(57)【要約】  【課題】  超音波を利用した既存の検出方法では、錆の手前で錆を検出することができない。  【解決手段】  励磁コイルにより鋼管を磁化し、錆による鋼管の凹部に発生する磁極からの磁場を、検出することを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管の表面に添って、交流磁場を送信する送信コイルと、送信コイルから所定の距離を離して鋼管の腐食により発生している磁化を検出する受信コイルと、受信コイルの受信信号を信号処理する信号処理回路と、受信レベルを表示する表示器とを備えた鋼管腐食検出器。
【請求項２】
一定受信レベル以上で警報を発する発音器とを備えた請求項１の鋼管腐食検出器。
【請求項３】
送信コイルが鋼管の腐食の方向にその中心軸が向いていることを特徴とした請求項１又は２の鋼管腐食検出器。
【請求項４】
送信コイルと受信コイルとを、鋼管の表面に沿わせる状態で連結板により離間して固着した請求項１〜３のいずれかに記載の鋼管腐食検出器。
【請求項５】
前記信号処理回路は腐食のない鋼管部分より検出される受信コイルからの信号を０レベルに設定する手段を有し、それにより前記表示器には腐食のある部分の検出出力を表示される請求項１〜４のいずれかに記載の鋼管腐食検出器。
【請求項６】
送信コイルを鋼管に巻き付け、鋼管を磁化させることを特徴とした鋼管腐食検出器。
【請求項７】
前記送信コイルが、両端末が露出した多芯ケ−ブルと該ケ−ブルの端末を互いにずらして接続して複数回捲着した単一ソレノイドコイル状の電線を構成できるコネクタよりなる請求項６に記載の鋼管腐食検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明柱やガ−ドレ−ルの支柱など、鋼管製の柱に発生する錆の度合いを計測する腐食検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼管の腐食は、主に地面に接触する柱の付け根部分に発生する。腐食により鋼管の強度が弱くなり、照明柱の倒壊による事故が発生する。この種の事故を未然に防ぐため、種々の点検・検査がなされている。
従来、錆の点検・検査は、目視とハンマ−による打撃音による判定が一般的であるが、信頼性に劣る。
腐食の量を計測するため、超音波を利用した既知の計測器がある。しかし、錆の表面で超音波が反射するため、まず錆を除去しなければならないし、錆を除去した表面は凹凸が激しいので、正確な計測ができない欠点があった。また、錆の発生している部分は、地表との境目であるため、検出器が入らない。そのため、支柱を支えている基礎コンクリ−トを壊したりする準備作業が必要であるなど、極めて作業性が悪い。
また、管軸に沿って対称に配置し互いに逆極性に接続した２個の同一巻き数の励磁コイルと、励磁コイルに対して固定位置関係にある磁界検出コイルとを使用し、これらを鋼管の軸線に沿って移動させながら励磁コイルにより鋼管に交流磁界を加え、腐食個所の存在により生じる磁束密度の変動を透過磁束密度検出コイルにより検出して腐食程度と個所を検出する方法が提案されている（特開平１１−４４６７４号公報）。しかしこの方法では検査すべき鋼管ごとに鋼管の周りに２個の励磁コイル及び１個の検出コイルをそれぞれ巻く付ける必要があるので検査作業に時間を要する問題がある。
【特許文献１】特開平１１−４４６７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記の欠点を解決することを目的にしており、基礎コンクリ−トを壊すことなく、また錆を除去することなく錆の量を検出することができ、取扱いが簡単で携帯性にも優れた鋼管腐食検出器を提供することを目的にしている。
本発明はまた、従来のように検査すべき鋼管の周りに励磁コイルや検出コイルなど複数個のコイルを巻き付ける必要のない、作業能率の良い、鋼管腐食検出器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的を解決するために、本発明の鋼管腐食検出器は、鋼管の磁性に着目し、鋼管を磁化させて錆による凹部に発生する磁極による磁場を検出して、錆の手前から錆の量を検出することを特徴とする鋼管腐食検出器である。
【０００５】
鋼管の表面に交流磁場を発生させる円形の送信コイルを置き、この交流磁場で鋼管を磁化させる。錆は酸化鉄で非磁性であるため錆で腐食された部分が、あたかも鋼材がない凹部になり、その凹部に鋼管の磁化による磁極が現れる。その磁極で作られる磁場を、同じく鋼管の表面に置いた円形の受信コイルで検出する。磁極で作られる磁場は、受信コイルまでの距離の２乗に反比例して減衰はするが、受信コイルの巻き数と面積及び受信信号を増幅する増幅器の感度により、錆の手前で検出できる。増幅器の感度は、検出器本体の感度設定スイッチで調整することができる。検出レベルの大きさは、錆の部分の磁化による磁極の大きさに比例し、その磁極の大きさは、錆の深さに比例するので、検出レベルの大きさで錆の深さを知ることができる。送信及び受信コイルの形状は、楕円形または矩形であっても基本的には、同じ結果が得られる。
【０００６】
円形の送信コイルを鋼管の表面に垂直に置いても、交流電流を流すと、鋼管の軸方向の磁場も発生し、鋼管が磁化される。
円形の送信コイルと円形の受信コイルとを、鋼管の曲率に合わせて所定の距離離し固定しておき、一体化した検出子を鋼管の表面に接触させ、鋼管の軸方向に上下に移動させて錆を検出する。
鋼管の腐食は、主に地面に接触する柱の付け根部分に発生するので、鋼管の上部では、ほとんど錆は発生していない。その部分では錆がないので磁極は現れない。従って、検出子の上下の移動では何も検出しないが、錆に近づいて、錆による磁極からの磁場を受信し、錆を検出することができる。
このようにして、錆を落とすことなく、また錆の手前で錆の有無及び深さを検出することができる。
【０００７】
円形の送信コイルの軸を、鋼管の軸方向に置いて磁化させると、鋼管の長軸方向の反磁場係数は少さいので鋼管は、更に磁化しやすくなる。また、円形の送信コイルの代わりに、多芯ケ−ブルを鋼管に数回巻き付け、端末をコネクタ−で接続しながら、あたかも１本の電線を複数回巻いたソレノイドコイルとし通電すれば、円形の小型コイルからの局所的な励磁よりも更に鋼管は磁化されやすく、錆の部分の磁化も増加し、受信コイルを移動するだけで錆を検出することができる。
【０００８】
送信コイルと受信コイルをＳＮ比が最も良い位置に、その間隔を固定する。両コイルの連結には、非磁性のステンレス鋼を使用し且つ電気的に接地する。このことにより検出器の雑音レベルが著しく減少し、感度を上げることができる。
【０００９】
錆の発生していない部分で検知している受信信号レベルを、ホ−ルドする。以後当該受信信号レベルからの変化量を検出することによって、錆の部分に近づいたときの受信レベルの変化のみを、明確に検出することができる。
【００１０】
鋼管の内部の錆についても、鋼管内部の錆の部分に発生した磁極を、表面の錆と同様に検出することができた。従って、表面の目視では確認できない腐食も確認することができる。
【００１１】
検出信号の出力は、電圧計で表示される。錆に近づくと電圧計の指針が振れ、錆があることを確認できる。更に、錆に近づいて受信レベルが上がり、倒壊につながる深い錆に相当した検出器の検出電圧レベルに達すると、ブザ−音によって警告音を発音する。
【００１２】
検出器本体に出力端子を設け、デ−タロガ−を携帯すれば、ＧＰＳの位置デ−タ、日時および物件の管理番号などをデ−タロガ−にインプットさせ、広域の鋼管の腐食状況を確実に管理することができる。
このようにして、本発明は簡便で携帯性に優れた鋼管腐食検出器を提供することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したごとく、本発明によれば、錆を剥離することなくまた、基礎コンクリ−トを壊したりする準備作業が不要で、簡便で携帯性に優れた鋼管の腐食を検出できる。
さらに本発明によれば、鋼管の周りに複数個のコイルを巻き付ける作業が不要となり、検査作業の能率が格段に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明に係わる鋼管の腐食状態を図示したものである。鋼管１は、基礎コンクリ−ト２に埋め込まれ、土３に埋め込まれている。鋼管１の地表４に接触している部分には、融雪用の塩分やごみの吹き溜まりや降雨時の水分の付着などで、鋼管１の上部に比較して著しく錆５が進行する。
錆５は、剥がれ落ちて凹状になっている場合は、目視できるが、錆５が付着して当該錆５の上に塗装されている場合には、目視判定が困難である。鋼管１の錆５の部位が、強風または車の衝突により最大のモ−メントがかかり一番弱い部分である。従って、錆５の検出が非常に重要な意味を持つ。
【００１５】
図２は、本発明に係わる鋼管腐食検出器の一実施例を示している。同図において、検知子６を鋼管１の上部から錆５に向かって鋼管１の表面を移動させる。
検知子６の円形の送信コイル７からの交流磁場により、鋼管１は磁化され、磁極が錆５の凹部に発生する。錆５の凹部に発生した磁極からの磁場を、連結板９で所定の距離離れて固定されている円形の受信コイル８により受信される。受信信号は、ケ−ブル１０により、検出器本体１１に送られる。
検出器本体１１には、図３に図示する回路が組み込まれ、電池１２で駆動されている。発振器１３は、電力増幅器１４を介して励磁に必要な励磁信号を円形の送信コイル７へ送る。円形の受信コイル８からの受信信号は、増幅器１５によって増幅され、同期検出器１６により検波され基準値設定回路１７に送られる。
基準値設定回路１７は、鋼管１の錆５のないところでの同期検出器１６の出力を、検知子６に装着されている設定スイッチ１８を瞬時投入することにより、錆５のない状態の基準値の０Ｖに設定される。
検知子６を錆５に近づけると、受信信号を得て基準値設定回路１７の出力が増える。利得設定スイッチ１８−１により利得が設定された増幅器１５−１によってさらに増幅され、当該電圧が電圧計１９で表示される。しきい値設定回路２０でしきい値を８Ｖに設定し、当該出力にブザ−２１を接続すれば、倒壊に係わる錆５の深さをブザ−音で警告することができる。
ロ−タリスイッチ２２は、電源の入り切りを行うと共に、電池１２の電圧を電圧計１９に表示させることによって当該電池１２が使用可能かを確認できる。
なお、検知器本体１１には、デ−タ管理用の出力端子２３が装着されている。
【００１６】
図４は、本発明に係わる検知子６の送信コイル７と受信コイル８の向きを変えた実施例である。
図４（ａ）は、送信コイル７と受信コイル８の軸を鋼管１の表面に垂直に装着した一実施例で、検知子６を小型化したものである。
図４（ｂ）は、送信コイル７を錆５の方向に向け、鋼管１を磁化しやすくした一実施例である。
図４（ｃ）は、送信コイル７と受信コイル８の軸を鋼管１の錆５の方向に合わせ、受信レベルを上げた別の実施例である。
【００１７】
図５は、角柱の鋼管１の錆５を検出するための検知子６の実施例である。すなわち、連結板９を平面にして送信コイル７と受信コイル８を角柱の鋼管１に密着させ錆５を検出するものである。当該実施例を使えば、平板鋼板の錆５も検出することができる。
【００１８】
図６は、鋼管１に多芯ケ−ブル２４を数回捲着し、当該ケ−ブルの端末をコネクタ−２５で接続し、あたかも１本の電線を複数回捲着したソレノイドコイル状にした一実施例で、円形の小型コイルからの局所的な励磁よりも、更に強く鋼管１を磁化させた一実施例である。
当該実施例では、検知子６は受信コイル８のみを錆５に向かって移動すれば良く、鋼管１の曲率に合わせて連結板９を用意する必要はない。また、鋼管１の種々の太さに対応できる、適用範囲の広い実施例である。
実験によれば，この実施例ではわずか３回巻きのコイルで錆の部分が強烈に磁化されるので著しく感度が上がった。特許文献１に記載の技術は、基本的に磁気抵抗の差を２個の励磁コイルで検出しようとするもので、錆または亀裂の中央では磁束密度に差が現れないので、検出コイルの直下にある錆は検出しない。また２個の励磁コイルが欠かせなく考え方が基本的に異なる。鋼管にコイルを巻くことは同様であるが、２重の手間がかかると共に感度が低い問題がある。
【００１９】
図７は、検知子６の上部に電圧計１９を装着して、錆５による電圧計１９の電圧変化を見やすくした一実施例である。
【００２０】
図８は、検知子６に位置計測車２６の軸にロ−タリエンコ−ダ−２７を装着し、錆５と検知子６の位置関係を数値化して、錆５のデ−タを管理しやすくした一実施例である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係わる鋼管の腐食図である。
【図２】鋼管腐食検出器の一実施例である。
【図３】鋼管腐食検出器の回路図である。
【図４】検知子の使用実施例である。
【図５】検知子の別の使用実施例である。
【図６】励磁方法の一実施例である。
【図７】検知子の別の使用実施例である。
【図８】検知子の別の使用実施例である。
【符号の説明】
【００２２】
１  鋼管
２  基礎コンクリ−ト
３  土
４  地表
５  錆
６  検知子
７  送信コイル
８  受信コイル
９  連結板
１０  ケ−ブル
１１  検出器本体
１２  電池
１３  発振器
１４  電力増幅器
１５、１５−１  増幅器
１６  同期検出器
１７  基準値設定回路
１８  設定スイッチ
１８−１  利得設定スイッチ
１９  電圧計
２０  しきい値設定回路
２１  ブザ−
２２  ロ−タリスイッチ
２３  出力端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005091147.tif 000007
【図６】
2005091147.tif 000008
【図７】
2005091147.tif 000009
【図８】
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