JPS64561Y2

JPS64561Y2 -

Info

Publication number: JPS64561Y2
Application number: JP7715783U
Authority: JP
Priority date: 1983-05-23
Filing date: 1983-05-23
Publication date: 1989-01-09
Also published as: JPS59183605U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は熱交換器の細管等の肉厚を超音波で測
定する装置に関する。

一般に熱交換器では使用中に細管の肉厚の経年
的な減少を測定し、肉厚減少による漏洩を末然に
防止することがなされている。この細管の肉厚を
測定するには、細管内にプローブを挿入し、渦電
流法によつて肉厚を測定することがなされてい
る。しかし、この方法は細管の材料が非磁性材料
の場合にしか適用することができない。また、細
管の材料が鋼等の磁性材料である場合には細管を
磁気飽和させなければこの渦電流法は適用するこ
とができず、熱交換器に装管された細管を磁化す
ることは困難であるため、細管が磁性材料で形成
されている場合、渦電流法によつて細管の肉厚を
測定することはできなかつた。

このため、細管の材料が磁性材料である場合に
は超音波で肉厚を測定することが考えられる。こ
の場合、細管内に挿入されるプローブに超音波探
触子を設け、この超音波探触子から細管の内面に
向けて超音波を発振させ、その反射波を受信する
ものであるが、超音波探触子と細管の内面との間
に超音波伝達用の媒質たとえば水を確実に介在さ
せるのは困難であつた。また、媒質として水の代
りに粘性の高いマシン油等を用い、これを細管内
面に塗布しておくことも考えられるが、このよう
にすると塗布および測定後の洗浄に長時間を必要
とし、作業能率が大幅に低下する不具合を生じ
る。

このような不具合を解消するため、第１図に示
す如き超音波肉厚測定装置が開発された。すなわ
ち、図中１はプローブであつて、検査すべき細管
２内に挿入される。そして、このプローブ１には
超音波探触子３が設けられており、この超音波探
触子３から細管２の内面に向けて超音波を発信す
るとともにその反射波を受信し、細管２の肉厚を
測定するように構成されている。また、超音波探
触子３の前方および後方のプローブ１の外周には
それぞれ膨張シール体４，４が設けられている。
これらの膨張シール体４，４は高圧空気によつて
膨張し、細管２の内周面に密着するように構成さ
れている。また、これら膨張シール体４，４間の
プローブ１の外周面に開口して水噴出口５……が
形成されており、プローブ１に接続された送水パ
イプ（図示せず）を介して供給された媒質すなわ
ち水がこれら水噴出口５……から噴出するように
構成されている。したがつて水はこれら膨張シー
ル体４，４間のプローブ１外面と細管２の内面と
の間に確実に充満され、正確な測定がなされる。

ところで、上記のプローブ１はその外径がたと
えば9.7mm程度の小形のものである。したがつて、
このような小形のものに前記の膨張シール体体
４，４の如き複雑な構造のものを設けるのは困難
である。また、このような膨張シール体４，４は
摩耗しやすく、信頼性が低い不具合があつた。

本考案は以上の事情にもとづいてなされたもの
で、その目的とするところは超音波探触子と細管
等内面との間に媒質を確実に介在させることがで
きるとともに構造が簡単で信頼性が高い肉厚測定
装置を提供することにある。

すなわち本考案は細管の肉厚を測定する装置に
おいて、細管内に挿入される筒状の本体と、この
本体の中央側面に開口される検査窓と、上記本体
の上記検査窓より後端側に形成された媒質吐出口
と、上記検査窓の後端寄りに配設され本体内軸方
向に向けて超音波を発信するとともにその反射波
を受信する超音波探触子と、上記検査窓の先端寄
りに上記本体内に軸方向に移動可能に挿入され端
面に本体軸心と45度の角度で交わる反射面を有す
る反射体と、上記本体の後端側に接続される媒質
供給パイプとを具備したものである。したがつ
て、媒質吐出口より噴出した媒質は上記検査窓内
に保持され、この検査窓内と細管内面との間には
媒質が確実に介在される。そして、超音波探触子
から発信された超音波は反射体の反射面で反射さ
れ、検査窓を通つて細管の内面に達し、また反射
波は上記とは逆の径路を通つて超音波探触子に受
信される。よつて、この超音波の伝送径路には必
らず媒質が存在し、確実な測定がなされる。ま
た、このものは構造が簡単であり、信頼性が高
い。また上記反射体は本体の軸方向に移動可能で
あるので、反射体を移動させて検査窓の実質的な
長さを調節し、検査窓内に気泡が溜るのを確実に
防止することができるものである。

以下第２図ないし第５図を参照して本考案の一
実施例を説明する。図中１０１はインナプローブ
であつて、このインナプローブ１０１には超音波
探触子１０２が設けられている。また、このイン
ナプローブ１０１には適度の弾性と可撓性を有す
るパイプ１０３が接続されている。そして、この
パイプ１０３は媒質たとえば水を供給する給水機
構１０４に接続されている。この給水機構１０４
は水タンク１０５とポンプ１０６とから構成さ
れ、上記のパイプ１０３を介してインナプローブ
１０１に給水する。そして、上記インナプローブ
１０１は上記パイプ１０３を繰出すことによつて
熱交換器の管板１０７を介して細管１０８内に挿
入される。なお、上記パイプ１０３の外周には目
盛が附されており、この目盛によつてインナプロ
ーブ１０１の挿入位置を検出する。また、上記超
音波探触子１０２にはケーブル１０９が接続され
ており、このケーブル１０９は上記パイプ１０３
内を通つて外部に導出され、測定器１１０に接続
されている。この測定器１１０は上記ケーブル１
０９を介して送られて来る信号によつて細管１０
８の肉厚を測定してその結果をプリンタ１１１に
表示し、また超音波の反射波の波形をオツシロス
コープ１１２に表示し、超音波が正常に入射され
ているか否かを監視できるように構成されてい
る。

そして、上記インナプローブ１０１は第３図お
よび第４図に示す如く構成されている。すなわ
ち、１２１はプローブ本体であつて中空円筒状を
なしている。そして、このプローブ本体１２１の
基端部には前記のパイプ１０３が接続され、ピン
１２２およびねじ１２３によつて取付けられてい
る。また、このプローブ本体１２１の先端部およ
び基端部の外周にはそれぞれ複数の板ばね１２４
……が設けられている。これら板ばね１２４……
は中央部が外側に彎曲しているとともにその一端
のみが取付ねじ１２５……によつてプローブ本体
１２１に取付けられており、これら板ばね１２４
……の中央部が細管１０８の内周面に弾性的に当
接してこのプローブ本体１２１を細管１０８の中
心に保持する。また、上記プローブ本体１２１の
中央部には周壁の一部を切欠した検査窓１２６が
形成されている。また、上記プローブ本体１２１
内には前述した超音波探触子１０２が設けられ、
その一端は検査窓１２６の基端部側に露出し、プ
ローブ本体１２１の軸方向に超音波を発信するよ
うに構成されている。また、このプローブ本体１
２１内にはその先端部側から反射体１２７が軸方
向に移動可能に挿入されている。この反射体１２
７の一端にはプローブ本体１２１の軸方向に対し
て45度の角度をもつた反射面が形成され、この反
射体１２８の一端は上記検査窓１２６の先端側部
に露出し、上記超音波探触子１０２に対向してい
る。なお、１２９……は超音波探触子１０２およ
び反射体１２７を固定する固定ねじである。

また、この検査窓１２６の近傍のプローブ本体
１２１の周面には水吐出口１３０……が形成され
ており、前記パイプ１０３を通して供給された媒
質すなわち水はこれら水吐出口１３０……から噴
出するように構成されている。

次にこの一実施例の作用を説明する。すなわ
ち、上記水吐出口１３０から噴出した水はプロー
ブ本体１２１の外周と細管１０８の内周面との間
を流れ、検査窓１２６内に流入し、この検査窓１
２６内面と細管１０８の内周面で囲まれる空間内
に保持される。また、超音波探触子１０２から発
信された超音波は反射体１２７の反射面１２８で
反射され、細管１０８の周壁に入射する。そし
て、上記細管１０８の内面および外面で反射され
た超音波は上記と逆の径路を通つて超音波探触子
１０２に受信され、これによつて細管１０８の肉
厚が測定される。この場合、上記の検査窓１２６
内の容積は比較的大きいので、この部分に気泡が
溜ることがない。すなわち、第１図に示す従来の
ように、超音波探触子と細管との間の隙間が小さ
い場合には、この隙間に一旦気泡が溜ると、表面
張力によるこの気泡の保持力が強く作用し、多少
の水流ではこの気泡が容易には除去されない。こ
れに対して、本考案のものは、この検査窓１２６
内の空間、すなわち超音波の伝送される空間の容
積が大きく、この空間内に気泡が存在しても表面
張力によるこの気泡の保持力は小さく、したがつ
て弱い水流でもこの気泡を容易に除去できる。

また、本考案のものは、反射体１２７が軸方向
に移動可能であるので、これを軸方向に移動させ
てこの反射体１２７と超音波探触子１０２との間
の距離１を調整することにより気泡が溜るのをさ
らに確実に防止できる。すなわち、実際の細管を
模擬した透明なプラスチツク管内に本発明の装置
を挿入して気泡の除去の状態を観察したところ、
この距離１が過度に長いとこの反射体１２７と超
音波探触子１０２との間、すなわち超音波の伝送
径路内に気泡が溜りやすくなることが判明した。
したがつて、この距離１はある程度短いことが好
ましく、たとえば細管１０８の内径が10.7mmの場
合、１＝15mmであれば気泡が溜ることがなく、１
＝25mmでは気泡が溜る可能性がある。この気泡の
溜りを確実に防止するための距離１の限界値は、
この細管の内径、送水圧力、送水量、検査窓１２
６内の容積、検査窓からの水の逃げ量、等の各種
の条件によつて変化し、かつ気泡の溜りやすさを
数値的に評価する適当な方法がないため、この距
離１の限界値を数値的に厳密に規定することは現
在のところできない。しかし、実用上では、上記
のような実験をおこない、実際の作業条件に対応
して気泡が溜ることを確実に防止できるような距
離１の値をあらかじめ求めておけば十分である。

上述の如く本考案は細管の肉厚を測定する装置
において、細管内に挿入される筒状の本体と、こ
の本体の中央側面に開口される検査窓と、上記本
体の上記検査窓より後端側に形成された媒質吐出
口と、上記検査窓の後端寄りに配設され本体内軸
方向に向けて超音波を発信するとともにその反射
波を受信する超音波探触子と、上記検査窓の先端
寄りに上記本体内に軸方向に移動可能に挿入され
端面に本体軸心と45度の角度で交わる反射面を有
する反射体と、上記本体の後端側に接続される媒
質供給パイプとを具備したものである。したがつ
て、媒質吐出口より噴出した媒質は上記検査窓内
に保持され、この検査窓内と細管内面との間には
媒質が確実に介在される。そして、超音波探触子
から発信された超音波は反射体の反射両で反射さ
れ、検査窓を通つて細管の内面に達し、また反射
波は上記とは逆の径路を通つて超音波探触子に受
信される。よつて、この超音波の伝送径路には必
らず媒質が存在し、確実な測定がなされる。ま
た、このものは構造が簡単であり、信頼性が高
い。また上記反射体は本体の軸方向に移動可能で
あるので、この反射体を移動させて検査窓の実質
的な長さを調節し、検査窓内に気泡が溜るのを確
実に防止することができる等その効果は大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例のプローブの側面図である。第
２図ないし第５図は本考案の一実施例を示し、第
２図は概略構成図、第３図はインナプローブの分
解斜視図、第４図および第５図はインナプローブ
の一部の側面図である。１０１……インナプローブ、１０２……超音波
探触子、１０３……パイプ、１０４……給水機
構、１０８……細管、１２１……プローブ本体、
１２６……検査窓、１２７……反射体、１２８…
…反射面。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

細管の肉厚を測定する装置において、細管内に
挿入される筒状の本体と、この本体の中央側面に
開口される検査窓と、上記本体の上記検査窓より
後端側に形成された媒質吐出口と、上記検査窓の
後端寄りに配設され本体内軸方向に向けて超音波
を発信するとともにその反射波を受信する超音波
探触子と、上記検査窓の先端寄りに上記本体内に
軸方向に移動可能に挿入され端面に本体軸心と45
度の角度で交わる反射面を有する反射体と、上記
本体の後端側に接続される媒質供給パイプとを具
備したことを特徴とする肉厚測定装置。