JP3725748B2

JP3725748B2 - 超音波無圧式漏れ検査装置

Info

Publication number: JP3725748B2
Application number: JP2000007946A
Authority: JP
Inventors: 悠次渡部
Original assignee: 株式会社エムイーシー
Priority date: 2000-01-17
Filing date: 2000-01-17
Publication date: 2005-12-14
Anticipated expiration: 2020-01-17
Also published as: JP2001194259A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンクなどの容器類や配管類などの漏れ検査を行う超音波無圧式漏れ検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、燃料タンクやドラム缶など密閉型の各種様々の容器類は、内部からの気体や液体の漏れを検査する必要がある。建築用や設備用や電気製品などの配管類も同じく内部からの気体や液体の漏れを検査する必要がある。これら被検査品の漏れ検査は従来から種々の方法で行われて来ている。
【０００３】
図７は、泡式漏れ検査と云われている検査を行うときのエアやガスなどが圧送されている配管１を示す。配管１と継手２との継部３の漏れ検査をするときには矢印Ｚの方向に回しながら粘性の液をスプレー（矢印Ｐ）し、泡４の発生状況から漏れ検査を行っている。
【０００４】
図８は、同じく泡式漏れ検査を行うときの燃料タンク５を示す。燃料タンク５の漏れ検査をするときには、注入口の蓋６を外しエアまたは窒素ガスを注入口から圧入（矢印Ｑ）し蓋をした後、継目などの漏れ検査部に粘性の液をスプレーし、泡の発生状況から漏れ検査を行っている。
【０００５】
また、水没式漏れ検査と云われている検査では、被検査品の内部にエアまたは窒素ガスを注入し密封して水没させ、気泡の発生状況から漏れ検査を行っている。
【０００６】
さらに、ヘリウム式漏れ検査と云われている検査では、被検査品の内部を真空にしてヘリウムにより漏れ検査を行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上述べた従来技術には、次のような問題があった。
【０００８】
漏れ検査部に粘性の液をスプレーする泡式漏れ検査は、検査工数がかかり検査終了後に拭き取りなどの作業も必要とし煩わしい作業となっており、また、見落としなどの誤検査をする恐れや、微少の漏れの場合には漏れの検出が難しいという問題もあった。さらに、配管類の漏れ検査は、配管が複数入り込んでいる所では検査部にスプレーができなかったり、検査部が陰になり目視できず漏れ検査ができない恐れがあった。
【０００９】
また、内部にエアまたは窒素ガスを圧入して水没させる水没式漏れ検査は、検査後乾燥などの作業も必要とし極めて工数のかかる煩わしい作業となっており、しかも微少の漏れの場合には漏れの検出が難しいという問題があった。
【００１０】
さらに、内部を真空にしてヘリウムにより漏れ検査を行うヘリウム式漏れ検査は、検査装置が極めて高価であり、また、検査に使用するヘリウムも極めて高価で工数のかかる煩わしい作業を行わねばならなかった。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡潔構造で容器類や配管類などの漏れを極めて容易に検出する画期的な超音波無圧式漏れ検査装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の超音波無圧式漏れ検査装置は、被検査品の内部に入れたとき出力した超音波の漏れが漏れ信号として検出される超音波発信器と、前記被検査品より漏れた超音波を検出する超音波検出器とを備え、前記超音波発信器は、円筒状の筺体の側面に少なくとも１個の超音波発信素子を設けた配管用超音波出力ユニットと、一端には前記配管用超音波出力ユニットが挿入され他端には前記配管用超音波出力ユニットと連通して被検査品の配管類が挿入される弾性材のアダプタとを有する構成とした。
【００１６】
さらに、前記配管用超音波出力ユニットは、超音波発信回路部と電池とを一体に収納した構成とした。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
図１は、本発明に関わる超音波無圧式漏れ検査装置の全体構成図を示す。
【００１９】
本発明に関わる超音波無圧式漏れ検査装置は、被検査品１９（図１では車両用の燃料タンクの断面図を示す）の内部に超音波を出力する超音波発信器１０と、被検査品１９の内部に出力した超音波が漏れたときその漏れた超音波を検出する超音波検出器２０とで構成されている。
【００２０】
超音波発信器１０は、被検査品１９の内部に収納され超音波を出力する超音波出力ユニット１１と、超音波出力ユニット１１に所定の信号を与える超音波発信回路部１０Ａから構成される。超音波発信回路部１０Ａは、所定の信号を超音波出力ユニット１１に与え超音波出力ユニット１１より超音波を出力させるもので、所定の周波数（４０ＫＨｚ）の信号を発生する発信器１３と、発信器１３からの発生信号の周波数を変更する周波数設定器１４と、発信器１３からの信号を増幅し出力する増幅器１５と、増幅器１５の増幅度を可変とし増幅器１５の出力レベルを設定できる出力レベル設定器１６とで構成されている。
【００２１】
超音波出力ユニット１１は、被検査品１９の内部に取り付けられ、超音波発信回路部１０Ａからの出力により超音波を出力するもので複数の超音波発信素子１２を有している。超音波出力ユニット１１は、被検査品１９内に均一に超音波が出力するように超音波発信素子１２を通常複数個設けるが、被検査品１９の形状や大きさによって、少なくとも１個以上を設けるようにする。
【００２２】
超音波検出器２０は、被検査品１９より漏れた超音波を検出する超音波センサ２１と、漏れ信号検出回路部２０Ａにより構成される。被検査品１９に向けられた超音波センサ２１はチェックスイッチ２２の出力が入力している開閉器２３に接続し、開閉器２３は増幅器２４を介して帯域フィルタ２５に接続している。帯域フィルタ２５は予め定められた狭帯域の周波数を通過させるもので、被検査品１９より漏れた特定周波数の超音波の信号のみを通過させるものである。
【００２３】
帯域フィルタ２５は検波器２６に接続し、検波器２６は超音波の検出信号の振幅に応じたレベルの信号を出力する。検波器２６は比較器２７に接続し、比較器２７は判断レベル設定器２８の予め設定されている出力と検波器２６の出力を比較し、検波器２６の出力の方が大きいとき漏れありと判断し接続しているブザー２９に漏れ信号を出力する。
【００２４】
次に、図１の動作について説明する。
【００２５】
超音波出力ユニット１１は被検査品１９の内部に密封状態で収納され、超音波発信回路部１０Ａよりの所定の周波数の信号により超音波出力ユニット１１に取り付けられた複数の超音波発信素子１２から超音波が出力される。超音波発信素子１２から出力された超音波は、被検査品１９に漏れ部があるときには、漏れ部より外部に漏出する。
【００２６】
超音波センサ２１を被検査品１９に近接しながら周辺を移動させると、被検査品１９の漏れ部から漏出した超音波を検出することができる。チェックスイッチ２２を作動させると超音波センサ２１の検出信号は開閉器２３を通り増幅器２４で増幅され帯域フィルタ２５に入力する。帯域フィルタ２５は、超音波発信素子１２より出力される超音波（４０ＫＨｚ）近辺の３７〜４３ＫＨｚの周波数帯域のみを通過させる。比較器２７は判断レベル設定器２８の予め設定された出力と検波器２６で検波された信号の出力とを比較し、検波器２６の出力の方が大きいとき漏れがあると判断し漏れ信号を出力しブザー２９を作動させる。かくして、被検査品１９の漏れ検査を行うことができる。
【００２７】
なお、図１では漏れを検出したときブザー２９を作動させているが、その他、検出結果をデジタル表示したり記録したりすることもできる。また、超音波の使用周波数は、図１の実施例に限らず２０〜６０ＫＨｚの範囲内で使用するようにすることができる。
【００２８】
１個の被検査品１９の漏れ検査が終わり、次の被検査品１９の漏れ検査を行うときには、同じく超音波出力ユニット１１を被検査品１９の内部に密封状態で収納し行うことができる。
【００２９】
被検査品１９の大きさ、形状、漏れ状況などに応じ超音波発信素子１２からの超音波の周波数を変更した方が好ましい場合には、周波数設定器１４に設けたツマミ（特に図示せず）により変更することができる。また、被検査品１９の大きさ、形状、漏れ状況などにより超音波発信素子１２よりの超音波の出力を調整したい場合には、出力レベル設定器１６に設けたツマミ（特に図示せず）により増幅器１５よりの出力レベルを調整することができる。
【００３０】
図２は、被検査品の容器に収納する容器収納用超音波発信器３０の外観斜視図を示す。
【００３１】
容器収納用超音波発信器３０は、例えば、９０（Ｗ）×９０（Ｄ）×９０（Ｈ）（単位ｍｍ）の大きさの筺体３３に超音波発信回路部１０Ａ（図１参照）と超音波発信素子３２とを一体に収納形成したものであり、この一体に収納形成された状態で被検査品１９の内部に入れられ漏れ検査が行われる。超音波発信回路部１０Ａは内部に収納され、超音波発信素子３２が筺体３３の各外面にそれぞれ設けられ、超音波の出力調整と電源スイッチとの兼用ツマミ３５と、筺体３３に収納した電池の電源ランプ３４が前面に設けられている。発信器１３からの発生信号の周波数は裏面に設けられたツマミ（図示せず）により変更することができる。なお、容器収納用超音波発信器３０は、機能的には超音波発信器１０と同一であり、筺体３３は箱型形状に限らず円筒型などの各種形状にすることができる。
【００３２】
容器収納用超音波発信器３０は、容器類の内部に容易に収納することができ、簡潔作業で容器類や配管類の漏れを精度良く容易に検出することができる。特に、オイル貯留缶などの蓋が大型で容積が大きい容器類の漏れ検査に適している。
【００３３】
容器収納用超音波発信器３０による容器類の漏れ検査は、オイル貯留缶以外にも、例えば、冷蔵庫の室内や、自動車の室内など幅広く行うことができる。
【００３４】
図３は、容器用超音波発信器５０の外観斜視図を示す。
【００３５】
容器用超音波発信器５０は、容器用超音波出力ユニット５１と、超音波発信回路ユニット５５とで構成され、容器用超音波出力ユニット５１を被検査品の中に入れ漏れ検査を行うものである。超音波出力ユニット５１は、例えば２０径×９０（Ｈ）（単位ｍｍ）の円筒状筺体５３の外面に複数の超音波発信素子５２を形成したものである。超音波発信回路ユニット５５は、例えば、６０（Ｗ）×６０（Ｄ）×７０（Ｈ）（単位ｍｍ）の筺体５６に超音波発信回路部１０Ａと電池とを収納し、超音波の出力調整と電源スイッチとの兼用ツマミ５８と、収納した電池の電源ランプ５７が前面に設けられ、信号線５９により超音波出力ユニット５１と接続している。発信器１３よりの発生信号の周波数は裏面に設けられたツマミ（図示せず）により変更することができる。なお、容器用超音波発信器５０は、機能的には超音波発信器１０と同一である。
【００３６】
図４は、被検査品の容器８５の蓋やキャップなどの注入口８３にアダプタ７５により容器用超音波出力ユニット５１Ａを取り付けたときの斜視図を示す。
【００３７】
容器用超音波出力ユニット５１Ａは、円筒状の筺体の外周面に周方向に１２０度の均等間隔で３個の超音波発信素子５２ａ、５２ｂ、５２ｃと、下面（外周面に対しては側面）には１個の超音波発信素子５２ｄを設けており、信号線８２を介しアダプタ７５に釣下げて取り付けられ、信号線８２はアダプタ７５を貫通し引き出され、超音波発信回路ユニット５５（図３参照）に接続される。容器用超音波出力ユニット５１Ａは、検査する容器類の大きさや形状に応じて信号線８２の長さを変えて超音波が均一に出力される的確の位置にすることができる。なお、超音波発信素子は、被検査品の形状や大きさにより増加設置して漏れ検査を行うようにすることもできる。
【００３８】
また、容器用超音波出力ユニット５１Ａは、アダプタ７５に固定することも、蓋やキャップなどにの内側に固定したり釣り下げるようにすることもできる。アダプタ７５は、弾性材の例えばシリコンゴムで形成するため、注入口８３に密着して取り付けることができる。
【００３９】
以上、容器用超音波出力ユニット５１Ａは、容易に容器８５に取り付けることができ、外周面と下面に超音波発信素子５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄが設けられているため、出力した超音波は被検査品の容器の内部に均一にむらなく出力され漏れの検査を確実に行うことができる。
【００４０】
また、図３に示した容器用超音波出力ユニット５１と図４に示した容器用超音波出力ユニット５１Ａによる容器類の漏れ検査は、例えば、燃料タンクや、消化器や、ドラム缶など幅広く行うことができる。
【００４１】
図５は、配管用超音波出力ユニット９１と、配管用超音波出力ユニット９１が取り付けられるアダプタ９４の斜視図を示す。図５（Ａ）に示した配管用超音波出力ユニット９１は、円筒状の筺体の側面に超音波発信素子９２を設けており、信号線９３は超音波発信回路部１０Ａ（図１参照）に接続される。超音波発信素子９２は、配管用超音波出力ユニット９１の設定径により、増加設置して漏れ検査を行うようにすることもできる。
【００４２】
図５（Ｂ）に示したアダプタ９４は、配管用超音波出力ユニット９１が取り付けられる取付穴９５と、取付穴９５に連通し被検査品の配管９８（図６に図示）が取り付けられる取付穴９６が設けられている。アダプタ９４は、弾性材の例えばシリコンゴムで形成するため配管用超音波出力ユニット９１と被検査品の配管９８を密着して取り付けることができ、取付穴９５、９６は、被検査品の配管９８の形状や大きさに応じた設定径にすることができる。
図６は、アダプタ９４に配管用超音波出力ユニット９１と被検査品の配管９８とを取り付けたときの斜視図を示す。配管９８の漏れ検査は、配管用超音波出力ユニット９１よりアダプタ９４を介し配管９８の内部に超音波を出力し、傷９８ａや継目９８ｂよりの超音波の漏れを検出して行うことができる。
【００４３】
配管用超音波出力ユニット９１による配管類の漏れ検査は、例えば、冷蔵庫用熱交換器の配管溶接部や、エアコンの溶接部や、自動車用ショックアブソーバの溶接部など幅広く行うことができる。
【００４４】
なお、配管用超音波出力ユニット９１は、超音波発信回路部１０Ａと電源（電池またはＡＣアダプタ）とを別体にしているが、配管用超音波出力ユニット９１に超音波発信回路部１０Ａと電池とを収納し一体とすることもでき、これをアダプタ９４に取り付けて検査を行いより検査作業を容易にすることができる。
【００４５】
以上、配管用超音波出力ユニット９１とアダプタ９４とを使用する配管類の漏れ検査は、配管類の内部に超音波を均一に発生させることができ、極めて容易に超微小の漏れも精度良く検出することができる。
【００４６】
表１は、漏れ検査用に用意した管の試供品につき比較漏れ検査を行った試験結果を示す。比較漏れ検査は、１．５ＭＰＡのエア内圧をかけた水没式漏れ検査と、ヘリウム式漏れ検査と、超音波無圧式漏れ検査とを行なった。ヘリウム式漏れ検査では、試供品Ｎｏ．４の０．０４６μｍの漏れ径まで検出しているが、超音波無圧式漏れ検査も試供品Ｎｏ．４の漏れを検出している。水没式漏れ検査では、試供品Ｎｏ．３、５の連続気泡は検出したが、その他は確認できなかった。なお、超音波無圧式漏れ検査でも、漏れた超音波のレベルより漏れ径を検出するようにすることもできる。
【００４７】
以上、表１の試験結果からも超音波無圧式漏れ検査は、水没式漏れ検査よりもはるかに優れ、また、０．０１μｍの漏れ径まで検出できることが分かっているためヘリウム式漏れ検査と同等または優れていることが分かった。従って、上記した傷や溶接部などの漏れに止まらず、アルミや鋳造品の内部に発生する気泡による極めて微少の漏れまでも検査することができる。
【００４８】
以上述べたごとく、超音波無圧式漏れ検査装置は、エアや窒素ガスの圧入作業を行うことなく、高価の設備を使用することなく、また、工数のかかる作業をすることなく極めて容易に容器類や配管類の漏れを検出することができる。また、漏れの検出に超音波を使用しているため、極めて微小の漏れも精度良く検出をすることができる。また、超音波を使用しているため再現性の精度も良く、エアの加圧などを行う必要もなく安全性も高い。
【００４９】
また、製品の漏れを検査するとき、超音波センサを製品に近づけ移動させることにより漏れの位置を正確に検知することもできる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の超音波無圧式漏れ検査装置は、被検査品の内部に入れたとき出力した超音波の漏れが漏れ信号として検出される超音波発信器と、前記被検査品より漏れた超音波を検出する超音波検出器とを備え、前記超音波発信器は、円筒状の筺体の側面に少なくとも１個の超音波発信素子を設けた配管用超音波出力ユニットと、一端には前記配管用超音波出力ユニットが挿入され他端には前記配管用超音波出力ユニットと連通して被検査品の配管類が挿入される弾性材のアダプタとを有する構成としたため、配管類の内部に超音波を均一に発生させることができ、極めて容易に配管類の超微小の漏れも精度良く検出することができる。また、超音波を使用しているため再現性の精度も良く、エアの加圧などを行う必要もなく安全性も高い。
【００５４】
さらに、前記配管用超音波出力ユニットは、超音波発信回路部と電池とを一体に収納した構成としたため、より検査作業を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関わる超音波無圧式漏れ検査装置の全体構成図を示す。
【図２】被検査品の容器に収納する容器収納用超音波発信器の外観斜視図を示す。
【図３】容器用超音波発信器の外観斜視図を示す。
【図４】被検査品の容器の蓋やキャップなどの注入口にアダプタにより容器用超音波出力ユニットを取り付けたときの斜視図を示す。
【図５】配管用超音波出力ユニットと、配管用超音波出力ユニットが取り付けられるアダプタの斜視図を示す。
【図６】アダプタに配管用超音波出力ユニットと被検査品の配管とを取り付けたときの斜視図を示す。
【図７】泡式漏れ検査と云われている検査を行うときのエアやガスなどが圧送されている配管を示す。
【図８】泡式漏れ検査検査を行うときの燃料タンクを示す。
【符号の説明】
１０超音波発信器
１０Ａ超音波発信回路部
１１超音波出力ユニット
１２、３２、５２、９２超音波発信素子
１９被検査品
２０超音波検出器
２１超音波センサ
２０Ａ漏れ信号検出回路部
３０容器収納用超音波発信器
５０容器用超音波発信器
５１、５１Ａ容器用超音波出力ユニット
５５超音波発信回路ユニット
７５、９４アダプタ
９１配管用超音波出力ユニット
【表１】

Claims

被検査品の内部に入れたとき出力した超音波の漏れが漏れ信号として検出される超音波発信器と、前記被検査品より漏れた超音波を検出する超音波検出器とを備え、前記超音波発信器は、円筒状の筺体の側面に少なくとも１個の超音波発信素子を設けた配管用超音波出力ユニットと、一端には前記配管用超音波出力ユニットが挿入され他端には前記配管用超音波出力ユニットと連通して被検査品の配管類が挿入される弾性材のアダプタとを有することを特徴とする超音波無圧式漏れ検査装置。
前記配管用超音波出力ユニットは、超音波発信回路部と電池とを一体に収納したことを特徴とする請求項１に記載の超音波無圧式漏れ検査装置。