JP2014106028A - System and method for inspecting wall thickness of boiler tube - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、ボイラ管の肉厚検査システム及び肉厚検査方法に関する。 The present disclosure relates to a boiler pipe thickness inspection system and a wall thickness inspection method.
ボイラ火炉の壁(ボイラ壁)を構成するボイラ管においては、ボイラの運転により減肉が生じる。このため、定期又は不定期にてボイラを停止し、ボイラ管の肉厚検査が応じて行われている。
例えば特許文献1には、肉厚計探触子を用いてボイラ管の肉厚を検査しながら、肉厚計探触子と一体の受波器を用いて肉厚検査位置を測定し、肉厚の検査結果と検査位置の測定結果をモバイルPCに表示させることが記載されている。具体的には、受波器は、2つ以上の送波器から発信された音波を受信し、音波の到達時間と送波器の位置座標に基づいて、受波器の位置座標が演算により求められる。
一方、特許文献2には、検査位置の測定の基準点となるマーカをボイラに設けることが記載されている。
In the boiler pipe constituting the wall of the boiler furnace (boiler wall), thinning occurs due to the operation of the boiler. For this reason, a boiler is stopped regularly or irregularly, and the thickness inspection of a boiler pipe is performed according to it.
For example, in Patent Document 1, the thickness inspection position is measured using a receiver integrated with the thickness gauge probe while the thickness of the boiler tube is checked using the thickness gauge probe, and the wall thickness is measured. It is described that the inspection result of the thickness and the measurement result of the inspection position are displayed on the mobile PC. Specifically, the receiver receives sound waves transmitted from two or more transmitters, and the position coordinates of the receiver are calculated based on the arrival time of the sound waves and the position coordinates of the transmitter. Desired.
On the other hand, Patent Document 2 describes that a boiler serving as a reference point for measuring an inspection position is provided in a boiler.
ボイラ管の肉厚を検査する場合、最も肉厚が薄くなっている部位を見つける必要がある。そのために、肉厚計探触子をボイラ管の外周面に沿って周方向に移動(回転)させながら、複数の周方向位置で肉厚測定が行なわれる。この場合、周方向位置に応じて、ボイラ壁に対する肉厚計探触子の傾きが変化し、位置測定のための受波器の傾きも変化する。受波器の傾きが大きくなると、検査位置の測定精度が低下してしまうという問題がある。
そこで本発明の少なくとも一実施形態は、ボイラ管の肉厚測定位置の測定精度が向上したボイラ管の肉厚検査システム及び肉厚検査方法を提供することを目的とする。
When inspecting the wall thickness of a boiler tube, it is necessary to find the part where the wall thickness is the thinnest. For this purpose, the thickness measurement is performed at a plurality of circumferential positions while moving (rotating) the thickness gauge probe in the circumferential direction along the outer peripheral surface of the boiler tube. In this case, the inclination of the thickness gauge probe with respect to the boiler wall changes according to the circumferential position, and the inclination of the receiver for position measurement also changes. When the inclination of the receiver increases, there is a problem that the measurement accuracy of the inspection position is lowered.
Therefore, at least one embodiment of the present invention aims to provide a boiler tube thickness inspection system and a wall thickness inspection method in which the measurement accuracy of the thickness measurement position of the boiler tube is improved.
本発明の少なくとも一実施形態によれば、ボイラ壁を構成するボイラ管の肉厚を測定するための肉厚計探触子、測距信号を受信可能な超音波受信器、同期信号を受信可能な同期信号受信器、及び、前記ボイラ壁に対する前記肉厚計探触子の傾きを測定可能な角度センサを有する可搬ユニットと、それぞれ前記測距信号を送信可能な第1超音波送信器及び第2超音波送信器、並びに、前記同期信号を送信可能な同期信号送信器を有する固定ユニットと、作業者が持ち運び可能であり、前記肉厚計探触子による肉厚の測定結果を表示可能な肉厚表示器と、前記超音波受信器によって測定された測距信号、及び、前記角度センサによって測定された前記肉厚計探触子の傾きに基づいて、前記肉厚計探触子の位置を演算により求める演算器と、作業者が持ち運び可能であり、前記演算器によって求められた前記肉厚計探触子の位置を表示可能な位置座標表示器と、を備えることを特徴とするボイラ管の肉厚検査システムが提供される。 According to at least one embodiment of the present invention, a thickness gauge probe for measuring the thickness of a boiler tube constituting a boiler wall, an ultrasonic receiver capable of receiving a ranging signal, and receiving a synchronization signal A synchronous signal receiver, a portable unit having an angle sensor capable of measuring an inclination of the thickness gauge probe with respect to the boiler wall, a first ultrasonic transmitter capable of transmitting the ranging signal, and The second ultrasonic transmitter, a fixed unit having a synchronization signal transmitter capable of transmitting the synchronization signal, and the operator can carry it, and the thickness measurement result by the thickness gauge probe can be displayed. A thickness indicator, a distance measurement signal measured by the ultrasonic receiver, and an inclination of the thickness gauge probe measured by the angle sensor. An operator for calculating the position and an operator A portable, wall thickness inspection system of the boiler tube, characterized in that it comprises a position coordinate indicator capable of displaying the position of the wall thickness meter probe obtained by the arithmetic unit is provided.
この構成によれば、角度センサにより、ボイラ壁に対する肉厚計探触子の傾きが測定される。測定された傾きを考慮して肉厚計探触子の位置、即ち肉厚の測定位置を演算により求めることで、測定位置を高精度にて測定することができる。 According to this configuration, the inclination of the thickness gauge probe with respect to the boiler wall is measured by the angle sensor. The measurement position can be measured with high accuracy by calculating the position of the thickness gauge probe in consideration of the measured inclination, that is, the measurement position of the thickness.
一実施形態では、前記固定ユニットは、前記ボイラ壁に取付可能であり、且つ、前記第1超音波送信器、前記第2超音波送信器及び前記同期信号送信器を支持可能な支持装置を有し、前記ボイラ管の肉厚検査システムは、相対的な位置関係が既知である3つの基準点を有するスケールを更に備える。 In one embodiment, the fixed unit has a support device that can be attached to the boiler wall and can support the first ultrasonic transmitter, the second ultrasonic transmitter, and the synchronization signal transmitter. The boiler tube thickness inspection system further includes a scale having three reference points whose relative positional relationships are known.
この構成によれば、スケールの3つの基準点を利用することにより、超音波の速度を測定することができる。そして、測定した超音波の速度を用いることにより、位置測定を高精度に行うことができる。 According to this configuration, the ultrasonic velocity can be measured by using the three reference points of the scale. And the position measurement can be performed with high accuracy by using the measured ultrasonic velocity.
一実施形態では、前記固定ユニットは、前記ボイラ壁に取付可能であり、且つ、前記第1超音波送信器、前記第2超音波送信器及び前記同期信号送信器を支持可能な支持装置を有し、前記同期信号送信器は、前記同期信号として、赤外線の同期信号を送信する赤外線送信器であり、前記支持装置によって変位可能に支持されている。 In one embodiment, the fixed unit has a support device that can be attached to the boiler wall and can support the first ultrasonic transmitter, the second ultrasonic transmitter, and the synchronization signal transmitter. The synchronization signal transmitter is an infrared transmitter that transmits an infrared synchronization signal as the synchronization signal, and is supported by the support device so as to be displaceable.
この構成では、赤外線送信器が変位可能に支持されている。赤外線送信器には赤外線の照射方向に指向性があり、赤外線送信器と赤外線受信器との間では、赤外線の指向性や強度に依存して、送受信可能な範囲が限定される。赤外線を送受信できない場合、第1超音波送信器及び第2超音波送信器と超音波受信器との間で同期をとることができず、位置測定を行うことができない。この構成では、支持装置の位置を変化させずに、赤外線送信器の位置を変化させることで、赤外線を送受信可能な範囲に赤外線送信器を配置することができ、位置測定可能範囲を拡大することができる。 In this configuration, the infrared transmitter is supported to be displaceable. The infrared transmitter has directivity in the direction of infrared irradiation, and the range in which data can be transmitted and received is limited between the infrared transmitter and the infrared receiver depending on the directivity and intensity of the infrared light. When infrared rays cannot be transmitted and received, synchronization cannot be established between the first ultrasonic transmitter and the second ultrasonic transmitter and the ultrasonic receiver, and position measurement cannot be performed. In this configuration, by changing the position of the infrared transmitter without changing the position of the support device, the infrared transmitter can be arranged in a range where infrared can be transmitted and received, and the position measurable range can be expanded. Can do.
一実施形態では、前記固定ユニットは、前記ボイラ壁に取付可能であり、且つ、前記第1超音波送信器、前記第2超音波送信器及び前記同期信号送信器を支持可能な支持装置を有し、前記第1超音波送信器と前記第2超音波送信器の間隔が可変である。 In one embodiment, the fixed unit has a support device that can be attached to the boiler wall and can support the first ultrasonic transmitter, the second ultrasonic transmitter, and the synchronization signal transmitter. The interval between the first ultrasonic transmitter and the second ultrasonic transmitter is variable.
この構成では、第1超音波送信器と第2超音波送信器の間隔が可変である。第1超音波送信器及び第2超音波送信器には、超音波の照射方向に指向性があり、第1超音波送信器及び第2超音波送信器と超音波受信器との間では、超音波の指向性に依存して、送受信可能な範囲が限定される。超音波を送受信できない場合、位置測定を行うことができない。この構成では、支持装置の位置を変化させずに、第1超音波送信器と第2超音波送信器の間隔を変化させることで、超音波を送受信可能な範囲に超音波受信器を配置することができ、位置測定範囲を拡大することができる。 In this configuration, the interval between the first ultrasonic transmitter and the second ultrasonic transmitter is variable. The first ultrasonic transmitter and the second ultrasonic transmitter have directivity in the direction of ultrasonic irradiation, and between the first ultrasonic transmitter and the second ultrasonic transmitter and the ultrasonic receiver, Depending on the directivity of the ultrasonic wave, the range in which transmission and reception can be performed is limited. If ultrasonic waves cannot be transmitted or received, position measurement cannot be performed. In this configuration, by changing the interval between the first ultrasonic transmitter and the second ultrasonic transmitter without changing the position of the support device, the ultrasonic receiver is arranged in a range where ultrasonic waves can be transmitted and received. The position measurement range can be expanded.
一実施形態では、前記固定ユニットは、前記ボイラ壁に取付可能であり、且つ、前記第1超音波送信器、前記第2超音波送信器及び前記同期信号送信器を支持可能な支持装置を有し、第1超音波送信器及び前記第2超音波送信器は、前記支持装置及び前記ボイラ壁の何れにも取付可能である。 In one embodiment, the fixed unit has a support device that can be attached to the boiler wall and can support the first ultrasonic transmitter, the second ultrasonic transmitter, and the synchronization signal transmitter. The first ultrasonic transmitter and the second ultrasonic transmitter can be attached to either the support device or the boiler wall.
この構成では、第1超音波送信器及び第2超音波送信器が、支持装置及びボイラ壁の何れにも取付可能である。このため、例えば障害物等の存在により、ボイラ壁に対して支持装置を取り付けられなくても、ボイラ壁に第1超音波送信器及び第2超音波送信器を取り付けることができる。このため、ボイラ壁において、位置測定不能な領域を減らすことができる。 In this configuration, the first ultrasonic transmitter and the second ultrasonic transmitter can be attached to either the support device or the boiler wall. For this reason, for example, even if a support device cannot be attached to the boiler wall due to the presence of an obstacle, the first ultrasonic transmitter and the second ultrasonic transmitter can be attached to the boiler wall. For this reason, it is possible to reduce an area in which the position cannot be measured in the boiler wall.
一実施形態では、ボイラ管の肉厚検査装置は、雰囲気の温度を測定可能な温度センサと、前記温度センサによって測定された温度の変化に基づいて警報を発生可能な警報器とを更に備える。 In one embodiment, the boiler tube thickness inspection apparatus further includes a temperature sensor capable of measuring the temperature of the atmosphere, and an alarm device capable of generating an alarm based on a change in temperature measured by the temperature sensor.
この構成では、温度センサによって、雰囲気の温度を測定することができる。超音波の速度は、雰囲気の温度によって変化し、温度変化に応じて位置測定精度も変化する。この構成では、雰囲気の温度変化を警報により知ることができ、作業者は、位置測定精度の低下に適切に対応することができる。 In this configuration, the temperature of the atmosphere can be measured by the temperature sensor. The speed of the ultrasonic wave changes depending on the temperature of the atmosphere, and the position measurement accuracy also changes according to the temperature change. In this configuration, the temperature change of the atmosphere can be known by an alarm, and the operator can appropriately cope with the decrease in position measurement accuracy.
一実施形態では、ボイラ管の肉厚検査装置は、雰囲気の温度を測定可能な温度センサを更に備え、前記演算器は、前記温度センサによって測定された温度を考慮して、前記肉厚計探触子の位置を演算するように構成されている。 In one embodiment, the boiler tube thickness inspection apparatus further includes a temperature sensor capable of measuring the temperature of the atmosphere, and the computing unit considers the temperature measured by the temperature sensor, and the thickness meter search is performed. It is comprised so that the position of a touch element may be calculated.
この構成では、温度センサによって測定された温度に基づいて、測定位置が演算される。超音波の速度は、雰囲気の温度によって変化する。この構成では、温度を考慮して測定位置を演算することにより、超音波の速度変化を考慮して測定位置を演算することができ、位置測定精度が向上する。 In this configuration, the measurement position is calculated based on the temperature measured by the temperature sensor. The speed of the ultrasonic wave varies depending on the temperature of the atmosphere. In this configuration, by calculating the measurement position in consideration of the temperature, the measurement position can be calculated in consideration of the speed change of the ultrasonic wave, and the position measurement accuracy is improved.
一実施形態では、前記固定ユニットは、前記ボイラ壁に取り付け可能であり、且つ、前記第1超音波送信器、前記第2超音波送信器及び前記同期信号送信器を支持可能な支持装置と、前記ボイラ壁に設けられた1つの基準点に対し前記支持装置を位置合わせするために用いられる、互いに交差する2つの基準面とを有する。 In one embodiment, the fixed unit is attachable to the boiler wall, and a support device capable of supporting the first ultrasonic transmitter, the second ultrasonic transmitter, and the synchronization signal transmitter; And two reference planes that intersect each other and that are used to align the support device with a reference point provided on the boiler wall.
この構成では、2つの基準面が交差する点を、ボイラ壁の基準点に一致させるように、ボイラ壁に対し支持装置を取り付けることで、ボイラ壁に対し支持装置を高精度で位置決めすることができる。この結果として、位置測定精度を向上させることができる。 In this configuration, the support device can be positioned with high accuracy with respect to the boiler wall by attaching the support device to the boiler wall so that the point where the two reference surfaces intersect with the reference point of the boiler wall. it can. As a result, the position measurement accuracy can be improved.
一実施形態では、ボイラ管の肉厚検査装置は、前記演算器により演算された前記肉厚計探触子の位置を記憶装置に記憶させるための位置座標取込スイッチを更に備える。
この構成では、位置座標登録スイッチを操作することにより、位置測定結果を記憶装置に記憶させることができる。この構成によれば、ボイラ管外周に沿って周方向に肉厚計探触子を移動(回転)させることにより、最も薄肉な部分を見つけ、当該部分の肉厚測定結果を記憶装置に簡単に記憶させることができる。
In one embodiment, the boiler tube thickness inspection apparatus further includes a position coordinate take-in switch for storing in the storage device the position of the thickness gauge probe calculated by the calculator.
In this configuration, the position measurement result can be stored in the storage device by operating the position coordinate registration switch. According to this configuration, the thinnest part is found by moving (rotating) the thickness gauge probe in the circumferential direction along the outer periphery of the boiler tube, and the thickness measurement result of the part can be easily stored in the storage device. It can be memorized.
また、本発明の少なくとも一実施形態によれば、ボイラ壁を構成するボイラ管の肉厚を測定するための肉厚計探触子、測距信号を受信可能な超音波受信器、同期信号を受信可能な同期信号受信器、及び、前記ボイラ壁に対する前記肉厚計探触子の傾きを測定可能な角度センサを有する可搬ユニットと、それぞれ前記測距信号を送信可能な第1超音波送信器及び第2超音波送信器、並びに、前記同期信号を送信可能な同期信号送信器を有する固定ユニットと、作業者が持ち運び可能であり、前記肉厚計探触子による肉厚の測定結果を表示可能な肉厚表示器と、前記超音波受信器によって測定された測距信号、及び、前記角度センサによって測定された前記肉厚計探触子の傾きに基づいて、前記肉厚計探触子の位置を演算により求める演算器と、作業者が持ち運び可能であり、前記演算器によって求められた前記肉厚計探触子の位置を表示可能な位置座標表示器と、を備えるボイラ管の肉厚検査システムを用いたボイラ管の肉厚検査方法であって、相対的な位置関係が既知である少なくとも3つの基準点を有するスケールを用いて、前記第1超音波送信器及び前記第2超音波送信器に対する前記超音波受信器の相対的な配置を決定する配置工程と、前記配置工程で決定された配置にて、前記第1超音波送信器及び前記第2超音波送信器の各々から前記超音波受信器まで超音波が伝搬するのに要する時間を測定し、前記時間に基づいて前記超音波の速度を演算する音速測定工程と、を備えることを特徴とするボイラ管の肉厚検査方法が提供される。 Further, according to at least one embodiment of the present invention, a thickness gauge probe for measuring the thickness of a boiler tube constituting a boiler wall, an ultrasonic receiver capable of receiving a ranging signal, a synchronization signal A receivable synchronization signal receiver, a portable unit having an angle sensor capable of measuring the inclination of the thickness gauge probe with respect to the boiler wall, and a first ultrasonic transmission capable of transmitting the distance measurement signal, respectively. And a second ultrasonic transmitter, a fixed unit having a synchronization signal transmitter capable of transmitting the synchronization signal, and an operator can carry the thickness measurement result by the thickness gauge probe. Based on the displayable thickness indicator, the distance measurement signal measured by the ultrasonic receiver, and the inclination of the thickness gauge probe measured by the angle sensor, the thickness gauge probe A calculator for calculating the position of the child, Thickness of a boiler tube using a boiler tube thickness inspection system, which can be carried by a contractor and includes a position coordinate indicator capable of displaying the position of the thickness gauge probe obtained by the calculator. Relative of the ultrasonic receiver with respect to the first ultrasonic transmitter and the second ultrasonic transmitter using a scale having at least three reference points whose relative positional relationships are known. Ultrasonic waves propagate from each of the first ultrasonic transmitter and the second ultrasonic transmitter to the ultrasonic receiver in an arrangement step for determining a specific arrangement and the arrangement determined in the arrangement step. And a sound speed measuring step of measuring a time required for the operation and calculating a speed of the ultrasonic wave based on the time. A method for inspecting a wall thickness of a boiler tube is provided.
この構成では、温度センサによって測定された温度に基づいて、超音波の速度が演算される。超音波の速度は、雰囲気の温度によって変化し、温度変化を考慮しない場合、温度変化に伴い位置測定精度が変化する。この構成では、温度に基づいて超音波の速度を演算により求めており、演算により求めた超音波の速度を用いて位置測定を行うことで、位置測定が高精度にて行われる。 In this configuration, the ultrasonic velocity is calculated based on the temperature measured by the temperature sensor. The speed of the ultrasonic wave changes depending on the temperature of the atmosphere, and when the temperature change is not taken into account, the position measurement accuracy changes with the temperature change. In this configuration, the velocity of the ultrasonic wave is obtained by calculation based on the temperature, and the position measurement is performed with high accuracy by performing the position measurement using the velocity of the ultrasonic wave obtained by the calculation.
一実施形態では、ボイラ管の肉厚検査方法は、前記肉厚計探触子により肉厚測定を行った位置に対し、前記固定ユニットを位置決めする工程を更に備える。
この構成によれば、肉厚測定を行った位置に対し、固定ユニットを位置決めすることで、ボイラ壁にマーカを設ける作業を削減することができ、作業者は効率的に作業を行うことができる。
In one embodiment, the boiler tube thickness inspection method further includes a step of positioning the fixed unit with respect to a position where the thickness measurement is performed by the thickness gauge probe.
According to this configuration, by positioning the fixed unit with respect to the position at which the wall thickness measurement is performed, the work of providing the marker on the boiler wall can be reduced, and the worker can work efficiently. .
本発明の少なくとも一実施形態によれば、ボイラ管の肉厚測定位置の測定精度が向上したボイラ管の肉厚検査システム及び肉厚検査方法が提供される。 According to at least one embodiment of the present invention, a boiler tube thickness inspection system and a wall thickness inspection method with improved measurement accuracy at a boiler tube thickness measurement position are provided.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。ただし、この実施形態に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、形状及び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。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described in this embodiment or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples. Only.
図1は、ボイラ火炉10の外観を概略的に示す図である。ボイラ火炉10は、内部で燃料を燃焼させ、発生した熱を利用して蒸気を生成する。ボイラ火炉10の内壁(ボイラ壁)は、図2に示したように、互いに平行に配置される複数のボイラ管12と、ボイラ管12同士を繋ぐ平板形状のフラップ14とからなる。 FIG. 1 is a diagram schematically showing the external appearance of a boiler furnace 10. The boiler furnace 10 burns fuel inside and generates steam using the generated heat. As shown in FIG. 2, the inner wall (boiler wall) of the boiler furnace 10 includes a plurality of boiler tubes 12 arranged in parallel to each other and a flat plate-shaped flap 14 that connects the boiler tubes 12 to each other.
図3は、本発明の一実施形態に係るボイラ管の肉厚検査システム(以下、単に肉厚検査システムともいう。)の構成を概略的に示している。肉厚検査システムは、ボイラ管12の肉厚(壁厚)を検査するためのシステムである。
具体的には、肉厚検査システムは、可搬ユニット16、肉厚計測制御器18、インターフェース20、モバイルPC(パーソナルコンピュータ)22、及び、固定ユニット24を有する。
FIG. 3 schematically shows a configuration of a boiler pipe thickness inspection system (hereinafter also simply referred to as a thickness inspection system) according to an embodiment of the present invention. The wall thickness inspection system is a system for inspecting the wall thickness (wall thickness) of the boiler tube 12.
Specifically, the thickness inspection system includes a portable unit 16, a thickness measurement controller 18, an interface 20, a mobile PC (personal computer) 22, and a fixed unit 24.
〔可搬ユニット〕
可搬ユニット16は、ボイラ管12を検査するための検査器としての肉厚計探触子26と、肉厚計探触子26の位置を測定するための超音波受信器28、赤外線受信器30、及び、角度センサ32とを有する。
図4は、可搬ユニット16の外観を概略的に示しており、肉厚計探触子26は軸線を有し、一端に超音波の入出射面を有する。肉厚計探触子26は、入出射面から軸線に沿って超音波を出射し、該超音波の反射波を入出射面で受信する機能を有する。
[Portable unit]
The portable unit 16 includes a thickness gauge probe 26 as an inspection device for inspecting the boiler tube 12, an ultrasonic receiver 28 for measuring the position of the thickness gauge probe 26, and an infrared receiver. 30 and an angle sensor 32.
FIG. 4 schematically shows the appearance of the portable unit 16, and the thickness gauge probe 26 has an axis, and has an ultrasonic incident / exit surface at one end. The thickness gauge probe 26 has a function of emitting an ultrasonic wave along the axis from the incident / exit surface and receiving a reflected wave of the ultrasonic wave at the incident / exit surface.
肉厚計探触子26は、ボイラ管12の肉厚を測定する際、軸線がボイラ管12の外周面に対し直交し、且つ、一端がボイラ管12の外周面に接触するように配置される。肉厚計探触子26は、ケーブルを介して肉厚計測制御器18に接続され、肉厚計探触子26は、肉厚計測制御器18によって制御される。 When measuring the thickness of the boiler tube 12, the thickness gauge probe 26 is arranged so that the axis is orthogonal to the outer peripheral surface of the boiler tube 12 and one end is in contact with the outer peripheral surface of the boiler tube 12. The The thickness gauge probe 26 is connected to the thickness measurement controller 18 via a cable, and the thickness gauge probe 26 is controlled by the thickness measurement controller 18.
超音波受信器28、赤外線受信器30、及び、角度センサ32は、例えばプラスチック又は金属製の円柱形状のアダプタ34に取り付けられ、アダプタ34を介して、肉厚計探触子26に固定されている。超音波受信器28、赤外線受信器30、及び、角度センサ32は、それぞれケーブルを介してインターフェース20に接続され、インターフェース20は、ケーブルを介してモバイルPC22に接続されている。
角度センサ32は、肉厚計探触子26の軸線の方位を検出可能であり、例えば、磁気センサやジャイロによって構成される。
The ultrasonic receiver 28, the infrared receiver 30, and the angle sensor 32 are attached to a cylindrical adapter 34 made of, for example, plastic or metal, and are fixed to the thickness gauge probe 26 via the adapter 34. Yes. The ultrasonic receiver 28, the infrared receiver 30, and the angle sensor 32 are each connected to the interface 20 via a cable, and the interface 20 is connected to the mobile PC 22 via a cable.
The angle sensor 32 can detect the azimuth of the axis line of the thickness gauge probe 26 and is configured by, for example, a magnetic sensor or a gyro.
また本実施形態では、可搬ユニット16は位置決め用ブロック36を有し、位置決め用ブロック36は、肉厚計探触子26に取り付けられている。図5は、可搬ユニット16を概略的に示す平面図であり、位置決め用ブロック36は、互いに直交する2つの基準面36a,36bを有し、基準面36a,36b同士がなす角を利用して、肉厚計探触子26を希望する位置に正確に配置することができる。 In the present embodiment, the portable unit 16 has a positioning block 36, and the positioning block 36 is attached to the thickness gauge probe 26. FIG. 5 is a plan view schematically showing the portable unit 16, and the positioning block 36 has two reference surfaces 36a and 36b orthogonal to each other, and uses an angle formed by the reference surfaces 36a and 36b. Thus, the thickness gauge probe 26 can be accurately arranged at a desired position.
〔肉厚計測制御器〕
再び図3を参照すると、肉厚計測制御器18は、持ち運び可能な小型の計測制御機器であり、肉厚表示部(肉厚表示器)42及び肉厚取込ボタン44を有する。肉厚計測制御器18の制御の下、肉厚計探触子26は超音波を出射し、超音波の反射波を受信する。肉厚計測制御器18は、超音波の出射から反射波の受信までに要した時間に基づいて、ボイラ管12の肉厚を演算して、例えば液晶からなる肉厚表示部42に表示する。
[Wall thickness measurement controller]
Referring to FIG. 3 again, the wall thickness measurement controller 18 is a portable measurement control device, and includes a wall thickness display unit (wall thickness display) 42 and a wall thickness take-in button 44. Under the control of the thickness measurement controller 18, the thickness gauge probe 26 emits an ultrasonic wave and receives a reflected wave of the ultrasonic wave. The wall thickness measurement controller 18 calculates the wall thickness of the boiler tube 12 based on the time required from the output of the ultrasonic wave to the reception of the reflected wave, and displays it on the wall thickness display unit 42 made of, for example, liquid crystal.
また、肉厚計測制御器18は、ケーブルを介してモバイルPC22に接続されている。肉厚取込ボタン44は、測定した肉厚をモバイルPC22に送信するためのボタンである。肉厚取込ボタン44を押すと、肉厚表示部42に表示されている肉厚がモバイルPC22に送信される。 The thickness measurement controller 18 is connected to the mobile PC 22 via a cable. The thickness capture button 44 is a button for transmitting the measured thickness to the mobile PC 22. When the thickness acquisition button 44 is pressed, the thickness displayed on the thickness display section 42 is transmitted to the mobile PC 22.
〔固定ユニット〕
固定ユニット24は、肉厚計探触子26の位置を測定するための第1超音波送信器46、第2超音波送信器48、及び、赤外線送信器50を有する。赤外線送信器50は、赤外線の同期信号を送信可能な同期信号送信器であり、第1超音波送信器46及び第2超音波送信器48は、赤外線送信器50の同期信号と同期して、超音波の距離測定信号(測距信号)をそれぞれ送信可能である。
可搬ユニット16の超音波受信器28及び赤外線受信器30は、測距信号及び同期信号をそれぞれ受信可能な測距信号受信器及び同期信号受信器であり、超音波受信器28及び赤外線受信器30によって受信された測距信号及び同期信号は、ケーブルを介してモバイルPC22に入力される。
[Fixed unit]
The fixed unit 24 includes a first ultrasonic transmitter 46, a second ultrasonic transmitter 48, and an infrared transmitter 50 for measuring the position of the thickness gauge probe 26. The infrared transmitter 50 is a synchronization signal transmitter capable of transmitting an infrared synchronization signal, and the first ultrasonic transmitter 46 and the second ultrasonic transmitter 48 are synchronized with the synchronization signal of the infrared transmitter 50, Ultrasonic distance measurement signals (distance signals) can be transmitted.
The ultrasonic receiver 28 and the infrared receiver 30 of the portable unit 16 are a distance measurement signal receiver and a synchronization signal receiver that can receive a distance measurement signal and a synchronization signal, respectively, and the ultrasonic receiver 28 and the infrared receiver. The distance measurement signal and the synchronization signal received by 30 are input to the mobile PC 22 via a cable.
ここで、図6は、固定ユニット24の外観を概略的に示しており、固定ユニット24は、第1超音波送信器46、第2超音波送信器48、及び、赤外線送信器50を支持する支持装置52を有する。
支持装置52は、角柱形状の支持レール54、及び、支持レール54の両端部に固定された支持脚56を有する。支持脚56は、例えばマグネットベースからなり、支持装置54は、着脱可能にボイラ管12に取り付けられる。
Here, FIG. 6 schematically shows the appearance of the fixed unit 24, and the fixed unit 24 supports the first ultrasonic transmitter 46, the second ultrasonic transmitter 48, and the infrared transmitter 50. A support device 52 is provided.
The support device 52 includes a prismatic support rail 54 and support legs 56 fixed to both ends of the support rail 54. The support leg 56 is made of, for example, a magnet base, and the support device 54 is detachably attached to the boiler tube 12.
第1超音波送信器46及び第2超音波送信器48は、支持レール54の両端部に固定され、赤外線送信器50は、支持レール54の中央部に固定されている。第1超音波送信器46、第2超音波送信器48、及び、赤外線送信器50は、支持レール54の軸線と直交する方向に向けて、それぞれ測距信号又は同期信号を出射可能である。そして、第1超音波送信器46、第2超音波送信器48、及び、赤外線送信器50は、固定ユニット24がボイラ管12に取り付けられた状態では、ボイラ壁に沿うように、換言すれば、ボイラ管12の配列方向に、それぞれ測距信号又は同期信号を出射可能である。 The first ultrasonic transmitter 46 and the second ultrasonic transmitter 48 are fixed to both end portions of the support rail 54, and the infrared transmitter 50 is fixed to the center portion of the support rail 54. The first ultrasonic transmitter 46, the second ultrasonic transmitter 48, and the infrared transmitter 50 can each emit a distance measurement signal or a synchronization signal in a direction orthogonal to the axis of the support rail 54. In other words, the first ultrasonic transmitter 46, the second ultrasonic transmitter 48, and the infrared transmitter 50 are arranged along the boiler wall in a state where the fixing unit 24 is attached to the boiler tube 12. A ranging signal or a synchronizing signal can be emitted in the direction in which the boiler tubes 12 are arranged.
固定ユニット24は、ボイラ管12に対し固定ユニット24を位置決めするための1つ以上の基準点を有し、本実施形態では、2つの基準点を有する。固定ユニット24において、基準点に対する第1超音波送信器46及び第2超音波送信器48の相対的な位置は既知である。
本実施形態では、図7に示したように、第1超音波送信器46及び第2超音波送信器48が、それぞれ互いに直交する基準面46a,46b,48a,48bを有し、基準面46a,46b,48a,48b同士が交わる角が基準点を構成している。
The fixed unit 24 has one or more reference points for positioning the fixed unit 24 with respect to the boiler pipe 12, and in the present embodiment, has two reference points. In the fixed unit 24, the relative positions of the first ultrasonic transmitter 46 and the second ultrasonic transmitter 48 with respect to the reference point are known.
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the first ultrasonic transmitter 46 and the second ultrasonic transmitter 48 have reference surfaces 46a, 46b, 48a, 48b orthogonal to each other, and the reference surface 46a. , 46b, 48a, and 48b form a reference point.
〔インターフェース〕
インターフェース20は、モバイルPC22が、超音波受信器28及び赤外線受信器30を制御して計測を行うためのマシンマシンインターフェースである。
〔モバイルPC〕
モバイルPC22は、例えばタブレット型PCである。モバイルPC22は、測距信号表示部58、演算部60、位置座標表示部62、記憶部64、及び、コンター図表示部66を有する。
〔測距信号表示部〕
測距信号表示部(測距信号表示器)58は、液晶パネルの一部によって構成される。測距信号表示部58は、超音波受信器28が受信した測距信号を作業者が確認できるように、インターフェース20を介して超音波受信器28から受信した測距信号を表示する。
なお、赤外線受信器30が受信した同期信号をトリガとして、超音波受信器28は測距信号の受信を開始する。従って、同期信号の受信時刻を原点とする測距信号の時間変化が測距信号表示部58に表示される。
〔interface〕
The interface 20 is a machine-machine interface for the mobile PC 22 to perform measurement by controlling the ultrasonic receiver 28 and the infrared receiver 30.
[Mobile PC]
The mobile PC 22 is a tablet PC, for example. The mobile PC 22 includes a ranging signal display unit 58, a calculation unit 60, a position coordinate display unit 62, a storage unit 64, and a contour diagram display unit 66.
[Distance signal display section]
The ranging signal display unit (ranging signal display) 58 is constituted by a part of the liquid crystal panel. The ranging signal display unit 58 displays the ranging signal received from the ultrasonic receiver 28 via the interface 20 so that the operator can confirm the ranging signal received by the ultrasonic receiver 28.
Note that the ultrasonic receiver 28 starts receiving the distance measurement signal with the synchronization signal received by the infrared receiver 30 as a trigger. Accordingly, the time change of the distance measurement signal with the reception time of the synchronization signal as the origin is displayed on the distance measurement signal display unit 58.
〔演算部〕
モバイルPC22には、インターフェース20を介して、角度センサ32が出力した信号(角度信号)も入力されている。演算部(演算器)60は、角度信号と測距信号に基づいて、可搬ユニット16の位置を演算により求める。演算部60は、CPU(中央演算処理装置)によって構成される。
[Calculation section]
A signal (angle signal) output from the angle sensor 32 is also input to the mobile PC 22 via the interface 20. The calculation unit (calculator) 60 calculates the position of the portable unit 16 based on the angle signal and the distance measurement signal. The calculation unit 60 is configured by a CPU (Central Processing Unit).
具体的には、演算部60は、受信強度の時間変化に基いて、第1超音波送信器46からの測距信号の到達時刻、及び、第2超音波送信器48からの測距信号の到達時刻を決定する。そして、演算部60は、測距信号の到達時刻及び音速に基いて、第1超音波送信器46及び第2超音波送信器48の各々と超音波受信器28との距離を演算により求める。
ここで、第1超音波送信器46と第2超音波送信器48は、ボイラ壁と平行なXY面内の所定の位置座標に設置される。従って、第1超音波送信器46及び第2超音波送信器48の各々と超音波受信器28との距離が求められれば、XY面内における超音波受信器28の位置座標を求めることができる。
Specifically, the calculation unit 60 determines the arrival time of the distance measurement signal from the first ultrasonic transmitter 46 and the distance measurement signal from the second ultrasonic transmitter 48 based on the temporal change in the reception intensity. Determine the arrival time. Then, the calculation unit 60 calculates the distance between each of the first ultrasonic transmitter 46 and the second ultrasonic transmitter 48 and the ultrasonic receiver 28 based on the arrival time of the distance measurement signal and the sound speed.
Here, the first ultrasonic transmitter 46 and the second ultrasonic transmitter 48 are installed at predetermined position coordinates in the XY plane parallel to the boiler wall. Therefore, if the distance between each of the first ultrasonic transmitter 46 and the second ultrasonic transmitter 48 and the ultrasonic receiver 28 is obtained, the position coordinates of the ultrasonic receiver 28 in the XY plane can be obtained. .
それから、演算部60は、角度センサ32の角度信号に基づき肉厚計探触子26の軸線の傾きを考慮して、超音波受信器28の位置座標から、肉厚計探触子26の超音波入出射面の位置座標、即ち肉厚の検査位置の位置座標を演算により求める。 Then, the calculation unit 60 considers the inclination of the axis of the thickness gauge probe 26 based on the angle signal of the angle sensor 32, and determines the thickness of the thickness gauge probe 26 from the position coordinates of the ultrasonic receiver 28. The position coordinates of the sound wave incident / exit surface, that is, the position coordinates of the inspection position of the thickness are obtained by calculation.
〔位置座標表示部〕
位置座標表示部(位置座標表示器)62は、液晶パネルの一部によって構成される。位置座標表示部62は、演算部60によって表示された位置座標を表示する。
〔記憶部〕
記憶部64は、例えば、ハードディスク等の記憶装置によって構成される。本実施形態では、記憶部64は、肉厚取込ボタン44が押され、モバイルPC22が肉厚の測定値を受信したときに、受信した肉厚の測定値と、その受信時に測定されている位置座標とを対応付けて記憶する。
(Position coordinate display section)
The position coordinate display unit (position coordinate display) 62 is constituted by a part of the liquid crystal panel. The position coordinate display unit 62 displays the position coordinates displayed by the calculation unit 60.
[Storage section]
The storage unit 64 is configured by a storage device such as a hard disk, for example. In the present embodiment, when the thickness acquisition button 44 is pressed and the mobile PC 22 receives the measurement value of the thickness, the storage unit 64 measures the received measurement value of the thickness and at the time of reception. The position coordinates are stored in association with each other.
〔コンター図表示部〕
コンター図表示部(コンター図表示器)66は、液晶パネルの一部によって構成される。コンター図表示部66は、記憶部64に記憶された肉厚の測定値と位置座標のデータに基づいて、肉厚の等高線図(コンター図)を表示する。
コンター図表示部は、図8に示すように、ボイラ壁の画像又は図面と重ね合わせて、等高線図を表示することができる。ボイラ壁の画像データ又は図面データは、予め用意され、記憶部64に格納されている。
[Contour map display]
The contour diagram display unit (contour diagram display) 66 is constituted by a part of the liquid crystal panel. The contour diagram display unit 66 displays a contour map (contour diagram) of the thickness based on the measured thickness value and the position coordinate data stored in the storage unit 64.
As shown in FIG. 8, the contour diagram display unit can display a contour map superimposed on an image or drawing of the boiler wall. Image data or drawing data of the boiler wall is prepared in advance and stored in the storage unit 64.
なお、モバイルPC22は、肉厚の測定結果を視覚的に表示可能な表示部を有していればよく、表示形式は等高線図に限定されない。例えば、モバイルPC22は、肉厚の測定結果を段彩図として表示する表示部を有していてもよく、肉厚の測定結果を色付きの記号を用いて表示する表示部を有していてもよい。 The mobile PC 22 only needs to have a display unit that can visually display the measurement result of the wall thickness, and the display format is not limited to the contour map. For example, the mobile PC 22 may have a display unit that displays the measurement result of the wall thickness as a staged chroma diagram, or may have a display unit that displays the measurement result of the wall thickness using a colored symbol.
或いは、モバイルPC22は、肉厚の測定結果が同程度である範囲を、該範囲に渡って延びる両端に矢印を有する線で表示する表示部を有していてもよい。或いは、モバイルPC22は、肉厚の測定結果が所定の範囲内である領域(許容可能領域)と、肉厚の測定結果が所定の範囲外である領域(許容不可領域)を識別できるように表示する表示部を有していてもよい。この表示部は、例えば、肉厚の測定結果が所定の範囲内である領域と、肉厚の測定結果が所定の範囲外である領域を色分けして表示すればよい。 Alternatively, the mobile PC 22 may include a display unit that displays a range in which the thickness measurement results are similar to each other with lines having arrows at both ends extending over the range. Alternatively, the mobile PC 22 displays so that a region where the thickness measurement result is within a predetermined range (allowable region) and a region where the thickness measurement result is outside the predetermined range (unallowable region) can be identified. You may have a display part to do. For example, the display unit may display the area where the measurement result of the thickness is within a predetermined range and the area where the measurement result of the thickness is outside the predetermined range in different colors.
なお、本実施形態では、肉厚計測制御器18、インターフェース20及びモバイルPC22が別体であるが、肉厚計測制御器18、インターフェース20及びモバイルPC22の機能を有する作業者が持ち運び可能な一つの計測制御器を用いてもよい。 In the present embodiment, the wall thickness measurement controller 18, the interface 20 and the mobile PC 22 are separate units. However, an operator having the functions of the wall thickness measurement controller 18, the interface 20 and the mobile PC 22 can be carried. A measurement controller may be used.
〔使用方法〕
以下、上述した一実施形態のボイラ管の肉厚検査システムの使用方法について説明する。
図9は、検査対象のボイラ壁の一部を概略的に示す図である。ボイラ壁は側壁であり、複数のボイラ管12が相互に水平方向に離間して配列され、各ボイラ管12は鉛直方向に延びている。ボイラ壁の近傍には、作業員のために高さ2m間隔で足場70が組まれている。
〔how to use〕
Hereinafter, the usage method of the thickness inspection system of the boiler pipe of one Embodiment mentioned above is demonstrated.
FIG. 9 is a diagram schematically showing a part of the boiler wall to be inspected. The boiler wall is a side wall, and a plurality of boiler tubes 12 are arranged apart from each other in the horizontal direction, and each boiler tube 12 extends in the vertical direction. In the vicinity of the boiler wall, scaffolds 70 are assembled at intervals of 2 m for workers.
ボイラ管12には、位置測定の基準点となるマーカ72が設けられている。本実施形態では、複数のマーカ72が、鉛直方向及び水平方向に所定の間隔で設けられている。
本実施形態では、ボイラ管の肉厚検査は、ボイラ壁の検査対象の領域を複数の測定区画に分けて、測定区画単位で順次行う。図9中の1点点線の四角形は、1つの測定区画74を示している。測定区画74は、例えば、縦が2mで横が3mの広さを有する。マーカ72は測定区画74毎に設けられている。
The boiler tube 12 is provided with a marker 72 serving as a reference point for position measurement. In the present embodiment, the plurality of markers 72 are provided at predetermined intervals in the vertical direction and the horizontal direction.
In the present embodiment, the boiler wall thickness inspection is performed in units of measurement sections by dividing the inspection area of the boiler wall into a plurality of measurement sections. A dotted-line rectangle in FIG. 9 indicates one measurement section 74. For example, the measurement section 74 has a width of 2 m in length and 3 m in width. A marker 72 is provided for each measurement section 74.
図10は、固定ユニット24がボイラ管12に取り付けられた状態を示す図である。固定ユニット24は、マーカ72を基準点として、ボイラ管12に対し位置決めされている。本実施形態では、直交する基準面46a,46bによって形成される角がマーカ72に一致するとともに、レーザ水準器を用いて支持レール54が鉛直方向に沿うように、固定ユニット24が配置される。基準面46a,46bによって形成される角に対する、第1超音波発信器46及び第2超音波発信器48の相対的な位置は既知であり、固定ユニット24をマーカ72に対して位置決めすることは、第1超音波発信器46及び第2超音波発信器48をマーカ72に対して位置決めすることに相当する。 FIG. 10 is a diagram illustrating a state in which the fixing unit 24 is attached to the boiler pipe 12. The fixed unit 24 is positioned with respect to the boiler tube 12 with the marker 72 as a reference point. In the present embodiment, the fixed unit 24 is arranged so that the angle formed by the orthogonal reference surfaces 46a and 46b coincides with the marker 72 and the support rail 54 is along the vertical direction using a laser level. The relative positions of the first ultrasonic transmitter 46 and the second ultrasonic transmitter 48 with respect to the angle formed by the reference surfaces 46 a and 46 b are known, and positioning the fixing unit 24 with respect to the marker 72 is not possible. This corresponds to positioning the first ultrasonic transmitter 46 and the second ultrasonic transmitter 48 with respect to the marker 72.
固定ユニット24の配置後、測定区画74内でボイラ管12の肉厚測定及び位置測定が実行される。
肉厚測定は、各ボイラ管12について、ボイラ管12の軸線方向にて所定間隔で実行される。具体的には、ボイラ管12の各軸線方向位置において、図11に示すように、ボイラ管12の外周面に肉厚計探触子26を当接させながら、ボイラ管12の軸線周りにて肉厚計探触子26を回転させる。そして、肉厚計探触子26を回転させる間、肉厚計測制御器18の肉厚表示部42を見て、肉厚が最も薄い薄肉部を見つけ出す。
それから、作業員は、薄肉部の肉厚が肉厚表示部42に表示されている状態で、肉厚取込ボタン44を押し、肉厚の値を肉厚計測制御器18からモバイルPC22に送信する。
After the fixed unit 24 is arranged, the wall thickness measurement and the position measurement of the boiler pipe 12 are performed in the measurement section 74.
The wall thickness measurement is executed for each boiler pipe 12 at a predetermined interval in the axial direction of the boiler pipe 12. Specifically, at each position in the axial direction of the boiler tube 12, as shown in FIG. 11, the thickness gauge probe 26 is brought into contact with the outer peripheral surface of the boiler tube 12 and around the axis of the boiler tube 12. The thickness gauge probe 26 is rotated. Then, while the thickness gauge probe 26 is rotated, the thickness display section 42 of the thickness measurement controller 18 is viewed to find the thin portion having the smallest thickness.
Then, the worker presses the thickness import button 44 in a state where the thickness of the thin portion is displayed on the thickness display portion 42, and transmits the thickness value from the thickness measurement controller 18 to the mobile PC 22. To do.
モバイルPC22では、肉厚測定の間、肉厚測定を行っている位置座標の測定を所定間隔で繰り返し行っており、測定座標表示部62が、位置座標の最新の測定結果を表示している。つまり、第1超音波送信器46及び第2超音波送信器48の各々と超音波受信器28との距離L1,L2が測定されるとともに、肉厚計探触子26の軸線の傾きθが測定され、距離L1,L2及び傾きθに基づいて、肉厚の測定位置の位置座標が演算されている。つまり、モバイルPC22は、傾きθに基づく、ボイラ管12の配列方向での超音波受信器28からの肉厚計探触子26の超音波入出射面のずれΔpを補正して、肉厚の測定位置の位置座標を演算している。 In the mobile PC 22, the measurement of the position coordinate where the thickness measurement is performed is repeatedly performed at predetermined intervals during the thickness measurement, and the measurement coordinate display unit 62 displays the latest measurement result of the position coordinate. That is, the distances L1 and L2 between each of the first ultrasonic transmitter 46 and the second ultrasonic transmitter 48 and the ultrasonic receiver 28 are measured, and the inclination θ of the axis line of the thickness gauge probe 26 is determined. Based on the distances L1 and L2 and the inclination θ, the position coordinates of the thickness measurement position are calculated. In other words, the mobile PC 22 corrects the deviation Δp of the ultrasonic incident / exit surface of the thickness gauge probe 26 from the ultrasonic receiver 28 in the arrangement direction of the boiler tubes 12 based on the inclination θ, so The position coordinates of the measurement position are calculated.
そして、モバイルPC22は、肉厚計測制御器18から肉厚の値を受信すると、受信した肉厚の値を、受信時に測定している位置座標の値と関連付けて、記憶部64に記憶する。
コンター図表示部66は、適当な時間間隔で等高線図を更新し、更新のたびに、新しく記憶された肉厚の値が、等高線図に加えられていく。
なお、測定される位置座標は、マーカ72の位置座標を基準とする相対的な位置座標である。
Then, when the mobile PC 22 receives the thickness value from the thickness measurement controller 18, the mobile PC 22 stores the received thickness value in the storage unit 64 in association with the position coordinate value measured at the time of reception.
The contour diagram display unit 66 updates the contour map at an appropriate time interval, and each time it is updated, the newly stored thickness value is added to the contour map.
Note that the measured position coordinates are relative position coordinates based on the position coordinates of the marker 72.
上述したボイラ管の肉厚検査システムによれば、角度センサ32により、ボイラ壁に対する肉厚計探触子26の傾きが測定される。測定された傾きを考慮して、肉厚測定の測定位置を演算により求めることで、測定位置を高精度にて測定することができる。 According to the above-described boiler pipe thickness inspection system, the angle sensor 32 measures the inclination of the thickness gauge probe 26 with respect to the boiler wall. Considering the measured inclination, the measurement position can be measured with high accuracy by calculating the measurement position for the thickness measurement.
本発明は、上述した一実施形態に限定されることはなく、種々変形が可能である。なお、以下の実施形態の説明において、先行する実施形態と同一又は類似の構成については、同一の符号を付して説明を簡略化又は省略する。
例えば、一つ以上の他の実施形態と組み合わせ可能な一実施形態のボイラ管の肉厚検査システムは、図12に示すような、スケール75を更に備えていてもよい。スケール75は、音速の測定に用いられる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. In the following description of the embodiments, the same or similar configurations as those of the preceding embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof is simplified or omitted.
For example, the boiler wall thickness inspection system of one embodiment that can be combined with one or more other embodiments may further include a scale 75 as shown in FIG. The scale 75 is used for measuring the speed of sound.
スケール75は、3つ以上の基準点を有し、本実施形態では、第1基準点76a,第276b及び第3基準点76cを有する。スケール75は、例えばL字型スケールであり、相互に直交する長辺及び短辺を有する。第1基準点76aは、長辺の先端部に設けられ、第2基準点76bは短辺の先端部に設けられ、第3基準点76cは、長辺と短辺とが直交する角部に設けられている。基準点76a,76b,76cの相対的な位置関係は既知である。 The scale 75 has three or more reference points, and in this embodiment, has a first reference point 76a, a second reference point 276b, and a third reference point 76c. The scale 75 is an L-shaped scale, for example, and has a long side and a short side orthogonal to each other. The first reference point 76a is provided at the tip of the long side, the second reference point 76b is provided at the tip of the short side, and the third reference point 76c is provided at the corner where the long side and the short side are orthogonal to each other. Is provided. The relative positional relationship between the reference points 76a, 76b, and 76c is known.
超音波の音速を測定するために、スケール75は、例えば図13に示したように、固定ユニット24が位置合わせされたマーカ72に対して、第1基準点76aを位置合わせして配置される。この際、レーザ水準器を用いて、スケール75の長辺が水平に配置される。
それから、可搬ユニット16が、基準面36a,36b同士のなす角を利用して第2基準点76bに位置合わせして配置され、第1超音波送信器46、第2超音波送信器48及び超音波受信器28を用いて、距離測定が行なわれる。
In order to measure the sound velocity of the ultrasonic wave, the scale 75 is arranged with the first reference point 76a aligned with the marker 72 with the fixed unit 24 aligned, for example, as shown in FIG. . At this time, the long side of the scale 75 is horizontally arranged using a laser level.
Then, the portable unit 16 is arranged in alignment with the second reference point 76b using the angle formed by the reference surfaces 36a and 36b, and the first ultrasonic transmitter 46, the second ultrasonic transmitter 48, and A distance measurement is performed using the ultrasonic receiver 28.
次に、可搬ユニット16が、基準面36a,36b同士のなす角を利用して第3基準点76cに位置合わせして配置され、第1超音波送信器46、第2超音波送信器48及び超音波受信器28を用いて、距離測定が行なわれる。
つまり、第2基準点76b及び第3基準点76cの2つの位置で距離測定が行われる。なお、距離測定の順番は逆であってもよく、第3基準点76cで先に距離測定を行ってもよい。
Next, the portable unit 16 is arranged in alignment with the third reference point 76c using the angle formed by the reference surfaces 36a and 36b, and the first ultrasonic transmitter 46 and the second ultrasonic transmitter 48 are arranged. And the distance measurement is performed using the ultrasonic receiver 28.
That is, distance measurement is performed at two positions, the second reference point 76b and the third reference point 76c. Note that the order of distance measurement may be reversed, and distance measurement may be performed first at the third reference point 76c.
相対的な位置関係が既知の2つの位置に超音波受信器28を配置し、各位置で、第1超音波送信器46及び第2超音波送信器48と超音波受信器28との間の距離測定を行えば、たとえ支持レール54が鉛直方向から傾いていたとしても、距離測定結果に基づいて、音速を演算により求めることができる。そして、求めた音速を用いて肉厚の測定位置を測定することで、測定位置を高精度に測定することができる。 The ultrasonic receivers 28 are arranged at two positions whose relative positional relations are known, and at each position, between the first ultrasonic transmitter 46 and the second ultrasonic transmitter 48 and the ultrasonic receiver 28. If distance measurement is performed, even if the support rail 54 is tilted from the vertical direction, the sound speed can be obtained by calculation based on the distance measurement result. And the measurement position can be measured with high accuracy by measuring the measurement position of the wall thickness using the obtained sound velocity.
また、一つ以上の他の実施形態と組み合わせ可能な一実施形態のボイラ管の肉厚検査システムでは、支持レール54に対する赤外線送信器50の相対的な位置は可変であってもよい。赤外線送信器50が出射する同期信号には指向性があり、同期信号は、図14に一点鎖線で示すように、ある程度の広がりをもって伝搬する。また、同期信号は減衰するため、同期信号の伝搬距離には限界がある。このため、固定ユニット24と可搬ユニット16の距離が短すぎても長すぎても、同期信号の受信強度が低下し、同期がとれなくなる。このため、固定ユニット24の近傍及び遠方には、位置測定不能領域が存在する。 In the boiler tube thickness inspection system of one embodiment that can be combined with one or more other embodiments, the relative position of the infrared transmitter 50 with respect to the support rail 54 may be variable. The synchronization signal emitted from the infrared transmitter 50 has directivity, and the synchronization signal propagates with a certain extent as shown by a one-dot chain line in FIG. Further, since the synchronization signal is attenuated, the propagation distance of the synchronization signal is limited. For this reason, even if the distance between the fixed unit 24 and the portable unit 16 is too short or too long, the reception intensity of the synchronization signal is lowered and synchronization cannot be achieved. For this reason, there are areas where position measurement is impossible in the vicinity and in the vicinity of the fixed unit 24.
そこで、図15に示すように、赤外線送信器50の位置を、支持レール54と直交する方向に変化させることで、超音波受信器28が同期信号を受信可能な範囲を広げ、もって位置測定可能範囲を広げることができる。例えば、支持レール54に対し、可搬ユニット16と同じ側に赤外線送信器50を配置することで、同期可能範囲を支持レール54から遠方に移動させることができ、支持レール54に対し、可搬ユニット16と反対側に赤外線送信器50を配置することで、同期可能範囲を支持レール54の近傍に移動させることができる。
なお、赤外線送信器50は、例えば、多関節アームのような伸縮機構や、ロッド及びロッドに対してスライド可能なスライダからなるスライド機構等の支持手段によって、支持レール54に取り付けることができる。
Therefore, as shown in FIG. 15, by changing the position of the infrared transmitter 50 in the direction orthogonal to the support rail 54, the range in which the ultrasonic receiver 28 can receive the synchronization signal is expanded and the position can be measured. The range can be expanded. For example, by arranging the infrared transmitter 50 on the same side as the portable unit 16 with respect to the support rail 54, the synchronizable range can be moved far from the support rail 54. By arranging the infrared transmitter 50 on the side opposite to the unit 16, the synchronizable range can be moved to the vicinity of the support rail 54.
The infrared transmitter 50 can be attached to the support rail 54 by a support means such as a telescopic mechanism such as an articulated arm or a slide mechanism including a rod and a slider that can slide with respect to the rod.
また、一つ以上の他の実施形態と組み合わせ可能な一実施形態のボイラ管の肉厚検査システムでは、支持レール54上における第1超音波送信器46と第2超音波送信器48の間隔は、可変であってもよい。第1超音波送信器46及び第2超音波送信器48が出射する測距信号には指向性があり、測距信号は、図16に一点鎖線で示すように、ある程度の広がりをもって伝搬する。測距信号の広がりは有限であるため、測定位置が近すぎると、測距信号の受信強度が低下し、測定精度が低下してしまう。このため、固定ユニット24の近傍には、位置測定の測定精度が低くなる測定不能領域が存在する。 In the boiler tube thickness inspection system of one embodiment that can be combined with one or more other embodiments, the distance between the first ultrasonic transmitter 46 and the second ultrasonic transmitter 48 on the support rail 54 is May be variable. The distance measurement signals emitted from the first ultrasonic transmitter 46 and the second ultrasonic transmitter 48 have directivity, and the distance measurement signal propagates with a certain extent as shown by a one-dot chain line in FIG. Since the spread of the distance measurement signal is finite, if the measurement position is too close, the reception intensity of the distance measurement signal is lowered and the measurement accuracy is lowered. For this reason, in the vicinity of the fixed unit 24, there is a measurement impossible region where the measurement accuracy of position measurement is low.
そこで図17に示すように、第1超音波送信器46と第2超音波送信器48の間隔を縮小することができれば、測距信号の重なりが大きくなり、測定不能領域が縮小される。つまり、第1超音波送信器46と第2超音波送信器48の間隔を変更することによって、位置測定の測定可能領域を広げることができる。
なお、第1超音波送信器46と第2超音波送信器48の間隔が可変である場合も、第1超音波送信器46と第2超音波送信器48の相対的な位置関係は既知であるものとする。
Therefore, as shown in FIG. 17, if the distance between the first ultrasonic transmitter 46 and the second ultrasonic transmitter 48 can be reduced, the overlapping of the distance measurement signals increases, and the measurement impossible region is reduced. That is, by changing the interval between the first ultrasonic transmitter 46 and the second ultrasonic transmitter 48, the measurable region for position measurement can be expanded.
Even when the interval between the first ultrasonic transmitter 46 and the second ultrasonic transmitter 48 is variable, the relative positional relationship between the first ultrasonic transmitter 46 and the second ultrasonic transmitter 48 is known. It shall be.
また、一つ以上の他の実施形態と組み合わせ可能な一実施形態のボイラ管の肉厚検査システムでは、第1超音波送信器46及び第2超音波送信器48は、支持装置52及びボイラ壁の何れにも取り付け可能であってもよい。この場合、障害物の存在により支持装置52をボイラ壁に取り付けることができなくても、第1超音波送信器46及び第2超音波送信器48を直接ボイラ壁に取り付けることで、位置測定を行うことができる。この結果、ボイラ壁において、位置測定不能な領域を減らすことができる。
なお、この場合、例えばマグネットベースを用いて、第1超音波送信器46及び第2超音波送信器48をボイラ管12に固定することができる。
In the boiler tube thickness inspection system of one embodiment that can be combined with one or more other embodiments, the first ultrasonic transmitter 46 and the second ultrasonic transmitter 48 include the support device 52 and the boiler wall. It may be possible to attach to either. In this case, even if the support device 52 cannot be attached to the boiler wall due to the presence of an obstacle, the position measurement is performed by attaching the first ultrasonic transmitter 46 and the second ultrasonic transmitter 48 directly to the boiler wall. It can be carried out. As a result, it is possible to reduce an area in which the position cannot be measured in the boiler wall.
In this case, for example, the first ultrasonic transmitter 46 and the second ultrasonic transmitter 48 can be fixed to the boiler tube 12 using a magnet base.
また、一つ以上の他の実施形態と組み合わせ可能な一実施形態のボイラ管の肉厚検査システムでは、図18に示したように、更に温度センサ78を備えていてもよい。温度センサ78は、インターフェース20を介して、モバイルPC22に接続される。温度センサ78は、肉厚測定が行われているボイラ火炉10内の雰囲気の温度を測定可能である。
超音波の速度は、雰囲気の温度によって変化する。このため、第1超音波送信器46及び第2超音波送信器48と、超音波受信器28との距離を音速及び測距信号の到達時間に基づいて演算により求める場合、雰囲気温度が変化すると誤差が大きくなる。そして、距離の誤差が大きくなると、肉厚測定位置の測定精度も低下してしまう。
In addition, the boiler tube thickness inspection system of one embodiment that can be combined with one or more other embodiments may further include a temperature sensor 78 as shown in FIG. The temperature sensor 78 is connected to the mobile PC 22 via the interface 20. The temperature sensor 78 can measure the temperature of the atmosphere in the boiler furnace 10 where the thickness measurement is performed.
The speed of the ultrasonic wave varies depending on the temperature of the atmosphere. Therefore, when the distance between the first ultrasonic transmitter 46 and the second ultrasonic transmitter 48 and the ultrasonic receiver 28 is obtained by calculation based on the sound speed and the arrival time of the distance measurement signal, the ambient temperature changes. The error increases. And when the error of distance becomes large, the measurement accuracy of a thickness measurement position will also fall.
雰囲気の温度を測定可能な温度センサ78を備えていれば、作業者に雰囲気の温度変化を知らせることができ、作業者は適切な対応をとることができる。そのために、本実施形態では、モバイルPC22が、作業者に温度変化を知らせるための警報手段(警報器)として、警報表示部80及び警報音出力部82を有する。
警報表示部80は、液晶パネルの一部によって構成され、温度変化が生じたときに、温度変化を表す文字や図形からなる警報を表示する。作業者は、視覚により警報を認識して、適切な対応をとることができる。
If the temperature sensor 78 capable of measuring the temperature of the atmosphere is provided, it is possible to notify the worker of changes in the temperature of the atmosphere, and the worker can take appropriate measures. Therefore, in this embodiment, the mobile PC 22 includes an alarm display unit 80 and an alarm sound output unit 82 as alarm means (alarm device) for notifying an operator of a temperature change.
The alarm display unit 80 is constituted by a part of the liquid crystal panel, and displays an alarm composed of characters and figures representing the temperature change when the temperature change occurs. The worker can recognize the alarm visually and take an appropriate response.
警報音出力部82は、スピーカによって構成され、温度変化が生じたときに、温度変化を表す警報音を出力する。作業者は、聴覚により警報を認識して、適切な対応をとることができる。
なお、警報手段は、スケール75を用いて超音波の音速を測定し、測定した音速を用いて位置座標を演算している場合、音速の測定のときに比べて温度が±2℃以上変化したときに、警報を出力するのが好ましい。つまり、警報手段は、温度が許容範囲から外れたときに警報を出力するのが好ましい。また、温度センサ78は、雰囲気の温度を測定可能であればどこに設置されていてもよく、例えば、インターフェース20に固定される。
The alarm sound output unit 82 is constituted by a speaker, and outputs an alarm sound indicating a temperature change when a temperature change occurs. The worker can recognize the alarm by hearing and take an appropriate action.
Note that when the alarm means measures the sound speed of the ultrasonic wave using the scale 75 and calculates the position coordinates using the measured sound speed, the temperature has changed by ± 2 ° C. or more compared to the measurement of the sound speed. Sometimes it is preferable to output an alarm. That is, it is preferable that the alarm unit outputs an alarm when the temperature is out of the allowable range. Further, the temperature sensor 78 may be installed anywhere as long as the temperature of the atmosphere can be measured. For example, the temperature sensor 78 is fixed to the interface 20.
ただし、警報を出力するか否かを判定するための温度変化の許容値は2℃に限定されることはなく、位置測定に求められる測定精度に応じて変更してもよい。この場合、作業者が温度変化の許容値をモバイルPC22に手入力してもよく、或いは、作業者が、位置測定に求められる測定精度をモバイルPC22に手入力し、演算部60が入力された測定精度に基づいて温度変化の許容値を演算して求めてもよい。 However, the allowable value of the temperature change for determining whether to output an alarm is not limited to 2 ° C., and may be changed according to the measurement accuracy required for position measurement. In this case, the operator may manually input the allowable temperature change value into the mobile PC 22, or the operator may manually input the measurement accuracy required for position measurement into the mobile PC 22, and the calculation unit 60 may be input. You may obtain | require by calculating the allowable value of a temperature change based on measurement accuracy.
また、一つ以上の他の実施形態と組み合わせ可能な一実施形態のボイラ管の肉厚検査システムでは、温度センサ78を備えている場合、演算部60は、雰囲気温度の変化による音速変化を考慮して、肉厚測定位置の位置座標を演算するようにしてもよい。音速vは、比熱比κ、気体常数R、温度T、及び、分子量Mを用いて、次式:
v=(κRT/M)^0.5・・・(1)
により表すことができる。この式(1)を用いて、音速vを随時補正することにより、位置測定の測定精度を向上させることができる。
In addition, in the boiler tube thickness inspection system of one embodiment that can be combined with one or more other embodiments, when the temperature sensor 78 is provided, the calculation unit 60 considers the change in sound velocity due to the change in ambient temperature. Then, the position coordinates of the thickness measurement position may be calculated. The speed of sound v is expressed by the following formula using specific heat ratio κ, gas constant R, temperature T, and molecular weight M:
v = (κRT / M) ^ 0.5 (1)
Can be represented by By using this formula (1) and correcting the sound velocity v as needed, the measurement accuracy of position measurement can be improved.
また、一つ以上の他の実施形態と組み合わせ可能な一実施形態のボイラ管の肉厚検査システムでは、演算部60が、位置座標の測定結果のばらつきを演算してもよい。そして、警報手段が、ばらつきが大きくなった場合に、警報を出力してもよく、即ち、ばらつきが許容範囲から外れたときに、警報を出力するようにしてもよい。ばらつきの大きさの判定は、実際の肉厚測定位置が同じであるときの位置測定結果のばらつきの最大値や、標準偏差が、所定の最大許容値を超えたか否かを判定することによって行うことができる。 In the boiler tube thickness inspection system of one embodiment that can be combined with one or more other embodiments, the calculation unit 60 may calculate the variation in the measurement result of the position coordinates. The alarm means may output an alarm when the variation becomes large, that is, an alarm may be output when the variation is out of the allowable range. The size of the variation is determined by determining whether the maximum value of the variation in the position measurement result when the actual thickness measurement position is the same or whether the standard deviation exceeds a predetermined maximum allowable value. be able to.
ばらつきの最大値Dmaxは、直近の一定時間内のN回の位置座標の測定結果を(xi,yi)とすると(ただし、i=1〜N)、次式:
Dmax=MAX[MAX(xi−xm),MAX(yi−ym)]・・・(2)
(ただし、i=1〜Nであり、xm及びymは、それぞれxi及びyiの平均値である。)
によって表される。ばらつきの最大値Dmaxが所定の最大許容値Dtを超えたことは、警報表示部80や警報音出力部82を用いることによって、作業者に知らせることができる。
The maximum value Dmax of the variation is expressed by the following equation, where (xi, yi) is the measurement result of N position coordinates within the latest fixed time (where i = 1 to N):
Dmax = MAX [MAX (xi-xm), MAX (yi-ym)] (2)
(However, i = 1 to N, and xm and ym are average values of xi and yi, respectively.)
Represented by By using the alarm display unit 80 or the alarm sound output unit 82, it is possible to notify the operator that the maximum variation value Dmax exceeds the predetermined maximum allowable value Dt.
ばらつきの標準偏差σは、次式:
従って、作業者は、ばらつきの最大値Dmaxや標準偏差σが最大許容値Dt,σtを超えたことを速やかに認識することができ、肉厚の測定作業を一時的に中止したり、第1超音波送信器46及び第2超音波送信器48の出力を上げる等の適切な対応をとることができる。
なお、Nの値は適当に設定することができる。例えば、Nを15に設定する場合、同一の位置で位置測定を1/30秒間隔で15回行い、15回の位置測定でばらつきの最大値Dmaxや標準偏差σを求めることができる。
The standard deviation σ of the variation is
Therefore, the operator can quickly recognize that the maximum value Dmax and the standard deviation σ of the variation exceed the maximum allowable values Dt and σt, and temporarily stop the wall thickness measurement work, Appropriate measures such as increasing the outputs of the ultrasonic transmitter 46 and the second ultrasonic transmitter 48 can be taken.
Note that the value of N can be set appropriately. For example, when N is set to 15, position measurement is performed 15 times at 1/30 second intervals at the same position, and the maximum value Dmax and standard deviation σ of variation can be obtained by 15 position measurements.
また、一つ以上の他の実施形態と組み合わせ可能な一実施形態のボイラ管の肉厚検査システムは、過去に行った肉厚測定結果と、今回の肉厚測定結果とを比較し、肉厚が増大する等、肉厚測定結果に異常が見つかった場合に、警報表示部80や警報音出力部82を用いて警報を発し、作業者に異常を知らせるように構成されていてもよい。なおそのために、過去に行った肉厚測定結果が、記憶部64に予め記憶させられる。
この構成によれば、作業者は、肉厚測定結果の異常を速やかに把握することができ、適切な対応をとることができる。
In addition, the boiler wall thickness inspection system of one embodiment that can be combined with one or more other embodiments compares the wall thickness measurement results performed in the past with the wall thickness measurement results this time, When an abnormality is found in the wall thickness measurement result, such as an increase, the alarm display unit 80 or the alarm sound output unit 82 may be used to issue an alarm to notify the operator of the abnormality. For this purpose, the thickness measurement results performed in the past are stored in the storage unit 64 in advance.
According to this configuration, the operator can quickly grasp the abnormality of the wall thickness measurement result and can take an appropriate response.
また、一つ以上の他の実施形態と組み合わせ可能な一実施形態のボイラ管の肉厚検査システムは、肉厚測定結果を予め設定された許容値と比較し、肉厚測定結果が許容値を下回ったときに、即ち許容範囲から外れたときに、警報表示部80や警報音出力部82を用いて警報を発し、作業者に異常を知らせるように構成されていてもよい。
この構成によれば、作業者は、肉厚測定の測定点が多くても、肉厚が薄い箇所を速やかに認識することができる。
In addition, the boiler tube thickness inspection system of one embodiment that can be combined with one or more other embodiments compares the wall thickness measurement result with a preset allowable value, and the wall thickness measurement result indicates the allowable value. The alarm display unit 80 or the alarm sound output unit 82 may be used to issue an alarm when it falls below the permissible range, thereby notifying the operator of the abnormality.
According to this structure, even if there are many measurement points of thickness measurement, the operator can recognize quickly the location where thickness is thin.
なお、肉厚測定結果と予め設定された許容値との間で大小を比較する以外に、減肉量と減肉量の許容値との間で大小を比較し、減肉量が許容値を上回ったときに、警報を発するようにしてもよい。或いは、減肉量を減肉量の許容値で割って得られる割合と、該割合の許容値との間で大小を比較し、該割合が許容値を超えたときに、警報を発するようにしてもよい。このような構成によれば、減肉量の許容値が場所によって異なるときでも、減肉量の許容値に応じて、的確に警報を発することができる。 In addition to comparing the size between the wall thickness measurement result and the preset allowable value, the size is compared between the thinning amount and the allowable value of the thinning amount, and the thinning amount exceeds the allowable value. An alarm may be issued when the number is exceeded. Alternatively, the ratio obtained by dividing the thinning amount by the allowable value of the thinning amount is compared with the allowable value of the ratio, and an alarm is issued when the ratio exceeds the allowable value. May be. According to such a configuration, even when the allowable value of the thinning amount varies depending on the location, an alarm can be accurately issued according to the allowable value of the thinning amount.
また、一つ以上の他の実施形態と組み合わせ可能な一実施形態のボイラ管の肉厚検査システムには、図19に示したように、位置座標取込ボタン84が設けられていてもよい。位置座標取込ボタン84は、モバイルPC22のモニタの一部によって構成され、位置座標取込ボタン84を押すことにより、位置座標表示部62に表示されている肉厚測定位置の位置座標が、肉厚取込ボタン44を押すことによって肉厚計測制御器18から送信された肉厚の測定値と対応付けて、記憶部64に記憶される。 Moreover, as shown in FIG. 19, the position coordinate taking-in button 84 may be provided in the boiler pipe thickness inspection system of one embodiment that can be combined with one or more other embodiments. The position coordinate capture button 84 is configured by a part of the monitor of the mobile PC 22, and when the position coordinate capture button 84 is pressed, the position coordinate of the thickness measurement position displayed on the position coordinate display unit 62 is When the thickness take-in button 44 is pressed, it is stored in the storage unit 64 in association with the measured thickness value transmitted from the thickness measurement controller 18.
この構成では、肉厚の測定値と、位置座標の測定値とを同時に取り込まなくてもよく、肉厚の測定と位置座標の測定を、時間及び場所をずらして別々に行うことができる。例えば、図20に示すように、ボイラ管12の薄肉部がボイラ壁の垂線に対し傾きθだけ傾いた位置にあるとする。このような場合でも、図20に一点鎖線で示すように、肉厚計探触子26の軸線が、ボイラ壁に直交するように可搬ユニット16が配置された状態(立てた状態)で、位置測定を行なうことができる。 In this configuration, it is not necessary to simultaneously acquire the measurement value of the wall thickness and the measurement value of the position coordinate, and the measurement of the wall thickness and the measurement of the position coordinate can be performed separately while shifting the time and place. For example, as shown in FIG. 20, it is assumed that the thin portion of the boiler tube 12 is at a position inclined by an inclination θ with respect to the normal of the boiler wall. Even in such a case, as shown by a one-dot chain line in FIG. 20, the portable unit 16 is arranged (in a standing state) so that the axis of the thickness gauge probe 26 is orthogonal to the boiler wall. Position measurement can be performed.
このように、可搬ユニット16を立てた状態で位置測定を行うことにより、ボイラ管12の幅方向中央で位置測定を行うことができる。このような位置測定によれば、肉厚測定位置について、ボイラ管12における周方向位置の情報までは得ることはできないが、角度センサ32の機能を用いなくても、ボイラ管12同士を確実に区別することができる。
この場合、角度センサ32により測定された傾きθを考慮して位置座標を演算するモードと、角度センサ32により測定された傾きθを考慮せずに位置座標を演算するモードの両方を実行可能にモバイルPCを構成し、作業者が何れかのモードを選択して実行可能にしておいてもよい。更に、モバイルPC22は、位置座標を作業者が手入力するモードも選択的に実行可能に構成されていてもよい。
なお、この場合、肉厚測定と位置測定の順番は、どちらが先であってもよい。つまり、肉厚測定で薄肉部を見つけてから位置測定を行っても、位置測定を行ってから肉厚測定を行って薄肉部を見つけてもどちらでもよい。
Thus, position measurement can be performed at the center in the width direction of the boiler tube 12 by performing position measurement in the state where the portable unit 16 is erected. According to such position measurement, it is impossible to obtain information on the circumferential position in the boiler tube 12 for the wall thickness measurement position, but the boiler tubes 12 can be reliably connected without using the function of the angle sensor 32. Can be distinguished.
In this case, both a mode for calculating the position coordinates in consideration of the inclination θ measured by the angle sensor 32 and a mode for calculating the position coordinates without considering the inclination θ measured by the angle sensor 32 can be executed. The mobile PC may be configured so that the operator can select any mode and execute it. Furthermore, the mobile PC 22 may be configured to selectively execute a mode in which an operator manually inputs position coordinates.
In this case, either the thickness measurement or the position measurement may be performed first. That is, the position measurement may be performed after finding the thin portion by the thickness measurement, or the thin portion may be found by performing the thickness measurement after the position measurement.
また、上述した実施形態では、ボイラ壁の各測定区画74に1つマーカ72が設けられていたが、複数の測定区画74に対し1つのみマーカ72を設けるようにしてもよい。この場合、最初に、マーカ72に対して固定ユニット24を位置決めして、このマーカ72を含む測定区画74内で、可搬ユニット16を移動させて肉厚測定を行う。それから、この肉厚測定の間に位置座標を測定した肉厚測定位置のうち一つに、目印を付けて暫定マーカ86を作成する。 In the above-described embodiment, one marker 72 is provided for each measurement section 74 of the boiler wall. However, only one marker 72 may be provided for a plurality of measurement sections 74. In this case, first, the fixed unit 24 is positioned with respect to the marker 72, and the portable unit 16 is moved in the measurement section 74 including the marker 72 to measure the thickness. Then, a temporary marker 86 is created with a mark at one of the thickness measurement positions where the position coordinates are measured during the thickness measurement.
そして、マーカ72を含む測定区画74内の肉厚測定が終了した後、図22に示すように、暫定マーカ86に対して固定ユニット24を位置決めする。そして、暫定マーカ86を含む新しい測定区画74内で肉厚測定を行い、先と同様に他の暫定マーカ86を作成する。これを繰り返すことによって、マーカ72が一つであっても、複数の測定区画74について位置測定を行うことができる。マーカ72の数を減らすことができれば、マーカ72を予め設ける作業を減らすことができ、肉厚測定に要する時間を短縮することができる。 Then, after the thickness measurement in the measurement section 74 including the marker 72 is completed, the fixed unit 24 is positioned with respect to the temporary marker 86 as shown in FIG. Then, the wall thickness is measured in the new measurement section 74 including the temporary marker 86, and another temporary marker 86 is created in the same manner as described above. By repeating this, even if there is one marker 72, position measurement can be performed for a plurality of measurement sections 74. If the number of markers 72 can be reduced, the work of providing the markers 72 in advance can be reduced, and the time required for thickness measurement can be shortened.
また、上述した実施形態では、可搬ユニット16がアダプタ34を有していたが、一つ以上の他の実施形態と組み合わせ可能な一実施形態のボイラ管の肉厚検査システムは、図23及び図24に示すようなアダプタ88を有していてもよい。アダプタ88は、外径の異なる複数種類の肉厚計探触子26に対応可能である。具体的には、アダプタ88は、貫通孔90を有するブロック92と、ブロック92を貫通して貫通孔90内に突出する螺子94と、ブロック92に超音波受信器28及び赤外線受信器30を取り付けるための取付板95とからなる。アダプタ88は、螺子94の先端と貫通孔90の壁面が肉厚計探触子26を挟むことによって、肉厚計探触子26に固定される。
なお、ブロック92及び取付板95は金属や樹脂からなり、ブロック92の一部に、超音波受信器28及び赤外線受信器30を取り付けるための取付部が一体に設けられていてもよい。
In the embodiment described above, the portable unit 16 has the adapter 34. However, the boiler pipe thickness inspection system according to one embodiment that can be combined with one or more other embodiments is shown in FIG. You may have the adapter 88 as shown in FIG. The adapter 88 is compatible with a plurality of types of thickness gauge probes 26 having different outer diameters. Specifically, the adapter 88 has a block 92 having a through hole 90, a screw 94 that passes through the block 92 and protrudes into the through hole 90, and the ultrasonic receiver 28 and the infrared receiver 30 are attached to the block 92. Mounting plate 95. The adapter 88 is fixed to the thickness gauge probe 26 by the tip of the screw 94 and the wall surface of the through hole 90 sandwiching the thickness gauge probe 26.
The block 92 and the mounting plate 95 are made of metal or resin, and a mounting portion for mounting the ultrasonic receiver 28 and the infrared receiver 30 may be integrally provided in a part of the block 92.
そして、本実施形態では、貫通孔90の壁面の一部が、貫通孔90の軸線方向に延びるV字形状の溝96を構成している。螺子94は、貫通孔90の径方向にて、螺子94の先端が溝96のV字の頂点と対向するように配置されている。
この構成では、貫通孔90の中心と肉厚計探触子の中心との間の距離Dcを予め把握することができ、距離Dcを考慮して、肉厚測定位置の位置座標を演算により求めることができる。そして、この構成では、アダプタ88を介して、複数種類の肉厚計探触子26に対して超音波受信器28及び赤外線受信器30を取り付けることができる。このため、作業者は、肉厚計探触子26を変えるたびにアダプタ88を交換する必要が無く、効率的に作業を行うことができる。
In this embodiment, a part of the wall surface of the through hole 90 constitutes a V-shaped groove 96 extending in the axial direction of the through hole 90. The screw 94 is disposed so that the tip of the screw 94 faces the V-shaped apex of the groove 96 in the radial direction of the through hole 90.
In this configuration, the distance Dc between the center of the through hole 90 and the center of the thickness gauge probe can be grasped in advance, and the position coordinates of the thickness measurement position are obtained by calculation in consideration of the distance Dc. be able to. In this configuration, the ultrasonic receiver 28 and the infrared receiver 30 can be attached to a plurality of types of thickness gauge probes 26 via the adapter 88. For this reason, the operator does not need to replace the adapter 88 every time the thickness gauge probe 26 is changed, and can work efficiently.
また、一つ以上の他の実施形態と組み合わせ可能な一実施形態のボイラ管の肉厚検査システムは、図25に示すように、位置測定可能範囲を表示する位置測定可能範囲表示ユニット(以下、範囲表示ユニットともいう)98を更に有していてもよい。
範囲表示ユニット98は、それぞれ固定ユニット24に取り付けられるニア側境界表示器100とファー側境界表示器102とを有する。ニア側境界表示器100及びファー側境界表示器102は、それぞれ、例えば、複数の発光素子を列状に配列したアレイからなる。
In addition, as shown in FIG. 25, a boiler tube thickness inspection system that can be combined with one or more other embodiments includes a position-measurable range display unit (hereinafter, referred to as a position-measurable range display unit) that displays a position-measurable range. 98 (also referred to as a range display unit).
The range display unit 98 includes a near-side boundary indicator 100 and a far-side boundary indicator 102 attached to the fixed unit 24, respectively. Each of the near-side boundary indicator 100 and the far-side boundary indicator 102 includes, for example, an array in which a plurality of light emitting elements are arranged in a row.
ニア側境界表示器100は、図26に示すように、ボイラ壁の壁面上に、支持レール54と平行な輝線からなるニア側境界線104を表示可能である。ニア側境界線104よりも固定ユニット24側の領域は位置測定不能領域である。
また、ファー側境界表示器102は、ボイラ壁の壁面上に、支持レール54と平行な輝線からなるファー側境界線106を表示可能である。ファー側境界線106は、固定ユニット24に対し、ニア側境界線104よりも遠くに位置し、ファー側境界線106よりも更に遠くの領域は、位置測定不能領域である。
As shown in FIG. 26, the near-side boundary indicator 100 can display a near-side boundary line 104 composed of bright lines parallel to the support rail 54 on the wall surface of the boiler wall. An area closer to the fixed unit 24 than the near-side boundary line 104 is a position measurement impossible area.
Further, the fur-side boundary indicator 102 can display a fur-side boundary line 106 formed of bright lines parallel to the support rail 54 on the wall surface of the boiler wall. The far-side boundary line 106 is located farther than the near-side boundary line 104 with respect to the fixed unit 24, and an area farther than the far-side boundary line 106 is a position measurement impossible area.
作業者は、ニア側境界線104及びファー側境界線106を視認することができ、ニア側境界線104及びファー側境界線106の間の位置測定可能領域で肉厚測定を行うことができる。このため、肉厚測定に対応して、必ず位置測定を行うことができる。 The operator can visually recognize the near side boundary line 104 and the far side boundary line 106, and can perform the thickness measurement in a position measurable region between the near side boundary line 104 and the far side boundary line 106. For this reason, position measurement can always be performed corresponding to the thickness measurement.
また、上述した実施形態のボイラ管の肉厚検査システムは、第1超音波送信器46及び第2超音波送信器48と、超音波受信器28との間で同期をとるための同期手段として、赤外線送信器50と赤外線受信器30を備えていたが、一つ以上の他の実施形態と組み合わせ可能な一実施形態のボイラ管の肉厚検査システムは、同期信号のキャリアとして赤外線以外の媒体を用いてもよく、電波や電気信号を用いて同期をとってもよい。 Moreover, the thickness inspection system for the boiler tube according to the above-described embodiment serves as a synchronization unit for synchronizing the first ultrasonic transmitter 46 and the second ultrasonic transmitter 48 with the ultrasonic receiver 28. The boiler tube thickness inspection system according to one embodiment, which includes the infrared transmitter 50 and the infrared receiver 30 but can be combined with one or more other embodiments, is a medium other than infrared as a carrier for a synchronization signal. May be used, and synchronization may be achieved using radio waves or electrical signals.
例えば、図27に示したように、固定ユニット24に電波送信器108及び電気信号送信器110を設け、可搬ユニット16に電波受信器112及び電気信号受信器114を設けてもよい。この場合、赤外線送信器50と赤外線受信器30との間で赤外線の同期信号を送受信することにより同期をとることができるほか、電波送信器108と電波受信器112との間で電波の同期信号を送受信することにより同期をとることができ、電気信号送信器110と電気信号受信器114との間で電気信号の同期信号を送受信することにより同期をとることができる。 For example, as shown in FIG. 27, the fixed unit 24 may be provided with the radio wave transmitter 108 and the electric signal transmitter 110, and the portable unit 16 may be provided with the radio wave receiver 112 and the electric signal receiver 114. In this case, synchronization can be achieved by transmitting and receiving an infrared synchronization signal between the infrared transmitter 50 and the infrared receiver 30, and a radio wave synchronization signal between the radio wave transmitter 108 and the radio wave receiver 112. Can be synchronized by transmitting and receiving, and synchronization can be achieved by transmitting and receiving an electrical signal synchronization signal between the electrical signal transmitter 110 and the electrical signal receiver 114.
そして、この構成では、同期手段を使い分けるために、例えば固定ユニット24に、同期手段切替器116、同期手段自動選択器118及び同期手段選択スイッチ120を設けてもよい。同期手段切替器116は、例えばリレー等によって構成され、赤外線送信器50、電波送信器108及び電気信号送信器110の何れかをオンにし、残りをオフにする機能を有する。 In this configuration, in order to use different synchronization means, for example, the fixed unit 24 may be provided with a synchronization means switch 116, a synchronization means automatic selector 118, and a synchronization means selection switch 120. The synchronization means switch 116 is constituted by, for example, a relay or the like, and has a function of turning on any of the infrared transmitter 50, the radio wave transmitter 108, and the electric signal transmitter 110 and turning off the rest.
同期手段自動選択器118は、例えばマイクロコンピュータ等によって構成され、状況に応じて最適な同期手段を選択し、同期手段切替器116を介して、選択した同期手段をオンにする。
例えば、同期手段自動選択器118は、赤外線送信器50及び赤外線受信器30で同期をとれないときに、電波送信器108を選択してオンにし、電波送信器108及び電波受信器112で同期をとれないときに、電気信号送信器110をオンにするように構成される。
The synchronization means automatic selector 118 is constituted by, for example, a microcomputer or the like, selects an optimum synchronization means according to the situation, and turns on the selected synchronization means via the synchronization means switch 116.
For example, the synchronization means automatic selector 118 selects and turns on the radio wave transmitter 108 when the infrared transmitter 50 and the infrared receiver 30 cannot synchronize, and synchronizes with the radio wave transmitter 108 and the radio wave receiver 112. When not available, the electrical signal transmitter 110 is configured to be turned on.
同期手段選択スイッチ120は、作業者が手動で同期手段を選択するためのスイッチである。同期手段選択スイッチ120は、例えば、自動選択、赤外線、電波及び電気信号の4つの位置を有し、同期手段選択スイッチ120が自動選択に設定されると、同期手段自動選択器118が自動的に同期手段を選択する。一方、同期手段選択スイッチ120が、赤外線、電波及び電気信号の何れかの位置に設定されると、これに対応して赤外線送信器50、電波送信器108及び電気信号送信器110の何れかがオンにされる。 The synchronization means selection switch 120 is a switch for the operator to manually select the synchronization means. The synchronization means selection switch 120 has, for example, four positions of automatic selection, infrared, radio wave, and electrical signal. When the synchronization means selection switch 120 is set to automatic selection, the synchronization means automatic selector 118 is automatically set. Select a synchronization means. On the other hand, when the synchronization means selection switch 120 is set to any position of infrared rays, radio waves, and electrical signals, any one of the infrared transmitter 50, the radio wave transmitter 108, and the electrical signal transmitter 110 correspondingly corresponds thereto. Turned on.
なお、電気信号送信器110と電気信号受信器114は、通信ケーブルで接続される必要があり、通信ケーブルが接続されたことを検知したときに、他の同期手段に対し優先して、電気信号送信器110が自動的にオンになるように構成されていてもよい。 The electric signal transmitter 110 and the electric signal receiver 114 need to be connected by a communication cable. When it is detected that the communication cable is connected, the electric signal is given priority over other synchronization means. The transmitter 110 may be configured to turn on automatically.
この構成によれば、同期手段自動選択器118が、第1超音波送信器46及び第2超音波送信器48と超音波受信器28との間で同期をとるための最適な同期手段を自動的に選択する。このため、作業者が同期手段を意識しなくても、安定して同期をとることができる。この結果、作業者は同期手段の設定に煩わされることなく、作業を効率的に進めることができる。 According to this configuration, the automatic synchronization means selector 118 automatically selects the optimal synchronization means for synchronizing the first ultrasonic transmitter 46 and the second ultrasonic transmitter 48 and the ultrasonic receiver 28. To choose. For this reason, even if an operator is not conscious of the synchronization means, synchronization can be stably achieved. As a result, the worker can proceed with work efficiently without being bothered by the setting of the synchronization means.
また、この構成によれば、同期手段として、赤外線又は電波を選択することにより、固定ユニット24と可搬ユニット16との間を接続する通信ケーブルを無くすことができる。ボイラ管12の肉厚を検査する場合、作業者は、防護服、防塵マスク、および手袋などを着用しており、目配りも動きも悪いため、通信ケーブルが有ると、誤って通信ケーブルに引っ掛かって通信ケーブルが断線したり、固定ユニット24を引っ張って壊してしまう虞がある。
この構成では、通信ケーブルを無くすことで、作業員が、通信ケーブルや固定ユニット24に注意を払うことなく行動でき、通信ケーブルに引っ掛かって固定ユニット24を壊す可能性を無くすことができる。
Moreover, according to this structure, the communication cable which connects between the fixed unit 24 and the portable unit 16 can be eliminated by selecting infrared rays or a radio wave as a synchronization means. When inspecting the thickness of the boiler tube 12, the operator wears protective clothing, dust masks, gloves, etc., and has poor eyesight and movement, so if there is a communication cable, it will be accidentally caught on the communication cable. There is a possibility that the communication cable is broken or the fixing unit 24 is pulled and broken.
In this configuration, by eliminating the communication cable, an operator can act without paying attention to the communication cable and the fixed unit 24, and the possibility of being caught by the communication cable and breaking the fixed unit 24 can be eliminated.
一方、他の精密機器への影響等を考慮して、ボイラ火炉10の管理規定等により、電波を用いることが禁止されているような場合には、作業者は、同期手段選択スイッチ120を操作することにより、電波以外の同期手段を容易に選択することができる。 On the other hand, if the use of radio waves is prohibited by the management regulations of the boiler furnace 10 in consideration of the influence on other precision equipment, the operator operates the synchronization means selection switch 120. By doing so, it is possible to easily select synchronization means other than radio waves.
また、一つ以上の他の実施形態と組み合わせ可能な一実施形態のボイラ管の肉厚検査システムでは、演算部60は、肉厚の測定結果と位置測定の測定結果に基づいて、次に肉厚測定すべき位置(測定候補位置)を作業者に指示するナビゲーション機能(誘導機能)を有していてもよい。つまり、演算部60は、測定候補位置を決定する測定候補位置決定部を構成していてもよい。 Further, in the boiler pipe thickness inspection system of one embodiment that can be combined with one or more other embodiments, the calculation unit 60 next performs the thickness measurement based on the measurement result of the thickness and the measurement result of the position measurement. You may have the navigation function (guidance | derivation function) which instruct | indicates to a worker the position (measurement candidate position) which should measure thickness. That is, the calculation unit 60 may constitute a measurement candidate position determination unit that determines a measurement candidate position.
例えば、薄肉部を1箇所発見したときに、薄肉部を補修するため、薄肉部の形状や広がりを調査する必要がある。このような調査を行う場合、薄肉部の形状や広がりを予想しながら、肉厚の変化量の大きい領域では測定間隔を狭くし、肉厚の変化量が小さい領域では測定間隔を広くすることにより、少ない測定数で薄肉部の形状や広がりを正確に調査することができる。
ベテランの作業者であれば、薄肉部の形状や広がりを的確に予想できるので、少ない測定数で薄肉部の形状や広がりを調査することができるが、経験の浅い作業者の場合、薄肉部の形状や広がりをベテラン作業者のように的確に予想できず、測定点数が多くなり、調査に時間を要してしまう。
For example, when one thin part is found, it is necessary to investigate the shape and spread of the thin part in order to repair the thin part. When conducting such an investigation, while predicting the shape and spread of the thin-walled part, narrow the measurement interval in a region where the change in thickness is large, and widen the measurement interval in a region where the change in thickness is small. Therefore, the shape and spread of the thin wall portion can be accurately investigated with a small number of measurements.
If you are an experienced worker, you can accurately predict the shape and spread of the thin-walled part, so you can investigate the shape and spread of the thin-walled part with a small number of measurements, but if you are an inexperienced worker, The shape and spread cannot be accurately predicted as experienced workers, the number of measurement points increases, and the investigation takes time.
そこで、ナビゲーション機能により、次に肉厚測定すべき位置を作業者に指示することで、経験の浅い作業者であっても、短時間で調査を終了することができる。
例えば、ボイラ管12の軸線と平行な方向にX軸を設定し、ボイラ管12の軸線と直交するボイラ管12の配列方向にY軸を設定する。そして、図28に示すように、X軸方向の間隔がΔxで、Y軸方向の間隔がΔyで、複数の測定位置Pmn(ただし、m,nは整数とする)にて、XY面内で格子状に肉厚測定を行っているとする。
Therefore, by instructing the worker on the position where the wall thickness is to be measured next by the navigation function, even an inexperienced worker can complete the survey in a short time.
For example, the X axis is set in a direction parallel to the axis of the boiler tube 12, and the Y axis is set in the arrangement direction of the boiler tubes 12 orthogonal to the axis of the boiler tube 12. As shown in FIG. 28, the interval in the X-axis direction is Δx, the interval in the Y-axis direction is Δy, and a plurality of measurement positions Pmn (where m and n are integers) within the XY plane. Assume that wall thickness measurement is performed in a grid pattern.
ここで、X軸方向に関して、測定位置Pij(xi,yj)(ただし、i,jは任意の整数とする)での肉厚Tijと、位置P(i+1)j(xi+1,yj)での肉厚T(i+1)jの差Δtが、予め設定された閾値Δtthを超えた場合、演算部60は、位置Pij(xi,yj)と位置P(i+1)j(xi+1,yj)との中間の肉厚追加測定位置(測定候補位置)Pa1で、追加の肉厚測定を作業者に指示する。追加肉厚測定位置Pa1と測定済みの測定位置Pij(xi,yj)の間隔は、例えば、測定済みの間隔Δxの半分に設定される。
なお、作業者への追加測定位置Pa1での肉厚測定の指示は、例えば、ボイラ壁の画像、設計図、又は、コンター図上に、カーソル等のインジケータを表示することによって行うことができる。
Here, with respect to the X-axis direction, the thickness Tij at the measurement position Pij (xi, yj) (where i and j are arbitrary integers) and the thickness at the position P (i + 1) j (xi + 1, yj). When the difference Δt in the thickness T (i + 1) j exceeds a preset threshold value Δtth, the calculation unit 60 is an intermediate between the position Pij (xi, yj) and the position P (i + 1) j (xi + 1, yj). The operator is instructed to perform additional thickness measurement at the additional thickness measurement position (measurement candidate position) Pa1. The interval between the additional thickness measurement position Pa1 and the measured measurement position Pij (xi, yj) is set to, for example, half of the measured distance Δx.
Note that the operator can instruct thickness measurement at the additional measurement position Pa1 by, for example, displaying an indicator such as a cursor on an image of a boiler wall, a design drawing, or a contour drawing.
そして、追加肉厚測定位置Pa1での追加の肉厚測定が行われると、演算部60は、追加肉厚測定位置Pa1での肉厚Ta1と、測定済みの両隣の肉厚Tij,T(i+1)jとの差Δtを更に演算する。例えば、位置Pij(xi,yj)と追加肉厚測定位置Pa1との間で肉厚の差Δtが閾値Δtthを超えていれば、演算部60は、追加肉厚測定位置Pa2での測定を指示する。演算部60は、隣り合う測定位置の肉厚の差Δtが閾値Δtth以下になるまで、追加の肉厚測定を指示する。
ただし、追加測定位置の間隔を測定済みの間隔Δxの半分とする場合、追加肉厚測定位置の最小間隔Δxminを予め設定しておいてもよい。この場合、最小間隔Δxmin以下では追加測定を指示しないようにすることができる。
When the additional thickness measurement is performed at the additional thickness measurement position Pa1, the calculation unit 60 calculates the thickness Ta1 at the additional thickness measurement position Pa1 and the measured thicknesses Tij, T (i + 1) on both sides. ) The difference Δt from j is further calculated. For example, if the difference Δt in the thickness between the position Pij (xi, yj) and the additional thickness measurement position Pa1 exceeds the threshold value Δtth, the calculation unit 60 instructs the measurement at the additional thickness measurement position Pa2. To do. The calculation unit 60 instructs additional thickness measurement until the thickness difference Δt between adjacent measurement positions becomes equal to or less than the threshold value Δtth.
However, when the interval between the additional measurement positions is half of the measured interval Δx, the minimum interval Δxmin between the additional thickness measurement positions may be set in advance. In this case, it is possible not to instruct additional measurement below the minimum interval Δxmin.
Y軸方向についても同様に、測定位置Pij(xi,yj)(ただし、i,jは任意の整数とする)での肉厚Tijと、位置Pi(j+1)(xi,yj+1)での肉厚Ti(j+1)の差Δtが、予め設定された閾値Δtthを超えた場合、演算部60は、位置Pij(xi,yj)と位置Pi(j+1)(xi,yj+1)との中間の肉厚追加測定位置Pa3で、追加の肉厚測定を作業者に指示する。追加肉厚測定位置Pa3と測定済みの測定位置Pij(xi,yj)の間隔は、例えば、測定済みの間隔Δyの半分に設定される。
なお、追加測定位置と測定済みの測定位置との間隔は、測定済みの間隔Δyの半分とするほか、肉厚の差Δtの大きさに応じて決めてもよい。
Similarly in the Y-axis direction, the wall thickness Tij at the measurement position Pij (xi, yj) (where i and j are arbitrary integers) and the wall thickness at the position Pi (j + 1) (xi, yj + 1). When the difference Δt of Ti (j + 1) exceeds a preset threshold value Δtth, the calculation unit 60 adds an intermediate thickness between the position Pij (xi, yj) and the position Pi (j + 1) (xi, yj + 1). The operator is instructed to perform additional thickness measurement at the measurement position Pa3. The interval between the additional thickness measurement position Pa3 and the measured measurement position Pij (xi, yj) is set to, for example, half of the measured distance Δy.
Note that the interval between the additional measurement position and the measured measurement position may be determined according to the magnitude of the thickness difference Δt, in addition to being half the measured interval Δy.
このようなナビゲーション機能によって、作業者は、肉厚の変化が大きい領域で追加の肉厚測定を的確に行って肉厚データを補間し、薄肉部の形状及び広がりを正確に示すコンター図を迅速に作成することができる。 With this navigation function, the operator can accurately perform additional wall thickness measurements in areas with large wall thickness changes and interpolate wall thickness data to quickly create contour diagrams that accurately indicate the shape and extent of thin sections. Can be created.
また、一つ以上の他の実施形態と組み合わせ可能な一実施形態のボイラ管の肉厚検査システムでは、ナビゲーション機能を実行する際に用いる座標系は、直交座標ではなく、図29に示すように、極座標であってもよい。
この場合、図28における直交座標のX軸を極座標のR軸に置き換え、直交座標のY軸を角度θに置き換えればよい。図29のような極座標を用いたナビゲーション機能は、図30に示すように、ボイラ壁にデスラッガ部122のような円形の開口が設けられているときに有効である。
Moreover, in the boiler tube thickness inspection system of one embodiment that can be combined with one or more other embodiments, the coordinate system used when executing the navigation function is not orthogonal coordinates, as shown in FIG. Polar coordinates may be used.
In this case, the X axis of the orthogonal coordinates in FIG. 28 may be replaced with the R axis of the polar coordinates, and the Y axis of the orthogonal coordinates may be replaced with the angle θ. The navigation function using polar coordinates as shown in FIG. 29 is effective when a circular opening such as the deslagger portion 122 is provided in the boiler wall as shown in FIG.
図30は、図29で示したような極座標のナビゲーション機能を利用して、肉厚測定を行った結果を概略的に示すコンター図である。図30を見ればわかるように、ナビゲーション機能を利用すれば、相当数の未測定領域を残しながら、デスラッガ部122周辺の薄肉部の形状及び広がりを正確に把握することができる。
なお、図31は、演算部60が、図30の測定結果における未測定領域に、未測定領域の周辺の肉厚に基づいて適当な値を代入して作成したコンター図である。
FIG. 30 is a contour diagram schematically showing the result of wall thickness measurement using the polar coordinate navigation function as shown in FIG. As can be seen from FIG. 30, by using the navigation function, it is possible to accurately grasp the shape and spread of the thin portion around the deslagger portion 122 while leaving a considerable number of unmeasured regions.
FIG. 31 is a contour diagram created by the calculation unit 60 by substituting an appropriate value for the unmeasured region in the measurement result of FIG. 30 based on the thickness around the unmeasured region.
本発明の少なくとも一実施形態によれば、ボイラ管の肉厚検査位置の測定精度が向上したボイラ管の肉厚検査システム及び肉厚検査方法が提供される。 According to at least one embodiment of the present invention, a boiler tube thickness inspection system and a wall thickness inspection method with improved measurement accuracy of a boiler tube thickness inspection position are provided.
10 ボイラ火炉
12 ボイラ管
14 フラップ
16 可搬ユニット
18 肉厚計測制御器
20 インターフェース
22 モバイルPC
24 固定ユニット
26 肉厚計探触子
28 超音波受信器
30 赤外線受信器
32 角度センサ
34 アダプタ
42 肉厚表示部
44 肉厚取込ボタン
46 第1超音波送信器
48 第2超音波送信器
50 赤外線送信器
52 支持装置
58 測距信号表示部
60 演算部
62 位置座標表示部
64 記憶部
66 コンター図表示部
72 マーカ
74 測定区画
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Boiler furnace 12 Boiler tube 14 Flap 16 Portable unit 18 Wall thickness measurement controller 20 Interface 22 Mobile PC
Reference Signs List 24 Fixed unit 26 Thickness gauge probe 28 Ultrasonic receiver 30 Infrared receiver 32 Angle sensor 34 Adapter 42 Thickness display 44 Thickness take-in button 46 First ultrasonic transmitter 48 Second ultrasonic transmitter 50 Infrared transmitter 52 Support device 58 Ranging signal display unit 60 Calculation unit 62 Position coordinate display unit 64 Storage unit 66 Contour diagram display unit 72 Marker 74 Measurement section
Claims (11)
それぞれ前記測距信号を送信可能な第1超音波送信器及び第2超音波送信器、並びに、前記同期信号を送信可能な同期信号送信器を有する固定ユニットと、
作業者が持ち運び可能であり、前記肉厚計探触子による肉厚の測定結果を表示可能な肉厚表示器と、
前記超音波受信器によって測定された測距信号、及び、前記角度センサによって測定された前記肉厚計探触子の傾きに基づいて、前記肉厚計探触子の位置を演算により求める演算器と、
作業者が持ち運び可能であり、前記演算器によって求められた前記肉厚計探触子の位置を表示可能な位置座標表示器と、
を備えることを特徴とするボイラ管の肉厚検査システム。 Thickness gauge probe for measuring the thickness of a boiler tube constituting a boiler wall, an ultrasonic receiver capable of receiving a ranging signal, a synchronous signal receiver capable of receiving a synchronous signal, and the boiler wall A portable unit having an angle sensor capable of measuring the inclination of the thickness gauge probe with respect to
A fixed unit having a first ultrasonic transmitter and a second ultrasonic transmitter each capable of transmitting the ranging signal, and a synchronization signal transmitter capable of transmitting the synchronization signal;
A thickness indicator that can be carried by an operator and that can display a measurement result of the thickness by the thickness gauge probe;
An arithmetic unit for calculating a position of the thickness gauge probe based on a distance measurement signal measured by the ultrasonic receiver and an inclination of the thickness gauge probe measured by the angle sensor. When,
A position coordinate indicator that can be carried by an operator and can display the position of the thickness gauge probe determined by the computing unit;
A boiler pipe thickness inspection system comprising:
前記ボイラ管の肉厚検査システムは、相対的な位置関係が既知である3つの基準点を有するスケールを更に備える
ことを特徴とする請求項1に記載のボイラ管の肉厚検査システム。 The fixed unit can be attached to the boiler wall, and has a support device capable of supporting the first ultrasonic transmitter, the second ultrasonic transmitter, and the synchronization signal transmitter,
The boiler pipe thickness inspection system according to claim 1, further comprising a scale having three reference points whose relative positional relationships are known.
前記同期信号送信器は、前記同期信号として、赤外線の同期信号を送信する赤外線送信器であり、前記支持装置によって変位可能に支持されている
ことを特徴とする請求項1に記載のボイラ管の肉厚検査システム。 The fixed unit can be attached to the boiler wall, and has a support device capable of supporting the first ultrasonic transmitter, the second ultrasonic transmitter, and the synchronization signal transmitter,
2. The boiler tube according to claim 1, wherein the synchronization signal transmitter is an infrared transmitter that transmits an infrared synchronization signal as the synchronization signal, and is supported to be displaceable by the support device. Wall thickness inspection system.
前記第1超音波送信器と前記第2超音波送信器の間隔が可変である
ことを特徴とする請求項1に記載のボイラ管の肉厚検査システム。 The fixed unit can be attached to the boiler wall, and has a support device capable of supporting the first ultrasonic transmitter, the second ultrasonic transmitter, and the synchronization signal transmitter,
The boiler pipe wall thickness inspection system according to claim 1, wherein an interval between the first ultrasonic transmitter and the second ultrasonic transmitter is variable.
第1超音波送信器及び前記第2超音波送信器は、前記支持装置及び前記ボイラ壁の何れにも取付可能である
ことを特徴とする請求項1に記載のボイラ管の肉厚検査システム。 The fixed unit can be attached to the boiler wall, and has a support device capable of supporting the first ultrasonic transmitter, the second ultrasonic transmitter, and the synchronization signal transmitter,
The boiler pipe thickness inspection system according to claim 1, wherein the first ultrasonic transmitter and the second ultrasonic transmitter can be attached to either the support device or the boiler wall.
前記温度センサによって測定された温度の変化に基づいて警報を発生可能な警報器と
を更に備える
ことを特徴とする請求項1に記載のボイラ管の肉厚検査システム。 A temperature sensor capable of measuring the temperature of the atmosphere;
The boiler pipe thickness inspection system according to claim 1, further comprising an alarm capable of generating an alarm based on a change in temperature measured by the temperature sensor.
前記演算器は、前記温度センサによって測定された温度を考慮して、前記肉厚計探触子の位置を演算するように構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載のボイラ管の肉厚検査システム。 A temperature sensor that can measure the temperature of the atmosphere is further provided.
2. The boiler pipe according to claim 1, wherein the calculator is configured to calculate a position of the thickness gauge probe in consideration of a temperature measured by the temperature sensor. 3. Wall thickness inspection system.
前記ボイラ壁に取付可能であり、且つ、前記第1超音波送信器、前記第2超音波送信器及び前記同期信号送信器を支持可能な支持装置と、
前記ボイラ壁に設けられた1つの基準点に対し前記支持装置を位置合わせするために用いられる、互いに交差する2つの基準面と
を有することを特徴とする請求項1に記載のボイラ管の肉厚検査システム。 The fixing unit is
A support device that can be attached to the boiler wall and can support the first ultrasonic transmitter, the second ultrasonic transmitter, and the synchronization signal transmitter;
2. The boiler tube according to claim 1, further comprising two reference surfaces intersecting each other, which are used to align the support device with respect to one reference point provided on the boiler wall. Thickness inspection system.
それぞれ前記測距信号を送信可能な第1超音波送信器及び第2超音波送信器、並びに、前記同期信号を送信可能な同期信号送信器を有する固定ユニットと、
作業者が持ち運び可能であり、前記肉厚計探触子による肉厚の測定結果を表示可能な肉厚表示器と、
前記超音波受信器によって測定された測距信号、及び、前記角度センサによって測定された前記肉厚計探触子の傾きに基づいて、前記肉厚計探触子の位置を演算により求める演算器と、
作業者が持ち運び可能であり、前記演算器によって求められた前記肉厚計探触子の位置を表示可能な位置座標表示器と、を備えるボイラ管の肉厚検査システムを用いたボイラ管の肉厚検査方法であって、
相対的な位置関係が既知である少なくとも3つの基準点を有するスケールを用いて、前記第1超音波送信器及び前記第2超音波送信器に対する前記超音波受信器の相対的な配置を決定する配置工程と、
前記配置工程で決定された配置にて、前記第1超音波送信器及び前記第2超音波送信器の各々から前記超音波受信器まで超音波が伝搬するのに要する時間を測定し、前記時間に基づいて前記超音波の速度を演算する音速測定工程と、
を備えることを特徴とするボイラ管の肉厚検査方法。 Thickness gauge probe for measuring the thickness of a boiler tube constituting a boiler wall, an ultrasonic receiver capable of receiving a ranging signal, a synchronous signal receiver capable of receiving a synchronous signal, and the boiler wall A portable unit having an angle sensor capable of measuring the inclination of the thickness gauge probe with respect to
A fixed unit having a first ultrasonic transmitter and a second ultrasonic transmitter each capable of transmitting the ranging signal, and a synchronization signal transmitter capable of transmitting the synchronization signal;
A thickness indicator that can be carried by an operator and that can display a measurement result of the thickness by the thickness gauge probe;
An arithmetic unit for calculating a position of the thickness gauge probe based on a distance measurement signal measured by the ultrasonic receiver and an inclination of the thickness gauge probe measured by the angle sensor. When,
Membrane of a boiler tube using a boiler tube thickness inspection system comprising a position coordinate indicator that can be carried by an operator and can display the position of the thickness gauge probe obtained by the computing unit. A thickness inspection method,
A scale having at least three reference points whose relative positional relationships are known is used to determine a relative arrangement of the ultrasonic receiver with respect to the first ultrasonic transmitter and the second ultrasonic transmitter. The placement process;
Measuring the time required for ultrasonic waves to propagate from each of the first ultrasonic transmitter and the second ultrasonic transmitter to the ultrasonic receiver in the arrangement determined in the arrangement step; A sound velocity measuring step for calculating the velocity of the ultrasonic wave based on
A boiler tube thickness inspection method comprising:
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