JPS5985955A - Method for detecting direction of ultrasonic wave probe - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To obtain a method, by which the absolute direction of a probe with respect to the circumferential direction of a pipe and the axial direction of the pipe can be detected, in an ultrasonic wave probe and the like, which are inserted in the pipe, by providing a rotary displacement detector, whose rotary axis is aligned with the axial direction of a body to be checked or aligned with the direction perpendicular to the axial direction, providing a weight in said rotary system, and electrically detecting the direction of the gravity acting on the ultrasonic wave probe. CONSTITUTION:A rotary type potentiometer 8 and a weight 10, which is attached to the tip of a rotary shaft 9 of the potentiometer, are built in a unit. The output voltage Vout the potentiometer 8 is made to correspond to each channel of the channels 1- N-ch of an ultrasonic wave tranceiver unit. For example, when the output of Va (V) is obtained, it is detected that the Na-ch is directed to the direction of gravity. The ultrasonic wave tranceiver piece of N-ch, which is built in an ultrasonic wave flaw detecting probe 2, is switched by every 1 channel by an electronic scanning control circuit 11, and inserted into the pipe of a body to be checked 1, with the flaw detecting of a pipe wall being performed. The result of the flaw detection is recorded in an image memory circuit 12 as a B scope image at every time the flaw detecting scanning is finished and simultaneously displayed on a B scope display part 13 in real time.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は超音波探傷グローブに係り、特に管内に挿入し
て管内外部の欠陥を検出する超音波探傷プローブの、管
内における管周方向または、管軸方向の向きを検出する
方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an ultrasonic flaw detection glove, and particularly to an ultrasonic flaw detection probe inserted into a pipe to detect defects inside and outside the pipe. This invention relates to a method for detecting axial orientation.

〔従来技術〕[Prior art]

第１図は被検査体である長さ８０ｍ１内径２４關、肉厚
３．５ｆｉのヘリカルコイル状の管１を超音波プローブ
２によシ探傷を行っている図である。FIG. 1 is a diagram showing a helical coil-shaped tube 1 having a length of 80 m, an inner diameter of 24 mm, and a wall thickness of 3.5 fi, which is an object to be inspected, being subjected to flaw detection using an ultrasonic probe 2.

また、第２図は超音波探傷プロー′プ２の構造図を示し
た図である。Further, FIG. 2 is a diagram showing a structural diagram of the ultrasonic flaw detection probe 2. As shown in FIG.

この超音波探傷プローブ２は、超音波送波子イ及び超音
波受波子口を管周方向にＮｃｈ、（チャンネル）配列し
た超音波送受信！５．５’がｍ１ユニツトとこれらＮＣ
ｈの送受波子を電子的に１ｃｈ、ずつ切換制御を行うた
めの回路部６がｍ、ユニットの計量ユニットで構成され
、各ユニットは曲管部の探傷に対応できるように廟曲可
能な連結部７で連結されている。This ultrasonic flaw detection probe 2 has an ultrasonic transmitter and an ultrasonic receiver inlet arranged in Nch (channel) in the tube circumferential direction for ultrasonic transmission and reception! 5.5' is m1 unit and these NC
A circuit section 6 for electronically switching and controlling the transmitter/receiver wave element of 1 channel at a time is composed of a measuring unit of 1 channel, and each unit has a connecting section that can be bent to correspond to flaw detection in a curved pipe section. They are connected by 7.

このようなグローブを水といっしょに管内に挿入して探
傷を行うわけであるが、連結部及びケーブルがフレキシ
ブルであるため、挿入深さが長くなるとプローブ全体が
不規則に回転し七、管内におけ妬送受波子部５．５′の
向きが全く不明となってしまう。したがって、もし欠陥
が検出されてもその欠陥が管周方向のどちらの位置にあ
るかを措握することは困難であり、後の欠陥部補修作業
等において非常に不都合であった。Flaw detection is carried out by inserting such a glove into a pipe together with water, but since the connecting part and cable are flexible, if the insertion depth becomes long, the entire probe rotates irregularly, which can cause damage to the inside of the pipe. In this case, the direction of the transmitter/receiver section 5,5' becomes completely unknown. Therefore, even if a defect is detected, it is difficult to determine the position of the defect in the circumferential direction of the tube, which is extremely inconvenient in subsequent defect repair work.

また、従来、管内プローブの向きを検出する一方法とし
て管を保持している止め金具からの超音波反射エコーを
基準として判定することも提案されているが、安定した
反射エコーが得られずまだ実現はされていない。Additionally, as a method of detecting the orientation of a probe inside a tube, it has been proposed to use the ultrasound reflected echo from the stopper that holds the tube as a reference, but it has not been possible to obtain stable reflected echoes. This has not been realized.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、管内に挿入された超音波プローブ等に
おける、管周方向および管軸方向に対する絶対的なプロ
ーブの向きを検出できる方法を提供するにある。An object of the present invention is to provide a method capable of detecting the absolute orientation of an ultrasonic probe or the like inserted into a tube with respect to the tube circumferential direction and the tube axis direction.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

管状物体の探傷で、特に管内に挿入された超音波探傷プ
ローブの、管周方向の絶対的な向きを検出するためには
何らかの基準が必要となる。In flaw detection of tubular objects, some kind of standard is required, especially in order to detect the absolute orientation of an ultrasonic flaw detection probe inserted into the pipe in the circumferential direction of the pipe.

従来、この基準の取り方に良い方法がなく、特に曲管を
探傷するプローブはフレキシブルなケーブル先端に接続
されて８０ｍもの長い管内に挿入されることから、その
先方におけるプローブの絶対的な向きを検出することは
困難であった。Conventionally, there has been no good method for determining this standard, and in particular, since probes for detecting flaws in curved pipes are connected to the tip of a flexible cable and inserted into pipes as long as 80 m, it is difficult to determine the absolute orientation of the probe at the end of the pipe. It was difficult to detect.

そこで、被検体及びプローブに常に同方向に働く力とし
て重力があることを考え、これを、回転変位検出器とお
もりにて電気的にプローブの向きを検出することを発明
した。Therefore, considering that gravity is a force that always acts on the subject and the probe in the same direction, we invented a method to electrically detect the direction of the probe using a rotational displacement detector and a weight.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の実施例をｙ、３図により説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to Figure 3.

第３図は重力方向を検出するだめの向き１灸出用ユニツ
トの構造を示した図である。ユニット内には回転型ポテ
ンショメータ８と該ポテンショメーターの回転軸９の先
端に取付けられたおもり１０とが組み込まれている。FIG. 3 is a diagram showing the structure of a moxibustion unit for detecting the direction of gravity. A rotary potentiometer 8 and a weight 10 attached to the tip of a rotary shaft 9 of the potentiometer are incorporated in the unit.

また、該ポテンショメーター８の出力電圧Ｖ、、。Also, the output voltage V of the potentiometer 8.

は第４図に示すように、超音波送受信部ユニットの１〜
Ｎｃｈ、の各チャンネルと対応させ、たとえば、Ｖ、（
Ｖ）の出力電圧が得られている場合には、Ｎａｃｈ　、
が重力方向（＝下方）を向いていることが検知できる。As shown in FIG.
For example, V, (
When an output voltage of V) is obtained, Nach,
It can be detected that the is facing the direction of gravity (=downward).

第５図に本発明によるプローブを用いて探傷を行う場合
の探傷装置のブロック図を示したう１ 以下、第５図に従ってその動作を説明する。超音波探傷
プローブ２に組み込まれたＮｃｈ、の超音波送受波子は
電子走査制御回路１１により１ｃｈ。FIG. 5 shows a block diagram of a flaw detection apparatus for performing flaw detection using the probe according to the present invention.The operation thereof will be described below with reference to FIG. The Nch ultrasonic transducer incorporated in the ultrasonic flaw detection probe 2 is set to 1ch by the electronic scanning control circuit 11.

ずつ切換られ、管壁の探傷を行いながら被検体１の管内
に挿入される。この時の探傷結果は１ｃｈ。The tube is inserted into the tube of the object 1 while performing flaw detection on the tube wall. The flaw detection result at this time was 1ch.

の探傷走査が終る毎に、画像記憶回路１２にＢスコープ
像として記録されると同時にリアルタイムでＢスコープ
表示部１３に表示される。Every time a flaw detection scan is completed, the image is recorded as a B scope image in the image storage circuit 12 and simultaneously displayed on the B scope display section 13 in real time.

このＢスコープ像は第６図に示すように、横軸が管周方
向の探傷位置（０〜３６０　’　＝＝ｌ　ｃｈ、〜Ｎｃ
ｈ、）を示し、また、縦軸は管壁内からの反射波の有無
を表示する時間軸である。In this B scope image, as shown in Fig. 6, the horizontal axis indicates the flaw detection position in the pipe circumferential direction (0~360' ==l ch, ~Nc
h, ), and the vertical axis is a time axis indicating the presence or absence of reflected waves from within the pipe wall.

たとえば、第６図は管壁の肉厚を測定した時の探傷像で
あるが、Ｓは管内表面からの反射波、Ｂは管外表面から
の反射波である。そして、８〜１０ｃｈ、間においては
Ｂエコーが８エコー側に近づいていることから、管壁外
表面が減肉して薄くなっていることを表示している像で
ある。For example, FIG. 6 is a flaw detection image obtained when measuring the wall thickness of a tube wall, where S is a reflected wave from the inner surface of the tube, and B is a reflected wave from the outer surface of the tube. Since the B echo approaches the 8th echo side between channels 8 and 10, this image shows that the outer surface of the tube wall is thinning and becoming thinner.

さらに、画面上には、本発明による向き検出信号により
重力方向におるチャンネルを示す１−カーＭが８エコー
の上側に表示され、本画面では１７ｃｈ、が重力方向（
下方）を向いていることが表示されている。これから、
ただちに減肉個所の位置は、グローブ進行方向に向って
管の右側４５゜にあることが明確となる。Furthermore, on the screen, 1-car M indicating the channel in the gravity direction by the direction detection signal according to the present invention is displayed above the 8 echoes, and on this screen, 17ch is displayed in the gravity direction (
(downward). from now,
It is immediately clear that the location of the thinning point is 45° to the right of the tube in the direction of glove travel.

本実施例によれば、管内に挿入された超音波探傷プロー
ブの下向きの特定の１ｃｈ、を検出することによシ、管
内のプローブの向きを検知することができ、管壁に存在
する欠陥の管周方向の絶対的な位置を把握できるように
なる。According to this embodiment, by detecting a specific downward channel of the ultrasonic flaw detection probe inserted into the pipe, the orientation of the probe inside the pipe can be detected, and defects existing on the pipe wall can be detected. It becomes possible to grasp the absolute position in the circumferential direction of the tube.

尚、本実′ｍ飼では、被検体が重力方向に対して何らか
の角度を持っている場合に有効で、重力方向と平行であ
る場合には適用できない。Note that this method is effective when the subject is at some angle to the direction of gravity, and cannot be applied when the subject is parallel to the direction of gravity.

第７図は本発明による別の実施例を示した図である。同
図は、上下に屈曲する管の内部に挿入された超音波プロ
ーブの軸方向の向きを検出する場合の向き検出ユニット
の構造を示し、管の周方向に回転する内ケース１５が、
ベアリング１６を介して外ケース１７に内蔵され、さら
に内ケースの中にはプローブの軸方向と直角の向きに回
転軸９を持つポテンショメータ８が取付けられ、回転軸
９には、おもり１０が取付けられている。また、内ケー
ス内面には、内ケースを常に水平に保つためにおもり１
４が取付けられている。FIG. 7 is a diagram showing another embodiment according to the present invention. This figure shows the structure of a direction detection unit for detecting the axial direction of an ultrasonic probe inserted into a tube that bends up and down.
A potentiometer 8 is housed in an outer case 17 via a bearing 16 and has a rotating shaft 9 perpendicular to the axial direction of the probe. ing. In addition, a weight 1 is placed on the inner surface of the inner case to keep the inner case horizontal at all times.
4 is installed.

ポテンショメータ８の出力■。ＶＴ　は、第８図に示す
ようにユニットが水平の場合はｖＩＩ　（ｖ）、垂直上
向きの場合はｖ、（Ｖ）、また垂直下向きの場合にはＶ
Ｄ（Ｖ）の出力電圧が得られ、この間連続的に角度に応
じて変化する。Output of potentiometer 8■. As shown in Figure 8, VT is vII (v) when the unit is horizontal, v, (V) when it is vertically upward, and V when it is vertically downward.
An output voltage of D (V) is obtained, during which time it changes continuously depending on the angle.

したがって、このような構造のユニットを組み込んだ超
音波プローブを管内に挿入し、そのポテンショメータの
出力°電圧を観察すると、Ｖ　、　−ＶＤ（Ｖ）の電圧
が出力される場合はプローブは上向き１、まだＶ□〜ｖ
ｎ　（ｖ）の場合は下向きであることがわかる。Therefore, when an ultrasonic probe incorporating a unit with such a structure is inserted into a tube and the output voltage of the potentiometer is observed, if a voltage of V, -VD (V) is output, the probe is pointing upward 1, Still V□～v
It can be seen that in the case of n (v), the direction is downward.

本実施例によれば、上下方向に屈曲する管状の被倹体に
挿入された超音波プローブの管軸方向の向きを検知する
ことができるのでグローブの挿入位置をより正確に把握
することができる。According to this embodiment, it is possible to detect the direction of the tube axis of the ultrasonic probe inserted into the tube-shaped object bent in the vertical direction, so the insertion position of the glove can be determined more accurately. .

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、管の数十ｍ先においても管壁に存在す
る欠陥の管周方向および管軸方向の絶対的な位置を知る
ことができるので、精度の高い欠陥検出・評価が行える
ようになる、According to the present invention, it is possible to know the absolute position of defects existing in the tube wall in the tube circumferential direction and tube axis direction even several tens of meters ahead of the tube, so that highly accurate defect detection and evaluation can be performed. become,

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は超音波探傷プローブによる探傷図、第２図は超
音波探傷プローブの構造図、第３図は向き検出用ユニッ
トの構造図、第４図は向き検出用ユニットの出力電圧特
性図、第５図は本発明によるプローブを用いた探傷装置
のブロック図、第６図は探傷結果のＢスフ−１表示像を
示す図、第７図は軸方向の向き検出ユニットの構造図、
第８図は第７図の向き検出ユニットの出力電圧特性図で
ある。 ２・・・超音波探傷プローブ、８・・・ポテンショメー
タ、９・・・ポテンショメータ回転軸、１０，１．４・
・・おもり、１５・・・内ケース、１６・・・ベアリン
グ、１７・・・外ケース。 第１０ 喀２０ 猶３圀 験４０ チャン半ｌν 第５図 語ｂ　口 寮ＩＶ　　口 端ｇ図Fig. 1 is a flaw detection diagram using an ultrasonic flaw detection probe, Fig. 2 is a structural diagram of the ultrasonic flaw detection probe, Fig. 3 is a structural diagram of the orientation detection unit, and Fig. 4 is an output voltage characteristic diagram of the orientation detection unit. FIG. 5 is a block diagram of a flaw detection apparatus using a probe according to the present invention, FIG. 6 is a diagram showing a B-suf-1 display image of the flaw detection results, and FIG. 7 is a structural diagram of an axial orientation detection unit.
FIG. 8 is an output voltage characteristic diagram of the orientation detection unit of FIG. 7. 2... Ultrasonic flaw detection probe, 8... Potentiometer, 9... Potentiometer rotation axis, 10, 1.4.
...Weight, 15...Inner case, 16...Bearing, 17...Outer case. 10th 喀20 3rd experience 40 Changhan lν 5th diagram word b Kuchiryo IV Kuchidan g diagram

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、被検体に装着して、被検体内外部を検査する超音波
グローブにおいて、該超音波プローブに作用する特定の
力の方向を検出することにより、被検体に対する超音波
プローブの向きを把握することを特徴とする超音波プロ
ーブの向き検出方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、特定の力の方向を
検出する方法として、超音波グローブに作用する重力の
方向を電気的に検出し、特に管内に挿入される超音波プ
ローブの管周方向の向きを検出することを特徴とする超
音波プローブの向き検出方法。 ３、特許請求の範囲第２項において、重力の方向を電気
的に検出する方法として、被検体である管の軸方向また
は、これと直角の方向を回転軸とする回転変位検出器と
該回転変位検出器の回転系におもシを備えて、管周方向
または、管軸方向の向きを検出できるようにしたことを
特徴とする超音波プローブの向き検出方法。[Claims] 1. In an ultrasonic glove that is attached to a subject to inspect the inside and outside of the subject's body, ultrasonic waves are transmitted to the subject by detecting the direction of a specific force acting on the ultrasound probe. A method for detecting the orientation of an ultrasonic probe, characterized by determining the orientation of the probe. 2. In claim 1, the method for detecting the direction of a specific force is to electrically detect the direction of gravity acting on an ultrasonic glove, and in particular to detect the direction of a gravitational force acting on an ultrasonic glove. A method for detecting the orientation of an ultrasonic probe, the method comprising detecting the orientation of an ultrasonic probe. 3. In claim 2, the method for electrically detecting the direction of gravity includes a rotational displacement detector whose rotational axis is the axial direction of the tube to be examined or a direction perpendicular thereto, and the rotational displacement detector. 1. A method for detecting the orientation of an ultrasonic probe, characterized in that a rotation system of a displacement detector is provided with a clamp so that the orientation in a tube circumferential direction or a tube axis direction can be detected.