(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
融着される箇所の表面を切削した樹脂管の切除箇所とエレクトロフュージョン継手とを電気融着後、融着接合部を超音波探傷法により検査する方法であって、切削されるべき樹脂管表面に樹脂管を形成する材質の音響インピーダンスとの差が大きな成分よりなる模様を施しておいて、融着される箇所の樹脂管表面を切除し、エレクトロフュージョン継手により樹脂管と継手を電気融着後、融着接合部分を超音波探傷し、融着界面のエコーを検出して融着不良の有無を判断することを特徴とする融着不良の検査方法。
【請求項２】
融着接合部の超音波探傷を管軸方向及び若しくは周方向に走査することによって行うことを特徴とする請求項１記載の融着不良の検査方法。
【請求項３】
融着接合部の超音波探傷を管軸方向及び周方向に走査することにより行い、融着界面からのエコーのみを通過させるゲートを設定しておいて、ゲートを通過した信号を検出して表示手段に表示させることを特徴とする請求項１記載の融着不良の検査方法。
【請求項４】
融着界面からのエコーを強度によって濃淡表示或いはカラー表示することを特徴とする請求項３記載の融着不良の検査方法。
【請求項５】
樹脂管表面に施される模様を予め記憶しておき、請求項３記載の発明により得られる模様と比較して、融着不良の有無を判断することを特徴とする融着不良の検査方法。
【請求項６】
請求項１記載の検査方法で用いられる装置であって、継手外側から融着接合部に超音波を送信し、融着界面からのエコーを受信する手段と、該手段によって受信されたエコーを表示する表示手段とからなることを特徴とする融着不良の検査装置。
【請求項７】
超音波を送信すると共に、エコーを受信する手段に焦点付き探触子を用いることを特徴とする請求項６記載の融着不良の検査装置。
【請求項８】
焦点付き探触子が演算手段によって制御される焦点調節機構を有することを特徴とする請求項７記載の融着不良の検査装置。
【請求項９】
受信されたエコーから融着界面のエコーのみを取り出すゲートを設定するゲート手段を設けることを特徴とする請求項６記載の融着不良の検査装置。
【請求項１０】
融着界面のエコー波形をその強度に応じて濃淡或いはカラー処理して表示手段に表示する画像処理装置を設けることを特徴とする請求項９記載の融着不良の検査装置。
【請求項１１】
樹脂管表面に施される模様を予め記憶しておく記憶手段と、該記憶手段に記憶された模様と検出されたエコーから得られる模様を比較し、比較結果を表示手段に表示する比較手段を設けることを特徴とする請求項９又は１０記載の融着不良の検査装置。
【請求項１２】
比較手段による比較結果、融着不良があるときに点燈する警報灯と、警報音を発生するブザーのうち、一つ以上を設けることを特徴とする請求項１１記載の融着不良の検査装置。
【請求項１３】
請求項１ないし５のいずれかの請求項に記載の融着不良の検査方法で用いられる樹脂管は、表面に施される模様が管軸方向及び若しくは周方向に一定間隔で施されることを特徴とする樹脂管。
【請求項１４】
請求項１ないし５のいずれかの請求項に記載の融着不良の検査方法で用いられる樹脂管は、模様が樹脂管の全面に施されることを特徴とする樹脂管。
【請求項１５】
請求項１ないし５のいずれかの請求項に記載の融着不良の検査方法で用いられる樹脂管の、表面に施される模様の成分が金属、ガラスのうちの一種以上からなることを特徴とする樹脂管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、エレクトロフュージョン継手によって融着接合された継手と樹脂管との融着接合部の良否を超音波探傷法により検査する方法及び装置と、該方法で用いられる樹脂管に関する。
【０００２】
【従来技術】
上下水道管、ガス管、給湯管等では近年、耐腐食性、耐震性、軽量等の特徴を持つ樹脂管が多用され、樹脂管を接続するための継手として、電熱線を埋設したエレクトロフュージョン継手が多用され始めている。この継手による樹脂管との融着接合は、ソケット継手の場合、管端部の表面をカンナ掛けして切削し、ついで継手内面と管の切削面を拭き取って油脂等の汚れを除去したのち管端部を継手に差込み、クランプを用いて管と継手を固定してから通電することによって行われ、電熱線へ通電して発熱させることにより継手と管の界面付近を溶融させて融着接合するようになっている。
【０００３】
融着接合後の接合部の良否の検査方法としては、気密試験による方法が一般に行われているが、超音波探傷を用いた方法も提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
融着不良を来す主原因の一つに樹脂管表面のカンナ掛け不良があるが、カンナ掛け不良を検出する方法については知られていない。
本発明は、超音波探傷法により樹脂管表面のカンナ掛け不良による融着不良を検出することができる検査方法及び装置と、該方法で用いられる樹脂管を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題の解決手段】
請求項１記載の発明は、融着される箇所の表面を切削した樹脂管の切除箇所とエレクトロフュージョン継手とを電気融着後、融着接合部を超音波探傷法により検査する方法であって、切削されるべき樹脂管表面に樹脂管を形成する材質の音響インピーダンスとの差が大きな成分よりなる模様を施しておいて、融着される箇所の樹脂管表面を切除し、エレクトロフュージョン継手により樹脂管と継手を電気融着後、融着接合部分を超音波探傷し、融着界面のエコーを検出して融着不良の有無を判断することを特徴とする。
【０００６】
本発明によると、融着界面から模様に対応するエコーが検出されると、切削不良による融着不良と判断する。
融着不良の判断は、例えばＣＲＴやＬＣＤ等の表示手段に表示された探傷図形、いわゆるＡスコープから融着界面に相当する箇所でのエコーの波形の有無を見て判断することができる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、融着接合部の超音波探傷を管軸方向及び若しくは周方向に走査することによって行うことを特徴とする。
樹脂管表面に模様を管軸方向及び若しくは周方向に連続又は断続的に施しておけば、削り残し部分の検出を確実に行うことができる。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、融着接合部の超音波探傷を管軸方向及び周方向に走査することにより行い、融着界面からのエコーのみを通過させるゲートを設定しておいて、ゲートを通過した信号を検出してＣＲＴ、ＬＣＤ、記録紙等の表示手段に表示させることを特徴とする。
本発明によると、削り残しがある場合、表示手段に削り残し部分の模様に相当する、いわゆるＣスコープの図形が表示される。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、融着界面からのエコーを強度によって濃淡表示或いはカラー表示することを特徴とする。
本発明によると、削り残し部分における模様の有無の判断が容易に行える。
請求項５記載の発明は、樹脂管表面に施される模様を予め記憶しておき、請求項３記載の発明により得られる模様と比較して、融着不良の有無を判断することを特徴とする。
【００１０】
本発明によると、切削不良による融着不良の判断を自動的に行うことができる。
請求項６記載の発明は、請求項１記載の発明の方法を実施するのに用いる装置であって、継手外側から融着接合部に超音波を送信し、融着界面からのエコーを受信する手段と、該手段によって受信されたエコーを表示する表示手段とからなることを特徴とする。
【００１１】
本発明において、超音波を送信すると共に、エコーを受信する手段には探触子が用いられる。この探触子には超音波の送受信を一つの探触子で行うものが通常用いられるが、送信用と受信用の二つの探触子よりなるものを用いてもよい。
エコーを表示する表示手段としては、例えばＣＲＴ、ＬＣＤ等の画像表示手段、プリンターにより印字された記録紙等が挙げられる。
【００１２】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、超音波を送信すると共に、エコーを受信する手段に焦点付き探触子を用いることを特徴とする。
焦点を融着界面に合わせることにより送信波を集束させ、また焦点の置かれている融着界面からのエコーの強度を強くすることができる。
探触子の焦点を融着界面に合わせるには、例えばオシロスコープの画面を見ながら焦点を調節し、融着界面からのエコー強度が最大となる箇所を求めることによって行われるが、計算によって求めることもできる。
【００１３】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明において、焦点付き探触子が演算手段によって制御される焦点調節機構を有することを特徴とする。
図１において、探触子１から被検体（継手）２までの距離ＷＰは以下の既知の数１式によって求めることができる。
【００１４】
【数１】
0003703129.tif 000002
ここで  ＭＰ：継手表面から融着界面までの距離
Ｆ：水中での焦点長さ（既知）
Ｃtm：継手内での音速、因みに継手がポリエチレン製である
場合、ポリエチレン中の音速は２２７０m/sec
Ｃw : 水中での音速  １５００m/sec
したがって探触子から焦点ｆまでの長さＦｔはＦｔ＝ＷＰ＋ＭＰで、ＷＰを演算手段で数１式から求め、焦点調節機構で探触子の位置調整をすることにより焦点を融着界面に自動的に合わせることができる。
【００１５】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の発明において、受信されたエコーから融着界面のエコー波形のみを取り出すゲートを設定するゲート手段を設けることを特徴とする。
本発明によると、融着界面からのエコーのみが抽出されることにより削り残しによる融着不良の有無の判断が容易に行える。
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の発明において、融着界面のエコーをその強度に応じて濃淡或いはカラー処理して表示手段に表示する画像処理装置を設けることを特徴とする。
【００１６】
本発明によると、表示手段に表示される削り残し部分の模様が濃淡或いはカラーにより表示される。
請求項１１記載の発明は、請求項９又は１０記載の発明において、樹脂管表面に施される模様を予め記憶しておく記憶手段と、該記憶手段に記憶された模様と検出されたエコーから得られる模様とを比較し、比較結果を表示手段に表示する比較手段を設けることを特徴とする。
【００１７】
本発明によると、削り残しによる融着不良の有無が表示手段の表示によって直ちに判断される。
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の発明において、比較手段による比較結果、融着不良があるときに点燈する警報灯と、警報音を発生するブザーのうち、一つ以上を設けることを特徴とする。
本発明によると、融着不良が容易に識別される。
【００１８】
請求項１３記載の発明は、請求項１ないし５記載の発明において用いられる樹脂管の表面に施される模様が管軸方向及び若しくは周方向に一定間隔で施されることを特徴とし、請求項１４記載の発明は、請求項１ないし５記載の発明において用いられ、樹脂管の表面に施される模様が樹脂管の全面に施されることを特徴とする。
【００１９】
請求項１２記載の発明においては、模様間に削り残しがあると、検出できないが、削り残しは通常模様にも達し、模様間にのみ生ずる可能性は殆どない。特に模様のピッチを小さくする程、こうした問題が少なくなり、実用上支障はない。
請求項１３記載の発明においては、削り残しの検出洩れを防ぐことができる。
請求項１５記載の発明においては、請求項１ないし５記載の発明において用いられる樹脂管の表面に施される模様の成分が金属、ガラスのうちの一種以上からなることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図２は本発明の一実施形態である検出装置について示す。
同図において、探触子２１は焦点付きの探触子で、半割りにされてエレクトロフュージョン継手２２に着脱可能に取着される検査装置２０に設けられ、かつ制御装置２４によりエレクトロフュージョン継手２２の周面を一回転する都度、管軸方向に一定ピッチづゝ移動するように制御され、位置検出手段２５が探触子２１の位置を検出して後述の画像処理装置２８に出力するようにしてある。
【００２１】
探触子２１はまた、制御装置２４により制御される焦点調節機構を有しており、該制御装置２４に継手２２の材質中での音速（継手がポリエチレン製である場合、２２７０m/sec ）、継手表面から内面までの肉厚等の初期条件を入力することにより前記数１式に基づいて焦点が継手内面の融着界面に自動調整されるようになっている。
【００２２】
探触子２１から得られたエコー波形は、表示手段である第１のＣＲＴ２６の画面に図３に例示されるように表示されるようになっており、融着界面からのエコーのみを通過させるゲートを設定するためのゲート手段２７が設けられている。図３に示すこのゲート手段２７による、ゲートの起点ｃと範囲ｄの設定は、継手内面の融着界面と、融着界面より電熱線までの間隔から予め設定される。
【００２３】
画像処理装置２８は、ゲート手段２７により抽出された融着界面からのエコー波形を、その強度により濃淡処理したのち、位置検出手段２５で検出された探触子２１の位置情報に基づいて二次元画像化し、表示手段である第２のＣＲＴ２９に表示させると共に、プリンター３０に記録表示させる。
記憶手段３１には、図４に示されるような樹脂管表面に施される模様（形状）３７の特徴が予め記憶させてある。
【００２４】
比較手段３２は記憶手段３１に記憶された模様と、画像処理装置２８で画像処理された模様を比較し、両模様がしきい値を越えて、例えば６０％以上一致すると判定したとき、削り残しがあり、融着不良と判定する。そして融着不良の有無を第２のＣＲＴ２９に表示すると共に、融着不良と判定したときに、警報灯３３を点燈させると共に、ブザー３４により警報音を発生させる。
【００２５】
図４は、樹脂管２３の表面に施される模様の一例を示すもので、管２３の管軸方向及び周方向に一定間隔で継手２２や樹脂管２３の材質であるポリエチレンとは、音響インピーダンスの差が大きな成分の金属粉を含むインクにより印字された一定の長さの線よりなる模様３７が施されている。
【００２６】
本装置及び樹脂管は以上のように構成され、以下に切削不良による融着不良の有無の判定方法について説明する。
電気融着に際しては先ず、融着箇所の管端部を管端面から一定長さＬ（図４参照）だけ、その表面をカンナ掛けして切削する。
【００２７】
切削後、樹脂管２３をエレクトロフュージョン継手２２に両側より限度まで差込み、図示しないクランプでクランプしたのち継手２２に所定時間通電し、電気融着する。電気融着後、クランプを外し、走査装置２０を継手２２にセットする。ついで制御装置２４により探触子２１の焦点を継手内面の融着界面に合わせ、またゲート手段にゲートの起点と範囲を設定したのち探触子２１より超音波、例えば５MHz の超音波を発信させ、走査装置２０を制御装置２４により制御して探触子２１を管軸方向及び周方向に走査させ、エコーを第１のＣＲＴ２６に表示させると共に、ゲート手段２７で設定されたゲートを通過する信号から融着界面からのエコー波形のみを抽出して、その強度により画像処理装置２８で濃淡処理したのち、位置検出手段２５から得られた位置情報に基づいて二次元画像化する。
【００２８】
そして第２のＣＲＴ２９の画面に表示すると共に、プリンター３０により記録表示する。
図５は第２のＣＲＴ２９の画面に表示され、かつプリンター３０により記録表示された画像を示すもので、継手中心部には電熱線がないため融着界面のエコー強度が濃く表示される。図中、Ａ部は削り残しの模様３７を示す。走査終了後、記憶手段３１に予め記憶しておいた、樹脂管表面に施される模様と、図５に示す模様とが比較手段３２により比較され、しきい値、例えば６０％以上が一致していると（図示する例では、１００％一致している）、切削不良と判定し、第２のＣＲＴ２９に「切削不良有」と表示し、かつ警報灯３３に点燈させると共に、ブザー３４より警報音を発生させる。
【００２９】
本実施形態によると、作業者は第１のＣＲＴ２６に表示されたエコー波形を見ることによって、また第２のＣＲＴ２９に表示され、或いはプリンター３０に記録表示された、濃淡処理された画像を見ることによっても切削不良を判断することができ、更にはＣＲＴ２９に表示され、或いはプリンター３０に記録表示された比較結果を見て、また警報灯３３の点燈やブザー３４からの警報音より直ちに切削不良を知ることができる。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、融着界面からのエコー波形によって切削不良による融着不良の有無を判断することができる。
請求項２記載の発明によると、探触子を管軸方向及び若しくは周方向に走査させることにより削り残しの検出洩れを防止することができる。
【００３１】
請求項３及び９記載の発明によると、表示手段に樹脂管表面の模様よりなる、いわゆるＣスコープの図形が表示されることにより、削り残しによる模様の有無の判断が容易にできる。
請求項４及び１０記載の発明によると、削り残しによる模様の有無の判断がより容易に行える。
【００３２】
請求項５及び１１記載の発明によると、削り残しによる融着不良の有無が作業者の判断によることなく機械的に判断されて表示されるため、作業者の判断ミスによる融着不良の見過ごしを防ぐことができる。
請求項７記載の発明によると、探触子の焦点を融着界面に合わせることにより融着界面からのエコーの強度を強くすることができる。
【００３３】
請求項８記載の発明によると、探触子の焦点を自動的に調節することができる。
請求項１２記載の発明によると、融着不良を生じたときに警報灯が点燈されたり、警報音が発生されたりすることにより、融着不良の発生を容易に知ることができる。
【００３４】
請求項１３記載の発明の樹脂管を用いると、探触子を管軸方向及び若しくは周方向に走査することにより削り残しの検出もれを防ぐことができ、請求項１４記載の発明の樹脂管を用いた場合には、検出洩れをより確実に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】探触子の焦点を示す図。
【図２】ブロック図。
【図３】エコー波形を示す図。
【図４】模様を施した樹脂管の部分平面図。
【図５】濃淡処理した融着界面の画像を示す図。
【符号の説明】
１、２１・・探触子     2・・被検体（継手）
２２・・エレクトロフュージョン継手
２３・・樹脂管    ２４・・制御装置
２６、２９・・ＣＲＴ    ２７・・ゲート手段
２８・・画像処理手段    ３０・・プリンター
３１・・記憶手段    ３２・・比較手段
３３・・警報灯    ３４・・ブザー
３７・・線
【図１】
0003703129.tif 000003
【図２】
0003703129.tif 000004
【図３】
0003703129.tif 000005
【図４】
0003703129.tif 000006
【図５】
0003703129.tif 000007