(57)【要約】【課題】迅速且つ正確な導管内径の計測を可能にする。【解決手段】変位検出工程Ｓ１では、導管１の施工区間に内径計測ピグを導通させ、管軸に沿って移動させながら導管の内面の全周が基準内面に対してどの程度変位しているかを検出する。演算処理工程Ｓ２では、内径計測ピグから出力された検出データを演算処理して、全周の検出データに対して対角和と全周平均を求める。データ抽出工程Ｓ３では、演算処理工程Ｓ２の演算結果に基づいて、計測位置毎の演算結果及び検出データを抽出するものである。データ表示工程Ｓ４は、データ抽出工程Ｓ３で抽出された抽出結果に基づいて、選択された計測位置に対応する演算結果又は検出データをデータ表示装置に出力する。これによって、データ表示装置には、データ抽出工程Ｓ３で抽出された重要度の高い検出データを優先して表示させることが可能になる。また、データ抽出に対角和と全周平均を用いるので処理するデータ数が削減され迅速な処理が可能になる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導管の管軸に沿って移動する任意の計測位置で、前記導管内面の半径方向変位を全周に亘る複数点で検出する変位検出工程と、
該変位検出工程で得られた各計測位置毎又は各点毎の検出データを演算処理する演算処理工程と、
該演算処理工程の演算結果に基づいて、前記計測位置毎の前記演算結果又は検出データを変位の大きい順に抽出するデータ抽出工程と、
該データ抽出工程で抽出された抽出結果に基づいて、選択された計測位置に対応する前記演算結果又は検出データを表示するデータ表示工程とを有することを特徴とする導管内径計測方法。
【請求項２】
前記演算処理工程は、各計測位置における前記複数点の検出データに対して、対角点データの和及び全周データの平均を求めることを特徴とする請求項１に記載の導管内径計測方法。
【請求項３】
前記演算処理工程は、前記複数点の各点毎における複数計測位置の移動平均を求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の導管内径計測方法。
【請求項４】
前記データ表示工程は、選択された計測位置を中心とする周辺計測位置に対する前記演算結果又は検出データの変化を表示することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の導管内径計測方法。
【請求項５】
前記データ表示工程は、選択された計測位置における前記複数点の検出データを極座標表示することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の導管内径計測方法。
【請求項６】
前記変位検出工程は、前記導管内面の周囲に密着し且つ導管内面の形状に応じて変形可能なシールカップを前記導管に沿って移動させながら、その全周の変形量を検出することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の導管内径計測方法。
【請求項７】
導管内面の周囲に密着し且つ導管内面の形状に応じて変形可能なシールカップを備え、前記導管に沿って移動させながら、前記シールカップの全周の変形量を検出することにより、前記導管の管軸に沿って移動する任意の計測位置で、前記導管内面の半径方向変位を全周に亘る複数点で検出する内径計測ピグと、
前記内径計測ピグから出力された検出データが入力され、該検出データを演算処理する演算処理手段とを備え、
該演算処理手段は、前記計測位置毎における前記複数点の検出データに対して、対角点データの和及び全周データの平均を求める変形特性算出手段を備えると共に、該変形特性算出手段の演算結果に基づいて、前記計測位置毎の前記演算結果又は検出データを抽出するデータ抽出手段を備えることを特徴とする導管内径計測装置。
【請求項８】
前記演算処理手段は、前記複数点の各点毎における複数計測位置の移動平均を求めるノイズ除去手段を備え、このノイズ除去手段によって演算処理されたデータを検出データとして、前記変形特性算出手段の演算処理がなされることを特徴とする請求項７に記載の導管内径計測装置。
【請求項９】
前記演算処理手段は、前記データ抽出手段で抽出された各計測位置毎の前記演算結果又は検出データを表示手段に出力することを特徴とする請求項７又は８に記載の導管内径計測装置。
【請求項１０】
前記表示手段への出力は、抽出された計測位置を中心とする周辺計測位置に対する前記演算結果又は検出データの変化を表示させることを特徴とする請求項９に記載の導管内径計測装置。
【請求項１１】
前記表示手段への出力は、抽出された計測位置における前記複数点の検出データを極座標表示させることを特徴とする請求項９又は１０に記載の導管内径計測装置。
【請求項１２】
導管内面の周囲に密着し且つ導管内面の形状に応じて変形可能なシールカップを備え、前記導管に沿って移動させながら、前記シールカップの全周の変形量を検出することにより、前記導管の管軸に沿って移動する任意の計測位置で、前記導管内面の半径方向変位を全周に亘る複数点で検出する内径計測ピグからの検出データを演算処理する導管内径計測演算処理装置であって、
前記計測位置毎における前記複数点の検出データに対して、対角点データの和及び全周データの平均を求める変形特性算出手段と、
前記複数点の各点毎における複数計測位置の移動平均を求めるノイズ除去手段と、
前記ノイズ除去手段で演算処理したデータを前記検出データとして、前記変形特性算出手段によって演算処理した演算結果に基づいて、前記計測位置毎の前記演算結果又は検出データを抽出するデータ抽出手段と、
前記データ抽出手段で抽出された各計測位置毎の前記演算結果又は検出データを出力する出力手段とを備えることを特徴とする導管内径計測演算処理装置。
【請求項１３】
導管内面の周囲に密着し且つ導管内面の形状に応じて変形可能なシールカップを備え、前記導管に沿って移動させながら、前記シールカップの全周の変形量を検出することにより、前記導管の管軸に沿って移動する任意の計測位置で、前記導管内面の半径方向変位を全周に亘る複数点で検出する内径計測ピグからの検出データを演算処理する導管内径計測演算処理装置を、
前記計測位置毎における前記複数点の検出データに対して、対角点データの和及び全周データの平均を求める変形特性算出手段、
前記複数点の各点毎における複数計測位置の移動平均を求めるノイズ除去手段、
前記ノイズ除去手段で演算処理したデータを前記検出データとして、前記変形特性算出手段によって演算処理した演算結果に基づいて、前記計測位置毎の前記演算結果又は検出データを抽出するデータ抽出手段、
前記データ抽出手段で抽出された各計測位置毎の前記演算結果又は検出データを出力する出力手段として機能させることを特徴とする導管内径計測演算処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導管内径の検査に先立って行われる導管内径計測に関するものであって、導管内径計測方法、この方法に使用される導管内径計測装置，導管内径計測演算処理装置、この装置を機能させるための導管内径計測演算処理プログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
導管内を検査する検査ピグの導入に先立って、導管内の導通確認或いは清掃を行うためのピグがあるが、これに計測手段を組み込んで導管内径の測定を行うものを内径計測ピグと呼んでいる。この内径計測ピグは、導管内面の周囲に密着し且つ導管内面の形状に応じて変形可能なシールカップを備えており、このシールカップは弾性材からなり、直径の１０％程度のへこみ変形を許容する特性を有している。このようなシールカップの変形を測定して導管内の変形を検出ものが、例えば下記特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許４９５３４１２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献１に記載の内径計測ピグは、シールカップの変形具合を機械的な管軸方向の直線変位に変換して、導管内径の縮径状態を計測するものであるが、このような内径計測ビグでは、導管の局部的な凹み（デント）や変形の方向性を把握することができない。そこで、この内径計測ビグを改善して、シールカップ全周の変形量を全周に亘る複数点で検出することを提案した。これによると、ある断面の導管内径を全周に亘る複数点（複数チャンネル）の検出データで把握し、内径計測ビグを移動させることによって、この検出データを管軸方向における設定間隔の計測位置（断面）毎に逐次出力させることができる。したがって、各チャンネル毎の検出データの軸方向変化を分析することで、導管の局部的な凹みや変形の方向性を計測することが可能になる。
【０００５】
しかしながら、このような内径計測ピグによる導管内径計測によると、例えば、導管の全周に１２チャンネルの計測点を取り、これを軸方向に２ｍｍの設定間隔毎に計測したとすると、１０ｋｍの施工区間で６０００万もの検出データが出力されることになり、これをグラフ化して表示したとしても、１００ｍを一画面とするグラフが１００画面×１２の１２００画面必要となるので、検出データの分析には膨大な時間を要するという問題があった。
【０００６】
更には、このような膨大な検出データの中で、通常、導管内径の異常が見つかるのは極一部であり、これを膨大なデータから抽出しようとすると重大な異常を見落とす可能性もあった。
【０００７】
また、導管の内面には、導管を接合するための溶接線がある間隔毎に突出していたり、或いは付着物等の影響で部分的な突起が形成されていることが多い。このような導管の内面に密着して摺動するシールカップの変形を検出する内径計測ビグでは、導管内面の突起をシールカップの検出箇所が乗り越えて通過した時点で検出部に振動が生じ、導管内径の検出データとは無関係な高い振動数の振動がノイズとして検出データに混じってしまうという問題があった。そして、このようなノイズが検出データの中にあると、例えば溶接線の直後に重大なデントがある場合等はノイズの影響でこのデントが検出できなくなり、重大な検出漏れが生じてしまうという問題もあった。
【０００８】
また、膨大な検出データを視覚的に確認するために、軸方向の計測位置に対する検出データの変化を折れ線グラフ等で表示することを考えていたが、これでは、同一計測位置での異なるチャンネル間の比較が視覚的に困難であり、内径の変形状態或いは変形の方向性を視覚的に捉えることができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような事情に対処するために提案されたものであって、データの分析を速やかに行うことが可能で、また、重大な内径変形の検出データを見落とすことが無く、更には、計測ノイズを除去した適正な検出データで内径変形を分析することができ、また、内径変形の分析を視覚的に簡易に行うこと、つまり、迅速且つ正確な導管内径計測を可能にすることを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明は、以下の各請求項に係る特徴を具備するものである。
【００１１】
請求項１に係る発明は、導管内径計測方法であって、導管の管軸に沿って移動する任意の計測位置で、前記導管内面の半径方向変位を全周に亘る複数点で検出する変位検出工程と、該変位検出工程で得られた各計測位置毎又は各点毎の検出データを演算処理する演算処理工程と、該演算処理工程の演算結果に基づいて、前記計測位置毎の前記演算結果又は検出データを変位の大きい順に抽出するデータ抽出工程と、該データ抽出工程で抽出された抽出結果に基づいて、選択された計測位置に対応する前記演算結果又は検出データを表示するデータ表示工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明は、前述した導管内径計測方法であって、前記演算処理工程は、各計測位置における前記複数点の検出データに対して、対角点データの和及び全周データの平均を求めることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る発明は、前述した導管内径計測方法であって、前記演算処理工程は、前記複数点の各点毎における複数計測位置の移動平均を求めることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に係る発明は、前述した導管内径計測方法であって、前記データ表示工程は、選択された計測位置を中心とする周辺計測位置に対する前記演算結果又は検出データの変化を表示することを特徴とする。
【００１５】
請求項５に係る発明は、前述した導管内径計測方法であって、前記データ表示工程は、選択された計測位置における前記複数点の検出データを極座標表示することを特徴とする。
【００１６】
請求項６に係る発明は、前述した導管内径計測方法であって、前記変位検出工程は、前記導管内面の周囲に密着し且つ導管内面の形状に応じて変形可能なシールカップを前記導管に沿って移動させながら、その全周の変形量を検出することを特徴とする。
【００１７】
請求項７に係る発明は、導管内径計測装置であって、導管内面の周囲に密着し且つ導管内面の形状に応じて変形可能なシールカップを備え、前記導管に沿って移動させながら、前記シールカップの全周の変形量を検出することにより、前記導管の管軸に沿って移動する任意の計測位置で、前記導管内面の半径方向変位を全周に亘る複数点で検出する内径計測ピグと、前記内径計測ピグから出力された検出データが入力され、該検出データを演算処理する演算処理手段とを備え、該演算処理手段は、前記計測位置毎における前記複数点の検出データに対して、対角点データの和及び全周データの平均を求める変形特性算出手段を備えると共に、該変形特性算出手段の演算結果に基づいて、前記計測位置毎の前記演算結果又は検出データを抽出するデータ抽出手段を備えることを特徴とする。
【００１８】
請求項８に係る発明は、前述の導管内径計測装置であって、前記演算処理手段は、前記複数点の各点毎における複数計測位置の移動平均を求めるノイズ除去手段を備え、このノイズ除去手段によって演算処理されたデータを検出データとして、前記変形特性算出手段の演算処理がなされることを特徴とする。
【００１９】
請求項９に係る発明は、前述の導管内径計測装置であって、前記演算処理手段は、前記データ抽出手段で抽出された各計測位置毎の前記演算結果又は検出データを表示手段に出力することを特徴とする。
【００２０】
請求項１０に係る発明は、前述の導管内径計測装置であって、前記表示手段への出力は、抽出された計測位置を中心とする周辺計測位置に対する前記演算結果又は検出データの変化を表示させることを特徴とする。
【００２１】
請求項１１に係る発明は、前述の導管内径計測装置であって、前記表示手段への出力は、抽出された計測位置における前記複数点の検出データを極座標表示させることを特徴とする。
【００２２】
請求項１２に係る発明は、導管内面の周囲に密着し且つ導管内面の形状に応じて変形可能なシールカップを備え、前記導管に沿って移動させながら、前記シールカップの全周の変形量を検出することにより、前記導管の管軸に沿って移動する任意の計測位置で、前記導管内面の半径方向変位を全周に亘る複数点で検出する内径計測ピグからの検出データを演算処理する導管内径計測演算処理装置であって、前記計測位置毎における前記複数点の検出データに対して、対角点データの和及び全周データの平均を求める変形特性算出手段と、前記複数点の各点毎における複数計測位置の移動平均を求めるノイズ除去手段と、前記ノイズ除去手段で演算処理したデータを前記検出データとして、前記変形特性算出手段によって演算処理した演算結果に基づいて、前記計測位置毎の前記演算結果又は検出データを抽出するデータ抽出手段と、前記データ抽出手段で抽出された各計測位置毎の前記演算結果又は検出データを出力する出力手段とを備えることを特徴とする。
【００２３】
請求項１３に係る発明は、導管内径計測演算処理プログラムであって、導管内面の周囲に密着し且つ導管内面の形状に応じて変形可能なシールカップを備え、前記導管に沿って移動させながら、前記シールカップの全周の変形量を検出することにより、前記導管の管軸に沿って移動する任意の計測位置で、前記導管内面の半径方向変位を全周に亘る複数点で検出する内径計測ピグからの検出データを演算処理する導管内径計測演算処理装置を、前記計測位置毎における前記複数点の検出データに対して、対角点データの和及び全周データの平均を求める変形特性算出手段、前記複数点の各点毎における複数計測位置の移動平均を求めるノイズ除去手段、前記ノイズ除去手段で演算処理したデータを前記検出データとして、前記変形特性算出手段によって演算処理した演算結果に基づいて、前記計測位置毎の前記演算結果又は検出データを抽出するデータ抽出手段、前記データ抽出手段で抽出された各計測位置毎の前記演算結果又は検出データを出力する出力手段として機能させることを特徴とする。
【００２４】
このような各請求項に係る発明は、前述した特徴によって以下に示す作用を奏する。
【００２５】
導管内径計測方法としては、前述した変位検出工程，演算処理工程，データ抽出工程，データ表示工程を有するので、演算処理によって変位検出工程で得たデータを加工することで、全ての検出データを把握しながら実際に確認，表示或いはデータ抽出処理を行うデータの量を削減することが可能になる。また、この演算結果に基づいて計測位置毎の演算結果と検出データを抽出するようにしたので、検出された変位が大きくて重要な計測位置の演算結果と検出データを優先的に確認又は表示することが可能になる。したがって、全ての検出データに対する分析時間を短縮することが可能であると共に、重要な検出データの見落としを排除することができる。
【００２６】
また、前述の作用と併せて、演算処理工程で、各計測位置における複数点の検出データに対して、対角点データの和及び全周データの平均を求めたので、対角点データの和（例えば、全周で１２点の検出データを得る場合には、第１点と第７点、第２点と第８点、第３点と第９点、第４点と第１０点、第５点と第１１点、第６点と第１２点のそれぞれにおける検出データの加算値）により、その後に扱うデータ数を１／２に削減することができると同時に局部的な凹み（デント）を確認することができ、全周データの平均（例えば、全周で１２点の検出データを得る場合には、第１〜第１２点の検出データの総和を１２で割った値）により、その後に扱うデータ数を１／（点数）に削減することができ、同時に導管内径全体の縮径を確認することができる。したがって、デントと縮径という内径計測における重要因子を落とすことなく、その後のデータ抽出処理或いはデータ表示処理を迅速に行うことが可能になる。
【００２７】
また、前述の作用と併せて、演算処理工程で、各点毎に複数計測位置の移動平均（ある計測位置での検出データをその周辺の複数計測位置の平均値として得ること。）を求めたので、複数計測位置の幅を適宜に設定することで、導管内径の変形に伴う変位検出データのピークを下げることなく、検出データから振動数の高いノイズを排除することができる。これよって、精度の高い内径計測を行うことが可能になる。
【００２８】
また、前述の作用と併せて、データ表示工程で、選択された計測位置を中心とする周辺計測位置に対する前記演算結果又は検出データの変化を表示するようにしたので、前述したデータ抽出で抽出された、例えば変位の大きい計測位置の中から任意の計測位置を選択して、全周の一つの点に着目しながら、選択した計測位置周辺の管軸方向に対する変位変化を視覚的に確認することが可能になる。更には、演算処理工程で求めた全周平均値や対角和の大きい計測位置を選択して、この全周平均値や対角和の選択した計測位置周辺の管軸方向に対する変位変化を視覚的に確認することも可能になる。
【００２９】
また、前述の作用と併せて、データ表示工程で、選択された計測位置における前記複数点の検出データを極座標表示するようにしたので、前述したデータ抽出で抽出された計測位置の中から任意の計測位置を選択して、その計測位置に対応する導管内の疑似断面を複数点の検出データに基づいて表示することができる。したがって、導管内径変形の方向性を視覚的に確認することが可能になる。
【００３０】
なお、前述の変位検出工程は、前記導管内面の周囲に密着し且つ導管内面の形状に応じて変形可能なシールカップを前記導管に沿って移動させながら、その全周の変形量を検出することによって行うことができる。
【００３１】
導管内径計測装置としては、前述した導管内径計測方法に使用される装置であって、前述した内径計測ピグと演算処理手段とを備え、この演算処理手段が、計測位置毎における複数点の検出データに対して、対角点データの和及び全周データの平均を求める変形特性算出手段を備えると共に、変形特性算出手段の演算結果に基づいて、計測位置毎の演算結果及び検出データを抽出するデータ抽出手段を備える。したがって、前述の導管内径計測方法で説明したように、デントと縮径という内径計測における重要因子を落とすことなく、その後のデータ抽出処理或いはデータ表示処理を迅速に行うことが可能になる。更には、データ抽出手段によって、検出された変位が大きくて重要な計測位置の演算結果と検出データを優先的に確認又は表示することが可能になり、全ての検出データに対する分析時間を短縮することが可能になる。これによって、重要な検出データの見落としを排除することができる。
【００３２】
また、前述の作用と併せて、演算処理手段が、複数点の各点毎における複数計測位置の移動平均を求めるノイズ除去手段を備え、このノイズ除去手段によって演算処理されたデータを検出データとして、変形特性算出手段の演算処理を行うので、前述の導管内径計測方法で説明したように、導管内径の変形に伴う変位検出データのピークを下げることなく、検出データから振動数の高いノイズを排除することができ、このノイズ除去手段でノイズを排除したデータで変形特性算出手段による対角点のデータ和と全周の平均を求めることで、精度の高い内径計測を行うことが可能になる。
【００３３】
また、前述の作用と併せて、演算処理手段が、データ抽出手段で抽出された各計測位置毎の前記演算結果又は検出データを表示手段に出力するので、データ抽出手段で抽出された重要な計測位置の演算結果と検出データを表示して視覚的に確認することが可能になる。
【００３４】
また、前述の作用と併せて、表示手段への出力は、抽出された計測位置を中心とする周辺計測位置に対する前記演算結果又は検出データの変化を表示させるので、抽出された計測位置を、全周の一つの点に着目しながら、この計測位置周辺の管軸方向に対する変位変化を視覚的に確認することが可能になる。更には、演算処理工程で求めた全周平均値や対角和の大きい計測位置を選択して、この全周平均値や対角和の選択した計測位置周辺の管軸方向に対する変位変化を視覚的に確認することも可能になる。
【００３５】
また、前述の作用と併せて、表示手段への出力は、抽出された計測位置における複数点の検出データを極座標表示させるので、データ抽出で抽出された計測位置に対応する導管内の疑似断面を複数点の検出データに基づいて表示することができ、導管内径変形の方向性を視覚的に確認することが可能になる。
【００３６】
そして、前述した内径計測ビグからの検出データを演算処理する導管内径計測演算処理装置としては、前述した変形特性算出手段、ノイズ除去手段、データ抽出手段、データ抽出手段で抽出された各計測位置毎の前記演算結果又は検出データを出力する出力手段を備え、また、この導管内径計測演算処理装置を前述の各手段として機能させる導管内径計測演算処理プログラムとしては、その機能に応じた各処理ステップを備えるので、前述した導管内径計測方法，導管内径計測装置と同様の作用を奏することが可能になる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態に係る導管内径計測方法の概要を示す説明図であり、図２はその導管内径計測方法を実施するために使用される導管内径計測装置のシステム構成を示す説明図である。この実施形態に係る導管内径計測方法は、対象となる導管１の内径計測を管軸方向に沿った特定の施工区間に亘って計測するものであって、例えば、検査ピグによる検査工程に先だって行われる導通確認時に行われるものである。
【００３８】
変位検出工程Ｓ１は、導管１の施工区間に内径計測ピグ２を導通させ、管軸に沿って移動させながら導管１の内面が基準内面に対してどの程度変位しているかを検出する工程である。内径計測ピグ２（詳しいシステム構成は後述する。）は、ピグ本体２０に、導管内面の周囲に密着し且つ導管内面の形状に応じて変形可能なシールカップ２１を装備しており、また、導管内面に摺動して内径計測ピグ２の移動に伴う走行距離を計測する走行距離測定部２２を備えている。
【００３９】
そして、シールカップ２１にはその変形量を検出するセンサが全周に亘る複数点（例えば、１２点）に設けられており、このシールカップ２１を導管１に沿って移動させながら、その全周の変形量を検出することで、導管１の管軸に沿って移動する任意の計測位置（例えば、２ｍｍ毎の移動ピッチでの計測位置）で、導管内面の半径方向変位を全周に亘る複数点で検出している。
【００４０】
演算処理工程Ｓ２は、内径計測ピグ２から出力された検出データを演算処理装置３に入力して演算処理する工程である。内径計測ピグ２から出力された検出データは、各計測位置毎の導管内面全周に亘る複数点の変位データであって、これらの検出データは施工中にピグ本体２０内の記憶手段に一時保存されるか、或いは伝送ケーブル２３を介して出力されて演算処理装置３に入力される。
【００４１】
データ抽出工程Ｓ３は、演算処理工程Ｓ２に引き続いて演算処理装置３で行われる工程である。演算処理工程Ｓ２の演算結果に基づいて、計測位置毎の演算結果及び検出データを抽出するもので、例えば、ある設定基準より変位が大きい計測位置の抽出を行ったり、或いは変位大きい順に計測位置をソートする等の処理がなされる。
【００４２】
データ表示工程Ｓ４は、データ抽出工程Ｓ３で抽出された抽出結果に基づいて、選択された計測位置に対応する演算結果又は検出データを演算処理装置３からディスプレイ装置４０，プリンタ装置４１等のデータ表示装置４に出力する。これによって、データ表示装置４では、データ抽出工程Ｓ３で抽出された重要度の高い検出データを優先して表示させることが可能になる。以下、前述した導管内径計測方法の各工程を計測装置の構成と関連させて、更に詳細に説明する。
【００４３】
［変位検出工程／内径計測ピグ］
図３は、前述の変位検出工程Ｓ１で用いられる内径計測ピグ２のシステム構成を示す説明図である。内径計測ピグ２には、最前のシールカップ２１の内側に、同図（ｂ）に示すように、変位検出部２４−１〜２４−１２が全周に亘って中心角３０度毎に１２個装備されており、これによって、シールカップ２１の変形を検出している。この変位検出部２４は、例えば、シールカップの内側面に接触する弾性接触子の表裏に計４枚の歪みゲージを貼り付けてブリッジを形成したものであり、シールカップ２１の変形に応じた変位を弾性接触子の歪みによって検出するものである。
【００４４】
また、ピグ本体２０内には、計測部２５とバッテリ部２６が装備されており、計測部２５内には、システム要素として、歪みゲージアンプ２５Ａ，記録手段としてのデータ記録装置２５Ｂ，コントローラ２５Ｃ，距離計基板２５Ｄ，回動角度計２５Ｅ，変圧器２５Ｆ，２５Ｇが搭載されており、バッテリ部２６内にはバッテリ２６Ａが搭載されている。
【００４５】
そして、変位検出部２４からの検出信号が変位検出部用耐圧コネクタ２０Ａを介して歪みゲージアンプ２５Ａに入力され、増幅された信号がコントローラ２５Ｃに入力されている。また、回動角度計２５Ｅからの信号がコントローラ２５Ｃに入力されている。更には、走行距離計測部２２の検出部２２Ａからの検出信号が距離計用耐圧コネクタ２０Ｂを介して距離計基板２５Ｄに入力され、その出力がコントローラ２５Ｃに入力されている。コントローラ２５Ｃからの出力はデータ記録装置２５Ｂに記録されると共に、データ転送用耐圧コネクタ２０Ｄを介して外部の演算処理装置３に出力される。また、２０Ｅはコントローラ外部操作用の耐圧コネクタであって、コントローラ２５Ｃに接続されている。
【００４６】
コントローラ２５Ｃの機能は、走行距離測定部２２による検出信号と回動角度計２５Ｅによる検出信号によって、計測対象の導管１に対する内径計測ピグ２の位置を走行位置と回動位置からなる２次元の計測位置として把握し、この計測位置に対応させて変位検出部２４から個別に検出された検出データを出力するものである。
【００４７】
すなわち、変位検出工程Ｓ１においては、内径計測ピグ２から出力されるデータが、走行位置，回動位置からなる計測位置データと変位検出部２４−１〜２４−１２（１２チャンネル）の検出データにより出力されており、例えば、計測位置を２ｍｍピッチ毎に出力するとすると、１０ｋｍの施工では、１２×５００万個の検出データが出力されることになる。
【００４８】
［演算処理工程／演算処理装置（Ｉ）］
演算処理工程Ｓ２は、図４に示すように、ノイズ除去工程Ｓ２１と変形特性算出工程Ｓ２２とからなる。また、ノイズ除去の必要性がない場合には、ノイズ除去工程Ｓ２１を省いた工程とすることもできる。
【００４９】
図５は、演算処理装置３のシステム構成を示す説明図である。入力された検出データは、ノイズ除去部３１でノイズ除去工程Ｓ２１が実行され、ノイズ除去処理が施された検出データは、記憶手段３０に送られ各計測位置毎のデータベースを構築する。また、ノイズ除去処理が施された検出データは、変形特性算出部３２に送られ、対角点データ加算部３２Ａ，全周データ平均値算出３２Ｂでそれぞれの演算処理が施されることで変形特性算出工程Ｓ２２が実行され、この演算処理結果が記憶手段３０のデータベースに加えられる。
【００５０】
ノイズ除去工程Ｓ２１をノイズ除去部３１の機能によって説明する。まず、内径計測ピグ２からの検出データのデータ構造を図６に示す。ここでは、任意の計測位置Ｐｎにおいて、１２チャンネルの変位検出部２４−１〜２４−１２から得た検出データを｛Ｘ１，ｎ｝〜｛Ｘ１２，ｎ｝で示しており、設定移動距離（例えば、２ｍｍ）だけ進行方向に移動した計測位置Ｐｎ＋１における検出データを｛Ｘ１，ｎ＋１｝〜｛Ｘ１２，ｎ＋１｝で示している（移動方向逆側に関しては、ｎ＋１に換えてｎ−１の添え字を付している。）。
【００５１】
そして、ノイズ除去部３１においては、入力されたこのような検出データに対して、各変位検出部２４−１〜２４−１２の点（各チャンネル）毎に移動平均を求める。つまり、第１の点（１ｃｈ）を例にすると、任意の計測位置Ｐｎの検出データ｛Ｘ１，ｎ｝を下記式１で求められる値｛ＸＭ１，ｎ｝に変換するものである。
【００５２】
【数１】
2004205444.tif 000003
【００５３】
ここでｋ１は移動平均の対象として設定される複数計測位置の数であり、例えば、２０点〜５０点として設定することができる。このような移動平均によって検出データに対する有効なノイズ除去が可能な理由を、図７を参照しながら説明する。
【００５４】
すなわち、内径計測ピグ２による変位の検出は、シールカップ２１の変形によってなされるので、導管の内面１Ａに形成された凸部１Ｂを検出する際に、図７（ａ）の実線で示されるように、シールカップ２１が凸部１Ｂに乗り上げてから、シールカップ２１が移動し、一点破線で示すようにシールカップの後端が凸部１Ｂから外れるまで、変位を検出し続けることになる。つまり、検出データとしては、同図（ｂ）に示されるように、シールカップ２１の接触幅Ｌに応じた連続した幅Ｌ’で変位のピークを捉えることになる。したがって、この幅Ｌ’より狭い範囲で移動平均を取ってもピーク値が低くなることはなく、また、振動数が高く正負両側に変位する図７（ｂ）のＮで示されるようなノイズ振動は相殺されて除去されることになる。通常、シールカップ２１の接触幅Ｌは１５ｃｍ程度であるから、計測位置の間隔が２ｍｍピッチの場合には５０点の移動平均（ｋ１＝５０）で有効にノイズ除去を行うことができる。そして、ノイズ除去を行った検出データによってその後の演算処理等の行うので、精度の高い内径計測が可能になる。
【００５５】
次に、変形特性算出工程Ｓ２２を変形特性算出部３２の機能によって説明する。前述したノイズ除去部３１からの出力（ノイズ除去が不要な場合は内径計測ピグ２の検出データ）は、対角点データ加算部３２Ａと全周データ平均値算出部３２Ｂに送られ、それぞれの演算処理が施される。
【００５６】
対角点データ加算部３２Ａでは、図３（ｂ）で示した変位検出部２４−１〜２４−１２の内、２４−１と２４−７，２４−２と２４−８，２４−３と２４−９，２４−４と２４−１０，２４−５と２４−１１，２４−６と２４−１２の検出データの対角和が計測位置毎に求められる。すなわち、ノイズ除去された任意計測位置Ｐｎの検出データ｛ＸＭ１，ｎ｝〜｛ＸＭ１２，ｎ｝に対して、下記式（２−１）〜（２−６）によって、対角和Ｗ１，ｎ〜Ｗ６，ｎが求められることになる。
【００５７】
【数２】
2004205444.tif 000004
【００５８】
また、全周データ平均値算出部３２Ｂでは、任意計測位置Ｐｎの検出データ｛ＸＭ１，ｎ｝〜｛ＸＭ１２，ｎ｝に対して、下記式（３）によって、全周平均値Ｈｎが求められることになる。
【００５９】
【数３】
2004205444.tif 000005
【００６０】
ノイズ除去を行わない場合には、式（２−１）〜（２−６），式（３）において、｛ＸＭ１，ｎ｝〜｛ＸＭ１２，ｎ｝に換えて｛Ｘ１，ｎ｝〜｛Ｘ１２，ｎ｝を用いた演算処理が行われることになる。
【００６１】
このような、変形特性算出工程Ｓ２２によると、一つの計測位置での検出データに対して、式（２−１）〜（２−６）による対角和を求めることで、その後に扱うデータ数を１／２に削減することが可能になり、また、式（３）の全周平均値を求めることで、その後に扱うデータ数を１／１２に削減することが可能になる。したがって、図６に示した検出データをそのまま分析する場合と比較して、データ分析の時間を大幅に削減することができる。
【００６２】
そして、対角点データ加算部３２Ａで求めた対角和からは、導管内径の狭まった部分の方向性を把握することが可能であるから、ある方向から与えられたデントによる管内面の突起を確認することができ、全周データ平均値算出部３２Ｂで求めた全周平均値からは、全体的な導管内径の狭まりを把握することが可能であるから、導管の縮径を確認することができる。つまり、データ数を削減しても、導管内径計測によって確認すべき重要因子は落とすことなくデータ分析を行うことができる。
【００６３】
［データ抽出工程／演算処理装置（II）］
次に、データ抽出工程Ｓ３を、図５に示したデータ抽出部３３の機能によって説明する。演算処理工程Ｓ２を経た検出データは、各計測位置毎に求められた対角和と全周平均値とを抽出パラメータとするデータベースとして記憶手段３０に保存されている。データ抽出部３３は、この記憶手段３０に保存されたデータベースから、抽出条件に合致するデータのテーブルを作成し、これを表示データ出力部３４に出力する。
【００６４】
このデータ抽出部３３では、導管内径計測において重要なデータを優先的に表示データ出力部３４に送り、重要な検出データの見落としを回避することを主要な目的としており、そのために各種の抽出条件を設定可能にしている。有効な抽出条件を例示すると、求められた対角和又は全周平均値の大きいものから順にデータベースをソートし、指定された範囲の計測位置におけるテーブルを表示データ出力部３４に出力する。或いは、対角和又は全周平均値のそれぞれの値が設定された閾値より大きい計測位置を抽出し、それらを対角和又は全周平均値が大きい順に設定された計測位置の数だけテーブルを作成して、表示データ出力部３４に出力する。
【００６５】
これによると、導管内径計測において重要なデータを優先的に表示させることができるので、重要なデータの見落としが無い。また、データ抽出のパラメータとして対角和或いは全周平均値を用いており、削減されたデータ数からデータの抽出がなされるので、導管内径計測において重要なデータを高速で抽出することが可能になる。したがって、データ分析時間を著しく短縮することができる。
【００６６】
［データ表示工程／表示データ出力部，データ表示装置］
次に、データ表示工程Ｓ４を表示データ出力部３４及びデータ表示装置４（図２参照）の機能によって説明する。表示データ出力部３４は、まず、データ抽出部３３から出力された抽出リストをデータ表示装置４に表示させる。図８は、この抽出リストの表示例を示す説明図である。同図（ａ）は、対角和の変位を大きい順にソートし、設定された計測位置の数だけリスト表示したものである。また、同図（ｂ）は、１２チャンネルの平均値変位を大きい順にソートし、設定された計測位置の数だけリスト表示したものである。これらの表示画面は、選択的に切り換え可能にしている。
【００６７】
そして、このような抽出リストから、特定の条件設定に適合した計測位置のデータが選択されると（測定者によって図８（ａ），（ｂ）の符号８０ａ，８０ｂで示すように画面上での選択がなされた後、表示操作部８１ａ，８１ｂが操作されると）、この選択された計測位置（図では、５０ｍ）の前後の設定された区間（例えば、１００ｍ）の検出データテーブルが記憶手段３０から抽出される。そして、図９に示されるように、このテーブルから例えば全周平均値データが選択されて計測位置に応じた折れ線グラフが表示される。
【００６８】
図９に示した表示画面の例を説明すると、データ表示エリア９０ａには、計測位置（移動距離）に応じた全周平均値が示されており、データ表示エリア９０ｂには、その計測位置に対応した内径計測ピグの速度が併せて表示されている。再表示部９１は、データ表示エリア９０ａ，９０ｂに表示されているデータの再表示行う操作部で、設定条件の変更時等に実行されるものである。対角和表示部９２は、対角和の一組データを抽出して、計測位置に応じた折れ線グラフをデータ表示エリア９０ａに表示させる操作部である。１２ｃｈ表示部９３は、１２チャンネルから一つのチャンネルを選択して、チャンネル毎の検出データを折れ線グラフ表示する操作部である。極座標表示部９４は、表示画面を後述する極座標表示画面に切り替える操作部である。カーソル表示エリア９５は、データ表示エリア９０ａ上における移動可能なカーソル９５ａの位置に応じた距離（計測位置）と変位の値を表示するエリアである。表示データエリア９６は、選択された計測位置と表示幅を表示するもので、この計測位置と表示幅を変更して表示データ部９６ａを操作することで、変更した内容でデータ表示エリア９０ａ，９０ｂを切り替え可能にしている。表示データスピン部９７は、現在、折れ線グラフ表示しているデータ範囲からグラフを前後にスクロールして再描画を行う操作部である。
【００６９】
図１０は、極座標表示部９４を操作した場合の極座標表示画面の表示例を示した説明図である。ここでは、内径計測ピグ全周の複数点（１２チャンネル）の検出データを、基準座標との回動角も考慮して表示している。データ表示エリア１００には、基準座標とベース内径に対して各チャンネルの変位と回動角が示されている。１２ｃｈ平均値表示部１０１は、図９に示した全周平均値表示画面への切り換えを行う操作部である。再表示部１０２，表示データエリア１０３は前述の表示例と同様の機能をなすものであり、表示データスピン部１０４は、現在、極座標表示している計測位置から前後にスクロールした位置での全周の各チャンネルデータを表示するものである。
【００７０】
このようなデータ表示工程Ｓ４によると、データ抽出工程Ｓ３で抽出された抽出リストから対角和及び全周平均値を用いて更に優先度の高いデータをデータ表示装置４の表示させることができる。また、対角和及び全周平均値で当たりをつけた計測位置に対して、各点（各チャンネル）毎の検出データ、或いは全周の極座標表示を行うことができるので、必要に応じて詳細な検出データの確認が可能である。また、極座標表示によって同一計測位置での異なるチャンネル間の比較を視覚的に行うことができると共に、変形の状態及び方向性を視覚的に確認することも可能になる。
【００７１】
前述した演算処理装置３は、前述した各部の機能を備えた専用装置として構成することも可能であるが、汎用コンピュータに以下に示す導管内径計測演算処理プログラムを導入することによっても構成することができる。
【００７２】
［導管内径計測演算処理プログラム］
本実施形態の演算処理プログラムは、図１１に示される処理フローに基づくものである。この処理フローは、前述した内径計測ピグ２のよって検出された導管１の内径に関する検出データ（図６参照）に対して施されるものであって、演算処理機能Ｆ１は、汎用コンピュータに前述した［演算処理工程／演算処理装置（Ｉ）］で説明した機能を付与するものであり、データ抽出機能Ｆ２は、このような汎用コンピュータに前述した［データ抽出工程／演算処理装置（II）］で説明した機能を付与するものである。更には、データ表示機能Ｆ３は、このような汎用コンピュータに前述した［データ表示工程／表示データ出力部，データ表示装置］で説明した機能を付与するものである。
【００７３】
このような導管内径計測演算処理プログラムにおいても前述した導管内径計測方法，導管内径計測装置と同様の作用効果が得られる。
【００７４】
【発明の効果】
本発明はこのように構成されるので、導管内径計測のデータ分析を速やかに行うことが可能で、また、重大な内径変形の検出データを見落とすことが無く、更には、計測ノイズを除去した適正な検出データで内径変形を分析することができ、また、内径変形の分析を視覚的に確認することが可能になる。したがって、迅速且つ正確な導管内径の計測が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る導管内径計測方法の概要を示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る導管内径計測方法を実施するために使用される導管内径計測装置のシステム構成を示す説明図である。
【図３】実施形態の内径計測ピグのシステム構成を示す説明図である。
【図４】実施形態に係る演算処理工程を説明する説明図である。
【図５】実施形態に係る演算処理装置のシステム構成を示す説明図である。
【図６】実施形態に係る内径計測ピグからの検出データのデータ構造を示す説明図である。
【図７】実施形態のノイズ除去工程を説明する説明図である。
【図８】実施形態のデータ表示工程を説明する説明図である。
【図９】実施形態のデータ表示工程を説明する説明図である。
【図１０】実施形態のデータ表示工程を説明する説明図である。
【図１１】実施形態に係る導管内径計測演算処理プログラムのフローを示す説明図である。
【符号の説明】
１  導管
２  内径計測ピグ
２０  ピグ本体
２１  シールカップ
２２  走行距離測定部
２３  伝送ケーブル
３  演算処理装置
３０  記憶手段
３１  ノイズ除去部
３２  変形特性算出部
３２Ａ  対角点データ加算部
３２Ｂ  全周データ平均値算出部
３３  データ抽出部
３４  表示データ出力部
４  データ表示装置
４０  ディスプレイ装置
４１  プリンタ装置
Ｓ１  変位検出工程
Ｓ２  演算処理工程
Ｓ３  データ抽出工程
Ｓ４  データ表示工程
Ｆ１  演算処理機能
Ｆ２  データ抽出機能
Ｆ３  データ表示機能
【図１】
2004205444.tif 000006
【図２】
2004205444.tif 000007
【図３】
2004205444.tif 000008
【図４】
2004205444.tif 000009
【図５】
2004205444.tif 000010
【図６】
2004205444.tif 000011
【図７】
2004205444.tif 000012
【図８】
2004205444.tif 000013
【図９】
2004205444.tif 000014
【図１０】
2004205444.tif 000015
【図１１】
2004205444.tif 000016