JP2842910B2 - 検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術的背景］ 本発明は被検知物の不連続部を検出する検出装置に関
し、特に専用機を用いることなく金属製のパイプ内部の
継ぎ目部で不連続部を検出する検出装置に関するもので
ある。

ガス本管内部の各継ぎ目部からはガスが漏れ出すため
この継ぎ目部を検出できることが望ましい。これは特に
天然ガスを製造ガスに交代する場合に問題となってい
る。天然ガスは製造ガスよりも乾燥しやすく、このこと
によって継ぎ目の封止部が乾燥して収縮し、ガスが漏れ
出すためである。

このような鉄製のガス本管内部の継ぎ目部を検出する
ための本提案は、ラジオ送信装置をガス本管に挿入する
とともに、地上の受信装置によってこの送信装置を追従
することである。そして信号を受信すると継ぎ目部であ
ることを表示する。

［発明の構成］ 本発明の目的は改良された検出装置を提供することで
あり、特にガス本管における継ぎ目部を検出して、継ぎ
目部であることの表示を個々に示すものである。

本発明によれば検知される材料の不連続点を検出する
ための検出装置が供給され、この検出装置は駆動電流を
発生するための手段と、駆動電流に基づいて送信する送
信コイルと、送信コイルの各対面方向に間隔を開けて配
置された１対の受信コイルとを有することにより前記電
流に基づき送信コイルによってその近くの材料に磁界が
生じ、この材料から一方の受信コイルへの磁気結合が材
料内の不連続部により他方の受信コイルへの磁気結合と
異なる場合に、各受信コイルが異なる電圧で誘導するゾ
ンデと、各受信コイルに誘導された電圧を比較する手段
により構成される。

各コイルは、その軸をゾンデに沿って間隔を開けるこ
とで互いに平行に配列されてもよいことが予期される。
しかしながら提案された各実施例では、各コイルはその
軸を実質的に同軸上に設けることで互いに平行に配列さ
れる。

駆動電流が単一周波電流となり得る場合には、この駆
動電流がスイッチされたパルスと連動し、このパルス毎
に伴って発生する各受信コイルの電圧が比較されれば検
出が容易になる。

この電圧の比較手段を含む電流発生手段は各コイルと
共に同一のユニット内に設けられるようにしてもよい
が、本実施例においては、比較手段を含む電流発生手段
はケーブルによって接続されるもののゾンデ内の各コイ
ルからは離れて設けられる。各コイルは例えばガス本管
のようなパイプライン内部にて使用されることで、ケー
ブルはむしろ柔軟性を有するロッド内に配設される。

本実施例において特筆すべき点は、不連続部により検
出されるガス本管の各継ぎ目部を封止するために、ゾン
デには封止用コンパウンドを噴射するノズルがこの封止
用コンパウンドを供給するためのパイプに接続して設け
られる。このゾンデには柔軟性を有するロッドと供給パ
イプが完全に固定取付けされ、保護チューブにより取付
けられ、かつこのロッド及びパイプが内部で延長する終
端嵌合部を効率的に設けている。

柔軟性を有するロッド、供給パイプ及び保護チューブ
は巻線装置上を介すことなく収容され、ケーブルはスリ
ップリングたる巻線装置の中央で終端となる。しかし、
全長にわたって柔軟性を有するロッドを巻線装置から引
き出した場合にも、これに応じて生じるよじれの限界に
耐え得ることのできる巻線装置として、さらにケーブル
を延ばすことが好ましい。

パイプラインに沿っての挿入を容易にするため、ゾン
デは終端が半球状で直径の約２倍程度の長さを有する円
筒形となっている。こうした形状によりゾンデはパイプ
ライン内の曲部底面に載置し、パイプラインに沿って挿
入される。

パイプラインから各受信コイルへの磁気結合が同一で
ある場合、いつでも各受信コイルは同じ応答を行う。比
較手段はこれに基づいて、直列に対向して配線された各
受信コイルと接続した電圧計からなる。アラームは応答
レベルがしきい値以上に達した場合に報知するように配
置されるのが望ましい。

本発明に対する理解を容易にするために、明確な実施
例を添付図面を参照して以下詳述する。

［図面の簡単な説明］ 第１図は本発明における検出装置の第１実施例を示す
ゾンデの斜視図である。

第２図は継ぎ目部におけるゾンデ内部の各コイルを有
するパイプジョイントを示す側部の横断面図である。

第３図は検出装置の側面図である。

第４図は検出装置の電気回路を示すブロック図であ
る。

第５図はゾンデの横断面図である。

第６図は本発明における第２実施例のゾンデの側部横
断面図である。

第７図は第６図におけるVII矢印方向の図である。

第８図は本発明における第３実施例のゾンデの側部横
断面図である。

第９図は本発明における第４実施例のゾンデの斜視図
である。

［実施例］ 第１実施例 第１図ないし第５図を参照して説明する。検出装置は
各終端が半球状で円筒形プラスチック材（登録商標「Tu
fnol」）から成るゾンデ１を有している。その先端は強
化プラスチック材による保護ガラス内に包まれた３つの
コイル2,3及び４を携帯している。ゾンデ１は通常38mm,
全長100mmであり、各コイルは巻数53回，軸方向の長さ2
0mm,直径33mmと全て同一形状である。ゾンデ１の中央に
は軸方向に送信コイル２が設けられ、各受信コイル3,4
は送信コイル２の側面から中心までの距離20mmの間隔で
軸方向に設けられ、各コイル共に同軸上にある。このよ
うな配列は内径が150mmが程度の鉄管における継ぎ目部
５を検出するのに適していることが知られている。継ぎ
目部５は一方のパイプの終端７と他方のパイプのソケッ
ト９とが完全に接していない直径150mm以上の環状空間
６を内面に有する。そして第２図に示すように、ゾンデ
１は継ぎ目空間６に一方の受信コイル３を合わせて継ぎ
目部５に横設することで、各受信コイル3,4とパイプと
の間のそれぞれの磁気的な結合が異なる。

コイル2,3及び４は操作ボックス12内の電気回路で駆
動及び検出を行うためにロッド11内部のケーブル10を介
して接続される。この電気回路は低電位の電池であるバ
ッテリ13からの供給を受ける。駆動ユニット14は1m sec
毎に送信コイル２に、約0.5A,50μsecの矩形電流パルス
を供給する。これは標識信号を20パルスに１回の割合で
出すことによって1KHzの周波数にしていることによる。
このパルスはゾンデ１のパイプ内における磁界を誘導
し、パルスが出力していない時にも磁界は金属内におけ
る渦電流によって保持される。そして、渦電流が衰えて
いくのにつれて、この渦電流に基づく磁界が受信コイル
3,4内に電圧を誘導する。この金属から各受信コイル3,4
への結合が異なる場所では、誘導された電圧も異なる。
そして直列に対向して各受信コイル3,4を配線すること
によって通常検出ユニット15には何の信号も伝達されな
い。しかしゾンデ１の継ぎ目部５では検出ユニット15は
誘導された電圧の不均衡に基づき信号を受信する。

検出ユニット15は駆動電流としての各パルスの出力後
10m sec程度動作可能なサンプリング電圧計16と、各受
信コイル3,4に誘導された電圧値の違いを表示する出力
を行う変換ユニット17を備える。この出力は複数のLED
を直線的に並べるような形態にした電圧計18に表示を行
うために供給する。サンプリング電圧計16からの信号は
ハイパスフィルタ19にも供給され、そこから第２の変換
ユニット17′及びしきい値検出ユニット20に送られる。
そして２つの受信コイルにおける電圧の違いが、あらか
じめ設定されたしきい値を越えた場合、アラーム20′か
ら報知音が発生される。

ゾンデ１及びロッド11は、バルブ22及びシール23を有
するクランプ装置21を介してパイプ内部に案内されてい
る。シール23はバルブ22とシール23との間にあるチャン
バー24内のゾンデ１を有するロッド11の周囲に最初に取
付けられ、このシール23を挿入してロッド11を組立てる
ことにより、ゾンデ１は移動可能となる。ロッド11はガ
ラスファイバーロッドの終端で制限され、このロッド11
に沿って延びる保護外装部31の径の外側にあるプラスチ
ック材（登録商標「Tufnol」）からなる延長部30を有
し、４方向の軸を定め、境界上で間隔を開けて接触パッ
ド32が延長部30内に設けられるとともに、ケーブル10に
接続される。この延長部30はゾンデ１の中央内部に延
び、ゾンデ１の前面側の半球状終端に係止する交差ピン
33でこの部分を保護する。ゾンデ１はパッド32に係止し
た４個の電圧供給用のスプリング付き接点34を有してお
り、この接点34の一対は送信コイル２用であり、他の一
対は直列に対向して配線される受信コイル3,4用であ
る。

シール23が締められているとき、空気はブリード25を
介してチャンバー24から取り込まれ、バルブ22が開かれ
る。ロッド11は複数の継ぎ目の先へゾンデ１を押し込ん
で、パイプラインの十分奥に延長される。このような操
作によりロッド11は強化プラスチック材による保護ガラ
スによって柔軟性に制限を受けるものの、巻線装置26か
らほどかれる。ケールブ10は巻線装置26の中心部28から
操作ボックス12に延びる自在長部27を有しており、この
自在長部27は通常長さ1m程度であり、ロッド11の巻線が
いくらかほどかれた場合にねじれの極限を調節するのに
十分な長さになっている。

ロッド11を十分延ばすとクランプ装置21に向ってロッ
ド11が引き込まれ、ゾンデ１が継ぎ目部５を通過するた
びにアラーム20′が報知される。継ぎ目部５の正確な位
置は、電圧計18が最大の読み値を表示するまでゾンデ１
を戻すことによって知ることができ、この継ぎ目部の位
置はシール23において、ロッド11に印を付けることによ
り記録される。そしてゾンデ１を引き戻した後、入口地
点にゾンデ１を置き、パイプ上の外側部分にロッド11を
横に敷くことにより、各継ぎ目部５の上部にはロッド11
上に記された印が直接位置することになる。

第２実施例 第６図及び第７図に示すゾンデの各実施例を参照する
と、ゾンデ101はロッド102に固定されており、円周上の
位置決め溝107に設けられた３つのコイル104,105及び10
6を有する円筒状部103を通常構成する。各コイル104,10
5及び106は強化プラスチック材に包まれたガラス108に
より保護され、このコイル104,105及び106からの接続線
は孔109を通って円筒状部103の片側終端の孔110にロッ
ド102内のケーブル線111と接続するために引き出され
る。

ロッド102はケーブル線111によって占められた中央部
を有する強化プラスチックガラスであり、ロッド102の
終端は円筒状部103とロッド102の終端との嵌合部113を
挿通するピン112によって孔110内を固定し、これによっ
てケーブル線111を固定する。また封止用コンパウンド
を封止するパイプ115用の連結管114も嵌合部113内に固
定される。このパイプ115とロッド102は共に嵌合部113
終端に嵌め込まれた保護外装部116内に含まれる。

連続管114はコイル104の延長上周位にある中央空間部
117につながる孔115と連結する。各コイル104,105及び1
06は間隔リム118,119によって分離される。通常0.8mm程
度の直径を有する小さな径のノズル用孔120は空間部117
からリム118,119に延び、これによってパイプ115から加
圧された封止用コンパウンドは、例えばパイプ内の継ぎ
目部がゾンデ101で検出される時に孔120を介して吹き付
けるようにする。そして空間部117は嵌合部113とは反対
側の終端に螺着されたキャップ121により封止される。

ゾンデ101から離れた端末で、ケーブル線111は第１実
施例と同様な電気回路の制御を行うために接続され、パ
イプ115はこのパイプ115内に加圧された封止用コンパウ
ンドを供給する手段と接続される。

使用中において、継ぎ目部が検出された電気的にアラ
ームされるまではゾンデ101は密封されたガス本管内部
に沿って移動する。その後ゾンデ101は電圧計が最大の
読み値と一致し、継ぎ目部上に正確に位置すると、加圧
された封止用コンパウンドがパイプ115に供給されてノ
ズル用孔120から噴出物として吹き出す。

第３実施例 第８図はゾンデ201の第３実施例を示している。先端
部は巻線コイル202,203及び204をあらかじめ巻き付けて
平板状の円周面を有している。各コイル202,203及び204
は間隔環205によって分けられており、強化プラスチッ
ク材によるガラス206により位置決めされる。各巻線コ
イル202,203及び204からのケーブル線は表面側の溝207
を通り、各ケーブル線を接続するためにロッド210の位
置を調節する孔209に近接して導かれた嵌合部208の前方
端部に延びている。この先端部は封入用コンパウンドが
供給される空間部211と、封入用コンパウンドを噴射す
るために空間部211から間隔環205を通過する孔212を有
している。

第４実施例 第９図に示すようにゾンデ301の第４実施例は通常平
板状に形成される。これは第１実施例と同様に封入用コ
ンパウンドを吹き付ける装置がなく、各コイル302,303
及び304は通常同一の平板形状をなしてわずかに重複部
分を有しており、これら各コイル302,303及び304の中心
軸302′,303′及び304′はゾンデ301の軸上にそれぞれ
配置される。

本発明は上記各実施例の内容に限定されるものではな
い。継ぎ目部を記す代りの方法として、パイプの壁面
と、地中に埋め込まれたパイプとの間を通る電磁場を起
こすための送信コイルに約30Hz程度の超低周波の電流を
図示しない回路により、供給するように操作ボックスを
スイッチ制御させることができる。その位置はそのパイ
プの予期される部分に沿って最大に応答する地点に設け
られた検知コイルを用いて知ることができる。そして一
旦記されれば、他の継ぎ目部も同様に定められる。

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パイプにおける不連続性を検出してその検
   出された不連続性を封止するシーラントを供給する装置
   において、駆動電流を発生する手段と、前記駆動電流に
   支配されるべき送信コイルを備えた本体を有するゾンデ
   と、前記送信コイルのそれぞれ両側に間隔をあけて配置
   された一対の受信コイルとを備え、それにより、前記送
   信コイルが前記駆動電流に支配されると前記パイプに隣
   接するゾンデによりパイプに磁界が形成され、前記パイ
   プにおける不連続性のために、前記パイプから前記受信
   コイルの１つまでの磁気結合が前記パイプから他の受信
   コイルまでの磁気結合と異なる場合に受信コイル内に異
   なる電圧が誘起され、それぞれの受信コイルに誘起され
   た電圧を比較する手段を備え、前記ゾンデの本体は少な
   くとも封止用コンパウンド供給パイプに連結する封止用
   コンパウンド噴射ノズルも有し、それにより、前記不連
   続性の検出時に、前記コンパウンドが少なくとも１つの
   ノズルに供給されて前記不連続性を封止することができ
   ることを特徴とする装置。
2. 【請求項２】前記ゾンデ本体は該本体を通過して延びる
   前記少なくとも１つのノズルが終端する表面を有するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装置。
3. 【請求項３】前記ゾンデは前記供給パイプとの連結部を
   含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
   に記載の装置。
4. 【請求項４】前記ゾンデは前記供給パイプに連結する複
   数のノズルを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項ないし第３項のいずれか１項に記載の装置。
5. 【請求項５】前記ゾンテは前記供給パイプ及び前記少な
   くとも１つのノズルに連通する封止用コンパウンドのた
   めの中央チャンバーを有することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項に記載の装
   置。
6. 【請求項６】前記ゾンデは前記中央チャンバーの清掃の
   ための取外し可能な端部を有することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか１項に記載の
   装置。
7. 【請求項７】前記コイルは相互に平行に配置され、該コ
   イルの軸はほぼ同軸であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項ないし第６項のいずれか１項に記載の装置。
8. 【請求項８】前記ゾンデには前記コイルのための円周方
   向溝が加工され、前記コイルはリム部材により隔置され
   ゾンデ上に巻かれていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項ないし第７項のいずれか１項に記載の装置。
9. 【請求項９】前記ゾンデは、平坦な円周面を有し、前記
   コイルは予め巻かれてコイル隔置部材でゾンデ上に組み
   付けられることを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
   し第７項のいずれか１項に記載の装置。
10. 【請求項１０】前記コイルは相互に平行に配置され、該
    コイルの軸は前記ゾンデに沿って隔置されていることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれ
    か１項に記載の装置。