(57)【要約】【課題】  この配管板厚測定装置は，原子力発電所，火力発電所，化学プラント等の配管の板厚を，非破壊によって簡易に，信頼性に富んで精度良く測定する。【解決手段】  この配管板厚測定装置は，予め任意に設定された超音波による入力信号を配管３に対して入力する信号入力センサ１と，信号入力センサ１の入力信号に応答して発生するラム波を検出する検出センサ２とを有し，信号入力センサ１と検出センサ２との間において特定の周波数機械振動のセンサ間の伝搬速度をラム波の伝搬速度分散に基づき求めることによって配管３の板厚を測定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め任意に設定された超音波による入力信号を配管に対して入力するための１つの信号入力センサと，前記信号入力センサの前記入力信号に応答して発生するラム波を検出する１つ以上の検出センサとを有し，前記信号入力センサと前記検出センサとの間において特定の周波数機械振動のセンサ間の伝搬速度を前記ラム波の伝搬速度分散に基づき求めることによって前記配管の板厚を測定することから成る配管板厚測定装置。
【請求項２】
前記信号入力センサは，前記入力信号の１つ又は２つ以上の周波数，前記信号入力センサと前記検出センサとの間のセンサ間距離，配管等の板部材の材料，及び各種の設定条件を入力する機能を有し，前記入力信号の前記周波数に対する前記板厚と，それらの平均値をそれぞれ個別の数値として，或いは前記ラム波の伝搬速度と前記周波数との特性上にプロットして表示する機能を有することから成る請求項１に記載の配管板厚測定装置。
【請求項３】
前記入力信号は，前記配管の前記板厚に応じて変化させ，実質的に１００Ｈｚ〜２０ＭＨｚの範囲内での単一周波数成分で構成される信号であることから成る請求項１又は２に記載の配管板厚測定装置。
【請求項４】
前記入力信号の前記周波数は，前記ラム波の最低次の反対称モードであるＡｌモード以上を含まないＡ０モードの範囲で使用することから成る請求項１〜３のいずれか１項に記載の配管板厚測定装置。
【請求項５】
前記入力信号の入力は，前記単一周波数成分で構成される信号が１つだけ，或いは複数の異なる周波数成分を複数入力するかを選択して入力できる機能を有することから成る請求項３又は４に記載の配管板厚測定装置。
【請求項６】
前記信号入力センサと前記検出センサは，測定対象物である前記配管の前記板部材との接触或いは非接触を問わず，前記測定対象物にＡ０モードの前記ラム波を誘起させ，前記検出信号を取得できるものを使用することから成る請求項１〜５のいずれか１項に記載の配管板厚測定装置。
【請求項７】
前記検出センサによる前記検出信号は，アンプで増幅され，前記入力信号と同じ周波数成分だけを抽出するフイルタ機能を有することから成る請求項１〜６のいずれか１項に記載の配管板厚測定装置。
【請求項８】
前記入力信号と前記検出信号は，複数回をアベレージングして前記入力信号と前記検出信号のＳ／Ｎを良くする機能を有することから成る請求項１〜７のいずれか１項に記載の配管板厚測定装置。
【請求項９】
入力信号発振から検出信号到達までの伝搬時間Δｔを測定することから成る請求項１〜８のいずれか１項に記載の配管板厚測定装置。
【請求項１０】
前記信号入力センサと前記検出センサとの間の距離は，任意に設定できる長さＬであって，前記長さＬとして前記信号入力センサに信号が入力されることから成る請求項９に記載の配管板厚測定装置。
【請求項１１】
前記伝搬時間Δｔと前記長さＬから前記入力信号に対する伝搬速度ｖｆを求める機能を有することから成る請求項１０に記載の配管板厚測定装置。
【請求項１２】
前記伝搬速度ｖｆの表示として，前記伝搬速度と前記周波数との関係の特性をプロットする機能を有することから成る請求項１１に記載の配管板厚測定装置。  
【請求項１３】
前記配管の材料を入力する機能を有し，前記材料の前記ラム波の非対象モードであるＡ０モードの理論的な速度分散特性のデータベースを有することから成る請求項１〜１２のいずれか１項に記載の配管板厚測定装置。
【請求項１４】
前記配管の前記板厚のデータは，表示部に表示すると共に，無線又は有線で前記データを遠隔地に送信して表示する機能を有することから成る請求項１〜１３のいずれか１項に記載の配管板厚測定装置。
【請求項１５】
前記配管の前記板厚のデータを保存するメモリを有し，異なるセンサ位置で測定した結果を併せて表示できる機能を有することから成る請求項１〜１４のいずれか１項に記載の配管板厚測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は，例えば，原子力発電所，火力発電所等における蒸気配管，天然ガス，水素ガス等のガスを輸送するガス配管等の配管の板厚を測定する配管板厚測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来，配管板厚測定装置は，各種の配管の板厚を測定するのに超音波を用いており，基本的には底面での反射に基づいており，その点からは配管の板厚を局所的に測定するスポット測定といえる。
【０００３】
また，従来知られている管厚測定装置は，超音波反射エコーを用いて鋼管の厚さを連続的に測定する手段と，異常データ処理手段を備えた超音波管厚測定装置である。該管厚測定装置は，エコーをあらかじめ設定した強度に増幅する増幅器と，エコーをあらかじめ定めた強度範囲にあるか否かを判定する判定回路を備え，異常データ処理手段を通過したデータを前回値と比較し，順次トラッキングする複数の前回値トラッキング手段を備えたものである（例えば，特許文献１参照）。
【０００４】
また，材料厚さ測定方法及び装置として，材料温度が変動しても，材料厚さを簡易な構成で高精度に測定できるものが知られている。該材料厚さ測定装置は，材料の表面にレーザを照射して材料内部に超音波を発生させ，材料中の縦波及びモード変換波の伝搬時間に基づいて材料厚さを算出するものである（例えば，特許文献２参照）。
【０００５】
また，配管の非破壊検査方法が知られている。該配管の非破壊検査方法は，容易に短時間で配管内表面の広い範囲にわたる水蒸気酸化スケールの付着形態を検査することができるものであり，電磁超音波検査装置により，ボイラ鋼管等の配管の外側から配管と非接触で配管を配管周方向及び配管長手方向に走査して，配管の内表面に付着している水蒸気酸化スケールの厚さ，剥離及び浮き上がりを検査する。また，電磁超音波検査装置による検査結果に基づき，配管内表面を周方向に展開した状態で水蒸気酸化スケールの付着形態を色分けして表示する。また，水蒸気酸化スケールの厚さも，厚さに応じて色の階調を変えて表示してもよいものである（例えば，特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２０００−２７５０３５公報
【特許文献２】特開２００４−１５７１１４号公報
【特許文献３】特開２００４−４５１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら，配管板厚測定装置としては，原子力発電所，火力発電所等の蒸気配管，化学プラント等の配管，ガス管，水道管等の配管について，配管の板厚を全領域にわたって測定できることが望まれており，例えば，配管の所定の区間での板厚の平均厚さを測定することによってその領域に板厚の薄くなった領域が無いか否かを判断することができ，その時，配管を損傷させることなく，配管に対して非破壊によって簡易に且つ精度良く測定できることが望まれていた。
【０００７】
この発明の目的は，上記の問題を解決するため，原子力発電所，火力発電所，化学プラント等の配管の板厚を測定するのに，配管中を伝わる超音波が板厚と周波数に依存した速度分散性を有するラム波という波で伝搬することに着目し，この速度分散特性を利用して，配管の板厚を非破壊で簡易に精度良く測定すると共に，その測定結果の正確さを容易に判断でき，測定結果を表示できるものであり，具体的には，複数のセンサを離して配管に設置してセンサ間の平均板厚を測定可能としたものであり，その面の平均板厚も測定できる配管板厚測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は，予め任意に設定された超音波による入力信号を配管に対して入力するための１つの信号入力センサと，前記信号入力センサの前記入力信号に応答して発生するラム波を検出する１つ以上の検出センサとを有し，前記信号入力センサと前記検出センサとの間において特定の周波数機械振動のセンサ間の伝搬速度を前記ラム波の伝搬速度分散に基づき求めることによって前記配管の板厚を測定することを特徴とする配管板厚測定装置に関する。
【０００９】
前記信号入力センサは，前記入力信号の１つ又は２つ以上の周波数，前記信号入力センサと前記検出センサとの間のセンサ間距離，配管等の板部材の材料，及び各種の設定条件を入力する機能を有し，前記入力信号の前記周波数に対する前記板厚と，それらの平均値をそれぞれ個別の数値として，或いは前記ラム波の伝搬速度と前記周波数との特性上にプロットして表示する機能を有するものである。
【００１０】
前記入力信号は，前記配管の前記板厚に応じて変化させ，実質的に１００Ｈｚ〜２０ＭＨｚの範囲内での単一周波数成分で構成される信号である。また，前記入力信号の前記周波数は，前記ラム波の最低次の反対称モードであるＡ１モード以上を含まないＡ０モードの範囲で使用するものである。例えば，配管がアルミニウム板の場合に，Ａ１モードを含まないＡ０モードの周波数（ｆ）と板厚（ｗ）との積（ｆｗ）は，およそｆｗ＜１．５ＭＨｚｍｍである。板厚ｗが１０ｍｍであるなら，周波数ｆは，ｆ＜１５０ｋＨｚとなり，この値以下の周波数成分を用いて測定を行うものである。
【００１１】
更に，前記入力信号の入力は，前記単一周波数成分で構成される信号が１つだけ，或いは複数の異なる周波数成分を複数入力するかを選択して入力できる機能を有するものである。例えば，１５０ｋＨｚ以下で，２０，５０，８０，１００ｋＨｚ等の複数の単一周波数成分で測定を行うということであり，これにより伝搬速度−周波数特性のカーブ上に複数の点がプロットされることになる。
【００１２】
前記信号入力センサと前記検出センサは，測定対象物である前記配管の前記板部材との接触或いは非接触を問わず，前記測定対象物にＡ０モードの前記ラム波を誘起させ，前記検出信号を取得できるものを使用するものである。また，前記検出センサによる前記検出信号は，アンプで増幅され，前記入力信号と同じ周波数成分だけを抽出するフイルタ機能を有するものである。
【００１３】
また，この配管板厚測定装置は，前記入力信号と前記検出信号を複数回アベレージングして前記入力信号と前記検出信号のＳ／Ｎを良くする機能を有するものである。
前記アベレージングについては，１つの周波数を１回，周波数ｆを変化させて１回，同一の周波数ｆで複数回，異なった各周波数ｆで複数回，或いはこれらの各平均，又は全ての平均を指している。即ち，アベレージングについては，例えば，周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，及びｆ４に対して，１つ目のアベレージングは，ｆ１による複数回の測定によるアベレージがａ１，ｆ２による複数回の測定によるアベレージがａ２，ｆ３による複数回の測定によるアベレージがａ３，及びｆ４による複数回の測定によるアベレージがａ４である。２つ目のアベレージングは，ａ１，ａ２，ａ３，及びａ４のアベレージがａである。３つ目のアベレージングは，ｆ１，ｆ２，ｆ３，及びｆ４の各周波数による１回の測定によるアベレージがＡであり，これらのアベレージが含まれている。
【００１４】
また，この配管板厚測定装置は，入力信号発振から検出信号到達までの伝搬時間Δｔを測定するものである。更に，前記信号入力センサと前記検出センサとの間の距離は，任意に設定できる長さＬであって，前記長さＬとして前記信号入力センサに信号が入力されるものである。又は，事前に複数のセンサ距離を記憶しておき，その距離に対応して即座にセンサ取付け位置を設定できる治具を付属してもよいものである。更に，この配管板厚測定装置は，前記伝搬時間Δｔと前記長さＬから前記入力信号に対する伝搬速度ｖｆを求める機能を有するものである。また，この配管板厚測定装置は，前記配管の材料を入力する機能を有し，前記材料の前記ラム波の非対象モードであるＡ０モードの理論的な速度分散特性のデータベースを有するものである。
【００１５】
また，この配管板厚測定装置は，前記伝搬速度ｖｆの表示として，前記伝搬速度と前記周波数との関係の特性をプロットする機能を有するものである。なお，伝搬速度−周波数特性上には，各配管厚に対する板厚，例えば，０．１ｍｍ，０．５ｍｍ，１ｍｍ，２ｍｍ，３ｍｍ，５ｍｍ，１０ｍｍ等の厚さに対する理論的な曲線を表示できる機能を有することである。この理論的な厚み曲線と求めたプロットの相関を一目するだけで，容易に，はっきり且つ信頼性に富んで板厚を読み取ることができる。
【００１６】
また，この配管板厚測定装置は，前記配管の前記板厚のデータは，表示部に表示すると共に，無線又は有線で前記データを遠隔地に送信して表示する機能を有するものである。また，この配管板厚測定装置は，前記配管の前記板厚のデータを保存するメモリを有し，異なるセンサ位置で測定した結果を併せて表示できる機能を有するものである。これにより，同一配管で位置を変えて板厚を測定することによって，配管の板厚が同一であれば，同一結果が表示され，板厚の測定結果が信頼性を有して即座に確認できる。また，板厚の測定結果が異なれば，細分化してセンサ距離を変化させてその周辺の板厚を測定することによって，面的な板厚の分布を測定することができる。
【発明の効果】
【００１７】
この配管板厚測定装置は，上記のように構成されているので，原子力発電所，火力発電所，化学プラント等の配管に機械振動，例えば，超音波信号を入力すると，配管の板厚とその信号の周波数に依存する速度分散を有するラム波という波が配管中を伝搬する。そのため，入力信号の周波数を設定して，その既知の周波数成分の伝搬速度を測定することによって，ラム波の速度分散特性の理論に基づき配管の板厚を測定できる。また，入力信号の周波数を変化させて複数の信号を入力すること，及び測定結果を速度−周波数特性におように直感的に配管の板厚を読み取れるように表示することによって，測定の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
この発明による配管板厚測定装置は，概して，原子力発電所，火力発電所，化学プラント，ガス，水道，水素システム等の配管の板厚を測定するのに，配管中を伝わる超音波が板厚と周波数に依存した速度分散性を有するラム波という波で伝搬することに着目し，この速度分散特性を利用して，配管の板厚を測定するものである。この配管板厚測定装置は，具体的には，入力用センサと出力用センサとの少なくとも２つの超音波センサを用いて，既知である伝搬信号の周波数成分とセンサ距離及び測定された伝搬速度が求められ，その値から板厚を算出するものである。この時，周波数を変化させて複数の速度を求め，「速度−周波数特性」をプロットすることで直感的に配管の板厚を読み取れるようにすると共に，その特性が有る板厚の理論曲線に一致しない場合には，局所的に板厚が異なっている場所が存在するか，測定に誤りがあるかが一目で確認でき，信頼性の高い板厚の測定が可能になる。また，センサの取付け位置とセンサの間隔を変えることによって三次元的な配管の板厚の分布を求めることができる。この配管板厚測定装置は，円筒の配管に適用して好ましいものであり，角形等の配管では，反射等の諸条件を補正する必要があることは勿論である。
【００１９】
以下，図面を参照して，この発明による配管板厚測定装置の実施例を説明する。この配管板厚測定装置は，原子力発電所，火力発電所，化学プラント等の配管の板厚の厳密な管理が必要な箇所の板厚の検査を非破壊で簡易に精度良く実施できるものであり，従来の装置のように，配管の板厚の数値を表示するだけでなく，可視的に即ちビジョアル的に配管の板厚を表示するため，詳しくは，速度−周波数特性曲線で表示するため，配管の板厚の測定値が直感的に正しいか否かの判断ができ，板厚について信頼性に富んだ測定が可能になった。
【００２０】
図１には，この発明による配管板厚測定装置の一実施例が示されている。この配管板厚測定装置は，予め任意に設定された超音波による入力信号を配管３に対して入力するための１つの信号入力センサ１と，信号入力センサ１の入力信号に応答して発生するラム波を検出する１つ以上の検出センサ２とを有しており，信号入力センサ１と検出センサ２との間において特定の周波数機械振動のセンサ間の伝搬速度を，ラム波の伝搬速度分散に基づき求めることによって配管３の板厚を測定するものである。
【００２１】
この配管板厚測定装置は，具体的には，配管３には，配管３の板厚を測定する場所に信号入力センサ１と，信号入力センサ１から距離Ｌだけ隔置した位置に検出センサ２とがセットされている。検出センサ２は，配管３に対して複数箇所に設けることができるものである。信号入力センサ１には，信号発生回路４からの入力信号が入力される。信号発生回路４は，入力部５からの信号発生の処理によって作動し，予め決められた超音波による入力信号を発生させる。また，入力部５は，周波数，配管３の板部材の材料，及び信号入力センサ１と検出センサ２との距離Ｌの情報が予めセットされており，それらの情報に応じて決められた入力信号が信号発生回路４から発せられる。また，信号発生回路４で発生した入力信号は，測定解析部７に送り込まれる。また，入力部５からの情報は，配管材料物性データベース６に入力され，配管材料物性データベース６において，配管材料と周波数により求まる理論的な板厚と伝搬速度の情報は，測定解析部７に送り込まれる。
【００２２】
一方，検出センサ２で測定された信号は，配管３の板厚とその信号の周波数に依存する速度分散を有するラム波の情報についての検出信号であり，アンプ８に送り込まれて増幅される。増幅された信号は，アンプ８から入力周波数成分抽出フイルタ９に送られて入力周波数成分が取り出される。フイルタ９で取り出された入力周波数成分は，測定解析部７に入力される。また，この配管板厚測定装置における測定解析部７は，入力検出信号の時間差即ち伝搬時間Δｔと長さＬから入力信号周波数に対する伝搬速度ｖｆを求め，これと配管材料の物性データベース６からの理論的な伝搬速度とを比較し解析することで板厚を導出する機能を有するものである。測定解析部７では，検出された入力周波数成分が，配管材料物性データベース６と信号発生回路４との情報を考慮して解析される。測定解析部７で解析導出された板厚とラム波の伝搬時間Δｔと伝搬速度ｖｆとの検出結果は，表示部１０で表示されると共に，メモリ１１に記録される。
【００２３】
この配管板厚測定装置は，入力信号の１つ又は２つ以上の周波数，信号入力センサ１と検出センサ２との間のセンサ間距離Ｌ，配管３の板部材の材料，及び各種の設定条件を入力する機能を有し，入力信号の周波数に対する板厚と，それらの平均値をそれぞれ個別の数値として，或いはラム波の伝搬速度と周波数との特性上にプロットして表示する機能を有するものである。ここで，入力信号は，配管３の板厚に応じて変化させ，実質的に１００Ｈｚ〜２０ＭＨｚの範囲内での単一周波数成分で構成される信号である。また，入力信号の周波数は，最低次の反対称モードであるＡｌモード以上を含まない範囲で使用するものである。非対称モードは，位相速度に低い方からＡ０，Ａ１，Ａ２・・・で示され，また，対称モードは，位相速度に低い方からＳ０，Ｓ１，Ｓ２・・・で示される。ラム波のそれぞれの固有振動モードは，周波数によって伝搬速度Δｔが異なる強い分散性を示す。例えば，配管３がアルミニウム板の場合に，Ａｌモードを含まないＡ０モードの範囲の周波数（ｆ）と板厚（ｗ）との積（ｆｗ）は，およそｆｗ＜１．５ＭＨｚｍｍである。配管３の板厚ｗが１０ｍｍであるなら周波数ｆは，ｆ＜１５０ｋＨｚｍｍとなり，この値以下の周波数成分を用いて測定を行うものである。
【００２４】
また，入力信号の入力は，単一周波数成分で構成される信号が１つだけ，或いは複数の異なる周波数成分を複数入力するかを選択して入力できる機能を有するものである。例えば，配管３の板厚ｗは，１５０ｋＨｚ以下で，２０ｋＨｚ，５０ｋＨｚ，８０ｋＨｚ，１００ｋＨｚ等の複数の単一周波数成分で測定を行うということであり，これにより伝搬速度−周波数特性のカーブ上に複数の点がプロットされることになる。また，配管３の板厚ｗは，同一の周波数ｆ又は複数の異なる周波数ｆで，何回も入力し，これらの値の平均を出すことによっても測定できる。
【００２５】
この配管板厚測定装置において，信号入力センサ１と検出センサ２は，測定対象物である配管３の板部材との接触或いは非接触を問わず，測定対象物にＡ０モードのラム波を誘起させ，検出信号を取得できるものを使用するものである。また，検出センサ２による検出信号は，アンプ８で増幅され，フイルタ機能を持つ入力周波数成分抽出フイルタ９によって入力信号と同じ周波数成分だけを抽出される。
【００２６】
また，この配管板厚測定装置は，信号入力センサ１による入力信号と検出センサ２による検出信号は，１回だけの測定，又は複数回をアベレージングして入力信号と検出信号とのシグナル／ノイズ（Ｓ／Ｎ）を良くする機能を有するものである。また，この配管板厚測定装置は，入力信号発振から検出信号到達までの伝搬時間Δｔを測定するものであり，これらの情報は測定解析部７で解析して得られる情報である。また，信号入力センサ１と検出センサ２との間の距離即ち長さＬは，任意に設定できるものであり，入力部５から配管材料物性データベース６を通じて測定解析部７に長さＬの信号が入力されるものである。この配管板厚測定装置は，伝搬時間Δｔと長さＬから伝搬速度ｖｆを求め，材料，周波数ｆ及び伝搬速度ｖｆから配管３の板厚ｗが求められる。或いは，ＣＰＵが事前に複数のセンサ距離を記憶しておき，その距離に対応して即座にセンサ距離を設定できる治具を付属してもよいものである。
【００２７】
また，この配管板厚測定装置は，配管３の板部材の材料を入力する機能を有し，前記材料の前記ラム波の非対象モードであるＡ０モードの理論的な速度分散特性のデータベースを有するものである。また，この配管板厚測定装置は，伝搬速度ｖｆの表示として，伝搬速度と周波数との関係の特性をプロットする機能を有するものである。なお，伝搬速度−周波数特性上には，各配管厚に対する厚さ，例えば，０．１ｍｍ，０．５ｍｍ，１ｍｍ，２ｍｍ，３ｍｍ，５ｍｍ，１０ｍｍ等の厚さに対する理論的な曲線を表示できる機能を有することである。この理論的な厚み曲線と求めたプロットの相関を一目するだけで，容易に，信頼性に富んだはっきりと的確に板厚を読み取ることができる。
【００２８】
また，この配管板厚測定装置は，配管３の板厚のデータは，表示部１０に表示すると共に，無線又は有線でデータを遠隔地に送信して表示する機能を有するものである。また，この配管板厚測定装置は，配管３の板厚のデータを保存するメモリ１１を有し，異なるセンサ位置で測定した結果を併せて表示できる機能を有するものである。これにより，同一配管で位置を変えて板厚を測定することによって，配管の板厚が同一であれば，同一結果が表示され，板厚の測定結果が信頼性を有して即座に確認できる。また，この配管板厚測定装置は，細分化してセンサ距離を変化させてその周辺の板厚を測定することによって，面的な板厚の分布を詳細に測定することができる。
【００２９】
図２には，表示部１０に表示される伝搬速度−周波数特性が曲線として示されている。配管３の板厚ｗ（ｍｍ）について，横軸の周波数：ｆ（ｋＨｚ）に対する縦軸の伝搬装置（ｍ／ｓ）の関係が示されている。図２における配管３の板厚は，０．１ｍｍ，０．５ｍｍ，１．０ｍｍ，２．０ｍｍ，３．０ｍｍ，５．０ｍｍ，及び１０．０ｍｍである。また，表示部１０では，図示していないが，配管３の板厚ｗ，周波数ｆ及び伝搬速度ｖｆをデジタル表示にすることもできるように構成されている。この配管板厚測定装置は，板厚ｗを各周波数ｆ又は同一周波数ｆでの値，又は全ての周波数ｆでの平均値と各値をデジタル表示することができる。
【００３０】
図３及び図４には，配管３の板材料が鉄（Ｆｅ）からなる場合の伝搬速度−周波数特性の曲線が示されている。配管３の板厚ｗにより横軸の周波数ｆの数値が異なっている。伝搬速度は，ｍ／ｓであり，周波数ｆは，単位がｋＨｚ又はＭＨｚである。
図３の（Ａ）における曲線は，配管３の板厚ｗが０．１ｍｍ，０．５ｍｍ，１．０ｍｍ，２．０ｍｍ，３．０ｍｍ，５．０ｍｍ，及び１０．０ｍｍであり，周波数ｆの数値は，０〜２００ｋＨｚである。また，図３の（Ｂ）における曲線は，配管３の板厚ｗが５．０ｍｍ，１０．０ｍｍ，１５．０ｍｍ，２０．０ｍｍ，３０．０ｍｍ，及び５０．０ｍｍであり，周波数ｆの数値は，０〜４０ｋＨｚである。
また，図４における曲線は，配管３の板厚ｗが３０．０ｍｍ，５０．０ｍｍ，８０．０ｍｍ，及び１００．０ｍｍであり，周波数ｆの数値は，０〜２０ｋＨｚである。
図３及び図４から分かるように，配管３の板厚が厚くなるほど低い周波数になる。
【００３１】
図５及び図６には，配管３の板材料がアルミニウム（Ａｌ）からなる場合の伝搬速度−周波数特性の曲線が示されている。配管３の板厚ｗにより横軸の周波数ｆの数値が異なっている。伝搬速度は，ｍ／ｓであり，周波数ｆは，単位がｋＨｚ又はＭＨｚである。
図５の（Ａ）における曲線は，配管３の板厚ｗが０．１ｍｍ，０．５ｍｍ，１．０ｍｍ，２．０ｍｍ，３．０ｍｍ，５．０ｍｍ，及び１０．０ｍｍであり，周波数ｆの数値は，０〜２０ｋＨｚである。また，図５の（Ｂ）における曲線は，配管３の板厚ｗが５．０ｍｍ，１０．０ｍｍ，１５．０ｍｍ，２０．０ｍｍ，３０．０ｍｍ，及び５０．０ｍｍであり，周波数ｆの単位は，０〜４０ｋＨｚである。
また，図６の（Ａ）における曲線は，配管３の板厚ｗが３０．０ｍｍ，５０．０ｍｍ，８０．０ｍｍ，及び１００．０ｍｍであり，周波数ｆの数値は，０〜２０ｋＨｚである。また，図６の（Ｂ）における曲線は，配管３の板厚ｗが０．０１ｍｍ，０．０２ｍｍ，０．０３ｍｍ，０．０４ｍｍ，０．０５ｍｍ，及び０．１ｍｍであり，周波数ｆの数値は，０〜２０ＭＨｚである。
図５及び図６から分かるように，配管３の板厚が厚くなるほど低い周波数になる。
【００３２】
図７には，配管３が鉄管の場合の伝搬速度−周波数特性の曲線が示されている。配管３の板厚ｗにより横軸の周波数ｆの数値が異なっている。伝搬速度は，ｍ／ｓであり，周波数ｆは，単位がｋＨｚ又はＭＨｚである。
曲線は，配管３の板厚ｗが３．０ｍｍ，及び５．８ｍｍであり，周波数ｆの数値が，０〜３００ｋＨｚの場合で示されている。図７から分かるように，配管３の板厚が厚くなるほど低い周波数になる。
【００３３】
次に，図８を参照して，ラム波の速度分散特性を説明する。
有限の厚さの板を伝わる波は，板波又はラム波と呼ばれる。ラム波は，対称モードと反対称モード（非対称モード）とがあり，単にＳモード，Ａモードともいう。ラム波は，分散性の波であり，周波数ｆと板厚ｗの積ｆｗによってその位相速度ｃが変化する。そこで，ラム波の１例として，アルミニウム板におけるラム波の位相速度を図８に示す。図８において，横軸は周波数ｆと配管３の板厚ｗとの積の値（ＭＨｚ・ｍｍ）であり，縦軸がラム波の位相速度ｃ（ｍ／ｓ）である。図中，Ｃｌはアルミニウム中の縦波音速，Ｃｓはアルミニウム中の横波音速，及びＣＲはアルミニウムの表面波音速を示す。図８から分かるように，ｆ・ｗの値が大きくなるにつれて，多くのモードが伝搬し得るようになるが，Ａ０モード，Ｓ０モードの位相速度ｃは，表面波音速ＣＲに近づき，他のモードは横波音速Ｃｓに近づくことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
この発明による配管板厚測定装置は，例えば，原子力発電所，火力発電所等の蒸気配管，化学プラントの配管，ガス管，水道管等の配管について，配管の板厚を全領域にわたって測定することに適している。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明による配管板厚測定装置の一実施例を概略的に示すブロック図である。
【図２】この配管板厚測定装置の表示部における伝搬速度−周波数特性を示すグラフである。
【図３】この配管板厚測定装置に用いる配管材料物性データベースの一例であって，配管の板材料が鉄の場合の伝搬速度−周波数特性を示すグラフである。
【図４】この配管板厚測定装置に用いる配管材料物性データベースの別の例であって，配管の板材料が鉄の場合の伝搬速度−周波数特性を示し，図３とは板厚の値が異なっている場合のグラフである。
【図５】この配管板厚測定装置に用いる配管材料物性データベースの更に別の例であって，配管の板材料がアルミニウムの場合の伝搬速度−周波数特性を示すグラフである。
【図６】この配管板厚測定装置に用いる配管材料物性データベースの他の例であって，配管の板材料がアルミニウムの場合の伝搬速度−周波数特性を示し，図５とは板厚の値が異なっている場合のグラフである。
【図７】この配管板厚測定装置に用いる配管材料物性データベースの更に他の例であって，配管の板材料が鉄管の場合の伝搬速度−周波数特性を示すグラフである。
【図８】この配管板厚測定装置について，アルミニウム板におけるラム波の周波数と板厚との積に対する位相速度を示している速度分散特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３６】
１    信号入力センサ
２    検出センサ
３    配管
４    信号発生回路
５    入力部
６    配管材料物性データベース
７    測定解析部
８    アンプ
９    入力周波数成分抽出フイルタ
１０  表示部
１１  メモリ
【図１】
2006300854.tif 000003
【図２】
2006300854.tif 000004
【図３】
2006300854.tif 000005
【図４】
2006300854.tif 000006
【図５】
2006300854.tif 000007
【図６】
2006300854.tif 000008
【図７】
2006300854.tif 000009
【図８】
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