JP2000249534A - 超音波による肉厚測定方法とその装置 - Google Patents
超音波による肉厚測定方法とその装置Info
- Publication number
- JP2000249534A JP2000249534A JP11056063A JP5606399A JP2000249534A JP 2000249534 A JP2000249534 A JP 2000249534A JP 11056063 A JP11056063 A JP 11056063A JP 5606399 A JP5606399 A JP 5606399A JP 2000249534 A JP2000249534 A JP 2000249534A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- time
- reflected wave
- wave
- ultrasonic
- reflection wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
Abstract
肉厚測定ができる超音波による肉厚測定方法とその装置
を提供する。 【解決手段】測定対象物の表面からの超音波の送信時刻
と該測定対象物の裏面からの超音波の反射波受信時刻を
得て、両時刻の間隔から該測定対象物の肉厚を測定する
超音波による肉厚測定方法において、平滑な表裏面を持
つ試験片を用い超音波探触子の反射波立上がり方向を得
ておき、該超音波探触子により測定対象物における反射
波の最大エコー高さを得て、該反射波に対し上記反射波
立上がり方向とは反対の方向に上記最大エコー高さを基
にしきい値を設定し、このしきい値を最初に超える反射
波の波形における最大値を示す時刻を得て、この時刻か
ら3/4周期を遡った時刻を反射波受信時刻とすること
である。
Description
定方法とその装置に係り、特に測定対象物の表裏面が塗
装や腐食により粗さ、凹凸を有している鋳鉄及び鋳鋼な
どの肉厚測定方法とその装置に関する。
音波探触子を接触させ、図5に示すように送信波15と
して超音波を発振させて入射すると、測定対象物の裏面
から底面反射波16が受信できる。この原理を利用し底
面反射波16を受信して測定対象物の肉厚値Dを測定す
る場合、肉厚値Dは測定対象物の音速Cと測定対象物内
部を伝播し往復した時間(路程)tから以下の式を用い
て算出される。
探触子からの送信波15がしきい値18を最初に超えた
時刻を送信波の立上がり時刻T1を送信時刻とし、底面
反射波16がしきい値18を最初に超えた時刻を底面反
射波16の立上がり時刻T2を反射波受信時刻としてこ
れらの時刻T1,T2における時間(間隔)tpを用い
ていた。
て経験からノイズを除去できるような値に任意に設定し
ていた。また、エコー高さは送信波や反射波の強度であ
る。
を行った時に、測定対象物の表裏面が平滑な場合は図5
のロ部を拡大して表わした図6に示すように底面反射波
16を得る(以下、このような底面反射波16の波形を
基本パターンと呼ぶ)。測定対象物の表裏面の粗さや凹
凸による超音波の散乱や測定対象物内部にある多くの微
少な境界面(金属の結晶粒の境界面)からの反射波であ
る林状エコーが生じると、散乱波や林状エコーの影響
(波形の干渉)を受けて底面反射波16の基本パターン
と比較して立上がりの小さい底面反射波17(破線で示
す)を得ることがある。
18を最初に超えた時刻Tbを立ち上がり時刻として検
出する。しかし、この時刻Tbは本来の立上がり時刻で
はなく、図6で示すように本来の立上がりは時刻Taで
ある。この結果、測定で得た立上がり時刻Tbと本来の
立ち上がり時刻Taの間隔である時間tgの遅れを生じ
るために正確な路程を得ることができない。また、逆に
散乱波や林状エコーの影響を受けて立上がりを早く検出
する底面反射波(図示していない)を生じて正確な路程
を得ることができない場合もある。
コーの影響を受けなくてもしきい値18により底面反射
波の立上がりの検出を行うため、例えば底面反射波16
においては本来の立上がり時刻Taとしきい値18によ
って検出された立上がり時刻Tcではthなる時間のず
れが生じるため正確な路程を得ることができない。
示す時刻を用い、その波形から立上がり時刻を算出する
方法もあるが、底面反射波は散乱波や林状エコーの影響
を受けて、基本パターンの様な奇麗な波形とならず、最
大エコー高さを示す時刻がずれてしまうので、最大エコ
ー高さを示す時刻を用いても正確な路程を得ることはで
きなかった。
法においては正確な肉厚測定ができないという問題があ
った。
散乱波の影響を受けても、正確な肉厚測定ができる超音
波による肉厚測定方法とその装置を提供することにあ
る。
明の特徴とするところは、測定対象物の表面からの超音
波の送信時刻と該測定対象物の裏面からの超音波の反射
波受信時刻を得て、両時刻の間隔から該測定対象物の肉
厚を測定する超音波による肉厚測定方法において、平滑
な表裏面を持つ試験片を用い超音波探触子の反射波立上
がり方向を得ておき、該超音波探触子により測定対象物
における反射波の最大エコー高さを得て、該反射波に対
し上記反射波立上がり方向とは反対の方向に上記最大エ
コー高さを基にしきい値を設定し、このしきい値を最初
に超える反射波の波形における最大値を示す時刻を得
て、この時刻から3/4周期を遡った時刻を反射波受信
時刻とすることにある。
の表面からの超音波の送信時刻と該測定対象物の裏面か
らの超音波の反射波受信時刻を得て、両時刻の間隔から
該測定対象物の肉厚を測定するものにおいて、測定対象
物の表面に超音波を入射し該測定対象物の裏面からの反
射波を受信する超音波探触子の反射波立上がり方向を記
憶しておく手段、該測定対象物における反射波の最大エ
コー高さを基に該反射波に対し上記反射波立上がり方向
と反対の方向にしきい値を設定する手段、該しきい値を
最初に超える反射波の波形の最大値を示す時刻を得て、
この時刻から3/4周期を遡った時刻を該反射波の受信
時刻とする手段を設けたことにある。
用いて説明する。図1は本発明の第一の実施例になる超
音波による肉厚測定装置の構成図である。1は肉厚測定
対象物、2は超音波探触子、3は送信部、4は受信部、
5は計測部、6は演算部、7は記憶部、8は入力部、9
は表示部である。また、10は送信波、11は底面反射
波を示す。
電圧を加えることによって発生し、測定対象物1の内部
で反射と透過をして伝播する。その後、測定対象物1か
らの底面反射波11は超音波探触子2で受信され、受信
部4で超音波の強度に比例した電圧値に変換される。計
測部5は、底面反射波11の反射時間とその時間に対す
る電圧値を計測する。計測された反射時間と電圧値及び
記憶部7に記憶された底面反射波から、演算部6で路程
を演算し、その路程と入力部8から予じめ記憶部7に記
憶された測定対象物の音速値とから肉厚値を算出し、そ
の結果を表示部9に表示すると共に、記憶部7にも記憶
する。なお入力部8は、測定対象物の音速値の他に材
質,測定回数等を入力する時に必要なものである。
施形態の動作について説明する。図2は、本発明におけ
る肉厚測定方法のフロー図、図3は超音波による測定に
より生じた底面反射波である。図4は、図3で示したイ
部に示す底面反射波の拡大図である。
においては、まず、表裏面が平滑で内部減衰率が小さい
試験片に対して超音波による入射を行った時に発生する
図5に示すような底面反射波16,測定対象物の材質に
おける音速C,超音波の周波数,しきい値係数α,底面
反射波の立上がり方向など、肉厚値を算出する際に必要
なデータを入力部8より入力し記憶部7(図1)に記憶
させておく(図2のステップ(S)1)。
子2の固有の特性である。即ち、表示部9に示される図
4のような底面反射波11は、超音波探触子2を交換す
ると、その波形の立上がり方向が反転していることがあ
る。そこで、使用しようとしている超音波探触子2にお
ける底面反射波の波形の立上がり方向を、波形が奇麗に
表れる試験片で測定しておいて、後述するしきい値の設
定に用いることとする。
面反射波の最大エコー高さをEp1,底面反射波の立上
がりから3/4周期目のエコー高さをEtとすると底面
反射波と下式(式(2))に示す実験により確立した実
験式により求められる。なお、このしきい値係数αの設
定の考え方は後述する。
し、S3で超音波探触子2により測定対象物1に対して
超音波を入射し、S4で超音波を入射することにより得
られる送信波10と図3に示すような底面反射波11を
記憶部7に取り込む。S5で図4に示すように取り込ん
だ底面反射波11からエコー高さのピーク値(最大エコ
ー高さ)Epを検出し、S6において、予めS1で記憶
させておいたしきい値係数α、底面反射波の立上がり方
向等を記憶部7から呼び出す。S7で、ピーク値(最大
エコー高さ)Epと入力部8より入力したしきい値係数
αからしきい値E1が下式の演算により求められる。な
お、S6以降は、図1の演算部6で実行される。
号方向つまり、この場合は負方向にしきい値E1を設定
する。S9で、しきい値E1と底面反射波11の最初の
交点uを検出する。S10で、波形判定のための時間軸
上の任意の時間(ゲート)として交点uを時刻の起点と
して1周期分のゲート14を時間軸上に設定して、S1
1でゲート14間のエコー高さのピーク値Esとその時
刻Tvを検出する。
となる時刻Tvから底面反射波11の周波数を基に3/
4周期迄の時間tmを遡った時刻を底面反射波11の立
上がり時刻(反射波受信時刻)Tsとする。
していない)のしきい値から立上がり時刻T1を求め
る。S14で、S13で得た送信波の立上がり時刻T1
を送信時刻とし、S12で得た底面反射波の立上がり時
刻Tsを反射波受信時刻として、超音波の測定対象物に
おける時間(路程)tを算出する。
Cより肉厚Dを算出する。S16で測定続行であればS
3に戻って測定位置を移動して測定を行う。
おいて、エコー高さのピーク値(最大エコー高さ)Ep
を示す波形は得やすいものの、散乱波の影響を受けて、
ピーク値Epを示す時刻は異なったところに表れ、また
林状エコーの影響を受けて反射波の立上がりは小さくな
る。しかしながら、反射波の立上がりから1/2周期目
と1周期目の間の波形は散乱波や林状エコーの影響を受
けず、その波形がピーク値Esを示す時刻Tvは極めて
揃っていることを見出した。
最大エコー高さEpからしきい値E1を得てゲート14
を設定すると、波形から容易にピーク値Esの波形を得
て、時刻Tvを得ることができた。
あるが、式(2)により得たしきい値係数αは式(3)
より得られるしきい値E1が 0<E1<Es …(4) の値をとり、ピーク値Esの波形を容易に得やすいこと
による。
らないので、試験片で得ておいた超音波探触子2固有の
立上がり方向(特性)を基に、その反対方向にしきい値
E1設定する。このしきい値E1を超える最初の波形を
反射波の立上がりから1/2周期目と1周期目の波形、
つまり、前述した散乱波や林状エコーの影響を受けずピ
ーク値Esの時刻Tvが揃っている波形とすることがで
きる。
る反射波が比較的長く持続される高感度型のものと、早
目に減衰してしまう高分解能型があって、測定対象物1
における超音波の吸収度合に応じて、使い分けられてい
るが、上記いづれの型の超音波探触子であっても、それ
らは、底面反射波の立上がり状況では同様な傾向を示
す。よって、本発明に従って、このしきい値E1を用い
てピーク値Esを持つ波形を得て底面反射波の立上がり
時刻Tsを求め、肉厚Dを算出することができる。
に基づいて時刻Tvから3/4周期を遡れば、反射波の
立上がり時刻Tsを反射波受信時刻として容易に入手す
ることができる訳である。
や林状エコーが発生しやすい表裏面の粗い測定対象物の
肉厚を測定した結果、ノギスでの肉厚測定平均値(30
回)が19.99mmであり、従来方法により測定した
肉厚測定平均値(30回)は17.32mmであった
が、本発明方法により測定した肉厚測定平均値(30
回)は19.76mmで、ノギスによる測定時を目安と
した場合、従来方法と比較してより一層誤差の少ない結
果を得た。
ス点を得て、1/4周期の整数倍の周期分を遡った位置
を反射波の立上がり時刻とし、送信波の立上がり時刻ま
での時間tを求めてもよい。
目(一次)における測定対象物の底面反射波を利用して
路程を求めているが、送信波と2回目(2次)以降及び
反射波同士たとえば1回目(一次)と2回目(二次)に
おける測定対象物の底面反射波を利用して路程を求めて
もよい。
送信部3,受信部4,計測部5の部分を超音波探触子2
と合体させたものを用い、演算部6と記憶部7の部分を
パソコン本体、入力部8をキーボード、表示部9をディ
スプレイとしてもよい。
超音波による肉厚測定において林状エコーや散乱波の影
響を受けても、正確な肉厚測定ができる。
装置の構成図である。
図である。
す図である。
ある。
射波を示す図である。
ある。
Claims (3)
- 【請求項1】測定対象物の表面からの超音波の送信時刻
と該測定対象物の裏面からの超音波の反射波受信時刻を
得て、両時刻の間隔から該測定対象物の肉厚を測定する
超音波による肉厚測定方法において、 平滑な表裏面を持つ試験片を用い超音波探触子の反射波
立上がり方向を得ておき、該超音波探触子により測定対
象物における反射波の最大エコー高さを得て、該反射波
に対し上記反射波立上がり方向とは反対の方向に上記最
大エコー高さを基にしきい値を設定し、このしきい値を
最初に超える反射波の波形における最大値を示す時刻を
得て、この時刻から3/4周期を遡った時刻を反射波受
信時刻とすることを特徴とする超音波による肉厚測定方
法。 - 【請求項2】測定対象物の表面からの超音波の送信時刻
と該測定対象物の裏面からの超音波の反射波受信時刻を
得て、両時刻の間隔から該測定対象物の肉厚を測定する
ものにおいて、 測定対象物の表面に超音波を入射し該測定対象物の裏面
からの反射波を受信する超音波探触子の反射波立上がり
方向を記憶しておく手段、該測定対象物における反射波
の最大エコー高さを基に該反射波に対し上記反射波立上
がり方向と反対の方向にしきい値を設定する手段、該し
きい値を最初に超える反射波の波形の最大値を示す時刻
を得て、この時刻から3/4周期を遡った時刻を該反射
波の受信時刻とする手段を設けたことを特徴とする超音
波による肉厚測定装置。 - 【請求項3】上記請求項2に記載のものにおいて、超音
波探触子の反射波立上がり方向は、平滑な表裏面を持つ
試験片を用いて得たものであることを特徴とする超音波
による肉厚測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05606399A JP3510137B2 (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 超音波による肉厚測定方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05606399A JP3510137B2 (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 超音波による肉厚測定方法とその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000249534A true JP2000249534A (ja) | 2000-09-14 |
JP3510137B2 JP3510137B2 (ja) | 2004-03-22 |
Family
ID=13016636
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05606399A Expired - Fee Related JP3510137B2 (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 超音波による肉厚測定方法とその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3510137B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014202525A (ja) * | 2013-04-02 | 2014-10-27 | Jfeスチール株式会社 | 超音波探傷方法および超音波探傷装置 |
CN110017799A (zh) * | 2017-12-27 | 2019-07-16 | 精工爱普生株式会社 | 超声波测定装置以及测定方法 |
WO2021176630A1 (ja) * | 2020-03-05 | 2021-09-10 | オリンパス株式会社 | 超音波計測装置 |
-
1999
- 1999-03-03 JP JP05606399A patent/JP3510137B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014202525A (ja) * | 2013-04-02 | 2014-10-27 | Jfeスチール株式会社 | 超音波探傷方法および超音波探傷装置 |
CN110017799A (zh) * | 2017-12-27 | 2019-07-16 | 精工爱普生株式会社 | 超声波测定装置以及测定方法 |
CN110017799B (zh) * | 2017-12-27 | 2022-03-29 | 精工爱普生株式会社 | 超声波测定装置以及测定方法 |
WO2021176630A1 (ja) * | 2020-03-05 | 2021-09-10 | オリンパス株式会社 | 超音波計測装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3510137B2 (ja) | 2004-03-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS6156450B2 (ja) | ||
JP2005010159A (ja) | インピーダンス整合遅延線を使用して外部被膜を有する部品の厚さを測定する方法及び装置 | |
Gajdacsi et al. | High accuracy wall thickness loss monitoring | |
JP2000249534A (ja) | 超音波による肉厚測定方法とその装置 | |
JP2001343365A (ja) | 金属薄板の厚み共振スペクトル測定方法及び金属薄板の電磁超音波計測方法 | |
JP2697508B2 (ja) | 炉壁の超音波厚さ計測方法 | |
RU2231753C1 (ru) | Способ измерения толщины изделия с помощью ультразвуковых импульсов | |
JP2007309794A (ja) | 板厚測定装置および測定方法 | |
RU2714868C1 (ru) | Способ обнаружения питтинговой коррозии | |
JPH10213573A (ja) | 表層傷の推定法 | |
JP4904099B2 (ja) | パルス状信号の伝搬時間測定装置及び超音波式流量測定装置 | |
JPH08201356A (ja) | 固体材料の音速測定方法および超音波探触子 | |
US9518959B2 (en) | Structural health monitoring system and method | |
JPS5937766B2 (ja) | インピ−ダンス分布の測定方法 | |
RU2301420C2 (ru) | Способ определения коэффициента затухания продольных ультразвуковых колебаний в материале | |
JP3632084B2 (ja) | 超音波厚さ測定方法 | |
JPH09196900A (ja) | 表面層特性の測定方法および装置 | |
JP4674007B2 (ja) | 配管内の液位測定装置及び液位測定方法 | |
JPH03167418A (ja) | クラッド厚さ測定装置 | |
JP2001004353A (ja) | 超音波による鉄筋径の測定方法 | |
RU2195635C1 (ru) | Способ измерения уровня жидких и сыпучих сред | |
JP4209689B2 (ja) | 超音波探傷装置 | |
JP2012189352A (ja) | 表面を伝播する超音波の音速測定装置と方法 | |
JP2009139188A (ja) | 超音波表面粗さ測定方法と装置 | |
JP2003279340A (ja) | 材料の厚さ測定方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20031209 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20031224 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3510137 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080109 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090109 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090109 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100109 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110109 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110109 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120109 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130109 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140109 Year of fee payment: 10 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |