
動リングと駆動ユニットから延びる内側静止リングとか
らなるスリップリングにより回転可能に結合されてい
て、モータの出力軸に設けた歯車と、上記外側可動リン
グに固定された別の歯車とのかみ合いにより回転駆動が
行なわれるように構成した特許請求の範囲第１項の管内
検査装置。 - 【請求項３】第二の渦流探傷ヘッドにおいて、回転ヘッ
ドにその回転軸上に中心をもつ円周上に等角度で孔を穿
ったエンコーダ円板をとりつけ、駆動ユニット側のこれ
に対向する位置に孔の通過を検知する光センサを設けて
なる特許請求の範囲第１項の管内検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61235642A JPH0684955B2 (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | 管内検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61235642A JPH0684955B2 (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | 管内検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6390758A JPS6390758A (ja) | 1988-04-21 |
| JPH0684955B2 true JPH0684955B2 (ja) | 1994-10-26 |
Family
ID=16989039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61235642A Expired - Lifetime JPH0684955B2 (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | 管内検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0684955B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5140265A (en) * | 1989-12-20 | 1992-08-18 | Olympus Optical Co., Ltd | Eddy current flaw detecting endoscope apparatus which produces signals which control other devices |
| CN114034718A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-02-11 | 中广核研究院有限公司 | 孔缺陷检测设备和方法 |
| CN116930449A (zh) * | 2023-07-06 | 2023-10-24 | 舒城骏红五金制品有限公司 | 一种金属管件内外表面探伤仪 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5354310Y2 (ja) * | 1973-12-20 | 1978-12-26 | ||
| JPS5739344A (en) * | 1980-08-21 | 1982-03-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Eddy current flaw detector |
| JPS5964565U (ja) * | 1982-10-22 | 1984-04-28 | 株式会社ハツコ− | 磁気探傷機 |
| JPS6033313U (ja) * | 1983-08-15 | 1985-03-07 | 日揮株式会社 | 管内検査装置 |
| JPS60157047A (ja) * | 1984-01-27 | 1985-08-17 | Hitachi Ltd | プロ−ブ |
| US4536827A (en) * | 1984-01-30 | 1985-08-20 | The Babcock & Wilcox Company | Image collection and object illumination |
-
1986
- 1986-10-03 JP JP61235642A patent/JPH0684955B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6390758A (ja) | 1988-04-21 |
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