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JP6606342B2 - Ultrasonic measuring device - Google Patents
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JP6606342B2 - Ultrasonic measuring device - Google Patents

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Description

本開示は、超音波を利用して、対向した2つの面を有する被検査体の一方の面に付着した付着物層の量を測定する超音波測定装置に関する。   The present disclosure relates to an ultrasonic measurement apparatus that measures the amount of an adhering layer attached to one surface of an object to be inspected having two opposed surfaces using ultrasonic waves.

例えばボイラの主蒸気管や過熱器管等の構造物には、経年使用により管内面が水蒸気酸化して生成される水蒸気酸化スケール、あるいは燃焼室を構成する火炉壁管等の管内を流れる流体成分を含むスケールが管壁に付着、堆積することによって付着物層が生じる。このように、管内には、管内面が酸化されて生成したスケールや管内面に付着したスケールが付着、堆積する。これらのスケールは、管の伝熱の阻害、管の異常な温度勾配発生、圧損増大、等を引き起こし、管の噴破やクリープ損傷、剥離して他の機器に不具合を生じさせる等の可能性がある。従って、管を適切な時期に管内面洗浄や交換が必要であり、この適正時期を知るために管内面のスケールを測定することが必要となる。   For example, in structures such as the main steam pipe and superheater pipe of a boiler, a fluid component flowing in a pipe such as a steam oxidation scale generated by steam oxidation of the pipe inner surface over time or a furnace wall pipe constituting a combustion chamber An adherent layer is formed by the scale containing the material adhering to and depositing on the tube wall. As described above, the scale generated by oxidizing the inner surface of the tube and the scale attached to the inner surface of the tube are adhered and deposited in the tube. These scales may hinder tube heat transfer, cause abnormal temperature gradients in the tube, increase pressure loss, etc., and cause tube blasting, creep damage, peeling, and causing other equipment to malfunction. There is. Therefore, it is necessary to clean and replace the inner surface of the tube at an appropriate time, and it is necessary to measure the scale of the inner surface of the tube in order to know the appropriate time.

この種の付着物層の検査方法として、例えば特許文献1には、配管内に設置した電極間の抵抗変化によりスケールの付着状況を判定する検査が開示されている。   As an inspection method of this kind of deposit layer, for example, Patent Document 1 discloses an inspection for determining the adhesion state of a scale based on a resistance change between electrodes installed in a pipe.

特開平10−23559号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-23559

しかしながら上記特許文献1では、検査用の電極が取り付けられた配管を実機ラインに取り付ける必要があるため、煩雑な作業によって手間がかかると共に、設置用のコストがかかってしまうという問題がある。またプラント運転中に配管から電極が外れると、当該電極によって不具合が引き起こされるおそれもある。   However, in the above-mentioned patent document 1, since it is necessary to attach a pipe to which an inspection electrode is attached to an actual machine line, there is a problem that troublesome work takes time and installation costs are required. Further, if the electrode is removed from the pipe during plant operation, the electrode may cause a problem.

そこで、このような問題を解決するために超音波を用いた非破壊検査が知られている。超音波を用いる検査では、被検査体の一方の面に超音波探触子を配置し、付着物層が形成された他方の面に向けて超音波を送信し、他方の面(被検査体と付着物層の境界面)および付着物層の端部(付着物層と管内流体が接触する境界面)で反射した反射エコーをそれぞれ受信する。そして、他方の面の反射エコーと付着物層端部の反射エコーの受信時間差を距離に換算することで、付着物層の評価が行われる。   Therefore, non-destructive inspection using ultrasonic waves is known to solve such problems. In the inspection using ultrasonic waves, an ultrasonic probe is arranged on one surface of the object to be inspected, and ultrasonic waves are transmitted toward the other surface on which the adhered layer is formed, and the other surface (inspected object). And the reflection echo reflected at the end of the deposit layer (the boundary surface where the deposit layer and the fluid in the tube contact) are received. Then, the deposit layer is evaluated by converting the reception time difference between the reflection echo on the other surface and the reflection echo at the end of the deposit layer into a distance.

この種の超音波検査技術では良好な精度や信頼性を有する測定結果を得るためには、例えば被測定体上における送受信探触子の固定位置の正確性、異なる形状を有する被検査体へ適用性、送受信探触子間の距離の調整容易性、被検査体上における安定性等、様々な構造上の要求が課される。更に、このような装置を実用化するためには、装置の製造やメンテナンスに要するコストを低減することも求められる。   In order to obtain measurement results with good accuracy and reliability in this type of ultrasonic inspection technology, for example, the accuracy of the fixed position of the transmitter / receiver probe on the object to be measured, applied to objects to be inspected having different shapes Various structural requirements are imposed, such as performance, easy adjustment of the distance between the transmitting and receiving probes, and stability on the object to be inspected. Furthermore, in order to put such a device into practical use, it is also required to reduce the cost required for manufacturing and maintaining the device.

本発明の少なくとも1実施形態は上述の問題点に鑑みなされたものであり、良好な精度や信頼性を有する測定結果が取得可能であり、且つ、製造やメンテナンスに要するコストを抑制可能な超音波測定装置を提供することを目的とする。   At least one embodiment of the present invention has been made in view of the above-described problems, and can obtain measurement results having good accuracy and reliability, and can suppress the cost required for manufacturing and maintenance. It aims at providing a measuring device.

(1)本発明の少なくとも1実施形態に係る超音波測定装置は上記課題を解決するために、対向する2つの面を有する被検査体の一方の面に超音波探触子のうち送信探触子が配置され、前記一方の面における前記送信探触子とは異なる位置に前記超音波探触子のうち受信探触子が配置され、前記送信探触子から前記被検査体に入射させた超音波を前記受信探触子で受信して、前記被検査体の他方の面に付着している付着物層の量を測定する超音波測定装置であって、内側に前記一方の面に対向する側から前記被検査体の厚み方向に沿って貫通するように形成され、前記送信探触子を前記一方の面の垂直方向に対して少なくとも側方から囲むように支持する第1の支持部材と、内側に前記一方の面に対向する側から前記被検査体の厚み方向に沿って貫通するように形成され、前記受信探触子を前記一方の面の垂直方向に対して少なくとも側方から囲むように支持する第2の支持部材と、前記第1の支持部材及び前記第2の支持部材が所定方向に沿って配置されると共に、前記第1の支持部材及び前記第2の支持部材間の距離が可変になるように固定されるガイド部材と、前記第1の支持部材又は前記第2の支持部材のうち前記ガイド部材と反対側に配置された固定部材と、を備え、前記固定部材は、前記ガイド部材より軸方向の長さが短く構成されている。
(1) In order to solve the above problems, an ultrasonic measurement apparatus according to at least one embodiment of the present invention transmits a transmission probe among ultrasonic probes on one surface of an object to be inspected having two surfaces facing each other. A receiving probe is arranged in the ultrasonic probe at a position different from the transmitting probe on the one surface, and is made incident on the object to be inspected from the transmitting probe. An ultrasonic measurement device that receives ultrasonic waves with the receiving probe and measures the amount of an adhering layer adhering to the other surface of the object to be inspected, facing the one surface inside A first support member which is formed so as to penetrate from the side to be inspected along the thickness direction of the object to be inspected and which surrounds the transmission probe at least from the side in the vertical direction of the one surface. And along the thickness direction of the object to be inspected from the side facing the one surface inside. A second support member that is formed so as to penetrate through and that surrounds the reception probe at least from the side with respect to the vertical direction of the one surface; the first support member; and the second support member. And a guide member fixed so that a distance between the first support member and the second support member is variable, and the first support member or and a fixing member disposed on the opposite side of the guide member of the second support member, the fixing member has a length in the axial direction is formed shorter than the front Kiga id member.

上記(1)の構成によれば、ガイド部材に対して第1の支持部材及び第2の支持部材が支持される構成を有することで、第1の支持部材及び第2の支持部材によってそれぞれ支持される送信探触子及び受信探触子を被検査体上に安定的且つ精度よく配置できる。特にガイド部材に対する第1の支持部材及び第2の支持部材の固定位置が可変に構成されているため、第1の支持部材及び第2の支持部材によってそれぞれ支持される送信探触子及び受信探触子間の距離を柔軟に調整することができる。例えば受信探触子で受信されるラム波に含まれるSモードに基づいて付着物層の量を測定する場合には、Aモードを伝搬速度の遅いSモードから時間的に分離して検知するために、送信探触子及び受信探触子間の距離を調整する必要があるが、このような要請にも好適に対応することができる。   According to the configuration of (1) above, the first support member and the second support member are supported by the guide member, so that the first support member and the second support member respectively support the guide member. The transmitted probe and the received probe can be stably and accurately arranged on the object to be inspected. In particular, since the fixed positions of the first support member and the second support member with respect to the guide member are variably configured, the transmission probe and the reception probe supported by the first support member and the second support member, respectively. The distance between the tentacles can be adjusted flexibly. For example, when measuring the amount of the deposit layer based on the S mode included in the Lamb wave received by the receiving probe, the A mode is detected separately from the S mode having a low propagation speed in terms of time. In addition, although it is necessary to adjust the distance between the transmission probe and the reception probe, it is possible to appropriately cope with such a request.

(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、前記第1の支持部材及び第2の支持部材のうち前記一方の面に対向する面は、前記被検査体の表面形状に対応するように形成されている。 (2) In some embodiments, in the configuration of the above (1), a surface of the first support member and the second support member that faces the one surface has a surface shape of the object to be inspected. It is formed to correspond.

上記(2)の構成によれば、第1の支持部材及び第2の支持部材の一方の面に対向する面を被検査体の表面形状に対応するように形成することで、被検査体上に送信探触子及び受信探触子を配置した際に、送信探触子及び受信探触子を所定方向に沿って精度よく整列させることができる。このような送信探触子及び受信探触子の配置精度は、超音波測定結果に大きな影響を与えるため、より精度のよい超音波測定が可能となる。   According to the configuration of (2) above, the surface facing the one surface of the first support member and the second support member is formed so as to correspond to the surface shape of the device to be inspected. When the transmission probe and the reception probe are arranged in the above, the transmission probe and the reception probe can be accurately aligned along a predetermined direction. Such arrangement accuracy of the transmission probe and the reception probe has a great influence on the ultrasonic measurement result, so that more accurate ultrasonic measurement is possible.

(3)幾つかの実施形態では、上記(2)の構成において、前記送信探触子及び前記第1の支持部材は、前記一方の面に対向するそれぞれの面が面一に形成されており、前記受信探触子及び前記第2の支持部材は、前記一方の面に対向するそれぞれの面が面一に形成されている。 (3) In some embodiments, in the configuration of the above (2), the transmission probe and the first support member are formed so that the surfaces facing the one surface are flush with each other. The reception probe and the second support member are formed so that the surfaces facing the one surface are flush with each other.

上記(3)の構成によれば、送信探触子及び受信探触子は、一方の面に対向する面がそれぞれ第1の支持部材及び第2の支持部材と面一に形成される。これにより、送信探触子及び受信探触子の一方の面に対する密着性を良好に確保することができ、より精度のよい超音波測定が可能となる。   According to the configuration of (3) above, the transmitting probe and the receiving probe are formed so that the surfaces facing one surface are flush with the first supporting member and the second supporting member, respectively. As a result, good adhesion to one surface of the transmission probe and the reception probe can be ensured, and more accurate ultrasonic measurement can be performed.

(4)幾つかの実施形態では、上記(1)から(3)のいずれか1構成において、前記被検査体は磁性体を含んでおり、前記第1の支持部材及び前記第2の支持部材の少なくとも一方は、少なくとも1の磁石を有する。 (4) In some embodiments, in any one of the configurations (1) to (3), the object to be inspected includes a magnetic body, and the first support member and the second support member At least one of has at least one magnet.

上記(4)の構成によれば、被検査体に磁石が吸引可能な磁性体に含まれている場合、第1の支持部材及び前記第2の支持部材が有する少なくとも1の磁石によって、第1の支持部材及び前記第2の支持部材が一方の面に安定的且つ密に当接される。これにより、送信探触子及び受信探触子間の距離を安定的に維持した状態で、一方の面に対して密に接触できるので、より精度のよい超音波測定が可能となる。   According to the configuration of (4) above, when the magnet to be inspected is included in the attractable magnetic body, the first support member and the second support member have at least one magnet included in the first support member. The support member and the second support member are in contact with one surface stably and densely. As a result, since the distance between the transmission probe and the reception probe can be stably maintained while being in close contact with one surface, it is possible to perform ultrasonic measurement with higher accuracy.

(5)幾つかの実施形態では、上記(1)から(4)のいずれか1構成において、前記送信探触子及び前記受信探触子の少なくとも一方は、前記一方の面に対向するように配置された接触部材を備える。 (5) In some embodiments, in any one of the configurations (1) to (4), at least one of the transmission probe and the reception probe is opposed to the one surface. A contact member is provided.

従来、この種の超音波測定装置では、探触子と一方の面との間には密着性向上のためにグリセリンのようなゲル状媒質を塗布していたが、上記構成(5)によれば、これに代えて、第1の支持部材及び第2の支持部材の一方の面に対向する側に接触部材を設ける。これにより、従来のようなゲル状媒質を塗布又は除去する手間が不要となるため、作業時間を効果的に短縮しつつ、超音波の効率的な送受信が可能となる。この場合、好ましくは一方の面に対して複数回脱着可能であり、或いは、汚れた際に洗浄により再利用可能となる素材で形成されてもよい。   Conventionally, in this type of ultrasonic measurement apparatus, a gel-like medium such as glycerin is applied between the probe and one surface in order to improve the adhesion, but according to the above configuration (5). For example, instead of this, a contact member is provided on the side facing one surface of the first support member and the second support member. This eliminates the need for applying or removing a gel-like medium as in the prior art, and enables efficient transmission and reception of ultrasonic waves while effectively shortening the working time. In this case, it is preferable that it can be detached from the one surface a plurality of times, or may be formed of a material that can be reused by washing when it becomes dirty.

(6)幾つかの実施形態では、上記(1)から(5)のいずれか1構成において、前記ガイド部材は前記第1の支持部材及び前記第2の支持部材を少なくとも部分的に覆うように形成されており、固定手段によって前記第1の支持部材及び前記第2の支持部材を側方からそれぞれ固定可能に構成されている。 (6) In some embodiments, in any one of the configurations (1) to (5), the guide member covers at least partially the first support member and the second support member. The first support member and the second support member can be fixed from the side by fixing means.

上記(6)の構成によれば、第1の支持部材及び第2の支持部材を複数の部材から構成することによって、部材間を分解することによって容易にメンテナンス可能としながらも、上記各種効果を発揮可能な構成を低コストで実現できる。   According to the configuration of the above (6), the first support member and the second support member are composed of a plurality of members, so that the above-mentioned various effects can be achieved while allowing easy maintenance by disassembling the members. A possible configuration can be realized at low cost.

(7)幾つかの実施形態では、上記(1)から(6)のいずれか1構成において、前記固定手段は、前記ガイド部に設けられた貫通穴を介して、前記第1の支持部材及び前記第2の支持部材の側面に設けられた嵌合穴に嵌合されるボルトによって構成される。 (7) In some embodiments, in any one of the configurations (1) to (6), the fixing unit is configured to connect the first support member and the first support member via a through hole provided in the guide portion. It is comprised with the volt | bolt fitted by the fitting hole provided in the side surface of the said 2nd supporting member.

上記(7)の構成によれば、ボルトをガイド部材に設けられた貫通穴を介して第1の支持部材及び第2の支持部材の側面に設けられた嵌合穴に嵌合することで、ガイド部材に対して第1の支持部材及び第2の支持部材の安定的に固定しながらも、第1の支持部材及び第2の支持部材間の距離が可変な構造を実現できる。   According to the configuration of (7) above, by fitting the bolt into the fitting hole provided in the side surface of the first support member and the second support member through the through hole provided in the guide member, While the first support member and the second support member are stably fixed to the guide member, a structure in which the distance between the first support member and the second support member is variable can be realized.

(8)幾つかの実施形態では、上記(1)から(7)のいずれか1構成において、前記ガイド部材と前記第1の支持部材及び前記第2の支持部材の少なくとも一方との間に設けられたバッファ部材を更に備え、前記バッファ部材は、前記ガイド部材と前記第1の支持部材及び前記第2の支持部材の少なくとも一方とに比べて高弾性な材料から形成されている。 (8) In some embodiments, in any one of the configurations (1) to (7), provided between the guide member and at least one of the first support member and the second support member. The buffer member is further formed of a material having higher elasticity than the guide member and at least one of the first support member and the second support member.

上記(8)の構成によれば、バッファ部材によって第1の支持部材及び第2の支持部材がガイド部材の内壁との間に有する隙間を埋めることで、これらの部材間のガタを低減できる。これにより、超音波測定装置の構造上の安定性が向上し、より精度の良い測定が可能となる。特に、バッファ部材をガイド部材や第1の支持部材及び第2の支持部材に比べて高弾性な材料から形成することで、ガタを効果的に吸収することで上記効果を良好に発揮することができる。   According to the configuration of (8) above, the gap between the first support member and the second support member between the inner wall of the guide member and the first support member can be reduced by the buffer member. As a result, the structural stability of the ultrasonic measurement apparatus is improved, and more accurate measurement is possible. In particular, the buffer member is formed of a highly elastic material compared to the guide member, the first support member, and the second support member, so that the above-described effect can be satisfactorily achieved by effectively absorbing the play. it can.

(9)幾つかの実施形態では、上記(8)の構成において、前記ガイド部材、前記第1の支持部材及び前記第2の支持部材は金属であり、前記バッファ部材は樹脂である。 (9) In some embodiments, in the configuration of (8), the guide member, the first support member, and the second support member are metal, and the buffer member is resin.

本発明の少なくとも1実施形態によれば、良好な精度や信頼性を有する測定結果が取得可能であり、且つ、製造やメンテナンスに要するコストを抑制可能な超音波測定装置を提供できる。   According to at least one embodiment of the present invention, it is possible to provide an ultrasonic measurement apparatus capable of acquiring measurement results having good accuracy and reliability and capable of suppressing costs required for manufacturing and maintenance.

被検査体の一例である管の断面構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the cross-sectional structure of the pipe | tube which is an example of a to-be-inspected object. 本発明の少なくとも1実施形態に係る超音波測定方法を実施するための超音波測定装置の構成を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing composition of an ultrasonic measuring device for carrying out an ultrasonic measuring method concerning at least one embodiment of the present invention. 図2のA−A線断面である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2. 図2の送信探触子近傍をA面側から示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the transmission probe vicinity of FIG. 2 from the A surface side. 図2の超音波測定装置の1構成例である。It is one structural example of the ultrasonic measurement apparatus of FIG. 図5において各部材を分解して示す分解図である。FIG. 6 is an exploded view showing each member in FIG. 図7は図2の超音波測定装置の他の構成例である。FIG. 7 shows another configuration example of the ultrasonic measurement apparatus of FIG. 図7において各部材を分解して示す分解図である。FIG. 8 is an exploded view showing each member in FIG. 7. 図2の解析装置の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the analyzer of FIG. 本発明の少なくとも一実施形態に係る超音波測定方法を工程毎に示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the ultrasonic measuring method which concerns on at least 1 embodiment of this invention for every process. 図10のステップS10のサブルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the subroutine of step S10 of FIG. 送信探触子及び受信探触子間の距離に応じたラム波におけるSモード及びAモードの様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the mode of the S mode and A mode in the Lamb wave according to the distance between a transmission probe and a reception probe. ラム波のSモード及びAモードにおけるそれぞれの伝搬モードを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows each propagation mode in S mode and A mode of a Lamb wave. ラム波のSモード及びAモードにおけるそれぞれの数値解析による断面図である。It is sectional drawing by each numerical analysis in S mode and A mode of a Lamb wave. スケールが付着していない管、及び、スケールが付着している管におけるそれぞれの超音波のラム波形を示す図である。It is a figure which shows the Lamb waveform of each ultrasonic wave in the pipe | tube which the scale has not adhered, and the pipe | tube to which the scale has adhered. 減衰率−付着量マップの一例である。It is an example of an attenuation rate-adhesion amount map.

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples. Absent.
For example, expressions expressing relative or absolute arrangements such as “in a certain direction”, “along a certain direction”, “parallel”, “orthogonal”, “center”, “concentric” or “coaxial” are strictly In addition to such an arrangement, it is also possible to represent a state of relative displacement with an angle or a distance such that tolerance or the same function can be obtained.
In addition, for example, expressions representing shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes not only represent shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes in a strict geometric sense, but also within the range where the same effect can be obtained. A shape including a chamfered portion or the like is also expressed.
On the other hand, the expressions “comprising”, “comprising”, “comprising”, “including”, or “having” one constituent element are not exclusive expressions for excluding the existence of the other constituent elements.

まず本発明の少なくとも1実施形態に係る超音波測定方法の測定対象となる被検査体、及び、超音波測定方法を実施するための超音波測定装置について説明する。図1は被検査体の一例である管1の断面構造を示す模式図であり、図2は本発明の少なくとも1実施形態に係る超音波測定方法を実施するための超音波測定装置の構成を示す模式図であり、図3は図1のA−A線断面であり、図4は図1の送信探触子12a近傍をA面側から示す模式図である。   First, an inspected object to be measured by the ultrasonic measurement method according to at least one embodiment of the present invention and an ultrasonic measurement apparatus for performing the ultrasonic measurement method will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a tube 1 which is an example of an object to be inspected, and FIG. 2 shows a configuration of an ultrasonic measurement apparatus for performing an ultrasonic measurement method according to at least one embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, and FIG. 4 is a schematic view showing the vicinity of the transmission probe 12a in FIG.

管1は一方の面(A面)及び他方の面(B面)を備えており、まず図1に示されるB面には、高温酸化等により管1の内面が酸化して形成された内層スケール、または、管の内部を流れる流体の成分が付着して形成された外層スケールを含むスケール2が付着、堆積している。図1では、その一例として、スケール2の内部に多数の空隙3を有するポーラス状のスケール2(以下、ポーラススケールと称する)が示されている。   The tube 1 has one surface (A surface) and the other surface (B surface). First, an inner layer formed by oxidizing the inner surface of the tube 1 by high-temperature oxidation or the like on the B surface shown in FIG. A scale or a scale 2 including an outer scale formed by adhering a component of a fluid flowing inside the pipe is attached and deposited. In FIG. 1, as an example, a porous scale 2 having a large number of voids 3 inside the scale 2 (hereinafter referred to as a porous scale) is shown.

図2及び図3に示されるように、超音波測定装置10は超音波を送受信可能な超音波探傷子12を備えており、当該超音波探傷子12は管1のA面の互いに異なる位置に配置された送信探触子12a及び受信探触子12bからなる。このように配置された超音波探触子12では、送信探触子12aから管1に超音波が入射され、伝搬波が受信探触子12bで受信される。そして、送信探触子12aでの入射状態及び受信探触子12bでの受信状態が電気信号として解析装置100に送られる。解析装置100では、受信した信号に基づいて演算を行い、管1のB面に付着している付着物層の量が評価される。   As shown in FIGS. 2 and 3, the ultrasonic measurement apparatus 10 includes an ultrasonic flaw detector 12 capable of transmitting and receiving ultrasonic waves, and the ultrasonic flaw detector 12 is located at different positions on the A surface of the tube 1. The transmission probe 12a and the reception probe 12b are arranged. In the ultrasonic probe 12 arranged in this way, ultrasonic waves are incident on the tube 1 from the transmission probe 12a, and the propagation wave is received by the reception probe 12b. Then, the incident state at the transmission probe 12a and the reception state at the reception probe 12b are sent to the analysis apparatus 100 as electrical signals. In the analysis device 100, calculation is performed based on the received signal, and the amount of the deposit layer adhering to the B surface of the tube 1 is evaluated.

また超音波測定装置10は、第1の支持部材16a、第2の支持部材16b及びガイド部材18を備える。第1の支持部材16aは、送信探触子12aの下面(A面に対向する面)から管1への超音波の送信が阻害されないように、送信探触子12aをA面の垂直方向に対して少なくとも側方から支持するように構成されている。第2の支持部材16bは、管1を伝搬してきた超音波を受信探触子12bの下面(A面に対向する面)で受信する際に阻害しないように、受信探触子12bをA面の垂直方向に対して少なくとも側方から支持するように構成されている。このように送信探触子12A及び受信探触子12bは、それぞれ第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bによって安定的に支持される。   The ultrasonic measurement apparatus 10 includes a first support member 16a, a second support member 16b, and a guide member 18. The first support member 16a holds the transmission probe 12a in the direction perpendicular to the A plane so that transmission of ultrasonic waves from the lower surface (the surface facing the A surface) of the transmission probe 12a to the tube 1 is not hindered. It is configured to support at least from the side. The second support member 16b holds the reception probe 12b on the A surface so that the ultrasonic wave propagating through the tube 1 is not obstructed when it is received by the lower surface (the surface facing the A surface) of the reception probe 12b. It is comprised so that it may support from at least a side with respect to the perpendicular | vertical direction. Thus, the transmission probe 12A and the reception probe 12b are stably supported by the first support member 16a and the second support member 16b, respectively.

送信探触子12A及び受信探触子12bをそれぞれ支持する第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bは、管1の軸方向に沿って延在するように設置されたガイド部材18にそれぞれ固定されている。ガイド部材18は第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bの側面(すなわち、少なくとも管1のA面に交差する方向)に当接するように配置されており、第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bに対応する範囲に、管1の軸方向に沿って複数の貫通穴20を有している。   The first support member 16a and the second support member 16b that respectively support the transmission probe 12A and the reception probe 12b are provided on a guide member 18 that is installed so as to extend along the axial direction of the tube 1. Each is fixed. The guide member 18 is disposed so as to contact the side surfaces of the first support member 16a and the second support member 16b (that is, at least in the direction crossing the A surface of the tube 1), and the first support member 16a and A plurality of through holes 20 are provided along the axial direction of the tube 1 in a range corresponding to the second support member 16b.

送信探触子12aの側面には、当該送信探触子12aに対応する範囲に設けられた貫通穴20に挿入されたボルト22の先端が係合可能に構成された係合穴24が設けられている。ボルト22は、外部からガイド部材18に設けられた貫通穴20に挿入され、その先端が係合穴24に係合されることにより、ガイド部材18に対して送信探触子12aが固定可能に構成されている。本実施例では特に、送信探触子12aの側面に管1の延在方向に沿って2つの係合穴24を設け、それぞれボルト22で締結することによって、ガイド部材18に対して送信探触子12aが安定的に固定可能に構成されている。また、貫通穴20は軸方向に沿ってガイド部材18に複数設けられており、ボルト22が挿入される貫通穴20を選択することによって、ガイド部材18に対する送信探触子12aの固定位置を軸方向に沿って可変に構成されている。   On the side surface of the transmission probe 12a, there is provided an engagement hole 24 configured such that the tip of a bolt 22 inserted into a through hole 20 provided in a range corresponding to the transmission probe 12a can be engaged. ing. The bolt 22 is inserted from the outside into a through hole 20 provided in the guide member 18, and its tip is engaged with the engagement hole 24, so that the transmission probe 12 a can be fixed to the guide member 18. It is configured. In this embodiment, in particular, the transmission probe 12a is provided with respect to the guide member 18 by providing two engagement holes 24 along the extending direction of the tube 1 on the side surface of the transmission probe 12a and fastening them with bolts 22 respectively. The child 12a is configured to be stably fixed. A plurality of through holes 20 are provided in the guide member 18 along the axial direction. By selecting the through holes 20 into which the bolts 22 are inserted, the fixing position of the transmission probe 12a with respect to the guide member 18 is pivoted. It is configured to be variable along the direction.

受信探触子12bにも同様に、当該受信探触子12bに対応する範囲に設けられた貫通穴20に挿入されたボルト22の先端が係合可能に構成された係合穴24が設けられている。ボルト22は、外部からガイド部材18に設けられた貫通穴20に挿入され、その先端が係合穴24に係合されることにより、ガイド部材18に対して受信探触子12bが固定可能に構成されている。本実施例では特に、受信探触子12bに管1の延在方向に沿って2つの係合穴22を設け、それぞれボルト22で固定することによって、ガイド部材18に対して受信探触子12bが安定的に固定可能に構成されている。また、貫通穴20は軸方向に沿ってガイド部材18に複数設けられており、ボルト22が挿入される貫通穴20を選択することによって、ガイド部材18に対する受信探触子12bの固定位置を軸方向に沿って可変に構成されている。これにより、ガイド部材18に対して第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bを安定的に固定しながらも、第1の支持部材16a及び第2の支持部材16b間の距離が可変な構造を実現できる。   Similarly, the receiving probe 12b is provided with an engaging hole 24 configured to be able to engage the tip of a bolt 22 inserted into a through hole 20 provided in a range corresponding to the receiving probe 12b. ing. The bolt 22 is inserted from the outside into a through hole 20 provided in the guide member 18, and its tip is engaged with the engagement hole 24, so that the receiving probe 12 b can be fixed to the guide member 18. It is configured. Particularly in this embodiment, the receiving probe 12b is provided with two engaging holes 22 along the extending direction of the tube 1 and fixed with bolts 22 respectively, whereby the receiving probe 12b is fixed to the guide member 18. Is configured to be stably fixed. A plurality of through holes 20 are provided in the guide member 18 along the axial direction. By selecting the through holes 20 into which the bolts 22 are inserted, the fixing position of the reception probe 12b with respect to the guide member 18 is set as an axis. It is configured to be variable along the direction. As a result, the distance between the first support member 16a and the second support member 16b is variable while the first support member 16a and the second support member 16b are stably fixed to the guide member 18. The structure can be realized.

このように幾つかの実施形態では、ガイド部材18は第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bを少なくとも部分的に覆うように形成されており、ボルト22のような固定手段によって第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bを側方からそれぞれ固定可能に構成されている。特にガイド部材18に対して送信探触子12a及び受信探触子12bの固定位置を可変に構成することで、送信探触子12a及び受信探触子12b間の距離が可変に構成されている。   Thus, in some embodiments, the guide member 18 is formed to at least partially cover the first support member 16 a and the second support member 16 b, and the first member is fixed by a fixing means such as a bolt 22. The supporting member 16a and the second supporting member 16b can be fixed from the side. In particular, the distance between the transmission probe 12a and the reception probe 12b is variably configured by variably configuring the fixed positions of the transmission probe 12a and the reception probe 12b with respect to the guide member 18. .

また図3及び図4に示されるように、送信探触子12a及び受信探触子12bのA面に対向する側には、接触シート26が設けられている。接触シート26は探触子12及び管1間における超音波の送受信を容易にするための媒質としての機能を含んでおり、好ましくはA面に対して複数回脱着可能であり、或いは、汚れた際に洗浄により再利用可能となる素材で形成されているとよい。また接触シート26をゴムのような素材で形成することにより、A面への接触状態を密にすると共に、A面との間の摩擦力を向上することによって測定中の位置ズレを効果的に防止できる。従来、この種の超音波測定装置では、探触子とA面との間にグリセリンのようなゲル状媒質を塗布していたが、これに代えて、上述の接触シート26を用いることで、従来のようなゲル状媒質を塗布又は除去する手間が不要となるため、作業時間を効果的に短縮しつつ、超音波の効率的な送受信が可能となる。   As shown in FIGS. 3 and 4, a contact sheet 26 is provided on the side facing the A surface of the transmission probe 12a and the reception probe 12b. The contact sheet 26 includes a function as a medium for facilitating transmission / reception of ultrasonic waves between the probe 12 and the tube 1, and is preferably detachable a plurality of times with respect to the A surface or soiled. It may be formed of a material that can be reused by cleaning. Further, by forming the contact sheet 26 with a material such as rubber, the contact state with the A surface is made dense, and the frictional force between the A surface and the A surface is improved, thereby effectively shifting the position during measurement. Can be prevented. Conventionally, in this type of ultrasonic measurement apparatus, a gel-like medium such as glycerin is applied between the probe and the A surface. Instead, by using the contact sheet 26 described above, Since there is no need to apply or remove the gel-like medium as in the prior art, it is possible to efficiently transmit and receive ultrasonic waves while effectively shortening the working time.

また第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bのうちA面に対向する面は、被検査体である管1の表面形状に対応するように形成されている。本実施形態では特に、図3に示されるように管1の軸方向に垂直な面における断表面が円筒形状を有しているため、第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bのうちA面に対向する面もまた曲面形状を有している。このように第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bのA面に対向する面を管1の表面形状に対応するように形成することで、管1上に送信探触子12a及び受信探触子12bを配置した際に、送信探触子12a及び受信探触子12bを所定方向に沿って精度よく整列させることができる。このような送信探触子12a及び受信探触子12bの配置精度は、後述する超音波測定結果に大きな影響を与えるため、より精度のよい検査が可能となる。   Moreover, the surface which opposes A surface among the 1st support member 16a and the 2nd support member 16b is formed so as to correspond to the surface shape of the pipe | tube 1 which is a to-be-inspected object. Especially in this embodiment, since the cut surface in the surface perpendicular to the axial direction of the tube 1 has a cylindrical shape as shown in FIG. 3, of the first support member 16a and the second support member 16b. The surface facing the A surface also has a curved surface shape. In this way, the surface facing the A surface of the first support member 16a and the second support member 16b is formed so as to correspond to the surface shape of the tube 1, so that the transmission probe 12a and the reception on the tube 1 are formed. When the probe 12b is disposed, the transmission probe 12a and the reception probe 12b can be accurately aligned along a predetermined direction. Since the arrangement accuracy of the transmission probe 12a and the reception probe 12b has a great influence on the ultrasonic measurement result to be described later, more accurate inspection can be performed.

また本実施形態では、第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bと管1の中心軸がそれぞれ平行になるように形成されているため、第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bによってそれぞれ支持される送信探触子12a及び受信探触子12bが軸方向に沿って互いに同一直線上に安定的に配置されるように構成されている。   In the present embodiment, the first support member 16a and the second support member 16a and the second support member 16b are formed so that the central axes of the pipe 1 and the first support member 16a and the second support member 16b are parallel to each other. The transmission probe 12a and the reception probe 12b respectively supported by 16b are configured to be stably arranged on the same straight line along the axial direction.

また第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bのうち少なくとも一方は少なくとも1の磁石を有する。図3及び図4に示されるように、本実施形態では、第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bの両方に、管1の延在方向に沿って配置された略円筒形状の磁石28a及び28bが設けられている。これらの磁石28a及び28bはA面に対向する面のうち管1の中心軸を対象に両側にそれぞれ設けられており、磁性体からなる管1に対して第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bを安定的に吸着させる。後述するように、本実施形態に係る超音波測定方法では、第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bが軸方向に沿って同一直線上に位置することが測定精度に大きな影響を及ぼすが、上記構成によって高精度な測定を確保することができる。   Further, at least one of the first support member 16a and the second support member 16b has at least one magnet. As shown in FIG. 3 and FIG. 4, in the present embodiment, a substantially cylindrical magnet disposed along both the first support member 16 a and the second support member 16 b along the extending direction of the tube 1. 28a and 28b are provided. These magnets 28a and 28b are respectively provided on both sides of the surface facing the A surface with respect to the central axis of the tube 1, and the first support member 16a and the second support member 16a and the second support member 16 are made of the magnetic material. The support member 16b is stably adsorbed. As will be described later, in the ultrasonic measurement method according to the present embodiment, the first support member 16a and the second support member 16b are positioned on the same straight line along the axial direction, which greatly affects the measurement accuracy. However, highly accurate measurement can be ensured by the above configuration.

このように管1が磁性体を含む材料から形成されている場合、第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bが有する少なくとも1の磁石28によって、第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bがA面に安定的且つ密に当接される。これにより、送信探触子12a及び受信探触子12b間の距離を安定的に維持した状態で、A面に対して密に接触できるので、より精度のよい超音波測定が可能となる。   When the tube 1 is formed of a material containing a magnetic body in this way, the first support member 16a and the second support member 16a and the second support member 16b have at least one magnet 28 included in the first support member 16a and the second support member 16b. The support member 16b comes into contact with the A surface stably and densely. As a result, since the distance between the transmission probe 12a and the reception probe 12b can be stably maintained with respect to the A surface in a state where the distance between the transmission probe 12a and the reception probe 12b is stably maintained, more accurate ultrasonic measurement can be performed.

また本実施形態では、磁石28a及び28bはA面に沿って軸方向に沿って延在する円柱形状を有しており、且つ、それぞれの表面が第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bからA面側に少なからず露出するように構成されている。これにより、各磁石はA面に対して線接触することとなり、第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bをA面に接触させたときに、姿勢の安定化を図ることができる。   In the present embodiment, the magnets 28a and 28b have a columnar shape extending along the A direction along the axial direction, and the respective surfaces are the first support member 16a and the second support member. It is configured to be exposed to the A surface side from 16b. Thereby, each magnet will be in line contact with the A surface, and the posture can be stabilized when the first support member 16a and the second support member 16b are brought into contact with the A surface.

また磁石28a及び28bの表面は、第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bのうちA面に対向する面と面一に形成されていてもよい。これにより、送信探触子12a及び受信探触子12bのA面に対する密着性を良好に確保することができ、より精度のよい超音波測定が可能となる。また測定対象である管1のA面に第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bを接触させた際に、管1に対して損傷を与えるおそれを効果的に少なくすることができる。   The surfaces of the magnets 28a and 28b may be formed flush with the surface of the first support member 16a and the second support member 16b that faces the A surface. Thereby, it is possible to ensure good adhesion to the A surface of the transmission probe 12a and the reception probe 12b, and it is possible to perform ultrasonic measurement with higher accuracy. Moreover, when the 1st support member 16a and the 2nd support member 16b are made to contact the A surface of the pipe | tube 1 which is a measuring object, the possibility of damaging the pipe | tube 1 can be reduced effectively.

続いて超音波測定装置10の具体的構成例について幾つかの実施形態を説明する。図5は図2の超音波測定装置10の1構成例であり、図6は図5において各部材を分解して示す分解図であり、図7は図2の超音波測定装置10の他の構成例であり、図8は図7において各部材を分解して示す分解図である。
尚、図5乃至図8では、各部材の構造をわかりやすく示すために、第1の支持部材16aによって支持される送信探触子12aの図示は省略されている。また図5乃至図8では、主に第1の支持部材16a近傍の構造を示しているが、第2の支持部材16b近傍においても特段の記載がない限りにおいて同様の構成を有する。
Subsequently, several embodiments of specific configuration examples of the ultrasonic measurement apparatus 10 will be described. 5 is an example of the configuration of the ultrasonic measurement apparatus 10 of FIG. 2, FIG. 6 is an exploded view showing each member in FIG. 5, and FIG. 7 is another view of the ultrasonic measurement apparatus 10 of FIG. FIG. 8 is an exploded view showing each member in FIG.
5 to 8, illustration of the transmission probe 12a supported by the first support member 16a is omitted for easy understanding of the structure of each member. 5 to 8 mainly show the structure in the vicinity of the first support member 16a, but the structure in the vicinity of the second support member 16b has the same configuration unless otherwise specified.

まず図5及び図6に示される構成例では、第1の支持部材16aは略直方体形状を有しており、その内側に管1のA面に対向する側から管1の厚み方向(図5において上下方向)に沿って貫通するように形成され、送信探触子1を側方から囲むように形成されている。   First, in the configuration example shown in FIGS. 5 and 6, the first support member 16a has a substantially rectangular parallelepiped shape, and the thickness direction of the tube 1 (see FIG. 5) from the side facing the A surface of the tube 1 inside thereof. The transmission probe 1 is formed so as to surround the transmission probe 1 from the side.

ガイド部材18は、第1の支持部材16aの側方に当接するプレート部30と、該プレート部30の上端部に接続され、第1の支持部材16aを上側から覆うように屈曲された屈曲部32とを有するように、略L字状の断面形状を有する。プレート部30は第1の支持部材16aの側方側に配置された際に、貫通穴20に挿入されたボルト22の先端が第1の支持部16aの側方に設けられた嵌合穴24に嵌合することにより、プレート部30に第1の支持部材16aが固定可能に構成されている。   The guide member 18 is connected to the plate portion 30 that contacts the side of the first support member 16a and the upper end portion of the plate portion 30 and is bent so as to cover the first support member 16a from above. And a substantially L-shaped cross-sectional shape. When the plate portion 30 is disposed on the side of the first support member 16a, the front end of the bolt 22 inserted into the through hole 20 is provided in the fitting hole 24 provided on the side of the first support portion 16a. The first support member 16a is configured to be fixable to the plate portion 30 by being fitted to each other.

尚、上述したように、プレート部30には貫通穴20が、ガイド部材18の延在方向に沿って複数設けられているため、ボルト22が挿入される貫通穴20を選択することによって、ガイド部材18に対する第1の支持部材16aの位置が可変に構成されている。   As described above, since a plurality of through holes 20 are provided in the plate portion 30 along the extending direction of the guide member 18, by selecting the through hole 20 into which the bolt 22 is inserted, the guide 30 is guided. The position of the first support member 16a with respect to the member 18 is configured to be variable.

幾つかの実施形態では、ガイド部材18と第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bの少なくとも一方との間にはバッファ部材34が更に備えられている。本実施形態では特に、第1の支持部材16aがガイド部材18に固定された際に、第1の支持部材16aによって支持された送信探触子12aとガイド部材18との間には、当該空間を埋めるためのバッファ部材34が設けられている。これにより、第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bがガイド部材18の内壁との間に有する隙間をバッファ部材34で埋められることで、これらの部材間のガタを低減できる。その結果、超音波測定装置の構造上の安定性が向上し、より精度の良い測定が可能となる。   In some embodiments, a buffer member 34 is further provided between the guide member 18 and at least one of the first support member 16a and the second support member 16b. In this embodiment, in particular, when the first support member 16a is fixed to the guide member 18, the space between the transmission probe 12a supported by the first support member 16a and the guide member 18 is in the space. A buffer member 34 for filling is provided. Thereby, the gap which the 1st support member 16a and the 2nd support member 16b have between the inner walls of the guide member 18 is filled up with the buffer member 34, and the play between these members can be reduced. As a result, the structural stability of the ultrasonic measurement device is improved, and more accurate measurement is possible.

幾つかの実施形態では、バッファ部材34はガイド部材18と第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bの少なくとも一方とに比べて高弾性な材料から形成されている。本実施形態では特に、バッファ部材34は、ガイド部材18と第1の支持部材16aに比べて高弾性な材料から形成されている。これにより、部材間のガタをバッファ部材34によって効果的に吸収でき、上記効果を良好に発揮することができる。   In some embodiments, the buffer member 34 is formed of a highly elastic material compared to the guide member 18 and at least one of the first support member 16a and the second support member 16b. Particularly in the present embodiment, the buffer member 34 is made of a highly elastic material compared to the guide member 18 and the first support member 16a. Thereby, the play between members can be effectively absorbed by the buffer member 34, and the said effect can be exhibited favorably.

具体的にはバッファ部材34は、金属(例えばアルミニウムやステンレス等)から形成されている第1の支持部材16aやガイド部材18に比べて高弾性な材料である樹脂材料から形成されている。また、バッファ部材34はガイド部材18に沿って第1の支持部材16aを移動させた際に摩擦によって摩耗が発生しやすい部位であるため、このような高弾性材料で形成されることで摩耗を効果的に低減することもできる。   Specifically, the buffer member 34 is formed of a resin material that is a highly elastic material compared to the first support member 16 a and the guide member 18 formed of metal (for example, aluminum, stainless steel, or the like). Further, since the buffer member 34 is a portion that is easily worn by friction when the first support member 16a is moved along the guide member 18, the buffer member 34 is made of such a highly elastic material. It can also be effectively reduced.

また第1の支持部材16aのうちガイド部材18と反対側には、固定部材40が配置されている。固定部材40は第1の支持部材16aに当接するプレート部36と、該プレート部36の上端部に接続され、第1の支持部材16aを上側から覆うように屈曲された屈曲部38とを有しており、上述のガイド部材18と類似の断面形状(略L字状)を有している。   A fixing member 40 is disposed on the opposite side of the first support member 16a from the guide member 18. The fixing member 40 has a plate portion 36 that contacts the first support member 16a, and a bent portion 38 that is connected to the upper end portion of the plate portion 36 and bent so as to cover the first support member 16a from above. It has a cross-sectional shape (substantially L-shaped) similar to that of the guide member 18 described above.

但し、ガイド部材18は第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bを含むように管1の軸方向に沿って延在しているのに対し、固定部材40は第1の支持部材16又は第2の支持部材16bのいずれかのみを含むようにガイド部材18より軸方向の長さが短く構成されている。すなわち、固定部材40は第1の支持部材16又は第2の支持部材16bをそれぞれガイド部材18に対して固定する機能を有しており、第1の支持部材16及び第2の支持部材16b間の距離を調整する際には、第1の支持部材16及び第2の支持部材16bと共に対応する固定部材40をガイド部材18に対して共に移動することによって実現される。   However, the guide member 18 extends along the axial direction of the tube 1 so as to include the first support member 16 a and the second support member 16 b, whereas the fixing member 40 is the first support member 16. Alternatively, the axial length is shorter than that of the guide member 18 so as to include only the second support member 16b. That is, the fixing member 40 has a function of fixing the first support member 16 or the second support member 16b to the guide member 18, respectively, and between the first support member 16 and the second support member 16b. Is adjusted by moving the corresponding fixing member 40 together with the first support member 16 and the second support member 16b with respect to the guide member 18 together.

このように幾つかの実施形態では、第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bの少なくとも一方が複数の部材から構成されている場合、部材間を分解可能であるため容易にメンテナンスが可能な構造となっており、上記各種効果を発揮可能な構成を低コストで実現できる。   As described above, in some embodiments, when at least one of the first support member 16a and the second support member 16b is composed of a plurality of members, the members can be disassembled so that maintenance can be easily performed. Therefore, a configuration capable of exhibiting the various effects can be realized at low cost.

また第1の支持部材16aが固定部材40に固定された際に、第1の支持部材16aによって支持された送信探触子12aと固定部材18との間には、上述のバッファ部材34と同様に、当該空間を埋めるために該空間形状に対応した形状を有するバッファ部材34が設けられる。バッファ部材34は、ガイド部材18と第1の支持部材16aに比べて高弾性な材料から形成されている。具体的にはバッファ部材34は樹脂材料から形成されており、金属(例えばアルミニウムやステンレス等)から形成されている第1の支持部材16aや固定部材に比べて高弾性に形成されている。   In addition, when the first support member 16a is fixed to the fixing member 40, the gap between the transmission probe 12a supported by the first support member 16a and the fixing member 18 is the same as that of the buffer member 34 described above. In order to fill the space, a buffer member 34 having a shape corresponding to the space shape is provided. The buffer member 34 is made of a highly elastic material compared to the guide member 18 and the first support member 16a. Specifically, the buffer member 34 is formed of a resin material, and is formed with higher elasticity than the first support member 16a and the fixing member formed of metal (for example, aluminum, stainless steel, or the like).

バッファ部材34は、図6に示されるように、ガイド部材18側から挿入されたボルト22が貫通可能に貫通穴20をそれぞれ有しており、挿入されたボルト22の先端が固定部材40のプレート部36に設けられた嵌合穴24に嵌合されることにより、これらの部材を一体的に固定可能に構成されている。本実施例では、ガイド部材18の延在方向に沿って複数のボルト22が設けられることによって、固定時の安定性が向上されている。   As shown in FIG. 6, the buffer member 34 has through holes 20 through which the bolts 22 inserted from the guide member 18 side can pass, and the tip of the inserted bolt 22 is the plate of the fixing member 40. By being fitted into the fitting hole 24 provided in the portion 36, these members can be fixed integrally. In the present embodiment, the plurality of bolts 22 are provided along the extending direction of the guide member 18, thereby improving the stability at the time of fixing.

続いて図7及び図8に示される構成例では、ガイド部材18が図5及び図6に示される構成例と同様に略L字形状を有している一方で、固定部材40がプレート形状を有している点において異なっている。この場合、固定部材40をシンプルな形状で済ませることができるので、製造の手間やコストを効果的に抑制できる。   Subsequently, in the configuration example shown in FIGS. 7 and 8, the guide member 18 has a substantially L shape similarly to the configuration examples shown in FIGS. 5 and 6, while the fixing member 40 has a plate shape. It is different in having it. In this case, since the fixing member 40 can be completed with a simple shape, manufacturing effort and cost can be effectively suppressed.

以上説明したように、上述の幾つかの実施形態によれば、ガイド部材18に対して第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bが支持される構成を有することで、第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bによってそれぞれ支持される送信探触子12a及び受信探触子12bを管1上に安定的且つ精度よく配置できる。特にガイド部材18に対する第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bの固定位置が可変に構成されているため、第1の支持部材16a及び第2の支持部材16bによってそれぞれ支持される送信探触子12a及び受信探触子12b間の距離を柔軟に調整することができる。これにより、後述するように受信探触子12aで受信されるラム波に含まれるSモードに基づいて付着物層の量を測定する場合には、Sモードを伝搬速度の遅いAモードから時間的に分離して検知するために、送信探触子12a及び受信探触子12b間の距離を調整する必要があるが、このような要請にも好適に対応することができる。   As described above, according to some of the above-described embodiments, the first support member 16a and the second support member 16b are supported by the guide member 18 so that the first support member 16a and the second support member 16b are supported. The transmission probe 12a and the reception probe 12b supported by the member 16a and the second support member 16b can be stably and accurately arranged on the tube 1. In particular, since the fixed positions of the first support member 16a and the second support member 16b with respect to the guide member 18 are variably configured, the transmission probes supported by the first support member 16a and the second support member 16b, respectively. The distance between the probe 12a and the reception probe 12b can be adjusted flexibly. As a result, when the amount of the deposit layer is measured based on the S mode included in the Lamb wave received by the receiving probe 12a as will be described later, the S mode is changed from the A mode having a low propagation speed to the time. In order to detect them separately, it is necessary to adjust the distance between the transmission probe 12a and the reception probe 12b. However, such a request can be suitably met.

続いて解析装置100(図2を参照)の構成について説明する。図9は図2の解析装置100の内部構成を示すブロック図である。
解析装置100は例えばコンピュータ等の電子演算処理装置に、本発明の少なくとも1実施形態に係る超音波測定方法に関するソフトをインストールすることにより実現される。具体的には図9に示されるように、解析装置100は、オペレータによって各種データを入力可能に構成された入力装置110と、各種処理に必要なデータ及びソフト類を記憶可能に構成された記憶装置120と、入力装置110及び記憶装置120から取得した情報を演算処理可能に構成された演算装置130と、入力装置110の入力内容、記憶装置120の記憶内容及び演算装置130の演算結果等を出力可能に構成された出力部140とを備える。
Next, the configuration of the analysis apparatus 100 (see FIG. 2) will be described. FIG. 9 is a block diagram showing an internal configuration of the analysis apparatus 100 of FIG.
The analysis apparatus 100 is realized by installing software relating to an ultrasonic measurement method according to at least one embodiment of the present invention in an electronic arithmetic processing apparatus such as a computer. Specifically, as shown in FIG. 9, the analysis device 100 includes an input device 110 configured to be able to input various data by an operator, and a memory configured to be able to store data and software necessary for various processes. Device 120, arithmetic device 130 configured to be able to perform arithmetic processing on information acquired from input device 110 and storage device 120, input content of input device 110, storage content of storage device 120, arithmetic result of arithmetic device 130, and the like. And an output unit 140 configured to be capable of outputting.

入力装置110は、文字、数字及び記号等の各種情報が入力可能に構成されており、具体的にはキーボード、マウス、タッチパネルのようなオペレータが操作可能なヒューマンインターフェースデバイスであるが、外部の記憶媒体や演算装置等の他の装置から入力可能に構成されていてもよい。
記憶装置120には、本発明の少なくとも1実施形態に係る超音波測定方法を実施するためのプログラムが予めインストールされており、演算装置130によって読み出されることにより適宜実行可能に構成されている。尚、記憶装置120はプログラムを記憶可能な任意の記憶デバイスを利用可能であり、CD、DVD、フラッシュメモリ等の外部媒体であってもよく、RAM又はROMも問わない。
演算装置130は、記憶装置120から読み込んだプログラムに従って超音波測定方法を実行し、その処理において入力装置110及び記憶装置120から取得した情報を用いた演算を行う。具体的にはマイクロプロセッサのような半導体デバイスが用いられる。
出力装置140は、入力装置110及び記憶装置120から取得した各種内容、並びに、演算装置130の演算結果等をオペレータが認識可能な形式で出力可能なヒューマンインターフェースデバイスである。典型的には出力装置140はオペレータの視覚に訴えるディスプレイであるが、他の五感に訴える任意のデバイスであってもよい。またタッチディスプレイのように入力装置110及び出力装置140が一体的に構成されていてもよい。
The input device 110 is configured to be able to input various types of information such as letters, numbers, and symbols. Specifically, the input device 110 is a human interface device that can be operated by an operator such as a keyboard, a mouse, and a touch panel. You may be comprised so that input is possible from other apparatuses, such as a medium and an arithmetic unit.
The storage device 120 is preinstalled with a program for executing the ultrasonic measurement method according to at least one embodiment of the present invention, and is configured to be appropriately executed by being read by the arithmetic device 130. The storage device 120 can use any storage device that can store a program, and may be an external medium such as a CD, a DVD, or a flash memory, and may be a RAM or a ROM.
The arithmetic device 130 executes an ultrasonic measurement method according to a program read from the storage device 120 and performs an operation using information acquired from the input device 110 and the storage device 120 in the processing. Specifically, a semiconductor device such as a microprocessor is used.
The output device 140 is a human interface device that can output various contents acquired from the input device 110 and the storage device 120, the calculation result of the calculation device 130, and the like in a format that can be recognized by the operator. The output device 140 is typically a display that appeals to the operator's vision, but may be any other device that appeals to the other five senses. Moreover, the input device 110 and the output device 140 may be integrally configured like a touch display.

図9では特に、演算装置130の構成が機能的なブロック構成図として示されている。演算装置130は、送信探触子から前記被検査体に対して超音波を入射し、前記超音波によって発生されるラム波を前記受信探触子によって受信する超音波検出部132と、前記超音波検出工程で受信された前記ラム波のうちAモードの減衰率を算出する減衰率算出部134と、前記Aモードの減衰率と付着物層の量との関係に基づいて、前記減衰率算出工程で算出された前記Sモードの減衰率から前記付着物層の量を求める判定部136と、を備える。   In FIG. 9, in particular, the configuration of the arithmetic device 130 is shown as a functional block configuration diagram. The arithmetic device 130 includes an ultrasonic detector 132 that receives ultrasonic waves from the transmission probe to the object to be inspected and receives Lamb waves generated by the ultrasonic waves by the reception probe, and the ultrasonic detector. The attenuation rate calculation unit 134 that calculates the attenuation rate of the A mode among the Lamb waves received in the sound wave detection step, and the attenuation rate calculation based on the relationship between the attenuation rate of the A mode and the amount of the deposit layer. A determination unit 136 that obtains the amount of the adhering material layer from the attenuation rate of the S mode calculated in the process.

続いて上記構成を有する超音波測定装置1によって実行される超音波測定方法について詳しく説明する。図10は本発明の少なくとも一実施形態に係る超音波測定方法を工程毎に示すフローチャートであり、図11は図10のステップS10のサブルーチンを示すフローチャートである。   Next, an ultrasonic measurement method executed by the ultrasonic measurement apparatus 1 having the above configuration will be described in detail. FIG. 10 is a flowchart showing an ultrasonic measurement method according to at least one embodiment of the present invention for each process, and FIG. 11 is a flowchart showing a subroutine of step S10 in FIG.

図10の超音波測定方法は、A面に、送信探触子12a及び受信探触子12bを予め設定された所定距離を隔てて設置する探触子設置工程(ステップS10)と、送信探触子12aから管1に対して超音波を入射し、超音波によって発生されるラム波を受信探触子12bによって受信する超音波検出工程(ステップS20)と、超音波検出工程で受信されたラム波のうちSモードの減衰率を算出する減衰率算出工程(ステップS30)と、Sモードの減衰率とスケール2の量との関係に基づいて、減衰率算出工程で算出されたSモードの減衰率からスケール2の量を求める判定工程(S40)と、を備える。   The ultrasonic measurement method shown in FIG. 10 includes a probe installation step (step S10) in which the transmission probe 12a and the reception probe 12b are installed on a surface A at a predetermined distance, and the transmission probe. The ultrasonic wave is incident on the tube 1 from the child 12a and the Lamb wave generated by the ultrasonic wave is received by the receiving probe 12b (Step S20), and the ram received in the ultrasonic wave detecting step. Attenuation factor calculation step (step S30) for calculating the S-mode attenuation factor of the wave, and the S-mode attenuation calculated in the attenuation factor calculation step based on the relationship between the S-mode attenuation factor and the amount of scale 2 And a determination step (S40) for obtaining the amount of scale 2 from the rate.

まず探触子設置工程(ステップS10)では、A面に送信探触子12a及び受信探触子12bが予め設定された所定距離を隔てて位置するように設置される(図2を参照)。このように送信探触子12a及び受信探触子12bが所定距離を隔てて設置されることにより、ラム波から減衰率の算出に用いられるAモード成分を効果的に抽出し、精度のよい検査が可能となる。   First, in the probe installation step (step S10), the transmission probe 12a and the reception probe 12b are installed on the surface A so as to be positioned at a predetermined distance (see FIG. 2). As described above, the transmission probe 12a and the reception probe 12b are installed at a predetermined distance, so that the A mode component used for calculating the attenuation rate can be effectively extracted from the Lamb wave, and an accurate inspection can be performed. Is possible.

ここで図11に示されるように、探触子設置工程(ステップS10)のサブルーチンでは、測定対象である管1の厚さを測定し(ステップS11)、その測定された厚さに基づいて送信探触子12a及び受信探触子12b間の距離を設定する(ステップS12)。送信探触子12a及び受信探触子12b間の距離は、ラム波に含まれる互いに伝搬速度の異なるSモード及びAモードが十分分離可能な距離として決定される。一般的にラム波にはSモード及びAモードが含まれるが、SモードはAモードに比べて伝搬速度が速い性質を有する。ここで送信探触子12a及び受信探触子12b間の距離が十分確保されている場合、伝搬速度が速いAモードが伝搬速度の遅いAモードに比べて時間的に早く検知されるため、図12(a)に示されるように互いに分離可能な測定結果が得られる。一方、送信探触子12a及び受信探触子12b間の距離が十分確保されていない場合、図12(b)に示されるようにSモード及びAモードが混在してしまい分離が困難となる。   As shown in FIG. 11, in the subroutine of the probe installation step (step S10), the thickness of the tube 1 that is the measurement target is measured (step S11), and transmission is performed based on the measured thickness. A distance between the probe 12a and the reception probe 12b is set (step S12). The distance between the transmission probe 12a and the reception probe 12b is determined as a distance at which the S mode and the A mode, which are included in the Lamb wave and have different propagation speeds, can be sufficiently separated. Lamb waves generally include an S mode and an A mode, but the S mode has a property that the propagation speed is higher than that of the A mode. Here, when the distance between the transmission probe 12a and the reception probe 12b is sufficiently secured, the A mode with a high propagation speed is detected earlier in time than the A mode with a low propagation speed. As shown in FIG. 12 (a), measurement results that are separable from each other are obtained. On the other hand, when the distance between the transmission probe 12a and the reception probe 12b is not sufficiently secured, the S mode and the A mode are mixed as shown in FIG.

このようにSモード及びAモードを十分分離可能な送信探触子12a及び受信探触子12b間の距離は、管1の厚さと相関があることが見出されている。そのため、予め測定対象である管1と同仕様のサンプル等を用いて、当該距離と厚さとの相関を取得しておくとよい。ステップS12では、ステップS11で測定した実測値を、このように予め取得された相関に当てはめることにより、送信探触子12a及び受信探触子12b間の距離が決定される。そしてステップS13では、ステップS12で設定された送信探触子12a及び受信探触子12b間の距離に測定装置をセッティングした状態で、実際に超音波の送受信を実施し、図12(a)に示されるようにSモード及びAモードが十分分離されていることを確認する。   Thus, it has been found that the distance between the transmission probe 12a and the reception probe 12b that can sufficiently separate the S mode and the A mode has a correlation with the thickness of the tube 1. Therefore, it is preferable to obtain a correlation between the distance and the thickness in advance using a sample having the same specifications as the tube 1 to be measured. In step S12, the distance between the transmission probe 12a and the reception probe 12b is determined by applying the actual measurement value measured in step S11 to the correlation acquired in advance in this way. In step S13, ultrasonic waves are actually transmitted / received in a state where the measuring device is set to the distance between the transmission probe 12a and the reception probe 12b set in step S12, and FIG. Make sure that the S and A modes are well separated as shown.

再び図10に戻って、超音波検出工程(ステップS20)では、超音波検出部132は、送信探触子12aから管1に対して超音波を入射し、超音波によって発生されるラム波を受信探触子12bによって受信する。ここでラム波とは、入射する平面波の波長よりも十分に薄い平板を伝搬する弾性波の一種であり、平板に対して斜角方向に縦波超音波を伝搬させることで発生する。平板中に入射した超音波は平板のB面に到達し、当該B面において管1の内部空間との境界面において一部が透過する一方で、エネルギーの大部分は平板内部に反射される。反射した超音波の一部は横波超音波にモード変換されて平板中を伝搬する。このようなモード変換は平板のA面においても反射を繰り返す過程において生じ、一部は縦波に変換されて伝搬する。このように伝搬する過程でモード変換を繰り返すことにより、平板全体を見ると平板表面がうねるような伝搬挙動としてラム波が生じる。超音波検出工程では、このようなラム波を効果的に生じさせるために、管1の外周面であるA面に配置された送信探触子12aから管1の厚さ方向に対して超音波を斜めに入射するように超音波の送受信がなされる。   Referring back to FIG. 10 again, in the ultrasonic detection step (step S20), the ultrasonic detection unit 132 makes an ultrasonic wave incident on the tube 1 from the transmission probe 12a, and generates a Lamb wave generated by the ultrasonic wave. Received by the receiving probe 12b. Here, the Lamb wave is a kind of elastic wave propagating through a flat plate that is sufficiently thinner than the wavelength of the incident plane wave, and is generated by propagating longitudinal ultrasonic waves in an oblique direction with respect to the flat plate. The ultrasonic wave incident on the flat plate reaches the B surface of the flat plate, and a part of the ultrasonic wave is reflected inside the flat plate while the B surface partially transmits at the boundary surface with the internal space of the tube 1. A part of the reflected ultrasonic wave is mode-converted into a transverse ultrasonic wave and propagates in the flat plate. Such mode conversion occurs in the process of repeated reflection even on the A plane of the flat plate, and a part thereof is converted into a longitudinal wave and propagated. By repeating mode conversion in the process of propagating in this way, Lamb waves are generated as a propagation behavior in which the flat plate surface undulates when the entire flat plate is viewed. In the ultrasonic detection step, in order to effectively generate such a Lamb wave, ultrasonic waves are transmitted from the transmission probe 12a arranged on the A surface which is the outer peripheral surface of the tube 1 to the thickness direction of the tube 1. The ultrasonic waves are transmitted and received so as to be incident obliquely.

図13(a)及び(b)はラム波のSモード及びAモードにおけるそれぞれの伝搬モードを示しており、図14(a)及び(b)はラム波のSモード及びAモードにおけるそれぞれの数値解析による断面図を示している。Sモードでは管1のA面及びB面が対称的に伸縮・屈曲を繰り返す伝搬挙動を有しており、厚さ方向に上下対称に振動しながら管1の軸方向に沿って伝搬する。このようなSモードは、伝搬速度が遅く、ポーラススケールにはほとんど反応しない。一方、Aモードでは非対称的に伸縮・屈曲を繰り返す伝搬挙動を有しており、厚さ方向に上下反対称に振動しながら管1の軸方向に沿って伝搬する。このようなAモードは、伝搬速度が速く、ポーラススケールによる減衰が大きい特徴を有する。   FIGS. 13A and 13B show the propagation modes in the S mode and A mode of the Lamb wave, and FIGS. 14A and 14B show the numerical values in the S mode and A mode of the Lamb wave. A sectional view by analysis is shown. In the S mode, the A surface and the B surface of the tube 1 have a propagation behavior that repeatedly expands and contracts and bends symmetrically, and propagates along the axial direction of the tube 1 while vibrating symmetrically in the thickness direction. Such an S mode has a slow propagation speed and hardly reacts to a porous scale. On the other hand, the A mode has a propagation behavior that repeats expansion and contraction and bending asymmetrically, and propagates along the axial direction of the tube 1 while vibrating antisymmetrically in the thickness direction. Such an A mode is characterized by a high propagation speed and a large attenuation due to the porous scale.

続いて、減衰率算出工程(ステップS30)では、減衰率算出部134は、超音波検出部132で受信されたラム波のうちAモードの減衰率を算出する。ここで、減衰率とは、超音波の伝搬に伴う振幅低下の比率をいい、同一の管1においては、管内面のスケールの有無によって異なる。   Subsequently, in the attenuation factor calculation step (step S30), the attenuation factor calculator 134 calculates the A-mode attenuation factor among the Lamb waves received by the ultrasonic detector 132. Here, the attenuation rate refers to the ratio of amplitude reduction accompanying the propagation of ultrasonic waves, and in the same tube 1, it varies depending on the presence or absence of a scale on the inner surface of the tube.

図15を用いて、具体的な減衰率の算出例を以下に説明する。減衰率算出工程では、まずラム波に基づいて減衰率の算出基準となるAモードを抽出する。このAモードの抽出は、例えば、波形取得工程で取得されたラム波の波形に含まれる各振幅のピーク値を結ぶラインの極小値より時間的に早い範囲を特定することにより行う。スケールがある場合にラム波の波形を時間軸に対する振幅変化として取得すると、図12(a)に示されるように、伝搬速度が速いAモードがSモードより早く検知されるため、Sモード及びAモードに対応するそれぞれ2つのピークを有する波形が得られる。ここで当該波形に含まれる各振幅のピーク値を結ぶライン50の極小値(すなわち、Sモード及びAモードにそれぞれ相当するピーク間の谷部)60より時間的に早い範囲をSモード波形として特定する。これは上述したように、ラム波のうちAモード成分はSモード成分に比べて伝搬速度が速いという性質に鑑みたものである。   A specific example of calculating the attenuation rate will be described below with reference to FIG. In the attenuation rate calculation step, first, an A mode that is a calculation reference for the attenuation rate is extracted based on the Lamb wave. The extraction of the A mode is performed, for example, by specifying a range earlier in time than the minimum value of the line connecting the peak values of the amplitudes included in the waveform of the Lamb wave acquired in the waveform acquisition process. When the waveform of the Lamb wave is acquired as an amplitude change with respect to the time axis when there is a scale, as shown in FIG. 12A, the A mode having a higher propagation speed is detected earlier than the S mode. A waveform with two peaks each corresponding to the mode is obtained. Here, a range that is earlier in time than the local minimum value 60 of the line 50 that connects the peak values of the amplitudes included in the waveform (that is, valleys between peaks corresponding to the S mode and the A mode) 60 is specified as the S mode waveform. To do. As described above, this is because the A-mode component of the Lamb wave has a higher propagation speed than the S-mode component.

ここで、図15の実線グラフは、スケールが付着している管の超音波のラム波形を示す図であり、破線グラフはポーラススケールが付着していない管の超音波のラム波形を示す図である。なお、この波形は、図2に示すように送信探触子12aと受信探触子12bとからなる2探触子型の超音波探触子12を用いて、長手方向に超音波を送受信して検出したものである。図15に示されるように、十分な探触子間距離を有することによりラム波のSモード及びAモードが時間的に分離可能な場合、スケールの有無によってSモードの振幅が大きく変化する(対照的に、Sモードの振幅はスケールの有無にほぼ影響されない)。   Here, the solid line graph in FIG. 15 is a diagram showing the ultrasonic ram waveform of the pipe with the scale attached thereto, and the broken line graph is a diagram showing the ultrasonic ram waveform of the pipe with no porous scale attached thereto. is there. As shown in FIG. 2, this waveform is transmitted and received in the longitudinal direction using a two-probe type ultrasonic probe 12 composed of a transmission probe 12a and a reception probe 12b. Is detected. As shown in FIG. 15, when the S-mode and A-mode of Lamb waves can be separated in time by having a sufficient inter-probe distance, the amplitude of the S-mode varies greatly depending on the presence or absence of a scale (control). Thus, the amplitude of the S mode is almost unaffected by the presence or absence of the scale).

ここで、上述のように特定されたSモード波形における最大振幅に基づいてSモードの減衰率が算出される。例えば、スケールが付着している管を伝播した超音波の振幅(図15の実線グラフのうちSモード波形のピーク振幅)と、スケールが付着していない管を伝播した超音波の振幅(図15の破線グラフのうちSモード波形のピーク振幅)との比率から減衰率が算出される。この場合、以下の算出式(1)によって減衰率Pが算出される。

Figure 0006606342
ここで、Amaxはスケールが付着していない管のAモード波形の振幅最大値であり、Bmaxはスケールが付着している管のAモード波形の振幅最大値である。
なお、スケールが付着していない管1のAモード波形は、予め実験的に取得しておくことが好ましい。 Here, the S-mode attenuation factor is calculated based on the maximum amplitude in the S-mode waveform specified as described above. For example, the amplitude of the ultrasonic wave propagated through the pipe with the scale attached (the peak amplitude of the S-mode waveform in the solid line graph of FIG. 15) and the amplitude of the ultrasonic wave propagated through the pipe without the scale attached (FIG. 15). The attenuation rate is calculated from the ratio to the peak amplitude of the S mode waveform in the broken line graph. In this case, the attenuation rate P is calculated by the following calculation formula (1).

Figure 0006606342
Here, Amax is the maximum amplitude value of the A-mode waveform of the pipe without the scale attached, and Bmax is the maximum amplitude value of the A-mode waveform of the pipe with the scale attached.
In addition, it is preferable to acquire experimentally the A mode waveform of the pipe | tube 1 which has not adhered the scale beforehand.

尚、算出式(1)では振幅最大値のみに基づいて減衰率を算出する例を示しているが、振幅最大値に加えて、その隣接する少なくとも1の振幅のピーク値についても同様に減衰率を算出してもよい。この場合、Aモード波形の複数の振幅に基づいて減衰率を算出することにより、より精度のよい評価が可能となる。   Although the calculation formula (1) shows an example in which the attenuation rate is calculated based only on the maximum amplitude value, the attenuation rate is similarly applied to at least one adjacent peak value of the amplitude in addition to the maximum amplitude value. May be calculated. In this case, more accurate evaluation can be performed by calculating the attenuation rate based on a plurality of amplitudes of the A mode waveform.

またAモードの減衰率の他の算出方法として、Aモード波形の積分値に基づいて、以下の算出(2)によって減衰率Pを算出してもよい。

Figure 0006606342
ここで、

Figure 0006606342

はスケールが付着していない管1のAモード波形の時間積分であり、

Figure 0006606342
はスケールが付着している管1のAモード波形の時間積分である。またt1及びt2は、ラム波から抽出されたAモード波形の時間領域を規定するための時間パラメータである。t1及びt2は、例えば波形取得工程で取得されたラム波の波形に含まれる各振幅のピーク値を結ぶラインのうち少なくともAモードにおける最大振幅を含む時間領域を含むように選択され、好ましくは、ラム波の波形に含まれる各振幅のピーク値を結ぶラインの極小値より時間的に早い範囲を特定するように選択されてもよい。 As another method for calculating the attenuation rate of the A mode, the attenuation rate P may be calculated by the following calculation (2) based on the integral value of the A mode waveform.

Figure 0006606342
here,

Figure 0006606342

Is the time integral of the A-mode waveform of tube 1 with no scale attached,

Figure 0006606342
Is the time integration of the A-mode waveform of the tube 1 to which the scale is attached. T1 and t2 are time parameters for defining the time domain of the A mode waveform extracted from the Lamb wave. t1 and t2 are selected so as to include, for example, a time region including at least the maximum amplitude in the A mode among the lines connecting the peak values of the amplitudes included in the waveform of the Lamb wave acquired in the waveform acquisition step. It may be selected so as to specify a range earlier in time than the minimum value of the line connecting the peak values of the amplitudes included in the waveform of the Lamb wave.

続いて判定工程(ステップS40)では、判定部136はステップS30で算出されたAモードの減衰率と付着物層の量との関係に基づいて、スケールの量を求める。ここでAモードの減衰率と付着物層の量との関係は、予め取得されていることが好ましく、減衰率−付着量マップ70として記憶装置120に蓄積されている。この減衰率−付着量マップ70は、実験的に求めてもよいし、経験的に求めてもよいし、あるいはシミュレーションや計算により求めてもよく、例えば入力装置110から入力し、蓄積するようにしてもよい。   Subsequently, in the determination step (step S40), the determination unit 136 determines the amount of scale based on the relationship between the A-mode attenuation rate calculated in step S30 and the amount of the deposit layer. Here, the relationship between the attenuation rate of the A mode and the amount of the deposit layer is preferably acquired in advance, and is stored in the storage device 120 as the attenuation rate-attachment amount map 70. The attenuation rate-adhesion amount map 70 may be obtained experimentally, empirically, or may be obtained by simulation or calculation. For example, the attenuation rate-attachment amount map 70 may be input from the input device 110 and stored. May be.

図16に、減衰率−付着量マップ70の一例が示されている。この減衰率−付着量マップ70は、縦軸が減衰率を表し、横軸が付着量を表しており、付着量が増加するに従って減衰率が増加する傾向が示されている。判定部136はステップS30で算出されたSモードの減衰率を、記憶装置120から取得した減衰率−付着量マップ70に当てはめることにより、対応する付着物層の量を判定する。   FIG. 16 shows an example of the attenuation rate-adhesion amount map 70. In this attenuation rate-adhesion amount map 70, the vertical axis represents the attenuation rate and the horizontal axis represents the adhesion amount, and the tendency that the attenuation rate increases as the adhesion amount increases is shown. The determination unit 136 determines the amount of the corresponding deposit layer by applying the S-mode attenuation rate calculated in step S30 to the attenuation rate-adhesion amount map 70 acquired from the storage device 120.

以上説明したように、本実施形態によれば、超音波探触子によって送信された超音波によって伝搬するラム波のうちAモード成分に基づいて減衰率を算出し、当該減衰率から付着物層の量を求める。本発明者の鋭意研究によれば、上記超音波測定方法においては、付着物が付着している被検査体を伝わって検出されるラム波のうちSモード成分における振幅が付着物の量と密接な相関を有することが見出された。このようなSモードの振幅と付着物の量との相関に基づいて付着物層の量を求めることにより、付着物層の成分や密度に関わらず、広い条件下において精度のよい検査が可能となる。特に被検査体の他方の面上における付着物層は、不均一に分布している場合があるが、このような場合であっても上記構成では付着物層の量が算出することで、様々な測定条件下でも信頼性のある検査が可能である。   As described above, according to the present embodiment, the attenuation rate is calculated based on the A mode component of the Lamb wave propagated by the ultrasonic wave transmitted by the ultrasonic probe, and the deposit layer is calculated from the attenuation rate. Find the amount of. According to the earnest study of the present inventor, in the ultrasonic measurement method described above, the amplitude of the S-mode component of the Lamb wave detected along the object to which the deposit is attached closely matches the amount of the deposit. It was found to have a strong correlation. By obtaining the amount of the deposit layer based on the correlation between the amplitude of the S mode and the amount of the deposit, it is possible to perform an accurate inspection under a wide range of conditions regardless of the component and density of the deposit layer. Become. In particular, the deposit layer on the other surface of the object to be inspected may be unevenly distributed, but even in such a case, the above configuration calculates the amount of deposit layer, Reliable inspection is possible even under various measurement conditions.

本発明の少なくとも一実施形態は、超音波を利用して、対向した2つの面を有する被検査体の一方の面に付着した付着物層の量を測定する超音波測定装置に利用可能である。   At least one embodiment of the present invention can be used in an ultrasonic measurement apparatus that measures the amount of an adhering layer adhering to one surface of an object to be inspected having two opposing surfaces using ultrasonic waves. .

1 管
2 スケール(付着物層)
3 空隙(ポーラス)
10 超音波測定装置
12 超音波探触子
12a 送信探触子
12b 受信探触子
16a 第1の支持部材
16b 第2の支持部材
18 ガイド部材
20 貫通穴
22 ボルト
24 係合穴
26 接触シート
28 磁石
30 プレート部
32 屈曲部
34 バッファ部材
36 プレート部
38 屈曲部
40 固定部材
50 ライン(ピーク間を通る近似線)
60 極小値
70 減衰率−付着量マップ
100 解析装置
110 入力装置
120 記憶装置
130 演算装置
132 超音波検出部
134 減衰率算出部
136 判定部
140 出力装置
1 tube 2 scale (adhesion layer)
3 Air gap (porous)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Ultrasonic measuring device 12 Ultrasonic probe 12a Transmission probe 12b Reception probe 16a 1st support member 16b 2nd support member 18 Guide member 20 Through-hole 22 Bolt 24 Engagement hole 26 Contact sheet 28 Magnet 30 plate portion 32 bent portion 34 buffer member 36 plate portion 38 bent portion 40 fixing member 50 line (approximate line passing between peaks)
60 local minimum value 70 attenuation rate-adhesion amount map 100 analysis device 110 input device 120 storage device 130 arithmetic device 132 ultrasonic detection unit 134 attenuation rate calculation unit 136 determination unit 140 output device

Claims (10)

対向する2つの面を有する被検査体の一方の面に超音波探触子のうち送信探触子が配置され、前記一方の面における前記送信探触子とは異なる位置に前記超音波探触子のうち受信探触子が配置され、前記送信探触子から前記被検査体に入射させた超音波を前記受信探触子で受信して、前記被検査体の他方の面に付着している付着物層の量を測定する超音波測定装置であって、
内側に前記一方の面に対向する側から前記被検査体の厚み方向に沿って貫通するように形成され、前記送信探触子を前記一方の面の垂直方向に対して少なくとも側方から囲むように支持する第1の支持部材と、
内側に前記一方の面に対向する側から前記被検査体の厚み方向に沿って貫通するように形成され、前記受信探触子を前記一方の面の垂直方向に対して少なくとも側方から囲むように支持する第2の支持部材と、
前記第1の支持部材及び前記第2の支持部材が所定方向に沿って配置されると共に、前記第1の支持部材及び前記第2の支持部材間の距離が可変になるように固定されるガイド部材と、
前記第1の支持部材又は前記第2の支持部材のうち前記ガイド部材と反対側に配置された固定部材と、
を備え、
前記固定部材は、前記ガイド部材より軸方向の長さが短く構成されていることを特徴とする超音波測定装置。
Of the ultrasonic probe, a transmission probe is arranged on one surface of an object to be inspected having two opposing surfaces, and the ultrasonic probe is located at a position different from the transmission probe on the one surface. A receiving probe is arranged, and an ultrasonic wave incident on the object to be inspected from the transmitting probe is received by the receiving probe and attached to the other surface of the object to be inspected. An ultrasonic measuring device for measuring the amount of the deposited layer,
An inner side is formed so as to penetrate along the thickness direction of the object to be inspected from the side facing the one surface, and the transmission probe is surrounded at least from the side in the vertical direction of the one surface. A first support member supported by
An inner side is formed so as to penetrate along the thickness direction of the object to be inspected from a side facing the one surface, and the reception probe is surrounded at least from the side in the vertical direction of the one surface. A second support member supported by
The first support member and the second support member are arranged along a predetermined direction, and the guide is fixed so that the distance between the first support member and the second support member is variable. Members,
A fixing member disposed on the side opposite to the guide member of the first support member or the second support member;
With
The fixing member, before ultrasonic measurement device, characterized in that the length of the axial direction is formed shorter than Kiga id member.
前記第1の支持部材及び第2の支持部材のうち前記一方の面に対向する面は、前記被検査体の表面形状に対応するように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の超音波測定装置。   2. The surface of the first support member and the second support member facing the one surface is formed so as to correspond to the surface shape of the object to be inspected. Ultrasonic measuring device. 前記送信探触子及び前記第1の支持部材は、前記一方の面に対向するそれぞれの面が面一に形成されており、
前記受信探触子及び前記第2の支持部材は、前記一方の面に対向するそれぞれの面が面一に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の超音波測定装置。
Each of the transmission probe and the first support member is formed so that the surfaces facing the one surface are flush with each other.
The ultrasonic measurement apparatus according to claim 2, wherein each of the reception probe and the second support member is formed so that each surface facing the one surface is flush with the other.
前記被検査体は磁性体を含んでおり、
前記第1の支持部材及び前記第2の支持部材の少なくとも一方は、少なくとも1の磁石を有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の超音波測定装置。
The object to be inspected includes a magnetic material,
4. The ultrasonic measurement apparatus according to claim 1, wherein at least one of the first support member and the second support member has at least one magnet. 5.
前記送信探触子及び前記受信探触子の少なくとも一方は、前記一方の面に対向するように配置された接触部材を備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の超音波測定装置。 Wherein at least one of the transmission probe and the reception probe is as claimed in any one of claims 1 4, characterized in that it comprises the arranged contact member so as to face the one surface Ultrasonic measuring device. 前記ガイド部材は前記第1の支持部材及び前記第2の支持部材を少なくとも部分的に覆うように形成されており、固定手段によって前記第1の支持部材及び前記第2の支持部材を側方からそれぞれ固定可能に構成されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の超音波測定装置。   The guide member is formed so as to at least partially cover the first support member and the second support member, and the first support member and the second support member are laterally moved by fixing means. The ultrasonic measurement apparatus according to claim 1, wherein each of the ultrasonic measurement apparatuses is fixable. 前記固定手段は、前記ガイド部材に設けられた貫通穴を介して、前記第1の支持部材及び前記第2の支持部材の側面に設けられた嵌合穴に嵌合されるボルトによって構成されることを特徴とする請求項6に記載の超音波測定装置。 The fixing means is configured by a bolt that is fitted into a fitting hole provided in a side surface of the first support member and the second support member via a through hole provided in the guide member. The ultrasonic measurement apparatus according to claim 6. 前記ガイド部材と前記第1の支持部材及び前記第2の支持部材の少なくとも一方との間に設けられたバッファ部材を更に備え、
前記バッファ部材は、前記ガイド部材と前記第1の支持部材及び前記第2の支持部材の少なくとも一方とに比べて高弾性な材料から形成されていることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の超音波測定装置。
A buffer member provided between the guide member and at least one of the first support member and the second support member;
8. The buffer member according to claim 1, wherein the buffer member is made of a highly elastic material as compared with the guide member and at least one of the first support member and the second support member. The ultrasonic measurement apparatus according to claim 1.
前記ガイド部材、前記第1の支持部材及び前記第2の支持部材は金属であり、
前記バッファ部材は樹脂であることを特徴とする請求項8に記載の超音波測定装置。
The guide member, the first support member, and the second support member are metal,
The ultrasonic measurement apparatus according to claim 8, wherein the buffer member is a resin.
前記ガイド部材又は前記固定部材の少なくとも一方は、前記第1の支持部材又は前記第2の支持部材に当接するプレート部と、前記第1の支持部材又は前記第2の支持部材を上側から覆うように屈曲された屈曲部とを有することを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の超音波測定装置。   At least one of the guide member or the fixing member covers the plate portion in contact with the first support member or the second support member and the first support member or the second support member from above. The ultrasonic measurement apparatus according to claim 1, further comprising: a bent portion that is bent into a bent shape.
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