JP2002286438A - Ultrasonic thickness meter - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、塗膜などのコーテ
ィングを表面に施した金属材料などの厚さを超音波で計
測する超音波厚さ計に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic thickness gauge for measuring the thickness of a metal material or the like having a coating such as a coating film on the surface thereof using an ultrasonic wave.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図３は超音波厚さ計の概念を示す概略図
であって、塗膜などのコーティング１を表面に施した鋼
材などの金属材料２の厚さｘを超音波で測定する場合、
コーティング１の表面から同一寸法を保って離れている
一対の振動子３，４を音響分割面５により区画して備え
た分割型の超音波探触子６を使用し、超音波探触子６の
先端部を金属材料２のコーティング１表面に接触させて
一方の振動子３から超音波のパルスを発信し、金属材料
２の表面（コーティング１と金属材料２との境界面）で
反射したエコーＳ1 が発信側の振動子３に受信されてか
ら、金属材料２の底面で反射したエコーＢが他方の振動
子４に受信されるまでの間の時間を計測し、その計測時
間に基づいて金属材料２の厚さｘを算出することが行わ
れている。2. Description of the Related Art FIG. 3 is a schematic view showing the concept of an ultrasonic thickness gauge, in which a thickness x of a metal material 2 such as a steel material having a coating 1 such as a paint film on the surface is measured by ultrasonic waves. If
A split type ultrasonic probe 6 provided with a pair of transducers 3 and 4 separated from the surface of the coating 1 while maintaining the same dimensions and separated by an acoustic splitting surface 5 is used. The tip of is contacted with the surface of the coating 1 of the metal material 2 to emit an ultrasonic pulse from one of the vibrators 3, and the echo reflected on the surface of the metal material 2 (the boundary surface between the coating 1 and the metal material 2) The time from when S 1 is received by the oscillator 3 on the transmitting side to when the echo B reflected on the bottom surface of the metal material 2 is received by the other oscillator 4 is measured, and based on the measured time, The thickness x of the metal material 2 is calculated.
【０００３】この場合、金属材料２の表面で反射したエ
コーＳ1 は、比較的浅い位置で反射することになるの
で、発信側の振動子３に向けて戻って来るようになる
が、金属材料２の底面で反射したエコーＢは、比較的深
い位置で反射することになるので、音響分割面５により
分割された他方の振動子４に向けて戻って来るようにな
る。In this case, the echo S 1 reflected on the surface of the metal material 2 is reflected at a relatively shallow position, and returns toward the oscillator 3 on the transmitting side. Since the echo B reflected on the bottom surface of the second element 2 is reflected at a relatively deep position, the echo B returns toward the other vibrator 4 divided by the acoustic division surface 5.
【０００４】しかしながら、前述した発信側の振動子３
で受信されるエコーは、金属材料２の表面で反射したエ
コーＳ1 だけでなく、コーティング１の表面で反射した
エコーＳなど（これ以外にもコーティング１内の積層部
分で反射したエコーや二次反射エコーなどがある）も受
信されるので、適当なしきい値を設定して該しきい値を
超えたエコーだけを金属材料２の表面で反射したエコー
Ｓ1 であるとして識別する必要がある。[0004] However, the oscillator 3 on the transmitting side described above.
Are not only the echo S 1 reflected on the surface of the metal material 2, but also the echo S reflected on the surface of the coating 1 (other than the echo S 1 reflected on the laminated portion in the coating 1 and the secondary the reflection echo, etc.) is also received, it is necessary to identify only the echo exceeding the threshold by setting an appropriate threshold as being echoes S 1 reflected by the surface of the metallic material 2.
【０００５】ところが、コーティング１の表面状態が悪
いためにコーティング１の表面で反射したエコーＳが大
きくなってしまったような場合や、コーティング１が厚
いために金属材料２の表面で反射したエコーＳ1 が減衰
して小さくなってしまったような場合に、コーティング
１の表面で反射したエコーＳが先行してしきい値を超え
てしまい、金属材料２の表面で反射したエコーＳ1 が受
信されるよりも早く時間の計測が開始されるという誤動
作が起こり、金属材料２の正確な厚さｘを安定して測定
できないことが考えられる。However, the echo S reflected on the surface of the coating 1 becomes large due to the poor surface condition of the coating 1, or the echo S reflected on the surface of the metal material 2 because the coating 1 is thick. When 1 is attenuated and becomes smaller, the echo S reflected on the surface of the coating 1 first exceeds the threshold value, and the echo S 1 reflected on the surface of the metal material 2 is received. It is conceivable that an erroneous operation in which the measurement of time is started earlier than before occurs, and the accurate thickness x of the metal material 2 cannot be stably measured.
【０００６】そこで従来から使用されている超音波厚さ
計では、図４に示すように分割型の超音波探触子６の一
方の振動子３に、該一方の振動子３から超音波のパルス
を発信させるための電気パルスを印加する送信パルス発
生器７を接続し、該送信パルス発生器７は、電気パルス
の印加タイミングに応じてスタート信号８を出力するよ
うにしている。Therefore, in an ultrasonic thickness gauge conventionally used, as shown in FIG. 4, one ultrasonic transducer 3 of a split type ultrasonic probe 6 is provided with an ultrasonic wave from the one ultrasonic transducer 3. A transmission pulse generator 7 for applying an electric pulse for transmitting a pulse is connected, and the transmission pulse generator 7 outputs a start signal 8 according to the application timing of the electric pulse.
【０００７】また、前記超音波探触子６の一方の振動子
３には、コーティング１の表面から金属材料２の表面ま
での間で反射したエコーが所定のしきい値を超えて前記
一方の振動子３に受信された時にリセット信号９を出力
する第一の超音波受信器１０を接続し、他方、前記超音
波探触子６の他方の振動子４には、金属材料２の底面で
反射したエコーＢが受信された時にストップ信号１１を
出力する第二の超音波受信器１２を接続している。Further, an echo reflected from the surface of the coating 1 to the surface of the metal material 2 exceeds a predetermined threshold value on one of the transducers 3 of the ultrasonic probe 6, and the one of the transducers 3 A first ultrasonic receiver 10 that outputs a reset signal 9 when received by the vibrator 3 is connected, while the other vibrator 4 of the ultrasonic probe 6 has a bottom surface of the metal material 2. A second ultrasonic receiver 12 that outputs a stop signal 11 when the reflected echo B is received is connected.
【０００８】そして、前述したスタート信号８、リセッ
ト信号９、ストップ信号１１の夫々は計測カウンタ１３
に入力して、該計測カウンタ１３は、前記スタート信号
８により計時を開始して前記リセット信号９が入力され
る毎に計時開始のリセットを繰り返しながら計時を行
い、且つ前記ストップ信号１１により計時を停止するよ
うにしている。Each of the above-mentioned start signal 8, reset signal 9, and stop signal 11 is
The measurement counter 13 starts time measurement by the start signal 8 and performs time measurement while repeatedly resetting the start of time measurement every time the reset signal 9 is input, and counts time by the stop signal 11. I try to stop.
【０００９】更に、前記計測カウンタ１３には、該計測
カウンタ１３による最終的な計測開始から計測停止まで
の間に計測された時間に基づき金属材料２の厚さｘを算
出する演算器１４を接続し、演算器１４には、算出され
た金属材料２の厚さｘを数字などで表示する表示器１５
を接続している。Further, an arithmetic unit 14 for calculating the thickness x of the metal material 2 based on the time measured from the final measurement start to the measurement stop by the measurement counter 13 is connected to the measurement counter 13. The calculator 14 has a display 15 for displaying the calculated thickness x of the metal material 2 by a numeral or the like.
Are connected.
【００１０】そして、コーティング１を表面に施した金
属材料２の厚さｘを超音波で測定する際に、送信パルス
発生器７により超音波探触子６の一方の振動子３に電気
パルスを印加して超音波のパルスを発信すると、送信パ
ルス発生器７から電気パルスの印加タイミングに応じて
スタート信号８が出力され、計測カウンタ１３にて計時
が開始される。When the thickness x of the metal material 2 having the coating 1 applied to the surface is measured by an ultrasonic wave, an electric pulse is applied to one of the transducers 3 of the ultrasonic probe 6 by the transmission pulse generator 7. When the pulse is applied and the ultrasonic pulse is transmitted, the transmission pulse generator 7 outputs a start signal 8 in accordance with the application timing of the electric pulse, and the measurement counter 13 starts counting time.
【００１１】これにより、例えばコーティング１の表面
で反射したエコーＳが超音波探触子６の一方の振動子３
に戻り、そのエコーＳが所定のしきい値を超えて前記一
方の振動子３に受信されると、第一の超音波受信器１０
からリセット信号９が計測カウンタ１３に向けて出力さ
れ、これに続いて、金属材料２の表面で反射したエコー
Ｓ1 が超音波探触子６の一方の振動子３に戻り、そのエ
コーＳ1 が所定のしきい値を超えて前記一方の振動子３
に受信されると、第一の超音波受信器１０から再びリセ
ット信号９が計測カウンタ１３に向けて出力される。Thus, for example, the echo S reflected on the surface of the coating 1 is applied to one of the transducers 3 of the ultrasonic probe 6.
When the echo S exceeds a predetermined threshold and is received by the one transducer 3, the first ultrasonic receiver 10
, A reset signal 9 is output to the measurement counter 13, and subsequently, the echo S 1 reflected on the surface of the metal material 2 returns to one vibrator 3 of the ultrasonic probe 6, and the echo S 1 Exceeds a predetermined threshold value and the one vibrator 3
, The reset signal 9 is again output from the first ultrasonic receiver 10 to the measurement counter 13.
【００１２】ここで、計測カウンタ１３においては、リ
セット信号９が入力される毎に計時開始のリセットが繰
り返されながら計時が行われるが、金属材料２の底面で
反射したエコーＢが超音波探触子６の他方の振動子４に
受信されると、第二の超音波受信器１２からストップ信
号１１が出力されて計測カウンタ１３の計時が停止され
るので、該計測カウンタ１３による最終的な計時開始か
ら計時停止までの間に計測された時間に基づいて、演算
器１４にて金属材料２の厚さｘが算出され、その算出さ
れた金属材料２の厚さｘが表示器１５に数字などで表示
される。Here, in the measurement counter 13, each time the reset signal 9 is inputted, the reset of the start of the time measurement is repeated, and the time is measured. The echo B reflected on the bottom surface of the metal material 2 is reflected by the ultrasonic probe. When the signal is received by the other transducer 4 of the transducer 6, the stop signal 11 is output from the second ultrasonic receiver 12 and the time counting of the measurement counter 13 is stopped. Based on the time measured from the start to the time stop, the arithmetic unit 14 calculates the thickness x of the metal material 2, and the calculated thickness x of the metal material 2 is displayed on the display 15 as a number or the like. Is displayed with.
【００１３】図５は、以上に述べた従来例における各種
の信号波形を時間軸を合わせてタイムチャート形式で示
したグラフであり、図中の上から一番目のものは、超音
波探触子６の発信側になる一方の振動子３における信号
波形を示し、上から二番目のものは、超音波探触子６の
受信側になる他方の振動子４における信号波形を示し、
上から三番目のものは、第一の超音波受信器１０から出
力されるリセット信号９の波形を示し、上から四番目の
ものは、第二の超音波受信器１２から出力されるストッ
プ信号１１の波形を示している。FIG. 5 is a graph showing various signal waveforms in the conventional example described above in a time chart form with the time axis aligned. The first one from the top of the figure is an ultrasonic probe. 6 shows a signal waveform in one transducer 3 which is a transmitting side of the ultrasonic probe 6, and a second one from the top shows a signal waveform in the other transducer 4 which is a receiving side of the ultrasonic probe 6,
The third from the top shows the waveform of the reset signal 9 output from the first ultrasonic receiver 10, and the fourth from the top shows the stop signal output from the second ultrasonic receiver 12. 11 shows the waveform of FIG.
【００１４】この図５から明かなように、一方の振動子
３にて超音波のパルスＴが発信されてから、コーティン
グ１の表面で反射したエコーＳと、金属材料２の表面で
反射したエコーＳ1 とが一方の振動子３で順次受信され
るが、これらのエコーＳ，Ｓ 1 が一方の振動子３で受信
される毎に第一の超音波受信器１０にてリセット信号９
が出力され、他方の振動子４にて金属材料２の底面で反
射したエコーＢが受信される時に、第二の超音波受信器
１２にてストップ信号１１が出力されるようになってお
り、その結果として、金属材料２の表面で反射したエコ
ーＳ1 が受信されてからストップ信号１１が出力される
までの間の時間ｔが計測されるのである。As is clear from FIG. 5, one of the vibrators
3. After the ultrasonic pulse T is transmitted at 3,
The echo S reflected on the surface of the metal material 1 and the echo S
Reflected echo S1 Are sequentially received by one transducer 3
But these echoes S, S 1 Is received by one transducer 3
Every time the first ultrasonic receiver 10 resets the reset signal 9
Is output.
When the emitted echo B is received, the second ultrasonic receiver
The stop signal 11 is output at 12.
As a result, the eco-reflection reflected on the surface of the metal material 2
ー S1 Is received and then a stop signal 11 is output
The time t until is measured.
【００１５】従って、前記した図４の装置によれば、金
属材料２の表面で反射したエコーＳ 1 が、コーティング
１の表面で反射したエコーＳよりも小さくなっても、コ
ーティング１の表面で反射したエコーＳが超音波探触子
６の一方の振動子３に受信された後、金属材料２の表面
で反射したエコーＳ1 が前記一方の振動子３に最後に受
信されて、計時がリセットされて初めからカウントしな
おされるので、金属材料２の表面で反射したエコーＳ1
が前記一方の振動子３に受信されてから金属材料２の底
面で反射したエコーＢが他方の振動子４に受信されるま
での間の時間が確実に計測されることになり、これによ
り金属材料２の厚さｘを測定することが可能になる。Therefore, according to the apparatus shown in FIG.
Echo S reflected on the surface of metal material 2 1 But coating
Even if it is smaller than the echo S reflected on the surface of
The echo S reflected from the surface of the car 1 is an ultrasonic probe
6, the surface of the metal material 2 after being received by one of the vibrators 3
Echo S reflected by1 Is finally received by the one vibrator 3.
And the time is reset and do not count from the beginning.
The echo S reflected on the surface of the metal material 21
Is received by the one vibrator 3 and the bottom of the metal material 2
Until the echo B reflected by the surface is received by the other vibrator 4
Time between the two is reliably measured,
The thickness x of the metal material 2 can be measured.
【００１６】[0016]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一方の
振動子３では、上述したコーティング１の表面で反射し
たエコーＳと、金属材料２の表面で反射したエコーＳ1
とが受信されるのみでなく、図４に示すように金属材料
２の底面で反射した所定のしきい値を超えるエコーＳ2
が受信されることもある。However, in one vibrator 3, the echo S reflected on the surface of the coating 1 and the echo S 1 reflected on the surface of the metal material 2 described above.
DOO Not only is received, echo S 2 exceeds a predetermined threshold that is reflected by the bottom surface of the metallic material 2 as shown in FIG. 4
May be received.
【００１７】従来の超音波探触子６では、一対の振動子
３，４は双方とも超音波探触子６の先端部から内部へ同
じ寸法で配置されているため、一方の振動子３に金属材
料２の底面で反射した所定のしきい値を超えるエコーＳ
2 が受信された際には、同時に他方の振動子４にも金属
材料２の底面で反射したエコーＢが受信される。In the conventional ultrasonic probe 6, the pair of transducers 3, 4 are both arranged at the same size from the tip end of the ultrasonic probe 6 to the inside thereof. Echo S exceeding a predetermined threshold value reflected from the bottom surface of metal material 2
When 2 is received, the other transducer 4 also receives the echo B reflected on the bottom surface of the metal material 2 at the same time.
【００１８】このように、所定のしきい値を超えるエコ
ーＳ2 が一方の振動子３に受信されると、第一の超音波
受信器１０からリセット信号９が計測カウンタ１３に向
けて出力され、これと同時に、金属材料２の底面で反射
したエコーＢが超音波探触子６の他方の振動子４に受信
されると、第二の超音波受信器１２からストップ信号１
１が出力される。図６はこの状態の信号波形を時間軸を
合わせてタイムチャート形式で示したグラフであり、計
測カウンタ１３には、計時を開始するリセット信号９と
計時を停止するストップ信号１１とが同時に入力され、
計時開始から計時停止までの間に計測された時間は０に
なって、金属材料２の厚さｘを測定することができなく
なる。As described above, when the echo S 2 exceeding the predetermined threshold value is received by one of the transducers 3, the reset signal 9 is output from the first ultrasonic receiver 10 to the measurement counter 13. At the same time, when the echo B reflected on the bottom surface of the metal material 2 is received by the other transducer 4 of the ultrasonic probe 6, the stop signal 1 is transmitted from the second ultrasonic receiver 12.
1 is output. FIG. 6 is a graph showing the signal waveform in this state in the form of a time chart along with the time axis. The reset signal 9 for starting the time measurement and the stop signal 11 for stopping the time measurement are simultaneously input to the measurement counter 13. ,
The time measured from the start of the time measurement to the stop of the time measurement becomes zero, and the thickness x of the metal material 2 cannot be measured.
【００１９】本発明は、上述の実情に鑑みてなしたもの
で、コーティングのある金属材料の正確な厚さを安定し
て測定し得るようにすることを目的としている。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to stably measure the accurate thickness of a coated metal material.
【００２０】[0020]
【課題を解決するための手段】本発明は、コーティング
を表面に施した金属材料の厚さを超音波で測定する超音
波厚さ計であって、一対の振動子を音響分割面により区
画して備えた超音波探触子と、該超音波探触子の一方の
振動子に超音波のパルスを発信させるための電気パルス
を印加し且つその印加タイミングに応じたスタート信号
を出力する送信パルス発生器と、コーティングの表面か
ら金属材料の表面までの間で反射したエコーが所定のし
きい値を超えて前記超音波探触子の一方の振動子に受信
された時にリセット信号を出力する第一の超音波受信器
と、金属材料の底面で反射したエコーが前記超音波探触
子の他方の振動子に受信された時にストップ信号を出力
する第二の超音波受信器と、前記スタート信号により計
時を開始して前記リセット信号が入力される毎に計測開
始のリセットを繰り返しながら計時を行い且つ前記スト
ップ信号により計時を停止する計測カウンタと、該計測
カウンタによる最終的な計測開始から計測停止までの間
に計測された時間に基づき金属材料の厚さを算出する演
算器と、を備えた超音波厚さ計において、前記一方の振
動子を超音波探触子の先端部から遠ざけると共に前記他
方の振動子を超音波探触子の先端部に接近させ、前記ス
トップ信号が出力された時に前記リセット信号が計測カ
ウンタに入力されるのを遮断するゲート回路を前記第一
の超音波受信器と計測カウンタとの間に設けたことを特
徴とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is an ultrasonic thickness gauge for measuring the thickness of a metal material having a coating on its surface by ultrasonic waves, wherein a pair of vibrators are divided by an acoustic dividing surface. And a transmission pulse for applying an electric pulse for transmitting an ultrasonic pulse to one of the transducers of the ultrasonic probe and outputting a start signal according to the application timing. A generator for outputting a reset signal when an echo reflected from a surface of the coating to a surface of the metal material exceeds a predetermined threshold and is received by one of the transducers of the ultrasonic probe; One ultrasonic receiver, a second ultrasonic receiver that outputs a stop signal when an echo reflected on the bottom surface of the metal material is received by the other transducer of the ultrasonic probe, and the start signal Start timing by Each time a set signal is input, the measurement is repeated while resetting the measurement start, and the measurement is stopped by the stop signal.The measurement counter measures the time from the final measurement start to the measurement stop by the measurement counter. A calculator that calculates the thickness of the metal material based on time, and an ultrasonic thickness gauge, wherein the one transducer is moved away from the tip of the ultrasound probe and the other A gate circuit that approaches the tip of the probe and blocks the reset signal from being input to the measurement counter when the stop signal is output is provided between the first ultrasonic receiver and the measurement counter. It is characterized by having been provided.
【００２１】而して、このような超音波厚さ計によれ
ば、コーティングを表面に施した金属材料の厚さを超音
波で測定する際に、送信パルス発生器により超音波探触
子の一方の振動子に電気パルスを印加して超音波のパル
スを発信すると、金属材料の表面で反射したエコーが一
方の振動子に受信されて計時が開始された後、金属材料
の底面で反射したエコーは、先に他方の振動子に受信さ
れた後、やや遅れて一方の振動子に受信される。このた
め、一方の振動子にエコーが受信される前に、他方の振
動子に受信された金属材料の底面で反射したエコーによ
り第二の超音波受信器からストップ信号が出力されて金
属材料の厚さの測定が完了し、同時にリセット信号が計
測カウンタに入力されるのがゲート回路により遮断さ
れ、不要な計測開始を繰り返すことが回避される。According to such an ultrasonic thickness gauge, when measuring the thickness of the metal material coated on the surface with ultrasonic waves, the transmission pulse generator is used to measure the thickness of the ultrasonic probe. When an electric pulse is applied to one vibrator and an ultrasonic pulse is transmitted, the echo reflected on the surface of the metal material is received by one vibrator and timekeeping is started, and then reflected on the bottom surface of the metal material The echo is first received by the other transducer, and then received by one transducer with a slight delay. Therefore, before the echo is received by one transducer, a stop signal is output from the second ultrasonic receiver by the echo reflected on the bottom surface of the metal material received by the other transducer, and The gate circuit blocks the completion of the measurement of the thickness and the simultaneous input of the reset signal to the measurement counter, thereby preventing unnecessary start of the measurement from being repeated.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２３】図１は本発明の実施の形態の一例を示すブ
ロック図であり、図４と同一の符号を付した部分は同一
物を表している。FIG. 1 is a block diagram showing an example of an embodiment of the present invention, in which the same reference numerals as in FIG. 4 denote the same parts.
【００２４】図１に示す如く本発明の実施の形態におい
ては、超音波探触子６の一方の振動子３の配置位置を、
超音波探触子６の先端部１６から遠ざけて奥深い位置と
し、他方の振動子４の配置位置を、超音波探触子６の先
端部１６に接近させて浅い位置とし、一方の振動子３の
超音波探触子６の先端部１６からの距離Ｌ1 を、他方の
振動子４の超音波探触子６の先端部１６からの距離Ｌ2
よりも大きくしている。As shown in FIG. 1, in the embodiment of the present invention, the arrangement position of one transducer 3 of the ultrasonic probe 6 is
The distal end 16 of the ultrasonic probe 6 is located at a deep position, and the other transducer 4 is located at a shallow position close to the distal end 16 of the ultrasonic probe 6. The distance L 1 from the tip 16 of the ultrasonic probe 6 to the distance L 2 from the tip 16 of the ultrasonic probe 6 of the other transducer 4
Larger than.
【００２５】更に、リセット信号９を出力する第一の超
音波受信器１０と計時を行う計測カウンタ１３との間に
ゲート回路１７を設け、第二の超音波受信器１２が出力
するストップ信号１１を、計測カウンタ１３に入力する
と同時にゲート回路１７にも入力するようにしている。Further, a gate circuit 17 is provided between the first ultrasonic receiver 10 for outputting the reset signal 9 and the measurement counter 13 for measuring time, and the stop signal 11 output from the second ultrasonic receiver 12 is provided. Is input to the measurement circuit 13 and the gate circuit 17 at the same time.
【００２６】ゲート回路１７は、第二の超音波受信器１
２からのストップ信号１１が入力されている間は第一の
超音波受信器１０と計測カウンタ１３との間を遮断し
て、第一の超音波受信器１０からのリセット信号９が計
測カウンタ１３に入力されないようにし、第二の超音波
受信器１２からのストップ信号１１が入力されていない
時には第一の超音波受信器１０と計測カウンタ１３との
間を接続して、第一の超音波受信器１０からのリセット
信号９が計測カウンタ１３に入力されるようにする。こ
のとき、ゲート回路１７によるリセット信号９の遮断を
解除する方法としては、送信パルス発生器７からのスタ
ート信号８を解除信号８’として用いてもよく、また、
ストップ信号１１の時間長さを設定しても良い。The gate circuit 17 includes the second ultrasonic receiver 1
While the stop signal 11 is input from the second ultrasonic receiver 10, the communication between the first ultrasonic receiver 10 and the measurement counter 13 is interrupted, and the reset signal 9 from the first ultrasonic receiver 10 is When the stop signal 11 from the second ultrasonic receiver 12 is not input, the first ultrasonic receiver 10 and the measurement counter 13 are connected so that the first ultrasonic wave The reset signal 9 from the receiver 10 is input to the measurement counter 13. At this time, as a method of releasing the interruption of the reset signal 9 by the gate circuit 17, the start signal 8 from the transmission pulse generator 7 may be used as the release signal 8 '
The time length of the stop signal 11 may be set.
【００２７】図１に示す実施の形態の、上述した超音波
探触子６における一方の振動子３と他方の振動子４との
位置を変えた点と、ゲート回路１７を設け点とを除いた
他の構成においては、図４に示す従来の超音波厚さ計と
略同じ構成であって、一方の振動子３には、超音波のパ
ルスを発信させるための電気パルスを印加する送信パル
ス発生器７と、コーティング１の表面から金属材料２の
表面までの間で反射したエコーが所定のしきい値を超え
て受信された時にリセット信号９を出力する第一の超音
波受信器１０とを接続し、送信パルス発生器７は電気パ
ルスの印加タイミングに応じてスタート信号８を出力す
るようにしている。他方の振動子４には、金属材料２の
底面で反射したエコーＢが受信された時にストップ信号
１１を出力する第二の超音波受信器１２を接続し、計測
カウンタ１３は、スタート信号８により計時を開始し
て、リセット信号９がゲート回路１７を通って入力され
る毎に計時開始のリセットを繰り返しながら計時を行
い、且つストップ信号１１により計時を停止するように
している。そして、計測カウンタ１３には、該計測カウ
ンタ１３による最終的な計測開始から計測停止までの間
に計測された時間に基づき金属材料２の厚さｘを算出す
る演算器１４を接続し、演算器１４には、算出された金
属材料２の厚さｘを数字などで表示する表示器１５を接
続している。In the embodiment shown in FIG. 1, except that the positions of the one transducer 3 and the other transducer 4 in the above-described ultrasonic probe 6 are changed, and that a gate circuit 17 is provided. Another configuration is substantially the same as that of the conventional ultrasonic thickness gauge shown in FIG. 4, and a transmission pulse for applying an electric pulse for transmitting an ultrasonic pulse to one of the vibrators 3 is provided. A generator 7 and a first ultrasonic receiver 10 for outputting a reset signal 9 when an echo reflected from the surface of the coating 1 to the surface of the metallic material 2 is received above a predetermined threshold value; And the transmission pulse generator 7 outputs the start signal 8 in accordance with the application timing of the electric pulse. The other vibrator 4 is connected to a second ultrasonic receiver 12 that outputs a stop signal 11 when an echo B reflected on the bottom surface of the metal material 2 is received. Each time the reset signal 9 is input through the gate circuit 17, the timer is started and the timer is started while repeating the reset, and the stop signal 11 stops the timer. The measurement counter 13 is connected to an arithmetic unit 14 that calculates the thickness x of the metal material 2 based on the time measured from the start of the final measurement by the measurement counter 13 to the stop of the measurement. The display 14 is connected to the display 14 for displaying the calculated thickness x of the metal material 2 by a numeral or the like.
【００２８】次に、上述した図１に示す実施の形態の作
用を説明する。Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be described.
【００２９】コーティング１を表面に施した金属材料２
の厚さｘを超音波で測定するため、送信パルス発生器７
により超音波探触子６の一方の振動子３に電気パルスを
印加して超音波のパルスを発信すると、送信パルス発生
器７から電気パルスの印加タイミングに応じてスタート
信号８が出力され、計測カウンタ１３にて計時が開始さ
れる。そして図２のタイムチャート形式で示したグラフ
に示すように、一方の振動子３にて超音波のパルスＴが
発信されてから、コーティング１の表面で反射したエコ
ーＳと、金属材料２の表面で反射したエコーＳ1 とが一
方の振動子３で順次受信されるが、これらのエコーＳ，
Ｓ1 が一方の振動子３で受信される毎に第一の超音波受
信器１０にてリセット信号９が出力され、他方の振動子
４にて金属材料２の底面で反射したエコーＢが受信され
る時に、第二の超音波受信器１２にてストップ信号１１
が出力され、金属材料２の表面で反射したエコーＳ1 が
受信されてからストップ信号１１が出力されるまでの間
の時間ｔが計測カウンタ１３で計測される。この際、第
二の超音波受信器１２からストップ信号１１が出力され
るまでの間は、ゲート回路１７は第一の超音波受信器１
０と計測カウンタ１３との間を接続しているため、計測
カウンタ１３は、金属材料２の表面で反射したエコーＳ
1 が受信されてからストップ信号１１が出力されるまで
の間の時間ｔの計測が可能である。Metallic material 2 having coating 1 applied to its surface
The transmission pulse generator 7 to measure the thickness x of the
When an electric pulse is applied to one of the transducers 3 of the ultrasonic probe 6 and an ultrasonic pulse is transmitted, a start signal 8 is output from the transmission pulse generator 7 according to the application timing of the electric pulse, and the measurement is performed. The counter 13 starts counting time. Then, as shown in the time chart of FIG. 2, after the ultrasonic pulse T is transmitted from one of the vibrators 3, the echo S reflected on the surface of the coating 1 and the surface of the metal material 2 are reflected. The echoes S 1 reflected by the first and second vibrators 3 are sequentially received by one of the vibrators 3.
Each time S 1 is received by one transducer 3, a reset signal 9 is output by the first ultrasonic receiver 10, and an echo B reflected by the bottom face of the metal material 2 by the other transducer 4 is received. When the stop signal 11 is output from the second ultrasonic receiver 12.
Is output, and the time t from when the echo S 1 reflected on the surface of the metal material 2 is received to when the stop signal 11 is output is measured by the measurement counter 13. At this time, until the stop signal 11 is output from the second ultrasonic receiver 12, the gate circuit 17 keeps the first ultrasonic receiver 1
0 and the measurement counter 13, the measurement counter 13 reads the echo S reflected on the surface of the metal material 2.
The time t from when 1 is received until the stop signal 11 is output can be measured.
【００３０】第二の超音波受信器１２からストップ信号
１１が出力されて計測カウンタ１３の計時が停止される
時には、ゲート回路１７にもストップ信号１１が入力さ
れ、第一の超音波受信器１０と計測カウンタ１３との間
を遮断する。このようにして計測カウンタ１３の計時が
停止され、計測カウンタ１３による最終的な計時開始か
ら計時停止までの間に計測された時間ｔに基づいて、演
算器１４にて金属材料２の厚さｘが算出され、その算出
された金属材料２の厚さｘが表示器１５に数字などで表
示される。このとき、一方の振動子３と他方の振動子４
との超音波探触子６の先端部１６からの距離Ｌ1 ，Ｌ2
の差分の補正を行って、金属材料２の真の厚さｘが求め
られる。When the stop signal 11 is output from the second ultrasonic receiver 12 and the timing of the measurement counter 13 is stopped, the stop signal 11 is also input to the gate circuit 17 and the first ultrasonic receiver 10 And the measurement counter 13 are shut off. In this way, the counting of the measurement counter 13 is stopped, and the arithmetic unit 14 calculates the thickness x of the metal material 2 based on the time t measured from the time when the measurement counter 13 finally starts timing to the time when the timing is stopped. Is calculated, and the calculated thickness x of the metal material 2 is displayed on the display 15 by a numeral or the like. At this time, one vibrator 3 and the other vibrator 4
L 1 , L 2 from the tip 16 of the ultrasonic probe 6
Is corrected, and the true thickness x of the metal material 2 is obtained.
【００３１】他方の振動子４にて金属材料２の底面で反
射したエコーＢが受信される時に、一方の振動子３にも
金属材料２の底面で反射した所定のしきい値を超えるエ
コーＳ2 が受信されることがあった際には、一方の振動
子３と他方の振動子４との超音波探触子６の先端部１６
からの距離Ｌ1 ，Ｌ2 が相違するため、他方の振動子４
におけるエコーＢの受信が先に行われ、微少な時間差を
おいて一方の振動子３における所定のしきい値を超える
エコーＳ2 が受信されることになる。When an echo B reflected on the bottom surface of the metal material 2 is received by the other vibrator 4, an echo S exceeding a predetermined threshold and reflected on the bottom surface of the metal material 2 is also applied to one vibrator 3. 2 is received, the tip 16 of the ultrasonic probe 6 between the one transducer 3 and the other transducer 4
Distances L 1 and L 2 from the other vibrator 4
Reception of the echo B is performed first, so that the echo S 2 exceeds a predetermined threshold value in one of the transducers 3 at a slight time difference is received in.
【００３２】しかしながら、上述したように他方の振動
子４に金属材料２の底面で反射したエコーＢが受信され
た時には、図２に示すようにストップ信号１１により計
時を停止して、計測カウンタ１３は最終的な計測開始か
ら計測停止までの間の時間を計測し終えて、演算器１４
は金属材料２の厚さｘの算出をすることが可能である。
従って、所定のしきい値を超えるエコーＳ2 が一方の振
動子３に受信された時には、ストップ信号１１によりゲ
ート回路１７が、第一の超音波受信器１０と計測カウン
タ１３との間を遮断した直後であるため、所定のしきい
値を超えるエコーＳ2 が一方の振動子３に受信されて第
一の超音波受信器１０がリセット信号９を出力しても、
このリセット信号９はゲート回路１７で遮断され、計測
カウンタ１３には入力しない。このため計測カウンタ１
３は、所定のしきい値を超えるエコーＳ2 が一方の振動
子３に受信されたことによるリセットを行うことがな
く、金属材料２の底面で反射したエコーＢが他方の振動
子４で受信された時のストップ信号１１により、計測カ
ウンタ１３は最終的な計測開始から計測停止までの間の
時間を計測し、演算器１４は金属材料２の厚さｘの算出
をすることができ、所定のしきい値を超えるエコーＳ2
が一方の振動子３に受信されたことによる支障は生じな
い。However, when the other transducer 4 receives the echo B reflected on the bottom surface of the metal material 2 as described above, the time is stopped by the stop signal 11 as shown in FIG. Finishes measuring the time from the start of the final measurement to the stop of the measurement.
Can calculate the thickness x of the metal material 2.
Therefore, when an echo S 2 exceeding a predetermined threshold value is received by one of the transducers 3, the gate circuit 17 cuts off the connection between the first ultrasonic receiver 10 and the measurement counter 13 by the stop signal 11. Immediately after the first ultrasonic receiver 10 outputs the reset signal 9 even if the echo S 2 exceeding the predetermined threshold value is received by one of the transducers 3,
The reset signal 9 is cut off by the gate circuit 17 and is not input to the measurement counter 13. Therefore, the measurement counter 1
3 indicates that the reset is not performed due to the reception of the echo S 2 exceeding the predetermined threshold value by one of the transducers 3, and the echo B reflected on the bottom surface of the metal material 2 is received by the other transducer 4. Based on the stop signal 11 when the measurement is performed, the measurement counter 13 measures the time from the final measurement start to the measurement stop, and the arithmetic unit 14 can calculate the thickness x of the metal material 2. S 2 exceeding the threshold of
Does not hinder the reception of the signal by the transducer 3.
【００３３】[0033]
【発明の効果】本発明は、金属材料の底面で反射したエ
コーは、先に他方の振動子に受信された後にやや遅れて
一方の振動子に受信されるため、一方の振動子に底面で
反射したエコーが受信される前に、他方の振動子に受信
された底面で反射したエコーにより第二の超音波受信器
からストップ信号が出力されて金属材料の厚さの測定を
完了し、同時にゲート回路によってリセット信号が計測
カウンタに入力されるのが遮断されるので不要な計測開
始を繰り返すことがなく、コーティングのある金属材料
の厚さを正確に安定して測定できる効果がある。According to the present invention, the echo reflected by the bottom surface of the metal material is received by one of the vibrators slightly after being received by the other vibrator first. Before the reflected echo is received, the stop signal is output from the second ultrasonic receiver by the echo reflected on the bottom surface received by the other transducer, and the measurement of the thickness of the metal material is completed. Since the gate circuit blocks the reset signal from being input to the measurement counter, unnecessary measurement starts are not repeated, and the thickness of the coated metal material can be measured accurately and stably.
【図１】本発明の実施の形態の一例を示すブロック図で
ある。FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of an embodiment of the present invention.
【図２】本発明における各種の信号波形を時間軸を合わ
せてタイムチャート形式で示したグラフである。FIG. 2 is a graph showing various signal waveforms according to the present invention in a time chart format along with a time axis.
【図３】超音波厚さ計の概念を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing the concept of an ultrasonic thickness gauge.
【図４】従来例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a conventional example.
【図５】図４の従来例における各種の信号波形を時間軸
を合わせてタイムチャート形式で示したグラフである。FIG. 5 is a graph showing various signal waveforms in the conventional example of FIG. 4 in a time chart form along a time axis.
【図６】図４の従来例における他の状態の信号波形を示
したグラフである。6 is a graph showing a signal waveform in another state in the conventional example of FIG. 4;
１ コーティング ２ 金属材料 ３ 振動子 ４ 振動子 ５ 音響分割面 ６ 超音波探触子 ７ 送信パルス発生器 ８ スタート信号 ９ リセット信号 １０ 第一の超音波受信器 １１ ストップ信号 １２ 第二の超音波受信器 １３ 計測カウンタ １４ 演算器 １６ 超音波探触子の先端部 １７ ゲート回路 Ｂ 金属材料の底面で反射したエコー Ｓ コーティングの表面で反射したエコー Ｓ1 金属材料の表面で反射したエコー Ｓ2 金属材料の底面で反射したエコー Ｔ 超音波のパルス ｘ 金属材料の厚さDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coating 2 Metal material 3 Transducer 4 Transducer 5 Acoustic division surface 6 Ultrasonic probe 7 Transmission pulse generator 8 Start signal 9 Reset signal 10 First ultrasonic receiver 11 Stop signal 12 Second ultrasonic reception Instrument 13 Measurement counter 14 Arithmetic unit 16 Tip of ultrasonic probe 17 Gate circuit B Echo reflected on bottom surface of metal material S Echo reflected on coating surface S 1 Echo reflected on metal material surface S 2 Metal material Echo reflected at the bottom of the plate T Ultrasonic pulse x Metallic material thickness
Claims (1)
厚さを超音波で測定する超音波厚さ計であって、一対の
振動子を音響分割面により区画して備えた超音波探触子
と、該超音波探触子の一方の振動子に超音波のパルスを
発信させるための電気パルスを印加し且つその印加タイ
ミングに応じたスタート信号を出力する送信パルス発生
器と、コーティングの表面から金属材料の表面までの間
で反射したエコーが所定のしきい値を超えて前記超音波
探触子の一方の振動子に受信された時にリセット信号を
出力する第一の超音波受信器と、金属材料の底面で反射
したエコーが前記超音波探触子の他方の振動子に受信さ
れた時にストップ信号を出力する第二の超音波受信器
と、前記スタート信号により計時を開始して前記リセッ
ト信号が入力される毎に計測開始のリセットを繰り返し
ながら計時を行い且つ前記ストップ信号により計時を停
止する計測カウンタと、該計測カウンタによる最終的な
計測開始から計測停止までの間に計測された時間に基づ
き金属材料の厚さを算出する演算器と、を備えた超音波
厚さ計において、前記一方の振動子を超音波探触子の先
端部から遠ざけると共に前記他方の振動子を超音波探触
子の先端部に接近させ、前記ストップ信号が出力された
時に前記リセット信号が計測カウンタに入力されるのを
遮断するゲート回路を前記第一の超音波受信器と計測カ
ウンタとの間に設けたことを特徴とする超音波厚さ計。1. An ultrasonic thickness gauge for measuring the thickness of a metal material having a coating applied to its surface by ultrasonic waves, wherein the ultrasonic probe includes a pair of vibrators partitioned by an acoustic division surface. And a transmission pulse generator that applies an electric pulse for transmitting an ultrasonic pulse to one of the transducers of the ultrasonic probe and outputs a start signal according to the application timing, and from the surface of the coating. A first ultrasonic receiver that outputs a reset signal when an echo reflected up to the surface of the metal material exceeds a predetermined threshold and is received by one of the transducers of the ultrasonic probe, A second ultrasonic receiver that outputs a stop signal when an echo reflected on the bottom surface of the metal material is received by the other transducer of the ultrasonic probe, and starts timing by the start signal and resets the signal. Every time a signal is input A time counter while repeating the reset of the measurement start and stopping the time measurement by the stop signal; and And an calculator for calculating the thickness of the ultrasonic probe, wherein the one transducer is moved away from the tip of the ultrasound probe and the other transducer is placed at the tip of the ultrasound probe. A gate circuit is provided between the first ultrasonic receiver and the measurement counter so as to approach and stop the reset signal from being input to the measurement counter when the stop signal is output. Ultrasonic thickness gauge.
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