JPS593349A - 電磁超音波計測装置 - Google Patents
電磁超音波計測装置Info
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- JPS593349A JPS593349A JP57111691A JP11169182A JPS593349A JP S593349 A JPS593349 A JP S593349A JP 57111691 A JP57111691 A JP 57111691A JP 11169182 A JP11169182 A JP 11169182A JP S593349 A JPS593349 A JP S593349A
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- Japan
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- pulse
- inspected
- electromagnetic ultrasonic
- measuring device
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
- G01V3/10—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils
- G01V3/101—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils by measuring the impedance of the search coil; by measuring features of a resonant circuit comprising the search coil
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電磁超音波計測装置に係シ、特に、高温下にあ
る被検材を非接触で熱間計測を行なうに最適な電磁超音
波計測装置に関する。
る被検材を非接触で熱間計測を行なうに最適な電磁超音
波計測装置に関する。
圧延工場等においては、製造工程中にある高温状態下の
鋼材の厚み測定、探傷等が要求されている。これは、圧
延条件等を最適にし、生理性および品質を大幅に向上さ
せるために欠かせない情報である。特に、鋼管の場合に
は、油井管の需要増大に伴なって高品質化が大きな問題
となっており、熱間計測は不可欠なものとなっている。
鋼材の厚み測定、探傷等が要求されている。これは、圧
延条件等を最適にし、生理性および品質を大幅に向上さ
せるために欠かせない情報である。特に、鋼管の場合に
は、油井管の需要増大に伴なって高品質化が大きな問題
となっており、熱間計測は不可欠なものとなっている。
ところで、金属材料の厚み測定、探傷等の用途に対して
は、波形表示等の利点から超音波計測装置が用いられる
。しかし、゛超音波装置は超音波を被検材中に効率良く
伝えるために音源（探触子）と被検材との間に接触媒質
（例えば水凍たは油）を必要とする。このため高温材料
の計測に適用することは困難であった。
は、波形表示等の利点から超音波計測装置が用いられる
。しかし、゛超音波装置は超音波を被検材中に効率良く
伝えるために音源（探触子）と被検材との間に接触媒質
（例えば水凍たは油）を必要とする。このため高温材料
の計測に適用することは困難であった。
従って、被検材の温度に影響されることなく超音波の送
受信を行うことが強く要求されている。
受信を行うことが強く要求されている。
かかる要求を満足すべく前記媒質を不用にする方法とし
て磁界と渦電流の相互作用によるローレンツ力を利用し
た電磁超音波計測装置が特公昭４４−２４８６７号など
で従来されている。
て磁界と渦電流の相互作用によるローレンツ力を利用し
た電磁超音波計測装置が特公昭４４−２４８６７号など
で従来されている。
第１図は従来の電磁超音波計測装置の一例を示す構成図
である。被検材１を包囲する如くに鉄心３内に直流励磁
コイル２を巻回すると共に、該直流コイル２の中央部で
かつ被検材１と対向する位置に超晋波送受伯コイル４が
配置される。超音波送受信コイル４は被検材１の直径に
応じて複数個が直流励磁コイル２の内周部に配設される
。直流励磁コイル２は直流電源５よシ直流電流の供給を
受けて励磁され、直流磁界を発生する。超音波送受信コ
イル４にはパルス発生器６よりパルス電流が印加され、
送信パルス波および被検材１で反射する底面エコーの送
受信コイル４より得られる信号は増幅器７で増幅された
のち、ＣＲＴを用いた表示器８に表示される。表示方式
としてはＡスコープが用いられる場合が多い。表示器８
に表示された波形内容から被検材１の厚み、探傷等の超
音波計測を行なうことができる。
である。被検材１を包囲する如くに鉄心３内に直流励磁
コイル２を巻回すると共に、該直流コイル２の中央部で
かつ被検材１と対向する位置に超晋波送受伯コイル４が
配置される。超音波送受信コイル４は被検材１の直径に
応じて複数個が直流励磁コイル２の内周部に配設される
。直流励磁コイル２は直流電源５よシ直流電流の供給を
受けて励磁され、直流磁界を発生する。超音波送受信コ
イル４にはパルス発生器６よりパルス電流が印加され、
送信パルス波および被検材１で反射する底面エコーの送
受信コイル４より得られる信号は増幅器７で増幅された
のち、ＣＲＴを用いた表示器８に表示される。表示方式
としてはＡスコープが用いられる場合が多い。表示器８
に表示された波形内容から被検材１の厚み、探傷等の超
音波計測を行なうことができる。
上記構成において、直流励磁コイル２を直流電源５で励
磁し、被検材１に直流磁界（図中点線で示す）を与え、
次に送受信コイル４にパルス発生器６よりパルス電流を
印加すると変化磁束が発生し、該変化磁束によシ被検材
１の表面に渦電流が発生する。被描電流と予め与えてお
いた前記直流磁界とが相互作用し、被検材１の表面に変
化歪（ローレンツ力）が発生し、該変化歪は超音波とし
て被検材中を伝播する。被検材１の底面又は被検材中の
欠陥からの反射超音波は前述と逆の過程により送受信コ
イル４で検出され、増幅器７を介して、表示器８により
被検材の厚み、探傷等の超音波計測結果が表示される。
磁し、被検材１に直流磁界（図中点線で示す）を与え、
次に送受信コイル４にパルス発生器６よりパルス電流を
印加すると変化磁束が発生し、該変化磁束によシ被検材
１の表面に渦電流が発生する。被描電流と予め与えてお
いた前記直流磁界とが相互作用し、被検材１の表面に変
化歪（ローレンツ力）が発生し、該変化歪は超音波とし
て被検材中を伝播する。被検材１の底面又は被検材中の
欠陥からの反射超音波は前述と逆の過程により送受信コ
イル４で検出され、増幅器７を介して、表示器８により
被検材の厚み、探傷等の超音波計測結果が表示される。
尚、反射超音波の受信後の超音波計測及び表示について
は従来の超音波計測装置と同様であシ、その説明は省略
する。
は従来の超音波計測装置と同様であシ、その説明は省略
する。
上記した電磁超音波計測装置の実用上の問題点は超音波
計測位置をいかに正確に把握するかにある。即ち、被検
材の欠陥等がどの部位に生じているかを知るためには、
例えば、被検材の先端からの距離等を正確に知る必要が
ある。ここで、被検材として熱間圧延継目無鋼管を例に
すると、その圧延状況は次の如くである。
計測位置をいかに正確に把握するかにある。即ち、被検
材の欠陥等がどの部位に生じているかを知るためには、
例えば、被検材の先端からの距離等を正確に知る必要が
ある。ここで、被検材として熱間圧延継目無鋼管を例に
すると、その圧延状況は次の如くである。
（１）鋼管温度 約９００Ｃ
（２）鋼管長 約３０ｍ
（３）圧延速度 約５ ｍ ７秒
（４） 製管間隔 １０秒〜３０秒／本（５）計測装
置設置許容幅 ３００閣〜４００■以上よシ知れる如く
、被検材は高温、高速の状態下にあり、かかる雰囲気中
での位置検出が必要となる、従来、被検材の位置検出（
あるいは被検材の有無）を行なうに際しては、被検材の
通過を感知する近接スイッチあるいはレーザー等によシ
検知する方式が採用されていた。しかし、これらの検出
体に耐熱対策を実施せねばならず、この対策による外径
は約２００ ｒｙｅｓ （形状としては丸形または角形
）となる。これに対し、計測装置の設置許容幅Ｌ３００
〜４００ｍ＋であるため、電磁超音波計測装置と共に耐
熱対策をした位置検出装置を組込むことは困難である。
置設置許容幅 ３００閣〜４００■以上よシ知れる如く
、被検材は高温、高速の状態下にあり、かかる雰囲気中
での位置検出が必要となる、従来、被検材の位置検出（
あるいは被検材の有無）を行なうに際しては、被検材の
通過を感知する近接スイッチあるいはレーザー等によシ
検知する方式が採用されていた。しかし、これらの検出
体に耐熱対策を実施せねばならず、この対策による外径
は約２００ ｒｙｅｓ （形状としては丸形または角形
）となる。これに対し、計測装置の設置許容幅Ｌ３００
〜４００ｍ＋であるため、電磁超音波計測装置と共に耐
熱対策をした位置検出装置を組込むことは困難である。
また、前記設置許容幅内に組込むことができたとしても
、直流励磁コイル２によって約１０ＫＧａｕｓｓ の直
流高磁場が発生し、かつ電源周波数から数ＫＨ２に及び
高調波ノイズが発生しておシ、これらによる電磁障害の
ために誤動作を生じる恐れがある。このため位置検出部
は直流励磁コイル２よシ離さざるを得ないが、この場合
でも位置検出部のための設置スペースを確保する必要が
あり、従って、既設ラインへの導入は大きな問題となる
。
、直流励磁コイル２によって約１０ＫＧａｕｓｓ の直
流高磁場が発生し、かつ電源周波数から数ＫＨ２に及び
高調波ノイズが発生しておシ、これらによる電磁障害の
ために誤動作を生じる恐れがある。このため位置検出部
は直流励磁コイル２よシ離さざるを得ないが、この場合
でも位置検出部のための設置スペースを確保する必要が
あり、従って、既設ラインへの導入は大きな問題となる
。
本発明の目的は、高温環境下における被検材の位置検出
が可能な電磁超音波計測装置を提供することにある。
が可能な電磁超音波計測装置を提供することにある。
本発明は、電磁超音波の受信信号波形が被検材の有無に
よシ大幅に変化することに着目し、受信信号波形を信号
処理し、送受信コイル直下での被検査材の有無を判別し
、被検側の位置検出を行うようにしたものである。
よシ大幅に変化することに着目し、受信信号波形を信号
処理し、送受信コイル直下での被検査材の有無を判別し
、被検側の位置検出を行うようにしたものである。
第２図は本発明の実施例を示す構成図である。
第２図においては、第１図の部材と同一部材であるもの
には同一の引用符号を用いると共に、説明の重複をさけ
るため説明を省略する。本実施例は尚速度で移動する被
検制の信号処理を高速に行なう必要からマイクロプロセ
ッサを用いた信号処理装置１０を表示器８に接続すると
共に、該信号処理装置１０に被検材の位置検出信号を送
るための位置検出装置１１を表示器８に接続する。
には同一の引用符号を用いると共に、説明の重複をさけ
るため説明を省略する。本実施例は尚速度で移動する被
検制の信号処理を高速に行なう必要からマイクロプロセ
ッサを用いた信号処理装置１０を表示器８に接続すると
共に、該信号処理装置１０に被検材の位置検出信号を送
るための位置検出装置１１を表示器８に接続する。
パルス発生器６は、高電圧発生器ＨＶよシ出力される高
電圧を抵抗Ｒ，を介して充電コンデンサＣと抵抗Ｒ２が
並列接続された送受信コイル４の直列回路に印加し、充
−コンデンサＣを充電する。
電圧を抵抗Ｒ，を介して充電コンデンサＣと抵抗Ｒ２が
並列接続された送受信コイル４の直列回路に印加し、充
−コンデンサＣを充電する。
しかるのち成るタイミングでサイリスタＳＣＲ，をオン
にすると、充電用コンデンサＣの電荷は放電し、この放
ｍｈ流により送受信コイル４にパルス波形が発生する。
にすると、充電用コンデンサＣの電荷は放電し、この放
ｍｈ流により送受信コイル４にパルス波形が発生する。
サイリスタＳＣＲの転流はダイオードＤによって行なわ
れる。
れる。
ところで、仮検拐１が存在しない場合の送受信コイルの
等価回路は純リアクタンスと見ることができるが、敲検
材１が存在する場合には、被検材が抵抗分として表われ
るためにインピーダンスが増大し、振動回数が減少する
ために、送信パルス幅が狭くなる。これを示したのが第
３図の信号波形図である。
等価回路は純リアクタンスと見ることができるが、敲検
材１が存在する場合には、被検材が抵抗分として表われ
るためにインピーダンスが増大し、振動回数が減少する
ために、送信パルス幅が狭くなる。これを示したのが第
３図の信号波形図である。
第３図（イ）は送信パルス波形であり、一定間隔ごとに
生成される。この送信パルス波形を受信し増幅器７より
出力した受信信号波形が第３図（ロ）であり、被検材の
有無によって送信波の幅が誕わると共に、底面エコーが
被検材の存在するときにのみ表われる。なお、第３図（
ハ）は後述する位負信号波形である。
生成される。この送信パルス波形を受信し増幅器７より
出力した受信信号波形が第３図（ロ）であり、被検材の
有無によって送信波の幅が誕わると共に、底面エコーが
被検材の存在するときにのみ表われる。なお、第３図（
ハ）は後述する位負信号波形である。
位置検出装置１１は、受（ｇ信号波形中の送信パルスＴ
を取出して積分し、この積分量と予め知られる無負荷時
の送信パルス幅に対応するアナログ電圧値とを比較し、
偏差が生じたときに第３図（ハ）に示す位置信号を信号
処理装置１０に割込信号として出力する構成、あるいは
、無負荷時の送信パルス幅をメモリに記憶しておき、今
回時の送信パルス幅とソフトウェア的に比較する構成で
もよい。
を取出して積分し、この積分量と予め知られる無負荷時
の送信パルス幅に対応するアナログ電圧値とを比較し、
偏差が生じたときに第３図（ハ）に示す位置信号を信号
処理装置１０に割込信号として出力する構成、あるいは
、無負荷時の送信パルス幅をメモリに記憶しておき、今
回時の送信パルス幅とソフトウェア的に比較する構成で
もよい。
以上の構成において、第３図（ロ）に示すように、被検
材１が介在しない状態から介在する状態に変・化すると
、送信パルスＴの幅が変化すると共に底面エコーがＢ＋
、Ｂ２・・・・・・の如くに表われる。そこで、送信
パルスＴの幅の変化、あるいは底面エコーの発生の有無
を位置検出装置１１で判定する。
材１が介在しない状態から介在する状態に変・化すると
、送信パルスＴの幅が変化すると共に底面エコーがＢ＋
、Ｂ２・・・・・・の如くに表われる。そこで、送信
パルスＴの幅の変化、あるいは底面エコーの発生の有無
を位置検出装置１１で判定する。
第３図（ハ）のように得られた位置信号は信号処理装置
１１０に送られ、該信号処理装置１０において被検材１
の圧延送度と位置信号とに基づいて計測点の位置を演算
し、被検材１の厚み又は探傷情報とともにプリンタ等に
印字出力される。
１１０に送られ、該信号処理装置１０において被検材１
の圧延送度と位置信号とに基づいて計測点の位置を演算
し、被検材１の厚み又は探傷情報とともにプリンタ等に
印字出力される。
このように、位置信号が無から有に変ることによシ被検
月のｄ」測量始端が、また、有から無に変ることによシ
計測終了が解る。さらに、計測開始端からの距離は位置
信号パルス周期（送信パルス繰返し周期と同一）と被検
材の搬送速度より信号処理装置で求められ、超音波計測
情報とともに出力される。
月のｄ」測量始端が、また、有から無に変ることによシ
計測終了が解る。さらに、計測開始端からの距離は位置
信号パルス周期（送信パルス繰返し周期と同一）と被検
材の搬送速度より信号処理装置で求められ、超音波計測
情報とともに出力される。
尚、被検制振送速度が５ ｍ ７秒で、送信パルス繰丈
；シ回数が５００回／秒の場合、その位置計測精度は±
１０Ｗ＋の誤差となる。位置計測精度がさらに必要な場
合には送信パルス繰返し回数を１０００回／秒又はそれ
以上とすれば良い。
；シ回数が５００回／秒の場合、その位置計測精度は±
１０Ｗ＋の誤差となる。位置計測精度がさらに必要な場
合には送信パルス繰返し回数を１０００回／秒又はそれ
以上とすれば良い。
なお、上記説明においては送受信コイルが一体であると
したが、送信と受信に個別に設けるようにしても良い。
したが、送信と受信に個別に設けるようにしても良い。
以上より明らかなように本発明によれば、専用の位置検
出装置を用いることなく、既設の装置を活用して被検材
の計測位置を精度良く得ることができる。
出装置を用いることなく、既設の装置を活用して被検材
の計測位置を精度良く得ることができる。
第１図は従来の電磁超音波計測装置を示す構成図、第２
図は本発明の実施例を示す構成図、第３図（イ）、（ロ
）、（ハ）の各々は第２図の実施例の各部の動作波形図
である。 １・・・被検材、２・・・直流励磁コイル、３・・・鉄
心、４・・・送受信コイル、５・・・直流電源、６・・
・パルス発生器、７・・・増幅器、８・・・表示器、１
０・・・信号処理装！！Ｊ１ 目 第２目 ハ 第１頁の続き ０発 明 者 窪田純 日立市幸町３丁目１番１号株式 ％式％ ＠出 願 人 株式会社日立製作所 東京都千代田区丸の内−丁目５ 番１号
図は本発明の実施例を示す構成図、第３図（イ）、（ロ
）、（ハ）の各々は第２図の実施例の各部の動作波形図
である。 １・・・被検材、２・・・直流励磁コイル、３・・・鉄
心、４・・・送受信コイル、５・・・直流電源、６・・
・パルス発生器、７・・・増幅器、８・・・表示器、１
０・・・信号処理装！！Ｊ１ 目 第２目 ハ 第１頁の続き ０発 明 者 窪田純 日立市幸町３丁目１番１号株式 ％式％ ＠出 願 人 株式会社日立製作所 東京都千代田区丸の内−丁目５ 番１号
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、直流′〜、源によυ励磁されて前記被検材に直流磁
界を付与する直流励磁コイルと、パルス電流の供給を受
けて前記被検材に渦電流を発生し前記直流磁界との相互
作用により被検材表面に変化歪を生じさせる１基の送受
信コイルとを備え該送受信コイルによって検出した反射
超音波エコーを検出し時間軸上に表われる波形状態から
欠陥等を認識する電磁超音波計測装置において、前記送
受信コイルによって検出された受信信号波形中の送信パ
ルス波あるいは底面エコーの変化に基づいて前記被検材
の針側位置信号を生成することを喝徴とする電磁超音波
計測装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記計測位置信号
を前記送信パルスの持続時間の変化に基づいて生成する
ことを特徴とする電磁超音波計測装ｆＥｆ、。 ３、％許請求の範囲第１項において、前記引測位置侶号
を前記底面エコーの有無に基づいて生成することを特徴
とする電磁超音波計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57111691A JPS593349A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 電磁超音波計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57111691A JPS593349A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 電磁超音波計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS593349A true JPS593349A (ja) | 1984-01-10 |
Family
ID=14567720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57111691A Pending JPS593349A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 電磁超音波計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS593349A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020169965A (ja) * | 2019-04-05 | 2020-10-15 | 株式会社Ｉｆｇ | 多連発パルス電磁力音響診断装置 |
-
1982
- 1982-06-30 JP JP57111691A patent/JPS593349A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020169965A (ja) * | 2019-04-05 | 2020-10-15 | 株式会社Ｉｆｇ | 多連発パルス電磁力音響診断装置 |
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