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技術 管厚測定装置

出願人 株式会社クボタ
発明者 外山敬之川瀬あゆみ
出願日 2018年12月25日 (2年4ヶ月経過) 出願番号 2018-241606
公開日 2020年7月2日 (10ヶ月経過) 公開番号 2020-101508
状態 特許登録済
技術分野 音響的手段による測長装置
主要キーワード 許容機構 管軸線 被測定部材 キズ付き リニアブッシュ 樹脂材料製 外面塗装 表面反射波
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重要な関連分野

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図面 (6)

課題

曲がりを含む金属管であっても、素早く管厚を測定する。

解決手段

管厚測定装置(1)は、延伸方向(D1)に沿って走行する走行部(10)と、超音波を金属管の内面に向けて送出する送出部と、超音波が内面により反射された反射波を受信する受取部と、を有するとともに、走行部(10)に搭載されている測定ユニット(15)と、を備えている。

概要

背景

従来、超音波を利用して、金属製の部材の厚さを測定する技術が知られている。特許文献1に記載されている発明は、鋳鉄製の被測定部材の厚さ方向に超音波を伝播させたときの表面反射波と、被測定部材の裏面で跳ね返る第1反射波と、被測定部材の裏面で二回跳ね返る第2反射波とを検出する。そして、第1反射波を検出した時から第2反射波を検出した時までの第2時間差のうち有効な有効第2時間差を用いて被測定部材の厚さを算出する。特許文献1に記載されている発明は、被測定部材に微妙な凹凸や孔等があっても、精度よく被測定部材の厚さを測定することができる。

概要

曲がりを含む金属管であっても、素早く管厚を測定する。管厚測定装置(1)は、延伸方向(D1)に沿って走行する走行部(10)と、超音波を金属管の内面に向けて送出する送出部と、超音波が内面により反射された反射波を受信する受取部と、を有するとともに、走行部(10)に搭載されている測定ユニット(15)と、を備えている。

目的

本発明の一態様は、曲がりを含む金属管であっても、素早く管厚が測定できる管厚測定装置を実現することを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

金属管延伸する延伸方向に沿って走行する走行部と、超音波を前記金属管の内面に向けて送出する送出部と、前記送出部により送出された超音波が前記内面により反射された反射波を受信する受取部と、を有するとともに、前記走行部に搭載されている測定ユニットと、を備えていることを特徴とする管厚測定装置

請求項2

前記走行部は、前記金属管の径方向についての前記測定ユニットの移動を許容する第1移動許容機構を備えていることを特徴とする請求項1に記載の管厚測定装置。

請求項3

前記走行部は、前記金属管の断面に係る接線方向についての前記測定ユニットの移動を許容する第2移動許容機構を備えていることを特徴とする請求項1または2に記載の管厚測定装置。

請求項4

前記延伸方向に前記走行部が走行する際に、前記金属管の曲がりに追従すべく前記接線方向に前記測定ユニットが移動することを補助する移動補助機構を備えていることを特徴とする請求項3に記載の管厚測定装置。

請求項5

前記走行部は、前記金属管の径方向に沿って延伸する取付軸を有しているとともに、前記移動補助機構は、前記取付軸を介して設けられ、前記取付軸は、前記移動補助機構が前記金属管の内側方向に所定の位置を超えて移動することを規制するストッパを有することを特徴とする請求項4に記載の管厚測定装置。

請求項6

前記金属管を周方向に回転させる回転機構をさらに備えることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の管厚測定装置。

技術分野

0001

本発明は超音波を利用して、金属管管厚を測定する管厚測定装置に関する。

背景技術

0002

従来、超音波を利用して、金属製の部材の厚さを測定する技術が知られている。特許文献1に記載されている発明は、鋳鉄製の被測定部材の厚さ方向に超音波を伝播させたときの表面反射波と、被測定部材の裏面で跳ね返る第1反射波と、被測定部材の裏面で二回跳ね返る第2反射波とを検出する。そして、第1反射波を検出した時から第2反射波を検出した時までの第2時間差のうち有効な有効第2時間差を用いて被測定部材の厚さを算出する。特許文献1に記載されている発明は、被測定部材に微妙な凹凸や孔等があっても、精度よく被測定部材の厚さを測定することができる。

先行技術

0003

特開2014−232031号公報(2014年12月11日公開

発明が解決しようとする課題

0004

厚さを測定する対象を金属管とする場合、測定する金属管が金属管の延伸方向に曲がっているものもあれば曲がっていないものもある。このように多様な形状を取り得る金属管のそれぞれについて、適切に管厚の測定を行うという点については、上記特許文献1においては考慮されていない。

0005

本発明の一態様は、曲がりを含む金属管であっても、素早く管厚が測定できる管厚測定装置を実現することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る管厚測定装置は、金属管が延伸する延伸方向に沿って走行する走行部と、超音波を前記金属管の内面に向けて送出する送出部と、前記送出部により送出された超音波が前記内面により反射された反射波を受信する受取部と、を有するとともに、前記走行部に搭載されている測定ユニットと、を備えている。

0007

上記構成によれば、超音波により金属管の管厚を測定するための測定ユニットが、金属管が延伸する延伸方向に沿って走行する走行部に搭載されている。そのため、測定ユニットは、曲がりが含まれている金属管であっても、金属管に沿って走行することができる。その結果、曲がりを含む金属管であっても、素早く管厚を測定することができる。

0008

本発明の一態様に係る管厚測定装置は、前記走行部は、前記金属管の径方向についての前記測定ユニットの移動を許容する第1移動許容機構を備えていることが望ましい。

0009

上記構成によれば、測定ユニットの径方向への移動を許容する第1移動許容機構が走行部に備えられている。そのため、測定ユニットが金属管の曲がりに沿って径方向に移動した場合であっても、走行部全体としては測定ユニットの径方向の移動の影響を受けない。その結果、走行部は金属管の曲がりの影響を受けずに金属管の延伸方向に走行することができる。

0010

本発明の一態様に係る管厚測定装置は、前記走行部は、前記金属管の断面に係る接線方向についての前記測定ユニットの移動を許容する第2移動許容機構を備えていることが望ましい。

0011

上記構成によれば、測定ユニットの金属管の断面に係る接線方向についての移動を許容する第2移動許容機構が走行部に備えられている。そのため、測定ユニットが金属管の曲がりに沿って接線方向に移動した場合であっても、走行部全体としては測定ユニットの接線方向の移動の影響を受けない。その結果、走行部は金属管の曲がりの影響を受けずに金属管の延伸方向に走行することができる。

0012

本発明の一態様に係る管厚測定装置は、前記延伸方向に前記走行部が走行する際に、前記金属管の曲がりに追従すべく前記接線方向に前記測定ユニットが移動することを補助する移動補助機構を備えていることが望ましい。

0013

上記構成によれば、延伸方向に走行部が走行する際に、移動補助機構により測定ユニットは金属管の曲がりに追従して接線方向に移動することができる。

0014

本発明の一態様に係る管厚測定装置は、前記走行部は、前記金属管の径方向に沿って延伸する取付軸を有しているとともに、前記移動補助機構は、前記取付軸を介して設けられ、前記取付軸は、前記移動補助機構が前記金属管の内側方向に所定の位置を超えて移動することを規制するストッパを有することが望ましい。

0015

上記構成によれば、移動補助機構は、ストッパにより、走行部に設けられた取付軸において金属管の内側方向に所定の位置を超えて移動することを規制される。そのため、取付軸から移動補助機構が落下することを防ぐことができる。

0016

また、本発明の一態様に係る管厚測定装置は、前記金属管を周方向に回転させる回転機構をさらに備えることが望ましい。上記構成によれば、回転機構により金属管を周方向に回転させることで、測定ユニットを管軸線上で往復走行させるだけであっても、延伸方向に沿った複数の任意のラインにおいて金属管の管厚を測定することができる。

発明の効果

0017

本発明の一態様によれば、曲がりを含む金属管であっても、素早く管厚が測定できる。

図面の簡単な説明

0018

(a)は本発明の実施形態1に係る管厚測定装置を接線方向から見た側面図である。(b)は(a)を金属管の延伸方向から見た上記管厚測定装置の正面図である。(c)は(b)のA−A矢視断面図である。
上記管厚測定装置の構成例を示すブロック図である。
上記管厚測定装置の第2移動許容機構の構成例を示す概略図である。(a)は第2移動許容機構を延伸方向から見た正面図ある。(b)は図3の(a)のC−C矢視断面図である。
上記管厚測定装置の測定ユニットの構成例を示す概略図である。
図1の(c)における上記測定ユニットのB−B矢視断面図である。

実施例

0019

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各実施形態に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付記し、適宜その説明を省略する。

0020

(管厚測定装置の構成)
図1の(a)は実施形態1に係る管厚測定装置1を接線方向から見た側面図である。図1の(b)は図1の(a)を金属管Pの延伸方向D1から見た管厚測定装置1の正面図である。図1の(c)は図1の(b)のA−A矢視断面図である。図2は、管厚測定装置1の構成例を示すブロック図である。

0021

管厚測定装置1は、図1および図2に示すように、走行部10、走行レーン20、回転機構30、および制御部50を備えている。走行レーン20は、被測定部材である金属管Pの延伸する延伸方向D1に沿って配置されている。金属管Pは、例えばダクタイル鋳鉄管等である。

0022

制御部50は走行制御部51、および管厚取得部52を備えている。走行制御部51は、走行部10の走行を制御する。走行制御部51は、例えば、走行レーン20に沿って走行部10を400〜500mm/sec程度の速度で走行させるが、速度はこれに限定されるものではない。また、走行制御部51は、走行部10を往復走行させる。管厚取得部52は後述する測定ユニット15が送出する超音波信号とその反射波とを処理し、管厚dを測定するものである。

0023

(走行部)
走行部10は、金属管Pに曲がりが含まれていても、金属管Pの曲がりを許容して延伸方向D1に沿って走行する。走行部10は、図1および図2に示すように、走行支持部材11、第1移動許容機構12、第2移動許容機構13、取付軸14、測定ユニット15、および移動補助機構16を備えている。

0024

走行部10は、例えば、走行レーン20をスライドすることにより、金属管Pの延伸方向D1に沿って走行する。走行部10は、400〜500mm/secの速度で走行した場合であっても変形しない材料で構成されることが望ましい。

0025

走行支持部材11は、図1の(a)に示すように、第2移動許容機構13、および第2移動許容機構13を介して設けられている構成を走行レーン20に吊り下げる。走行支持部材11は伸縮機構を備えた部材であり、長さを調整することができる。走行支持部材11の長さを調整することで、金属管Pの呼び径に合わせて、後述する測定ユニット15および移動補助機構16を所定の位置に配置することができる。走行支持部材11には、例えば、電動シリンダを用いることができる。

0026

(第1移動許容機構)
第1移動許容機構12は、金属管Pの径方向D2についての後述する測定ユニット15の移動を許容する。そのため、測定ユニット15が金属管Pの曲がりに沿って径方向D2に移動した場合であっても、走行部10全体としては測定ユニット15の径方向D2への移動の影響を受けない。その結果、走行部10は金属管Pの曲がりの影響を受けずに金属管Pの延伸方向D1に走行することができる。

0027

第1移動許容機構12の上部は、図1の(a)に示すように、後述する第2移動許容機構13の下板134の下面に固定されており、第1移動許容機構12の下部は、測定ユニット15を支持する第1支持板17の上面(金属管Pと反対側の面)に固定されている。

0028

第1移動許容機構12は、第1部材12aおよび第2部材12bを備えており、第1移動許容機構12は、第1部材12aと第2部材12bとが摺動自在に嵌挿されている。第1移動許容機構12には、例えば、エアシリンダを用いることができる。

0029

(第2移動許容機構)
第2移動許容機構13は、金属管Pの断面に係る接線方向D3についての後述する測定ユニット15の移動を許容する。そのため、測定ユニット15が金属管Pの曲がりに沿って接線方向D3に移動した場合であっても、走行部10全体としては測定ユニット15の接線方向D3の移動の影響を受けない。その結果、走行部10は金属管Pの曲がりの影響を受けずに金属管Pの延伸方向D1に走行することができる。

0030

第2移動許容機構13は、図1の(a)に示すように、走行支持部材11と第1移動許容機構12との間に設けられている。第2移動許容機構13の構成について、図3に基づき説明する。図3は管厚測定装置1の第2移動許容機構13の構成例を示す概略図である。図3の(a)は第2移動許容機構13を延伸方向D1から見た正面図ある。図3の(b)は図3の(a)のC−C矢視断面図である。第2移動許容機構13は、図1図3の(a)、および図3の(b)が示すように、スライド部材131、レール部材132、上板133、および下板134を備えている。

0031

上板133は、矩形板材であり、走行レーン20と略平行に設置されている。上板133の上面には走行支持部材11の下端部が固定されている。レール部材132は、スライド部材131のレールとして上板133の下面に、接線方向D3に沿うように設置されている。レール部材132は、レール部材132の延伸する方向に沿って両側の側面に凹部132aを有する。スライド部材131は、レール部材132により接線方向D3に沿って摺動する。スライド部材131は凸部131aを有し、凸部131aはレール部材132の凹部132aに篏合する形状を有している。

0032

下板134は、矩形の板材であり、上板133と略平行に設置されている。下板134の上面には、スライド部材131が固定されている。これにより、下板134は、上板133に対して、径方向D2に支持されつつ、接線方向D3に自由に移動することができる。言い換えると、下板134は上板133に吊り下げられたまま接線方向D3にずれることができる。

0033

(取付軸)
取付軸14は、図1の(a)に示すように、第2移動許容機構13の下板134の下面から略垂直に延伸する4本の円柱部材である。言い換えると、取付軸14は、金属管Pの径方向D2に沿って延伸する。取付軸14の上部は、下板134の下面の四隅部分にそれぞれ固定されている。取付軸14の下部には、第2支持板19がリニアブッシュ19aを介して下板134と略平行に設置されている。リニアブッシュ19aは、円筒部材であり、第2支持板19の四隅に第2支持板19を垂直に貫通するように設置されている。リニアブッシュ19aの中空部には取付軸14が貫入されている。リニアブッシュ19aは貫入された取付軸14上を摺動することができる。第2支持板19には後述する移動補助機構16が固定されている。第2支持板19は、リニアブッシュ19aにより取付軸14に径方向D2に摺動可能に設けられている。

0034

また、取付軸14において、下板134と第2支持板19との間には、第1支持板17がリニアブッシュ17aを介して下板134と略平行に設置されている。リニアブッシュ17aは、リニアブッシュ19aと同様の構成を有し、第1支持板17の四隅に第1支持板17を垂直に貫通するように設置されている。リニアブッシュ17aの中空部には取付軸14が貫入されている。リニアブッシュ17aは貫入された取付軸14上を摺動することができる。第1支持板17には後述する測定ユニット15が固定されている。第1支持板17は、リニアブッシュ17aにより取付軸14に対して径方向D2に摺動可能に設けられている。

0035

そのため、第1支持板17と第2支持板19とは、径方向D2に対してはそれぞれ独立して移動することができる。その結果、後述する第1支持板17に固定された測定ユニット15と第2支持板19に固定された移動補助機構16とは、径方向D2に対してはそれぞれ独立して移動する。

0036

また、第1支持板17は、接線方向D3に対しては、取付軸14、第2支持板19、および下板134と一体となって移動する。その結果、後述する第1支持板17に固定された測定ユニット15および第2支持板19に固定された移動補助機構16は、接線方向D3に対しては一体となって移動する。

0037

これにより、金属管Pに曲がりが含まれていても曲がりに追従して管厚dを測定することができる。

0038

また、取付軸14は、下端部に、後述する移動補助機構16が金属管Pの内側方向に所定の位置を超えて移動することを規制するストッパ18を備えている。これにより、取付軸14から移動補助機構16が落下することを防ぐことができる。

0039

(移動補助機構)
移動補助機構16は、延伸方向D1に走行部10が走行する際に、金属管Pの曲がりに追従すべく接線方向D3に測定ユニット15が移動することを補助する。移動補助機構16は、図1の(a)および図1の(b)に示すように、第1移動補助部16aおよび第2移動補助部16bを備えている。第1移動補助部16aは、第1ローラ16a−1、第2ローラ16a−2、および支持部材16a−5を備えている。

0040

支持部材16a−5は、第1ローラ16a−1、および第2ローラ16a−2を保持するために第1腕部16a−3、第2腕部16a−4を備えている。第1腕部16a−3は第1ローラ16a−1の回転軸となり、第2腕部16a−4は第2ローラ16a−2の回転軸となる。第1ローラ16a−1、および第2ローラ16a−2は、走行部10が金属管Pの延伸方向D1に走行する際に、金属管Pを挟み、金属管Pの外面に当接して回転するように支持部材16a−5に設置されている。

0041

第1移動補助部16aと第2移動補助部16bとは、同じ構成を備えている。第2支持板19において、金属管Pの延伸方向D1前方には第1移動補助部16aが固定され、金属管Pの延伸方向D1後方には第2移動補助部16bが固定されている。第1移動補助部16aと第2移動補助部16bとは一体となっている。

0042

上記構成により、走行部10が走行する際、移動補助機構16は金属管Pの曲がりに沿って移動する。移動補助機構16は、径方向D2および接線方向D3に直線的に移動することで、金属管Pの曲がりに沿って移動する。移動補助機構16が金属管Pの曲がりに沿って接線方向D3に移動する場合、下板134、取付軸14および後述する測定ユニット15も共に接線方向D3に移動する。このとき、第2移動許容機構13の下板134は上板133に対して金属管Pの曲がり分だけ接線方向D3に移動する。これにより、第2移動許容機構13は、移動補助機構16、取付軸14および測定ユニット15の接線方向D3への移動を許容する。

0043

また、移動補助機構16が金属管Pの曲がりに沿って径方向D2に移動する場合、リニアブッシュ19aにより移動補助機構16は単独で取付軸14上を径方向D2に移動する。つまり、移動補助機構16の径方向D2への移動には、測定ユニット15は関与しない。

0044

走行部10が走行する際、移動補助機構16は金属管Pに自重で乗っている状態となる。これにより、動力を必要とせずに移動補助機構16は金属管Pの曲がりに沿って移動することができる。

0045

第1ローラ16a−1、および第2ローラ16a−2は、金属管Pの外面塗装剥離キズ付きを防止するためにゴム製や樹脂材料製とすることが望ましい。また、外面塗装を傷つけることを防ぐために、金属管Pの軸心を通り径方向D2に伸びる線と第1ローラ16a−1との成す角度、および金属管Pの軸心を通り径方向D2に伸びる線と第2ローラ16a−2との成す角度は45°程度とすることが望ましい。

0046

また、第1ローラ16a−1、および第2ローラ16a−2の長さを100mm以上とすることで、管厚測定装置1の構成を変更せず呼び径100〜250の金属管Pのそれぞれの管厚dを測定することができる。異なる呼び径の管厚dを測定する際には、走行支持部材11を電動シリンダとし、移動補助機構16を所定の位置で停止できるようにすることが望ましい。これにより、管厚測定装置1の段取り替えをすることなく異なる呼び径の管厚dを管厚測定装置1で測定することができる。なお、金属管Pの呼び径が小さい場合は、金属管Pの曲率がきつくなるため、後述する測定ユニット15の回転部153の断面形状を金属管Pの外面の形状に合わせることで、移動補助機構16を不要とすることができる。

0047

また、第1腕部16a−3および第2腕部16a−4には、複数のローラが設置されているものであってもよい。

0048

(測定ユニット)
測定ユニット15は、金属管Pの外面から内面に向けて超音波を入射させ、金属管Pの内面で反射した超音波を受信することによって、金属管Pの管厚dを測定する。測定ユニット15は、図1の(a)および図1の(b)に示すように、走行部10に搭載されている。

0049

測定ユニット15の構成例について、図4および図5に基づき説明する。図4は、管厚測定装置1の測定ユニット15の構成例を示す概略図である。図5は、図1の(c)における測定ユニット15のB−B矢視断面図である。測定ユニット15は、図4および図5に示すように、送信用振動子151(送出部の一部)、受信用振動子152(受取部の一部)、回転部153、およびユニット支持部材154を備えている。測定ユニット15によれば、走行部10が走行しながら超音波の送信及び受信を行い、管厚取得部52で処理することによって管厚dを測定することができる。

0050

送信用振動子151は超音波送信制御部(図示なし)と共に送出部として機能し、超音波を金属管Pの内面に向けて送出する。受信用振動子152は超音波受信制御部(図示なし)と共に受取部として機能し、送信用振動子151により送出された超音波が内面により反射された反射波を受信する。なお、超音波受信制御部および超音波送信制御部は、走行部10に搭載されていてもよい。

0051

回転部153は、車輪153aおよび車輪153bを備えている。車輪153aおよび車輪153bは、互いに一体となった状態で転がるように、ユニット支持部材154に取り付けられている。送信用振動子151は、車輪153aの内部に形成された空間に、車輪153aと共に回転しないように配置されている。受信用振動子152は車輪153bの内部に形成された空間に、車輪153bと共に回転しないように配置されている。また、ユニット支持部材154にはシャフト部材153cが固定されている。

0052

以下、車輪153bについて説明する。シャフト部材153cには、ベアリング153fが嵌め込まれている。車輪153bには、円柱状にくり抜かれた形状の凹部153dが形成されている。凹部153dの内周面はベアリング153fの外輪と嵌合している。このため、シャフト部材153cは車輪153bの車軸となる。さらに、凹部153dとベアリング153fとによって、車輪153bの内部に空間153gが形成されている。

0053

空間153gには、シャフト部材153cの一部が突き出している。シャフト部材153cの突き出した部分の金属管P側には、切り欠き153eが形成されている。また、受信用振動子152は、切り欠き153eの下面153hに取り付けられている。シャフト部材153cはケーブルを通すために中空状に形成されていてもよい。

0054

なお、車輪153aは車輪153bと同様の構成を有しており、車輪153aにも、切り欠き153eと同様の切り欠きが設けられている。送信用振動子151はこの車輪153aに設けられた切り欠きに取り付けられている。上述の構成により、車輪153aおよび車輪153bが回転しても、送信用振動子151および受信用振動子152は一定の位置に保持される。

0055

また、空間153gには、超音波伝播用の液体接触媒質)が充填されている。車輪153aに形成される空間も同様である。さらに、車輪153aおよび車輪153bには超音波伝播用の材質のゴムを用いることが望ましい。これにより、送信用振動子151から発信された超音波は、この接触媒質と車輪153aとを伝播して金属管Pに入射する。また、金属管Pから車輪153bへと入射した超音波は、この接触媒質を伝播して、受信用振動子152で受信される。

0056

このように、本実施形態では、回転部153が回転しても送信用振動子151および受信用振動子152は回転せず、車輪153aおよび車輪153bを介して超音波の伝播が可能である。そのため、走行部10を走行させながら超音波の送出および受信を行い、管厚dを測定することができる。なお、測定ユニット15は上記の構成に限らず、金属管Pに対して一定の位置から超音波の送出および受取を行うことができるのであれば回転部153を有するものでなくてもよく、非接触式であってもよい。

0057

(金属管の曲がりに沿って走行)
測定ユニット15は、径方向D2および接線方向D3に直線的に移動することで、金属管Pの曲がりに沿って移動する。測定ユニット15は、延伸方向D1に走行部10が走行する際の移動補助機構16の接線方向D3の移動と共に接線方向D3に移動する。上述したように、ユニット支持部材154は、第1支持板17の下面に固定されており、第1支持板17は、接線方向D3に対しては取付軸14および第2支持板19と共に移動するためである。これにより、走行部10が走行する際、移動補助機構16により測定ユニット15は金属管Pの接線方向D3の曲がりに沿って走行することができるので、常に金属管Pの管頂に位置することができる。

0058

また、回転部153は金属管Pの管頂部に延伸方向D1に回転可能に当接している。測定ユニット15には、例えば、第1移動許容機構12により常時一定の荷重が付加されている。上記荷重は例えば、5.0kgである。これにより、回転部153が回転移動する際に跳ねたりせず、常に金属管Pの管頂に安定して当接した状態で回転部153を回転させることができる。

0059

その結果、測定ユニット15は、金属管Pの管頂において径方向D2に曲がりがあった場合、径方向D2の曲がりに追従して移動することができる。さらに、第2支持板19は開口部19bを有し、測定ユニット15は開口部19bに位置するため、測定ユニット15と移動補助機構16とは互いに独立している。また、上述したように第1支持板17は径方向D2に対しては取付軸14に対して単独で摺動する。

0060

金属管Pは、単位長さを5mとして製造される場合がある。単位長さが5mとして製造される金属管Pの場合、延伸方向D1に対して6mm程度の曲がりが含まれる場合がある。金属管Pの曲がりを考慮せず、ただ延伸方向D1に直線的に測定ユニットを走行させて管厚dを測定すると、金属管Pに対して異なる角度で超音波が入射してしまい、精度よく管厚dを測定することができない。

0061

本願発明では、上述したように、走行部10が走行する際、常に測定ユニット15を金属管Pの管頂に位置させることができる。これにより、測定ユニット15は、一定の位置から一定の角度で金属管Pの内面に向けて超音波を送出することができるので、金属管Pに曲がりがあっても管厚dの測定を高精度で行うことができる。

0062

また、従来は単位長さが5m単位で製造した金属管Pの管厚を確認するために、金属管Pにおいて端部から管厚を手作業で測定しており、金属管Pの中間部分の管厚を測ることができていなかった。それに対して、本願発明は、金属管Pの中間部分の管厚も測定することが可能となる。

0063

(回転機構)
回転機構30は、金属管Pを周方向D4に回転させる。回転機構30は、図1の(b)に示すように、2本の円柱部材であり、上記2本の円柱部材は金属管Pの径よりも狭い幅で並んで延伸方向D1に平行に配置されている。回転機構30は、走行部10が往路を走行している間は稼動しない。走行部10が往路の走行を終えると、上記2本の円柱部材が同じ周方向D5に回転することで、金属管Pを約180度回転させる。また、円柱部材は2本に限られず管軸方向に沿って分離されて複数配置された構成であってもよく、金属管Pの各端部またはその付近に2つずつ、合計4つの円柱部材で支持されていてもよい。

0064

これにより、測定ユニット15は復路において往路とは異なるラインで管厚dを測定することができる。言い換えると、走行部10を管軸線上で往復走行させるだけであっても、金属管Pにおいて延伸方向D1に沿った複数の任意のラインにおいて管厚dを測定することができる。回転機構30は、例えば、上記円柱部材の管径を160mmとすることで、金属管Pの管径を変更しても、回転機構30を変更せずに異なる管径の金属管Pに対応できる。なお、図1の(a)および図2において回転機構30の図示は省略している。

0065

以上の構成により、本実施形態の管厚測定装置1によれば、5mの金属管Pの管厚dを所定の測定精度内で測定することが可能である。

0066

作動方法
まず、走行支持部材11により移動補助機構16が金属管Pに当接するまで走行部10の第2移動許容機構13以下の構成を降下させる。次に、第2移動許容機構13により測定ユニット15を金属管Pの管頂部に当接させることで走行部10のセットを完了する。その後、走行制御部51により、走行部10を延伸方向D1に走行させながら、測定ユニット15により管厚dを測定する。往路の測定終了後、金属管Pを回転機構30により約180度回転させ、復路の測定を行う。

0067

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

0068

1管厚測定装置
10走行部
12 第1移動許容機構
13 第2移動許容機構
14取付軸
15測定ユニット
16移動補助機構
18ストッパ
30回転機構
151送信用振動子(送出部の一部)
152受信用振動子(受取部の一部)
D1延伸方向
D2径方向
D3 接線方向
D4周方向
P 金属管

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