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JP5111588B2 - Structural member inspection apparatus and structural member inspection method - Google Patents

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JP5111588B2 JP2010237845A JP2010237845A JP5111588B2 JP 5111588 B2 JP5111588 B2 JP 5111588B2 JP 2010237845 A JP2010237845 A JP 2010237845A JP 2010237845 A JP2010237845 A JP 2010237845A JP 5111588 B2 JP5111588 B2 JP 5111588B2
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Description

この発明は構造部材検査装置、構造部材検査方法に係わり、特に送電線を支持する鉄塔等の構造体に用いられる構造部材の非破壊検査を効率よく実施することを可能とする構造部材検査装置、構造部材検査方法に関する。   The present invention relates to a structural member inspection apparatus and a structural member inspection method, and in particular, a structural member inspection apparatus capable of efficiently performing a nondestructive inspection of a structural member used for a structure such as a steel tower that supports a power transmission line, The present invention relates to a structural member inspection method.

送電線を支持するために設置されている鉄塔は、山形鋼、鋼管等の構造部材によって構成されている。山形鋼の場合は腐食、亀裂、発錆等の劣化状況を外部から直接目視で観測することができるが、鋼管の場合は鋼管内部に同様の劣化が生じても直接目視で確認することができない。   The steel tower installed in order to support a power transmission line is comprised by structural members, such as angle iron and a steel pipe. In the case of angle steel, the deterioration status such as corrosion, cracking, rusting, etc. can be observed directly from the outside, but in the case of steel pipe, even if the same deterioration occurs inside the steel pipe, it cannot be directly visually confirmed. .

このような事情から、従来鋼管内部の劣化状況を判定するために、例えば熟練検査員が検査対象の鋼管をハンマー等で叩きながら、そのとき鋼管が発する音により該当検査員の経験と勘に基づいて判定する手法が行われてきた。しかし、この手法は検査員個人の技量によって検査結果にばらつきが生じうる問題があった。鋼管の内部にファイバースコープを挿入して内部の目視点検を実施する手法も用いられているが、1回の測定で診断できる箇所は限定されており、長い鋼管の軸方向の広範囲にわたって短時間で効率的に検査を実施することは困難である。   For this reason, in order to determine the deterioration status inside the conventional steel pipe, for example, a skilled inspector hits the steel pipe to be inspected with a hammer or the like, and the sound generated by the steel pipe at that time is based on the experience and intuition of the inspector. The method of judging is carried out. However, this method has a problem that the inspection result may vary depending on the skill of the individual inspector. A method is also used in which a fiberscope is inserted inside the steel pipe and the inside is visually inspected. However, the locations that can be diagnosed by a single measurement are limited, and in a short time over a wide range in the axial direction of a long steel pipe. It is difficult to carry out inspection efficiently.

一方、目視検査とは別に、超音波を用いた非破壊検査の手法も種々適用が試みられている。一般的には、鋼管の外表面から径方向内方へ向けて超音波信号を送信し、内表面からの反射波受信までの時間を測定して鋼管各部の肉厚を得る。この手法では、腐食等の劣化によって減肉が生じている部分では反射波受信までの時間が短くなるため、劣化が生じている箇所を特定することができる。しかし、測定方向が鋼管の径方向であるため、長い鋼管の全長にわたって測定を実施するには測定回数が多くなりすぎて現実的でないという問題がある。   On the other hand, apart from visual inspection, various methods of nondestructive inspection using ultrasonic waves have been tried. In general, an ultrasonic signal is transmitted from the outer surface of the steel pipe inward in the radial direction, and the time until reception of the reflected wave from the inner surface is measured to obtain the thickness of each part of the steel pipe. In this method, since the time until reception of the reflected wave is shortened in the portion where the thinning has occurred due to the deterioration such as corrosion, it is possible to identify the portion where the deterioration has occurred. However, since the measurement direction is the radial direction of the steel pipe, there is a problem that it is not practical to perform measurement over the entire length of a long steel pipe because the number of measurements is too large.

この点、近年、火力プラント等の配管の保守においては、ガイド波と呼ばれる超音波を用いた長距離検査法の適用検証が進められており、既に一部で実用化もされている。ガイド波とは、一般に、超音波であって、配管や板のように境界面を有する物体中を、反射やモード変換しながら進行する縦波や横波の干渉によって形成される弾性波と定義される。このガイド波による検査は、減衰が少ない低周波の超音波を配管の軸方向に伝播させるものであり、1つのセンサで配管軸方向に10m以上の範囲の探傷が可能であるとされる。   In this regard, in recent years, in the maintenance of piping for thermal power plants and the like, application verification of a long-distance inspection method using ultrasonic waves called guide waves has been advanced, and some have already been put into practical use. Guide waves are generally defined as elastic waves that are formed by interference of longitudinal and transverse waves that travel through reflections and mode conversion in an object having a boundary surface such as pipes and plates. The This inspection by the guide wave propagates low-frequency ultrasonic waves with little attenuation in the axial direction of the pipe, and it is assumed that flaw detection in a range of 10 m or more in the pipe axial direction is possible with one sensor.

例えば特許文献1には、ガイド波を用いた非破壊検査において、減肉部の検出精度を向上させることを目的として、管体にガイド波を送信及び前記管体からガイド波を受信して、その受信信号に基づく受信情報を取得するガイド波探傷装置と、前記受信情報を記憶する探傷波形記憶装置と、前記受信情報に基づいて探傷結果を映像化する探傷結果映像化装置と、前記探傷結果映像化装置により映像化された、異なる周波数に対する複数のガイド波検査映像の相関を取り、欠陥信号と虚像信号とを識別する演算処理を行う探傷結果診断装置とを備える非破壊検査装置が開示されている。   For example, in Patent Document 1, in a nondestructive inspection using a guide wave, for the purpose of improving the detection accuracy of the thinned portion, a guide wave is transmitted to the tube body and a guide wave is received from the tube body, Guided wave flaw detector that acquires received information based on the received signal, flaw detection waveform storage device that stores the received information, flaw detection result imaging device that visualizes flaw detection results based on the received information, and flaw detection results Disclosed is a nondestructive inspection apparatus including a flaw detection result diagnosis apparatus that performs a calculation process for identifying a defect signal and a virtual image signal by correlating a plurality of guide wave inspection images for different frequencies visualized by an imaging apparatus. ing.

特開2010−151490号公報JP 2010-151490 A

特許文献1はガイド波を用いた配管減肉部の測定精度を高めるための構成を提案しているが、送電鉄塔の構造部材として使用される鋼管の場合、その長手方向に沿って、山形鋼を用いた斜材等の補強部材、作業員が鉄塔を昇降する際の足場となるステップボルト等の部材が溶接、ボルト締結等によって設置されているため、ガイド波を軸方向に送信した場合、劣化減肉部等の目的とする箇所以外にも、これらの部材取り付け箇所から反射波が戻ってくるため、それらの雑多な反射波の中から劣化箇所を精度よく抽出することは困難であった。   Although patent document 1 has proposed the structure for raising the measurement precision of the pipe thinning part using a guide wave, in the case of the steel pipe used as a structural member of a power transmission tower, along the longitudinal direction, angle steel Since the members such as diagonal members using stepping bolts, which are used as scaffolding when workers climb up and down the tower, are installed by welding, bolt fastening, etc., when sending a guide wave in the axial direction, In addition to the target locations such as the degradation thinning part, the reflected waves return from these member mounting locations, so it was difficult to accurately extract the degraded locations from the various reflected waves. .

本発明は上記の、及び他の課題を解決するためになされたものであり、その一つの目的は、送電線を支持する鉄塔に用いられる構造部材の非破壊検査を効率よく実施することを可能とする構造部材検査装置、構造部材検査方法を提供することである。   The present invention has been made to solve the above and other problems, and one object of the present invention is to enable efficient non-destructive inspection of structural members used in steel towers that support transmission lines. A structural member inspection apparatus and a structural member inspection method are provided.

上記の目的を達成するために本発明の一態様は、構造部材の内部に発生する劣化を検出するための構造部材検査装置であって、検査対象である前記構造部材の長手軸方向に超音波を送信し、送信された前記超音波の反射波を受信する超音波送受信部と、前記構造部材に取り付けられている構造物について、その構造物の種別と前記超音波送信位置からの距離とを、前記構造部材の属性を示すデータである構造部材属性データ及び前記構造部材を互いに識別するデータである構造部材識別データと対応付けて保持している構造物データ保持部と、前記構造部材属性データ毎に、前記構造物の種別、あるいは前記構造部材に生じる劣化要因と、前記構造物の種別、あるいは前記劣化要因によって生じる反射波の波形を表すデータである反射波波形データとを対応付けて保持している波形データ保持部と、前記超音波送受信部が受信した反射波の波形である実反射波波形と、前記波形データ保持部に記録されている前記反射波波形データとで一致するものがあるか判定し、一致するものがあると判定した場合、その一致した前記反射波波形データに対応するのが構造物の種別であるか判定し、構造物の種別であると判定した場合、前記超音波送信から反射波受信までの経過時間によって当該実反射波波形を発生させた前記構造物までの前記超音波送信位置からの距離を算出し、前記構造物データ保持部に記録されている前記距離と一致するものがあるか判定し、一致するものがあると判定した場合、前記実反射波波形は前記構造部材に取り付けられた前記構造物に起因するものであり、前記構造部材に生じた劣化によるものではないと判定する反射波波形判定部とを備えていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, one aspect of the present invention is a structural member inspection apparatus for detecting deterioration occurring inside a structural member, wherein ultrasonic waves are applied in a longitudinal direction of the structural member to be inspected. An ultrasonic transmission / reception unit that receives the transmitted reflected wave of the ultrasonic wave, and the structure attached to the structural member, the type of the structure and the distance from the ultrasonic transmission position The structural member attribute data which is data indicating the attribute of the structural member and the structural member identification data which is stored in association with the structural member identification data which is data for mutually identifying the structural member, and the structural member attribute data Reflected wave waveform which is data representing the type of the structure or the deterioration factor generated in the structural member and the waveform of the reflected wave generated by the type of structure or the deterioration factor. A waveform data holding unit that holds data in association with each other, an actual reflected wave waveform that is a waveform of a reflected wave received by the ultrasonic wave transmitting / receiving unit, and the reflected wave recorded in the waveform data holding unit It is determined whether there is a match with the waveform data. If it is determined that there is a match, it is determined whether the type of the structure corresponds to the matched reflected wave waveform data. If it is determined, the distance from the ultrasonic transmission position to the structure that has generated the actual reflected wave waveform is calculated according to the elapsed time from the ultrasonic transmission to the reception of the reflected wave, and the structure data It is determined whether or not there is a match with the distance recorded in the holding unit, and when it is determined that there is a match, the actual reflected wave waveform is caused by the structure attached to the structural member. Yes, before Characterized in that it includes a not a determining reflected wave waveform judgment unit due deterioration occurring in the structural member.

本発明の一態様に係る構造部材検査装置、構造部材検査方法によれば、送電線を支持する鉄塔等の構造体に用いられる構造部材の非破壊検査を効率よく実施することが可能となる。   According to the structural member inspection apparatus and the structural member inspection method according to one aspect of the present invention, it is possible to efficiently perform a nondestructive inspection of a structural member used for a structure such as a steel tower that supports a power transmission line.

本発明の一実施形態に係る鋼管検査装置100による鋼管検査の状況を示す図である。It is a figure which shows the condition of the steel pipe test | inspection by the steel pipe test | inspection apparatus 100 which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る鋼管検査装置100による鋼管検査の状況を示す図である。It is a figure which shows the condition of the steel pipe test | inspection by the steel pipe test | inspection apparatus 100 which concerns on one Embodiment of this invention. 鋼管検査装置100によって検出される反射波の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the reflected wave detected by the steel pipe inspection apparatus. 鋼管検査装置100のハードウェア構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the hardware constitutions of the steel pipe inspection apparatus. 鋼管検査装置100のソフトウェア構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the software structure of the steel pipe inspection apparatus. 判定用データ記憶部156の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the data storage part for determination 156. FIG. 鋼管検査装置100によって実行される鋼管検査処理フローの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the steel pipe inspection process flow performed by the steel pipe inspection apparatus.

以下、本発明をその一実施形態に即して添付図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in accordance with an embodiment thereof with reference to the accompanying drawings.

==ガイド波を用いた鋼管検査の概要==
図1、図2に、ガイド波を用いて送電線鉄塔等の構造部材である鋼管の非破壊検査を実施する様子を模式的に示している。図1の例は、ガイド波を用いて送電線鉄塔の支柱等を構成する構造部材10の劣化を検査する状況を示し、構造部材10は鋼管11(管状構造部材)によって構成されており、その鋼管10には、他の構造部材10との間に設けられる水平材、斜材等の補強部材12、点検時等に作業員が構造部材10を昇降する際の足場として使用するステップボルト13等が、溶接、ボルト締結等により取り付けられている。図2は、後述する超音波探触子ユニット20を含む構造部材10の横断面を示している。
== Overview of steel pipe inspection using guide waves ==
FIG. 1 and FIG. 2 schematically show how a nondestructive inspection of a steel pipe, which is a structural member such as a transmission line tower, is performed using a guide wave. The example of FIG. 1 shows the situation which inspects deterioration of the structural member 10 which comprises the support | pillar of a power transmission line tower, etc. using a guide wave, and the structural member 10 is comprised with the steel pipe 11 (tubular structural member), The steel pipe 10 includes a horizontal member provided between the structural member 10 and a reinforcing member 12 such as a diagonal member, a step bolt 13 used as a scaffold for an operator to raise and lower the structural member 10 at the time of inspection, and the like. However, it is attached by welding, bolt fastening or the like. FIG. 2 shows a cross section of the structural member 10 including the ultrasonic probe unit 20 described later.

この構造部材10を構成している鋼管11の内部の劣化状況を、ガイド波を用いて検査する。まず、あらかじめ各構造部材10について決定してある設置位置に、鋼管検査装置100に接続されている超音波探触子ユニット20を、鋼管11を取り囲むようにリング状に設置する。鋼管検査装置100は本発明の一実施形態に係わる構造部材検査装置であり、その構成及び作用については後述する。   The state of deterioration inside the steel pipe 11 constituting the structural member 10 is inspected using a guide wave. First, the ultrasonic probe unit 20 connected to the steel pipe inspection apparatus 100 is installed in a ring shape so as to surround the steel pipe 11 at an installation position determined in advance for each structural member 10. The steel pipe inspection apparatus 100 is a structural member inspection apparatus according to an embodiment of the present invention, and the configuration and operation thereof will be described later.

超音波探触子ユニット20は、鋼管11の周囲にリング状に取り付けることが可能な治具であり、例えば適宜の締結手段によって互いに固定することができる半円弧状の部材をペアとして構成される。超音波探触子ユニット20の内面側には、複数の超音波探触子30(図2の例では8個)が等間隔で鋼管11の外周囲に密接して配置されるように構成されている。   The ultrasonic probe unit 20 is a jig that can be attached to the periphery of the steel pipe 11 in a ring shape, and is configured as a pair of semicircular arc members that can be fixed to each other by appropriate fastening means, for example. . A plurality of ultrasonic probes 30 (eight in the example of FIG. 2) are arranged on the inner surface side of the ultrasonic probe unit 20 in close contact with the outer periphery of the steel pipe 11 at equal intervals. ing.

超音波探触子30は、ガイド波Gを鋼管11の軸方向に送信する送信部と、鋼管11内部の劣化部分等で反射されて戻ってくる反射波Gを受信する受信部とを一体として構成されている。前記のように、鋼管11には、補強部材12、ステップボルト13等の部材が取り付けられているため、鋼管11内部に生じている劣化部分(例えば腐食による減肉部)だけでなく、これら部材取り付け部からも反射波が戻ってきて超音波探触子30の受信部で受信される。鋼管内部の劣化を検査する目的からは、このような取り付け部材に起因する反射波はノイズとなる。 Ultrasound probe 30, a transmission unit for transmitting the guided waves G T in the axial direction of the steel pipe 11, and a receiver for receiving the incoming reflected wave G R that reflected back by the steel tube 11 inside the degraded portion such It is configured as a unit. As described above, since members such as the reinforcing member 12 and the step bolt 13 are attached to the steel pipe 11, not only the deteriorated portion (for example, the reduced thickness due to corrosion) generated inside the steel pipe 11, but also these members. The reflected wave also returns from the mounting portion and is received by the receiving portion of the ultrasonic probe 30. For the purpose of inspecting the deterioration inside the steel pipe, the reflected wave caused by such an attachment member becomes noise.

図1の例では、超音波探触子ユニット20の取り付け位置からそれぞれ距離L、Lの位置にステップボルト13と補強部材12とが取り付けられている。また、超音波探触子ユニット20の取り付け位置から距離Lの位置には腐食による減肉部14があるものとする。この場合、超音波探触子30からガイド波Gを送信してその反射波Gを観測すると、例えば図3に模式的に示す反射波波形が得られる。図3は縦軸に振幅Mを、横軸にガイド波G送信からの時間Tをとって模式的に反射波波形を示している。 In the example of FIG. 1, the step bolt 13 and the reinforcing member 12 are attached at positions of distances L 1 and L 3 from the attachment position of the ultrasonic probe unit 20, respectively. Further, at a distance L 2 from the mounting position of the ultrasonic probe unit 20 and that there is thinning portion 14 due to corrosion. In this case, when observing the reflected wave G R sends a guided wave G T from the ultrasound probe 30, the reflected wave waveform shown schematically in Figure 3 obtained for example. Figure 3 is an amplitude M on the vertical axis, the horizontal axis represents the time T from the guide wave G R transmits shows schematically the reflected waveform.

前記のように、超音波探触子30からの距離は、ステップボルト13、減肉部14、補強部材12の順に遠くなり、それらの反射波は、図3に例示するように、鋼管11内を伝播する超音波の音速と超音波探触子30からの距離に依存して、ガイド波G送信からそれぞれ時間t、t、t経過後に超音波探触子30で受信される。鋼管11の物理的特性、例えば鋼管11の材質、外径、肉厚等が特定された場合、ステップボルト13、減肉部14、補強部材12等の、ガイド波を反射させる要因に対応する反射波波形はあらかじめ特定することができる。したがって、ステップボルト13、補強部材12といった、鋼管11に取り付けられている部材について、その取り付け位置に対応付けて、前記鋼管11の物理的特性に対する反射波波形を実験等により記録しておけば、超音波探触子30により実際に計測して得られた実反射波波形とパターンマッチング等の手法で比較することにより、減肉部14等の劣化部分からの反射波と確実に判別することができる。また、腐食、亀裂、発錆等が生じている劣化部分についても、前記鋼管11の物理的特性に対する反射波波形を実験等により記録しておけば、超音波探触子30により実際に計測して得られた実反射波波形とパターンマッチング等の手法で比較することにより、劣化部分からの反射波であることを特定することができる。 As described above, the distance from the ultrasonic probe 30 increases in the order of the step bolt 13, the thinned portion 14, and the reinforcing member 12, and the reflected waves thereof are within the steel pipe 11 as illustrated in FIG. 3. depending on the distance from the ultrasonic wave sound velocity and ultrasonic probe 30 to propagate, and is received by the guide wave G T from each transmission time t 1, t 2, t 3 after the ultrasonic probe 30 . When the physical characteristics of the steel pipe 11, for example, the material, outer diameter, thickness, etc. of the steel pipe 11 are specified, the reflection corresponding to the factors that reflect the guide wave, such as the step bolt 13, the thinned portion 14, the reinforcing member 12, etc. The wave waveform can be specified in advance. Therefore, for members attached to the steel pipe 11 such as the step bolt 13 and the reinforcing member 12, if the reflected wave waveform with respect to the physical characteristics of the steel pipe 11 is recorded by experiments or the like in association with the attachment position, By comparing the actual reflected wave waveform actually obtained by the ultrasonic probe 30 with a method such as pattern matching, it is possible to reliably discriminate the reflected wave from the deteriorated portion such as the thinned portion 14. it can. In addition, for the deteriorated portion where corrosion, cracking, rusting, etc. occur, if the reflected wave waveform with respect to the physical characteristics of the steel pipe 11 is recorded by experiments or the like, it is actually measured by the ultrasonic probe 30. By comparing the actual reflected wave waveform obtained in this way with a method such as pattern matching, it is possible to identify the reflected wave from the deteriorated portion.

==鋼管検査装置100の構成==
次に、本実施形態の鋼管検査装置100の構成について、図4〜図6を参照して説明する。図4は鋼管検査装置100のハードウェア構成の一例を示す図、図5は鋼管検査装置100のソフトウェア構成の一例を示す図である。図1、図2に示したように、鋼管検査装置100は、検査対象である鋼管11に設置される超音波探触子ユニット20に接続される。
== Configuration of Steel Pipe Inspection Apparatus 100 ==
Next, the structure of the steel pipe inspection apparatus 100 of this embodiment is demonstrated with reference to FIGS. 4 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the steel pipe inspection apparatus 100, and FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a software configuration of the steel pipe inspection apparatus 100. As shown in FIGS. 1 and 2, the steel pipe inspection apparatus 100 is connected to an ultrasonic probe unit 20 installed in a steel pipe 11 to be inspected.

図4に示すように、鋼管検査装置100は、ガイド波送受信部110(超音波送受信部)、A/D変換部120、入出力インタフェース(以下「入出力I/F」)130、プロセッサ141、メモリ142、補助記憶装置143、入力装置144、出力装置145、及び通信インタフェース(以下「通信I/F」)146を備えている。入出力I/F130、プロセッサ141、メモリ142、補助記憶装置143、入力装置144、出力装置145、及び通信I/F146は、バス147によって相互に通信可能に接続されている。   As shown in FIG. 4, the steel pipe inspection apparatus 100 includes a guide wave transmission / reception unit 110 (ultrasonic transmission / reception unit), an A / D conversion unit 120, an input / output interface (hereinafter “input / output I / F”) 130, a processor 141, A memory 142, an auxiliary storage device 143, an input device 144, an output device 145, and a communication interface (hereinafter “communication I / F”) 146 are provided. The input / output I / F 130, the processor 141, the memory 142, the auxiliary storage device 143, the input device 144, the output device 145, and the communication I / F 146 are connected via a bus 147 so as to communicate with each other.

ガイド波送受信部110は、図1、図2に例示した超音波探触子30と電気的に接続されており、超音波探触子30にガイド波を送信させるための送信信号を生成する発振器、増幅器を含む送信部と、超音波探触子30が受信した反射波に基づく電気信号(以下「反射波信号」という。)を受信する受信部とを備える。   The guide wave transmission / reception unit 110 is electrically connected to the ultrasonic probe 30 illustrated in FIGS. 1 and 2, and an oscillator that generates a transmission signal for causing the ultrasonic probe 30 to transmit a guide wave. A transmitter including an amplifier, and a receiver that receives an electrical signal (hereinafter referred to as a “reflected wave signal”) based on the reflected wave received by the ultrasonic probe 30.

A/D変換部120は、ガイド波送受信部110から、超音波探触子30が受信した反射波から得られた反射波信号を受信して、その反射波信号をデジタル信号に変換する機能を備えたA/D変換回路である。変換後の反射波デジタル信号は、入出力I/F130へ送信される。   The A / D conversion unit 120 has a function of receiving a reflected wave signal obtained from the reflected wave received by the ultrasonic probe 30 from the guide wave transmitting / receiving unit 110 and converting the reflected wave signal into a digital signal. An A / D conversion circuit provided. The converted reflected wave digital signal is transmitted to the input / output I / F 130.

入出力I/F130は、A/D変換部120からの反射波デジタル信号を後述のプロセッサ141に引き渡すインタフェース回路としての入力インタフェース部と、プロセッサ141からのガイド波送信トリガ信号をガイド波送受信部110の送信部に引き渡す出力インタフェース部とを備えている。   The input / output I / F 130 includes an input interface unit as an interface circuit that delivers a reflected wave digital signal from the A / D conversion unit 120 to a processor 141 described later, and a guide wave transmission trigger signal from the processor 141 as a guide wave transmission / reception unit 110. And an output interface unit handed over to the transmitting unit.

プロセッサ141は、後述する鋼管検査装置100の機能を実現する各プログラムを実行するための中央処理装置であり、例えばCPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)等として構成される。メモリ142は、プログラム、各種テーブル等を格納しておく記憶媒体であり、例えばRAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)を含んで構成される。補助記憶装置143は、プログラム、各種判定結果データ等を格納するための記憶媒体であり、例えばハードディスクドライブ(Hard Disk Drive、HDD)、半導体記憶ドライブ(Solid State Drive、SSD)等で構成される。   The processor 141 is a central processing unit for executing each program for realizing the functions of the steel pipe inspection device 100 described later, and is configured as a CPU (Central Processing Unit), an MPU (Micro Processing Unit), or the like, for example. The memory 142 is a storage medium that stores programs, various tables, and the like, and includes, for example, a RAM (Random Access Memory) and a ROM (Read Only Memory). The auxiliary storage device 143 is a storage medium for storing a program, various determination result data, and the like, and includes, for example, a hard disk drive (Hard Disk Drive, HDD), a semiconductor storage drive (Solid State Drive, SSD), and the like.

入力装置144は、本検査装置100のユーザからの操作入力を受け付けるためのユーザインタフェースであり、例えばキーボード、マウス、タッチパネル等のデバイスで構成される。出力装置145は、ユーザインタフェース用画面、判定結果データ等を出力するためのデータ出力部であり、例えば液晶モニタ、プリンタ等で構成される。通信インタフェース146は、他の装置との間での通信機能を提供する部分であり、例えばNIC(Network Interface Card)等を備えて構成される。本検査装置100は、送電鉄塔等が設置されている遠隔地で使用される頻度が高いため、通信I/F146は、無線LAN機能、あるいは移動体通信網とのデータ交換機能を備えることが望ましい。   The input device 144 is a user interface for accepting an operation input from a user of the inspection apparatus 100, and includes, for example, devices such as a keyboard, a mouse, and a touch panel. The output device 145 is a data output unit for outputting a user interface screen, determination result data, and the like, and includes, for example, a liquid crystal monitor, a printer, and the like. The communication interface 146 is a part that provides a communication function with other devices, and includes, for example, a NIC (Network Interface Card). Since this inspection apparatus 100 is frequently used in a remote place where a transmission tower is installed, it is desirable that the communication I / F 146 has a wireless LAN function or a data exchange function with a mobile communication network. .

一般に、入出力I/F130、プロセッサ141、メモリ142、補助記憶装置143、入力装置144、出力装置145、及び通信I/F146は、ノート型パーソナルコンピュータ(ノートPC)等のモバイルコンピュータとして構成することができる。その場合は、本検査装置100特有のガイド波送受信部110、A/D変換部120、入出力I/F130は、ノートPCにUSB(Universal Serial Bus)等の外部インタフェースを通じて接続可能なユニット構造として構成することができる。もちろん図4に図示する鋼管検査装置100を専用の装置として一体に構成することもできる。   In general, the input / output I / F 130, the processor 141, the memory 142, the auxiliary storage device 143, the input device 144, the output device 145, and the communication I / F 146 are configured as a mobile computer such as a notebook personal computer (notebook PC). Can do. In that case, the guide wave transmission / reception unit 110, the A / D conversion unit 120, and the input / output I / F 130 unique to the inspection apparatus 100 have a unit structure that can be connected to a notebook PC through an external interface such as a USB (Universal Serial Bus). Can be configured. Of course, the steel pipe inspection apparatus 100 illustrated in FIG. 4 can be integrally configured as a dedicated apparatus.

なお、後述するが、本検査装置100で稼働するオペレーティングシステム(Operating System、 OS)は特に特定のシステムに限定されることはない。例えばWindows(登録商標)、UNIX(登録商標)系のオペレーティングシステム、例えばLinux(登録商標)がこのOSとして好適に用いられる。   In addition, although mentioned later, the operating system (Operating System, OS) which operate | moves with this test | inspection apparatus 100 is not specifically limited to a specific system. For example, Windows (registered trademark) and UNIX (registered trademark) operating systems such as Linux (registered trademark) are preferably used as the OS.

次に、本実施形態の鋼管検査装置100のソフトウェア構成について説明する。図5に、鋼管検査装置100のソフトウェア構成の一例を示している。図5に示すように、鋼管検査装置100は、データI/O部151、OS152、測定管理部153、反射波波形判定部154、判定結果処理部155、及び判定用データ記憶部156を備えている。   Next, the software configuration of the steel pipe inspection apparatus 100 of this embodiment will be described. FIG. 5 shows an example of the software configuration of the steel pipe inspection apparatus 100. As shown in FIG. 5, the steel pipe inspection apparatus 100 includes a data I / O unit 151, an OS 152, a measurement management unit 153, a reflected wave waveform determination unit 154, a determination result processing unit 155, and a determination data storage unit 156. Yes.

データI/O部151は、OS152の制御下で、プロセッサ141と、入力装置144、出力装置145、通信I/F146、及び入出力I/F130との間でのデータ入出力処理を実行する。   The data I / O unit 151 executes data input / output processing between the processor 141 and the input device 144, output device 145, communication I / F 146, and input / output I / F 130 under the control of the OS 152.

OS152は、データI/O部151によるデータ入出力処理、測定管理部153、反射波波形判定部154、及び判定結果処理部155の動作のための基盤を提供する基本ソフトウェアである。OS152として、本検査装置100のハードウェア構成に関して前記例示したような各種ソフトウェアを採用することができる。   The OS 152 is basic software that provides a basis for data input / output processing by the data I / O unit 151, operations of the measurement management unit 153, the reflected wave waveform determination unit 154, and the determination result processing unit 155. As the OS 152, various kinds of software exemplified above with respect to the hardware configuration of the inspection apparatus 100 can be adopted.

測定管理部153は、測定対象である構造部材10(図1参照)に超音波探触子ユニット20を設置した後、入出力I/F130を通じてガイド波送受信部110にガイド波送信を指示するトリガ信号を送信し、ガイド波送受信部110からA/D変換部120を通じて反射波デジタル信号を受け取り、後述する反射波波形判定部154にそのデータを引き渡す処理を主に実現する。また、測定管理部153は、これ以外に、本実施形態の鋼管検査装置100の機能を実現する際に必要となる他のデータ処理(ガイド波送信から各反射波受信までの時間算出等)を実行するように構成することができ、どのようなデータ処理を実行させるかは、設計上の要請にしたがって適宜決定することができる。   The measurement management unit 153 is a trigger that instructs the guide wave transmission / reception unit 110 to transmit a guide wave through the input / output I / F 130 after installing the ultrasound probe unit 20 on the structural member 10 (see FIG. 1) to be measured. A process of transmitting a signal, receiving a reflected wave digital signal from the guide wave transmitting / receiving unit 110 through the A / D conversion unit 120, and delivering the data to a reflected wave waveform determination unit 154 to be described later is mainly realized. In addition to this, the measurement management unit 153 performs other data processing (such as time calculation from transmission of the guide wave to reception of each reflected wave) necessary for realizing the function of the steel pipe inspection apparatus 100 of the present embodiment. It can be configured to execute, and what kind of data processing is executed can be appropriately determined according to a design requirement.

反射波波形判定部154は、ガイド波送受信部110、A/D変換部120、及び入出力I/F130を通じて入力された反射波デジタル信号(実反射波波形)を、あらかじめ後述する判定用データ記憶部156に記憶させてある波形サンプルデータと比較演算処理するパターンマッチング処理を実行する機能ブロックである。後述するが、波形サンプルデータとしては、鋼管11等に取り付けられている補強部材12、ステップボルト13等の構造物、あるいは鋼管11内部の腐食等の劣化部位においてガイド波が反射されることにより生じた反射波をサンプリングして得た波形データが格納されている。パターンマッチング処理の技法としては、例えばサポートベクターマシンによる演算処理が好適に適用される。サポートベクターマシンについては、例えば、赤穂昭太郎著、「カーネル多変量解析」、岩波書店、2008年11月に詳しい。もちろんサポートベクターマシン以外の他の技法を適用してもよい。   The reflected wave waveform determination unit 154 stores a reflected wave digital signal (actual reflected wave waveform) input through the guide wave transmission / reception unit 110, the A / D conversion unit 120, and the input / output I / F 130 in advance as a determination data storage described later. 6 is a functional block that executes pattern matching processing for performing comparison calculation processing with waveform sample data stored in the unit 156. As will be described later, the waveform sample data is generated when the guide wave is reflected at a structure such as a reinforcing member 12 attached to the steel pipe 11 or the like, a step bolt 13 or a deterioration portion such as corrosion inside the steel pipe 11. Waveform data obtained by sampling the reflected wave is stored. As a pattern matching processing technique, for example, arithmetic processing using a support vector machine is preferably applied. For more information on support vector machines, see, for example, Shotaro Ako, “Kernel Multivariate Analysis”, Iwanami Shoten, November 2008. Of course, other techniques other than the support vector machine may be applied.

なお、受信された各反射波については、反射波波形を示す反射波デジタル信号とともにガイド波送信から反射波受信までの所要時間である反射波受信時間が測定管理部153で算出されて受信されるので、反射波波形判定部154では、その反射波受信時間を用いて反射波が生じる原因となった対象物までの超音波探触子30からの距離も得ることができる。   In addition, about each received reflected wave, the reflected wave reception time which is a required time from guide wave transmission to reflected wave reception is calculated and received by the measurement management part 153 with the reflected wave digital signal which shows a reflected wave waveform. Therefore, the reflected wave waveform determination unit 154 can also obtain the distance from the ultrasonic probe 30 to the target object that caused the reflected wave using the reflected wave reception time.

判定結果処理部155は、反射波波形判定部154による反射波デジタル信号の判別結果を受信し、反射波の原因となった対象物、その対象物までの距離等を所定の出力形式で鋼管検査装置100の出力装置145などに送信する処理を実行する。   The determination result processing unit 155 receives the determination result of the reflected wave digital signal by the reflected wave waveform determination unit 154, and inspects the object that caused the reflected wave, the distance to the object, and the like in a predetermined output format. A process of transmitting to the output device 145 or the like of the device 100 is executed.

次に、判定用データ記憶部156について説明する。図6に、判定用データ記憶部156の一例を示している。この判定用データ記憶部156は、ガイド波送受信部110で受信された反射波がどのような要因によって生じたものであるかを判定し、それにより検査対象である鋼管11等を含む構造部材10に腐食等の劣化が生じているか判定するための判定用データを格納している。判定用データ記憶部156は、例えばメモリ142又は補助記憶装置143に設定して記憶させておく。   Next, the determination data storage unit 156 will be described. FIG. 6 shows an example of the determination data storage unit 156. The determination data storage unit 156 determines what causes the reflected wave received by the guide wave transmission / reception unit 110 is generated, and thereby the structural member 10 including the steel pipe 11 or the like to be inspected. It stores determination data for determining whether deterioration such as corrosion has occurred. The determination data storage unit 156 is set and stored in the memory 142 or the auxiliary storage device 143, for example.

図6に示すように、本実施形態では、判定用データ記憶部156には、構造物データテーブル1561(構造物データ保持部)と、波形サンプルデータテーブル1562(波形データ保持部)とが設定され記憶されている。構造物データテーブル1561は、ガイド波に対して反射波を発生させる要因となるが、劣化部位とは区別される要因、すなわち補強部材12、ステップボルト13等のあらかじめ鋼管11に取り付けられている構造物についてのデータを格納している。構造物データテーブル1561には、構造部材識別データ15611、構造部材属性データ15612、構造種別15613、距離15614の各項目が対応付けて記憶されている。   As shown in FIG. 6, in this embodiment, a structure data table 1561 (structure data holding unit) and a waveform sample data table 1562 (waveform data holding unit) are set in the determination data storage unit 156. It is remembered. The structure data table 1561 is a factor that generates a reflected wave with respect to the guide wave, but is a factor that is distinguished from a deteriorated part, that is, a structure that is attached to the steel pipe 11 in advance such as the reinforcing member 12 and the step bolt 13. Stores data about things. In the structure data table 1561, items of structural member identification data 15611, structural member attribute data 15612, structure type 15613, and distance 15614 are stored in association with each other.

構造部材識別データ15611は、送電鉄塔等を構成している構造部材を、測定対象となる単位で分類し、それぞれに識別符号を付したものである。例えば、図6に示すように、ある送電鉄塔「第1鉄塔」のある一角に配置されている鋼管支柱の内、最下部にある鋼管を単位の測定対象として「1号鋼管」と命名し、テーブル1561上で「第1鉄塔1号鋼管」と記録することができる。単位測定対象の選定方、命名の仕方は、適宜決定すればよい。   The structural member identification data 15611 is obtained by classifying structural members constituting a power transmission tower or the like by a unit to be measured and attaching an identification code thereto. For example, as shown in FIG. 6, a steel pipe strut arranged at one corner of a certain power transmission tower “first tower”, the steel pipe at the bottom is named “No. 1 steel pipe” as a unit of measurement object, On the table 1561, it can be recorded as “No. 1 steel tower No. 1 steel pipe”. What is necessary is just to determine suitably how to select a unit measurement object and the naming method.

構造部材属性データ15612は、構造部材識別データ15611で特定される構造部材が有する属性、本実施形態ではその構造部材の材質、外径、肉厚を記録している。図6の例では、第1鉄塔1号鋼管に使用されているのは炭素鋼鋼管であり、その外径、肉厚がそれぞれ190.7mm、7.0mmであることを表している。   The structural member attribute data 15612 records attributes of the structural member specified by the structural member identification data 15611, and in this embodiment, the material, outer diameter, and thickness of the structural member. In the example of FIG. 6, it is a carbon steel pipe that is used for the No. 1 steel tower No. 1 steel pipe, and its outer diameter and wall thickness are 190.7 mm and 7.0 mm, respectively.

構造種別15613は、構造部材識別データ15611で特定される構造部材に取り付けられている構造物の種別を識別符号で表しており、後述する距離15614の項目と対応付けられている。図6の例では、構造種別15613として「SB(Step Bolt)」(=ステップボルト)、「BR(BRace)」(=斜材)が記録されているが、これ以外の構造物があれば適宜識別符号を定めて追加記録することができる。   The structure type 15613 represents the type of the structure attached to the structural member specified by the structural member identification data 15611 with an identification code, and is associated with an item of distance 15614 described later. In the example of FIG. 6, “SB (Step Bolt)” (= step bolt) and “BR (BRace)” (= diagonal material) are recorded as the structure type 15613. An identification code can be determined and additionally recorded.

距離15614は、対応付けられている構造種別15613で示される構造物が、測定時の超音波探触子30の位置からいかほどの距離にあるかを、ミリメートル単位で記録している。図6の例では、第1鉄塔1号鋼管には、例えば測定時超音波探触子30の位置から500mmの位置にステップボルト13が取り付けられていることを示している。   The distance 15614 records in millimeters how far the structure indicated by the associated structure type 15613 is from the position of the ultrasonic probe 30 at the time of measurement. In the example of FIG. 6, it is shown that the step bolt 13 is attached to the first steel tower No. 1 steel pipe, for example, at a position of 500 mm from the position of the ultrasonic probe 30 at the time of measurement.

構造物データテーブル1561は、測定対象となる構造部材毎に、その設計データ、補修記録等に基づいて、本試験装置100の運用開始前に設定しておくものである。   The structure data table 1561 is set for each structural member to be measured before starting the operation of the test apparatus 100 based on design data, repair records, and the like.

次に、波形サンプルデータテーブル1562について説明する。波形サンプルデータテーブル1562は、特定の属性を備えた構造部材毎に、各種要因によってガイド波が反射された場合の反射波波形データを、サンプルとして記録しているテーブルである。波形サンプルデータテーブル1562は、構造部材属性データ15621毎に、要因種別15622と波形サンプルデータ15623とを対応付けて記録している。   Next, the waveform sample data table 1562 will be described. The waveform sample data table 1562 is a table that records, as a sample, reflected wave waveform data when a guide wave is reflected by various factors for each structural member having a specific attribute. The waveform sample data table 1562 records a factor type 15622 and waveform sample data 15623 in association with each other for each structural member attribute data 15621.

構造部材属性データ15621は、構造物データテーブル1561における構造部材属性データ15612と同じ内容である。要因種別15622は、ガイド波を反射する要因となった対象物を特定している項目であり、例えば鋼管11内部の亀裂を伴う劣化部位(劣化(亀裂))、鋼管11に取り付けられたステップボルト13(SB)等と記録される。波形サンプルデータテーブル1562は、各要因種別15622によってガイド波が反射された場合に生じる反射波の波形サンプルデータを、デジタル値として記録している項目であり、反射波波形判定部154は、ガイド波送受信部110から受け取った測定時の反射波波形データをこの波形サンプルデータと比較することにより、いずれの要因で発生した反射波であるかを特定することができる。これらの波形サンプルデータ15623は、構造部材属性データ15621で特定される構造部材について、各要因によって実際に測定された反射波波形データをサンプリングすることによりあらかじめ蓄積しておく。   The structural member attribute data 15621 has the same contents as the structural member attribute data 15612 in the structure data table 1561. The factor type 15622 is an item that identifies the target object that reflects the guide wave. For example, a degradation portion (degradation (crack)) with a crack in the steel pipe 11, a step bolt attached to the steel pipe 11 13 (SB) or the like is recorded. The waveform sample data table 1562 is an item in which waveform sample data of a reflected wave generated when a guide wave is reflected by each factor type 15622 is recorded as a digital value. The reflected wave waveform determination unit 154 includes a guide wave. By comparing the reflected wave waveform data at the time of measurement received from the transmission / reception unit 110 with the waveform sample data, it is possible to specify which factor caused the reflected wave. The waveform sample data 15623 is accumulated in advance by sampling the reflected wave waveform data actually measured by each factor for the structural member specified by the structural member attribute data 15621.

==鋼管検査処理フローの説明==
次に、以上の構成によって実現される鋼管検査装置100で実行されるデータ処理について説明する。図7に、鋼管検査装置100によって実行される処理フローの一例を示している。なお、図7において、各処理ステップに付した符号の「S」の文字は、「Step」を表している。本処理フローが起動される前提として、測定対象である鋼管11には超音波探触子ユニット20が所定位置に設置されているものとする。
== Explanation of steel pipe inspection processing flow ==
Next, data processing executed by the steel pipe inspection apparatus 100 realized by the above configuration will be described. In FIG. 7, an example of the processing flow performed by the steel pipe inspection apparatus 100 is shown. In FIG. 7, the letter “S” of the reference numerals given to the respective processing steps represents “Step”. As a premise for starting this processing flow, it is assumed that the ultrasonic probe unit 20 is installed at a predetermined position in the steel pipe 11 to be measured.

まず、検査装置100の測定管理部153は、測定者が入力装置144から入力した測定対象を特定する情報である構造部材識別データ15611(例えば「第1鉄塔1号鋼管」)に基づいて、構造物データテーブル1561を判定用データとして判定用データ記憶部156から取得する(S701、S702)。この際、測定管理部153は、構造部材属性データ15612、15621によって対応付けられている波形サンプルデータテーブル1562もあわせて取得する。   First, the measurement management unit 153 of the inspection apparatus 100 has a structure based on structural member identification data 15611 (for example, “No. 1 steel tower No. 1 steel pipe”) that is information specifying a measurement object input from the input device 144 by the measurer. The object data table 1561 is acquired from the determination data storage unit 156 as determination data (S701, S702). At this time, the measurement management unit 153 also acquires the waveform sample data table 1562 associated with the structural member attribute data 15612, 15621.

次いで、測定管理部153は、ガイド波送受信部110に対してガイド波送信のトリガ信号を送って超音波探触子30から鋼管11へガイド波を送信させる(S703)。送信されたガイド波に対して、測定対象である鋼管11からは、様々な要因によって反射波が返ってくるが、これらの反射波は超音波探触子30によって受信されガイド波送受信部110、A/D変換部120を通じて反射波デジタル信号として測定管理部153によって受信される(S704)。   Next, the measurement management unit 153 transmits a guide wave transmission trigger signal to the guide wave transmission / reception unit 110 to transmit a guide wave from the ultrasonic probe 30 to the steel pipe 11 (S703). With respect to the transmitted guide wave, a reflected wave is returned from the steel pipe 11 to be measured due to various factors, and these reflected waves are received by the ultrasonic probe 30 and guided wave transmission / reception unit 110, The measurement management unit 153 receives the reflected wave digital signal through the A / D conversion unit 120 (S704).

測定管理部153は、受信した反射波から反射波波形を抽出する(S705)。この際、測定管理部153は、受信した反射波の振幅を所定の閾値と比較して反射波振幅が上回ったと判定した部位をなんらかの要因による反射波であると判定してその波形を抽出することができるが、他の判定基準、他の抽出方法を採用してもよい。またこのとき、抽出された個々の反射波波形について、ガイド波送信から計測した受信時間を算出する。   The measurement management unit 153 extracts a reflected wave waveform from the received reflected wave (S705). At this time, the measurement management unit 153 compares the amplitude of the received reflected wave with a predetermined threshold value, determines that the portion where the reflected wave amplitude is greater is a reflected wave due to some factor, and extracts the waveform. However, other criteria and other extraction methods may be employed. At this time, the reception time measured from the guide wave transmission is calculated for each extracted reflected wave waveform.

次いで、鋼管検査装置100の反射波波形判定部154は、測定管理部153から抽出された反射波波形の内、1番目の反射波波形(ガイド波送信後最も早く検出された反射波の波形)を取得し(S706)、S702で取得した波形サンプルデータテーブル1562に記録されている波形サンプルデータ15623と比較し、要因種別15622が補強部材12(符号 BR)等の構造物に対応するものがあるか判定する(S707)。構造物に該当すると判定した場合(S707、Yes)、反射波波形判定部154は、S705で得られたガイド波送信から判定対象の反射波受信までの時間と構造物データテーブル1561に記録されている構造部材属性データ15612の材質に基づいて、超音波探触子30から当該構造物までの距離を算出して構造物データテーブル1561の距離15614と一致する該当構造物が記録されているか判定する(S708)。該当構造物があると判定した場合(S708、Yes)、反射波波形判定部154は、対象の反射波波形が測定対象の構造部材についてあらかじめ登録されている構造物であるとしてそれ以上の処理はせず、測定管理部153に次の未判定反射波波形があるか調べる(S712)。なお、本明細書中で使用する、数値あるいは波形が「一致する」という用語は、対比する数値あるいは波形同士が完全に同一であるほか、両者の差異が一定の許容範囲内にある場合も含むものとする。   Next, the reflected wave waveform determination unit 154 of the steel pipe inspection apparatus 100 has the first reflected wave waveform (the waveform of the reflected wave detected earliest after transmission of the guide wave) among the reflected wave waveforms extracted from the measurement management unit 153. (S706), and compared with the waveform sample data 15623 recorded in the waveform sample data table 1562 acquired in S702, the factor type 15622 corresponds to the structure such as the reinforcing member 12 (reference symbol BR). Whether or not (S707). When it is determined that the object corresponds to the structure (S707, Yes), the reflected wave waveform determination unit 154 is recorded in the structure data table 1561 with the time from the guide wave transmission obtained in S705 to the reception of the reflected wave to be determined. Based on the material of the structural member attribute data 15612, the distance from the ultrasonic probe 30 to the structure is calculated, and it is determined whether the corresponding structure that matches the distance 15614 of the structure data table 1561 is recorded. (S708). When it is determined that there is a corresponding structure (S708, Yes), the reflected wave waveform determination unit 154 determines that the reflected wave waveform of the target is a structure registered in advance with respect to the structural member to be measured. Without checking, the measurement management unit 153 checks whether there is a next undecided reflected wave waveform (S712). As used in this specification, the term “match” the numerical values or waveforms includes the case where the numerical values or waveforms to be compared are completely the same and the difference between the two is within a certain allowable range. Shall be.

S712で次波形があると判定した場合(S712、Yes)、反射波波形判定部154は、その次波形を取得してS707の構造物判定処理に戻る(S713)。次波形がないと判定した場合(S712、No)、反射波波形判定部154は、後述する劣化・不明データがあれば記録して(S714、この場合はいずれも記録されていないためスキップ)、一連の処理を終了する。   When it is determined that there is a next waveform in S712 (S712, Yes), the reflected wave waveform determination unit 154 acquires the next waveform and returns to the structure determination process in S707 (S713). When it is determined that there is no next waveform (S712, No), the reflected wave waveform determination unit 154 records any deterioration / unknown data described later (S714, in this case, since neither is recorded, skip), A series of processing ends.

一方、S708で、反射波が構造物からのものであると判定されたにもかかわらず構造物データテーブル1561に該当構造物がないと判定した場合(S708、No)、反射波波形判定部154は、当該データを不明データとして記録し(S711)、S712に処理を移す。この判定結果は、構造部材に構造物データテーブル1561登録時にはなかったあらたな構造物が取り付けられた場合などに生じると考えられる。あるいは、反射波波形の乱れ等に起因して反射波波形判定部154がいずれかの構造物であると誤判定した場合にも生じうる。いずれにしても、この場合には、不明データについて別途調査をすることで原因を解明することができる。   On the other hand, when it is determined in S708 that the reflected wave is from the structure but it is determined that there is no corresponding structure in the structure data table 1561 (S708, No), the reflected wave waveform determination unit 154 is determined. Records the data as unknown data (S711), and moves the process to S712. This determination result is considered to occur when, for example, a new structure that was not present when the structure data table 1561 was registered is attached to the structural member. Alternatively, it may also occur when the reflected wave waveform determination unit 154 erroneously determines that it is any structure due to the disturbance of the reflected wave waveform or the like. In any case, in this case, the cause can be clarified by separately investigating unknown data.

次に、S707で波形サンプルデータテーブル1562に記録されている構造物に対応する波形サンプルデータ15623ではないと判定した場合(S707、No)、反射波波形判定部154は、対象の反射波波形を波形サンプルデータ15623と比較して、要因種別15622がいずれかの劣化に対応付けられる波形サンプルデータ15623と一致するか判定する(S709)。要因種別15622が劣化である波形サンプルデータ15623と一致したと判定した場合(S709、Yes)、反射波波形判定部154は、その反射波波形を劣化データとして記録し(S710)、S712に処理を移して未処理の次波形があるか調べる。   Next, when it is determined in S707 that the waveform sample data 15623 does not correspond to the structure recorded in the waveform sample data table 1562 (No in S707), the reflected wave waveform determination unit 154 displays the target reflected wave waveform. Compared with the waveform sample data 15623, it is determined whether the factor type 15622 matches the waveform sample data 15623 associated with any deterioration (S709). When it is determined that the factor type 15622 matches the waveform sample data 15623 indicating deterioration (S709, Yes), the reflected wave waveform determination unit 154 records the reflected wave waveform as deterioration data (S710), and the process is performed in S712. Move to check if there is an unprocessed next waveform.

S709で要因種別15622が劣化である波形サンプルデータ15623と一致しないと判定した場合(S709、No)、反射波波形判定部154は、その反射波波形を不明データとして記録し(S711)、S712に処理を移して未処理の次波形があるか調べる。   When it is determined in S709 that the factor type 15622 does not coincide with the waveform sample data 15623 indicating deterioration (No in S709), the reflected wave waveform determination unit 154 records the reflected wave waveform as unknown data (S711), and in S712 The process is shifted to check whether there is an unprocessed next waveform.

S712で次波形がないと判定した場合には(S712、No)、S710、S711で記録した劣化データ、不明データを判定結果処理部155に引き渡して、所定の出力形式でモニタへの表示等の出力処理を行い一連の処理を終了する(S714)。この出力形式としては、例えば、構造部材識別データ15611(「第1鉄塔1号鋼管」等)と、反射波波形要因の種別(「劣化」、「不明」等)及び当該要因の位置(送信位置からの距離等)とを対応付けて記録することが考えられるが、特に制限はない。このように記録された要因については、従来の管径方向での超音波探傷検査等を実施してより詳細に調査することができる。   When it is determined in S712 that there is no next waveform (No in S712), the degradation data and unknown data recorded in S710 and S711 are transferred to the determination result processing unit 155, and displayed on a monitor in a predetermined output format. An output process is performed and a series of processes are terminated (S714). As this output format, for example, the structural member identification data 15611 (“No. 1 steel tower No. 1 steel pipe”, etc.), the type of reflected wave waveform factor (“deterioration”, “unknown”, etc.), and the position (transmission position) Can be recorded in association with each other, but there is no particular limitation. The factors recorded in this way can be investigated in more detail by performing a conventional ultrasonic flaw detection in the tube diameter direction.

以上説明したように、本実施形態によれば、検査対象の構造部材10に取り付けられている補強部材12等の構造物による反射波を、構造部材10に腐食等が生じた劣化部位からの反射波と明確に判別して劣化部位を確実に検出することができるので、鋼管11等の長尺構造物の非破壊検査を効率的に実施することができる。   As described above, according to the present embodiment, the reflected wave from the structure such as the reinforcing member 12 attached to the structural member 10 to be inspected is reflected from the deteriorated portion where the structural member 10 is corroded. Since it can be clearly discriminated from the wave and the deteriorated part can be reliably detected, the nondestructive inspection of the long structure such as the steel pipe 11 can be efficiently carried out.

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。   In addition, this invention is not limited to said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary.

10 構造部材(鉄塔等の) 11 鋼管
12 補強部材 13 ステップボルト
20 超音波探触子ユニット 30 超音波探触子
100 鋼管検査装置 110 ガイド波送受信部
120 A/D変換部 130 入出力インタフェース
141 プロセッサ 142 メモリ
143 補助記憶装置 144 入力装置
145 出力装置 146 通信インタフェース
151 データI/O部 152 オペレーティングシステム
153 測定管理部 154 反射波波形判定部
155 判定結果処理部 156 判定用データ記憶部
1561 構造物データテーブル 1562 波形サンプルデータテーブル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Structural member (Steel tower etc.) 11 Steel pipe 12 Reinforcement member 13 Step bolt 20 Ultrasonic probe unit 30 Ultrasonic probe 100 Steel pipe inspection apparatus 110 Guide wave transmission / reception part 120 A / D conversion part 130 Input / output interface 141 Processor 142 memory 143 auxiliary storage device 144 input device 145 output device 146 communication interface 151 data I / O unit 152 operating system 153 measurement management unit 154 reflected wave waveform determination unit 155 determination result processing unit 156 data storage unit for determination 1561 structure data table 1562 Waveform sample data table

Claims (6)

構造部材の内部に発生する劣化を検出するための構造部材検査装置であって、
検査対象である前記構造部材の長手軸方向に超音波を送信し、送信された前記超音波の反射波を受信する超音波送受信部と、
前記構造部材に取り付けられている構造物について、その構造物の種別と前記超音波送信位置からの距離とを、前記構造部材の属性を示すデータである構造部材属性データ及び前記構造部材を互いに識別するデータである構造部材識別データと対応付けて保持している構造物データ保持部と、
前記構造部材属性データ毎に、前記構造物の種別、あるいは前記構造部材に生じる劣化要因と、前記構造物の種別、あるいは前記劣化要因によって生じる反射波の波形を表すデータである反射波波形データとを対応付けて保持している波形データ保持部と、
前記超音波送受信部が受信した反射波の波形である実反射波波形と、前記波形データ保持部に記録されている前記反射波波形データとで一致するものがあるか判定し、一致するものがあると判定した場合、その一致した前記反射波波形データに対応するのが構造物の種別であるか判定し、構造物の種別であると判定した場合、前記超音波送信から反射波受信までの経過時間によって当該実反射波波形を発生させた前記構造物までの前記超音波送信位置からの距離を算出し、前記構造物データ保持部に記録されている前記距離と一致するものがあるか判定し、一致するものがあると判定した場合、前記実反射波波形は前記構造部材に取り付けられた前記構造物に起因するものであり、前記構造部材に生じた劣化によるものではないと判定する反射波波形判定部と、
を備えていることを特徴とする構造部材検査装置。
A structural member inspection device for detecting deterioration occurring inside a structural member,
An ultrasonic transmission / reception unit that transmits ultrasonic waves in the longitudinal axis direction of the structural member to be inspected and receives a reflected wave of the transmitted ultrasonic waves;
For the structure attached to the structural member, the structural member attribute data and the structural member are identified with respect to the type of the structure and the distance from the ultrasonic transmission position. A structure data holding unit held in association with the structural member identification data, which is data to be
For each of the structural member attribute data, reflected wave waveform data that is data representing the type of the structure or a deterioration factor that occurs in the structural member, and the type of the structure or a reflected wave that is generated due to the deterioration factor; A waveform data holding unit that holds
It is determined whether there is a match between the actual reflected wave waveform that is the waveform of the reflected wave received by the ultrasonic transmission / reception unit and the reflected wave waveform data recorded in the waveform data holding unit. If it is determined that there is a structure type corresponding to the matched reflected wave waveform data, and if it is determined that it is a structure type, the process from ultrasonic transmission to reflected wave reception is determined. The distance from the ultrasonic transmission position to the structure that has generated the actual reflected wave waveform is calculated according to the elapsed time, and it is determined whether there is an object that matches the distance recorded in the structure data holding unit. However, if it is determined that there is a match, the actual reflected wave waveform is caused by the structure attached to the structural member, and is determined not to be caused by deterioration caused in the structural member. And wave waveform judgment unit,
A structural member inspection apparatus comprising:
請求項1に記載の構造部材検査装置であって、
前記反射波波形判定部が、前記実反射波波形と、前記波形データ保持部に記録されている反射波波形データとで一致するものがあるか判定し、一致するものがあると判定した場合、その一致した前記反射波波形データに対応するのが前記構造部材に生じた劣化であるか判定し、劣化であると判定した場合、前記超音波送信から反射波受信までの経過時間によって当該実反射波波形を発生させた前記劣化要因までの前記超音波送信位置からの距離を算出し、前記劣化要因の前記構造部材における発生位置として記録することを特徴とする構造部材検査装置。
The structural member inspection apparatus according to claim 1,
When the reflected wave waveform determination unit determines whether there is a match between the actual reflected wave waveform and the reflected wave waveform data recorded in the waveform data holding unit, and determines that there is a match, It is determined whether or not the corresponding reflected wave waveform data corresponds to the deterioration that has occurred in the structural member. When it is determined that the deterioration is the deterioration, the actual reflection is determined according to the elapsed time from the ultrasonic transmission to the reception of the reflected wave. A structural member inspection apparatus that calculates a distance from the ultrasonic transmission position to the deterioration factor that has generated a wave waveform, and records the distance as a generation position of the deterioration factor in the structural member.
請求項1に記載の構造部材検査装置であって、
前記反射波波形判定部が、前記実反射波波形と、前記波形データ保持部に記録されている前記反射波波形データとで一致するものがあるか判定し、一致するものがないと判定した場合、前記実反射波波形は前記構造部材に取り付けられた前記構造物、あるいは前記構造部材に生じた劣化要因のいずれに起因するものでもないと判定し、その旨を記録することを特徴とする構造部材検査装置。
The structural member inspection apparatus according to claim 1,
When the reflected wave waveform determination unit determines whether there is a match between the actual reflected wave waveform and the reflected wave waveform data recorded in the waveform data holding unit, and determines that there is no match The actual reflected wave waveform is determined not to be caused by any of the structure attached to the structural member or a deterioration factor generated in the structural member, and the fact is recorded. Member inspection device.
請求項1に記載の構造部材検査装置であって、
前記構造部材は電線を支持する構造体を構成する管状構造部材であり、前記構造物は前記構造体に取り付けられた補強部材あるいはステップボルトを含んでいることを特徴とする構造部材検査装置。
The structural member inspection apparatus according to claim 1,
The structural member is a tubular structural member constituting a structural body that supports an electric wire, and the structural body includes a reinforcing member or a step bolt attached to the structural body.
請求項4に記載の構造部材検査装置であって、
前記劣化要因は、前記管状構造部材の内部に発生した腐食、割れ、あるいは錆の発生箇所を含むことを特徴とする構造部材検査装置。
The structural member inspection apparatus according to claim 4,
2. The structural member inspection apparatus according to claim 1, wherein the deterioration factor includes a portion where corrosion, cracking, or rust is generated inside the tubular structural member.
構造部材の内部に発生する劣化を検出するための構造部材検査方法であって、
プロセッサ及びメモリを備えたコンピュータに、
検査対象である前記構造部材の長手軸方向に超音波を送信し、送信された前記超音波の反射波を受信する処理と、
前記構造部材に取り付けられている構造物について、その構造物の種別と前記超音波送信位置からの距離とを、前記構造部材の属性を示すデータである構造部材属性データ及び前記構造部材を互いに識別するデータである構造部材識別データと対応付けて保持する処理と、
前記構造部材属性データ毎に、前記構造物の種別、あるいは前記構造部材に生じる劣化要因と、前記構造物の種別、あるいは前記劣化要因によって生じる反射波の波形を表すデータである反射波波形データとを対応付けて保持する処理と、
前記超音波送受信部が受信した反射波の波形である実反射波波形と、前記波形データ保持部に記録されている前記反射波波形データとで一致するものがあるか判定し、一致するものがあると判定した場合、その一致した前記反射波波形データに対応するのが構造物の種別であるか判定し、構造物の種別であると判定した場合、前記超音波送信から反射波受信までの経過時間によって当該実反射波波形を発生させた前記構造物までの前記超音波送信位置からの距離を算出し、前記構造物データ保持部に記録されている前記距離と一致するものがあるか判定し、一致するものがあると判定した場合、前記実反射波波形は前記構造部材に取り付けられた前記構造物に起因するものであり、前記構造部材に生じた劣化によるものではないと判定する処理と、
を実行させることを特徴とする構造部材検査方法。
A structural member inspection method for detecting deterioration occurring inside a structural member,
In a computer with a processor and memory,
A process of transmitting an ultrasonic wave in the longitudinal axis direction of the structural member to be inspected and receiving a reflected wave of the transmitted ultrasonic wave;
For the structure attached to the structural member, the structural member attribute data and the structural member are identified with respect to the type of the structure and the distance from the ultrasonic transmission position. Processing associated with structural member identification data that is data to be stored,
For each of the structural member attribute data, reflected wave waveform data that is data representing the type of the structure or a deterioration factor that occurs in the structural member, and the type of the structure or a reflected wave that is generated due to the deterioration factor; And associating and holding
It is determined whether there is a match between the actual reflected wave waveform that is the waveform of the reflected wave received by the ultrasonic transmission / reception unit and the reflected wave waveform data recorded in the waveform data holding unit. If it is determined that there is a structure type corresponding to the matched reflected wave waveform data, and if it is determined that it is a structure type, the process from ultrasonic transmission to reflected wave reception is determined. The distance from the ultrasonic transmission position to the structure that has generated the actual reflected wave waveform is calculated according to the elapsed time, and it is determined whether there is an object that matches the distance recorded in the structure data holding unit. However, when it is determined that there is a match, the actual reflected wave waveform is caused by the structure attached to the structural member, and is determined not to be caused by deterioration caused in the structural member. And,
The structural member inspection method characterized by performing this.
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