JP2812688B2 - コーティング付被測定物の厚さ測定方法 - Google Patents

コーティング付被測定物の厚さ測定方法

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JP2812688B2 JP26064388A JP26064388A JP2812688B2 JP 2812688 B2 JP2812688 B2 JP 2812688B2 JP 26064388 A JP26064388 A JP 26064388A JP 26064388 A JP26064388 A JP 26064388A JP 2812688 B2 JP2812688 B2 JP 2812688B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、コーティングが施された被測定物の真の厚
さをコーティング上から測定するための厚さ測定方法に
関するものである。
[従来の技術] コーティングが施された鋼板等の被測定物の厚さを測
定する場合、コーティングを剥がした後に適当な厚さ測
定装置を用いて測定するのが一般的な方法である。しか
しながら、コーティングの除去及び再塗装は非常に手間
のかかる作業であるために、被測定物をコーティング付
きのままで測定できる手段が従来から色々と考えられて
いる。
例えば第5図に示す厚さ測定装置は超音波パルスの反
射を利用して被測定物の厚さを測定するものであり、コ
ーティング付被測定物1に密着される超音波探触子2
と、超音波探触子2からの信号により厚さを測定する厚
さ測定器3とから成っている。この装置に用いられる超
音波探触子2はいわゆる分割形と呼ばれるものであり、
円筒形のケース4内に互いに並設された超音波パルスの
送信部材5と受信部材6を有している。送信部材5と受
信部材6との間には、送信部材5から超音波パルスが受
信部材6に直接伝播しないように、音響仕切板7が設け
られており、これはケース4の開口面まで延びている。
また、ケース4内には遅延材8が充填されている。この
ような超音波探触子2は、その端面をコーティング付被
測定物1の表面に密着させることにより用いられ、送信
部材5から超音波パルスを発すると、該パルスはコーテ
ィング9と被測定物10との境界面、及び被測定物10の底
面にて反射され、これらの反射波が受信部材6により受
信され、その受信信号が厚さ測定器3に送られる。そし
て、この境界面反射波及び底面反射波の信号を利用して
厚さ測定器3内でこれらの受信時刻の差により板厚を算
出しようとするものである。
また、別の方法としては、底面反射波の多重反射波を
利用するいわゆるB1−B2方式がある。このB1−B2方式
は、第6図に示すように、最初に被測定物10の底面で反
射された底面反射波(第1底面反射波)と、第1底面反
射波の一部がコーティング9と被測定物10との境界面を
透過せずに反射され再び被測定物10の底面で反射された
底面反射波(第2底面反射波)との受信部材6による受
信時刻の差を測定することにより板厚を求める方法でで
ある。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、前述した従来の厚さ測定方法には以下
に示す問題点がある。
まず、境界面及び底面の反射波を利用する方法におい
ては、境界面反射波の信号を取り出す場合に、超音波端
触子2の音響仕切板7がコーティング付被測定物1の表
面に接しているので、境界面反射波の大部分が音響仕切
板7により遮られ、送信部材5の方に反射される。従っ
て、境界面反射波は受信部材6に僅かしか伝わらず、そ
の受信レベルは低くなり、測定誤差が生じやすいという
問題点がある。即ち、境界面反射波の信号を取り出すた
めには大幅な増幅が必要とされ、増幅による誤差を無視
できなくなる場合がある。
また、コーティング9の表面からの表面反射波も極く
僅かであるが、受信部材6に伝わり、受信される。境界
面反射波の信号を増幅した場合、この表面反射波の信号
も無視できないものとなる。特に、コーティングが薄い
場合には、表面反射波と境界面反射波の信号の受信時刻
の差が小さくなるため、表面反射波と境界面反射波の信
号の境界が不明瞭となり、表面反射波の信号のみを確実
に取り出すことは難しく、被測定物10の真の厚さを正確
に求めることは困難であった。
他方、B1−B2方式では、上述した如き境界面反射波の
取出しに伴う問題は生じないが、第7図のようにコーテ
ィング付被測定物1の底面に腐食部11が存在する場合に
は、条件によっては受信部材6から出力される信号に腐
食部11の反射波による信号f1、その多重反射波f2、及び
底面反射波信号B1が混在し、これらを区別することがで
きず、被測定物10の厚さを正確に測定することが不可能
となる。
従って、本発明の目的はかかる問題点を解決すること
にある。
[課題を解決するための手段] 前記目的を達成するために、本発明は、コーティング
付被測定物に向けて超音波探触子の送信部材から超音波
パルスを発し、その反射波を受信部材により受信し、受
信信号のうちからコーティングと被測定物の境界面から
の境界面反射波と底面からの底面反射波の信号を取り出
し、これらの信号の時刻差により厚さを算出するコーテ
ィング付被測定物の厚さ測定方法において、超音波パル
スの送信及び受信が可能な第1の部材と少なくとも超音
波パルスの受信が可能な第2の部材とを音響仕切板を隔
てて並設した超音波探触子を用い、前記第1の部材から
超音波パルスを発し、この第1の部材により受信される
反射波の信号から境界面反射波の信号を取り出し、前記
第2の部材により受信される反射波の信号から底面反射
波の信号を取り出すものである。
[作用] 本発明では、境界面反射波については第1の部材で受
信し、底面反射波については第2の部材で受信すること
としている。したがって、境界面反射波は、音響仕切板
により遮られるので、第2の部材には殆ど伝わらず、そ
の大部分が第1の部材に戻るため、第1の部材により受
信された境界面反射波の受信レベルは高レベルとなる。
また、超音波探触子の第1の部材から超音波パルスを
発すると、コーティング表面で表面反射波を生じ、この
表面反射波も第1の部材で受信されるが、この表面反射
波は、被測定物の真の厚さ測定には関与しないので、境
界面反射波と区別される必要がある。本発明では、表面
反射波も、境界面反射波と同様に、音響仕切板により遮
られることなく、第2の部材で受信するより高レベルで
受信されるので、表面反射波による信号と境界面反射波
による信号は明瞭に現れ、境界面反射波の信号は表面反
射波の信号と確実に区別して取り出すことができる。
[実施例] 以下、図面と共に本発明の好適な実施例について詳細
に説明するが、図中、同一又は相当部分には同一符号を
用いることとする。
図面の第1図は本発明の測定方法を実施するための装
置の一例を示している。符号2は従来一般に用いられて
いる分割形の超音波探触子であり、超音波パルスを発す
る送信部材(第1の部材)5と、受信を行う受信部材
(第2の部材)6とがケース4内に並設され、両者間に
は音響仕切板7が配置されている。通常、これらの部材
5,6は振動子と呼ばれるものから成り、送信及び受信の
両方の機能を有している。本発明では、送信部材5にお
いて超音波パルスの送信と受信を行うように回路構成が
なされている。尚、以下の説明では、送信部材を送受信
部材と称する。また、符号20は超音波探触子2に接続さ
れた厚さ測定器である。
かかる装置を用いてコーティング付被測定物1の厚さ
を測定する場合、まず、コーティング9の表面にグリセ
リン等の接触媒質を塗布し超音波探触子2の開口面を密
着させる。
超音波探触子2の送受信部材5は厚さ測定器20の超音
波パルス発生器21に接続されており、この超音波パルス
発生器21は原発振器22からの一定周期の矩形パルスを受
けることにより超音波パルス発生信号を発し、送受信部
材5から一定の周期で超音波パルスを送信させる。送受
信部材5から発せられた超音波パルスの一部は、まず、
コーティング9の表面で反射される。この表面反射波
は、音響仕切板7により遮られ受信部材6には殆ど伝播
されず、主に送受信部材5により受信される。また、コ
ーティング9を通過した超音波パルスの一部は、コーテ
ィング9と被測定物10との境界面で反射され、この境界
面反射波の大部分が表面反射波と同様に送受信部材5で
受信される。表面反射波及び境界面反射波を受信した送
受信部材5からの信号は厚さ測定器20の表面反射波ア
ンプ23に送られる(第2図)。表面反射波アンプ23に
おいて、オートゲインコントロール24によりオートゲイ
ンコントロール電圧(本実施例では負の一定電圧)が信
号に加えられ、第2図に示すように適当なレベルに
調整される。次いで、この調整された信号は境界面反
射波セレクタ25に入力される。境界面反射波セレクタ25
では、コーティング9の厚さに応じて第2図の如く予
め設定されたゲート信号をセレクタゲート回路26から
受け、表面反射波及び境界面反射波に対応する信号が
出力される(第2図)。そして、レベル設定回路27
で、レベル設定値(第2図)を越える信号、即ち境界
面反射波に対応する信号のみが取り出され、この信号
に基づいて板厚測定のための計時スタート信号がス
タート信号発生回路28で形成される(第2図,)。
また、送受信部材5から発せされた超音波パルスの他
の部分は、コーティング9及び被測定物10を伝播して被
測定物10の底面で反射し、その底面反射波は受信部材6
により受信される。この受信信号は厚さ測定器20の底
面反射波アンプ29を通り、オートゲインコントロール30
により調整された後、底面反射波セレクタ31に入力され
る(第2図,)。次いで、信号は底面反射波セレ
クタ31においてセレクタゲート回路32からのゲート信号
により信号に変換され(第2図,)、レベル設
定回路33にてレベル設定値(第2図)に基づき底面反
射波に対応する信号が取り出される(第2図)。こ
の後、信号はストップ信号発生回路34で計時ストップ
信号として出力される(第2図)。
計時スタート信号と計時ストップ信号はフリップ
フロップ回路35に入力され、フリップフロップ回路35か
らは、第2図から理解されるように境界面反射波の受
信時刻から底面反射波の受信時刻までの時間に相当する
信号が出力される。これを計時・演算回路36で計時す
ると共に、被測定物10中の超音波の伝播速度に基づいて
演算処理することで、被測定物10の真の厚さが算出さ
れ、その値が測定値表示部37に表示される。
第3図は広帯域特性を有する超音波探触子を用いて本
発明による厚さ測定を行った場合における送受信部材5
での受信信号と受信部材6での受信信号の波形を示すオ
シロスコープの写真である。ここで、広帯域超音波探触
子とは、反射波のピーク数が4程度までのもので、反射
波の周波数スペクトルの帯域幅が広い探触子をいう。ま
た、第4図は、第3図と同条件で狭帯域超音波探触子を
用いた場合のオシロスコープの写真である。第3図及び
第4図を比較して分かるように、前者は表面反射波と境
界面反射波の分解能は良いが、底面反射波の応答出力の
電圧が小さく、大きな増幅を必要としているのに対し、
後者の狭帯域超音波探触子は表面反射波と境界面反射波
の分解能が悪く、底面反射波の応答出力が大きいという
特性がある。いずれの超音波探触子を用いても本発明は
実施可能であるが、それぞれ一長一短があるので、境界
面反射波と表面反射波の分解能が良好で且つ底面反射波
の大幅な増幅を不要とするためには、超音波探触子2
は、送受信部材5とその背面側のダンパー40は広帯域特
性を有するものとし、受信部材6とその背面側のダンパ
ー41は狭帯域特性を有するものとするのが好適である。
以上のように、本発明の方法によれば、分解形超音波
探触子の送信側の第1の部材により境界面反射波を受信
することとしたので、境界面反射波の受信レベルは高
く、その信号を確実に取り出すことができる。したがっ
て、境界面反射波と底面反射波とから、コーティングを
含まない被測定物の真の厚さを正確に測定することがで
きる。また、B1−B2方式でみられるような被測定物の腐
食による測定誤差も生じ得ない。さらに、従来において
は、受信部材で受信される各種反射波の信号を分離して
取り出すために、コーティング、被測定物および遅延材
の厚さや、それぞれの超音波伝播速度等に応じて超音波
探触子の種類を選ぶ必要があったが、本発明の方法によ
れば、境界面反射波を第1の部材で受信し、底面反射波
を第2の部材(受信部材)で受信することとしたので、
信号の取り出しが容易化され、1種類の超音波探触子で
多種の被測定物に対応することが可能である。
[発明の効果] 本発明の方法によれば、超音波パルスの送信及び受信
が可能な第1の部材と少なくとも超音波パルスの受信が
可能な第2の部材とを音響仕切板を隔てて並設した超音
波探触子を用い、前記第1の部材から超音波パルスを発
し、この第1の部材により受信される反射波の信号から
境界面反射波の信号を取り出し、前記第2の部材により
受信される反射波の信号から底面反射波の信号を取り出
すので、境界面反射波の受信レベルが高く、表面反射波
とも容易に区別することができるので、境界面反射波の
信号を確実に取り出すことができる。したがって、境界
面反射波と底面反射波とから、コーティングを含まない
被測定物の真の厚さを正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による厚さ測定方法を実施するための厚
さ測定装置の一例を示す概略説明図、第2図は第1図に
おける各出力信号の波形を示す波形説明図、第3図は広
帯域特性を有する超音波探触子を用いた場合における送
受信部材と受信部材での受信信号の波形を示すオシロス
コープの写真、第4図は狭帯域特性を有する超音波探触
子を用いた場合における送受信部材と受信部材での受信
信号の波形を示すオシロスコープの写真、第5図は従来
一般の厚さ測定装置を示す概略説明図、第6図及び第7
図はB1−B2方式による厚さ測定を示す概略説明図であ
る。図中、 1……コーティング付被測定物 2……超音波探触子、3,20……厚さ測定器 5……送受信部材(第1の部材) 6……受信部材(第2の部材) 9……コーティング、10……被測定物

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】コーティング付被測定物に向けて超音波探
    触子の送信部材から超音波パルスを発し、その反射波を
    受信部材により受信し、受信信号のうちからコーティン
    グと被測定物の境界面からの境界面反射波と底面からの
    底面反射波の信号を取り出し、これらの信号の時刻差に
    より厚さを算出するコーティング付被測定物の厚さ測定
    方法において、超音波パルスの送信及び受信が可能な第
    1の部材と少なくとも超音波パルスの受信が可能な第2
    の部材とを音響仕切板を隔てて並設した超音波探触子を
    用い、前記第1の部材から超音波パルスを発し、この第
    1の部材により受信される反射波の信号から境界面反射
    波の信号を取り出し、前記第2の部材により受信される
    反射波の信号から底面反射波の信号を取り出すことを特
    徴とするコーティング付被測定物の厚さ測定方法。
JP26064388A 1988-10-18 1988-10-18 コーティング付被測定物の厚さ測定方法 Expired - Lifetime JP2812688B2 (ja)

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