JP2534698B2

JP2534698B2 - 管内検査ピグ装置

Info

Publication number: JP2534698B2
Application number: JP62064239A
Authority: JP
Inventors: 政人吉田; 教太鈴木; 友二藤沢
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp; Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
Priority date: 1987-03-20
Filing date: 1987-03-20
Publication date: 1996-09-18
Anticipated expiration: 2011-09-18
Also published as: EP0282687A2; EP0282687B1; JPS63231260A; DE3884242D1; EP0282687A3

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、管の腐蝕状況や管の安全対策等のために利
用する管内検査ピグ装置に係わり、特に人間の侵入しに
くい管内にピグ本体を圧送させて管内の種々の状態を検
査する管内検査ピグ装置に関する。

（従来の技術）従来、この種の管内検査装置には種々の形式のものが
あり、以下、それらの装置について説明する。

（イ）その１つは、頭部をおわん形に形成したピグ本体
の外壁部に接触アームを取付けて管内面に接触させて管
内表面の変形状態を記録し管内径を計測するもの。

（ロ）他の１つは、動力源を持った索引車にバッテリー
車，センサー車，センサー信号を増幅するアンプ車およ
びアンプの出力を記録する記録車等を連結し、長距離油
送管の内部を走行させて管内面を検査するもの。

（ハ）さらに、他の１つは、検査装置に索引線を接続
し、ウインチや人力により索引線を引張りながら管内を
計測するもの。

（ニ）さらに、もう１つの装置は、ピグ本体に内視鏡カ
メラが搭載され、このカメラに信号線を接続することに
より外部で管内の状態をモニタするものがある。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、上記（イ）の検査装置は、接触アームが管内
径の変化に対して円弧状に変移するので測定結果が非線
形となり、また接触部の摩耗，走行速度に対する追従性
が悪く、このため演算処理が難しく正確に管内径を測定
することができない。

また、上記（ロ）の検査装置については、長距離，大
口径管の内面測定には適するものの、管径によっては適
応機種が無いとか、価格的に非常に高いものとなる。

さらに、上記（ハ）の検査装置は、極めて簡便である
が、中・長距離の管内の計測には不向きであり、人手を
要するに作業が煩雑化する。

さらに、上記（ニ）の検査装置は、有線式であるため
に管内壁を管路方向から見た画像であるので、例えば傷
の位置や大きさを具体的に決めることが困難である。

さらに、全般的に言えることは、検査の正確性に欠
け、かつ、管の種々の状態を正確に把握できない問題点
がある。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、人手を介
することなく移動させながら無接触で管路位置に対応す
る管内径および溶接部の有無を検出し、異常箇所，溶接
箇所があれば、回動しながら管内の異常箇所等を含む必
要な管内周囲を撮影することにより、管内の状態を正確
に把握する管内検査ピグ装置を提供することを目的とす
る。

他のもう１つの発明は、人手を会することなく移動さ
せながら無接触で管路位置に対応する管内径および溶接
部の有無を検出し、異常箇所，溶接箇所があれば、ピグ
本体の回転にも拘らず管内の異常箇所等の位置を正確に
把握し、かつ、回動しながら管内の異常箇所等を含む必
要な館内周囲を撮影することにより、管内の状態を正確
に把握する管内検査ピグ装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）本発明による管内検査ピグ装置は、管内を圧送するピ
グ本体と、このピグ本体の外壁部で管の半径方向に向け
て少なくとも一対以上の超音波送・受波器が取付けら
れ、超音波の送・受信時間から管内径を計測する管内径
計測手段と、前記ピグ本体に取付けられた溶接部検出器
と、前記ピグ本体の圧送による移動距離を計測する移動
距離計と、前記ピグ本体の後部に回動可能に突出された
撮影胴体部内に配設され、管内を撮影する撮影装置と、
この撮影装置を常時動作させ、または前記管内径計測手
段によって計測された内径の異常検出時、前記溶接部検
出器による溶接部検出時に前記移動距離計の出力から所
定の移動距離を検出したとき前記撮影装置を動作させる
撮影装置制御手段とを備えたものである。

他のもう１つの発明である管内検査ピグ装置は、管内
を圧送するピグ本体と、このピグ本体の外壁部で管の半
径方向に向けて少なくとも一対以上の超音波送・受波器
が取付けられ、超音波の送・受信時間から管内径を計測
する管内径計測手段と、前記ピグ本体に取付けられた溶
接部検出器と、前記ピグ本体の圧送による移動距離を計
測する移動距離計と、この移動距離計で計測される移動
距離と同期しながら前記ピグ本体の傾斜角を計測する傾
斜角計と、前記ピグ本体の後部に回動可能に突出された
撮影胴体部内に配設され、管内を撮影する撮影装置と、
この撮影装置を常時動作させ、または前記管内径計測手
段によって計測された内径の異常検出時および前記溶接
部検出器による溶接部検出時に前記移動距離計の出力か
ら所定の移動距離を検出したとき前記撮影装置を動作さ
せる撮影装置制御手段とを備えたものである。

（作用）従って、以上のような手段とすることにより、圧力差
でピグ本体が管内を走行するとともに、このピグ本体に
少なくとも一対以上の超音波送・受波器を持った管内径
計測手段によりその超音波の送・受信時間から管内径を
計測することができ、また、ピグ本体の外壁部に溶接部
検出器を設けて管の溶接部を検出することが可能とな
り、しかも、前記管内径計測手段による管内の異常箇所
の検出時または前記溶接部検出器によって管溶接部の検
出時、前記移動距離計でピグ本体の移動距離を計測しな
がら適切な位置で撮影装置を回動させながら異常箇所ま
たは管溶接部を撮影でき、管からピグ本体を取出した後
にピグ本体の移動距離から各管位置における管内径を求
め、かつ、適切に管位置を判断しその撮影像から異常箇
所の状態を判断することができる。また、他のもう１つ
その発明によれば、前記発明と同様の作用を有する他、
傾斜角計を設けてピグ本体の傾斜角を計測することによ
り、ピグ本体が回転しても管内面の異常箇所または管溶
接部の位置を正確に把握できる。

（実施例）以下、本発明の一実施例について第１図ないし第３図
を参照して説明する。第１図は管内に挿入されたピグ本
体の構成を示す断面図、第２図は管内の雰囲気に応じて
管内径の計測データを補正するための説明図、第３図は
本発明装置の電気的な構成を示す概略ブロック図であ
る。第１図において11は管内の種々の状態を計測する計
測装置を搭載してなるピグ本体であって、これは圧力差
を利用して管12の内部を例えば図示イ矢印方向へ移動す
るようになっている。13はピグ本体の頭部に取付けられ
た緩衝体であって、例えばピグ本体11の前方に位置して
管12に急な曲り部がある場合にその曲り部にピグ本体11
の頭部側が接触しても搭載装置等に衝撃を与えない機能
をもっている。14,15はピグ本体11の前後部より外側に
突設させて管12内面に摺接させる受圧用シールカップで
あって、これは軟質性で耐久性のある例えばウレタン等
が使用され、管内面に段差があっても容易にそれを乗り
越しできる機能を有し、かつ、ピグ本体11の上流側と下
流側との間で異なる圧力差を与えたときにその差力を受
圧用シールカップ14,15で受けて管内面を容易に走行さ
せる機能をもっている。17および18は送信トランスジュ
ーザおよび受信トランスジューサであって、これらのト
ランスジューサ17,18はピグ本体11の外壁部で管軸方向
に所定の間隔を有して取付けられ、さらに周方向に必要
に応じて所定の間隔を有して複数対の送信トランスジュ
ーザ17,受信トランスジューサ18および第２図に示す一
対の校正用送信トランスジューサ19および校正用受信ト
ランスジューサ20がそれぞれ取付けられている。そし
て、送信トランスジューサ17から管内面に向けて超音波
21が送波され、その管内面で反射された反射波は受信ト
ランスジューサ18で受信される。なお、校正用送信トラ
ンスジューサ19および校正用受信トランスジューサ20は
トランスジューサ17,18による管内径測定値が管内の温
度、湿度および圧力等の雰囲気で異なってくるので、予
め基準となる距離Ｌを設定し超音波を送波してその時間
を計測して校正用データを取得するものである。22は第
３図で具体的に示す各機能回路の電子部品を組込んだ基
板、23はマイクロコンピュータCPUを使用したデータ処
理部、24は各電子回路等に所要の電圧を供給するバッテ
リである。25はピグ本体11の移動距離を測定する移動距
離計であって、これは例えばピグ本体11の側壁から外側
に突設されその先端部にローラ25aを設けたアーム25b
と、このローラ25aの回転数を検出する回転計25cと、ア
ーム25bを回転可能に支持するピンヒンジ25dと、前記ロ
ーラ25aを管内面に押し付けるためにピグ本体11の突起
部を固定端としてアーム25bを引張るように取付けたス
プリング25eとで構成されている。26はピグ本体11の管
路に対する傾斜角を計測する傾斜角計であって、例えば
回転計26a,この回転計26aから吊下されたアーム26bおよ
びこのアーム26bの先端に設けたおもり26c等から成って
いる。また、ピグ本体11の外周には管12の溶接部27を検
出するために例えば渦流センサ等の溶接部検出器28が設
けられている。

さらに、ピグ本体11の後部には撮影胴体部30が回動可
能に突出されている。すなわち、この胴体部30は、ピグ
本体11に設けた内歯に噛合するピニオンをモータ31で駆
動して回動させる。32は管内の状態を撮影するカメラで
あって、これはフイルムカートリッジ33を持っている。
そして、胴体部30の後面および側面に直視撮影窓34およ
び側視撮影窓35が設けられている。また、カメラ32の前
面側には回転可能なミラー36が設けられ、直視と側視の
切換えができるようになっている。37は焦点合せ機構で
あって、距離を図って合せるものでもよいし、あるいは
オートフオーカスで距離を計って合せるものでもよい
し、またおよそ管径が決まっているので前もって前面焦
点距離と側面焦点距離にリミットスイッチを設置し、モ
ータとリミットスイッチ等により前面直視用と側視用に
焦点距離を切換えれてもよい。38は直視用ストロボ、39
は側視用ストロボ、40はモータ41によって駆動するワイ
パであって、図示されていないがワイパ保護用ストッパ
が設けられている。42は各構成要素31〜41等から成る撮
影装置等に使用するバッテリである。

次に、第３図は本装置の電気的な構成を概略的に示す
構成図である。すなわち、電気的な構成としては、前記
データ処理部23が備えられている。このデータ処理部23
にはマイクロコンピュータ，シーケンスプログラムデー
タを記憶するROM、移動距離計25,傾斜角計26および溶接
部検出器28等でそれぞれ検出したデータおよび管内径計
測データ，更にはそれらの処理データ等を記憶するスタ
ティックRAMまたはデータレコーダ等が設けられてお
り、またタイミング信号および基準クロックを発生する
信号発生部等が設けられている。また、このデータ処理
部23から順次送られてくる送信タミング信号を受けて高
周波信号を出力する送波回路45,…が設けられ、これら
の送波回路45,…から出力された高周波信号はそれぞれ
対応する送信トランスジューサ17…に与えられる。校正
用送信トランスジューサ19にも同様に送波回路46が接続
されている。また、各受信トランスジューサ18…および
校正用受信トランスジューサ20にはそれぞれ受信増幅回
路47…および48が接続され、これらの受信増幅回路47
…,48の出力はデータ処理部23からのタイミング信号を
受けてマルチプレクサ49により順次選択的に取込まれる
様に構成されている。50は送信タイミング信号を受けて
超音波を送波してから受信されるまでの時間を信号線52
から入力される基準クロックを通す比較回路、51は比較
回路50のクロックをカウントするカウンタである。な
お、これらの比較回路50やカウンタ51はデータ処理部23
でソフト的に処理できるものであり、また信号発生部を
データ処理部23の外側に設けてもよい。

次に、以上のように構成された装置の動作を説明す
る。管内部にピグ本体11を挿入した後、受圧用シールカ
ップ14,15の両側に圧力差を生じさせると、ピグ本体11
は移動を開始する。このピグ本体11の移動距離は移動距
離計25によって検出され、逐次データ処理部23のRAMに
記憶される。このとき、データ処理部23から所定の時間
間隔で順次タイミング信号を送波回路45…,46,マルチプ
レクサ49および比較回路50等に与えると、これらの送波
回路45…,46は順次高周波信号を出力して送信トランス
ジューサ17…および校正框送信トランスジューサ19に与
える。そうすると、この送信トランスジューサ17…，か
ら超音波21が管内面に向けて送波され、また校正用送信
トランスジューサ19から水平方向に超音波が送波され
る。この超音波21は管内面で反射されて受信トランスジ
ューサ18…,20で受波され、受信増幅回路47…,48で増幅
されて出力される。このとき、マルチプレクサ49は前記
送信タイミング信号に対応して順次受信増幅回路47…,4
8の出力を切換えながら増幅出力を取り込んで比較回路5
0に供給する。この比較回路50は超音波の送波時から受
信時までの時間の間基準クロックを取込んで出力する。
従って、カウンタ51はその比較回路50の出力パルスを計
数することにより、超音波の送・受信時間，つまりピグ
本体11から管内面までの距離に相当する管内径用計測デ
ータおよび校正用基準距離Ｌに対する基準時間に比例し
た校正データを得ることができる。データ処理部23は逐
次カウンタ51のデータを取り込んで記憶した後、校正デ
ータを用いて演算により管内径を求める。なお、これら
の管内径の演算処理はピグ本体11から取出して外部の大
形コンピュータで演算により求めてもよい。

ところで、このカウンタ51より管内径に関するデータ
を収集してる時に異常なカスント値を示すことがある
が、この場合には移動距離計25の出力から距離を計算し
て所定距離移動したとき、つまりその異常箇所がカメラ
２の撮影距離に到達したタイミングを見計らってデータ
処理部23よりシャッタ駆動信号およびストロボ動作制御
信号を出力しその異常箇所を撮影する。この時、例えば
カメラ32を用いて直視撮影を行う場合にはミラー36を図
示点線の如く位置に設置した後に行う。また、側視撮影
を行う場合にはミラー36を反転させて図示実線位置に設
定した後、前記モータ31に駆動信号を連続的または間欠
的に供給しながら胴体部30を回転させ、かつ、データ処
理部23より間欠的にシャッタ駆動信号およびストロボ動
作制御信号を出力してカメラ32による撮影を行い、その
撮影画像をフイルムカートリッジ33に記録する。

一方、渦流センサ等の溶接部検出器28で管12の溶接部
27を検出した時、溶接部検出器28より溶接部検出信号が
データ処理部23に送出される。ここで、データ処理部23
は溶接部検出信号を受けると、前述と同様に移動距離計
25の出力から移動距離を計測し、予め設定される移動距
離だけピグ本体11を移動させたとき、例えば側視撮影窓
35の真上に溶接部27がきたとき、前述と同じ要領でカメ
ラ32を用いて側視撮影を行う。従って、カメラ32による
撮影動作は内径異常および溶接部検出の何れかの検出信
号により行うものである。

また、傾斜角計26で計測された傾斜角データは同様に
データ処理部23のRAMに記憶される。

従って、以上のような実施例によれば、管内径，移動
距離，傾斜角および管内面状態等のデータがデータ処理
部23のRAMおよびフイルムカートリッジ23に記録されて
いるので、所定の管路程を走行後にピグ本体11を管内か
ら取出し、適当なインターフェィスを持った外部のコン
ピュータに接続して演算処理を行えば、各管路位置に対
する管内径および異常箇所，溶接箇所ならびにそれの管
内面の状態等を知ることができる。また、カメラ33によ
る撮影画像から管内面または溶接部27が激しく腐蝕して
いると判断した場合にはその管12を交換したり、、防蝕
対策またはその他の安全対策を速やかに講ずることがで
きる。また、少なくとも一対以上の超音波送・受信トラ
ンスジューサ17…,20、18…,21を設けたので、一部また
は複数箇所の管内面の検査を一度の走行によって行うこ
とができる。さらに、傾斜角計26を用いてピグ本体11の
移動距離と同期させているから、何らかの原因によりピ
グ本体11が回転しても管内面の欠陥の位置を知ることが
できる。また、ピグ本体11の側面には２つの受圧用シー
ルカップ14,15を設けているので、管内部の中心線上を
走行できるとともに、管内面の一部に凹部があって一方
の受圧用シールカップ14より空気が漏れても、他方の受
圧用シールカップ15によって走行に必要な動力を得るこ
とができる。また、これらの受圧用シールカップ14,15
は魚のひれ状に形成され、かつ、柔軟性を持っているの
で、管内径の多少の変動に速やかに追従えき、行き止り
の管路においては逆圧すなわち空気圧力を高めて後退す
るが、このときには逆向きにたわむようになっている。
また、マルチプレクサ49を用いて受信トランスジューサ
の出力側を切替えているので、複数対の送・受信トラン
スジューサで構成されていても相互に干渉するようなこ
とがない。

なお、上記実施例では受圧用シールカップ14,15の両
側に差圧が生じている場合に連続的にピグ本体11を移動
させるように構成したが、例えば第４図に示すようにピ
グ本体11の外壁部に連通部51を形成するとともに、この
連通部51を常時は弁装置52により閉止し、前記内径計測
データの異常または溶接部検出器28による溶接部の検出
により、移動距離計25の出力から所定距離の移動を検出
したとき、データ処理部23から弁装置52に動作信号を送
出して弁を後退させるようにすれば、空気が連通部51を
通って流れてピグ本体11の前後部の圧力差がなくなり、
所要とする位置にピグ本体11を停止させることができ、
これによりカメラ32で確実かつ鮮明な撮影像を撮影する
ことができる。また、カメラ32を用いて管内面の異常時
または溶接部27の検出時に撮影するようにしたが、例え
ばカメラ32およびフイルムカートリッジ33に代えてテレ
ビカメラおよびビデオテープレコーダ等を用いれば、テ
レビカメラで管内部を常時直視または側視撮影でき、そ
の撮影像をビデオテープレコーダに記憶させることがで
きる。この場合、前記ストロボ38,39に代えて照明灯が
使用される。また、溶接部検出部28は受圧用シールカッ
プ15よりも前方に設けたが、後方に設けてもよく、また
その測定形式および形状等については特に限定するもの
ではない。さらに、管外側に所定距離ごとに磁性体を設
けておき、ピグ本体11の移動時に磁気センサでそれを検
出するようにすれば、ピグ本体11の移動距離に対する補
正データを取得することができる。その他、本発明はそ
の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

（発明の効果）以上説明したように第１の発明によれば、人手を介す
ることなく移動させながら無接触で管内径および溶接箇
所を測定でき、しかも常時または管内に異常箇所，溶接
箇所があれば、撮影装置を回動させて当該異常所，溶接
箇所の一部または管内全周の撮影を行って管内の状態を
正確に把握できる管内検査ピグ装置を提供できる。

また、他のもう１つの発明によれば、人手を介するこ
となく移動させながら無接触で管内径および溶接箇所を
測定でき、しかも常時または管内に以上箇所，溶接箇所
があれば、撮影装置を回動させて当該異常箇所，溶接箇
所の一部または管内全周の撮影を行って管内の状態を正
確に把握できる。また、ピグ本体が回転しても傾斜角の
計測することによって管内面の異常箇所または管溶箇所
の位置を正確に把握できる管内検査ピグ装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明に係わる管内検査ピグ装置
の一実施例を説明するために示したもので、第１図は管
内に挿入されたピグ本体の概略構成を示す断面図、第２
図は管内雰囲気に応じて内径計測データを補正するため
の補正データを取得するための送・受信トランスジュー
サの配置図、第３図は本発明装置の電気的構成を示すブ
ロック図、第４図は本発明装置の他の実施例を説明する
図である。 11……ピグ本体、12……管、14,15……受圧用シールカ
ップ、17,19……送信トランスジューサ、18,20……受信
トランスジューサ、25……移動距離径、26……傾斜角
径、27……溶接部、28……溶接部検出部、30……胴体
部、31……モータ、32……カメラ、33……フイルムカー
トリッジ、34……直視撮影窓、35……側視撮影窓、51…
…連通部、52……弁装置。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭57−179741（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−53658（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−222764（ＪＰ，Ａ) 実開昭56−117359（ＪＰ，Ｕ) 実開昭59−38187（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】管内を圧送するピグ本体と、このピグ本体
の外壁部で管の半径方向に向けて少なくとも一対以上の
超音波送・受波器が取付けられ、超音波の送・受信時間
から管内径を計測する管内径計測手段と、前記ピグ本体
に取付けられた溶接部検出器と、前記ピグ本体の圧送に
よる移動距離を計測する移動距離計と、前記ピグ本体の
後部に回動可能に突出された撮影胴体部内に配設され、
管内を撮影する撮影装置と、この撮影装置を常時動作さ
せ、または前記管内径計測手段によって計測された内径
の異常検出時、前記溶接部検出器による溶接部検出時に
前記移動距離計の出力から所定の移動距離を検出したと
き前記撮影装置を動作させる撮影装置制御手段とを備え
たことを特徴とする管内検査ピグ装置。
【請求項２】管内を圧送するピグ本体と、このピグ本体
の外壁部で管の半径方向に向けて少なくとも一対以上の
超音波送・受波器が取付けられ、超音波の送・受信時間
から管内径を計測する管内径計測手段と、前記ピグ本体
に取付けられた溶接部検出器と、前記ピグ本体の圧送に
よる移動距離を計測する移動距離計と、前記ピグ本体に
取付けられ、前記移動距離計で計測される移動距離と同
期しながら前記ピグ本体の傾斜角を計測する傾斜角計測
手段と、前記ピグ本体の後部に回動可能に突出された撮
影胴体部内に配設され、管内を撮影する撮影装置と、こ
の撮影装置を常時動作させ、または前記管内径計測手段
によって計測された内径の異常検出時および前記溶接部
検出器による溶接部検出時に前記移動距離計の出力から
所定の移動距離を検出したとき前記撮影装置を動作させ
る撮影装置制御手段とを備えたことを特徴とする管内検
査ピグ装置。