JPS6314762B2 - - Google Patents
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- JPS6314762B2 JPS6314762B2 JP56021952A JP2195281A JPS6314762B2 JP S6314762 B2 JPS6314762 B2 JP S6314762B2 JP 56021952 A JP56021952 A JP 56021952A JP 2195281 A JP2195281 A JP 2195281A JP S6314762 B2 JPS6314762 B2 JP S6314762B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B17/00—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
- G01B17/02—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations for measuring thickness
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超音波式厚さ測定方法および装置に関
し、特に零点調節を簡単な操作で確実に行なうこ
とのできるそのような方法および装置に関する。
し、特に零点調節を簡単な操作で確実に行なうこ
とのできるそのような方法および装置に関する。
周期的に超音波パルスを被検材の一面から入射
し、被検材底面からの反射パルスを受信して被検
材中のその伝播時間から被検材の厚さを測定する
超音波式厚さ測定装置においては、送信パルスと
受信パルスとの分離をよくする目的で一般には振
動子の前面に遅延材を備えた探触子が使用され
る。このような装置では、被検材の厚さに対応す
る伝播時間を得るためには、超音波パルスの入射
から受信までに要した時間から遅延材中の伝播時
間に相当する部分を差引く処理が必要である。そ
こで、従来は、零点調節時には探触子を既知の厚
さの標準テストピースに接触させ、零点調節回路
の調節により厚さ相当ゲートの始動時点を適当に
遅らせ該標準テストピースの既知の厚さが表示器
に表示されるようにして、上述の零点調節処理を
行なつている。
し、被検材底面からの反射パルスを受信して被検
材中のその伝播時間から被検材の厚さを測定する
超音波式厚さ測定装置においては、送信パルスと
受信パルスとの分離をよくする目的で一般には振
動子の前面に遅延材を備えた探触子が使用され
る。このような装置では、被検材の厚さに対応す
る伝播時間を得るためには、超音波パルスの入射
から受信までに要した時間から遅延材中の伝播時
間に相当する部分を差引く処理が必要である。そ
こで、従来は、零点調節時には探触子を既知の厚
さの標準テストピースに接触させ、零点調節回路
の調節により厚さ相当ゲートの始動時点を適当に
遅らせ該標準テストピースの既知の厚さが表示器
に表示されるようにして、上述の零点調節処理を
行なつている。
第１図は上述した既知のこの測定装置のブロツ
ク図を示し、第２図は第１図の回路のいくつかの
点に現われるパルスの時間関係を示す。第１図に
おいて、同期信号発生器１により制御されるパル
ス送信器２によつて周期的に発生された電気パル
スＴ（第２図イ）は探触子３に組込まれた振動子
４により超音波パルスに変換され、該超音波パル
スは遅延材５を通過し、マシン油などの接触媒質
の薄膜（特に図示していない）を介して被検材６
（厚さをＡとする）の上面７から入射してその底
面８から反射され、再び遅延材５′を通過して振
動子４′に達し、ここでパルス電圧Ｂ（第２図イ）
に変換される。第２図イにおいて、パルス電圧Ｂ
は電気パルスＴから超音波パルスが遅延材５，
５′と被検材６を通して往復する時間tB秒だけ遅
れて発生する。第２図イにおいて“Ｓ”は遅延材
５の被検材６と接する前面からの超音波反射エコ
ー（以下「零点エコー」と称する）に対応する極
く微細な受信パルス（以下「零点パルス」と称す
る）を示し、これは通常雑音等にマスクされるこ
とが多いが、説明のために示してある。零点パル
スＳは電気パルスＴから超音波パルスが遅延材
５，５′を往復するのに要する時間tS秒だけ遅れ
て発生する。明らかなように、tB―tS＝tAが超音
波パルスが被検材６の厚さＡを往復するのに要す
る時間であり、このtAが厚さ相当時間として処理
すべき量にあたる。
ク図を示し、第２図は第１図の回路のいくつかの
点に現われるパルスの時間関係を示す。第１図に
おいて、同期信号発生器１により制御されるパル
ス送信器２によつて周期的に発生された電気パル
スＴ（第２図イ）は探触子３に組込まれた振動子
４により超音波パルスに変換され、該超音波パル
スは遅延材５を通過し、マシン油などの接触媒質
の薄膜（特に図示していない）を介して被検材６
（厚さをＡとする）の上面７から入射してその底
面８から反射され、再び遅延材５′を通過して振
動子４′に達し、ここでパルス電圧Ｂ（第２図イ）
に変換される。第２図イにおいて、パルス電圧Ｂ
は電気パルスＴから超音波パルスが遅延材５，
５′と被検材６を通して往復する時間tB秒だけ遅
れて発生する。第２図イにおいて“Ｓ”は遅延材
５の被検材６と接する前面からの超音波反射エコ
ー（以下「零点エコー」と称する）に対応する極
く微細な受信パルス（以下「零点パルス」と称す
る）を示し、これは通常雑音等にマスクされるこ
とが多いが、説明のために示してある。零点パル
スＳは電気パルスＴから超音波パルスが遅延材
５，５′を往復するのに要する時間tS秒だけ遅れ
て発生する。明らかなように、tB―tS＝tAが超音
波パルスが被検材６の厚さＡを往復するのに要す
る時間であり、このtAが厚さ相当時間として処理
すべき量にあたる。
しかしながら、零点パルスＳは上述したように
雑音にマスクされたりするので、通常は、以下に
述べる零点調節動作を行なうように回路を構成す
る。
雑音にマスクされたりするので、通常は、以下に
述べる零点調節動作を行なうように回路を構成す
る。
振動子４′のパルス電圧Ｂは受信器９で増幅さ
れてマルチバイブレータからなる厚さ信号発生回
路１０に送られる。一方、同期信号発生器１によ
りタイミングをとられる零点調節回路１１からは
任意に調節することにより電気パルスＴから適当
な時間tZ秒だけ遅れて調節パルス電圧Ｚ（第２図
ロ）が発生されて厚さ信号発生回路１０に送られ
る。厚さ信号発生回路１０を構成するマルチバイ
ブレータは調節パルス電圧Ｚでオンし、増幅され
たパルス電圧Ｂでオンする動作を行ない、第２図
ハに示すような（tB―tZ）の時間幅をもつゲート
電圧Ｖを発生し、これを計測回路１２内のカウン
タ回路１２Ａに送る。上記時間tZは適宜変えるこ
とができ、後述するように既知の厚さをもつ標準
テストピースを被検材６の代りに配置することに
より、測定の都度校正して測定装置を使用する。
れてマルチバイブレータからなる厚さ信号発生回
路１０に送られる。一方、同期信号発生器１によ
りタイミングをとられる零点調節回路１１からは
任意に調節することにより電気パルスＴから適当
な時間tZ秒だけ遅れて調節パルス電圧Ｚ（第２図
ロ）が発生されて厚さ信号発生回路１０に送られ
る。厚さ信号発生回路１０を構成するマルチバイ
ブレータは調節パルス電圧Ｚでオンし、増幅され
たパルス電圧Ｂでオンする動作を行ない、第２図
ハに示すような（tB―tZ）の時間幅をもつゲート
電圧Ｖを発生し、これを計測回路１２内のカウン
タ回路１２Ａに送る。上記時間tZは適宜変えるこ
とができ、後述するように既知の厚さをもつ標準
テストピースを被検材６の代りに配置することに
より、測定の都度校正して測定装置を使用する。
計測回路１２は同期信号発生器１によりタイミ
ングをとられるクロツクパルス発振器１３を含
む。カウンタ回路１２Ａはアンド回路を含み、ク
ロツクパルス発振器１３からのクロツクパルスを
受けてこのクロツクパルスでゲート電圧Ｖの時間
幅を計測し、その計測された量はラツチング回路
１４を用いて一時的に記憶された後演算回路１５
に送られる。この演算回路１５は音速設定手段１
５Ａを有していてその設定された音速に従つて被
検材６の厚さを演算し、その演算値はデイジタル
表示器１６により表示される。なお、参照番号１
７はそれぞれの要素に必要な電圧を供給する電源
を示す。
ングをとられるクロツクパルス発振器１３を含
む。カウンタ回路１２Ａはアンド回路を含み、ク
ロツクパルス発振器１３からのクロツクパルスを
受けてこのクロツクパルスでゲート電圧Ｖの時間
幅を計測し、その計測された量はラツチング回路
１４を用いて一時的に記憶された後演算回路１５
に送られる。この演算回路１５は音速設定手段１
５Ａを有していてその設定された音速に従つて被
検材６の厚さを演算し、その演算値はデイジタル
表示器１６により表示される。なお、参照番号１
７はそれぞれの要素に必要な電圧を供給する電源
を示す。
第１図の装置で例えば鋼材（音伝播速度
5950m／秒）の厚さを測定する場合、その測定に
先立つて次のような零点調節を行なう必要があ
る。探触子３を例えば3.00mmというような既知の
厚さの鋼材テストピースに接触媒質を介して圧接
し、演算回路１５の音速設定手段１５Ａを
5950m／秒設定し、零点調節回路１１を調節して
表示器１６に既知の厚さ、ここでは3.00mm、が表
示されるまでtZの値を変え、その点に零点調節回
路１１をセツトする。このように零点調節回路１
１をセツトすると、tZは実質上tSに等しい値に設
定されたことになる。その後テストピースの代り
に被検材を配置すれば、被検材の厚さが表示器１
６で直読できる。
5950m／秒）の厚さを測定する場合、その測定に
先立つて次のような零点調節を行なう必要があ
る。探触子３を例えば3.00mmというような既知の
厚さの鋼材テストピースに接触媒質を介して圧接
し、演算回路１５の音速設定手段１５Ａを
5950m／秒設定し、零点調節回路１１を調節して
表示器１６に既知の厚さ、ここでは3.00mm、が表
示されるまでtZの値を変え、その点に零点調節回
路１１をセツトする。このように零点調節回路１
１をセツトすると、tZは実質上tSに等しい値に設
定されたことになる。その後テストピースの代り
に被検材を配置すれば、被検材の厚さが表示器１
６で直読できる。
しかしながら、上記した従来の測定装置にあつ
ては、遅延材中の音速が周囲温度により変わるの
でたびたび既知の厚さの標準テストピースにより
零点調節を行なう必要があるという欠点や、特に
テストピースを外箱に一体に付帯させている小形
携帯用の測定装置の場合、接触媒質が流れて拡が
り装置が汚染することが多く、また、これが調節
器や計器と外箱との隙間から内部に侵入して誤動
作の原因になる欠点等の欠点がある。
ては、遅延材中の音速が周囲温度により変わるの
でたびたび既知の厚さの標準テストピースにより
零点調節を行なう必要があるという欠点や、特に
テストピースを外箱に一体に付帯させている小形
携帯用の測定装置の場合、接触媒質が流れて拡が
り装置が汚染することが多く、また、これが調節
器や計器と外箱との隙間から内部に侵入して誤動
作の原因になる欠点等の欠点がある。
本発明の目的は、上述したような従来技術の欠
点を除去し、零点調節を簡単な操作で確実に行な
うことのできる超音波式厚さ測定方法および装置
を提供することにある。
点を除去し、零点調節を簡単な操作で確実に行な
うことのできる超音波式厚さ測定方法および装置
を提供することにある。
尚、従来の技術には、例えば特開昭50―156955
号公報に記載された超音波厚み計のように、検出
器（探触子）を被測定物に接触媒質を介して接触
させた状態で、被測定物の表面からの反射波Us
を測定し、厚み測定の基準とし、原理的には零点
設定器を不要としたものもある。しかしながら、
測定の実際は、単に原理的な議論では済まない。
例えば、上記の特開昭50―156955号公報に記載の
実施例（第３図）において接触剤の層が薄い場
合、表面反射波Usといつているのは、送信伝播
材Htの端面Ｅからの反射波と被検査体Ｗの表面
Ｓからの反射波とが重なりあつた合成波であり、
この合成波の時間遅れは、送信伝播材Htの距離
dτに対応した時間遅れをτdτ、接触剤の膜厚dQに
対応した時間遅れをτdQとすると、｛τdτ〜（τdτ
＋τdQ）｝の間の値となる。送信伝播材Htの音響
インピーダンスと接触剤Ｑの音響インピーダンス
とを近いものにするとこの表面反射波Usの時間
遅れは（τdτ＋τdQ）の値に近ずけることが原理
的にはできるが、一般的に言つて、測定の実際に
おいては、送信伝播材Htの端面Ｅからの反射波
の大きさと波検査体Ｗの表面Ｓからの反射波の大
きさは、被検査体Ｗの表面Ｓの傾きや凹凸などの
影響で相対的にかなり変化するのが常であり、ま
たそれらの反射波の波数も実際にはそれぞれかな
り多いものである。従つて、上記の合成波から被
検査体Ｗの表面反射波Usの時間遅れ（τdτ＋
τdQ）の値に近いものを得ることは実際上は非常
に困難である。また、接触剤Ｑの膜厚dQが厚く
て、送信伝播材Htの端面Ｅからの反射波と被検
査体Ｗの表面Ｓからの反射波とが重ならず分離し
ている場合でも、上記のようにそれらの反射波の
波形や大きさ（レベル）は相対的にかなり変化し
不安定なものであるから、表面反射波Usを識別
して利用することは実際上やはり困難な事であ
る。これに対し、本願発明の場合、上記のように
零点調節時には探触子を被検材（又は標準テスト
ピース）及び接触媒質から離して保持して遅延材
前面からの反射パルスの受信時点と零点調節回路
の調節パルスの発生時点との間の時間差を計測
し、演算し表示し、そのときの表示の読みが実質
上零になるように零点回路を調節する方法及び装
置であることを特徴としている。即ち、本願発明
の場合は、遅延材前面からの反射パルスの安定な
波形を零点調節に利用しているため、上記のよう
に不安定な波形の合成波（又は表面反射波Usを
基準として利用し原理的には零点設定器を必要と
せず零点設定を半固定化せんとする上記の従来の
技術とは異なり、実用的であつて簡単且つ確実に
零点調節を行うことができる。
号公報に記載された超音波厚み計のように、検出
器（探触子）を被測定物に接触媒質を介して接触
させた状態で、被測定物の表面からの反射波Us
を測定し、厚み測定の基準とし、原理的には零点
設定器を不要としたものもある。しかしながら、
測定の実際は、単に原理的な議論では済まない。
例えば、上記の特開昭50―156955号公報に記載の
実施例（第３図）において接触剤の層が薄い場
合、表面反射波Usといつているのは、送信伝播
材Htの端面Ｅからの反射波と被検査体Ｗの表面
Ｓからの反射波とが重なりあつた合成波であり、
この合成波の時間遅れは、送信伝播材Htの距離
dτに対応した時間遅れをτdτ、接触剤の膜厚dQに
対応した時間遅れをτdQとすると、｛τdτ〜（τdτ
＋τdQ）｝の間の値となる。送信伝播材Htの音響
インピーダンスと接触剤Ｑの音響インピーダンス
とを近いものにするとこの表面反射波Usの時間
遅れは（τdτ＋τdQ）の値に近ずけることが原理
的にはできるが、一般的に言つて、測定の実際に
おいては、送信伝播材Htの端面Ｅからの反射波
の大きさと波検査体Ｗの表面Ｓからの反射波の大
きさは、被検査体Ｗの表面Ｓの傾きや凹凸などの
影響で相対的にかなり変化するのが常であり、ま
たそれらの反射波の波数も実際にはそれぞれかな
り多いものである。従つて、上記の合成波から被
検査体Ｗの表面反射波Usの時間遅れ（τdτ＋
τdQ）の値に近いものを得ることは実際上は非常
に困難である。また、接触剤Ｑの膜厚dQが厚く
て、送信伝播材Htの端面Ｅからの反射波と被検
査体Ｗの表面Ｓからの反射波とが重ならず分離し
ている場合でも、上記のようにそれらの反射波の
波形や大きさ（レベル）は相対的にかなり変化し
不安定なものであるから、表面反射波Usを識別
して利用することは実際上やはり困難な事であ
る。これに対し、本願発明の場合、上記のように
零点調節時には探触子を被検材（又は標準テスト
ピース）及び接触媒質から離して保持して遅延材
前面からの反射パルスの受信時点と零点調節回路
の調節パルスの発生時点との間の時間差を計測
し、演算し表示し、そのときの表示の読みが実質
上零になるように零点回路を調節する方法及び装
置であることを特徴としている。即ち、本願発明
の場合は、遅延材前面からの反射パルスの安定な
波形を零点調節に利用しているため、上記のよう
に不安定な波形の合成波（又は表面反射波Usを
基準として利用し原理的には零点設定器を必要と
せず零点設定を半固定化せんとする上記の従来の
技術とは異なり、実用的であつて簡単且つ確実に
零点調節を行うことができる。
本発明は、送信側の振動子からの超音波パルス
のエネルギーのうち遅延材の前面から反射した部
分を変換して得られる電気パルスは零点調節に用
いうるということに着目し、これを利用して、探
触子を標準テストピースを用いることなく例えば
空中に保持したまま零点調節を行なう方法および
装置を提供する。
のエネルギーのうち遅延材の前面から反射した部
分を変換して得られる電気パルスは零点調節に用
いうるということに着目し、これを利用して、探
触子を標準テストピースを用いることなく例えば
空中に保持したまま零点調節を行なう方法および
装置を提供する。
本発明によれば、その前面に遅延材を備えた探
触子により被検材の一面から超音波パルスを入射
して被検材底面からの反射パルスを受信し、超音
波パルスの入射から受信までの経過時間から零点
調節回路により定められる時間を差引いた時間を
計測し、演算し表示する超音波式厚さ測定方法で
あつて、零点調節時には探触子を被検材および接
触媒質から離して保持して遅延材前面からの反射
パルスの受信時点と零点調節回路の調節パルスの
発生時点との間の時間差を計測し、演算し表示
し、そのときの表示の読みが実質上零になるよう
に零点調節回路を調節し、零点調節回路がこのよ
うに調節された状態で探触子を被検材に接触させ
て厚み測定を行なうようにする超音波式厚さ測定
方法が提供される。
触子により被検材の一面から超音波パルスを入射
して被検材底面からの反射パルスを受信し、超音
波パルスの入射から受信までの経過時間から零点
調節回路により定められる時間を差引いた時間を
計測し、演算し表示する超音波式厚さ測定方法で
あつて、零点調節時には探触子を被検材および接
触媒質から離して保持して遅延材前面からの反射
パルスの受信時点と零点調節回路の調節パルスの
発生時点との間の時間差を計測し、演算し表示
し、そのときの表示の読みが実質上零になるよう
に零点調節回路を調節し、零点調節回路がこのよ
うに調節された状態で探触子を被検材に接触させ
て厚み測定を行なうようにする超音波式厚さ測定
方法が提供される。
また、本発明によれば、その前面には遅延材を
備えており被検材中への超音波パルスの入射およ
び反射パルスの受信を行なうための探触子と、探
触子を駆動するパルス送信器と、超音波パルス入
射時点から可調節な時間だけ遅れて調節パルスを
発生する零点調節回路と、調節パルスの発生時点
から反射パルスの受信時点までの時間に等しい時
間幅の厚さ信号を発生する厚さ信号発生回路と、
計測回路と、該計測回路に演算回路を介して続接
されている表示器とを有する超音波式厚さ測定装
置であつて、探触子を被検材および接触媒質から
離して例えば空中に保持した状態での遅延材前面
からの反射パルスに応答して零点パルスを発生す
る手段と、該零点パルスおよび零点調節回路から
の調節パルスに応答してそれらの間の時間差に等
間幅の信号を発生する零点ゲート回路とが設けら
れ、零点調節時には計測回路に厚さ信号の代りに
零点ゲート回路からの信号を入力するようにし、
そのときの表示器の読みを実質上零にすることで
零点調節回路の調節が行なわれるようにした超音
波式厚さ測定装置が提供される。
備えており被検材中への超音波パルスの入射およ
び反射パルスの受信を行なうための探触子と、探
触子を駆動するパルス送信器と、超音波パルス入
射時点から可調節な時間だけ遅れて調節パルスを
発生する零点調節回路と、調節パルスの発生時点
から反射パルスの受信時点までの時間に等しい時
間幅の厚さ信号を発生する厚さ信号発生回路と、
計測回路と、該計測回路に演算回路を介して続接
されている表示器とを有する超音波式厚さ測定装
置であつて、探触子を被検材および接触媒質から
離して例えば空中に保持した状態での遅延材前面
からの反射パルスに応答して零点パルスを発生す
る手段と、該零点パルスおよび零点調節回路から
の調節パルスに応答してそれらの間の時間差に等
間幅の信号を発生する零点ゲート回路とが設けら
れ、零点調節時には計測回路に厚さ信号の代りに
零点ゲート回路からの信号を入力するようにし、
そのときの表示器の読みを実質上零にすることで
零点調節回路の調節が行なわれるようにした超音
波式厚さ測定装置が提供される。
次に図面を参照して本発明の好ましい実施例に
ついて説明する。
ついて説明する。
第３図は本発明の一実施例のブロツク図、第４
図は零調節時に第４図の回路のいくつかの点に現
われるパルスの時間関係を示す図、第５図は被検
材の厚さの測定時についての第４図と同様の図で
ある。
図は零調節時に第４図の回路のいくつかの点に現
われるパルスの時間関係を示す図、第５図は被検
材の厚さの測定時についての第４図と同様の図で
ある。
第３図の回路は、被検材底面からの反射パルス
の有無を弁別する弁別回路２０、スイツチング回
路２１、遅延材前面からの反射パルスを増幅する
増幅器２２、および、零点ゲート回路２３を付加
した点以外では第１図と実質上同じ構成を有し、
それ故、第１図におけるのと対応する構成要素に
は第１図におけるのと同じ参照番号を付してあ
る。
の有無を弁別する弁別回路２０、スイツチング回
路２１、遅延材前面からの反射パルスを増幅する
増幅器２２、および、零点ゲート回路２３を付加
した点以外では第１図と実質上同じ構成を有し、
それ故、第１図におけるのと対応する構成要素に
は第１図におけるのと同じ参照番号を付してあ
る。
第３図において、零点調節を行なう場合の探触
子３の結線は実線で示され、被検材の厚さの測定
を行なう場合のそれは破線で示されている。
子３の結線は実線で示され、被検材の厚さの測定
を行なう場合のそれは破線で示されている。
まず、零点調節を行なう場合を説明する。
探触子３は被検材６から離して空中に保持す
る。送信器２から送出された電気パルスＴにより
生ぜしめられた超音波パルスは遅延材の前面で反
射して、大部分は振動子４に達し、そこで第４図
ロに示すような零点パルスS2に変換されて増幅器
２２へ送ら、極く小部分が空中と遅延材５′を通
して振動子４′に伝播する。振動子４′に達した超
音波パルスは振動子４′により第４図イに示すよ
うな極く微弱な零点パルスS1に変換されて受信器
９に送られる。零点パルスS1，S2はいずれも電気
パルスＴから超音波パルスの遅延材中の伝播時間
tS秒だけ遅れて発生することは明らかである。ま
た、この場合には、探触子３が被検材と接触して
いないので受信器９への入力電圧には被検材底面
からの反射に対応するパルス電圧Ｂは存在しない
ことも明らかである。
る。送信器２から送出された電気パルスＴにより
生ぜしめられた超音波パルスは遅延材の前面で反
射して、大部分は振動子４に達し、そこで第４図
ロに示すような零点パルスS2に変換されて増幅器
２２へ送ら、極く小部分が空中と遅延材５′を通
して振動子４′に伝播する。振動子４′に達した超
音波パルスは振動子４′により第４図イに示すよ
うな極く微弱な零点パルスS1に変換されて受信器
９に送られる。零点パルスS1，S2はいずれも電気
パルスＴから超音波パルスの遅延材中の伝播時間
tS秒だけ遅れて発生することは明らかである。ま
た、この場合には、探触子３が被検材と接触して
いないので受信器９への入力電圧には被検材底面
からの反射に対応するパルス電圧Ｂは存在しない
ことも明らかである。
弁別回路２０は受信器９の出力におけるパルス
電圧Ｂの有無を弁別する機能を有し、その弁別し
た信号を受けてスイツチング回路２１は、パルス
電圧Ｂが存在しない場合はその出力Ｂ―NOに信
号を発することによつて零点ゲート回路２３から
カウンタ回路１２Ａへのルートのみを動作させ、
パルス電圧Ｂが存在する場合はその出力Ｂ―
YESに信号を発することによつて厚さ信号発生
回路１０からカウンタ回路１２Ａへのルートのみ
を動作させる。
電圧Ｂの有無を弁別する機能を有し、その弁別し
た信号を受けてスイツチング回路２１は、パルス
電圧Ｂが存在しない場合はその出力Ｂ―NOに信
号を発することによつて零点ゲート回路２３から
カウンタ回路１２Ａへのルートのみを動作させ、
パルス電圧Ｂが存在する場合はその出力Ｂ―
YESに信号を発することによつて厚さ信号発生
回路１０からカウンタ回路１２Ａへのルートのみ
を動作させる。
零点ゲート回路２３は、零点調節回路１１で従
来例と同様に電気パルスＴから可調節の時間tZ秒
遅れて発生される調節パルス電圧（第４図ハ）で
オンし、増幅器２２からの増幅された零点パルス
S2でオフするマルチバイブレータから構成され、
第４図ニに示すような可変時間幅の信号を発生す
る。
来例と同様に電気パルスＴから可調節の時間tZ秒
遅れて発生される調節パルス電圧（第４図ハ）で
オンし、増幅器２２からの増幅された零点パルス
S2でオフするマルチバイブレータから構成され、
第４図ニに示すような可変時間幅の信号を発生す
る。
零点調節時には、パルス電圧Ｂは存在しないの
で、スイツチング回路２１は出力Ｂ―NOに信号
を発し、計測回路１２には零点ゲート回路２３か
らの信号が入力され、これがクロツクパルス発振
器１３からのクロツクパルスで計測され、その計
測値はラツチング回路１４、演算回路１５を介し
てデイジタル表示器１６に送られて表示される。
第４図ホは計測回路１２で計測されるクロツクパ
ルスを示す。
で、スイツチング回路２１は出力Ｂ―NOに信号
を発し、計測回路１２には零点ゲート回路２３か
らの信号が入力され、これがクロツクパルス発振
器１３からのクロツクパルスで計測され、その計
測値はラツチング回路１４、演算回路１５を介し
てデイジタル表示器１６に送られて表示される。
第４図ホは計測回路１２で計測されるクロツクパ
ルスを示す。
ここで、零点調節回路１１を調節してtZを適当
に変えtZがtZ′となつたときにデイジタル表示器
１６に0.00mmが表示されるようにしてセツトすれ
ば、tZ′が正しいtSの値にセツトされたこととな
り、これ以後は調節パルス電圧Ｚは零点パルスS2
の発生時点に相当する時点で発生されることとな
る。このようにして、本発明によれば、標準テス
トピースなしで正しく校正された零点調節を容易
に行なうことができる。
に変えtZがtZ′となつたときにデイジタル表示器
１６に0.00mmが表示されるようにしてセツトすれ
ば、tZ′が正しいtSの値にセツトされたこととな
り、これ以後は調節パルス電圧Ｚは零点パルスS2
の発生時点に相当する時点で発生されることとな
る。このようにして、本発明によれば、標準テス
トピースなしで正しく校正された零点調節を容易
に行なうことができる。
次に被検材の厚さ測定を行なう場合について説
明する。
明する。
零点調節回路１１を上述のように校正された位
置にセツトした状態とし、音速設置手段１５Ａを
被検材６中の音速に設定し、探触子３を接触媒体
を介して被検材６の表面７に圧接させる。
置にセツトした状態とし、音速設置手段１５Ａを
被検材６中の音速に設定し、探触子３を接触媒体
を介して被検材６の表面７に圧接させる。
送信器２から送出された電気パルスＴにより振
動子４で発生された超音波パルスは遅延材５と被
検材６中を伝播し、振動子４′には従来例の場合
と同様に第５図イのような極く微弱な零点パルス
S1および被検材底面からの反射によるパルス電圧
Ｂが発生されてこれが受信器９へ送られる。
動子４で発生された超音波パルスは遅延材５と被
検材６中を伝播し、振動子４′には従来例の場合
と同様に第５図イのような極く微弱な零点パルス
S1および被検材底面からの反射によるパルス電圧
Ｂが発生されてこれが受信器９へ送られる。
この場合は、弁別回路２０がパルス電圧Ｂの存
在を検出するので、スイツチング回路２１は出力
Ｂ―YESに信号を発し、計測回路には厚さ信号
発生回路１０からの信号が入力され、これがクロ
ツクパルス発生器１３からのクロツクパルスで計
測され、その計測値はラツチング回路１４、演算
回路１５を介してデイジタル表示器１６に送られ
て表示される。デイジタル表示器１６に表示され
る読みは、前述したように零点調節が正確になさ
れてしまつた状態のものであるから、被検材６の
厚さを正確に表わす。第５図ハ正確な位置にセツ
トされた調節パルス電圧Ｚを、第５図ニは厚さ信
号発生回路１０から計測回路１２内のカウンタ回
路１２Ａに送られる厚さ信号Ｗを、第５図ホはカ
ウンタ回路１２Ａにおいて計測されるクロツクパ
ルスを示す。
在を検出するので、スイツチング回路２１は出力
Ｂ―YESに信号を発し、計測回路には厚さ信号
発生回路１０からの信号が入力され、これがクロ
ツクパルス発生器１３からのクロツクパルスで計
測され、その計測値はラツチング回路１４、演算
回路１５を介してデイジタル表示器１６に送られ
て表示される。デイジタル表示器１６に表示され
る読みは、前述したように零点調節が正確になさ
れてしまつた状態のものであるから、被検材６の
厚さを正確に表わす。第５図ハ正確な位置にセツ
トされた調節パルス電圧Ｚを、第５図ニは厚さ信
号発生回路１０から計測回路１２内のカウンタ回
路１２Ａに送られる厚さ信号Ｗを、第５図ホはカ
ウンタ回路１２Ａにおいて計測されるクロツクパ
ルスを示す。
本発明は上述したような構成を有し上述したよ
うに動作させられることから、既知の厚さの標準
テストピースなしで正しい零点調節を行なえ、そ
の結果として、(1)例えば高い脚立の上の如き足場
の悪い場所であつても厚さ測定作業を容易に正確
に行なうことができる、(2)標準テストピースを測
定器に一体に取付けた従来の小形携帯用測定器に
おいて見られる接触媒質の汚染による誤動作のお
それがない、(3)探触子を被検材から離せば直ちに
零点ゲート回路２３からカウンタ回路１２Ａへの
ルート（スイツチング回路２１の出力Ｂ―NOで
作動されるルート）が動作し、零点表示の数字が
直読できるので、測定点を変えるごとに零点調節
回路のセツト点を確認しつつ測定を実施できるた
め周囲温度変化の影響を受け易い遅延材の音速変
動による誤差が生ずれば表示器１６に0.00以外の
ずれた数字が表示されるので、直ちに校正動作を
行なうことができる、等の利点が得られる。
うに動作させられることから、既知の厚さの標準
テストピースなしで正しい零点調節を行なえ、そ
の結果として、(1)例えば高い脚立の上の如き足場
の悪い場所であつても厚さ測定作業を容易に正確
に行なうことができる、(2)標準テストピースを測
定器に一体に取付けた従来の小形携帯用測定器に
おいて見られる接触媒質の汚染による誤動作のお
それがない、(3)探触子を被検材から離せば直ちに
零点ゲート回路２３からカウンタ回路１２Ａへの
ルート（スイツチング回路２１の出力Ｂ―NOで
作動されるルート）が動作し、零点表示の数字が
直読できるので、測定点を変えるごとに零点調節
回路のセツト点を確認しつつ測定を実施できるた
め周囲温度変化の影響を受け易い遅延材の音速変
動による誤差が生ずれば表示器１６に0.00以外の
ずれた数字が表示されるので、直ちに校正動作を
行なうことができる、等の利点が得られる。
上記実施例の説明では、本発明をデイジタル表
示器を用いる装置に応用した場合について説明し
たが、本発明はそれに限定されるものではなく、
アナログ表示器を用いる装置にも応用できるもの
であり、計測回路および延算回路の構成も、最終
的に演算された被検材厚さが表示されるものであ
るならば、図示したものに限定されるものではな
い。
示器を用いる装置に応用した場合について説明し
たが、本発明はそれに限定されるものではなく、
アナログ表示器を用いる装置にも応用できるもの
であり、計測回路および延算回路の構成も、最終
的に演算された被検材厚さが表示されるものであ
るならば、図示したものに限定されるものではな
い。
第１図は既知の超音波式厚さ測定装置の一例の
ブロツク図、第２図は第１図の回路のいくつかの
点に現われるパルスの時間関係を示す図、第３図
は本発明の一実施例のブロツク図、第４図は零点
調節時に第４図の回路のいくつかの点に現われる
時間関係を示す図、第５図は被検材の厚さの測定
時についての第４図と同様の図である。 １：同期信号発生器、２：パルス送信器、３：
探触子、４，４′：振動子、５，５′：遅延材、
６：被検材、９：受信器、１０：厚さ信号発生回
路、１１：零点調節回路、１２：計測回路、１２
Ａ：カウンタ回路、１３：クロツクパルス発振
器、１４：ラツチング回路、１５：演算回路、１
５Ａ：音速設定手段、１６：デイジタル表示器、
２０：弁別回路、２１：スイツチング回路、２
２：増幅器、２３：零点ゲート回路。
ブロツク図、第２図は第１図の回路のいくつかの
点に現われるパルスの時間関係を示す図、第３図
は本発明の一実施例のブロツク図、第４図は零点
調節時に第４図の回路のいくつかの点に現われる
時間関係を示す図、第５図は被検材の厚さの測定
時についての第４図と同様の図である。 １：同期信号発生器、２：パルス送信器、３：
探触子、４，４′：振動子、５，５′：遅延材、
６：被検材、９：受信器、１０：厚さ信号発生回
路、１１：零点調節回路、１２：計測回路、１２
Ａ：カウンタ回路、１３：クロツクパルス発振
器、１４：ラツチング回路、１５：演算回路、１
５Ａ：音速設定手段、１６：デイジタル表示器、
２０：弁別回路、２１：スイツチング回路、２
２：増幅器、２３：零点ゲート回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ その前面に遅延材を備えた探触子により被検
材の一面から超音波パルスを入射して被検材底面
からの反射パルスを受信し、超音波パルスの入射
から該受信までの経過時間から零点調節回路によ
り定められる時間を差し引いた時間を計測し、演
算し表示する超音波式厚さ測定方法において、零
点調節時には探触子を被検材及び接触媒質から離
して保持して遅延材前面からの反射パルスの受信
時点と零点調節回路の調節パルスの発生時点との
間の時間差を計測し、演算し表示し、その表示の
読みが実質上零になるように零点調節回路を調節
し、零点調節回路がこのように調節された状態で
探触子を被検材に接触させて厚み測定を行うこと
を特徴とする上記超音波式厚さ測定方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
計測はクロツクパルスを用いて行われ、表示はデ
イジタル表示器により行われるようにすることを
特徴とする超音波式厚さ測定方法。 ３ その前面には遅延材を備えており被検材中へ
の超音波パルスの入射および反射パルスの受信を
行うための探触子と、該探触子を駆動するパルス
送信器と、超音波パルス入射時点から可調節な時
間だけ遅れて調節パルスを発生する零点調節回路
と、調節パルスの発生時点から反射パルスの受信
時点までの時間に等しい時間幅の厚さ信号を発生
する厚さ信号発生回路と、計測回路と、該計測回
路に演算回路を介して接続されている表示器とを
有する超音波式厚さ測定装置において、 探触子を被検材及び接触媒質から離して保持し
た状態での遅延材前面からの反射パルスに応答し
て零点パルスを発生する手段と、 該零点パルスおよび零点調節回路からの調節パ
ルスに応答してそれらの間の時間差に等しい時間
幅の信号を発生する零点ゲート回路と、を設け、 零点調節時には計測回路に厚さ信号の代わりに
零点ゲート回路からの信号を入力するようにし、
そのときの表示器の読みを実質上零にすることで
零点調節回路の調節が行われるようにしたことを
特徴とする超音波式厚さ測定装置。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の装置において、
計測回路はクロツクパルス発振器からのパルスで
入力信号の時間幅を計測するデイジタル計測回路
からなり、演算回路はデイジタル演算回路からな
り、表示器はデイジタル表示器からなることを特
徴とする超音波式厚さ測定装置。 ５ 特許請求の範囲第３項または第４項記載の装
置において、 被検材底面からの反射パルスの有無を弁別する
弁別回路と、 計測回路に対してそのような底面反射パルスが
存在しない場合は零点ゲート回路からの信号を、
そのような底面反射パルスが存在する場合は厚さ
信号を入力するように切り換えられるスイツチン
グ回路と、が設けられていることを特徴とする超
音波式厚さ測定装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56021952A JPS57136107A (en) | 1981-02-17 | 1981-02-17 | Ultrasonic thickness measuring method and apparatus |
| US06/274,453 US4624127A (en) | 1981-02-17 | 1981-06-17 | Method and apparatus for measurement of thickness utilizing ultrasonic pulses |
| DE19813126160 DE3126160A1 (de) | 1981-02-17 | 1981-07-02 | Verfahren und vorrichtung zur messung der dicke eines werkstuecks |
| FR8113241A FR2500152B1 (fr) | 1981-02-17 | 1981-07-06 | Procede et dispositif de mesure d'epaisseur par impulsions ultrasonores |
| GB8121211A GB2093185B (en) | 1981-02-17 | 1981-07-09 | Thickness measurement with ultrasonic pulses |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56021952A JPS57136107A (en) | 1981-02-17 | 1981-02-17 | Ultrasonic thickness measuring method and apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57136107A JPS57136107A (en) | 1982-08-23 |
| JPS6314762B2 true JPS6314762B2 (ja) | 1988-04-01 |
Family
ID=12069393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56021952A Granted JPS57136107A (en) | 1981-02-17 | 1981-02-17 | Ultrasonic thickness measuring method and apparatus |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4624127A (ja) |
| JP (1) | JPS57136107A (ja) |
| DE (1) | DE3126160A1 (ja) |
| FR (1) | FR2500152B1 (ja) |
| GB (1) | GB2093185B (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0196292A1 (en) * | 1984-09-18 | 1986-10-08 | Agtronics Pty. Ltd. | Means for determining distance between two points |
| US4799177A (en) | 1985-12-31 | 1989-01-17 | The Boeing Company | Ultrasonic instrumentation for examination of variable-thickness objects |
| US4823590A (en) * | 1987-10-02 | 1989-04-25 | Ultrasonic Arrays, Inc. | Automatic calibration method for thickness gauges |
| US4955225A (en) * | 1987-10-02 | 1990-09-11 | Ultrasonic Arrays, Inc. | Automatic calibration method for thickness gauges |
| GB8909155D0 (en) * | 1989-04-21 | 1989-06-07 | Stresswave Tech | A method and apparatus for testing the response of a stress wave sensor |
| US5029476A (en) * | 1989-09-07 | 1991-07-09 | Westinghouse Electric Corp. | Ultrasonic system for determining the profile of solid bodies |
| US5349860A (en) * | 1989-11-28 | 1994-09-27 | Nkk Corporation | Apparatus for measuring the thickness of clad material |
| US5406850A (en) * | 1993-01-14 | 1995-04-18 | Tosoh Smd, Inc. | Method of non-destructively testing a sputtering target |
| JPH0894344A (ja) * | 1994-07-26 | 1996-04-12 | Shinko Kensa Service Kk | 超音波の横波を利用した層厚測定装置 |
| JP5792321B2 (ja) * | 2011-01-06 | 2015-10-07 | ザ ルブリゾル コーポレイションＴｈｅ Ｌｕｂｒｉｚｏｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 超音波測定 |
| CN102445169A (zh) * | 2011-09-28 | 2012-05-09 | 南京信息工程大学 | 基于射频无线通信技术的超声波测厚装置 |
| CN111781605B (zh) * | 2020-07-24 | 2022-07-22 | 江苏大学 | 一种基于超声回波信号的树体冠层厚度探测方法 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3485087A (en) * | 1965-10-05 | 1969-12-23 | Branson Instr | Ultrasonic inspection apparatus |
| US3427866A (en) * | 1965-10-26 | 1969-02-18 | Frederick Gordon Weighart | Ultrasonic thickness gauge and flow detector |
| US3538752A (en) * | 1966-12-02 | 1970-11-10 | American Mach & Foundry | Ultrasonic thickness measuring apparatus |
| US3486368A (en) * | 1967-03-22 | 1969-12-30 | Branson Instr | Ultrasonic inspection apparatus |
| US3554016A (en) * | 1968-05-23 | 1971-01-12 | Branson Instr | Pulse-echo ultrasonic test apparatus with signal selection and storage means |
| US3792613A (en) * | 1972-05-19 | 1974-02-19 | Krautkramer Branson | Pulse-echo ultrasonic test apparatus with cathode ray tube digital display |
| US3994154A (en) * | 1975-09-30 | 1976-11-30 | Krautkramer-Branson, Incorporated | Ultrasonic pulse-echo thickness and velocity measuring apparatus |
| JPS52132864A (en) * | 1976-04-30 | 1977-11-07 | Tokyo Keiki Kk | Method of and apparatus for measuring thickness with ultrasonic |
| DE2620590C3 (de) * | 1976-05-10 | 1981-11-12 | Krautkrämer, GmbH, 5000 Köln | Verfahren zur Blendensetzung während der automatisierten Prüfstückdickenmessung und/oder zerstörungsfreien Werkstoffprüfung mit Ultraschall |
| JPS542153A (en) * | 1977-06-07 | 1979-01-09 | Mitsubishi Electric Corp | Ultrasonic thickness gauge |
| EP0013616B1 (en) * | 1979-01-08 | 1984-09-12 | Schlumberger Electronics (U.K.) Limited | Method and apparatus for ultrasonic measurement of thickness |
| GB2039044B (en) * | 1979-01-08 | 1983-08-17 | Balteau Sonatest Ltd | Method and apparatus for ultrasonic measurement ofthicknes |
-
1981
- 1981-02-17 JP JP56021952A patent/JPS57136107A/ja active Granted
- 1981-06-17 US US06/274,453 patent/US4624127A/en not_active Expired - Lifetime
- 1981-07-02 DE DE19813126160 patent/DE3126160A1/de active Granted
- 1981-07-06 FR FR8113241A patent/FR2500152B1/fr not_active Expired
- 1981-07-09 GB GB8121211A patent/GB2093185B/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3126160C2 (ja) | 1992-05-21 |
| GB2093185B (en) | 1984-08-01 |
| JPS57136107A (en) | 1982-08-23 |
| FR2500152B1 (fr) | 1985-11-08 |
| DE3126160A1 (de) | 1982-09-02 |
| FR2500152A1 (fr) | 1982-08-20 |
| US4624127A (en) | 1986-11-25 |
| GB2093185A (en) | 1982-08-25 |
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