JP6570875B2 - Piping inspection device and piping inspection method - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

本発明の実施形態は、配管検査装置および配管検査方法に関する。  Embodiments described herein relate generally to a pipe inspection apparatus and a pipe inspection method.

配管の減肉や腐食の検査は、例えば、超音波探傷法を用いて行われる。超音波探傷法では、被試験体の表面に超音波を送受信する探触子を押し当て、被試験体内部に各種周波数の超音波を伝播させる。そして、被試験体内部の欠陥や被試験体の裏面で反射して戻ってきた超音波（エコー）を受信し、被試験体内部の状態を把握する。欠陥の位置は、超音波の送信から受信までに要する時間から測定され、欠陥の大きさは、受信したエコーの強度や欠陥エコーの出現する範囲の測定により算出される。  Inspection of pipe thinning and corrosion is performed using, for example, an ultrasonic flaw detection method. In the ultrasonic flaw detection method, a probe that transmits and receives ultrasonic waves is pressed against the surface of a test object, and ultrasonic waves of various frequencies are propagated inside the test object. And the ultrasonic wave (echo) which reflected and returned by the defect in a to-be-tested object and the back surface of a to-be-tested object is received, and the state inside a to-be-tested object is grasped | ascertained. The position of the defect is measured from the time required from transmission to reception of the ultrasonic wave, and the size of the defect is calculated by measuring the intensity of the received echo and the range where the defect echo appears.

超音波による検査法は、原子力発電プラントにおいて、素材の板厚の測定や、ラミネーションなどの溶接欠陥の検出に用いられている。また、原子炉圧力容器回りのノズル開口部、ブランチ、配管継手を補強する溶接肉盛部の検査においても、超音波による検査法が用いられている。  Ultrasonic inspection methods are used in nuclear power plants to measure the thickness of materials and to detect welding defects such as lamination. In addition, an ultrasonic inspection method is also used in the inspection of the weld overlay that reinforces the nozzle openings, branches, and pipe joints around the reactor pressure vessel.

発電プラントでは、流れ加速型腐食（ＦＡＣ：Flow Accelerated Corrosion）やエロージョンなどにより、配管のエルボ部やオリフィス部の下流側などに減肉が生じやすい傾向がある。このような知見に基づいて、配管減肉管理に関する規格（発電用設備規格JSME S CA1-2005）が日本機械学会（ＪＳＭＥ）により策定されている。この規格によれば、配管減肉管理は、超音波肉厚測定器を用いた配管肉厚測定により行われる。しかしながら、この手法は、肉厚測定のたびに配管を覆う断熱材を解体、復旧する必要があるため、多大な時間とコストを要する。  In power plants, there is a tendency for thinning to occur easily in the elbow part of the piping or the downstream side of the orifice part due to FAC (Flow Accelerated Corrosion) or erosion. Based on such knowledge, a standard (JSME S CA1-2005) for pipe thinning management has been established by the Japan Society of Mechanical Engineers (JSME). According to this standard, pipe thickness reduction management is performed by pipe thickness measurement using an ultrasonic thickness measuring instrument. However, this method requires a great deal of time and cost because it is necessary to disassemble and restore the heat insulating material covering the pipe every time the wall thickness is measured.

そこで、低コストの減肉管理を実現するため、埋め込み型の定点測定用センサが開発されている。例えば、電磁超音波発振子（ＥＭＡＴ：Electro Magnetic Acoustic Transducer）と光ファイバセンサとを組み合わせた超音波光プローブを使用する光ファイバＥＭＡＴ法が知られている。電磁超音波発振子は、電磁力の作用により配管内に超音波を励起する発振子である。光ファイバセンサは、励起された超音波の共振波をレーザ光により検出するためのセンサである。光ファイバＥＭＡＴ法では、このレーザ光の検出結果を解析することにより、配管の肉厚や配管内部の欠陥の情報を得ることができる。  Therefore, in order to realize low-cost thinning management, an embedded type fixed point measuring sensor has been developed. For example, an optical fiber EMAT method using an ultrasonic optical probe in which an electromagnetic ultrasonic transducer (EMAT) and an optical fiber sensor are combined is known. The electromagnetic ultrasonic oscillator is an oscillator that excites ultrasonic waves in a pipe by the action of electromagnetic force. The optical fiber sensor is a sensor for detecting a resonance wave of an excited ultrasonic wave with a laser beam. In the optical fiber EMAT method, by analyzing the detection result of the laser light, information on the thickness of the pipe and defects inside the pipe can be obtained.

図１は、マトリクス定点法および３Ｄ−ＵＴ全面探傷法について説明するための斜視図である。図２は、配管減肉現象について説明するための断面図である。  FIG. 1 is a perspective view for explaining a matrix fixed point method and a 3D-UT whole surface flaw detection method. FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the pipe thinning phenomenon.

ＪＳＭＥの減肉管理規格要求では、図１(ａ)に示すように、配管１のＦＡＣを検出するために、マトリクス定点における配管１の肉厚を測定するのみでよい。図１(ａ)は、サイズが１５０Ａ以上の配管１のエルボ部１ａを示している。ＪＳＭＥの配管減肉規格によれば、配管１のサイズが１５０Ａ以上の場合、測定点Ｐ間の軸方向ピッチは配管外径以下の長さに設定され、配管１の周方向には１周あたり８個（４５°ピッチ）の測定点Ｐが設けられる。配管１の肉厚は、測定点Ｐに板厚センサ３を押し当てることで測定される。  In the JSME thinning management standard request, as shown in FIG. 1A, in order to detect the FAC of thepipe 1, it is only necessary to measure the thickness of thepipe 1 at the matrix fixed point. Fig.1 (a) has shown theelbow part 1a of thepiping 1 whose size is 150 A or more. According to the JSME pipe thinning standard, when the size of thepipe 1 is 150A or more, the axial pitch between the measurement points P is set to a length equal to or less than the pipe outer diameter. Eight (45 ° pitch) measurement points P are provided. The thickness of thepipe 1 is measured by pressing theplate thickness sensor 3 against the measurement point P.

しかしながら、実際の発電プラントの配管１では、図２に示すように、ＦＡＣ４だけでなく、ＬＤＩ（Liquid Droplet Impingement：液滴衝撃エロージョン）２と呼ばれるピンホール状の局部減肉が発生している。図２は、オリフィス部１ｂの下流に位置するエルボ部１ａを示している。マトリクス定点のみでのＵＴ測定では、このようなＬＤＩ２を見逃す恐れがある。  However, in the actualpower plant piping 1, as shown in FIG. 2, not only FAC 4 but also pinhole-shaped local thinning called LDI (Liquid Droplet Impingement) 2 occurs. FIG. 2 shows anelbow 1a located downstream of theorifice 1b. In UT measurement using only matrix fixed points, there is a risk of missing such LDI2.

そこで、発電事業者は、ＬＤＩ２が発生する可能性の高いエルボ部１ａについて、ＵＴ全面探傷による検知漏れのない肉厚測定を管理指針に追加する方針を示している。ＵＴ全面探傷は、図１(ｂ)に矢印Ｓで示すように、板厚センサ３を機械走査する３Ｄ−ＵＴ全面探傷法で実行できる。しかしながら、３Ｄ−ＵＴ全面探傷法では、走査機構の設置や調整に長い時間がかかる。そのため、短時間で簡易にエルボ部１ａを全面探傷できる配管検査方法が必要とされている。  Therefore, the power generation company has indicated a policy of adding to the management guideline a thickness measurement that does not cause a detection omission due to the UT entire surface flaw detection for theelbow part 1a that is likely to generate LDI2. The UT full surface flaw detection can be performed by a 3D-UT full surface flaw detection method in which theplate thickness sensor 3 is mechanically scanned as indicated by an arrow S in FIG. However, in the 3D-UT whole surface flaw detection method, it takes a long time to install and adjust the scanning mechanism. Therefore, there is a need for a pipe inspection method capable of flaw-detecting theentire elbow portion 1a in a short time.

特開２００３−１３０８５４号公報JP 2003-130854 A特開２００５−１００５５号公報JP 2005-10055 A特開２００８−２８１５５９号公報JP 2008-281559 A

内ヶ崎儀一郎他「原子力と設計技術」大河出版（1980）pp.226-250Riichiro Uchigasaki et al. “Nuclear Power and Design Technology” Taiga Publishing (1980) pp.226-250佐々木、高橋他「光ファイバドップラセンサを用いた電磁超音波共鳴法による金属厚さ測定」溶接構造シンポジウム2006講演論文集（2006年11月）Sasaki, Takahashi et al. "Metal thickness measurement by electromagnetic ultrasonic resonance using optical fiber Doppler sensor" welding structure symposium 2006 lecture collection (November 2006)高橋、佐々木他「光ファイバドップラを利用した電磁超音波共振法による金属配管厚さ測定」保全学会「第1回検査・評価・保全に関する連携講演会」資料（2008年1月）Takahashi, Sasaki et al. "Metal pipe thickness measurement by electromagnetic ultrasonic resonance method using fiber optic Doppler" Material "The 1st Joint Lecture on Inspection, Evaluation and Maintenance" by the Maintenance Society (January 2008)山家、高橋、阿彦「火力発電プラントにおける配管減肉の測定技術」東芝レビューVol.63, No.4（2008）pp.41-44Yamaya, Takahashi, Ahiko "Measurement technology of pipe thinning in thermal power plants" Toshiba review Vol.63, No.4 (2008) pp.41-44佐々木、高橋、山家「電磁超音波共振法による配管減肉測定技術」火力原子力発電No.636, Vol.60（2009）pp.40-46Sasaki, Takahashi, Yamaya "Pipe thinning measurement technology by electromagnetic ultrasonic resonance method" Thermal Nuclear Power Generation No.636, Vol.60 (2009) pp.40-46

光ファイバＥＭＡＴ法では、配管１の表面に複数の超音波光プローブを取り付け、これらの超音波光プローブの設置箇所の配管１の肉厚を測定する。しかしながら、従来の光ファイバＥＭＡＴ法では、超音波光プローブの設置箇所の直下の配管１の肉厚しか測定することができない。よって、光ファイバＥＭＡＴ法では、配管１のＬＤＩ２の検出漏れが生じる可能性がある。そのため、配管１のＦＡＣ４とＬＤＩ２とを高精度に検出できる配管検査方法が必要とされている。  In the optical fiber EMAT method, a plurality of ultrasonic optical probes are attached to the surface of thepipe 1, and the thickness of thepipe 1 at the installation location of these ultrasonic optical probes is measured. However, in the conventional optical fiber EMAT method, only the thickness of thepipe 1 immediately below the installation location of the ultrasonic optical probe can be measured. Therefore, in the optical fiber EMAT method, detection failure of theLDI 2 in thepipe 1 may occur. Therefore, a pipe inspection method capable of detecting FAC4 and LDI2 of thepipe 1 with high accuracy is required.

そこで、本発明は、超音波光プローブの設置箇所以外の場所における配管の状態を検査可能な配管検査装置および配管検査方法を提供することを課題とする。  Then, this invention makes it a subject to provide the piping inspection apparatus and piping inspection method which can test | inspect the state of piping in places other than the installation location of an ultrasonic optical probe.

一の実施形態によれば、配管検査装置は、配管に取り付けられた複数の超音波光プローブの中から第１および第２の超音波光プローブを選択する選択部を備える。さらに、前記装置は、前記第１の超音波光プローブの超音波発振子に電力を供給して、前記超音波発振子から前記配管に超音波を入力し、前記超音波を前記配管を介して前記第２の超音波光プローブの光ファイバセンサに供給する電力供給部を備える。さらに、前記装置は、前記第２の超音波光プローブの前記光ファイバセンサ中を透過したレーザ光を検出する光検出部を備える。  According to one embodiment, the pipe inspection apparatus includes a selection unit that selects the first and second ultrasonic optical probes from a plurality of ultrasonic optical probes attached to the pipe. Further, the apparatus supplies power to the ultrasonic oscillator of the first ultrasonic optical probe, inputs ultrasonic waves from the ultrasonic oscillator to the pipe, and transmits the ultrasonic waves through the pipe. A power supply unit configured to supply the optical fiber sensor of the second ultrasonic optical probe; The apparatus further includes a light detection unit that detects laser light transmitted through the optical fiber sensor of the second ultrasonic optical probe.

マトリクス定点法および３Ｄ−ＵＴ全面探傷法について説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating a matrix fixed point method and 3D-UT whole surface flaw detection method.配管減肉現象について説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating a pipe thinning phenomenon.第１実施形態の配管検査システムの構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the piping inspection system of 1st Embodiment.第１実施形態の各超音波光プローブの構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of each ultrasonic optical probe of 1st Embodiment.第１実施形態の超音波光プローブの配管への取り付け例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of attachment to piping of the ultrasonic optical probe of 1st Embodiment.第１実施形態の配管検査方法を説明するための断面図および側面図である。It is sectional drawing and a side view for demonstrating the piping inspection method of 1st Embodiment.第１実施形態における超音波伝播距離の増加方法の例を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the example of the increase method of the ultrasonic propagation distance in 1st Embodiment.第１実施形態の配管検査方法を説明するための断面図および側面図である。It is sectional drawing and a side view for demonstrating the piping inspection method of 1st Embodiment.第１実施形態における超音波受信面積の増加方法の例を説明するための側面図である。It is a side view for demonstrating the example of the increase method of the ultrasonic reception area in 1st Embodiment.第１実施形態の光ファイバセンサの構成例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structural example of the optical fiber sensor of 1st Embodiment.第１実施形態のＬＤＩ検出について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the LDI detection of 1st Embodiment.第１実施形態のＬＤＩ検出について説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating LDI detection of 1st Embodiment.第１実施形態のＬＤＩ検出エリアについて説明するための図である。It is a figure for demonstrating the LDI detection area of 1st Embodiment.第１実施形態のＬＤＩ検出について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the LDI detection of 1st Embodiment.第１実施形態の変形例のＬＤＩ検出について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the LDI detection of the modification of 1st Embodiment.第１実施形態のＬＤＩの種類を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the kind of LDI of 1st Embodiment.

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。  Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

（第１実施形態）
図３は、第１実施形態の配管検査システムの構成を示す概略図である。(First embodiment)
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of the pipe inspection system according to the first embodiment.

図３の配管検査システムは、配管１の表面に取り付けられた複数の超音波光プローブ５と、配管検査装置６と、コンピュータ７とを備えている。図３は、これらの超音波光プローブ５のうちの１つを示している。配管１の例は、原子力発電プラントや、火力発電プラントや、地熱発電プラント内の配管や、パイプラインや水道管を構成する配管である。  The pipe inspection system of FIG. 3 includes a plurality of ultrasonicoptical probes 5 attached to the surface of thepipe 1, apipe inspection device 6, and acomputer 7. FIG. 3 shows one of these ultrasonicoptical probes 5. Examples of thepipe 1 are a pipe in a nuclear power plant, a thermal power plant, a geothermal power plant, a pipeline or a water pipe.

各超音波光プローブ５は、電磁超音波発振子（以下「ＥＭＡＴ」と呼ぶ）１１と、光ファイバセンサ１２とを備えている。配管検査装置６は、光源２１と、光干渉計２２と、波形信号発生器２３と、増幅器２４と、電気スイッチ２５と、光スイッチ２６と、モードスイッチ２７とを備えている。光干渉計２２は、光検出部の例である。波形信号発生器２３および増幅器２４は、電力供給部の例である。電気スイッチ２５、光スイッチ２６、およびモードスイッチ２７は、選択部の例である。また、電気スイッチ２５と光スイッチ２６はそれぞれ、第１および第２スイッチの例である。  Each ultrasonicoptical probe 5 includes an electromagnetic ultrasonic oscillator (hereinafter referred to as “EMAT”) 11 and anoptical fiber sensor 12. Thepipe inspection device 6 includes alight source 21, anoptical interferometer 22, awaveform signal generator 23, anamplifier 24, anelectrical switch 25, anoptical switch 26, and amode switch 27. Theoptical interferometer 22 is an example of a light detection unit. Thewaveform signal generator 23 and theamplifier 24 are examples of a power supply unit. Theelectrical switch 25, theoptical switch 26, and themode switch 27 are examples of a selection unit. Theelectrical switch 25 and theoptical switch 26 are examples of first and second switches, respectively.

ＥＭＡＴ１１は、光ファイバセンサ１２を介して配管１に取り付けられており、電磁力の作用により配管１内に超音波を励起する。光ファイバセンサ１２は、線状の光ファイバが渦巻状（蚊取り線香状）に巻かれて可撓性を有する円形平板になっており、励起された超音波の共振波をレーザ光により検出するために使用される。この円形平板は例えば、５円玉硬貨と同程度のサイズを有している。  TheEMAT 11 is attached to thepipe 1 via theoptical fiber sensor 12 and excites ultrasonic waves in thepipe 1 by the action of electromagnetic force. Theoptical fiber sensor 12 has a flexible circular plate in which a linear optical fiber is wound in a spiral shape (mosquito coil), and is used to detect a resonance wave of an excited ultrasonic wave with a laser beam. used. For example, the circular flat plate has a size similar to that of a 5-yen coin.

波形信号発生器２３と増幅器２４は、コンピュータ７による制御のもと、高周波電流を発生および増幅させ、ＥＭＡＴ１１に供給する。これにより、ＥＭＡＴ１１に電力が供給される。光源２１は、基準レーザ光を発生させ、光ファイバセンサ１２に供給する。光干渉計２２は、光ファイバセンサ１２中を透過した基準レーザ光の変動を検出する。  Thewaveform signal generator 23 and theamplifier 24 generate and amplify a high frequency current under the control of thecomputer 7 and supply it to theEMAT 11. Thereby, electric power is supplied to EMAT11. Thelight source 21 generates reference laser light and supplies it to theoptical fiber sensor 12. Theoptical interferometer 22 detects a change in the reference laser light transmitted through theoptical fiber sensor 12.

コンピュータ７は、配管１の腐食や減肉など、配管１の劣化に関する判定閾値が格納された診断データベースを有している。コンピュータ７は、光干渉計２２から受信した原波形の検出結果や、この原波形に信号処理を施した処理結果を、診断データベース内のデータと照合して、配管１の劣化度を判定する。  Thecomputer 7 has a diagnostic database in which determination thresholds relating to deterioration of thepipe 1 such as corrosion and thinning of thepipe 1 are stored. Thecomputer 7 compares the detection result of the original waveform received from theoptical interferometer 22 and the processing result obtained by performing signal processing on the original waveform with the data in the diagnostic database to determine the degree of deterioration of thepipe 1.

図３の配管検査システムは、第１の光ファイバ３１と、第２の光ファイバ３２と、電源線３３とを備えている。第１の光ファイバ３１は、光源２１から各超音波光プローブ５の光ファイバセンサ１２にレーザ光を伝達するために使用され、第２の光ファイバ３２は、各超音波光プローブ５の光ファイバセンサ１２から光干渉計２２にレーザ光を伝達するために使用される。電源線３３は、増幅器２４から各超音波光プローブ５のＥＭＡＴ１１に高周波電流を供給するために使用される。  The piping inspection system in FIG. 3 includes a firstoptical fiber 31, a secondoptical fiber 32, and apower line 33. The firstoptical fiber 31 is used for transmitting laser light from thelight source 21 to theoptical fiber sensor 12 of each ultrasonicoptical probe 5, and the secondoptical fiber 32 is an optical fiber of each ultrasonicoptical probe 5. Used to transmit laser light from thesensor 12 to theoptical interferometer 22. Thepower line 33 is used to supply a high-frequency current from theamplifier 24 to theEMAT 11 of each ultrasonicoptical probe 5.

配管検査装置６は、電源線３３上に設けられた電気スイッチ２５と、第２の光ファイバ３２上に設けられた光スイッチ２６と、第１および第２の光ファイバ３１、３２に接続されたモードスイッチ２７とを備えている。なお、光スイッチ２６は、第１の光ファイバ３１上に設けられていてもよいし、第１および第２の光ファイバ３１、３２上に設けられていてもよい。  Thepipe inspection device 6 is connected to theelectrical switch 25 provided on thepower line 33, theoptical switch 26 provided on the secondoptical fiber 32, and the first and secondoptical fibers 31 and 32. And amode switch 27. Theoptical switch 26 may be provided on the firstoptical fiber 31 or may be provided on the first and secondoptical fibers 31 and 32.

電気スイッチ２５は、複数の超音波光プローブ５の中から、増幅器２４に接続する超音波光プローブ５を選択するために使用される。電気スイッチ２５によりある超音波光プローブ５が選択されると、増幅器２４からその超音波光プローブ５のＥＭＡＴ１１に高周波電流が供給される。本実施形態の電気スイッチ２５は、９６チャンネルを有し、９６個の超音波光プローブ５を制御可能である。  Theelectrical switch 25 is used to select the ultrasonicoptical probe 5 connected to theamplifier 24 from the plurality of ultrasonicoptical probes 5. When an ultrasonicoptical probe 5 is selected by theelectrical switch 25, a high frequency current is supplied from theamplifier 24 to theEMAT 11 of the ultrasonicoptical probe 5. Theelectrical switch 25 of the present embodiment has 96 channels, and can control 96 ultrasonicoptical probes 5.

光スイッチ２６は、複数の超音波光プローブ５の中から、光干渉計２２に接続する超音波光プローブ５を選択するために使用される。光スイッチ２６によりある超音波光プローブ５が選択されると、その超音波光プローブ５の光ファイバセンサ１２から光干渉計２２にレーザ光が供給される。本実施形態の光スイッチ２６は、３２チャンネルを有し、３２個の超音波光プローブ５を制御可能である。  Theoptical switch 26 is used to select the ultrasonicoptical probe 5 connected to theoptical interferometer 22 from the plurality of ultrasonicoptical probes 5. When an ultrasonicoptical probe 5 is selected by theoptical switch 26, laser light is supplied from theoptical fiber sensor 12 of the ultrasonicoptical probe 5 to theoptical interferometer 22. Theoptical switch 26 of the present embodiment has 32 channels, and can control 32 ultrasonicoptical probes 5.

モードスイッチ２７は、複線化された第１および第２の光ファイバ３１、３２に接続された超音波光プローブ５と、単線化された光ファイバ４１（図１０）に接続された超音波光プローブ５との切り替え用に使用される。モードスイッチ２７の詳細は後述する。  Themode switch 27 includes an ultrasonicoptical probe 5 connected to the first and secondoptical fibers 31 and 32 that are double-tracked, and an ultrasonic optical probe that is connected to the optical fiber 41 (FIG. 10) that is single-tracked. Used for switching to 5. Details of themode switch 27 will be described later.

なお、本実施形態の電気スイッチ２５、光スイッチ２６、およびモードスイッチ２７の制御は、コンピュータ７により行われる。  Note that thecomputer 7 controls theelectrical switch 25, theoptical switch 26, and themode switch 27 of the present embodiment.

図４は、第１実施形態の各超音波光プローブ５の構成を示す概略図である。  FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of each ultrasonicoptical probe 5 of the first embodiment.

ＥＭＡＴ１１は、永久磁石Ａ１と電気コイルＡ２とを備えている。永久磁石Ａ１と電気コイルＡ２は、樹脂シート１３を介して一体化されている。  TheEMAT 11 includes a permanent magnet A1 and an electric coil A2. The permanent magnet A1 and the electric coil A2 are integrated via theresin sheet 13.

永久磁石Ａ１の耐熱性や耐久性を支配する要素としては、永久磁石Ａ１の材質がある。耐熱性のよい永久磁石Ａ１の材質の例は、サマリウムコバルトである。サマリウムコバルトの減磁点は３５０℃〜４００℃の間にあるため、サマリウムコバルトの永久磁石Ａ１を高温で使用する場合には、３５０℃以下で使用することが望ましい。  As a factor governing the heat resistance and durability of the permanent magnet A1, there is a material of the permanent magnet A1. An example of the material of the permanent magnet A1 having good heat resistance is samarium cobalt. Since the demagnetization point of samarium cobalt is between 350 ° C. and 400 ° C., when the samarium cobalt permanent magnet A1 is used at a high temperature, it is desirable to use it at 350 ° C. or less.

また、コバルトを希少金属と考える観点から、コバルトの代替材料を使用した永久磁石Ａ１も開発され始めている。例えば、サマリウム鉄系（Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系など）の永久磁石Ａ１が、ボンド磁石として商品化されている。高温アプリケーションである光ファイバＥＭＡＴ法を実行するために、永久磁石Ａ１としてサマリウム鉄系の焼結磁石を使用すれば、より安価で環境にやさしい超音波光プローブ５を実現することができる。  Further, from the viewpoint of considering cobalt as a rare metal, a permanent magnet A1 using an alternative material for cobalt has also been developed. For example, a samarium iron-based (Sm—Fe—N-based) permanent magnet A1 has been commercialized as a bonded magnet. If a samarium iron-based sintered magnet is used as the permanent magnet A1 in order to execute the optical fiber EMAT method which is a high temperature application, the ultrasonicoptical probe 5 which is cheaper and more environmentally friendly can be realized.

電気コイルＡ２には、増幅器２４から高周波電流が供給される。その結果、電気コイルＡ２内の電磁誘導で発生するローレンツ力や磁歪により、配管１の内部に超音波が励起される。なお、高周波電流は、コンピュータ７による波形信号発生器２３および増幅器２４の制御により、所定の周波数および振幅を有するように調整される。電気コイルＡ２は、環形状に巻かれて円形平板になっている。  A high frequency current is supplied from theamplifier 24 to the electric coil A2. As a result, ultrasonic waves are excited inside thepipe 1 by Lorentz force and magnetostriction generated by electromagnetic induction in the electric coil A2. The high-frequency current is adjusted to have a predetermined frequency and amplitude under the control of thewaveform signal generator 23 and theamplifier 24 by thecomputer 7. The electric coil A2 is a circular flat plate wound in an annular shape.

光ファイバセンサ１２は、樹脂シート１３と接着剤１４により、ＥＭＡＴ１１と一体化されている。また、超音波光プローブ５は、接着剤１４により、測定対象の配管１に接着されている。  Theoptical fiber sensor 12 is integrated with theEMAT 11 by aresin sheet 13 and an adhesive 14. The ultrasonicoptical probe 5 is bonded to thepipe 1 to be measured with an adhesive 14.

ＥＭＡＴ１１から配管１に超音波を入力すると、この超音波の一部が光ファイバセンサ１２に到達する。ここで、光源２１からの基準レーザ光が光ファイバセンサ１２に入力されている状態で、光ファイバセンサ１２に超音波が到達すると、光ファイバセンサ１２が超音波の影響で微小に伸縮し、基準レーザ光にドップラー周波数のシフトや偏波面の変動が生じる。  When an ultrasonic wave is input from theEMAT 11 to thepipe 1, a part of the ultrasonic wave reaches theoptical fiber sensor 12. Here, when the ultrasonic wave reaches theoptical fiber sensor 12 in a state where the reference laser light from thelight source 21 is input to theoptical fiber sensor 12, theoptical fiber sensor 12 slightly expands and contracts due to the influence of the ultrasonic wave. The Doppler frequency shift and the polarization plane change occur in the laser light.

光干渉計２２は、この光ファイバセンサ１２中を透過してきた基準レーザ光を光電変換して計測することで、この変動を検出する。このように、光干渉計２２は、超音波の肉厚方向の共振状態を、基準レーザ光の検出を通して検出することができる。コンピュータ７は、光干渉計２２による基準レーザ光の検出結果に基づいて、配管１の状態を判定することができる。  Theoptical interferometer 22 detects this variation by photoelectrically converting and measuring the reference laser light transmitted through theoptical fiber sensor 12. As described above, theoptical interferometer 22 can detect the resonance state of the ultrasonic wave in the thickness direction through detection of the reference laser beam. Thecomputer 7 can determine the state of thepipe 1 based on the detection result of the reference laser beam by theoptical interferometer 22.

このように、ＥＭＡＴ１１から配管１に入力された超音波は、配管１を介して光ファイバセンサ１２に供給される。  As described above, the ultrasonic wave input from theEMAT 11 to thepipe 1 is supplied to theoptical fiber sensor 12 through thepipe 1.

この際、本実施形態の配管検査システムは、ＥＭＡＴ１１から同じ超音波光プローブ５の光ファイバセンサ１２に超音波を供給し、この光ファイバセンサ１２中を透過した基準レーザ光を光干渉計２２により検出することができる。この場合、電気スイッチ２５と光スイッチ２６は、同じ超音波光プローブ５を選択する。コンピュータ７は、この基準レーザ光の検出結果に基づいて、この超音波光プローブ５の設置箇所の直下の配管１の状態を判定することができる。  At this time, the pipe inspection system of this embodiment supplies ultrasonic waves from theEMAT 11 to theoptical fiber sensor 12 of the same ultrasonicoptical probe 5, and the reference laser light transmitted through theoptical fiber sensor 12 is transmitted by theoptical interferometer 22. Can be detected. In this case, theelectrical switch 25 and theoptical switch 26 select the same ultrasonicoptical probe 5. Thecomputer 7 can determine the state of thepipe 1 immediately below the installation location of the ultrasonicoptical probe 5 based on the detection result of the reference laser light.

一方、本実施形態の配管検査システムは、ＥＭＡＴ１１から異なる超音波光プローブ５の光ファイバセンサ１２に超音波を供給し、この光ファイバセンサ１２中を透過した基準レーザ光を光干渉計２２により検出することもできる。この場合、電気スイッチ２５と光スイッチ２６は、異なる超音波光プローブ５を選択する。電気スイッチ２５により選択される超音波光プローブ５は、第１の超音波光プローブの例であり、光スイッチ２６により選択される超音波光プローブ５は、第２の超音波光プローブの例である。コンピュータ７は、この基準レーザ光の検出結果に基づいて、これらの超音波光プローブ５の設置箇所以外の場所の配管１の状態を判定することができる。この処理の詳細は後述する。  On the other hand, the pipe inspection system of this embodiment supplies ultrasonic waves from theEMAT 11 to theoptical fiber sensor 12 of the different ultrasonicoptical probe 5 and detects the reference laser light transmitted through theoptical fiber sensor 12 by theoptical interferometer 22. You can also In this case, theelectrical switch 25 and theoptical switch 26 select different ultrasonicoptical probes 5. The ultrasonicoptical probe 5 selected by theelectrical switch 25 is an example of a first ultrasonic optical probe, and the ultrasonicoptical probe 5 selected by theoptical switch 26 is an example of a second ultrasonic optical probe. is there. Thecomputer 7 can determine the state of thepipe 1 at a place other than the place where the ultrasonicoptical probe 5 is installed based on the detection result of the reference laser light. Details of this processing will be described later.

超音波光プローブ５は、ＥＭＡＴ１１の形状を図４のような単純な形状としても、肉厚計測上は十分な信号強度が得られる。肉厚計測の精度や感度を左右する要因としては、ＥＭＡＴ１１の発振パワーと、光ファイバセンサ１２の配管１への密着度が挙げられる。そのため、高温下での永久磁石Ａ１の磁力と、光ファイバセンサ１２と配管１との接合部の信頼性（耐久性）が重要となる。  The ultrasonicoptical probe 5 can obtain a sufficient signal intensity in measuring the thickness even if the shape of theEMAT 11 is a simple shape as shown in FIG. Factors that affect the accuracy and sensitivity of wall thickness measurement include the oscillation power ofEMAT 11 and the degree of adhesion ofoptical fiber sensor 12 topipe 1. Therefore, the magnetic force of the permanent magnet A1 at a high temperature and the reliability (durability) of the joint between theoptical fiber sensor 12 and thepipe 1 are important.

永久磁石Ａ１の磁力に関しては、高温用の耐熱性の永久磁石Ａ１を使いこれを鍍金することにより、永久磁石Ａ１の酸化を防ぐ方法がある。鍍金した高温用の永久磁石Ａ１と、ポリイミドコーティングの電気コイルＡ２とを使うことで、ＥＭＡＴ１１の発振パワーを高温下でも保持することができる。  Regarding the magnetic force of the permanent magnet A1, there is a method of preventing oxidation of the permanent magnet A1 by using a heat-resistant permanent magnet A1 for high temperature and plating it. By using the plated high-temperature permanent magnet A1 and the polyimide-coated electric coil A2, the oscillation power of theEMAT 11 can be maintained even at high temperatures.

一方、光ファイバセンサ１２と配管１との接合方法の例は、高温接着剤による接着や、溶射などである。光ファイバセンサ１２は、配管１の表面形状や曲率などに合わせて配管１の表面に密着させるように配置し、接着や溶射により配管１の表面に固定することが望ましい。この際、光ファイバセンサ１２と配管１は、直接密着させてもよいし、フレキシブルシートなどの間接材を介して密着させてもよい。後者の場合、接合強度が高くなることで耐熱性や耐久性などの信頼性を長期に渡って向上させることや、施工が容易なため安価な材料で接合を行うことが可能となる。  On the other hand, examples of the method for joining theoptical fiber sensor 12 and thepipe 1 include adhesion with a high-temperature adhesive or thermal spraying. Theoptical fiber sensor 12 is preferably disposed so as to be in close contact with the surface of thepipe 1 according to the surface shape and curvature of thepipe 1 and fixed to the surface of thepipe 1 by adhesion or thermal spraying. At this time, theoptical fiber sensor 12 and thepipe 1 may be in direct contact with each other, or may be in close contact via an indirect material such as a flexible sheet. In the latter case, it becomes possible to improve reliability such as heat resistance and durability over a long period by increasing the bonding strength, and to perform bonding with an inexpensive material because the construction is easy.

ポリイミドコーティングの光ファイバセンサ１２を接着する場合には、ポリイミド系の接着剤が長期信頼性がよく、エポキシ系やシリコン系の接着剤は比較的劣化が早い傾向がある。ポリイミドコーティングの光ファイバセンサ１２を金属製の配管１に接合する際には、ポリイミド系の接着剤を使用して真空含浸法にて接着することが望ましい。  When bonding the polyimide-coatedoptical fiber sensor 12, a polyimide-based adhesive has good long-term reliability, and an epoxy-based or silicon-based adhesive tends to deteriorate relatively quickly. When the polyimide-coatedoptical fiber sensor 12 is bonded to themetal pipe 1, it is desirable to bond the polyimide-coatedoptical fiber sensor 12 by a vacuum impregnation method using a polyimide adhesive.

真空含浸法ではまず、光ファイバセンサ１２を、接着剤を含浸させたガラスクロスで挟む。次に、これを面状ヒーターまたはラバーヒーターと一緒に配管１の表面に真空パックして大気圧で押し付けつつ、ヒーターの温度調整により所定の加熱硬化を行う。次に、硬化および接着後に、リリースフィルム、ブリーザー、ヒーター、パックフィルムなどを、ガラスクロスの表面から取り外す。  In the vacuum impregnation method, first, theoptical fiber sensor 12 is sandwiched between glass cloths impregnated with an adhesive. Next, a predetermined heat-curing is performed by adjusting the temperature of the heater while vacuum-packing it on the surface of thepipe 1 together with a planar heater or a rubber heater and pressing it at atmospheric pressure. Next, after curing and bonding, the release film, breather, heater, pack film, etc. are removed from the surface of the glass cloth.

また、光ファイバセンサ１２は、次の手順で作製可能である。まず、耐熱性コーティングファイバを渦巻状に巻く。次に、渦巻状に巻いた耐熱性コーティングファイバを、ポリイミドなどの耐熱材からなるフレキシブルシート上に、ポリイミドワニスを用いて固定する。なお、光ファイバセンサ１２は、このフレキシブルシートと一緒に接着剤を含浸したガラスクロスに挟んでもよいし、直接ガラスクロスに挟んでもよい。  Theoptical fiber sensor 12 can be manufactured by the following procedure. First, a heat-resistant coated fiber is wound in a spiral shape. Next, the heat-resistant coated fiber wound in a spiral shape is fixed on a flexible sheet made of a heat-resistant material such as polyimide using a polyimide varnish. Theoptical fiber sensor 12 may be sandwiched between a glass cloth impregnated with an adhesive together with the flexible sheet, or may be directly sandwiched between glass cloths.

また、ポリイミド系の接着剤の代わりに、金属粉を配合したセラミックス系の接着剤を使用してもよい。金属粉を配合したセラミックス系の接着剤には、施工性と耐久性の良いものあることが確認されている。このような接着剤を用いる場合、光ファイバセンサ１２を配管１の表面において単純に接着剤を塗布して保持し、接着剤を室温硬化させることにより、十分な接合強度を得られる。この場合、光ファイバセンサ１２と配管１の間にガラスクロスを介在させてもよいし、介在させなくてもよい。  Moreover, you may use the ceramic type adhesive agent which mix | blended the metal powder instead of the polyimide-type adhesive agent. It has been confirmed that ceramic adhesives containing metal powder have good workability and durability. When such an adhesive is used, sufficient bonding strength can be obtained by simply applying and holding theoptical fiber sensor 12 on the surface of thepipe 1 and curing the adhesive at room temperature. In this case, a glass cloth may or may not be interposed between theoptical fiber sensor 12 and thepipe 1.

図５は、第１実施形態の超音波光プローブ５の配管１への取り付け例を示す概略図である。  FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of attachment of the ultrasonicoptical probe 5 of the first embodiment to thepipe 1.

本実施形態では、複数の超音波光プローブ５を配管１の外面に取り付け、配管１の内面と外面から多重反射した共振超音波信号をコンピュータ７により解析することで、配管１の肉厚を測定する。配管１の材質は、例えば炭素鋼である。本実施形態では、超音波光プローブ５をあらかじめ配管１と断熱材（保温材）８との間に埋め込んでおくことで、肉厚測定（劣化度判定）をオンラインで行うことが可能となる。本実施形態によれば、肉厚測定のたびに断熱材８を解体、復旧する必要がないため、発電プラントの安全性や設備稼働率を高めることができる。  In the present embodiment, the thickness of thepipe 1 is measured by attaching a plurality of ultrasonicoptical probes 5 to the outer surface of thepipe 1 and analyzing by thecomputer 7 the resonance ultrasonic signals that are multiple-reflected from the inner surface and the outer surface of thepipe 1. To do. The material of thepipe 1 is, for example, carbon steel. In the present embodiment, by embedding the ultrasonicoptical probe 5 between thepipe 1 and the heat insulating material (heat insulating material) 8 in advance, the thickness measurement (determination of deterioration) can be performed online. According to the present embodiment, since it is not necessary to disassemble and restore theheat insulating material 8 every time the wall thickness is measured, the safety of the power plant and the equipment operation rate can be increased.

配管減肉管理規格では、配管１の肉厚測定点の位置が、配管１の径に応じて決められている。配管１のサイズが１５０Ａ（外径：約１６５ｍｍ）以上の場合は、配管１の周方向に８箇所（４５°間隔）と決められている。また、配管１のサイズが１５０Ａ未満の場合は、配管１の周方向に４箇所（９０°間隔）と決められている。図５は、前者の場合の例を示している。なお、配管１の軸方向については、配管１の外径長さ以下の間隔で配管１の肉厚測定点を設定することが決められている。  In the pipe thinning management standard, the position of the thickness measurement point of thepipe 1 is determined according to the diameter of thepipe 1. When the size of thepipe 1 is 150 A (outer diameter: about 165 mm) or more, eight locations (45 ° intervals) are determined in the circumferential direction of thepipe 1. Further, when the size of thepipe 1 is less than 150 A, four locations (90 ° intervals) are determined in the circumferential direction of thepipe 1. FIG. 5 shows an example of the former case. In addition, about the axial direction of thepiping 1, it is decided to set the thickness measurement point of thepiping 1 by the space | interval below the outer diameter length of thepiping 1. FIG.

これらの超音波光プローブ５を用いて配管１の肉厚を測定する方法を説明する。  A method for measuring the thickness of thepipe 1 using these ultrasonicoptical probes 5 will be described.

ＥＭＡＴ１１の電気コイルＡ２は、高周波電流が流れると、配管１を振動させ、配管１内に超音波を発生させる。この際、コンピュータ７は、波形信号発生器２３を通じて高周波電流の周波数を変化させることにより、超音波の周波数を所望の周波数帯域でスイープさせる。  When a high-frequency current flows, the electric coil A2 of theEMAT 11 vibrates thepipe 1 and generates an ultrasonic wave in thepipe 1. At this time, thecomputer 7 sweeps the ultrasonic frequency in a desired frequency band by changing the frequency of the high-frequency current through thewaveform signal generator 23.

配管１内の超音波は、光ファイバセンサ１２に伝播する。光ファイバセンサ１２に基準レーザ光が入力されている状態で光ファイバセンサ１２に超音波が到達すると、基準レーザ光にドップラー周波数のシフトや偏波面の変動が生じる。この変動値（伸縮速度）を光干渉計２ｂが光電変換により電圧値に変換することで、配管１内を伝播する超音波の周波数を計測することが可能となる。  The ultrasonic waves in thepipe 1 propagate to theoptical fiber sensor 12. When the ultrasonic wave reaches theoptical fiber sensor 12 in a state where the reference laser beam is input to theoptical fiber sensor 12, a Doppler frequency shift or a polarization plane fluctuation occurs in the reference laser beam. The fluctuation value (expansion / contraction speed) is converted into a voltage value by theoptical interferometer 2b by photoelectric conversion, whereby the frequency of the ultrasonic wave propagating in thepipe 1 can be measured.

配管１の肉厚ｄと、配管１内の超音波の波長λとの間に、λ＝２ｄの関係が成り立つとき、超音波の入射波と反射波とが共振し、これらの合成波の振幅が大きくなる。この関係は、配管１内の超音波の周波数ｆと音速ｖを用いて、ｆ＝ｖ／２ｄと表すことができる。よって、共振発生時の超音波の周波数ｆと音速ｖとが得られれば、配管１の肉厚ｄを求めることができる。  When the relationship of λ = 2d is established between the thickness d of thepipe 1 and the wavelength λ of the ultrasonic wave in thepipe 1, the incident wave and the reflected wave of the ultrasonic wave resonate, and the amplitude of these combined waves Becomes larger. This relationship can be expressed as f = v / 2d using the frequency f of the ultrasonic wave in thepipe 1 and the speed of sound v. Therefore, if the frequency f and the speed of sound v of the ultrasonic wave at the time of resonance are obtained, the wall thickness d of thepipe 1 can be obtained.

そこで、本実施形態では、配管１の肉厚ｄを測定する際、超音波の周波数を所望の周波数帯域でスイープさせ、共振周波数ｆを測定する。一方、音速ｖは、配管１の材質から算出可能である。よって、本実施形態では、測定された共振周波数ｆと、算出された音速ｖとを用いて、配管１の肉厚ｄを導出することができる。  Therefore, in this embodiment, when measuring the wall thickness d of thepipe 1, the ultrasonic frequency is swept in a desired frequency band, and the resonance frequency f is measured. On the other hand, the speed of sound v can be calculated from the material of thepipe 1. Therefore, in the present embodiment, the wall thickness d of thepipe 1 can be derived using the measured resonance frequency f and the calculated sound velocity v.

例えば、肉厚１５ｍｍの鋼製の配管１の場合、２００ｋＨｚの超音波を入力すると共振が生じる。本実施形態によれば、配管１が鋼製であることと、共振周波数ｆが２００ｋＨｚであることが分かれば、配管１の肉厚ｄが１５ｍｍであることを決定できる。  For example, in the case of asteel pipe 1 having a wall thickness of 15 mm, resonance occurs when an ultrasonic wave of 200 kHz is input. According to this embodiment, if it is known that thepipe 1 is made of steel and the resonance frequency f is 200 kHz, it can be determined that the wall thickness d of thepipe 1 is 15 mm.

本実施形態の超音波光プローブ５は、原子力発電所や火力発電所の配管１のエルボ部やオリフィス部の下流側など、統計的に減肉しやすいと考えられる箇所や、地熱発電所配管や水道管を構成する配管１の閉塞を起こしやすい箇所等に取り付けることが望ましい。また、本実施形態の波形信号発生器２３は、配管１内に発生させる振動の周波数を、配管１の厚さに応じて１Ｈｚ〜１０ＭＨｚの任意の周波数に設定可能なように構成することが望ましい。また、本実施形態のコンピュータ７は、光干渉計２２を介して、周波数２０ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの超音波振動だけでなく、周波数１Ｈｚ〜２０ｋＨｚの非超音波振動も検出可能なように構成することが望ましい。  The ultrasonicoptical probe 5 according to the present embodiment includes a portion considered to be statistically susceptible to thinning, such as an elbow portion or a downstream side of an orifice portion of apiping 1 of a nuclear power plant or a thermal power plant, a geothermal power plant piping, It is desirable to attach to the place etc. which are easy to raise | generate the obstruction | occlusion of thepiping 1 which comprises a water pipe. In addition, thewaveform signal generator 23 of the present embodiment is desirably configured so that the frequency of vibration generated in thepipe 1 can be set to an arbitrary frequency of 1 Hz to 10 MHz according to the thickness of thepipe 1. . In addition, it is desirable that thecomputer 7 of the present embodiment is configured to detect not only ultrasonic vibration with a frequency of 20 kHz to 10 MHz but also non-ultrasonic vibration with a frequency of 1 Hz to 20 kHz via theoptical interferometer 22. .

図５は、第２の光ファイバ３２を示している。第１および第２の光ファイバ３１、３２は、表面が露出していてもよいし、樹脂シートやフレキシブルシート材などの部材で挟まれていてもよいし、これらの組み合わせで構成されていてもよい。また、第１および第２の光ファイバ３１、３２とこれらを挟む部材との間の隙間には、接着剤が充填されていてもよい。  FIG. 5 shows the secondoptical fiber 32. The first and secondoptical fibers 31 and 32 may have exposed surfaces, may be sandwiched between members such as a resin sheet and a flexible sheet material, or may be configured by a combination thereof. Good. In addition, an adhesive may be filled in the gap between the first and secondoptical fibers 31 and 32 and the member sandwiching them.

（１）第１実施形態の配管検査方法
図６は、第１実施形態の配管検査方法を説明するための断面図および側面図である。(1) Pipe Inspection Method of First Embodiment FIG. 6 is a cross-sectional view and a side view for explaining the pipe inspection method of the first embodiment.

図６(ａ)および図６(ｂ)は、配管１の１本分のスプールの断面および側面を示している。具体的には、ＪＳＭＥの発電用火力設備規格（JSME S CA1-2009年）に従い、１５０Ａ以上のサイズを有する配管１に４列の超音波光プローブ５を設置した例を示している。各列は、８つの超音波光プローブ５を等間隔に含んでいる。これらの列間の距離は、配管１の直径（外径）φと同じ値に設定されている。この例では、このように３２個の超音波光プローブ５が配管１の各スプールに設置されている。  FIG. 6A and FIG. 6B show a cross section and a side surface of one spool of thepipe 1. Specifically, an example is shown in which four rows of ultrasonicoptical probes 5 are installed in apipe 1 having a size of 150 A or more in accordance with the JSME power generation thermal equipment standard (JSME S CA1-2009). Each row includes eight ultrasonicoptical probes 5 at equal intervals. The distance between these columns is set to the same value as the diameter (outer diameter) φ of thepipe 1. In this example, 32 ultrasonicoptical probes 5 are installed on each spool of thepipe 1 in this way.

本実施形態の配管検査システムは通常、ＥＭＡＴ１１から同じ超音波光プローブ５の光ファイバセンサ１２に超音波を供給し、この光ファイバセンサ１２中を透過した基準レーザ光を光干渉計２２により検出する。この場合、コンピュータ７は、この光ファイバセンサ１２の設置箇所の配管１の肉厚（すなわち、この光ファイバセンサ１２の直下における配管１の肉厚）を測定することができる。  In the pipe inspection system of this embodiment, an ultrasonic wave is normally supplied from theEMAT 11 to theoptical fiber sensor 12 of the same ultrasonicoptical probe 5, and the reference laser beam transmitted through theoptical fiber sensor 12 is detected by theoptical interferometer 22. . In this case, thecomputer 7 can measure the thickness of thepipe 1 at the place where theoptical fiber sensor 12 is installed (that is, the thickness of thepipe 1 immediately below the optical fiber sensor 12).

本実施形態の配管検査システムは、このような測定により、配管１のＦＡＣ４（図２）を検出することができる。一般に、光ファイバＥＭＡＴ法を実行する際の超音波光プローブ５同士の設置間隔は、配管１のＦＡＣ４を十分な精度で検出可能な値に設定される。  The piping inspection system of this embodiment can detect FAC4 (FIG. 2) of thepiping 1 by such measurement. Generally, the installation interval between the ultrasonicoptical probes 5 when performing the optical fiber EMAT method is set to a value that can detect the FAC 4 of thepipe 1 with sufficient accuracy.

また、本実施形態の配管検査システムは、ＥＭＡＴ１１から異なる超音波光プローブ５の光ファイバセンサ１２に超音波を供給し、この光ファイバセンサ１２中を透過した基準レーザ光を光干渉計２２により検出することもできる。この場合、コンピュータ７は、この光ファイバセンサ１２の設置箇所以外の場所の配管１の肉厚を測定することができる。  In the pipe inspection system of this embodiment, ultrasonic waves are supplied from theEMAT 11 to theoptical fiber sensor 12 of the different ultrasonicoptical probe 5, and the reference laser light transmitted through theoptical fiber sensor 12 is detected by theoptical interferometer 22. You can also In this case, thecomputer 7 can measure the thickness of thepipe 1 at a place other than the place where theoptical fiber sensor 12 is installed.

図６(ｂ)は、超音波光プローブ５ａのＥＭＡＴ１１から超音波光プローブ５ｃの光ファイバセンサ１２に超音波を供給する例や、超音波光プローブ５ｂのＥＭＡＴ１１から超音波光プローブ５ｄの光ファイバセンサ１２に超音波を供給する例を示している。本実施形態では、超音波を発信する超音波光プローブ５（ＥＭＡＴ１１）と、超音波を受信する超音波光プローブ５（光ファイバセンサ１２）との様々な組合せを設定することで、超音波を様々なルートで伝播させることができる。例えば、これらのルートが配管１の表面を網目状に覆うように、様々なルートを設定することができる。  FIG. 6B shows an example in which ultrasonic waves are supplied from theEMAT 11 of the ultrasonicoptical probe 5a to theoptical fiber sensor 12 of the ultrasonicoptical probe 5c, or an optical fiber of the ultrasonicoptical probe 5d from theEMAT 11 of the ultrasonicoptical probe 5b. The example which supplies an ultrasonic wave to thesensor 12 is shown. In the present embodiment, by setting various combinations of the ultrasonic optical probe 5 (EMAT11) that transmits ultrasonic waves and the ultrasonic optical probe 5 (optical fiber sensor 12) that receives ultrasonic waves, ultrasonic waves are set. It can be propagated by various routes. For example, various routes can be set so that these routes cover the surface of thepipe 1 in a mesh pattern.

本実施形態の配管検査システムは、このような測定により、超音波光プローブ５の設置箇所以外の場所の配管１の減肉や欠陥を検出することができる。図６(ｂ)は、このような場所にある配管１のＬＤＩ２を検出する様子を示している。  The pipe inspection system according to the present embodiment can detect a thinning or a defect of thepipe 1 in a place other than the installation place of the ultrasonicoptical probe 5 by such measurement. FIG. 6B shows how theLDI 2 of thepipe 1 in such a place is detected.

このＬＤＩ２は、超音波光プローブ５ａ、５ｃを最短距離で結ぶルート付近に存在しているため、超音波光プローブ５ａのＥＭＡＴ１１から超音波光プローブ５ｃの光ファイバセンサ１２に供給される超音波を用いて検出することができる。また、このＬＤＩ２は、超音波光プローブ５ｂ、５ｄを最短距離で結ぶルート付近に存在しているため、超音波光プローブ５ｂのＥＭＡＴ１１から超音波光プローブ５ｄの光ファイバセンサ１２に供給される超音波を用いても検出することができる。  Since this LDI2 exists in the vicinity of the route connecting the ultrasonicoptical probes 5a and 5c with the shortest distance, ultrasonic waves supplied from the EMAT11 of the ultrasonicoptical probe 5a to theoptical fiber sensor 12 of the ultrasonicoptical probe 5c are transmitted. Can be detected. Further, since theLDI 2 exists in the vicinity of the route connecting the ultrasonicoptical probes 5b and 5d with the shortest distance, theLDI 2 is supplied from theEMAT 11 of the ultrasonicoptical probe 5b to theoptical fiber sensor 12 of the ultrasonicoptical probe 5d. It can also be detected using sound waves.

このように、本実施形態の配管検査システムは、配管１のＦＡＣ４とＬＤＩ２の両方を検出することができる。本実施形態の配管検査システムは、電気スイッチ２５と光スイッチ２６により超音波を発信する超音波光プローブ５と超音波を受信する超音波光プローブ５との組合せを切り替えることで、超音波の伝播ルートを調整することができ、配管１の様々な箇所のＦＡＣ４やＬＤＩ２を検出することができる。  Thus, the piping inspection system of this embodiment can detect both FAC4 and LDI2 of thepiping 1. The piping inspection system according to the present embodiment switches the combination of the ultrasonicoptical probe 5 that transmits ultrasonic waves and the ultrasonicoptical probe 5 that receives ultrasonic waves by using theelectrical switch 25 and theoptical switch 26 to propagate ultrasonic waves. The route can be adjusted, and FAC4 and LDI2 at various locations of thepipe 1 can be detected.

本実施形態では、異なる超音波光プローブ５間で超音波を送受信する。そのため、ＥＭＡＴ１１の超音波伝播距離や、光ファイバセンサ１２の超音波受信面積を増加させることが望ましい。以下、超音波伝播距離や超音波受信面積の増加方法の具体例を説明する。  In the present embodiment, ultrasonic waves are transmitted and received between different ultrasonicoptical probes 5. Therefore, it is desirable to increase the ultrasonic propagation distance of theEMAT 11 and the ultrasonic reception area of theoptical fiber sensor 12. Hereinafter, a specific example of a method for increasing the ultrasonic propagation distance and the ultrasonic reception area will be described.

図７は、第１実施形態における超音波伝播距離の増加方法の例を説明するための断面図である。  FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining an example of a method for increasing the ultrasonic propagation distance in the first embodiment.

図７(ａ)は、超音波光プローブ５の構成の第１の例を示す断面図である。  FIG. 7A is a cross-sectional view showing a first example of the configuration of the ultrasonicoptical probe 5.

図７(ａ)のＥＭＡＴ１１は、２つの永久磁石Ａ１と、１つの電気コイルＡ２とを備えている。電気コイルＡ２は、環形状に巻かれている。電気コイルＡ２の外径は、例えば１５ｍｍである。永久磁石Ａ１の一方は、円柱形の磁石であり、電気コイルＡ２側にＮ極、電気コイルＡ２の反対側にＳ極を有している。永久磁石Ａ１の他方は、円柱形の磁石を取り囲む円管形の磁石であり、電気コイルＡ２側にＳ極、電気コイルＡ２の反対側にＮ極を有している。円管形の磁石の外径は、例えば２０ｍｍである。Ｎ極とＳ極はそれぞれ、第１極と第２極の例である。  TheEMAT 11 shown in FIG. 7A includes two permanent magnets A1 and one electric coil A2. The electric coil A2 is wound in a ring shape. The outer diameter of the electric coil A2 is, for example, 15 mm. One of the permanent magnets A1 is a cylindrical magnet, and has an N pole on the electric coil A2 side and an S pole on the opposite side of the electric coil A2. The other of the permanent magnets A1 is a tube-shaped magnet surrounding a cylindrical magnet, and has an S pole on the electric coil A2 side and an N pole on the opposite side of the electric coil A2. The outer diameter of the circular tube-shaped magnet is, for example, 20 mm. The N pole and the S pole are examples of the first pole and the second pole, respectively.

このように、これらの永久磁石Ａ１は、反対向きの磁化を有している。よって、図７(ａ)のＥＭＡＴ１１は、配管１の肉厚方向に垂直な磁場Ｂを発生させる。よって、配管１内の電荷には、電場Ｅおよび磁場Ｂに垂直なローレンツ力Ｆ、すなわち、配管１の肉厚方向に平行なローレンツ力Ｆが作用する。これらの永久磁石Ａ１間の隙間は、空隙でもよいし、アモルファス合金などの高透磁率材料が挿入されていてもよい。  Thus, these permanent magnets A1 have opposite magnetizations. Therefore, theEMAT 11 in FIG. 7A generates a magnetic field B perpendicular to the thickness direction of thepipe 1. Therefore, a Lorentz force F perpendicular to the electric field E and the magnetic field B, that is, a Lorentz force F parallel to the thickness direction of thepipe 1 acts on the electric charge in thepipe 1. The gap between these permanent magnets A1 may be a gap, or a high permeability material such as an amorphous alloy may be inserted.

このように、図７(ａ)の超音波光プローブ５は、配管１の肉厚方向に垂直な磁場Ｂを配管１にかけることができる。このような磁場Ｂには例えば、配管１の肉厚方向での共振のＳＮ比を高めることができるという利点がある。よって、図７(ａ)の構成によれば、ＥＭＡＴ１１の共振信号を、このＥＭＡＴ１１から離れた光ファイバセンサ１２で検出することが可能となる。実験によれば、軸方向に２φ、周方向に１８０°離れた超音波光プローブ５間で共振信号を検出することができた。  As described above, the ultrasonicoptical probe 5 in FIG. 7A can apply the magnetic field B perpendicular to the thickness direction of thepipe 1 to thepipe 1. Such a magnetic field B has an advantage that the S / N ratio of resonance in the thickness direction of thepipe 1 can be increased, for example. Therefore, according to the configuration of FIG. 7A, the resonance signal ofEMAT 11 can be detected by theoptical fiber sensor 12 away from theEMAT 11. According to the experiment, it was possible to detect the resonance signal between the ultrasonicoptical probes 5 separated by 2φ in the axial direction and 180 ° in the circumferential direction.

図７(ｂ)は、超音波光プローブ５の構成の第２の例を示す断面図である。  FIG. 7B is a cross-sectional view showing a second example of the configuration of the ultrasonicoptical probe 5.

図７(ｂ)のＥＭＡＴ１１は、１つの永久磁石Ａ１と、１つの電気コイルＡ２とを備えている。電気コイルＡ２は、環形状に巻かれている。電気コイルＡ２の外径は、例えば３０ｍｍである。永久磁石Ａ１は、電気コイルＡ２の内径ｄ２よりも直径ｄ１が大きい円柱形の磁石である。永久磁石Ａ１の直径ｄ１は、例えば２５ｍｍである。永久磁石Ａ１の厚さは、例えば５ｍｍである。永久磁石Ａ１は、電気コイルＡ２側にＳ極、電気コイルＡ２の反対側にＮ極を有している。  TheEMAT 11 in FIG. 7B includes one permanent magnet A1 and one electric coil A2. The electric coil A2 is wound in a ring shape. The outer diameter of the electric coil A2 is, for example, 30 mm. The permanent magnet A1 is a cylindrical magnet having a diameter d1 larger than the inner diameter d2 of the electric coil A2. The diameter d1 of the permanent magnet A1 is, for example, 25 mm. The thickness of the permanent magnet A1 is 5 mm, for example. The permanent magnet A1 has an S pole on the electric coil A2 side and an N pole on the opposite side of the electric coil A2.

よって、図７(ｂ)のＥＭＡＴ１１は、配管１の肉厚方向に平行な磁場Ｂを発生させる。よって、配管１内の電荷には、電場Ｅおよび磁場Ｂに垂直なローレンツ力Ｆ、すなわち、配管１の肉厚方向に垂直なローレンツ力Ｆが作用する。  Therefore, theEMAT 11 in FIG. 7B generates a magnetic field B parallel to the thickness direction of thepipe 1. Therefore, a Lorentz force F perpendicular to the electric field E and the magnetic field B, that is, a Lorentz force F perpendicular to the thickness direction of thepipe 1 acts on the charge in thepipe 1.

また、図７(ｂ)のＥＭＡＴ１１は、電気コイルＡ２の内径ｄ２より大きな直径ｄ１を有する大型の永久磁石Ａ１を備えている。このような構成には例えば、ＥＭＡＴ１１の共振信号の強度を高めることができるという利点がある。よって、図７(ｂ)の構成によれば、ＥＭＡＴ１１の共振信号を、このＥＭＡＴ１１から離れた光ファイバセンサ１２で検出することが可能となる。  Moreover, EMAT11 of FIG.7 (b) is provided with the large sized permanent magnet A1 which has the diameter d1 larger than the internal diameter d2 of the electric coil A2. Such a configuration has an advantage that the intensity of the resonance signal of theEMAT 11 can be increased, for example. Therefore, according to the configuration of FIG. 7B, the resonance signal of theEMAT 11 can be detected by theoptical fiber sensor 12 away from theEMAT 11.

このように、本実施形態では、配管１の肉厚方向に平行な方向にも、配管１の肉厚方向に垂直な方向にも広域に伝播する超音波を励起可能なＥＭＡＴ（広域励起ＥＭＡＴ）１１を使用することが望ましい。  Thus, in this embodiment, EMAT (wide area excitation EMAT) that can excite ultrasonic waves propagating in a wide area both in the direction parallel to the thickness direction of thepipe 1 and in the direction perpendicular to the thickness direction of thepipe 1. It is desirable to use 11.

図８は、第１実施形態の配管検査方法を説明するための断面図および側面図である。  FIG. 8 is a cross-sectional view and a side view for explaining the pipe inspection method of the first embodiment.

図８(ａ)および図８(ｂ)は、図６(ａ)および図６(ｂ)と同様に、配管１の１本分のスプールの断面および側面を示している。ただし、図８(ａ)および図８(ｂ)は、広域励起ＥＭＡＴ１１を使用した配管検査方法の例を示している。  8 (a) and 8 (b) show a cross section and a side surface of one spool of thepipe 1 as in FIGS. 6 (a) and 6 (b). However, FIG. 8A and FIG. 8B show an example of a pipe inspection method using the wide area excitation EMAT11.

本実施形態では、広域励起ＥＭＡＴ１１を備える超音波光プローブ５を使用することにより、離れた超音波光プローブ５間で超音波を送受信することができる。図８(ｂ)は、超音波光プローブ５ｅから、超音波光プローブ５ｅの隣の列の超音波光プローブ５ｆに超音波を供給する例を示している。図８(ｂ)はさらに、超音波光プローブ５ｅから、超音波光プローブ５ｆの隣の列の超音波光プローブ５ｇに超音波を供給する例を示している。この場合には例えば、これらの列の間に位置するＬＤＩ２を検出することができる。  In the present embodiment, ultrasonic waves can be transmitted and received between the separated ultrasonicoptical probes 5 by using the ultrasonicoptical probe 5 including the wide area excitation EMAT11. FIG. 8B shows an example in which ultrasonic waves are supplied from the ultrasonicoptical probe 5e to the ultrasonicoptical probes 5f in the row adjacent to the ultrasonicoptical probe 5e. FIG. 8B further shows an example in which ultrasonic waves are supplied from the ultrasonicoptical probe 5e to the ultrasonicoptical probes 5g in the row adjacent to the ultrasonicoptical probe 5f. In this case, for example, LDI2 located between these columns can be detected.

また、本実施形態では、広域励起ＥＭＡＴ１１を備える超音波光プローブ５を使用することにより、各スプールの超音波光プローブ５の個数を減らすことができる。図８(ａ)および図８(ｂ)では、各スプールに４列の超音波光プローブ５を設置し、各列に８つの超音波光プローブ５を設置している。よって、各スプールは、３２個の超音波光プローブ５を有している。  In this embodiment, the number of the ultrasonicoptical probes 5 in each spool can be reduced by using the ultrasonicoptical probes 5 including the wide-area excitation EMAT11. 8 (a) and 8 (b), four rows of ultrasonicoptical probes 5 are installed in each spool, and eight ultrasonicoptical probes 5 are installed in each row. Therefore, each spool has 32 ultrasonicoptical probes 5.

しかしながら、本実施形態の広域励起ＥＭＡＴ１１を使用する場合、軸方向に２φ、周方向に１８０°離れた超音波光プローブ５間で共振信号を検出することが可能である。よって、本実施形態では、各スプールに２列の超音波光プローブ５を設置し、各列に２つの超音波光プローブ５を設置する構成を採用可能である。この場合、各スプールの超音波光プローブ５の個数を１／８に（３２個から４個に）減らすことができる。  However, when the wide-band excitation EMAT 11 of this embodiment is used, it is possible to detect a resonance signal between the ultrasonicoptical probes 5 separated by 2φ in the axial direction and 180 ° in the circumferential direction. Therefore, in this embodiment, it is possible to employ a configuration in which two rows of ultrasonicoptical probes 5 are installed in each spool and two ultrasonicoptical probes 5 are installed in each row. In this case, the number of ultrasonicoptical probes 5 in each spool can be reduced to 1/8 (from 32 to 4).

本実施形態によれば、配管１の肉厚の測定精度（例えば±０．１ｍｍ）を維持しつつ、配管１に設置する超音波光プローブ５の個数を低減することが可能となる。なお、本実施形態では、ＥＭＡＴ１１の超音波伝搬距離をさらに増加させることで、配管１に設置する超音波光プローブ５の個数をさらに低減できる可能性がある。  According to the present embodiment, it is possible to reduce the number of ultrasonicoptical probes 5 installed in thepipe 1 while maintaining the measurement accuracy of the thickness of the pipe 1 (for example, ± 0.1 mm). In the present embodiment, there is a possibility that the number of ultrasonicoptical probes 5 installed in thepipe 1 can be further reduced by further increasing the ultrasonic propagation distance of theEMAT 11.

ただし、ＪＳＭＥ規格上は、マトリクス定点上でＥＭＡＴ１１を発振させる必要があるため、本実施形態では、広域励起ＥＭＡＴ１１を各スプールの３２箇所に設置し、光ファイバセンサ１２を各スプールの前述の４箇所に設置し、これら４箇所の光ファイバセンサ１２でスプール全域の肉厚測定をカバーする形とする。  However, according to the JSME standard, it is necessary to oscillate theEMAT 11 on a matrix fixed point. Therefore, in this embodiment, the wide-area excitation EMAT 11 is installed at 32 locations of each spool, and theoptical fiber sensor 12 is installed at the above-described 4 locations of each spool. These fouroptical fiber sensors 12 cover the entire wall thickness measurement of the spool.

図９は、第１実施形態における超音波受信面積の増加方法の例を説明するための側面図である。  FIG. 9 is a side view for explaining an example of a method for increasing the ultrasonic wave reception area in the first embodiment.

本実施形態では、各光ファイバセンサ１２がカバーする配管１の表面領域を増大させるために、各光ファイバセンサ１２の巻き数を増やしたり、各光ファイバセンサ１２の面積を広げることが望ましい。  In the present embodiment, it is desirable to increase the number of turns of eachoptical fiber sensor 12 or increase the area of eachoptical fiber sensor 12 in order to increase the surface area of thepipe 1 covered by eachoptical fiber sensor 12.

そこで、本実施形態では、図９に示すように、惰円形に巻かれた光ファイバセンサ１２を備える超音波光プローブ５を使用してもよい。図９では、超音波光プローブ５が、配管１の周りにＮ個（Ｎは２以上の整数）の超音波光プローブ５ごとに環状に取り付けられている。図９では、Ｎの値は８である。図９では、これらの超音波光プローブ５が、楕円形の長軸が配管１の周方向に平行となるように配管１に取り付けられている。なお、Ｎ個の超音波光プローブ５は、光ファイバセンサ１２同士が互いに接触または近接するように配管１に取り付けることが望ましい。  Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 9, an ultrasonicoptical probe 5 including anoptical fiber sensor 12 wound in an oval shape may be used. In FIG. 9, the ultrasonicoptical probes 5 are annularly attached around thepipe 1 for every N (N is an integer of 2 or more) ultrasonicoptical probes 5. In FIG. 9, the value of N is 8. In FIG. 9, these ultrasonicoptical probes 5 are attached to thepipe 1 so that the elliptical long axis is parallel to the circumferential direction of thepipe 1. The N ultrasonicoptical probes 5 are preferably attached to thepipe 1 so that theoptical fiber sensors 12 are in contact with or close to each other.

図９の構成によれば、配管１の各スプールのＬＤＩカバー率を向上させることができ、例えば、ＬＤＩカバー率を１００％に近い値に高めることができる。ＬＤＩカバー率は、各スプールの全表面積に占めるＬＤＩ２を検出可能な表面積の割合である。ＬＤＩカバー率の詳細は後述する。  According to the configuration of FIG. 9, the LDI cover ratio of each spool of thepipe 1 can be improved. For example, the LDI cover ratio can be increased to a value close to 100%. The LDI coverage is the ratio of the surface area where LDI2 can be detected to the total surface area of each spool. Details of the LDI coverage will be described later.

なお、図９の各光ファイバセンサ１２の形状は、数学的に厳密な楕円形である必要はなく、長軸方向と短軸方向とを有し、楕円形と認識可能な形状であれば十分である。実際、図９の各光ファイバセンサ１２は、２本の直線と２本の円弧とを組み合わせたような形状を有している。例えば、各光ファイバセンサ１２の形状は、卵型や長円でもよい。  Note that the shape of eachoptical fiber sensor 12 in FIG. 9 does not need to be a mathematically exact ellipse, and any shape that has a major axis direction and a minor axis direction and can be recognized as an ellipse is sufficient. It is. Actually, eachoptical fiber sensor 12 of FIG. 9 has a shape that combines two straight lines and two arcs. For example, the shape of eachoptical fiber sensor 12 may be oval or oval.

また、本実施形態では、ＥＭＡＴ１１と光ファイバセンサ１２とを備える超音波光プローブ５を配管１に取り付ける代わりに、ＥＭＡＴ１１と光ファイバセンサ１２とを分離して配管１に取り付けてもよい。図９は、ＥＭＡＴ１１と、ＥＭＡＴ１１と分離された光ファイバセンサ１２とを示している。  In this embodiment, instead of attaching the ultrasonicoptical probe 5 including theEMAT 11 and theoptical fiber sensor 12 to thepipe 1, theEMAT 11 and theoptical fiber sensor 12 may be separated and attached to thepipe 1. FIG. 9 shows theEMAT 11 and theoptical fiber sensor 12 separated from theEMAT 11.

この場合、複数のＥＭＡＴ１１と、これらのＥＭＡＴ１１と分離された複数の光ファイバセンサ１２とが配管１に取り付けられる。電気スイッチ２５は、これらのＥＭＡＴ１１の中から、増幅器２４に接続するＥＭＡＴ１１を選択するために使用される。電気スイッチ２５により選択されるＥＭＡＴ１１は、第１の超音波発振子の例である。光スイッチ２６は、これらの光ファイバセンサ１２の中から、光干渉計２２に接続する光ファイバセンサ１２を選択するために使用される。光スイッチ２６により選択される光ファイバセンサ１２は、第１の光ファイバセンサの例である。ＥＭＡＴ１１と光ファイバセンサ１２とを分離する構成は例えば、図１１〜図１６に示すＬＤＩ検出にも適用可能である。  In this case, a plurality ofEMATs 11 and a plurality ofoptical fiber sensors 12 separated from theseEMATs 11 are attached to thepipe 1. Theelectrical switch 25 is used to select theEMAT 11 connected to theamplifier 24 from theseEMATs 11. TheEMAT 11 selected by theelectric switch 25 is an example of a first ultrasonic oscillator. Theoptical switch 26 is used to select theoptical fiber sensor 12 connected to theoptical interferometer 22 from theseoptical fiber sensors 12. Theoptical fiber sensor 12 selected by theoptical switch 26 is an example of a first optical fiber sensor. The structure which isolate | separates EMAT11 and theoptical fiber sensor 12 is applicable also to the LDI detection shown, for example in FIGS.

また、本実施形態では、ＥＭＡＴ１１と光ファイバセンサ１２とを備える超音波光プローブ５を配管１に取り付けると共に、ＥＭＡＴ１１と光ファイバセンサ１２とを分離して配管１に取り付けて、前者と後者のＥＭＡＴ１１および光ファイバセンサ１２を併用してもよい。  In the present embodiment, the ultrasonicoptical probe 5 including theEMAT 11 and theoptical fiber sensor 12 is attached to thepipe 1, and theEMAT 11 and theoptical fiber sensor 12 are separated and attached to thepipe 1. Alternatively, theoptical fiber sensor 12 may be used in combination.

図１０は、第１実施形態の光ファイバセンサ１２の構成例を説明するための図である。  FIG. 10 is a diagram for explaining a configuration example of theoptical fiber sensor 12 of the first embodiment.

図１０(ａ)は、図３の光ファイバセンサ１２と同じ構造を有する光ファイバセンサ１２を示す。図１０(ａ)の光ファイバセンサ１２は、第１の光ファイバ３１に接続された第１端部Ｂ１と、第２の光ファイバ３２に接続された第２端部Ｂ２とを有している。  FIG. 10A shows anoptical fiber sensor 12 having the same structure as theoptical fiber sensor 12 of FIG. Theoptical fiber sensor 12 of FIG. 10A has a first end B1 connected to the firstoptical fiber 31 and a second end B2 connected to the secondoptical fiber 32. .

図１０(ａ)の光ファイバセンサ１２では、光源２１からの基準レーザ光が、第１の光ファイバ３１を介して第１端部Ｂ１に入力される。このとき、光ファイバセンサ１２に基準レーザ光が入力されている状態で光ファイバセンサ１２に超音波が到達すると、基準レーザ光にドップラー周波数のシフトや偏波面の変動が生じる。  In theoptical fiber sensor 12 of FIG. 10A, the reference laser light from thelight source 21 is input to the first end B <b> 1 through the firstoptical fiber 31. At this time, when an ultrasonic wave reaches theoptical fiber sensor 12 in a state where the reference laser light is input to theoptical fiber sensor 12, a shift of the Doppler frequency or a fluctuation of the polarization plane occurs in the reference laser light.

この基準レーザ光は、光ファイバセンサ１２中を第２端部Ｂ２に向かって進み、第２端部Ｂ２から出力され、第２の光ファイバ３２を介して光干渉計２２に供給される。コンピュータ７は、光干渉計２２による基準レーザ光の検出結果に基づいて、配管１の状態を判定することができる。  The reference laser light travels through theoptical fiber sensor 12 toward thesecond end B 2, is output from thesecond end B 2, and is supplied to theoptical interferometer 22 via the secondoptical fiber 32. Thecomputer 7 can determine the state of thepipe 1 based on the detection result of the reference laser beam by theoptical interferometer 22.

一方、図１０(ｂ)は、この変形例に相当する光ファイバセンサ１２を示す。図１０(ｂ)の光ファイバセンサ１２は、光ファイバ４１に接続された第１端部Ｂ１と、反射部の例である反射端４３に接続された第２端部Ｂ２とを有している。光ファイバ４１は、サーキュレータ４２を介して第１および第２の光ファイバ３１、３２に接続されている。サーキュレータ４２は、行きと戻りの基準レーザ光を区別するために設置されている。サーキュレータ４２の例は、偏光板である。反射端４３は、基準レーザ光を反射可能な反射面を有している。  On the other hand, FIG. 10B shows anoptical fiber sensor 12 corresponding to this modification. Theoptical fiber sensor 12 in FIG. 10B has a first end B1 connected to theoptical fiber 41 and a second end B2 connected to areflection end 43 that is an example of a reflection part. . Theoptical fiber 41 is connected to the first and secondoptical fibers 31 and 32 via thecirculator 42. Thecirculator 42 is installed to distinguish between the reference laser beam for going and returning. An example of thecirculator 42 is a polarizing plate. Thereflection end 43 has a reflection surface capable of reflecting the reference laser beam.

図１０(ｂ)の光ファイバセンサ１２では、光源２１からの基準レーザ光が、光ファイバ３１、４１を介して第１端部Ｂ１に入力される。このとき、光ファイバセンサ１２に基準レーザ光が入力されている状態で光ファイバセンサ１２に超音波が到達すると、基準レーザ光にドップラー周波数のシフトや偏波面の変動が生じる。  In theoptical fiber sensor 12 of FIG. 10B, the reference laser light from thelight source 21 is input to the first end B1 via theoptical fibers 31 and 41. At this time, when an ultrasonic wave reaches theoptical fiber sensor 12 in a state where the reference laser light is input to theoptical fiber sensor 12, a shift of the Doppler frequency or a fluctuation of the polarization plane occurs in the reference laser light.

この基準レーザ光は、光ファイバセンサ１２中を第２端部Ｂ２に向かって進み、反射端４３の反射面にて反射され、光ファイバセンサ１２中を第１端部Ｂ１に向かって戻っていく。そして、この基準レーザ光は、第１端部Ｂ１から出力され、光ファイバ４１、３２を介して光干渉計２２に供給される。コンピュータ７は、光干渉計２２による基準レーザ光の検出結果に基づいて、配管１の状態を判定することができる。  The reference laser light travels through theoptical fiber sensor 12 toward the second end B2, is reflected by the reflection surface of thereflection end 43, and returns through theoptical fiber sensor 12 toward the first end B1. . The reference laser beam is output from the first end B1 and supplied to theoptical interferometer 22 via theoptical fibers 41 and 32. Thecomputer 7 can determine the state of thepipe 1 based on the detection result of the reference laser beam by theoptical interferometer 22.

本実施形態の配管検査システムは、図１０(ａ)の光ファイバセンサ１２と、図１０(ｂ)の光ファイバセンサ１２の両方を採用可能である。そのため、本実施形態の配管検査装置６は、図１０(ａ)の光ファイバセンサ１２を使用するための複線モードと、図１０(ｂ)の光ファイバセンサ１２を使用するための単線モードとを切り替えるモードスイッチ２７を備えている（図３参照）。複線モードと単線モードはそれぞれ、第１モードと第２モードの例である。  The pipe inspection system of this embodiment can employ both theoptical fiber sensor 12 in FIG. 10A and theoptical fiber sensor 12 in FIG. Therefore, thepipe inspection apparatus 6 of the present embodiment has a double-track mode for using theoptical fiber sensor 12 in FIG. 10A and a single-wire mode for using theoptical fiber sensor 12 in FIG. Amode switch 27 for switching is provided (see FIG. 3). The double track mode and the single track mode are examples of the first mode and the second mode, respectively.

本実施形態の単線モードでは、例えばサーキュレータ４２が使用される。本実施形態の複線モードでは、例えばサーキュレータ４２が不使用状態となる。  In the single line mode of the present embodiment, for example, thecirculator 42 is used. In the double track mode of the present embodiment, for example, thecirculator 42 is not in use.

（２）第１実施形態のＬＤＩ検出
図１１は、第１実施形態のＬＤＩ検出について説明するための図である。(2) LDI Detection of First Embodiment FIG. 11 is a diagram for explaining LDI detection of the first embodiment.

本実施形態の超音波光プローブ５は、配管１の表面を軸方向（ｚ方向）に延びる複数本のラインＬ１と、配管１の表面を周方向（θ方向）に延びる複数本のラインＬ２との交点Ｐに取り付けられる。軸方向と周方向はそれぞれ、第１および第２方向の例である。ラインＬ１、Ｌ２はそれぞれ、第１および第２ラインの例である。交点Ｐは、マトリクス定点法の測定点に相当する。  The ultrasonicoptical probe 5 of the present embodiment includes a plurality of lines L1 extending in the axial direction (z direction) on the surface of thepipe 1, and a plurality of lines L2 extending in the circumferential direction (θ direction) on the surface of thepipe 1. Are attached to the intersection P. The axial direction and the circumferential direction are examples of the first and second directions, respectively. Lines L1 and L2 are examples of first and second lines, respectively. The intersection point P corresponds to a measurement point of the matrix fixed point method.

図１１は、ある交点Ｐに配置されたＥＭＡＴ１１ａと、その隣の交点Ｐに配置された光ファイバセンサ１２ａと、ＥＭＡＴ１１ａと光ファイバセンサ１２ａとを結ぶ直線上に存在するＬＤＩ２ａとを示している。図１１は、ＥＭＡＴ１１ａを周方向に所定距離だけ移動し、移動後のＥＭＡＴ１１ａから配管１に超音波を入力し、光ファイバセンサ１２ａ中を透過した基準レーザ光を検出し、この基準レーザ光の検出結果からＬＤＩ２ａを検出する実験の様子を示している。ＥＭＡＴ１１ｂは、移動後のＥＭＡＴ１１ａを示す。なお、この実験では、広域励起ＥＭＡＴ１１ではない通常のＥＭＡＴ１１を使用した。  FIG. 11 shows anEMAT 11a arranged at a certain intersection P, anoptical fiber sensor 12a arranged at an adjacent intersection P, and anLDI 2a existing on a straight line connecting theEMAT 11a and theoptical fiber sensor 12a. In FIG. 11, theEMAT 11a is moved by a predetermined distance in the circumferential direction, an ultrasonic wave is input to thepipe 1 from the movedEMAT 11a, the reference laser light transmitted through theoptical fiber sensor 12a is detected, and the reference laser light is detected. The mode of experiment which detects LDI2a from the result is shown. EMAT11b shows EMAT11a after movement. In this experiment, normal EMAT11 which is not wide-area excitation EMAT11 was used.

図１２は、第１実施形態のＬＤＩ検出について説明するためのグラフである。  FIG. 12 is a graph for explaining LDI detection according to the first embodiment.

図１２は、図１１の実験結果を示している。図１２は、検出された基準レーザ光の周波数成分ごとの強度を示す。基準レーザ光の周波数は、図１２に示すように、配管１の肉厚に対応している。また、図１２の各曲線の数値は、ＥＭＡＴ１１ａの移動距離（ｍｍ）を示す。  FIG. 12 shows the experimental results of FIG. FIG. 12 shows the intensity for each frequency component of the detected reference laser light. The frequency of the reference laser beam corresponds to the thickness of thepipe 1 as shown in FIG. Moreover, the numerical value of each curve of FIG. 12 shows the moving distance (mm) of EMAT11a.

この実験では、肉厚が１１．８２ｍｍの配管１を使用した。図１２の囲みＲは、ＬＤＩ２ａの検出結果を示している。これにより、ＬＤＩ２ａの部分の配管１の肉厚は、１０．７１ｍｍであることが分かる。よって、ＬＤＩ２ａは、配管１を１．１１ｍｍ減肉させている。  In this experiment, thepipe 1 having a wall thickness of 11.82 mm was used. A box R in FIG. 12 indicates the detection result of theLDI 2a. Thereby, it turns out that the thickness of thepiping 1 of the part of LDI2a is 10.71 mm. Therefore, theLDI 2a reduces the thickness of thepipe 1 by 1.11 mm.

図１３は、第１実施形態のＬＤＩ検出エリアについて説明するための図である。  FIG. 13 is a diagram for explaining the LDI detection area of the first embodiment.

図１２のグラフによれば、ＥＭＡＴ１１ａの移動距離が±θ方向に３０ｍｍ以下の場合に、ＬＤＩ２ａを検出できる。ＥＭＡＴ１１ｃ、１１ｄはそれぞれ、±θ方向に３０ｍｍ移動後のＥＭＡＴ１１ａを示している。ＥＭＡＴ１１ｃ、１１ｄを使用する場合には、ＬＤＩ２ａを検出可能である。一方、ＥＭＡＴ１１ａの移動距離が±θ方向に３０ｍｍを超えると、ＬＤＩ２ａを検出できない。よって、図１１の実験では、図１３の領域Ｒ１内に存在するＬＤＩ２を検出できることが分かる。領域Ｒ１を、ＬＤＩ検出エリアと呼ぶことにする。  According to the graph of FIG. 12, theLDI 2a can be detected when the moving distance of theEMAT 11a is 30 mm or less in the ± θ direction. EMAT11c and 11d show EMAT11a after moving 30 mm in the ± θ direction. When EMAT11c and 11d are used, LDI2a can be detected. On the other hand, if the moving distance of theEMAT 11a exceeds 30 mm in the ± θ direction, theLDI 2a cannot be detected. Therefore, in the experiment of FIG. 11, it can be seen that LDI2 existing in the region R1 of FIG. 13 can be detected. The region R1 is referred to as an LDI detection area.

図１１の実験と同じ超音波光プローブ５を使用する場合、超音波を発信する超音波光プローブ５（ＥＭＡＴ１１）と超音波を受信する超音波光プローブ５（光ファイバセンサ１２）との様々な組合せを設定して、ＬＤＩ２の検出を繰り返しても、所定の領域外のＬＤＩ２は検出することができない。すなわち、この場合には、配管１の各スプールのＬＤＩカバー率を１００％にすることができない。ＬＤＩカバー率は、各スプールの全表面積に占めるＬＤＩ２を検出可能な表面積の割合である。  When the same ultrasonicoptical probe 5 as in the experiment of FIG. 11 is used, there are various types of ultrasonic optical probe 5 (EMAT11) that transmits ultrasonic waves and ultrasonic optical probe 5 (optical fiber sensor 12) that receives ultrasonic waves. Even if the combination is set and the detection of LDI2 is repeated, LDI2 outside the predetermined region cannot be detected. That is, in this case, the LDI cover ratio of each spool of thepipe 1 cannot be made 100%. The LDI coverage is the ratio of the surface area where LDI2 can be detected to the total surface area of each spool.

図１４は、第１実施形態のＬＤＩ検出について説明するための図である。  FIG. 14 is a diagram for explaining LDI detection according to the first embodiment.

図１４のＬＤＩ検出では、図７(ａ)または図７(ｂ)の広域励起ＥＭＡＴ１１を備える超音波光プローブ５を使用する。よって、軸方向に２φ、周方向に１８０°離れた超音波光プローブ５間で共振信号を検出することができる。  In the LDI detection of FIG. 14, the ultrasonicoptical probe 5 including the wide-area excitation EMAT 11 of FIG. 7A or FIG. 7B is used. Therefore, a resonance signal can be detected between the ultrasonicoptical probes 5 separated by 2φ in the axial direction and 180 ° in the circumferential direction.

図１４は、図１１のＥＭＡＴ１１ａから軸方向に−φ、周方向に＋４５°移動した交点Ｐに配置されたＥＭＡＴ１１ｅと、図１１のＥＭＡＴ１１ａから軸方向に−φ、周方向に−４５°移動した交点Ｐに配置されたＥＭＡＴ１１ｆとを示している。よって、ＥＭＡＴ１１ｅ、１１ｆと光ファイバセンサ１２ａは、軸方向に２本のラインＬ２分、周方向に１本のラインＬ１分だけ離れている。図１４はさらに、ＥＭＡＴ１１ｅと光ファイバセンサ１２ａとを結ぶ直線上に存在するＬＤＩ２ｂを示している。  FIG. 14 shows anEMAT 11e arranged at an intersection P moved by −φ in the axial direction and + 45 ° in the circumferential direction from theEMAT 11a in FIG. 11, and −φ in the axial direction and −45 ° in the circumferential direction from theEMAT 11a in FIG. EMAT11f arrange | positioned at the intersection P is shown. Therefore, theEMATs 11e and 11f and theoptical fiber sensor 12a are separated from each other by two lines L2 in the axial direction and by one line L1 in the circumferential direction. FIG. 14 further shows theLDI 2b existing on a straight line connecting theEMAT 11e and theoptical fiber sensor 12a.

ＥＭＡＴ１１ｅ、１１ｆは広域励起ＥＭＡＴ１１であるため、ＥＭＡＴ１１ｅ、１１ｆと光ファイバセンサ１２ａとの間では共振信号を検出することが可能である。よって、図１４のＬＤＩ検出では、領域Ｒ２がＬＤＩ検出エリアとなり、領域Ｒ２内に存在するＬＤＩ２を検出可能となる。領域Ｒ２は、底辺が１０２ｍｍ、高さが１５０ｍｍの二等辺三角形である（ただしこれは、平面上の三角形ではなく、曲面上の三角形である）。図１４のＬＤＩ検出では、ＬＤＩ２ａやＬＤＩ２ｂを検出することができる。  Since theEMATs 11e and 11f are wide-area excitation EMAT11, it is possible to detect a resonance signal between theEMATs 11e and 11f and theoptical fiber sensor 12a. Therefore, in the LDI detection of FIG. 14, the region R2 becomes an LDI detection area, and LDI2 existing in the region R2 can be detected. The region R2 is an isosceles triangle having a base of 102 mm and a height of 150 mm (however, this is not a triangle on a plane but a triangle on a curved surface). In the LDI detection of FIG. 14, LDI2a and LDI2b can be detected.

よって、本実施形態の配管検査システムは、超音波を発信する超音波光プローブ５と超音波を受信する超音波光プローブ５との様々な組合せを設定する際、軸方向に２本のラインＬ２分、周方向に１本のラインＬ１分だけ離れた超音波光プローブ５の様々な組合せを設定する。このような組合せの例は、ＥＭＡＴ１１ｅを備える超音波光プローブ５と光ファイバセンサ１２ａを備える超音波光プローブ５との組合せや、ＥＭＡＴ１１ｆを備える超音波光プローブ５と光ファイバセンサ１２ａを備える超音波光プローブ５との組合せである。  Therefore, when setting various combinations of the ultrasonicoptical probe 5 that transmits ultrasonic waves and the ultrasonicoptical probe 5 that receives ultrasonic waves, the pipe inspection system of the present embodiment has two lines L2 in the axial direction. Various combinations of the ultrasonicoptical probes 5 separated by one line L1 in the circumferential direction are set. Examples of such combinations include a combination of the ultrasonicoptical probe 5 including theEMAT 11e and the ultrasonicoptical probe 5 including theoptical fiber sensor 12a, and an ultrasonic including the ultrasonicoptical probe 5 including theEMAT 11f and theoptical fiber sensor 12a. This is a combination with theoptical probe 5.

これらの組合せでＬＤＩ２の検出を繰り返す場合、これらの検出時のＬＤＩ検出エリアを重ねると、配管１の各スプールを、領域Ｒ２と合同な多数のＬＤＩ検出エリアにより完全に覆うことができる。これは、各スプールの全領域のＬＤＩ２を検出でき、各スプールのＬＤＩカバー率が１００％に達することを意味する。よって、本実施形態によれば、配管１のＬＤＩ２を各スプールの全領域にわたり高精度に検出することが可能となる。各スプールのＬＤＩカバー率は、各スプールの肉厚測定のカバー率（各スプールの全表面積に占める肉厚測定が可能な表面積の割合）の例である。  When the detection of LDI2 is repeated with these combinations, if the LDI detection areas at the time of detection are overlapped, each spool of thepipe 1 can be completely covered with a large number of LDI detection areas congruent with the region R2. This means that LDI2 in the entire area of each spool can be detected, and the LDI cover ratio of each spool reaches 100%. Therefore, according to the present embodiment, theLDI 2 of thepipe 1 can be detected with high accuracy over the entire area of each spool. The LDI cover ratio of each spool is an example of the cover ratio of the thickness measurement of each spool (the ratio of the surface area capable of measuring the wall thickness to the total surface area of each spool).

なお、本実施形態の配管検査システムは、各スプールのＬＤＩカバー率が１００％に達するような組合せであれば、図１４のような組合せ以外の超音波光プローブ５の組合せを設定してもよい。  Note that the pipe inspection system of the present embodiment may set a combination of the ultrasonicoptical probes 5 other than the combination shown in FIG. 14 as long as the LDI cover ratio of each spool reaches 100%. .

各組合せのＬＤＩ検査の際の基準レーザ光は、光干渉計２２により検出され、基準レーザ光の検出結果がコンピュータ７に提供される。コンピュータ７は、基準レーザ光の検出結果に基づいて、超音波の減衰率を算出する。この減衰率は、ＥＭＡＴ１１から発生した超音波の振幅に対する、基準レーザ光から算出された超音波の振幅の比である。コンピュータ７は、この減衰率に基づいて、配管１の減肉発生箇所（ＬＤＩ２の発生箇所）と受信側の超音波光プローブ５との距離を算出することができる。また、コンピュータ７は、２つの組合せから算出された２つの減衰率に基づいて、配管１の減肉発生箇所（ＬＤＩ２の発生箇所）の位置を算出してもよい。  The reference laser light at the time of LDI inspection of each combination is detected by theoptical interferometer 22, and the detection result of the reference laser light is provided to thecomputer 7. Thecomputer 7 calculates the attenuation rate of the ultrasonic wave based on the detection result of the reference laser beam. This attenuation rate is a ratio of the amplitude of the ultrasonic wave calculated from the reference laser beam to the amplitude of the ultrasonic wave generated from theEMAT 11. Based on this attenuation factor, thecomputer 7 can calculate the distance between the thinning occurrence place (the occurrence place of LDI 2) of thepipe 1 and theultrasonic probe 5 on the receiving side. Further, thecomputer 7 may calculate the position of the thinning occurrence location (the occurrence location of LDI 2) of thepipe 1 based on the two attenuation factors calculated from the two combinations.

図１５は、第１実施形態の変形例のＬＤＩ検出について説明するための図である。  FIG. 15 is a diagram for explaining LDI detection according to a modification of the first embodiment.

図１５は、超音波光プローブ５_１〜５_５に同時に電力が供給され、超音波光プローブ５ｘが、超音波光プローブ５_１〜５_５から発信された超音波を受信する様子を示している。超音波光プローブ５_１〜５_５は、超音波光プローブ５ｘに対して異なる方向に位置している。具体的には、超音波光プローブ５_４、５_５は、超音波光プローブ５ｘの周方向（±θ方向）に位置している。超音波光プローブ５_２は、超音波光プローブ５ｘの軸方向（−ｚ方向）に位置している。超音波光プローブ５_１、５_３は、超音波光プローブ５ｘのらせん方向に位置している。Figure 15 is simultaneously power the ultrasonicoptical probe 5_1-55 is supplied, theultrasonic beam probe 5x is, shows how to receive an ultrasonic wave transmitted from the ultrasonicoptical probe 5₁ to 5₅ . Ultrasonicoptical probe 5_1-55 are located in different directions with respect to theultrasound beam probe 5x. Specifically, the ultrasonicoptical probes 5₄ and 5₅ are positioned in the circumferential direction (± θ direction) of the ultrasonicoptical probe 5x. Ultrasonicoptical probe 5₂ is positioned in the axial direction (-z direction) of theultrasonic beam probe 5x. The ultrasonicoptical probes 5₁ and 5₃ are located in the spiral direction of the ultrasonicoptical probe 5x.

本変形例では、個々の超音波光プローブ５_１〜５_５からの超音波は弱くても、超音波光プローブ５ｘは、これらの超音波が合成された強い合成超音波を受信することができる。よって、本変形例によれば、ＬＤＩ検出の精度を向上させることが可能となる。この場合、超音波光プローブ５_１〜５_５は、複数の第１の超音波光プローブの例であり、超音波光プローブ５ｘは、１つ以上の第２の超音波光プローブの例である。In this modified example, even if ultrasound is weak from the individualultrasound beam probe 5₁ to 5_5, ultrasonicoptical probe 5x can these ultrasonic waves are received strong synthetic ultrasound synthesized . Therefore, according to the present modification, it is possible to improve the accuracy of LDI detection. In this case, 5₁ to 5₅ ultrasonic beam probe, an example of a plurality of first ultrasound beam probe, theultrasonic beam probe 5x are examples of one or more second ultrasonic beam probe .

図１５はさらに、超音波光プローブ５ｘと超音波光プローブ５ｙが、超音波光プローブ５_１〜５_３から発信された超音波を受信する様子を示している。Figure 15 furtherultrasonic beam probe 5x theultrasonic beam probe 5y have shown how the receiving ultrasonic wave transmitted from the ultrasonicoptical probe 5₁ to 5_3.

本変形例では、光源２１からの基準レーザ光を超音波光プローブ５ｘ、５ｙに同時に供給し、超音波光プローブ５ｘ、５ｙから出力された基準レーザ光を光干渉計２２により同時に検出する。よって、本変形例によれば、２つの超音波光プローブ５ｘ、５ｙによる検査を短時間で行うことが可能となる。また、本変形例によれば、後述するように、２つの超音波光プローブ５ｘ、５ｙからの基準レーザ光を検出することで、ＬＤＩ２の形状や位置を推定することが可能となる。この場合、超音波光プローブ５_１〜５_３は、１つ以上の第１の超音波光プローブの例であり、超音波光プローブ５ｘ、５ｙは、複数の第２の超音波光プローブの例である。In this modification, the reference laser light from thelight source 21 is simultaneously supplied to the ultrasonicoptical probes 5x and 5y, and the reference laser light output from the ultrasonicoptical probes 5x and 5y is simultaneously detected by theoptical interferometer 22. Therefore, according to this modification, it is possible to perform the inspection with the two ultrasonicoptical probes 5x and 5y in a short time. Further, according to the present modification, as described later, it is possible to estimate the shape and position of theLDI 2 by detecting the reference laser light from the two ultrasonicoptical probes 5x and 5y. In this case, ultrasonicoptical probe 5₁ to 5₃ are examples of one or more first ultrasonic beam probe, theultrasonic beam probe 5x, 5y, an example of a plurality of second ultrasonic beam probe It is.

図１５はさらに、超音波光プローブ５ｚが、超音波光プローブ５ｘから発信された超音波を受信する様子を示している。図１５に示すＬＤＩ２は、超音波光プローブ５ｘ、５ｚを結ぶ直線上に位置している。超音波光プローブ５ｚは、超音波光プローブ５ｘのらせん方向に隣接しているため、超音波光プローブ５ｘ、５ｚ間の距離は、配管１の直径φ（＝１５０ｍｍ）よりも長くなっている。よって、超音波光プローブ５ｘからの超音波が弱いと、図１５に示すＬＤＩ２を超音波光プローブ５ｚにより検出できない可能性がある。  FIG. 15 further shows a state in which the ultrasonicoptical probe 5z receives an ultrasonic wave transmitted from the ultrasonicoptical probe 5x. LDI2 shown in FIG. 15 is located on a straight line connecting the ultrasonicoptical probes 5x and 5z. Since the ultrasonicoptical probe 5z is adjacent to the spiral direction of the ultrasonicoptical probe 5x, the distance between the ultrasonicoptical probes 5x and 5z is longer than the diameter φ (= 150 mm) of thepipe 1. Therefore, if the ultrasonic wave from the ultrasonicoptical probe 5x is weak, LDI2 shown in FIG. 15 may not be detected by the ultrasonicoptical probe 5z.

そこで、本変形例では、超音波光プローブ５_１〜５_５からの超音波の位相が超音波光プローブ５ｘの位置でそろい、これらの超音波の合成超音波の振幅が超音波光プローブ５ｘの位置で増強されるように、超音波光プローブ５_１〜５_５のＥＭＡＴ１１を動作させる。さらに、本変形例では、超音波光プローブ５ｘからの超音波の位相がこの合成超音波の位相と超音波光プローブ５ｘの位置でそろい、超音波光プローブ５ｘからの超音波がこの合成超音波により増強されるように、超音波光プローブ５ｘのＥＭＡＴ１１を動作させる。よって、本変形例によれば、超音波光プローブ５ｘ、５ｚを結ぶ直線上に強い超音波を伝搬させることが可能となり、ＬＤＩ２の検出精度を向上させることが可能となる。また、本変形例によれば、高次のモードも検出可能になり、ＬＤＩ検出の信頼性を向上させることが可能となる。Therefore, in this modification, from the ultrasonicoptical probe 5₁ to 5₅ ultrasound phase aligned with the position of theultrasonic beam probe 5x, amplitude of the combined ultrasonic these ultrasonic waves of theultrasonic beam probe 5x as it will be enhanced in the position to operate the EMAT11 ultrasonicoptical probe₅ 1 to 5_5. Further, in the present modification, the phase of the ultrasonic wave from the ultrasonicoptical probe 5x is aligned with the position of theultrasonic wave probe 5x and the ultrasonic wave from the ultrasonicoptical probe 5x. TheEMAT 11 of the ultrasonicoptical probe 5x is operated so as to be enhanced by the above. Therefore, according to this modification, it is possible to propagate strong ultrasonic waves on a straight line connecting the ultrasonicoptical probes 5x and 5z, and it is possible to improve the detection accuracy of the LDI2. In addition, according to the present modification, it is possible to detect higher-order modes, and it is possible to improve the reliability of LDI detection.

なお、超音波光プローブ５ｘ、５ｚの位置関係は、図１５の位置関係とは別の位置関係に設定してもよい。また、超音波光プローブ５ｘに超音波を供給する超音波光プローブ５の組合せは、超音波光プローブ５_１〜５_５以外でもよい。本変形例では、超音波光プローブ５ｘ、５ｚの様々な位置関係や、超音波光プローブ５ｘに超音波を供給する超音波光プローブ５の様々な組合せを設定し、これらの設定下で、超音波光プローブ５ｘ、５ｚを結ぶ直線上にＬＤＩ２がある場合の基準レーザ光の挙動を調査し、この調査結果をデータベースとしてコンピュータ７内に保持しておいてもよい。これにより、コンピュータ７は、超音波光プローブ５ｚからの基準レーザ光の検出結果をデータベースと照合することで、ＬＤＩ２を容易に検出することが可能となる。データベースは例えば、後述するように、ＬＤＩ２の形状や位置を推定するためのデータを含んでいてもよい。Note that the positional relationship between the ultrasonicoptical probes 5x and 5z may be set to a different positional relationship from the positional relationship in FIG. Further, the combination of the ultrasonicoptical probes 5 that supply ultrasonic waves to the ultrasonicoptical probes 5x may be other than the ultrasonicoptical probes 5_{1 to} 5₅ . In this modification, various positional relationships of the ultrasonicoptical probes 5x and 5z and various combinations of the ultrasonicoptical probes 5 that supply ultrasonic waves to the ultrasonicoptical probe 5x are set. The behavior of the reference laser light when theLDI 2 is on the straight line connecting the acoustic wave probes 5x and 5z may be investigated, and the result of the investigation may be stored in thecomputer 7 as a database. Thereby, thecomputer 7 can easily detect LDI2 by collating the detection result of the reference laser light from the ultrasonicoptical probe 5z with the database. For example, the database may include data for estimating the shape and position of theLDI 2 as described later.

図１６は、第１実施形態のＬＤＩ２の種類を説明するための断面図である。  FIG. 16 is a cross-sectional view for explaining types of theLDI 2 according to the first embodiment.

図１６(ａ)〜図１６(ｃ)は、配管１に発生したＬＤＩ２を示している。符号Ｔ１は、ＬＤＩ２の直径を表す。ＬＤＩ２の直径Ｔ１は、例えば２０〜３０ｍｍ程度である。符号Ｔ２は、ＬＤＩ２の深さを表す。ＬＤＩ２の深さＴ２は、例えば２ｍｍ程度である。  FIG. 16A to FIG. 16C show theLDI 2 generated in thepipe 1. The symbol T1 represents the diameter of LDI2. The diameter T1 of LDI2 is, for example, about 20 to 30 mm. Symbol T2 represents the depth of LDI2. The depth T2 of LDI2 is about 2 mm, for example.

符号Ｋは、各ＬＤＩ２の底面と側面との角部を示している。図１６(ａ)のＬＤＩ２の角部Ｋは、９０度の角度を有している。図１６(ｂ)のＬＤＩ２の角部Ｋは、９０度よりも大きい角度（例えば１３５度）を有している。図１６(ｃ)のＬＤＩ２は、底面と側面との境界があいまいな角部Ｋを有している。このように、図１６(ａ)〜図１６(ｃ)は、角部Ｋの形状が異なるＬＤＩ２を示している。以下、図１６(ａ)〜図１６(ｃ)のＬＤＩ２の断面形状をそれぞれ、直角形状、鈍角形状、曲線形状と呼ぶ。  A symbol K indicates a corner portion between the bottom surface and the side surface of eachLDI 2. The corner portion K of theLDI 2 in FIG. 16A has an angle of 90 degrees. The corner portion K of theLDI 2 in FIG. 16B has an angle larger than 90 degrees (for example, 135 degrees). TheLDI 2 in FIG. 16C has a corner K where the boundary between the bottom surface and the side surface is ambiguous. As described above, FIGS. 16A to 16C show theLDI 2 in which the shape of the corner portion K is different. Hereinafter, the cross-sectional shapes of theLDI 2 in FIG. 16A to FIG.

実験の結果、超音波は、直角形状のＬＤＩ２は透過しやすく、曲線形状のＬＤＩ２は透過しにくく、鈍角形状のＬＤＩ２はさらに透過しにくいことが判明した。すなわち、これらのＬＤＩ２に対する超音波の透過性は、直角形状のＬＤＩ２で最も高く、鈍角形状のＬＤＩ２で最も低い。ただし、鈍角形状のＬＤＩ２の角部Ｋは１３５度に設定した。また、実験の結果、あるＬＤＩ２に軸方向に超音波が当たった場合の超音波の透過性は、このＬＤＩ２に周方向に超音波が当たった場合の超音波の透過性よりも高いことが判明した。  As a result of the experiment, it was found that the LDI2 having a right-angle shape is easily transmitted, the LDI2 having a curved shape is hardly transmitted, and the LDI2 having an obtuse angle shape is further difficult to transmit. That is, the ultrasonic wave permeability with respect to these LDI2 is highest in the right-angled LDI2 and lowest in the obtuse-angled LDI2. However, the corner K of the obtuse LDI2 was set to 135 degrees. Further, as a result of the experiment, it was found that the ultrasonic wave permeability when an ultrasonic wave hits an LDI2 in the axial direction is higher than the ultrasonic wave permeability when an ultrasonic wave hits the LDI2 in the circumferential direction. did.

これらの実験結果を踏まえると、軸方向と周方向の超音波の透過性の違いが無視できる場合、直角形状のＬＤＩ２に超音波が当たると、強い強度の透過波と弱い強度の反射波が観測されると考えられる。一方、鈍角形状のＬＤＩ２に超音波が当たると、弱い強度の透過波と強い強度の反射波が観測されると考えられる。  Based on the results of these experiments, when the difference in the transmission of ultrasonic waves between the axial direction and the circumferential direction can be ignored, when ultrasonic waves hit the LDI2 having a right angle, a strong transmitted wave and a weak reflected wave are observed. It is thought that it is done. On the other hand, when an ultrasonic wave hits the obtuse-shaped LDI2, it is considered that a transmitted wave having a weak intensity and a reflected wave having a strong intensity are observed.

よって、図１５の変形例において、コンピュータ７は、基準レーザ光の検出結果に基づいて、超音波中の透過波および反射波を検出する。そして、コンピュータ７は、透過波の強度と反射波の強度の比に基づいて、ＬＤＩ２の形状を推定する。例えば、透過波の割合が第１の所定値よりも高ければ、ＬＤＩ２の形状は直角形状と推定される。また、透過波の割合が第１の所定値と第２の所定値との間であれば、ＬＤＩ２の形状は曲線形状と推定される。また、透過波の割合が第２の所定値よりも低ければ、ＬＤＩ２の形状は鈍角形状と推定される。  Therefore, in the modification of FIG. 15, thecomputer 7 detects the transmitted wave and the reflected wave in the ultrasonic wave based on the detection result of the reference laser beam. Then, thecomputer 7 estimates the shape of theLDI 2 based on the ratio between the transmitted wave intensity and the reflected wave intensity. For example, if the ratio of transmitted waves is higher than the first predetermined value, the shape of LDI2 is estimated to be a right-angle shape. Further, if the ratio of the transmitted wave is between the first predetermined value and the second predetermined value, the shape of LDI2 is estimated as a curved shape. If the ratio of transmitted waves is lower than the second predetermined value, the shape of LDI2 is estimated to be an obtuse angle shape.

例えば、超音波光プローブ５ｘからの超音波を、超音波光プローブ５ｚと超音波光プローブ５_４とが受信する場合を想定する。この場合、図１５に示すように超音波光プローブ５ｘ、５ｚを結ぶ直線上にＬＤＩ２が存在すると、ＬＤＩ２の影響を受けた基準レーザ光が超音波光プローブ５ｚと超音波光プローブ５_４とで検出される。超音波光プローブ５ｚからの基準レーザ光から超音波を検出する場合、この超音波はおおむね透過波であると考えられる。一方、超音波光プローブ５_４からの基準レーザ光から超音波を検出する場合、この超音波はおおむね反射波であると考えられる。この場合、透過波と反射波の強度の比は、前者の超音波と後者の超音波の強度の比におおむね一致する。よって、これらの超音波の検出結果に基づいて透過波と反射波の強度の比を算出することができ、この比に基づいてＬＤＩ２の形状を推定することができる。For example, the ultrasonic wave from theultrasonic beam probe 5x, theultrasonic beam probe 5z and ultrasonicoptical probe 5₄ it is assumed that it receives. In this case, ultrasonicoptical probe 5x as shown in FIG. 15, when LDI2 are present on a straight line connecting 5z, reference laser beam affected by the LDI2 is anultrasonic beam probe 5z and ultrasonicoptical probe 5₄ Detected. When detecting an ultrasonic wave from the reference laser beam from the ultrasonicoptical probe 5z, it is considered that this ultrasonic wave is generally a transmitted wave. On the other hand, when detecting an ultrasonic wave from the reference laser beam from the ultrasonicoptical probe 5_4, the ultrasound is considered to be generally reflected wave. In this case, the ratio of the intensity of the transmitted wave and the reflected wave substantially matches the ratio of the intensity of the former ultrasonic wave and the latter ultrasonic wave. Therefore, the ratio of the intensity of the transmitted wave and the reflected wave can be calculated based on the detection result of these ultrasonic waves, and the shape of theLDI 2 can be estimated based on this ratio.

ただし、軸方向と周方向の超音波の透過性の違いが無視できない場合には、この透過性の違いを考慮に入れないと、ＬＤＩ２の形状を正しく推定できない場合がある。そこで、本変形例では、上述の強度比からＬＤＩ２の形状を推定するためのテーブルを、この透過性の違いを考慮に入れて設定し、このテーブルをデータベースとしてコンピュータ７内に保持しておいてもよい。この場合、このテーブルを利用することでＬＤＩ２の形状をより正確に推定することが可能となる。  However, when the difference in the transmissivity of the ultrasonic waves between the axial direction and the circumferential direction cannot be ignored, the shape of theLDI 2 may not be correctly estimated unless the difference in the transmissivity is taken into consideration. Therefore, in this modification, a table for estimating the shape of LDI2 from the above-described intensity ratio is set in consideration of the difference in transparency, and this table is stored in thecomputer 7 as a database. Also good. In this case, the shape ofLDI 2 can be estimated more accurately by using this table.

また、コンピュータ７は、透過波の伝搬方向と反射波の伝搬方向に基づいて、ＬＤＩ２の位置を推定することができる。例えば、超音波光プローブ５ｘからの超音波を超音波光プローブ５ｚと超音波光プローブ５_４とが受信する場合、超音波光プローブ５ｚは、透過波の伝搬方向を検出することができ、超音波光プローブ５_４は、反射波の伝搬方向を検出することができる。この場合、コンピュータ７は、超音波光プローブ５ｚから透過波の伝搬方向に沿って直線を伸ばし、超音波光プローブ５_４から反射波の伝搬方向に沿って直線を伸ばし、これらの直線の交点を算出することにより、ＬＤＩ２の位置を推定することができる。なお、ＬＤＩ２の位置の推定でも、上記のデータベースを利用してもよい。Further, thecomputer 7 can estimate the position of theLDI 2 based on the propagation direction of the transmitted wave and the propagation direction of the reflected wave. For example, when receiving the ultrasonic wave from theultrasonic beam probe 5x theultrasonic beam probe 5z and ultrasonicoptical probe 5_4, ultrasonicoptical probe 5z can detect the propagation direction of the transmitted wave, ultrasonic sonicoptical probe 5₄ is capable of detecting the propagation direction of the reflected wave. In this case, thecomputer 7, extend the straight line along the propagation direction of the transmitted wave from theultrasonic beam probe 5z, stretched straight along the propagation direction of the reflected waves from the ultrasonicoptical probe 5_4, the intersection of these straight lines By calculating, the position of LDI2 can be estimated. Note that the above database may also be used for estimating the position of LDI2.

以上のように、本実施形態では、超音波を発信する超音波光プローブ５と超音波を受信する超音波光プローブ５として異なる超音波プローブ５を選択して配管１の検査を行うことができる。よって、本実施形態によれば、超音波光プローブ５の設置箇所以外の場所における配管１の状態を検査することが可能となる。  As described above, in the present embodiment, thepipe 1 can be inspected by selecting differentultrasonic probes 5 as the ultrasonicoptical probe 5 that transmits ultrasonic waves and the ultrasonicoptical probe 5 that receives ultrasonic waves. . Therefore, according to the present embodiment, it is possible to inspect the state of thepipe 1 in a place other than the place where the ultrasonicoptical probe 5 is installed.

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規な装置および方法は、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明した装置および方法の形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。  Although several embodiments have been described above, these embodiments are presented as examples only and are not intended to limit the scope of the invention. The novel apparatus and methods described herein can be implemented in a variety of other forms. In addition, various omissions, substitutions, and changes can be made to the forms of the apparatus and method described in the present specification without departing from the spirit of the invention. The appended claims and their equivalents are intended to include such forms and modifications as fall within the scope and spirit of the invention.

１：配管、１ａ：エルボ部、１ｂ：オリフィス部、
２：ＬＤＩ、３：板厚センサ、４：ＦＡＣ、
５：超音波光プローブ、６：配管検査装置、７：コンピュータ、８：断熱材、
１１：電磁超音波発振子、１２：光ファイバセンサ、
１３：樹脂シート、１４：接着剤、
２１：光源、２２：光干渉計、２３：波形信号発生器、２４：増幅器、
２５：電気スイッチ、２６：光スイッチ、２７：モードスイッチ、
３１：第１の光ファイバ、３２：第２の光ファイバ、３３：電源線、
４１：光ファイバ、４２：サーキュレータ、４３：反射端1: piping, 1a: elbow part, 1b: orifice part,
2: LDI, 3: Plate thickness sensor, 4: FAC,
5: Ultrasonic optical probe, 6: Pipe inspection device, 7: Computer, 8: Heat insulating material,
11: Electromagnetic ultrasonic oscillator, 12: Optical fiber sensor,
13: Resin sheet, 14: Adhesive,
21: Light source, 22: Optical interferometer, 23: Waveform signal generator, 24: Amplifier
25: Electric switch, 26: Optical switch, 27: Mode switch,
31: 1st optical fiber, 32: 2nd optical fiber, 33: Power supply line,
41: optical fiber, 42: circulator, 43: reflection end

Claims (15)

Translated fromJapanese

配管に取り付けられた複数の超音波光プローブの中から第１および第２の超音波光プローブを選択する選択部と、
前記第１の超音波光プローブの超音波発振子に電力を供給して、前記超音波発振子から前記配管に超音波を入力し、前記超音波を前記配管を介して前記第２の超音波光プローブの光ファイバセンサに供給する電力供給部と、
前記第２の超音波光プローブの前記光ファイバセンサ中を透過したレーザ光を検出する光検出部と、
を備え、
前記超音波光プローブの各々は、楕円形に巻かれた光ファイバセンサを備える、配管検査装置。A selection unit for selecting the first and second ultrasonic optical probes from a plurality of ultrasonic optical probes attached to the pipe;
Electric power is supplied to the ultrasonic oscillator of the first ultrasonic optical probe, ultrasonic waves are input from the ultrasonic oscillator to the pipe, and the ultrasonic waves are transmitted to the second ultrasonic wave through the pipe. A power supply for supplying the optical fiber sensor of the optical probe;
A light detection unit for detecting laser light transmitted through the optical fiber sensor of the second ultrasonic optical probe;
Equipped witha,
Each of the ultrasonic optical probes is a pipe inspection apparatus includingan optical fiber sensor wound in an elliptical shape . 前記超音波光プローブは、前記配管の周りにＮ個（Ｎは２以上の整数）の超音波光プローブごとに環状に取り付けられ、かつ、前記楕円形の長軸が前記配管の周方向に平行となるように前記配管に取り付けられる、請求項１に記載の配管検査装置。The ultrasonic optical probe is annularly attached to each of the N (N is an integer of 2 or more) ultrasonic optical probes around the pipe, and the elliptical long axis is parallel to the circumferential direction of the pipe. It is attached to the pipe so that the pipe inspection apparatus according to claim1.配管に取り付けられた複数の超音波光プローブの中から第１および第２の超音波光プローブを選択する選択部と、
前記第１の超音波光プローブの超音波発振子に電力を供給して、前記超音波発振子から前記配管に超音波を入力し、前記超音波を前記配管を介して前記第２の超音波光プローブの光ファイバセンサに供給する電力供給部と、
前記第２の超音波光プローブの前記光ファイバセンサ中を透過したレーザ光を検出する光検出部と、
を備え、
前記超音波光プローブは、前記配管の表面を第１方向に延びる複数本の第１ラインと、前記配管の表面を第２方向に延びる複数本の第２ラインとの交点に取り付けられ、
前記選択部は、前記第１および第２の超音波光プローブとして、前記第１方向に２本の前記第２ライン分だけ離れ、前記第２方向に１本の前記第１ライン分だけ離れた超音波光プローブの組合せを選択する、
配管検査装置。A selection unit for selecting the first and second ultrasonic optical probes from a plurality of ultrasonic optical probes attached to the pipe;
Electric power is supplied to the ultrasonic oscillator of the first ultrasonic optical probe, ultrasonic waves are input from the ultrasonic oscillator to the pipe, and the ultrasonic waves are transmitted to the second ultrasonic wave through the pipe. A power supply for supplying the optical fiber sensor of the optical probe;
A light detection unit for detecting laser light transmitted through the optical fiber sensor of the second ultrasonic optical probe;
With
The ultrasonic optical probe is attached to the intersection of a plurality of first lines extending in the first direction on the surface of the pipe and a plurality of second lines extending in the second direction on the surface of the pipe,
The selection unit, as the first and second ultrasonic optical probes, is separated by two second lines in the first direction and separated by one first line in the second direction. Select a combination of ultrasonic optical probes,
Pipe inspection equipment. 前記超音波発振子は、
前記電力が供給されるコイルと、
前記コイル側に第１極を有し、前記コイルの反対側に第２極を有する第１磁石と、
前記第１磁石を取り囲む形状を有し、前記コイル側に前記第２極を有し、前記コイルの反対側に前記第１極を有する第２磁石と、
を備える請求項１から３のいずれか１項に記載の配管検査装置。The ultrasonic oscillator is
A coil to which the electric power is supplied;
A first magnet having a first pole on the coil side and a second pole on the opposite side of the coil;
A second magnet having a shape surrounding the first magnet, having the second pole on the coil side, and having the first pole on the opposite side of the coil;
The piping inspection device according toany one of claims 1to 3 . 前記超音波発振子は、
前記電力が供給され、環形状に巻かれたコイルと、
前記環形状の内径よりも直径が大きい円柱形の磁石と、
を備える請求項１から３のいずれか１項に記載の配管検査装置。The ultrasonic oscillator is
A coil that is supplied with the electric power and wound in a ring shape;
A cylindrical magnet having a diameter larger than the inner diameter of the ring shape;
The piping inspection device according toany one of claims 1to 3 . 前記選択部は、前記第１の超音波光プローブと前記第２の超音波光プローブとの複数の組合せを設定し、前記組合せは、前記配管の各スプールの肉厚測定のカバー率が前記組合せによる肉厚測定により１００％に達するように設定される、請求項１から５のいずれか１項に記載の配管検査装置。The selection unit sets a plurality of combinations of the first ultrasonic optical probe and the second ultrasonic optical probe, and the combination has a cover ratio for measuring the thickness of each spool of the pipe. The pipe inspection apparatus according to any one of claims 1 to5 , wherein the pipe inspection apparatus is set to reach 100% by measuring a wall thickness of the pipe. 前記選択部は、前記複数の超音波光プローブの中から前記第１の超音波光プローブを選択する第１スイッチと、前記複数の超音波光プローブの中から前記第２の超音波光プローブを選択する第２スイッチとを備える、請求項１から６のいずれか１項に記載の配管検査装置。The selection unit selects a first switch for selecting the first ultrasonic optical probe from the plurality of ultrasonic optical probes, and the second ultrasonic optical probe from the plurality of ultrasonic optical probes. and a second switch for selecting, pipe testing apparatus according to any one of claims 1 to6. 前記選択部は、前記光ファイバセンサの第１端部から入力され、前記光ファイバセンサの第２端部から出力された前記レーザ光を検出する第１モードと、前記光ファイバセンサの前記第１端部から入力され、前記光ファイバセンサの前記第２端部に接続された反射部で反射され、前記光ファイバセンサの前記第１端部から出力された前記レーザ光を検出する第２モードとを切り替えるモードスイッチを備える、請求項１から７のいずれか１項に記載の配管検査装置。The selection unit is input from a first end of the optical fiber sensor, detects a laser beam output from the second end of the optical fiber sensor, and the first mode of the optical fiber sensor. A second mode for detecting the laser light input from the end portion and reflected by the reflecting portion connected to the second end portion of the optical fiber sensor and output from the first end portion of the optical fiber sensor; The pipe inspection apparatus according to any one of claims 1 to7 , further comprising a mode switch that switches between the two. 前記選択部は、前記複数の超音波光プローブの中から、複数の第１の超音波光プローブと少なくとも１つの第２の超音波光プローブとを選択し、
前記電力供給部は、前記複数の第１の超音波光プローブの超音波発振子に同時に電力を供給して、前記超音波発振子から前記配管に超音波を入力し、前記超音波を前記配管を介して前記少なくとも１つの第２の超音波光プローブの光ファイバセンサに供給し、
前記光検出部は、前記少なくとも１つの第２の超音波光プローブの前記光ファイバセンサ中を透過したレーザ光を検出する、
請求項１から８のいずれか１項に記載の配管検査装置。The selection unit selects a plurality of first ultrasonic optical probes and at least one second ultrasonic optical probe from the plurality of ultrasonic optical probes,
The power supply unit simultaneously supplies power to the ultrasonic oscillators of the plurality of first ultrasonic optical probes, inputs ultrasonic waves from the ultrasonic oscillators to the pipe, and transmits the ultrasonic waves to the pipe. Via the optical fiber sensor of the at least one second ultrasonic optical probe,
The light detection unit detects laser light transmitted through the optical fiber sensor of the at least one second ultrasonic optical probe;
The piping inspection device according to any one of claims 1 to8 . 前記選択部は、前記複数の超音波光プローブの中から、少なくとも１つの第１の超音波光プローブと複数の第２の超音波光プローブとを選択し、
前記電力供給部は、前記少なくとも１つの第１の超音波光プローブの超音波発振子に電力を供給して、前記超音波発振子から前記配管に超音波を入力し、前記超音波を前記配管を介して前記複数の第２の超音波光プローブの光ファイバセンサに供給し、
前記光検出部は、前記複数の第２の超音波光プローブの前記光ファイバセンサ中を透過したレーザ光を同時に検出する、
請求項１から９のいずれか１項に記載の配管検査装置。The selection unit selects at least one first ultrasonic optical probe and a plurality of second ultrasonic optical probes from the plurality of ultrasonic optical probes,
The power supply unit supplies power to an ultrasonic oscillator of the at least one first ultrasonic optical probe, inputs ultrasonic waves from the ultrasonic oscillator to the pipe, and transmits the ultrasonic waves to the pipe. Via the optical fiber sensors of the plurality of second ultrasonic optical probes,
The light detection unit simultaneously detects laser light transmitted through the optical fiber sensors of the plurality of second ultrasonic optical probes;
The piping inspection device according to any one of claims 1 to9 . 配管に取り付けられた複数の超音波発振子の中から第１の超音波発振子を選択し、前記配管に前記超音波発振子と分離して取り付けられた複数の光ファイバセンサの中から第１の光ファイバセンサを選択する選択部と、
前記第１の超音波発振子に電力を供給して、前記第１の超音波発振子から前記配管に超音波を入力し、前記超音波を前記配管を介して前記第１の光ファイバセンサに供給する電力供給部と、
前記第１の光ファイバセンサ中を透過したレーザ光を検出する光検出部と、
を備え、
前記光ファイバセンサの各々は、楕円形に巻かれている、配管検査装置。A first ultrasonic oscillator is selected from a plurality of ultrasonic oscillators attached to the pipe, and a first one of the plurality of optical fiber sensors attached to the pipe separately from the ultrasonic oscillator is attached. A selection unit for selecting an optical fiber sensor of
Power is supplied to the first ultrasonic oscillator, ultrasonic waves are input from the first ultrasonic oscillator to the pipe, and the ultrasonic wave is input to the first optical fiber sensor via the pipe. A power supply unit to supply;
A light detection unit for detecting laser light transmitted through the first optical fiber sensor;
Equipped witha,
Each of the optical fiber sensors is a pipe inspection devicewound in an elliptical shape .前記光ファイバセンサは、前記配管の周りにＮ個（Ｎは２以上の整数）の光ファイバセンサごとに環状に取り付けられ、かつ、前記楕円形の長軸が前記配管の周方向に平行となるように前記配管に取り付けられる、請求項１１に記載の配管検査装置。The optical fiber sensor is annularly attached to each of N (N is an integer of 2 or more) optical fiber sensors around the pipe, and the elliptical long axis is parallel to the circumferential direction of the pipe. The pipe inspection apparatus according to claim 11, attached to the pipe as described above.配管に取り付けられた複数の超音波発振子の中から第１の超音波発振子を選択し、前記配管に前記超音波発振子と分離して取り付けられた複数の光ファイバセンサの中から第１の光ファイバセンサを選択する選択部と、A first ultrasonic oscillator is selected from a plurality of ultrasonic oscillators attached to the pipe, and a first one of the plurality of optical fiber sensors attached to the pipe separately from the ultrasonic oscillator is attached. A selection unit for selecting an optical fiber sensor of
前記第１の超音波発振子に電力を供給して、前記第１の超音波発振子から前記配管に超音波を入力し、前記超音波を前記配管を介して前記第１の光ファイバセンサに供給する電力供給部と、Power is supplied to the first ultrasonic oscillator, ultrasonic waves are input from the first ultrasonic oscillator to the pipe, and the ultrasonic wave is input to the first optical fiber sensor via the pipe. A power supply unit to supply;
前記第１の光ファイバセンサ中を透過したレーザ光を検出する光検出部と、A light detection unit for detecting laser light transmitted through the first optical fiber sensor;
を備え、With
前記超音波発振子および前記光ファイバセンサは、前記配管の表面を第１方向に延びる複数本の第１ラインと、前記配管の表面を第２方向に延びる複数本の第２ラインとの交点に取り付けられ、The ultrasonic oscillator and the optical fiber sensor are formed at intersections of a plurality of first lines extending in the first direction on the surface of the pipe and a plurality of second lines extending in the second direction on the surface of the pipe. Attached,
前記選択部は、前記第１の超音波発振子および前記第１の光ファイバセンサとして、前記第１方向に２本の前記第２ライン分だけ離れ、前記第２方向に１本の前記第１ライン分だけ離れた超音波発振子および光ファイバセンサの組合せを選択する、The selection unit, as the first ultrasonic oscillator and the first optical fiber sensor, is separated by two second lines in the first direction and one first in the second direction. Select a combination of ultrasonic oscillator and fiber optic sensor separated by line,
配管検査装置。Pipe inspection equipment. 配管に取り付けられた複数の超音波光プローブの中から第１および第２の超音波光プローブを選択し、
前記第１の超音波光プローブの超音波発振子に電力を供給して、前記超音波発振子から前記配管に超音波を入力し、前記超音波を前記配管を介して前記第２の超音波光プローブの光ファイバセンサに供給し、
前記第２の超音波光プローブの前記光ファイバセンサ中を透過したレーザ光を検出し、
前記レーザ光の検出結果に基づいて、前記超音波の減衰率を算出し、
前記超音波の減衰率に基づいて、前記配管の減肉発生箇所と前記第２の超音波光プローブとの距離を算出する、
ことを含む配管検査方法。Selecting the first and second ultrasonic optical probes from a plurality of ultrasonic optical probes attached to the pipe;
Electric power is supplied to the ultrasonic oscillator of the first ultrasonic optical probe, ultrasonic waves are input from the ultrasonic oscillator to the pipe, and the ultrasonic waves are transmitted to the second ultrasonic wave through the pipe. Supply to the optical fiber sensor of the optical probe,
Detecting the laser beam transmitted through the optical fiber in the sensor of the second ultrasonic beam probe,
Based on the detection result of the laser light, the attenuation rate of the ultrasonic wave is calculated,
Based on the ultrasonic attenuation rate, calculate the distance between the pipe thinning occurrence location and the second ultrasonic optical probe,
Piping inspection method including that.配管に取り付けられた複数の超音波光プローブの中から第１および第２の超音波光プローブを選択し、
前記第１の超音波光プローブの超音波発振子に電力を供給して、前記超音波発振子から前記配管に超音波を入力し、前記超音波を前記配管を介して前記第２の超音波光プローブの光ファイバセンサに供給し、
前記第２の超音波光プローブの前記光ファイバセンサ中を透過したレーザ光を検出し、
前記レーザ光の検出結果に基づいて、前記超音波中の透過波および反射波を検出し、
前記透過波および前記反射波の検出結果に基づいて、前記配管の減肉発生箇所の形状または位置を推定する、
ことを含む配管検査方法。Selecting the first and second ultrasonic optical probes from a plurality of ultrasonic optical probes attached to the pipe;
Electric power is supplied to the ultrasonic oscillator of the first ultrasonic optical probe, ultrasonic waves are input from the ultrasonic oscillator to the pipe, and the ultrasonic waves are transmitted to the second ultrasonic wave through the pipe. Supply to the optical fiber sensor of the optical probe,
Detecting laser light transmitted through the optical fiber sensor of the second ultrasonic optical probe;
Based on the detection result of the laser beam, a transmitted wave and a reflected wave in the ultrasonic wave are detected,
Based on the detection result of the transmitted wave and the reflected wave, the shape or position of the thinning occurrence portion of the pipe is estimated,
Including piping inspection method that.

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