JPS6227659A

JPS6227659A - 管内面検査装置

Info

Publication number: JPS6227659A
Application number: JP60167888A
Authority: JP
Inventors: Koichi Okura; 大倉　公一; Nobuya Morimoto; 森本　信矢; Hiroyuki Nitta; 博之新田
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1985-07-29
Filing date: 1985-07-29
Publication date: 1987-02-05

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、タンカーの船底に敷設される貨油管、都市の
上下水道管等の大口径管の内部に装入し、管中を走行し
ながら管内面の腐食、クラック等の欠陥を検出する管内
面検査装置に関する。

〔従来の技術〕

原油、海水の積み降しに使用されるタンカー用貨油管は
厳しい腐食環境にあり、特に管内面の底部はスラッジに
よる腐食が進み易く、定期的な検査が必要である。この
為、従来は検査員が管内に入り、目視点検を行なってい
る。

ところがタンカーの船底は環境が悪く、又狭い貨油管の
中を這いながらの検査作業は極めて苛酷なものであった
。

近年、危険な環境の下での検査作業を自動化するべく、
種々の検査用ロボットが開発中であるが、管の内面を管
奥部まで精度良く検査できる装置はこれまでに知られて
いない。

例えば、特開昭５７−１９０２６４号に開示されている
検査ｙｌｃ置は、第１３図に示す如く車輪を具えた自走
車（１）を管中へ移動可能に配設し、該自走車（１）に
は管軸上に軸芯を有する相互汚辱型の渦流探傷器（４）
を配設してなり、該探傷器（４）は管外に配備された電
源（７６）と電圧計（８４）に接続されている。

渦流探傷器（４）の励磁フィル（４０）には電ｍ（７６
）から高周波電流が供給され、該コイルからは管内面全
周に対して交番磁界が発生する。自走車（１）の移動中
に管内面にクラック等の欠陥が存在すると、検出コイル
（４１）（４１）に相互誘導逆起電力が発生し、これに
よって電圧計（８４）の指示が変化する。

従って、電圧計（８４）を監視することにより管内面の
欠陥を発見することが小米るのである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが上記装置に於ては、渦流探傷器（８４）が管軸
上にあり、検査対象領域が広い為、管内面の周方向の何
れの部分に欠陥があってもこれを検出することができる
が、逆に管内面の底部に存在する微細な欠陥に対しては
感度が低く、測定精度が悪い問題があった。

又、上記装置では自走車の振動に伴って渦流探傷器（４
）の支持高さく以下り７トオ７という）が変化し、これ
が電圧計の指示となって現われるから、欠陥による指示
変化と区別することが小米ない。

更に、上記装置に於ては欠陥の形状（広さ及び深さ）と
電圧計の指示値との間に一定の相関関係が得られない為
、欠陥の種別、例えば鋭いクラックであるのか或は広い
領域に亘る腐食であるのかを判別することが不可能であ
った。　　・また更には、自走車（１）と電源（７６）
及び電圧計（８４）が配設されたモニター室とは、少な
くとも一対の電力線及び２本の信号伝送用ケーブルによ
って接続され、自走車（１）を遠隔操作し、或は自走第
１１（１）にテレビカメラ等を積載してモニター室にて
監視する場合には更に多数のケーブルが必要となる。こ
れらによって、これらのケーブルの取扱いが面倒になる
ばかりでなく、自走車がこれらのケーブルを索引して管
の奥部まで進行する際の抵抗が過大となり、管奥部の検
査は不可能であった。

従って、上記検査装置によって貨油管の内面検査を行な
う場合、単に欠陥の存在を知る目的に於てはある程度有
効であるが、従来の目視検査と同程度或はそれ以上め精
度で欠陥の検出を行なうことは出来ず、従来の検査作業
を完全に自動化するには至っていない。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明の目的は、従来の目視検査による管内面検査作業
を完全に自動化し、高精度な検査を迅速に行なうことが
出来る検査装置を提供することである。

本発明の検査装置は、管内面を検査するセンサー装置及
び検査範囲を撮影するテレビカメラ（４４）を積装し、
管中を往復移動すべく°走行機構（１０）を具えた自走
車（１）と、管に対する遠隔場所に配設され前記自走車
（１）を駆動する為の電源（７６）、及ゾ走行磯ｖｔ（
１０）に制御信号を発信すると共にセンサー装置からの
検査信号及びテレビカメラ（４４）からの画像信号を受
信する制御回路を具えたモニターｉ＆′ｌ！（３）と、
自走車（１）とモニター部（３）とを電気的に接続する
伝送回路（２３）とによって構成される。

センサー装置は、自走車に配設したアーム揺動機構（５
）によってアーム（５０）を管軸と直交する面内にて揺
動駆動すると共に、アーム（５０）の下端には励磁コイ
ル及び検出コイルを同軸に配設してなる相互誘導型の渦
流探傷器（４）を取り付け、該渦流探傷器（４）は信号
処理部（６）に接続して励磁コイルに高周波励磁信号を
加えると共に、検出コイルに現われる検査信号を励磁信
号と同一位相方向の信号（Ｒ信号）と励磁信号の位相を
９０度ずらせた位相方向の信号（Ｊ信号）とに分離する
１両信号は信号多重手段を介して伝送回路（２３）に接
続される。

伝送回路（２３）は、弾性樹脂材料によって形成したケ
ーブル本体中に、第１及びｆｊＳ２の光ファイバー（２
６）（２Ｂ）及び一対の電力線（２７）（２７）を埋設
してなる伝送ケーブル８２）によって形成し、第１の光
ファイバー（２Ｇ）によって前記画像信号が伝送され、
第２の光７フイバー（２６）によって前記信号多重手段
からの出力信号が伝送され、電力線（２７）（２７）に
よって前記電源（７６）が自走車（１）に接続される。

前記制御信号はモニター部（３）に装備した変調回路（
７４）により周波数変調が施されて電力＃ｉｔ　（２７
）（２７）中を流れる電！（７６）からの電流信号に重
畳されて伝送され、自走第１１（１）に装備した復調回
路（６９）により電流信号から復調されて走行機構（１
０）へ入力される。モニター部（３）は第２の光ファイ
バー（２６）に接続された信号分離手段と座標変換器（
７０）とを具え、信号分離手段によって分離されたＲ信
号及びＪ信号を座標変換器（７０）によってリフトオフ
変動によるインピーダンス変化が現われる位相方向の信
号（Ｘ信号）とそれに直行する位相方向の信号（Ｙ信号
）とに変換し、前記画像信号と共にＸ信号及びＹ信号を
夫々出力する。

（１／ｃＩＴ＋’＋自７を車（１）は、モニター部（３）からイ云送ケーブ
ル（２）を経て供給される電源（７６）からの電力と制
御回路からの制御信号とによって走行Ｗ構（１０）が動
作して、前進又は停止する。

この際、自走車（１）に接続された伝送ケーブル（２）
は、一対の電力線（２７）（２７）と２本の光ファイバ
ー（２６）（２６）とが埋設されているにすぎないから
小径且つ軽量であり、従って自走車（１）が該ケーブル
を引き摺りながら管中へ走行する際の抵抗は僅かである
。

自走ＪＩＬ（１＞の進行と同時に、アームＩ動機構（５
）によってアーム（５０）が駆動され、渦流探傷器（４
）は管の周方向に往復移動する。この際、アーム（５０
）は揺動中心位置が管軸上に設定され、アーム長さが渦
流探傷器（４）を所定のり７トオ７に保持する様に調節
されている。従って、渦流探傷器（４）は管内面の底部
上方を管周方向に往復移動しつつ管軸方向に前進し、管
内面底部をジグザグに走査する。

渦流探傷器（４）の励磁コイル（４０）には信号処理部
（６）から高周波励磁信号が加えられ、該コイル（４０
）から生じる高周波交番磁界が管壁に渦電流を生起させ
る。検査面の欠陥箇所上方を探傷器（４）が通過すると
、前記渦電流に乱れが生じ、検出コイル（４１）はこれ
をイくビーダンスの変化として検出し、検査信号Ｖｄを
出力する。

信号処理部（６）は前記検査信号Ｖｄに位相解析を施し
て、該信号Ｖｄを、励磁コイルに対する励磁信号と同一
位相方向の信号（Ｒ信号）Ｖｒと、これに直交する位相
方向の信号（Ｊ信号）Ｖｊとに分離する。

上記両信号Ｖｒ、Ｖｊは信号多重手段により多重化され
て単一の伝送信号となり、伝送ケーブル（２）の第２の
光ファイバー（２６）を経てモニター部（３）の信号分
離手段に入力される。

前記伝送信号は信号分離手段によってＲ信号及びＪ信号
に分離され、両信号は座標変換ｔＦ１（７０）に入力さ
れて前記励磁信号を基準とする標準出力位相θだけ座標
変換が施される。この結果、リフトオフ変動によるイン
ピーダンス変化が現われる位相方向の信号（Ｘ信号）Ｖ
ｘと、これに直交する位相方向の信号（Ｘ信号）Ｖｙと
が得られる。インピーダンスのベクトルを現わす複素平
面上に於て、欠陥の存在に伴うインピーダンス変化はリ
フトオフ変動によるインピーダンス変化に対し異なる位
相方向に生じる。従って、上記Ｘ信号（Ｖ　ｘ）はり７
トオ７の変動に応じて変化し、Ｘ信号（Ｖ　ｙ）は検査
面の欠陥の大きさ或は深さに応じて変化することになる
（ｆｊＳ１０図参照）。

尚、座標変換器（７０）はモニター部（３）に装備され
ているから、自走ｌ第１（１）が移動中であっても移相
調整（座標変換）が可能である。従って、自走車の振動
等によって調整がずれた場合は即時に再調整が出来、常
に高精度の位相解析が維持される。

上記Ｘ信号（■に）及びＸ信号（Ｖｙ）は、モニター部
（３）にて必要に応じて演算処理が施された後、表示或
は記録される。

又、自走車（１）に装備されたテレビカメラ（４４）は
、渦流探傷器（４）の検査範囲を撮影し、これによって
得られる画像信号は伝送ケーブル（２）の第１の光ファ
イバー（２６）を介してモニター部（３）へ送られる。

画像信号は、モニター部（３）に必要に応じて装備され
るモニターテレビ或はＶＴＲに入力され、検査面の欠陥
状況が表示され或は録画される。３〔発明の効果〕本発明の検査装置に於ては、渦流探傷器（４）が検査面
となる管内面底部の上方を欠陥検出に適切なリフトオフ
で往復移動し、検出コイルの径によって規定される狭い
検査領域を連続的に移行させながら全検査面の走査が行
なわれる。従って、欠陥の大小に拘らず、これを高感度
で検出することが出来る。この際、自走車の振動等によ
って渦流探傷器（４）の支持高さく１７７）オフ）が変
化しても、これによってＸ信号■×には変化が生じるが
、Ｙ信号Ｖｙの変化となって現われることはない。

Ｙ信号Ｖｙは検査面の欠陥の大きさ及び深さに応じてそ
の値が変化するから、予めＸ信号の大きさと欠陥の形状
との相関関係を調べておくことにより、欠陥形状の定量
的な把押が可能である。

又、自走車にはテレビカメラが装＠されているから、モ
ニター部（３）にて上記Ｘ信号■に及びＹ信号Ｖｙの変
動と、検査面の画像とを同時に比較検討することにより
、目視による判断が加わった精度の高い検査を行なうこ
とが出来る。

自走ｌ第１（１）とモニター部（３）とは１本の伝送ケ
ーブル（２）によって連結されているにすぎないから、
ケーブルの取扱は容易であり、然も自走車（１）の走行
抵抗は小さく、よって管奥部に至る広い領域の検査が可
能である。

従って、本発明の検査装置によれば、従来の苛酷な環境
下での検査作業を完全に自動化する三とが出来るのであ
る。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る検査装置の概略図であって、オイ
ルタンカーに設備された貨油管（９０）の内部へ自走！
第１（１）を配置して走行させ、甲板（９２）上のモニ
ターｇ（３）より自走車（１）の走行を制御すると共に
、検査信号及び画像信号はモニター部（３）に送って監
視する状況を示している。

又、第２図は検査装置に装備される信号処理システムを
示したものであり、自走車に配備されるテレビカメラ（
４４）、渦流探傷器（４）及び信号処理部（６）と、モ
ニター部（３）に装備される操作部（７）及び信号表示
記！ｉ装置（８）と、信号処理部（６）と操作部（７）
とを連結する伝送回路（２３）とから構成されている。

先ず第１図に示された検査装置のメカニズムについて第
４図〜ＰＩＳ８図を用いて説明する。

自走！Ｉｔ（１）は、両゛側に配設した走行機構（１０
）によって管中を前後進する。該走行機構（１０）は、
第６図及び第７図に示す如く本体フレーム（第１）の前
後に具えた駆動プーリ（１２）と従動プーリ（１３）の
間に無端ベル）　（１５）を張設したものであって、該
無端ベル）　（１５）の下方移行側に対して、バネ付勢
されたローラ（１４）を当ててベル）　（１５）を緊張
させている。

ローラ（１４）を支持する支持杆（１６）は７レーム（
第１）に垂直方向の摺動が可能に嵌ま、す、該支持杆（
１６）の下端にローラ取付台（１７）が突設され、ロー
ラ取付台（１７）にローラ（１４）を枢支し、ローラ（
１４）の外周に開設した溝に前記ベル）　（１５）を表
めている。ローラ取付台（１７）の前後にローラ枢支部
高さと略同−高さに筒状の下バネ受は部（ｔｏｉ）を設
ける。又、フレーム（第１）には該下バネ受は部（１０
１＞（１０１）に対向して上バネ受は部（１０２）（１
０２）を設け、上下のバネ受は部（１０１）（１０２）
に圧縮バネ（１８）が着脱可能に配設される。

無端ベル）　（１５）は可撓性資材よりなり、第８図に
示す如く断面が左右対称の台形に形成された内周部（１
０３）と、自走車の内側へ傾いた円弧状の踏面を具える
外周部（１０４）とから構成されている。

この結果、管径の大小に拘わらずベル）　（１５）と管
（９０）の内面との接触面積が大きくなり、ベルトのス
リップが防止される。

一方、プーリ（１４）の周面にはベルトが嵌まる溝が凹
設されると共に、自走車内側のガイド壁（１０５）が外
側よりも高く形成され、走行中に於けるベルトの脱出が
防止される。

上記一対の走行機構（１０）（１０）は、モニター部（
３）からの制御信号によって夫々独立に回転制御される
一対の駆動モータ（１９）（１９）に連繋している。又
、７レーム（第１）上には傾斜検出器（１０Ｂ）が配設
され、該検出器（１０Ｂ）によって検出された自走ｌ第
１（１）の左右の傾きを表わす信号に基づいて、上記一
対のモータ（１９）（１９）に夫々加える２つの駆動信
号の一方が増減される。この結果、自走車（１）は左右
に傾くことなく、水平姿勢にて管中を走行するのである
。

この際、自走第１（１）が管内の堆積物に乗り上げた場
合にも前記バネ（１８）の緩衝作用によりそのショック
は吸収され、センサー装置への＃響は最小限に抑えられ
る。

自走！ＩＩ（１）の前部には第１図に示す如くテレビカ
メラ（４４）と、アーム揺動機構（５）にアーム（５０
）を介して支持された渦流探傷器（４）とが装＋ｎされ
る。

７−ム揺動磯構（５）は第５図に示す如く、フレーム（
第１）に昇降可能に設けられた支持台（５１）上に、紬
６荀贋ｔら２）か番１で７−ム（へ０）かＨ１白巾にす
持している。

該支持台（５１）にはパルスモータ（図示省略）が連繋
し、該パルスモータに入力される制御信号に応じて支持
台（５１）の高さを移動調節して、アーム（５０）の揺
動中心を管軸上に一致させる。

軸受装置第１（５２）には中空回転軸（５３）を回転自
由に支持し、該回転軸（５３）の端部に取付台（５４）
を一体に突設している。取付台（５４）は、一端に第１
ベベルギア（５５）を前記回転軸（５３）の中心軸の延
長と直交して回転自由に軸受口ている。

アーム（５０）は外周にねじ面を形成しており、第１ベ
ベルギア（５５）の内面に形成したねじ面と係合して支
持されている。

アーム（５０）と前記取付台（５４）の先端部とは、互
いに上下動は許容するが回転は規制される様に係合して
いる。回転軸（５３）は他端に扇形歯車（５７）を突設
し、歯車列を介して、支持台（５１）上に設けた揺動駆
動用のパルスモータ（５９）に連繋する。

第１ベベルギア（５５）には、パルスモータ（５８）に
よって駆動される第２ベベルギア（５６）が噛合してい
る。該モータに入力するパルス信号により第１ベベルギ
ア（５５）を回転駆動して、アーム（５０）を引き上げ
或は押し出し、アーム（５０）の揺動中心から渦流探傷
器（４）＊での揺動半径を任意に調節変更し、リフトオ
フを所定値に設定する。

然して管の検査に於ては、管の開口部に自走車（１）を
装入した後、モニター部（３）の制御！　（７１）に管
径を設定することにより、調節用のパルスモータを駆動
して、アームの揺動中心及び揺動半径を調節した後、揺
動駆゛動用のパルスモータ（５９）に加えるパルスの正
負の方向を切替え、アーム（５０）を左右に所定の周期
（例えば４００回／分）で揺動せしめるのである。

渦流探傷器（４）は第４図に示す如く、巻線径が０．３
＋＊ｍ　、巻数が４５回、高さが３ｍｎ、平均径が３２
１の励磁コイル（４０）と、巻線径が０．１ｍｍ　、巻
数が４０回、高さがＩＩＩＩＩ第１平均径が第１１ＩＩ
Ｉの検出コイル（４１）とを同軸上に配備し、夫々ホル
ダー（４２）（４３）に固定して一体化したものである
。

テレビカメラ（４４）は第１図に示す如（照明具を兵え
、渦流探傷器（４）の検査範囲を撮影する。

自走車（１）には後述の信号処理部（６）が積載され、
該信号処理部（６）は伝送ケーブル（２）を介して甲板
（９２）上のモニター部（３）と連結されている。

伝送ケーブル（２）は先端が自走車（１）に接続され、
管中へ繰り出す長さ分が甲板（９２）上のドラム（２１
）に巻装されており、更に該ドラム（２１）とモニター
部（３）とはコード（２０）によって接続されている。

管（９０）の端部にはケーブル案内具（２２）を固定し
て、ドラム（２１）から繰り出されるケーブル（２）を
管中へ案内する。

甲板（９２）上に設置されたモニター部（３）は、゛操
作部（７）と信号表示記録装置（８）とを兵えている。

操作部（７）には自走車（１）の走行機構（１０）及び
アーム揺動機構（５）をコントロールする制御部（７１
）、座標変換器（７０）等が装備される。信号表示記録
装ｆｆｆ　（８）は検査データを記録するデータレコー
グ（８０）と、カメラ（４４）によってとらえた画像信
号を記録表示するＶ　Ｔ　Ｒ（８１）及びモニターテレ
ビ（８２）と、Ｘ信号Ｖｘ及びＹ信号Ｖｙを記録するベ
ンレコーグ（８３）とを兵えている。

伝送ケーブル（２）は第９図に示す如く、芳香族ポリア
ミドからなる合成繊維（２８）によって補強されたシー
ス（２５）の内部に、２本の光ファイバー（２６）（２
６）と、一対の電力＃Ｑ（２７）（２））を埋設したも
のである。

次に、第２図及び第３図に基づいて本発明の検査装置に
装備される電気回路について述べる。

自走車（１）の走行機構（１０）、アーム揺動機構（５
）及び信号処理部（６）に対する電源（７６）はモニタ
ー部（３）の繰作部（ア）に装備され、伝送ケーブル（
２）の電力Ｍ（２７）（２７）を介して、自走車（１）
ニ装（ｍｆｉれな電源回路（６７）へ１００Ｖの交流を
供給する。

自走車制御部（７１）の操作によって発せられる制御信
号は、変調回路（７４）に入力されてＦＭ変調が施され
、その出力信号は電力線（２７）を流れる交流信号に重
畳される。一方、信号処理部（６）は前記交流信号から
制御信号を抽出する為の復調回路（６９）を具え、該回
路（６９）から出力される走行制御ｐＪ％Ｎ　１！　？
　−Ａ　佃１ｆｉｌｌ／を昏１＋キｔｙ　ｂ　Ｅ　Ｍｅ
　Ｊ着／　１ｎ　）Ｂ　第１ア一ム揺動機構（５）へ入
力される。

自走ＥＥ（１）には、走行距離を検出するべく、管壁に
当接して自走車の移動に伴って回転するロータリエンコ
ーグ（４６）が装備されている。該ロータリエンコーグ
（４６）の出力信号（距離信号）は、テレビカメラ（４
４）からの画像信号と共に多重化回路（６６）へ入力さ
れる。該多重化回路（６６）は、距離信号と画像信号と
を時分割多重方式によって重畳し、第１の伝送信号を作
成する。

渦流探傷器（４）によって検出され後述する検出回路（
６５）によって作成されたＲ信号Ｖｒ及びＪ信号Ｖｊは
、信号多重手段となるマルチプレクサ（６８）によって
時分割多重され、更にＡ−Ｄ変換が施されて第２の伝送
信号が作成される。

第１及び第２の伝送信号は夫々信号変換器（２４）（２
４）によって光信号に変換され、伝送ケーブル（２）の
光ファイバー（２６）（２６）を介してモニター部（３
）へ送られる。画伝送信号は夫々信号変換器（２９）（
２９）によって電気信号に戻され、第１の伝送信号は操
作部（７）に装備された分離回路（７２）へ、第２の伝
送信号はＤ−Ａ変換器を介して信号分離手段となるサン
プルホールド回路（７５）へ入力される。

分離回路（７２）は第１の伝送信号を画像信号と距離信
号に分離する。両信号は合成回路（７３）を経てモニタ
ーテレビ（８２）へ入力され、これによってテレビ画面
上には検査面の画像に走行距離がスーパーインポーズさ
れて表示され、この画像は同時にＶＴＲ（８１）に録画
される。

サンプルホールド回路（７５）は第２の伝送信号をＲ信
号ＶｒとＪ信号Ｖｊに分離する。両信号Ｖｒ、Ｖｊは座
標変換器（７０）に入力されて後述の如くＸ信号Ｖｘ及
びＹ信号Ｖｙとなり、夫々ベンレコーダ（８３）及びデ
ータレコーダ（８０）に表示、記録されるのである。

検出回路（６５）のブロック図を第３図に示す。

渦流探傷器（４）の励磁コイル（４０）には発振器（６
０）から略６４乃至１００　ＫＨｚの高周波励磁電流が
供給され、検出フィル（４１）は検査面（９）上の欠陥
（９１）の存在に基づく渦電流の変化をインピーダンス
変化としてとらえる。同調アンプ（６２）は検出コイル
のインピーダンス変化を増幅して検査信号Ｖｄとして出
力する。

検査信号Ｖｄからリフトオフ変化による信号成分を除去
し、欠陥の存在に基づく信号成分のみを分離すべく、位
相検波回路による位相解析が施される。

位相検波回路は第３図に示す如（、位相分配器（６１）
と一対の位相検波器（６３）（６３）から構成される。

該位相検波回路による検査信号Ｖｄに対し、位相解析を
施す原理を第１０図で説明する。

発振Ｄ（６０）がらの高周波励磁信号Ｆｏを位相基準信
号としてＲ軸にとり、これに直交する方向の信号をＪ紬
とするインピーダンス平面に於て、欠陥のない検査面を
探傷器が走査しているときのリフトオフの変動のみに起
因するコイルの出力ｖ１は、Ｒ袖から位相θだけずれた
標準位相方向に生じる。

この標準位相θの方向は、探傷器或は検査面の振動等の
外的要因によって変わらず、コイル出力■１は標準位相
θの方向で増減するのみである。

しかし検査面に欠陥があるときのコイル出力Ｖｃｌは位
相が微小角度ｄθだけ偏倚する。従って標準位相の方向
をＸ軸とした場合の出力ＶｄのＹ軸成分Ｖｙを検出する
ことにより欠陥を検出出来るのである。

第３図に於て、位相分配器（６１）は、発振器（６０）
からの高周波励磁信号ＦＯを位相基準信号として、該信
号と同一位相の信号Ｆｒと９０度進んだ位相の信号Ｆｊ
とを作成し、両信号Ｆｒ及びＦｊを夫々位相検波器（６
３）（６４）へ制御信号として入力する。

一方の位相検波器（６３）は前記信号Ｆｒと検査信号Ｖ
ｄとが入力され、検査信号Ｖｄから信号Ｆｒと同一の高
周波成分を取り除くと共に、第１０図に示す如く信号Ｆ
ｒの位相方向をＲ軸とした場合の検査信号ＶｄのＲ軸成
分■「を抽出する。又他方の位相検波器（６４）は前記
信号Ｆｊと検査信号Ｖｄとが入力され、検査信号Ｖｄか
ら信号Ｆｊと同一の高周波成分を取り除くと共に、検査
信号ＶｄのＪＭＩ成分Ｖｊを抽出する。尚、両信号成分
Ｖｒ及びＶｊの周波数は、欠陥がある場合でも１００Ｈ
ｚ以下となる。

座標変換器（７０）は５ｉｎ−ｃｏｓ型２連ボテンシ１
メータを内臓し、調整ダイヤルの回転角度θに応じて下
記の入出力関係式によりＲ信号Ｖｒ及びＪ信号Ｖｊから
Ｘ信号Ｖｘ及びＹ信号Ｖｙを作成するものである。

Ｖ　ｘ＝　Ｖ　ｒ　ｃｏｓθ＋ＶｊｓｉｎθＶｙ＝＝−
Ｖｒｓｉｎθ＋Ｖｊｃｏｓθ前記回転角度θは、欠陥の
前記回転角度上自走車（１）を設置してり７トオ７を強
制的に変動せしめたとき、Ｙ信号Ｖｙがゼロとなる角度
に予め設定しておけば良い６第２図及び第３図に示す信号処理回路に於ては、信号処
理部（６）から操作部（７）へ伝送すべきＲ信号Ｖｒ及
びＪ信号Ｖｊが１００Ｈｚ以下の低周波信号であるから
、伝送回路（２３）は簡易な構成となる。

又、自走車（１）とモニター部（３）とは１本の伝送ケ
ーブル（２）によって連結され、該ケーブルは小径且つ
軽量であるから、自走車（１）がケーブルを引き摺りな
がら前進する際の抵抗は僅かで゛ある。

従って、自走車（１）は管の奥部まで進行することが出
来る。この際、下方に伸びる分岐管あっても、自走車（
１）は無端ベルトを具えた走行機構（１０）により、こ
れを難なく通過することが出来るのである。

第第１図は上述の検査装置により、人工欠陥を有する検
査面を走査したときのＸ信号■×及びＹ信号Ｖｙの変化
を示している。欠陥の無い検査面（９）上を探傷器（４
）がＩ、＝６ｍｍ、Ｉｏ＝８ｍｍ、　＋２＝１０ＩＩ第
１の各９７トオ７で走査したとさ、Ｘ信号Ｖｘは図示の
如く階段状にレベル変化するが、Ｙ信号Ｖｙは零レベル
のままである。これに対し、探傷器（４）が深さｄが１
０ｍｍの欠陥（９１）上を通過したときは、Ｘ信号Ｖｘ
のみならずＹ信号Ｖｙも変化し、特にＹ信号Ｖｙは欠陥
の深さに応じてレベル変化する。

第１２図は、本発明の検査装置を用いて実際に貨油管の
検査を行い、Ｘ信号ＶｘとＹ信号Ｖｙの変化を記録した
ものである。この場合の渦流探傷器の首振周期Ｔは略０
．７秒である。Ｘ信号Ｖｘには首振周期に一致する低周
波成分と欠陥に基づ（高周波成分が混在しているが、Ｙ
信号Ｖｙには欠陥の存在による信号成分のみが現れてい
る。

従って、検査員は両信号ＶｘとＶｙとを照合して欠陥の
存在及び欠陥の大きさを知ることができるのである。

欠陥深さｄを定量的に把握するには、例えば種々の深さ
に形成された人工欠陥を有する検査面についてＸ信号■
×及びＹ信号Ｖｙのデータを採取し、これらに対して重
回帰分析等のデータ分析を施し、これによって両信号を
変数とする欠陥深さの算出式を作成し、実際の検査時に
は該算出式に基づいて欠陥深さを計算する方法が採用出
来る。

本発明に係る管内面検査装置によれば、これまでは悪環
境下で行なわれていた目視による検査作業を、遠隔から
の自動診断に切り換えることが出来るばかりでなく、検
査制度が飛躍的に向上する。

尚、本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求
の範囲に記載の技術範囲内で種々の変形が可能であるの
は勿論である。

又、本発明は貨油管のみならず凡ゆる種類の管の検査装
置に実施出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る管内面検査装置の構成を示す概略
図、第２図は検査装置に装備される信号処理系のブロッ
ク図、第３図は検出回路のブロック図、ｒｊＳＡ図は渦
流探傷器の断面図、第５図はアーム揺動機構の平面図、
第６図は走行機構の平面図、ＰＩＳ７図は走行機構の要
部を示す一部破断側面図、第８図は無端ベルトの断面図
、第９図は伝送ケーブルの断面図、第１０図は位相解析
の原理説明図、第第１図は欠陥の存在及びリフトオフの
変化に伴うＸ信号、Ｙｃｉ号の変化を示すグラフ、第１
２図は実際の管内面検査によって得られたＸ信号、Ｙ信
号の変化を示すグラフ、第１３図は従来の検査装置の一
部破断側面図である。（１）・・・自走車　　　　（１０）・・・走行ｌ！構
（２）・・・伝送ケーブル　（３）・・・モニター部（
４）・・・渦流探傷器　　（４４）・・・テレビカメラ
（５）・・・アーム揺動ｆｉ構　（６）・・・信号処理
部（ア）・・・揉作部Ｍ６［２１第５図第弓図

Claims

【特許請求の範囲】［１］管内面を検査するセンサー装置及び検査範囲を撮
影するテレビカメラ（４４）を積装し、管中を往復移動
すべく走行機構（１０）を具えた自走車（１）と、管に
対する遠隔場所に配設され前記自走車（１）を駆動する
為の電源（７６）、及び走行機構（１０）に制御信号を
発信すると共にセンサー装置からの検査信号及びテレビ
カメラ（４４）からの画像信号を受信する制御回路を具
えたモニター部（３）と、自走車（１）とモニター部（
３）とを電気的に接続する伝送回路（２３）とによって
構成され、センサー装置は、自走車に配設したアーム揺
動機構（５）によってアーム（５０）を管軸と直交する
面内にて揺動駆動すると共に、アーム（５０）の下端に
は励磁コイル及び検出コイルを同軸に配設してなる相互
誘導型の渦流探傷器（４）を取付け、該渦流探傷器（４
）は信号処理部（６）に接続して励磁コイルに高周波励
磁信号を加えると共に、検出コイルに現れる検査信号を
励磁信号と同一位相方向の信号（Ｒ信号）と励磁信号の
位相を９０度ずらせた位相方向の信号（Ｊ信号）とに分
離し、両信号は信号多重手段を介して伝送回路（２３）
に接続され、伝送回路（２３）は、弾性樹脂材料によっ
て形成したケーブル本体中に第１及び第２の光ファイバ
ー（２６）（２６）及び一対の電力線（２７）（２７）
を埋設してなる伝送ケーブル（２）によって形成し、第
１の光ファイバー（２６）によって前記画像信号が伝送
され、第２の光ファイバー（２６）によって前記信号多
重手段からの出力信号が伝送され、電力線（２７）（２
７）によって前記電源（７６）が自走車（１）に接続さ
れ、前記制御信号はモニター部（３）に装備した変調回
路（７４）により周波数変調が施されて電力線（２７）
（２７）中を流れる電源（７６）からの電流信号に重畳
されて伝送され、自走車（１）に装備した復調回路（６
９）により前記電流信号から復調されて走行機構（１０
）へ入力され、モニター部（３）は第２の光ファイバー
（２６）に接続された信号分離手段と座標変換器（７０
）とを具え、信号分離手段によって分離されたＲ信号及
びＪ信号を座標変換器（７０）によってリフトオフ変動
によるインピーダンス変化が現われる位相方向の信号（
Ｘ信号）とそれに直行する位相方向の信号（Ｙ信号）と
に変換し、前記画像信号と共にＸ信号及びＹ信号を夫々
出力することを特徴とする管内面検査装置。［２］信号処理部（６）は、励磁コイルに接続した発振
器（６０）と、該発振器（６０）からの高周波励磁信号
に基づいて検出コイルから得られる検査信号に位相解析
を施しＲ信号及びＪ信号を作成する位相検波回路とを具
えている特許請求の範囲第１項に記載の管内面検査装置
。［３］信号多重手段はＲ信号とＪ信号を時分割多重する
マルチプレクサ（６８）である特許請求の範囲第１項又
は第２項に記載の管内面検査装置。［４］信号分離手段は伝送ケーブル（２）の第２の光フ
ァイバー（２６）を経て入力される信号をＲ信号とＪ信
号に分離するサンプルホールド回路（７５）である特許
請求の範囲第１項乃至第３項の何れかに記載の管内面検
査装置。［５］伝送ケーブル（２）は、ケーブル本体中に埋設し
た高強度合成繊維によって補強されている特許請求の範
囲第１項乃至第４項の何れかに記載の管内面検査装置。