JPS6067803A - 管材の計尺装置 - Google Patents

管材の計尺装置

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JPS6067803A
JPS6067803A JP17584283A JP17584283A JPS6067803A JP S6067803 A JPS6067803 A JP S6067803A JP 17584283 A JP17584283 A JP 17584283A JP 17584283 A JP17584283 A JP 17584283A JP S6067803 A JPS6067803 A JP S6067803A
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steel pipe
coil
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coils
pulse current
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Kazuo Fujisawa
藤沢 和夫
Hisao Yamaguchi
久雄 山口
Takashi Kadowaki
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Susumu Ito
伊東 将
Kazuya Sato
佐藤 弌也
Soji Sasaki
佐々木 荘二
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Hitachi Ltd
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は管材、特に高温鋼管の肉厚、外径、内径を計測
し得る非接触型の計尺装置に関する。
近年油井管等の鋼管は需要の増大に伴って高品質化が要
求されている。この要求に対応するためには鋼管製造中
に肉厚、外径、内径を計測し、計測結果を製造ラインに
反映させるのが望ましい。
一方、鋼管の肉厚、外径、内径の計測は従来法のように
行われていた。即ち第1図に示す如く水30中にて鋼管
2を移送させ、軸心に対象となるように超音波探触子3
1を鋼管2の外面に対向させて配し、探触子31から超
音波を発振して鋼管2外面からのエコーにより鋼管2外
面迄の各距離L′1゜L12を計測し、また同時に鋼管
2の内面からのエコーと前記外面からのエコーとの時間
差に基づき各肉厚T ’ 1. T ’ zを計測し、
既知の各探触子31.31間距離β′を用いて外径OD
及び内径IDを下記TIE、 +21式により算出して
いた。
○D=1 ’ (L’l +L’2 ) ・・・(11
TD=j2 ’ (L’l +L’2 )−(T’l+
T’2)・・・(2) この方法では冷間の鋼管2の場合には計測可能であるが
、例えば製管直後で鋼管温度が700℃を超えるような
場合には鋼管近傍の水30が瞬時に水蒸気と化して接触
媒質としての役目をせず、製造ラインに反映させ得る高
温計測が行えなかった。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、高温
鋼管に向けて電磁超音波を発振させて肉厚を計測すると
共に前記鋼管と電磁的に結合させたコイルのインピーダ
ンスに基づき鋼管塩の距離を検出し、外径、内径をも計
測する非接触型の計尺装置を提供することを目的とする
。
以下本発明を図面に基づき具体的に説明する。
第2図は本発明装置めブロック図を示す模式図、第3図
はその計測部1近傍を示す模式的断面図であり、図中1
は計測部をしめしている。計測部]を示している。計測
部1は鋼管2を磁化すると共に鋼管2の外面に誘導電流
を発生せしめまた鋼管2外面の電流を検出するものであ
り、全体として円筒状をなし、鋼管2はその内部に挿通
されて軸長方向へ移動されている。
計測部1の磁化装置は周壁を中空とした円筒状をなす鉄
心4及びこの中空部に内装された励磁コイル3.3′と
からなり、鉄心4の周壁の内周面の中央部は全周に亘っ
て適幅切欠いである。励磁コイル3.3′には直流電流
が通流され、これにより周壁の内周面の切欠き部4aの
端部が磁極となって鋼管2の切欠部に対向する部分に軸
長方向の直流磁界を付与する。切欠−き部4aにはリン
グ状の送信コイル5. 5 ’、 5a、5’aと、そ
れよりも大径でリング状の受信コイル6、 6’、 6
a、6’aとが同心円状に組合わされて、その軸長方向
を鋼管2の半径方向に一致させた状態で鋼管2周りに4
等配されている。
以下上下に対向する組のコイル5,6.5′。
6′について説明するが左右に対向する組のコイルにつ
いても同様の構成となっている。
鋼管2の軸心に対象な送信コイル5,5′には加算器7
,7′が接続されており、加算器7,7′にはパルス電
流発生回路8.8′から超音波発生用パルス電流が、ま
た連続正弦波発生回路11.11’から距離測定用の連
続正弦波電流が与えられる。
したがって加算器7,7′は両型流を重畳して送信コイ
ル5.5′に通電する。パルス電流発注回路8.8′は
同期パルス発生回路9.9′からのトリガー信号にて前
記パルス電流を出力し、このパルス電流の周波数は2〜
]OMHzである。また連続正弦波発生回路11.11
’が出力する正弦波電流は数10KHz〜数100KH
zの高周波である。
この重畳電流のうちパルス電流成分はそれ自体公知の電
磁超音波発生作用をなす。つまり励磁コイル3.3′を
図示しない直流電源で励磁し鋼管2のコイル5. 5’
、6. 6’面直下分に軸長方向の直流磁界を与えてお
く、そして送信コイル5゜5′に重畳電流を印加すると
、パルス電流成分により鋼管2の肉厚方向の磁束が変化
し、この磁束変化に伴って鋼管2の外面に渦電流が発生
する。
この渦電流と、予め与えておいた前記直流磁界の鋼管2
外面に平行な方向の磁界とにより鋼管2外面と垂直な方
向に変化する歪(フレミングの左手の法則)が発生し、
この歪は鋼管2の外面と垂直な方向に伝播する。即ち鋼
管2外面から縦波の超音波が発生する。この超音波は鋼
管2内部を伝播し、鋼管2中の内周面で反射し、この反
射超音波は前述と逆の過程(フレミングの右手の法則)
により受信コイル6.6′で渦電流により発生する誘起
電圧として検出される。
また重畳電流のうち連続正弦波成分はそれ自体公知の電
磁誘導作用をする。つまり連続正弦波成分が通流された
送信コイル5.5′は交番磁界を生ぜしめ、鋼管2中に
渦電流を誘起する。この渦電流による反磁場は受信コイ
ル6.6′に鎮交して、ここに受信コイル6.6′〜鋼
管2間距離に依存する正弦波電圧を誘起する。この正弦
波誘起電圧に応じて受信コイル6.6′のインピーダン
スが定まる。つまり受信コイル6.6′までの距離に応
じたインピーダンスを示す。
このように重畳電流は受信コイル6.6’に2つの誘起
電圧を発生させる。
受信コイル6.6′の端子電圧はプリアンプ12゜12
′へ与えられてここで増幅される。増幅された信号はバ
イパスフィルタ13.13’及びローパスフィルタ14
.14’へ与えられる。バイパスフィルタ13.13’
を経て連続正弦波成分を除去されたパルス電流に関する
信号はメインアンプ15.15’にて増幅され、検波器
17.17’にて包絡線検波されて、時間差測定回路1
0.10’へ与えられる。時間差測定回路10.10’
は同期パルス電流発生回路9,9′によるトリガー信号
から鋼管2外面で超音波を生成させる渦電流発生までの
時間Δを及びトリガー信号から鋼管2内面からのエコー
に関する誘起電圧の検出までの時間tをめ請求めた信号
をインターフェース20を介して演算装置21へ送る。
時間差測定回路10.10’ばカウンタにてトリガー信
号発生時点から超音波発生時(#ll]管2外管外外面
エコーが得られる)、内面からのエコー受信時夫々まで
の時間を計時する構成とすればよい。
ローパスフィルタ14.14’を経てパルス電流成分を
除去された連続正弦波電流に関する信号はメインアンプ
16.16’により増幅されて、同期検波器18.18
’へ与えられ、同期検波器18.18’は連続正弦波発
生回路11.11’からの出力に基づき入力信号を同期
検波する。この検波信号の振幅は受信コイル6.6′の
インピーダンスにて定まり、鋼管2迄の距離情報を含ん
だ該検波信号はA/D変換器19.19’へ与えられ、
A/D変換器19.19’は同期パルス発生回路9,9
′からの信号に基づき、即ち測定する鋼管2の位置を同
一となすべきタイミングで入力信号をA/D変換し、変
換された信号はインターフェース20を介して演算装置
21へ与えられる。
演算装置21ばこれらの情報からまず肉厚及び鋼管迄の
距離を算出する。肉厚T (mm)の算出については下
記(3)式が用いられる。
T=v−(t−Δt ) / 2 −+3+但し、V:
鋼管内の音速(闘/マイクロ秒)t、Δt: (マイク
ロ秒) 従って時間差測定回路10.10’によってめるれたt
、Δtと予め入力されているVとを(3)式に代入して
Tが算出される。
鋼管迄の距離りについては予め設定されている同期検波
出力と鋼管迄の距離りとの関係と入力信号とに基づいて
める。
次に、図中上側の受信コイル6で検出した信号よりめた
肉厚T1及び鋼管までの距離L+、下側の受信コイル6
′で検出した信号よりめた肉厚T2及び鋼管までの距離
L2を下記(4)、(5)式に代入して外径OD、内径
10を算出する。
○D=1− (Ll +T−2) ・・・(4)ID−
β−(Ll +L2 )+ (T+ 十T2 )・・・
(5)但し、l:コイル6.6′間距離 以上のような演算を左右に配した送信コイル5a。
5′a、受信コイル6a、6’aを用いた測定によって
同様にして実行し、鋼管2の周方向に前記と90°異な
った位置での肉厚、外径、内径をめる。
なお上述の実施例では送、受信コイルを各別に設けたが
、送受信コイル兼用とすべく1つのコイルを用いること
としてもよい。また上述の実施例ではパルス電流と連続
正弦波電流とを重畳してコイルに通流せしめることとし
たが、パルス電流と連続正弦波電流とを交互的に印加す
る構成としてもよい。
以上のような演算を左右に配した送信コイル5a。
5′a、受信コイル6a、6’aを用いた測定によって
同様に実行し、鋼管2の周方向に前記と90゜異なった
位置での肉厚、外径、内径をめる。
次に第4図に示す本発明の他の実施例につき説明する。
なお前述の第2図に示した部分と同様の部分には同番号
を付しである。この実施例しま肉厚を測定するためのコ
イルと、コイル−鋼管外面迄の距離を測定するためのコ
イルとを各別Gこしたものである。即ちパルス電流用送
信コイ7115b、5 ’ b、5d、5’dとパルス
電流用受信コイル6b、6’b。
(id、6’d夫々を同心状に糺せたちの4等配し、ま
た連続正弦波用送信コイル5c、5’c 、5e、5’
cと連続正弦波用受信コイル6c、6’c = 6e、
6’e夫々を同心状に釦合わせたものを4等配し、更ム
こパルス電流用のコイル5b、5’b等と連続正弦波用
のコイル5c、5’c等とを近接配置してなるイ)ので
ある。
このような構成とする場合には肉厚測定と距離測定とが
完全に分離されるのでS/Nを高くとることができる。
第5図は本発明の更に他の実施例を示してし−るqこの
実施例は正弦波1サイクル分をノ<)レス状に「p加し
、このパルス電流によって肉厚測定と距呂lt III
定とを同時に行う方法である。即ちパルス電流発生回路
8は第6図(イ)に示すように周波数1/TeのIE弦
波1サイクル分を同期パルス発生回路9のトリガーによ
り繰り返し周波数1/Toで反復発生するものでありこ
のパルス電流をコイル5゛に1ffl電する。このとき
コイルGは第6図(ロ)に示すようにパルス電流による
鋼管2表面での1次誘起電圧と、内周面からの反射超音
波による2次誘起電圧とを含んだ信号を受信する。
これら両電圧の時間差t1は鋼管2の肉厚を表わしてお
り、この受信波をバイパスフィルタ13゜13′側に通
して鋼管2の肉J’ET+、T2をめる。
而して印加パルス電流V (t)はフーリエ展開する上
以下の様に表される。
′1゛0 但し、nは整数 つまり印加パルス電流の基本波は第6図(ハ)に示すよ
うな周波数がI/TOの正弦波であり第6図(句に示す
如く正弦数の断続的印加はこの周波数の電流でコイル5
を連続励磁しているのと等価である。したがって1 /
raより高い周波数成分を通過させないローパスフィル
タ13.13’を用いることにより基本波成分のみを抄
出し、該成分によるインピーダンス測定を行い鋼管2迄
の距MITI−++I−2をめる。
なお鋼管2を直流磁化する装置としては前述のりuく電
磁石に限らず永久磁石を用いてもよい。また本発明は鋼
管に限らず他の材質の管材をも計測できるのは勿論であ
る。
以上詳述した如く本発明に係る管材の計尺装置は管材を
所定方向に磁化する磁化装置と、管材を挟んで軸心対象
に対設され、管材の外面に誘導電流を発生せしめ、また
管材の外面の電流を検出すべきコイルと、コイルにパル
ス電流を通流せしめるパルス電流発生回路と該パルス電
流に応答してコイルに得られる信号から管材の肉厚をめ
る回路と、コイルに交流電流を通過せしめる発振回路と
、交流通流によるコイルのインピーダンス検知にてコイ
ルと管材の外面との距離をめる回路と?具備したもので
あるので、非接触状態で肉厚。
外径、内径を計測でき、このため高温の鋼管、特にシー
ムレスパイプの製造中においても実施でき、これにより
その計測結果を製管設備の制御系へのフィードバック、
フィードフォワード等に利用が可能となり寸法精度向上
に優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来法による計測内容を示す模式図、第2図は
本発明装置のブロック図を示す模式図、第3図はその計
測部近傍を示す模式的断面図、第4図、第5図は本発明
の他の実施例を示す模式図、第6図は第5図に示す実施
例の動作説明のための波形図である。 2・・・11!l管 3,3′・・・励磁コイル 5.
5’。 5a、5’a、 5b、5’b、 5c、5’c、 s
a、5’d。 5e、5’e・−・送信コイ/L/ 6. 6 ’6a
、6’a、6b。 6’ b、6c、6’ c、6d、6’ d +68+
 6’ e ”’受信コイル8.8′・・・パルス電流
発生回路 10.10’・・・時間差測定回路 11.
1]’・・・連続正弦波発生回路18、 IP・・・同
期検波器 2工・・・演算装置時 許 出願人 住友金
属工業株式会社 外1名代理人 弁理士 河 野 登 
夫 笥 1 図 3 乾 3′ 第1頁の続き [相]発 明 者 伊 東 将 日立市国分町1丁場内 0発 明 者 佐 藤 代 也 日立市幸町3丁目所内 0発 明 者 佐 々木 荘二 日立市幸町3丁目所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、管材を所定方向に磁化する磁化装置と、管材を挾ん
    で軸心対象に対設され、管材の外面に誘導電流を発生せ
    しめ、また管材の外面の電流を検出すべきコイルと、コ
    イルにパルス電流を通流せしめるパルス電流発生回路と
    該パルス電流に応答してコイルに得られる信号から管材
    の肉厚をめる回路と、コイルに交流電流を通流せしめる
    発振回路と、交流通流−によるコイルのインピーダンス
    検知にてコイルと管材の外面との距離をめる回路とを具
    備することを特徴とする管材の計尺装置。
JP17584283A 1983-09-22 1983-09-22 管材の計尺装置 Granted JPS6067803A (ja)

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JP17584283A JPS6067803A (ja) 1983-09-22 1983-09-22 管材の計尺装置

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JPH0334562B2 JPH0334562B2 (ja) 1991-05-23

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007093518A (ja) * 2005-09-30 2007-04-12 Marktec Corp 肉厚測定装置
KR20180073552A (ko) * 2015-08-10 2018-07-02 다니엘리 오토메이션 에스피에이 압연 중 금속 프로파일의 크기를 열간 측정하기 위한 방법 및 장치
CN108489374A (zh) * 2018-05-10 2018-09-04 天津市特种设备监督检验技术研究院 一种双模式铁磁包覆层管道壁厚检测方法
CN112414337A (zh) * 2020-12-01 2021-02-26 湖北工业大学 一种外穿过式环形阵列电磁超声测厚探头

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007093518A (ja) * 2005-09-30 2007-04-12 Marktec Corp 肉厚測定装置
KR20180073552A (ko) * 2015-08-10 2018-07-02 다니엘리 오토메이션 에스피에이 압연 중 금속 프로파일의 크기를 열간 측정하기 위한 방법 및 장치
JP2018525230A (ja) * 2015-08-10 2018-09-06 ダニエリ オートメーション ソシエタ ペル アチオニ 金属プロファイルのサイズの圧延時での熱測定のための方法およびデバイス
CN108489374A (zh) * 2018-05-10 2018-09-04 天津市特种设备监督检验技术研究院 一种双模式铁磁包覆层管道壁厚检测方法
CN108489374B (zh) * 2018-05-10 2020-11-20 天津市特种设备监督检验技术研究院(天津市特种设备事故应急调查处理中心) 一种双模式铁磁包覆层管道壁厚检测方法
CN112414337A (zh) * 2020-12-01 2021-02-26 湖北工业大学 一种外穿过式环形阵列电磁超声测厚探头

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