(57)【要約】【課題】分岐管から探傷センサの到達位置までの距離が長くなっても容易に探傷センサを所望位置まで到達させることができる既設配管老朽度診断装置及びこの診断装置を用いた診断方法を提供する。【解決手段】気体が送り込まれることによって膨らんで探傷センサ20部分に浮力を付与する浮力付与バッグ25を設け、浮力付与バッグ25へ気体を供給して浮力付与バッグ25を膨らませ、探傷センサ20を見かけ上軽くするとともに、分岐管13を介して信号伝達用ケーブル24を既設配管10内に押し込みながら、既設配管10の流体の流れによって下流側の到達予定位置まで探傷センサ20を移動させ、探傷センサ20が到達予定位置に到達すると、浮力付与バッグ25の気体を排気して浮力付与バッグ25の浮力を小さくして探傷センサ20を既設配管10の管底に接地させたのち、信号伝達用ケーブル24を分岐管13外へ引き抜きながら探傷センサ20を管底に沿って移動させて診断するようにした。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
探傷検査しようとする金属管部を有する流体が流れる既設配管に、この既設配管に接続された分岐管を介して送り込まれる信号伝達用ケーブル及びこの信号伝達用ケーブルの先端に設けられた探傷センサを備え、
前記信号伝達用ケーブルを、前記探傷センサを先頭にして前記分岐管を介して前記既設配管内に送り込んだのち、前記探傷センサを前記既設配管の内壁面に沿って移動させながら、前記既設配管の金属管部の傷を前記探傷センサによって損傷部を探索する既設配管老朽度診断装置であって、
気体が送り込まれることによって膨らんで探傷センサ部分に浮力を付与する浮力付与バッグと、前記分岐管外側から前記浮力付与バッグへ気体を給排気して浮力付与バッグを膨縮させる給排気管とを備えることを特徴とする既設配管老朽度診断装置。
【請求項２】
浮力付与バッグが膨らむに伴って開放され、浮力付与バッグが縮むに伴って浮力付与バッグを隠蔽するように閉じるバッグカバーを備えている請求項１に記載の既設配管老朽度診断装置。
【請求項３】
バッグカバーが探傷センサの後端側で開閉自在に枢支されている請求項２に記載の既設配管老朽度診断装置。
【請求項４】
浮力付与バッグは、探傷センサの先端側が尖頭状に形成されている請求項１〜請求項３のいずれかに記載の既設配管老朽度診断装置。
【請求項５】
浮力付与バッグの探傷センサの先端側が、浮力付与バッグが膨らむに伴って探傷センサ
の先端側に移動可能に探傷センサに支持されている請求項１〜請求項４にいずれかに記載の既設配管老朽度診断装置。
【請求項６】
探傷センサが、既設配管にリモートフィールド渦流を発生させる励磁コイルユニットと、この励磁コイルユニットから間隔を隔てて配設され、前記リモートフィールド渦流により生じた電磁波を受信する受信コイルユニットとを備える請求項１〜請求項５のいずれかに記載の既設配管老朽度診断装置。
【請求項７】
励磁コイルユニットが、既設配管の管軸に対してコイルの軸線が平行に配設され、励磁信号を印加することにより前記既設配管にリモートフィールド渦流を発生させる励磁コイルと、
前記既設配管の内壁と対向する部分を除いて前記励磁コイルを囲むように配設された第１のケーシングとを備え、
受信コイルユニットが、前記既設配管の管軸に対してコイルの軸線が垂直に配設され、前記リモートフィールド渦流により生じた電磁波を受信する第１の受信コイルと、前記既設配管の管軸に対してコイルの軸線が平行に配設され、前記リモートフィールド渦流により生じた電磁波を受信する第２の受信コイルと、
前記既設配管の内壁と対向する部分を除いて前記第１および第２の受信コイルを囲むように配設された第２のケーシングとを備える請求項６に記載の既設配管老朽度診断装置。
【請求項８】
第１および第２のケーシングが、非磁性の金属から形成されている請求項７に記載の既設配管老朽度診断装置。
【請求項９】
分岐管入口側から信号伝達用ケーブルを操作して、既設配管の、分岐管の分岐部の直下あるいはその近傍まで探傷センサの先端側を既設配管の下流側に向かうように挿入した後、浮力付与バッグに気体を送り込んで浮力付与バッグを膨らませて、探傷センサに浮力を付与した状態で分岐部から既設配管の下流側の予定到達位置まで探傷センサを送り込む工程と、
探傷センサが既設配管の予定到達位置まで送り込まれたら、浮力付与バッグ内の気体を排気して、探傷センサを自重によって既設配管の底面に当接させたのち、信号伝達用ケーブルを引き抜きながら探傷サンサを前記分岐部側に移動させて、既設配管の予定到達位置から分岐部までの探傷を行う工程とを含む請求項１〜請求項８のいずれかに記載の診断装置を用いた既設配管の老朽度診断方法。
【請求項１０】
探傷センサの先端側を既設配管の底から浮き上らせ、探傷センサの後端側が既設配管の底に接地した状態で探傷センサを既設配管の所望位置まで送り込む請求項９に記載の既設配管の老朽度診断方法。
【請求項１１】
既設配管が、水道水の配水本管または配水支管である請求項９または請求項１０に記載の既設配管の老朽度診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、既設の地中に埋設された水道管等の金属製管あるいは鉄などの金属管部の内面に保護層を備えた複合管の金属管部の腐食などによる損傷部の有無や損傷部の大きさを非破壊で診断する既設配管老朽度診断装置及びこの装置を用いた診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、地中に埋設された水道管は、全国で約６０万ｋｍという膨大な量に達している。これらの水道管は、埋設後４０年から５０年を経過したものも多く、更新の必要性を確認する上で、老朽度の把握が重要になってきている。
【０００３】
従来、水道管の老朽度（老朽化の程度）の診断は、地面を開削して水道管を露出させ、主に管外面の腐食状態を目視により検査していたが、費用や手間がかかることから、開削せずに診断できる手法の開発が望まれている。
【０００４】
特に、水道管の中でも、主に鋼管やダクタイル鋳鉄管などの金属管が使われている配水本管では、その必要性が強く求められている。
【０００５】
鋼管やダクタイル鋳鉄管などの磁性を有する金属管については、水道管以外にガス配管や熱交換器配管などにも広く使用されているが、これら磁性を有する金属管の損傷部（主に、腐食による減肉部の有無）を診断する手法として、リモートフィールド渦流探傷法（以降、「ＲＦＥＣ法」という）を採用した探傷センサを備えた既設配管老朽度診断装置が開発されている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
すなわち、かかる既設配管老朽度診断装置を用いれば、配管の一部を切り離し、この切り離した配管の開口端から探傷センサを配管内に挿入していくことで、配管の大部分を配管の内側から損傷部の有無や損傷部の大きさを非破壊で診断することができる。
したがって、地中の埋設されている配管の場合においても、地面の一部のみを開削し、配管の一部を露出させ、この露出した配管の部分で、配管の一部を切り離せば、配管の大部分は、開削することなく、探傷を行うことができる。
【０００７】
しかしながら、上記のような診断方法では、水道管を流れる上水を長時間停止する必要があるとともに、やはり、開削作業、配管の一部を取り除く作業、取り除いた配管の一部を元に戻す作業、埋め戻し作業が必要で、作業性及びコスト面でもまだまだ問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３４２８７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、探傷センサを小型化するとともに、この探傷センサを信号伝達用ケーブルの先端に取り付け、液体が流れる探傷検査しようとする金属管部を有する既設配管に、この既設配管に接続された分岐管（例えば、既設配管が水道管であれば、消火栓等）を介して探傷センサを先頭にして信号伝達用ケーブルを既設配管内に送り込み、信号伝達用ケーブルを進退させることによって探傷センサを前記既設配管の内壁面に沿って移動させながら、前記既設配管の金属管部の損傷部を探傷センサによって探査する方法が提案されている。
すなわち、この方法によれば、開削作業、配管の一部を取り除く作業、取り除いた配管の一部を元に戻す作業、埋め戻し作業が不要になり、また、本管の配水を止めることなく作業することができる。
【００１０】
しかしながら、上記方法の場合、信号伝達用ケーブルを押し込むことによって探傷センサを既設配管の所定位置まで到達させるようになっているため、うまく奥まで押し込めるように、信号伝達用ケーブルを剛性の高いものにする必要があるが、信号伝達用ケーブルをできるだけ剛性のあるものにしたとしても、信号伝達用ケーブルを押し込める長さは数十メートルが限界である。
診断対象となる既設配管が配水支管であれば、１００ｍ以内に消火栓が設置されていることが多いため、押し込める長さが数十メートルであっても、隣接した消火栓から対向するように信号伝達用ケーブルを押し込むようにすれば、両消火栓間の全長にわたって探傷可能である。
【００１１】
しかし、口径の大きい配水本管（呼び径350又は400以上）の場合、探傷センサを挿入する位置は、２００〜３００ｍおきに設けられた空気弁に限られてしまうため、上記のように、数十メートルしか押し込めないと、配水本管の一部しか診断することができないという問題がある。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みて、分岐管から探傷センサの到達位置までの距離が長くなっても容易に探傷センサを所望位置まで到達させることができる既設配管老朽度診断装置及びこの診断装置を用いた診断方法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】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明にかかる既設配管老朽度診断装置は、探傷検査しようとする金属管部を有する流体が流れる既設配管に、この既設配管に接続された分岐管を介して送り込まれる信号伝達用ケーブル及びこの信号伝達用ケーブルの先端に設けられた探傷センサを備え、前記信号伝達用ケーブルを、前記探傷センサを先頭にして前記分岐管を介して前記既設配管内に送り込んだのち、前記探傷センサを前記既設配管の内壁面に沿って移動させながら、前記既設配管の金属管部の傷を前記探傷センサによって損傷部を探索する既設配管老朽度診断装置であって、気体が送り込まれることによって膨らんで探傷センサ部分に浮力を付与する浮力付与バッグと、前記分岐管外側から前記浮力付与バッグへ気体を給排気して浮力付与バッグを膨縮させる給排気管とを備えることを特徴としている。
【００１４】
本発明の既設配管老朽度診断装置は、特に限定されないが、例えば、探傷センサ部分の、分岐管から既設配管への挿入及び既設配管から分岐管側への引き抜きを容易にするため及び浮力付与バッグのきずつきを防止するために、浮力付与バッグが膨らむに伴って開放され、浮力付与バッグが縮むに伴って浮力付与バッグを隠蔽するように閉じるバッグカバーを備えていることが好ましい。
また、上記バッグカバーは、探傷センサの後端側で開閉自在に枢支されていることが好ましい。
【００１５】
浮力付与バッグは、特に限定されないが、既設配管に沿って探傷センサを押し込んでいく際に既設配管内の流体抵抗を少なくするために、探傷センサの先端側が尖頭状に形成されていることが好ましい。
なお、尖頭状とは、先細り形状であれば特に限定されず、例えば円錐形、紡錘形、角錐形、円錐台形などが挙げられる。
また、浮力付与バッグは、その探傷センサの先端側が、浮力付与バッグが膨らむに伴って探傷センサの先端側に移動可能に探傷センサに支持されていることが好ましい。
【００１６】
探傷センサは、特に限定されないが、既設配管にリモートフィールド渦流を発生させる励磁コイルユニットと、この励磁コイルユニットから間隔を隔てて配設され、前記リモートフィールド渦流により生じた電磁波を受信する受信コイルユニットとを備えるものが挙げられる。
また、上記探傷センサは、励磁コイルユニットが、既設配管の管軸に対してコイルの軸線が平行に配設され、励磁信号を印加することにより前記既設配管にリモートフィールド渦流を発生させる励磁コイルと、前記既設配管の内壁と対向する部分を除いて前記励磁コイルを囲むように配設された第１のケーシングとを備え、受信コイルユニットは、前記既設配管の管軸に対してコイルの軸線が垂直に配設され、前記リモートフィールド渦流により生じた電磁波を受信する第１の受信コイルと、前記既設配管の管軸に対してコイルの軸線が平行に配設され、前記リモートフィールド渦流により生じた電磁波を受信する第２の受信コイルと、前記既設配管の内壁と対向する部分を除いて前記第１および第２の受信コイルを囲むように配設された第２のケーシングとを備える構成とすることが好ましい。
【００１７】
上記第１および第２のケーシングは、電磁シールド性を高めるとともに、ケーシングと管内壁との摺動による受信信号へのノイズ発生防止効果発現させることを目的として、非磁性の金属から形成されていることが好ましい。
本発明にかかる診断方法は、分岐管入口側から信号伝達用ケーブルを操作して、既設配管の、分岐管の分岐部の直下あるいはその近傍まで探傷センサの先端側を既設配管の下流側に向かうように挿入した後、浮力付与バッグに気体を送り込んで浮力付与バッグを膨らませて、探傷センサに浮力を付与した状態で分岐部から既設配管の下流側の予定到達位置まで探傷センサを送り込む工程と、探傷センサが既設配管の予定到達位置まで送り込まれたら、浮力付与バッグ内の気体を排気して、探傷センサを自重によって既設配管の底面に当接させたのち、信号伝達用ケーブルを引き抜きながら探傷サンサを前記分岐部側に移動させて、既設配管の予定到達位置から分岐部までの探傷を行う工程とを含むことを特徴としている。
【００１８】
本発明の診断方法は、特に限定されないが、探傷センサの先端側を既設配管の底から浮き上らせ、探傷センサの後端側が既設配管の底に接地した状態で探傷センサを既設配管の所望位置まで送り込むことが好ましい。
【００１９】
本発明において、既設配管内を流れる流体としては、一般的には液体、特に水道水であるが、気体でも構わない。なお、流体が気体である場合、浮力付与バッグに供給される気体は、既設配管内を流れる気体より比重の軽いものが用いられる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明にかかる既設配管老朽度診断装置は、気体が送り込まれることによって膨らんで探傷センサ部分に浮力を付与する浮力付与バッグと、前記分岐管外側から前記浮力付与バッグへ気体を給排気して浮力付与バッグを膨縮させる給排気管とを備えるで、探傷センサを既設配管の所定位置まで押し込む際に、浮力付与バッグに給排気管を介して気体を送り込むようにすれば、既設配管を流れる流体から浮力付与バッグが受ける浮力によって探傷センサから既設配管にかかる荷重が軽減される。したがって、探傷センサを既設配管内の所定位置まで移動させる際に既設配管の内壁面に対する摩擦抵抗が低減され、容易に探傷センサを既設配管の所定位置まで送り込める。
【００２１】
そして、探傷センサが既設配管の所定位置まで到達すると、給排気管を介して浮力付与バッグ内の気体を排気すれば、浮力付与バッグによって得られる浮力が小さくなり、探傷センサが、探傷可能状態に既設配管の管底に受けられる。
したがって、この状態で信号伝達用ケーブルを徐々に引き抜きながら、探傷センサを管底に沿って移動させれば、探傷センサによって探傷センサの到達位置から分岐管の分岐部までの既設配管の腐食などの損傷部の有無を診断できる。
【００２２】
また、本発明にかかる診断方法は、上記既設配管老朽度診断装置を用い、分岐管入口側から信号伝達用ケーブルを操作して、既設配管の、分岐管の分岐部の直下あるいはその近傍まで探傷センサの先端側を既設配管の下流側に向かうように挿入した後、浮力付与バッグに気体を送り込んで浮力付与バッグを膨らませて、探傷センサに浮力を付与した状態で分岐部から既設配管の下流側の予定到達位置まで探傷センサを送り込むようにしたので、探傷センサを既設配管内の所定位置まで移動させる際に既設配管の内壁面に対する摩擦抵抗が低減されるだけでなく、既設配管内を流れる流体の圧力によって探傷センサがスムーズに予定対象位置まで送り込める。
そして、探傷センサが既設配管の予定到達位置まで送り込まれたら、浮力付与バッグ内の気体を排気して、探傷センサを自重によって既設配管の底面に当接させたのち、信号伝達用ケーブルを引き抜きながら探傷サンサを前記分岐部側に移動させて、既設配管の予定到達位置から分岐部までの探傷を行うようにしたので、既設配管が地中埋設管であっても、地面を開削することなく、地上に露出する分岐管の端部から探傷センサを既設配管内に送り込み、分岐管から到達位置までの距離が長くても探傷センサをスムーズに所定の到達位置まで到達させ、既設配管の金属管部の腐食などの損傷部の有無を診断できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明にかかる既設配管老朽度診断装置の１つの実施の形態であって、その既設配管内に探傷センサを挿入し、浮力付与バッグを膨らます前の状態を模式的にあらわす断面図である。
【図２】図１の既設配管老朽度診断装置の浮力付与バッグを膨らました状態を模式的にあらわす断面図である。
【図３】浮力付与バッグの励磁センサユニット側の固定構造を説明する要部平面図である。
【図４】図１の既設配管老朽度診断装置に用いられる探傷センサの受信信号の一例を示す電圧波形図である。
【図５】図１の既設配管老朽度診断装置に用いられる探傷センサの受信信号をベクトル平面に表示したリサージュ図形の一例を示す図である。
【図６】実施の形態で用いる基準管の断面図である。
【図７】基準管における受信信号の位相差と実測減肉率との関係の一例を示すグラフである。
【図８】基準管における励磁信号の周波数と受信信号の位相差との関係の一例を示すグラフである。
【図９】本発明の実施の形態にかかる既設配管老朽度診断装置の信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【図１０】基準管を用いて減肉率基準データＤｓを作成する際の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】基準管を用いて位相差補正データＤｃを作成する際の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】既設配管における探傷センサの受信信号の位相差を測定し、その値から減肉率を推定する際の処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明を、その実施の形態をあらわす図面を参照しつつ詳しく説明する。
図１〜図３は、本発明にかかる既設配管老朽度診断装置の１つの実施の形態をあらわしている。
【００２５】
図１及び図２に示すように、この既設配管老朽度診断装置Ａは、探傷センサ２０と、信号伝達用ケーブル２４と、浮力付与バッグ（リフティングバッグともいう）２５と、バッグカバー２６とを備えている。
探傷センサ２０は、信号伝達用ケーブル２４の先端に設けられていて、励磁コイルユニット２１と、受信コイルユニット２２と、励磁コイルユニット２１と受信コイルユニット２２とを連結する弾性連結体２３とを備えている。
【００２６】
浮力付与バッグ２５は、塩化ビニル樹脂等のゴム状の材料で形成されていて、収縮した状態では、図１に示すように、長手方向が、ほぼ弾性連結体２３の長さになり、弾性連結体２３の上面をほぼ覆うように配置されている。
そして、浮力付与バッグ２５は、後述するエアー配管２７を介して空気が供給されることによって、図２に示すように、励磁コイルユニット２１側の先端部を除き円筒状に膨らみ、先端部が先端に向かって徐々に縮径する尖頭状になり、空気が排気されることによって、収縮してほぼ元の状態(図１に示す状態)に戻るようになっている。
【００２７】
また、浮力付与バッグ２５は、円筒状部の端部が線条材（例えば、テグスなど）を用いて受信コイルユニット２２に固定されるとともに、後述する気体の給排気管としてのエアー配管２７の一端が接続され、円筒状部の尖頭状部側の端部がスライダ２９を介して励磁コイルユニット２１に沿って設けられたスライド固定部２８に固定されている。
浮力付与バッグ２５の容量は、探傷センサ２の重量及び既設配管１０内を流れる流体の比重によっても異なるが、流体が水道水で、探傷センサ２０の重量が３ｋｇ程度の場合、２〜３リットル程度の大きさとすることが望ましい。
【００２８】
スライド固定部２８は、図１〜図３に示すように、励磁コイルユニット２１のケーシング２１２の上面から受信コイルユニット２２側の面に沿って設けられ、ガイド溝２８１を備えている。
ガイド溝２８１は、励磁コイルユニット２１の幅方向に貫通していて、励磁コイルユニット２１の上面に平行な部分（以下、「水平部」と記す）２８１ａと、励磁コイルユニット２１の受信コイルユニット２２側の面に平行な部分(以下、「垂直部」と記す) ２８１ｂと、これらを連結する湾曲部２８１ｃとを備えている。
【００２９】
スライダ２９は、２本の固定バー２９１と、ガイドピン２９２とを備えている。
２本の固定バー２９１は、スライド固定部２８の幅方向の寸法より少し広い間隔でスライド固定部２８を両側から挟むように配置され、それぞれ一端が浮力付与バッグ２５の先端部に図示していないがねじジョイントを用いて固定されている。
【００３０】
ガイドピン２９２は、ガイド溝２８１に挿通され、ガイド溝２８１に沿ってスライド可能になっているとともに、その両端部が固定バー２９１の他端部に固定されている。
また、ガイドピン２９２は、図示していないが、スライダ付勢バネ（ステンレス製等のコイル状のばね）によって、ガイド溝２８１の垂直部２８１ａ下端側に向かって付勢されている。
【００３１】
バッグカバー２６は、収縮した状態の浮力付与バッグ２５の上方を覆うとともに、その一端が、受信コイルユニット２２に枢支されて、この枢支軸２６１を中心に回動自在となっているとともに、枢支軸２６１に巻回されたコイルばね（図示せず）によって、浮力付与バッグ２５側に向かって付勢されている。
なお、上記コイルばねの付勢力は、無負荷では、閉じた状態が保持できれば、浮力付与バッグ２５が膨らむ際には、その障害にならないようにできるだけ小さくすることが好ましい。
【００３２】
つぎに、探傷センサ２０を詳しく説明する。
励磁コイルユニット２１は、励磁コイル２１１と、それを収納する金属製の第１のケーシング２１２で構成されている。励磁コイル２１１は、樹脂製のコアもしくはフェライトコアにコイルが巻回されたもので、コイルの軸線は既設配管１０の管軸Ｃに対して平行に配設されている。励磁コイル２１１に励磁信号が印加されると、既設配管１０の金属管部１１にリモートフィールド渦流が発生する。
【００３３】
第１のケーシング２１２はアルミ合金などの非磁性の金属で作られ、既設配管１０の内壁と対向する部分を除いて、励磁コイル２１１を囲むように配設されている。また図示しないが、励磁コイル２１１の表面および励磁コイル２１１と第１のケーシング２１２との隙間には、防水のために樹脂が充填されている。
【００３４】
受信コイルユニット２２は、第１の受信コイル２２１および第２の受信コイル２２２と、これらを収納する金属製の第２のケーシング２２３とで構成されている。第１の受信コイル２２１および第２の受信コイル２２２は、共に樹脂製のコアもしくはフェライトコアにコイルが巻回されたものであるが、コイルの軸線の方向が異なっている。すなわち、第１の受信コイル２２１は、図１に示すように、既設配管１０の内壁面に沿うように探傷センサ２０を設置した状態で、既設配管１０の管軸Ｃに対してコイルの軸線が垂直（既設配管１０の径方向）に配設されるようになっている。これに対し第２の受信コイル２２２は、コイルの軸線が、第１の受信コイル２２１のコイルの軸線に直交するとともに、第１の受信コイル２２１の軸線が、既設配管１０の管軸Ｃに対して垂直に配設されたとき、既設配管１０の管軸Ｃに対して平行に配設されるようになっている。
【００３５】
第２のケーシング２２３は、第１のケーシング２１１と同様にアルミ合金などの非磁性の金属で作られ、既設配管１０の内壁と対向する部分を除いて、第１の受信コイル２２１および第２の受信コイル２２２を囲むように配設されている。また図示していないが、励磁コイルユニット２１と同様に、第１の受信コイル２２１および第２の受信コイル２２２の表面ならびにこれらのコイルと第２のケーシング２２３の隙間には、防水のために樹脂が充填されている。
なお、診断距離が長くなると、探傷センサ２０と、信号処理回路との距離が遠くなり、信号処理回路で受信する信号が微弱化してしまい、診断ができなくなってしまうため、受信コイルユニット２２内にプリアンプを設置することが好ましい。
プリアンプを使用して信号を増幅した場合には、データの伝送精度と信号伝達用ケーブル２４の長さの制約を考慮しても、200ｍ〜300ｍ程度は十分に診断可能である。
【００３６】
弾性連結体２３は、励磁コイルユニット２１と受信コイルユニット２２を連結する例えばコイルばねで構成され、このコイルばねの内部に、励磁コイルユニット２１に励磁信号を伝送するコア芯線が挿入されている。
【００３７】
信号伝達用ケーブル２４は、図示していないが、内部に複数のペア芯線と、気体給排気管としてのエアー配管と、探傷センサ２０を押し込むための、例えばＦＲＰロッドのようなテンションメンバとが通っていて、図示していないケーブルドラムに巻回されていて、ケーブルドラムを回転させることによって、送り出し及び巻き戻しできるようになっている。
【００３８】
そして、信号伝達用ケーブル２４は、主にポリエチレン樹脂製等の外装と芯線等で形成され、内部のペア芯線やエアー配管、テンションメンバ等を含んでトータル比重が１に近くなるように調整したものが使用されている。
また、信号伝達用ケーブル２４は、図示していないが、コネクタを介して探傷センサ２０に接続され、コネクタを介して探傷センサ２０に接続されることによって、信号伝達用ケーブル２４内の複数のペア芯線と探傷センサ２０とが電気的に接続されるとともに、信号伝達用ケーブル２４内のエアー配管が、後述するエアー配管２７に接続されるようになっている。
【００３９】
信号伝達用ケーブル２４内に通された複数のペア芯線の他端は、ケーブルドラム側で図９に示す既設配管老朽度診断装置本体Ａ内の信号処理回路等と接続されている。
信号伝達用ケーブル２４内に通されたエアー配管の他端は、ケーブルドラム側で図示していない給排気可能なエアーポンプに接続されている。
【００４０】
信号伝達用ケーブル２４は、ロータリエンコーダ等の移動量検出手段（図示せず）によって信号伝達用ケーブル２４の送り出し量を測定することができるようになっている。すなわち、信号伝達用ケーブル２４の送り出し量を測定することによって、探傷センサ２０の移動量（既設配管１０内での位置）を特定するようになっている。
【００４１】
エアー配管２７は、第２のケーシング２２３の励磁コイルユニット２２側の端面から突出する一端部を除き、第２のケーシング２２３内に内蔵されていて、他端に図示していないが、信号伝達用ケーブル２４がコネクタを介して接続されることによって信号伝達用ケーブル２４内に通されたエアー配管の端部が嵌合して、信号伝達用ケーブル２４内に通されたエアー配管と気密状態で連通する受口を備えている。
そして、エアー配管２７は、励磁コイルユニット２２側の端面から突出するエアー配管２７の先端が浮力付与バッグ２５にねじジョイントを用いて接続されている。
【００４２】
つぎに、この既設配管老朽度診断装置Ａを用いた既設配管１０である水道の配水支管あるいは配水本管の診断方法の１例を工程順に詳しく説明する。
（１）既設配管１０の診断対象部の始端に位置する消火栓あるいは空気弁が設けられた分岐管１３の消火栓あるいは空気弁（図示せず）の根元に設けられたボール弁１３ａを閉じて消火栓あるいは空気弁を取り外す。
（２）挿入用筒体１８の蓋１９に設けられたゴム製シールリング（図示せず）を備えた挿入孔１９ａに信号伝達用ケーブル２４の先端部を挿通する。なお、挿入孔１９ａへの信号伝達用ケーブル２４の挿通によって、上記ゴム製シールリングの内周面が、信号伝達用ケーブル２４がスライド可能な状態で信号伝達用ケーブル２４の周壁面にほぼ水密に圧接される。
（３）信号伝達用ケーブル２４の先端にコネクタを介して探傷センサ２０を接続する。
（４）探傷センサ２０が挿入用筒体１８内に収まるように配置した状態で、蓋１９によって挿入用筒体１８の一方の開口端を閉じる。
（５）挿入用筒体１８の他方の開口端をボール弁１３ａに固定する。
（６）ボール弁１３ａを開放し、挿入用筒体１８と分岐管１３とを連通させたのち、探傷センサ２０の先端が水道水の下流方向を向くとともに、既設配管１０の管底に探傷センサ２０が接するまで信号伝達用ケーブル２４を既設配管１０方向に押し込む。なお、このとき、信号伝達用ケーブル２４の周壁面に上記ゴム製シールリングの内周面が、ほぼ水密に圧接されているので、挿入孔１９ａからの漏水はあっても少量に保たれる。
（７）エアーポンプを作動させて、信号伝達用ケーブル２４内のエアー配管及びエアー配管２７を介してエアーを浮力付与バッグ２５に送り、浮力付与バッグ２５を膨らませ、探傷センサ２０に浮力を与え、探傷センサ２０の先端側を浮き上らせる。
このとき、探傷センサ２０が上下反転しないように、探傷センサ２０の後端は、管底の接地した状態を保持する。また、スライダ２９は、ガイド溝２８１にガイドされながら、水平部２８１ｂの先端まで移動する。そして、膨らんだ浮力付与バッグ２５は、尖頭状をした先端がほぼ流れに平行な方向を向くとともに、後端側がバッグカバー２６の側方にはみ出た状態となる。また、バッグカバー２６は、浮力付与バッグ２５の膨らみに伴って枢支軸２６１を中心に回動して、水道水の流れを遮るように立ち上がり、水道水によって下流側へ押される。
（８）上記の浮力付与バッグ２５が膨らんで探傷センサ２０に浮力が付与された状態でさらに信号伝達用ケーブル２４を既設配管１０に押し込んで、探傷センサ２０を既設配管１０の探傷しようとする位置（例えば、隣接する消火栓あるいは空気弁が設けられた分岐管の分岐部）まで移動させる。
すなわち、探傷センサ２０がその後端部を除いて浮き上っているので、探傷センサ２０の管底との接触面積が少なく移動に際しての摩擦抵抗が少ない。また、立ち上がったバッグカバー２６及び浮力付与バッグ２５の後端部のバッグカバーからはみ出た部分が水道水の圧力を受けるので、探傷センサ２０が移動方向（水道管の下流方向）に向かって付勢される。また、浮力付与バッグ２５の先端側が尖頭状になっているので、移動方向に向かっての抵抗が少ない。したがって、軽い力で信号伝達用ケーブル２４を押し込むことができる。なお、探傷センサ２０が所定の位置まで移動したかどうかは、信号伝達用ケーブル２４に設けたロータリエンコーダ等の移動量検出手段によって検出される。
（９）所定の位置まで探傷センサ２０が移動すると、エアーポンプを逆転して浮力付与バッグ２５の空気を、エアー配管２７及び信号伝達用ケーブル２４内のエアー配管を介して排気し、浮力付与バッグ２５を収縮させる。
浮力付与バッグ２５が収縮することで、探傷センサ２０の励磁コイルユニット２１及び受信コイルユニット２２がそれぞれ完全に接地する。また、スライダ２９は、ばねの付勢力によってガイド溝２８１の垂直部下端まで移動する。バッグカバー２６は、枢支軸２６１に巻回されたコイルばねの付勢力及び水道水の水圧によって、浮力付与バッグ２５が収縮するに伴って閉じる方向（弾性連結体２３方向）に枢支軸２６１を中心に回動し、収縮した浮力付与バッグ２５を弾性連結体２３との間で収容状態に保持する。
（１０）信号伝達用ケーブル２４を徐々に引き抜くことによって、探傷センサ２０を管底の沿わせながら、分岐管１３側に移動させ、同時に探傷センサ２０によって後述するようにして既設配管１０の金属管部１１の腐食などによる損傷部の有無やその大きさを調べる。
（１１）探傷センサ２０が挿入用筒体１８内に入り込むまで信号伝達用ケーブル２４を引き抜いたのち、ボール弁１３ａを閉じて、挿入用筒体１８をボール弁１３ａから取り外す。
（１２）ボール弁１３ａに取り外した消火栓や空気弁を取り付ける。
【００４３】
＜探傷センサの機能＞
次に、図４〜図８を参照して探傷センサ２０の機能について説明する。探傷センサ２０では、励磁コイル２１１を囲むように金属製のケーシング２１２を配設し、このケーシング２１２と既設配管１０の金属管部１１によって擬似的な金属管を構成することによって、閉じた磁場を形成している。この閉じた磁場によって既設配管１０の金属管部１１にリモートフィールド渦流が発生する。
【００４４】
このように本実施の形態の探傷センサ２０は、直径の大きい励磁コイルを用いて既設配管１０の円周方向に閉じた磁場を形成する代わりに、金属製のケーシング２１２と既設配管１０の金属管部１１で擬似的な金属管を構成することによって閉じた磁場を形成している。結果として、既設配管１０の内径に比較して小さなサイズの励磁コイルユニット２１を用いて、既設配管１０の金属管部１１にリモートフィールド渦流を発生させることができる。
【００４５】
また、ケーシング２１２と既設配管１０の金属管部１１によって形成される閉じた磁場は、リフトオフによる変動が少ないため、防食層１２の厚みの違いを吸収できるメリットを併せ持っている。
【００４６】
さらに、励磁コイル２１１および受信コイル２２１、２２２を非磁性の金属製ケーシング２１２および２２３で囲むことによって、ケーシング内で渦電流損が生じて直接伝播波が減衰する。結果として、受信信号への直接伝播波の影響を低減できるので、励磁コイルユニット２１と受信コイルユニット２２の間隔を狭めて、探傷センサ１０をコンパクトに構成できる。
【００４７】
金属製ケーシング２１２および２２３の材質としては、非磁性の金属、例えばアルミニウムを主体とする合金やオーステナイト系ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０４）を用いることが好ましい。金属製ケーシング２１２および２２３に磁性体の金属を用いた場合、探傷センサ２０の移動時に、ケーシングと管内壁との摺動によって受信信号にノイズが発生するため、ケーシングの材質としては好ましくない。
【００４８】
次に、受信コイルユニット２２について説明する。前述したように受信コイルユニット２２は、既設配管１０の管軸Ｃに対してコイルの軸線が垂直に配設される第１の受信コイル２２１と、既設配管１０の管軸Ｃに対してコイルの軸線が平行に配設される第２の受信コイル２２２を含む。
【００４９】
図４に第１の受信コイル２２１および第２の受信コイル２２２で受信した信号の電圧波形の一例を示す。図中、横軸は既設配管１０の管軸方向の位置を表す。図４の電圧波形は、０．４ｍｍφ×１０００巻の励磁コイル２１１、０．０７ｍｍφ×２０００巻の第１の受信コイル２２１および０．１ｍｍφ×１０００巻の第２の受信コイル２２２を使用し、周波数３５Ｈｚ、電圧１５Ｖｐ−ｐの励磁電圧を印加した時の波形である。
【００５０】
図４（Ａ）および（Ｂ)は、第１の受信コイル２２１の受信信号を同期検波することにより得られる２つの信号成分Ａ1ｃｏｓφ1およびＡ1ｓｉｎφ1を示す。Ａ１は受信信号の振幅である。信号成分Ａ1ｃｏｓφ1とＡ1ｓｉｎφ1は、受信信号を励磁信号と同位相および９０度位相の異なる参照信号でそれぞれ同期検波することにより得られる。また図４（Ｃ）および（Ｄ)は、第２の受信コイル２２２の受信信号を同期検波することにより得られる２つの信号成分Ａ2ｃｏｓφ2およびＡ2ｓｉｎφ2を示す。Ａ2は受信信号の振幅である。
【００５１】
図５に示したリサージュ図形は、第１の受信コイル２２１の受信信号から得られた２つの信号成分Ａ1ｃｏｓφ1およびＡ1ｓｉｎφ1のうち、図４（Ａ）、（Ｂ）の中央部に示すように、既設配管１０の損傷部（きずがある箇所）の信号成分をベクトル平面に表示したものの一例である。横軸は受信信号を励磁信号と同位相の参照信号で同期検波した値Ａ1ｃｏｓφ1を表し、縦軸は受信信号を励磁信号と９０度位相の異なる参照信号で同期検波した値Ａ1ｓｉｎφ1を表す。リサージュ図形の軸が横軸となす角θが励磁信号と受信信号との位相差を表す。なお、ＸｇおよびＹｇはリサージュ図形のオフセット値である。これらのオフセットは、第１受信コイル２２１で検出する電磁エネルギーの方向がコイルの軸心と一致していないことにより生じる。
【００５２】
既設配管１０の金属管部１１に損傷部がある場合、励磁コイル２１１により発生し既設配管１０の金属管部１１を伝搬する電磁エネルギーは、管軸Ｃに対して垂直方向（半径方向）のベクトルを有する電磁エネルギーの流れを生じ、第１の受信コイル２２１で効率よく検出することができる。従って、第１の受信コイル２２１は、金属管部１１の肉厚の測定に用いられる。
【００５３】
一方、既設配管１０の金属管部１１に損傷部がない場合、管軸Ｃに垂直方向の電磁エネルギーの流れは発生せず、管軸Ｃに平行な電磁エネルギーの流れのみとなる。その結果、電磁エネルギーは、コイルの軸線が管軸Ｃに平行に配設された第２の受信コイル２２２により検出される。第２の受信コイル２２２は、既設配管１０の電磁気特性に関する情報を得るために用いられる。
【００５４】
＜肉厚の推定方法＞
以下、第１の受信コイル２２１の受信信号を用いた肉厚の推定方法について説明する。前述したように、励磁信号と受信信号との位相差θは既設配管１０の肉厚に応じて変化する。既設配管１０と同じ材質で作られた、概ね同一の肉厚の基準管１０Ｓをあらかじめ用意し、この基準管１０Ｓの外面に損傷部として深さの異なる複数のきずをつける。次に、探傷センサ２０を移動させながら基準管１０Ｓの位相差θを測定し、測定した位相差θと実測した金属管部１１の減肉率との関係を求めてデータ化する。
【００５５】
そして、既設配管１０で測定した位相差θを上述のデータと照合することにより、既設配管１０の肉厚を推定することができる。ここで、「減肉率」とは、腐食等によって既設配管１０の金属管部１１の厚みが当初の厚みから減少した割合をいい、きずの深さ（損傷深さ）を表す指標として用いられる。
【００５６】
減肉率の推定方法についてさらに具体的に説明する。まず、測定を行なう既設配管１０と材質が同じで（例えばダクタイル鋳鉄管）、金属管部１１の厚さが概ね等しい基準管１０Ｓを用意する。図６に基準管１０Ｓの断面を示す。図６に示すように、基準管１０Ｓの外周面には減肉率の異なるきず１１ａ〜１１ｃが形成されている。前述した方法で探傷センサ２０を移動させながら、励磁コイル２１１を任意の周波数の信号で励磁し、第１の受信コイル２２１で受信した信号から位相差θを算出する。
【００５７】
次に、算出した位相差θと実測した減肉率をグラフ化して相互の関係を求める。図７に、このようにして求めた位相差θと減肉率の関係の一例を示す。図７において、横軸は第１の受信センサ２２１で測定した位相差θを表し、縦軸は減肉率の実測値を表す。図中の■は実測値をグラフにプロットしたものである。
【００５８】
図７に示すように、実測値に沿うように直線または曲線を引き、その直線または曲線上の位相差と減肉率の関係をデータ化してメモリに記憶する。以降、このデータを「減肉率基準データ」Ｄｓという。既設配管１０で測定した位相差θを、減肉率基準データＤｓの位相差と照合すれば、既設配管１０の損傷部の減肉率を推定することができる。
【００５９】
＜位相差の補正方法＞
次に、第２の受信コイル２２２の受信信号を用いた位相差の補正方法について説明する。ＲＦＥＣ法において、励磁コイルに印加される励磁信号と受信コイルで受信した信号との位相差θは、以下の式（１）で示される。
θ＝ｋ（π・ｆ・μ・σ）1/2・・・・・（１）
ここで、ｋは比例定数、πは円周率、ｆは励磁信号の周波数、μは金属管部の透磁率、σは金属管部の導電率を表す。
【００６０】
式（１）から明らかなように、受信信号の位相差θは、金属管部の透磁率μ、導電率σおよび励磁コイルに印加される励磁信号の周波数ｆにより変化する。このうち、電磁気特性すなわち透磁率μと導電率σは管に固有のものである。このため、受信コイルの測定信号の位相差が肉厚と比例するからといって、得られた位相差を基に一律に肉厚を導き出すと、測定した肉厚に誤差が生じる。金属管部の肉厚を精度よく導き出すためには、電磁気特性の違いにより生じる受信信号の位相差の変動を補正する必要がある。
【００６１】
以下、位相差の補正方法について具体的に説明する。まず第２の受信コイル２２２を用いて、励磁信号の周波数を変えながら既設配管１０のきずのない健全な金属管部（以降、「健全部」という）の位相差θを測定する。健全部では、前述の図６に示すようなリサージュ図形は生成されず、Ａ1ｃｏｓφ1とＡ1ｓｉｎφ1は点ｇに集束するため、位相差θは、原点Ｏと点ｇを結ぶ線と、横軸とのなす角度として表される。
【００６２】
図８に、励磁信号の周波数と第２の受信コイル２２２を用いて測定した位相差との関係を示す。図８において、横軸は励磁信号の周波数、縦軸は位相差を表す。図から明らかなように、周波数と位相差との間にほぼ比例の関係がある。
【００６３】
前述の式（１）より、電磁気特性すなわち透磁率μと導電率σが異なる金属管を用いた場合、周波数ｆの値を変えることによって、位相差θを同一の値にすることができる。言い換えれば、周波数を変えることによって金属管の電磁気特性の違いによって生じる位相差の変動を補正できることになる。
【００６４】
例えば、図８において、前述した減肉率基準データＤｓを作成した時の励磁信号の周波数が３５Ｈｚとすると、第２受信コイルの健全部の位相差θは２４０度となる。一方、既設配管１０の健全部の位相差が２６０度であったとすると、位相差に２０度の違いが生じる。従って、基準管１０Ｓの健全部の位相差が２２０度となる周波数３２Ｈｚで既設配管１０の位相差θを求めれば、基準管１０Ｓの位相差とほぼ同じ値となり、金属管部の電磁気特性の違いを吸収することができる。
【００６５】
図８に示した周波数と位相差の関係を、既設配管１０の位相差θを測定する際の補正データとして用いるため、データ化してメモリに記憶する。以降、このデータを「位相差補正データ」Ｄｃという。また初期の周波数ｆ0の励磁信号を用いて測定した基準管１０Ｓの健全部の位相差θと同一の位相差が得られる既設配管１０の励磁信号の周波数ｆ1を「特定周波数」という。
【００６６】
既設配管１０を、探傷センサ２０を移動させながら特定周波数ｆ1の励磁信号を用いて励磁させ、受信信号を第１の受信コイルで受信して位相差を算出し、その値を前述の減肉率基準データＤｓと照合すれば、減肉率を精度よく推定できる。その結果、電磁気特性の異なる管であっても、肉厚に関するより正確な情報を得ることができる。
【００６７】
＜既設配管老朽度診断装置の信号処理回路＞
次に、既設配管老朽度診断装置Ａの信号処理回路を説明する。図９に示すように、この既設配管老朽度診断装置Ａは、探傷センサ２０に接続される信号処理回路が、励磁信号生成部３０、信号処理部４０および５０、診断部６０ならびに制御部７０を備えている。
【００６８】
励磁信号生成部３０は、周波数ｆ0またはｆ1の交流信号を生成し、励磁信号として探傷センサ２０の励磁コイル２１１に送出する。信号処理部４０は、第１の受信コイル２２１の受信信号を処理してＡ1ｃｏｓφ1とＡ1ｓｉｎφ1を作成する。信号処理部５０は、第２の受信コイル２２１の受信信号を処理してＡ2ｃｏｓφ2とＡ2ｓｉｎφ2を作成する。診断部６０は、信号処理部４０の出力に基づいて既設配管１０の減肉率を推定する。制御部７０は、信号処理部５０の出力に基づいて、励磁信号生成部３０で生成する励磁信号の周波数を設定する。
【００６９】
励磁信号生成部３０は、基準発信器３０１、プログラマブルデバイダ３０２、ＰＬＬ回路３０３、分周器３０４および３０５、波形成形回路３０６、アンプ３０７、インバータ３０８、ならびにフリップフロップ３０９および３１０を含む。
【００７０】
プログラマブルデバイダ３０２およびＰＬＬ回路３０３は可変分周器を構成し、制御部７０の指示信号Ｉｓに基づいて、基準発振器３０１から出力されたクロック信号を任意の値に分周する。ＰＬＬ回路３０３の出力信号は分周器３０４でさらに１／２ｎ（ｎは整数）に分周され、波形成形回路３０６で矩形波からＳｉｎ波に変換され、アンプ３０８で増幅された後、励磁信号Ｓｍとして、ペア芯線３１１を介して励磁コイル２１１に送出される。
【００７１】
またＰＬＬ回路３０３の出力信号は、分周器３０５でさらに１／ｎに分周された後２つに分岐する。一方の信号はインバータ３０８で反転され、フリップフロップ（図では「ＦＦ」と表示）３０９で１／２に分周された後、信号処理部４０および５０に供給される。また他方の信号はフリップフロップ（ＦＦ）３１０で１／２に分周された後、信号処理部４０および５０に供給される。
【００７２】
信号処理部４０は、差動アンプ４０１、ローパスフィルタ（図では「ＬＰＦ」と表示）４０２、バンドパスフィルタ（図では「ＢＰＦ」と表示）４０３、同期検波器４０４および４０５を含む。第１の受信コイル２２１からペア芯線４０６を通して受信した受信信号Ｓｒ１は差動アンプ４０１で増幅され、ローパスフィルタ４０２で高周波ノイズが除去される。バンドパスフィルタ４０３はＰＬＬ回路３０３の出力信号に応じて取り出せる周波数帯域が変更できる。バンドパスフィルタ４０３によって励磁信号の周波数を中心とした成分が取り出された受信信号Ｓｒ１は、同期検波器４０４および４０５に入力され、それぞれフリップフロップ３０９および３１０の出力を参照信号として同期検波され、さらに全波整流されてＡ1ｃｏｓφ1とＡ1ｓｉｎφ1が出力される。
【００７３】
信号処理部５０は、差動アンプ５０１、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５０２、バンドパスフィルタ（ＢＰＳ）５０３、同期検波器５０４および５０５を含む。信号処理部５０の構成および機能は信号処理部４０のそれと同じであり、第２の受信コイル２２２からペア芯線４０６を通して受信した受信信号Ｓｒ２は、信号処理部４０と同様の処理が施される。信号処理部５０からは、第２の受信コイル２２２の受信信号Ｓｒ２を同期検波したＡ2ｃｏｓφ2とＡ2ｓｉｎφ2が出力される。
【００７４】
診断部６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６０１、メモリ６０２および表示回路６０３を含む。ＣＰＵ６０１は、信号処理部４０の出力Ａ1ｃｏｓφ1とＡ1ｓｉｎφ1に基づいて受信信号Ｓｒ１の位相差θを算出する。またＣＰＵ６０１は、算出した位相差θをメモリ６０２に記憶された減肉率基準データＤｓと照合して減肉率を推定する。表示回路６０３は、ＣＰＵ６０１によって推定された減肉率の値を数字もしくは長さで表示する。
【００７５】
制御部７０は、ＣＰＵ７０１とメモリ７０２を含む。ＣＰＵ７０１は、信号処理部５０の出力である第２の受信コイル２２２の受信信号Ｓｒ２の同期検波出力Ａ2ｃｏｓφ2とＡ2ｓｉｎφ2に基づいて位相差θを算出する。またＣＰＵ７０１は、算出した位相差θをメモリ７０２に記憶された位相差補正データＤｃと照合して、位相差θが最も近い周波数を抽出する。
【００７６】
さらにＣＰＵ７０１は、励磁信号生成部３０のプログラマブルデバイダ３０２に指示信号Ｉｓを送信し、初期周波数ｆ0もしくは周波数ｆ1のいずれかの励磁信号を生成するよう指示する。またＣＰＵ７０１は、診断部６０のＣＰＵ６０１に対し、位相差θの算出と減肉率の推定を指示する。
【００７７】
＜既設配管老朽度診断装置の動作＞
次に、図９のブロック図、図１０、図１１および図１２のフローチャートを参照して、既設配管老朽度診断装置Ａの動作を説明する。図１０は基準管１０Ｓを用いて減肉率基準データＤｓを作成する際の処理の流れを示す。図１１は基準管１０Ｓを用いて位相差補正データＤｃを作成する際の処理の流れを示す。図１２は既設配管１０の位相差θを算出し、その値から減肉率を推定する際の処理の流れを示す。
【００７８】
最初に、図１０に基づいて、減肉率基準データＤｓを作成する際の処理を説明する。ステップＳ１１において、励磁信号生成部３０は、制御部７０の指示に基づいて初期周波数ｆ0の励磁信号Ｓｍを生成し、励磁コイル２１１に送出する。励磁コイル２１１に送出された励磁信号Ｓｍによって基準管１０Ｓの金属管部１１にリモートフィールド渦流が生成され、これにより電磁波が発生する。
【００７９】
ステップＳ１２において、信号処理部４０は、第１受信コイル２２１で受信した信号Ｓｒ１を同期検波して、直交する２つの信号成分（Ａ1ｃｏｓφ1とＡ1ｓｉｎφ1）を作成する。
【００８０】
ステップＳ１３において、診断部６０のＣＰＵ６０１は、信号処理部４０の出力に基づいて受信信号Ｓｒ１の位相差θを算出すると共に、一時的にメモリ６０２に記憶する。位相差θの算出に際しては、前述の図５において、横軸および縦軸をそれぞれＸｇおよびＹｇだけシフトして原点Ｏを点ｇと一致させた後、下記式（２）により位相差θを求める。
θ＝１８０−ｔａｎ-1Ａ1ｓｉｎφ1／Ａ1ｃｏｓφ1・・・・・（２）
【００８１】
ステップ１４において、制御部７０のＣＰＵ７０１は、図示しない移動量検出手段の出力信号から探傷センサ２０の移動量を確認し、測定対象領域の測定を全て終了したか否か判断する。未測定領域が残っている場合は、探傷センサ２０が次の測定位置に移動したことを確認した後、ステップＳ１１の処理に戻り、対象領域の測定が完了した場合はステップＳ１５の処理に移る。
【００８２】
ステップＳ１５において、診断装置Ａの操作者は、メモリ６０２に一時記憶された位相差θとあらかじめ測定した減肉率の実測値の関係を図７に示すグラフにプロットし、その値に沿うように直線または曲線を引き、その直線または曲線上の位相差と減肉率との関係を、減肉率基準データＤｓとしてデータ化する。
【００８３】
ステップＳ１６において、診断部６０は、作成された減肉率基準データＤｓを図示しない入力手段によって取り込み、メモリ６０２に記憶する。
【００８４】
次に図１１に基づいて、位相差補正データＤｃを作成する際の処理を説明する。この処理においては、基準管１０Ｓの健全部の受信信号が必要となるため、図示しないケーブルドラムを巻回して探傷センサ２０を移動させ、診断部６０からの信号に基づいて、第１受信コイル２２１の受信信号Ｓｒ１が最低となる位置、すなわち、きず１１ａ〜１１ｃのない位置で探傷センサ２０を停止させておく。
【００８５】
ステップＳ２１において、制御部７０は、励磁信号生成部３０に指示信号Ｉｓを送信して周波数を初期周波数ｆ0から変更するよう指示する。励磁信号生成部３０は指示された周波数の励磁信号Ｓｍを生成して励磁コイル２１１に送出する。
【００８６】
ステップＳ２２において、信号処理部５０は、第２受信コイル２２２で受信した信号Ｓｒ２を同期検波して、直交する２つの信号成分（Ａ2ｃｏｓφ2とＡ2ｓｉｎφ2）を作成する。
【００８７】
ステップＳ２３において、制御部７０のＣＰＵ７０１は、信号処理部５０の出力に基づいて受信信号Ｓｒ２の位相差θを算出し、メモリ７０２に一時的に記憶する。
【００８８】
ステップＳ２４において、ＣＰＵ７０１は、予定した周波数の変更が全て終了したか否か判断し、周波数の変更が終了していない場合はステップＳ２１の処理に戻り、周波数の変更が全て終了した場合は、ステップＳ２５の処理に移る。
【００８９】
ステップＳ２５において、ＣＰＵ７０１は、メモリ７０２に一時記憶されたデータに基づいて、図８に示す位相差θと周波数の関係を示す位相差補正データＤｃを作成し、引き続いてステップＳ２６において、このデータをメモリ７０２に記憶する。
【００９０】
次に、図１２に基づいて、既設配管１０の位相差θを測定し、その値から減肉率を推定する際の処理について説明する。ステップＳ３１において、励磁信号生成部３０は、制御部７０の指示に基づいて初期周波数ｆ0の励磁信号Ｓｍを生成し、励磁コイル２１１に送出する。励磁コイル２１１に送出された励磁信号Ｓｍによって既設配管１０の金属管部１１にリモートフィールド渦流が生成され、これに伴って電磁波が発生する。
【００９１】
この際、探傷センサ２０は、図示しないケーブルドラムを巻回して探傷センサ２０を移動させ、第１受信コイル２２１の受信信号が最低となる位置、すなわち既設配管１０の健全部に置かれている。このような状態において、リモートフィールド渦流により生じた電磁波を第２受信コイル２２２で受信する。
【００９２】
ステップＳ３２において、信号処理部５０は、第２受信コイル２２２の受信信号Ｓｒ２を同期検波して、直交する２つの信号成分（Ａ2ｃｏｓφ2とＡ2ｓｉｎφ2）を作成する。
【００９３】
ステップＳ３３において、制御部７０のＣＰＵ７０１は、信号処理部５０の出力（Ａ2ｃｏｓφ2とＡ2ｓｉｎφ2）に基づいて、既設配管１０の健全部の位相差θを算出する。ＣＰＵ７０１は、さらにステップＳ３４において、算出した既設配管１０の健全部の位相差θ1を、メモリ７０２にあらかじめ記憶されている位相差補正データＤｃと照合して、θ1に最も近い位相差に対応した特定周波数ｆ1を抽出する。
【００９４】
ステップＳ３５において、制御部７０のＣＰＵ７０１は、ステップＳ３４で選択した特定周波数ｆ1の励磁信号の生成を励磁信号生成部３０に指示し、励磁信号生成部３０は、制御部７０の指示に従って周波数ｆ1の励磁信号Ｓｍを生成し、励磁コイル２１１に送出する。
【００９５】
ステップＳ３６において、信号処理部４０は、第１受信コイル２２１の受信信号Ｓｒ１を同期検波して、直交する２つの信号成分（Ａ1ｃｏｓφ1とＡ1ｓｉｎφ1）を作成する。
【００９６】
ステップＳ３７において、診断部６０は、信号処理部４０の出力に基づき、既設配管１０の外周面に損傷部がある箇所について受信信号Ｓｒ１の位相差θを算出する。診断部６０は、さらにステップＳ３８において、算出した受信信号Ｓｒ１の位相差θをメモリ６０２に記憶された減肉率基準データＤｓと照合し、算出した位相差θに最も近い位相差に対応する減肉率を抽出する。
【００９７】
このようにして抽出された減肉率は、ステップＳ３１からＳ３４までの処理により既設配管１０の電磁気特性の違いによる受信信号の変動が補正されているため、既設配管１０の減肉率の実測値に近い値となる。
【００９８】
続いてステップＳ３９において、制御部７０のＣＰＵ７０１は、図示しない移動量検出手段の出力信号から探傷センサ２０の移動量を確認し、測定対象領域の測定が全て終了したか否か判断する。未測定の領域がある場合は探傷センサ２０が次の測定位置に移動したことを確認した後ステップＳ３１の処理に戻り、対象領域の測定が全て終了した場合は処理を終了する。
【００９９】
上述した処理により得られた減肉率は、金属管部１１の電磁気特性の違いによる受信信号の変動が補正されているため、金属管部１１の減肉率について高い精度の推定が可能となる。そしてこの値に基づいて既設配管１０の損傷部の状態を検査することにより、老朽度のより正確な診断が可能となる。
【０１００】
また、上述した処理では、励磁信号Ｓｍの周波数の補正は、制御部７０のＣＰＵ７０１によって自動的に行われるため、既設配管１０の診断を行う担当者は既設配管１０の電磁気特性の違いを考慮する必要がなく、診断作業の効率化が図れる。
【０１０１】
この既設配管老朽度診断装置Ａは、以上のように構成されているので、以下のような優れた効果を備えている。
（１）浮力付与バッグ２５を備えているので、浮力付与バッグ２５にエアーを送り込んで浮力付与バッグ２５を膨らませれば、既設配管１０を流れる流体から浮力付与バッグ２５が受ける浮力によって探傷センサ２０の先端側が浮き上り、既設配管１０の管底にかかる探傷センサ２０の荷重が軽減される。したがって、探傷センサを既設配管１０内の所定位置まで移動させる際に既設配管１０の内壁面に対する摩擦抵抗が低減され、容易に探傷センサ２０を既設配管１０の所定位置まで送り込める。
そして、探傷センサ２０が既設配管１０の所定位置まで到達すると、エアー配管２７及び信号伝達用ケーブル２４内のエアー配管を介して浮力付与バッグ２５内の空気を排気すれば、浮力付与バッグ２５によって得られる浮力が小さくなり、探傷センサ２０が、探傷可能状態に既設配管１０の管底に受けられる。
したがって、この状態で信号伝達用ケーブル２５を徐々に引き抜きながら、探傷センサ２０を管底に沿って移動させれば、探傷センサ２０によって探傷センサ２０の到達位置から分岐管１３の分岐部までの既設配管１０の損傷部の有無及び損傷部の損傷度合いの診断を行うことができる。
そして、既設配管１０内を流れる流体を停止することなく探傷を行えるので、例えば、既設配管１０が配水本管などであっても、断水することなく損傷部の有無及び損傷部の損傷度合いの診断を行うことができる。
勿論、開削などの作業を必要としないので、コストダウンをはかることができる。
（２）上記のように、浮力付与バッグ２５が膨らんだ状態で、探傷センサ２０が受信コイルユニット２２の後端側が常に管底に接地した状態に保持されるので、探傷センサ２０を所定位置まで移動させる際に探傷センサ２０が反転したりすることを防止できる。
（３）バッグカバー２６を備えていて、浮力付与バッグ２５が収縮した状態では、浮力付与バッグ２５がこのバッグカバー２６に収容された状態となり、浮力付与バッグ２５が挿入や、引き抜き時に邪魔にならず、また、きずつきも防止できる。
（４）浮力付与バッグ２５の先端側が尖頭状をしているので、膨らんだ状態でスムーズに流体内を移動させることができる。
（５）浮力付与バッグ２５が膨らんだ状態で、バッグカバー２６が立ち上がるとともに、浮力付与バッグ２５の後端側がバッグカバー２６の側方にはみ出るようになるので、探傷センサ２０を励磁コイルユニット側を先頭にして流体の下流側に向かって移動させる場合、
バッグカバー２６及び浮力付与バッグ２５のバッグカバー２６の側方にはみ出た部分に流体が当たり、下流側に向かっての推進力が得られる。したがって、より軽い力で探傷センサ２０を所定位置まで移動させることができる。
（６）信号伝達用ケーブル２４が、内部のペア芯線やエアー配管、テンションメンバ等を含んでトータル比重が１に近くなるように調整したものが使用されているので、探傷センサ２０に、重量的な負荷が極力かからないようにすることができる。
（７）探傷センサ２０が、上記のように構成されているので、小型でコンパクトになるとともに、より正確な診断を行うことができる。
（８）信号伝達用ケーブル２４が、コネクタにあらかじめ定めた角度以上回転しないような捩れ逃がし機構を介して接続されているので、信号伝達用ケーブル２４の巻癖による探傷センサ２０の回転を最小限に抑え、探傷センサ２０の浮き上がりや転倒を防止する。すなわち、信号伝達用ケーブル２４は、図示しないケーブルドラムに巻き取り、もしくは巻き戻されるため、ケーブル製造時、あるいはドラムへの巻き取り、巻き戻しにより、信号伝達ケーブルに巻癖が生ずるが、既設配管１０内にケーブルを出し入れする際に、ケーブルの巻癖が捩れ逃がし機構により逃がされて、コイルユニット２１および２２が既設配管１０内でひっくり返ることがなく、正確な診断が可能となる。
【０１０２】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されない。例えば、上記の実施の形態では、既設配管が水道管であったが、既設配管としては、水道水以外に、農水や工場用水、その他の液体を搬送する配管でも構わないし、ガス配管でも構わない。
上記の実施の形態では、空気を浮力付与バッグ内に供給して浮力付与バッグを膨らますようにしていたが、ヘリウムなどのより軽量な気体を用いるようにしても構わない。
上記の実施の形態では、探傷センサが受信コイルユニット内に２つの受信コイルを備えていたが、場合によっては、第１の受信コイルだけでも構わない。
【符号の説明】
【０１０３】
Ａ  既設配管老朽度診断装置
１０  既設配管
１１  金属管部
１３  分岐管
２０  探傷センサ
２１  励磁コイルユニット
２１１  励磁コイル
２１２  第１のケーシング
２２  受信コイルユニット
２２１  第１の受信コイル
２２２  第２の受信コイル
２２３  第２のケーシング
２３  弾性連結体
２４  信号伝達用ケーブル
２５  浮力付与バッグ
２７  エアー配管（給排気管）
２６  バッグカバー
２８  スライド固定部
２９  スライダ
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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