JP2002062114A - 管体測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被測定管体の温度に依存することなく、その
特性を正確かつ迅速に非接触で測定することが可能な管
体測定方法を提供する。 【解決手段】 レーザ２から照射されたレーザ光５は、
角度θ１で石英管１の地点Ｆに入射する。入射したレー
ザ光５は、地点Ｆで反射してスクリーン３の地点Ａ１に
スポットを形成するレーザ光５ａ、地点Ｇで反射してス
クリーン３の地点Ａ２にスポットを形成するレーザ光５
ｃ、地点Ｐで反射してスクリーン３の地点Ａ３にスポッ
トを形成するレーザ光５ｅ、地点Ｑから出射してスクリ
ーン４の地点Ｂ１にスポットを形成するレーザ光５ｈに
分岐する。石英管１を通過しないレーザ光５は、スクリ
ーン４の地点Ｃ１にスポットを形成する。各スポットを
撮像し、各スポット間の距離ａ、ｂ、ｅ及び角度θ１に
基づいて石英管１の内径ｄ、肉厚ｔ、外径Ｌを把握す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光透過性を有す
る管体の内径、肉厚、外径を測定するための管体測定方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】管体の寸法を非接触で測定する測定方法
の従来例として、特開昭５３−１４００５４号公報記載
のものを挙げることができる。図３は、この測定方法を
示す説明図である。被測定対象となる石英管４１は、図
による理解を容易とするため軸方向に沿ってその一部を
破断した状態で示している。レーザ４２から出射され石
英管４１に入射角度αで入射したレーザ光４４は、石英
管４１の外周面４５で反射してカメラ４３に向かうレー
ザ光４７と、外周面４５で屈折したのち石英内を進行す
るレーザ光４８とに分かれる。石英内を進行したレーザ
光４８は、石英管４１の内周面４６で反射したのち外周
面４５で再び屈折し、カメラ４３へ向かって出射され
る。従ってこのカメラ４３では、距離ｓの間隔を置いて
２つの像が撮影されることになる。この距離ｓは、前記
入射角度α、石英管４１の肉厚Ｔ、及び石英管４１の屈
折率で決定される。従って前記２つの像の距離ｓを求
め、この距離ｓと入射角度α及び石英管４１の屈折率と
して示された値から、石英管４１の肉厚Ｔを求めること
ができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような測定にお
いて被測定対象のひとつに挙げられる石英管は、製造過
程において約７００℃程度の高温になり、その後にコン
ベア等で搬送されながら徐々に冷却されていく。従って
製造終了直後の石英管は室温よりもはるかに高温であ
り、またその温度は時間とともに変化していく状態にあ
るといえる。一方、石英材料等の光に対する屈折率は、
その測定温度を付記して表示されるように、温度依存性
を有するものである。そして通常は、室温付近で測定し
た値をもってその石英材料等の屈折率が示されている。
そのため、測定対象となっている石英管４１が室温より
もはるかに高温であるような場合には、肉厚Ｔを算出す
るのに用いた屈折率が実際の屈折率と著しく相違してし
まい、正確な肉厚Ｔを求めることができないという問題
があった。従って、製造過程のある工程における石英管
４１の肉厚Ｔを測定し、その値を利用してその工程やそ
の前後の工程にある製造機器をフィードバック制御また
はフィードフォワード制御することが困難であった。ま
た、製品完成後の検査においても、石英管４１の温度が
室温付近で安定するのを待って肉厚Ｔを測定したので
は、製品完成後において迅速な検査ができないという問
題を生じることになる。さらに、肉厚Ｔだけでなく内径
寸法や外形寸法まで非接触で正確に測定したいという要
望があった。

【０００４】この発明は、上記従来の課題を解決するた
めになされたものであって、その目的は、被測定管体の
温度に依存することなく、その特性を正確かつ迅速に非
接触で測定することが可能な管体測定方法を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで本発明の管体測定
方法は、所定位置に配置される管体に対し、その中心軸
を含む平面内において中心軸と斜めに交差する所定の入
射角度で光ビームを照射し、光透過性を有する被測定管
体を前記所定位置に配置した状態で、前記光ビームが被
測定管体の入射側向き表面に至る第１地点と、この第１
地点を通過して反入射側向き表面で反射し再び入射側向
き表面に至る第２地点との間の地点間距離、及び前記被
測定管体の反入射側外側面から出射された光ビームと前
記被測定管体を配置しない状態で照射された光ビームと
のビーム間距離を検出し、これら地点間距離、ビーム間
距離、及び前記入射角度に基づいて、前記被測定管体の
肉厚を把握することを特徴としている。

【０００６】ここで「入射側向き表面」とは、光ビーム
の入射側に向いた被測定管体の表面をいう。また「反入
射側向き表面」とは、光ビームの反入射側に向いた被測
定管体の表面をいう。いずれの「表面」にも、管体の外
周面及び内周面の双方が含まれる。さらに「反入射側外
側面」とは、被測定管体のうち中心軸よりも反光ビーム
入射側に存する管肉部の外側面をいう。

【０００７】この管体測定方法では、温度依存性を有す
る屈折率を用いることなく被測定管体の肉厚を把握する
ことが可能となる。

【０００８】また前記第１地点を光ビームの被測定管体
への入射地点（図１に示す地点Ｆ）とし、前記第２地点
を、前記第１地点を通過した光ビームが入射側内側面で
反射して最初に入射側外側面に至る地点（地点Ｈ）とす
るか、又は前記第１地点を光ビームが被測定管体への入
射地点及び入射側内側面を順次に通過して最初に反入射
側内側面に至る地点（地点Ｐ）とし、前記第２地点を、
前記第１地点を通過した光ビームが反入射側外側面で反
射して最初に反入射側内側面に至る地点（地点Ｒ）とす
る一方、前記地点間距離を第１地点及び第２地点から入
射側へ向かう光ビームのビーム間距離に基づいて検知す
るとともに、被測定管体の反入射側外側面から出射され
た前記光ビームを前記入射地点から入射側内側面、反入
射側内側面及び反入射側外側面を順次に通過して被測定
管体から出射された光ビーム（５ｈ）とすれば、測定に
必要な光ビームの光強度は不要な光ビームの光強度より
も顕著に高くなり、確実な測定を容易に行うことが可能
となる。

【０００９】ここで「入射側内側面」とは、被測定管体
のうち中心軸よりも光ビーム入射側側に存する管肉部の
内側面をいう。また「入射側外側面」とは、被測定管体
のうち中心軸よりも光ビーム入射側に存する管肉部の外
側面をいう。さらに「反入射側内側面」とは、被測定管
体のうち中心軸よりも反光ビーム入射側に存する管肉部
の内側面をいう。

【００１０】そして被測定管体を前記所定位置に配置し
た状態で、さらに前記光ビームが被測定管体の入射側内
側面に至る第３地点と、この第３地点を通過して反入射
側内側面で反射し再び入射側内側面に至る第４地点との
間の地点間距離を検出すれば、この地点間距離と前記入
射角度とに基づいて、温度依存性を有する屈折率を用い
ることなく前記被測定管体の内径を把握することが可能
となる。さらにこの内径と前記肉厚とに基づいて、温度
依存性を有する屈折率を用いることなく前記被測定管体
の外径を把握することが可能となる。

【００１１】また前記第３地点を前記被測定管体に入射
した光ビームが最初にその入射側内側面に至る地点（地
点Ｇ）とするとともに、前記第４地点を前記第３地点を
通過した光ビームが反入射側内側面で反射して最初に入
射側内側面に至る地点（地点Ｋ）とし、前記地点間距離
を第３地点及び第４地点から入射側へ向かう光ビームの
ビーム間距離に基づいて検知するようにすれば、測定に
必要な光ビームの光強度は不要な光ビームの光強度より
も顕著に高くなり、確実な測定を容易に行うことが可能
となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、この発明の管体測定方法の
具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に
説明する。

【００１３】図２は、上記管体測定方法を実施するため
の部材の配置を示す模式斜視図である。ここでの被測定
管体１は、光を透過させる透明又は半透明の材質から成
り、例えば石英から成る石英管である。レーザ２は、石
英管１の中心軸１１を含む平面Ｚ内において、この中心
軸１１と斜めに交差する方向にレーザ光（光ビーム）５
を出射するよう設置されている。すなわち、レーザ光５
の進行方向に石英管１の中心軸１１が存在するというこ
とである。なおレーザ２の光源として例えば半導体レー
ザを用いたような場合には、コリメータレンズ等を含め
てレーザ２を構成することができる。

【００１４】同図では、レーザ光５が進行する前記平面
Ｚで石英管１を切断したときの管肉部１９の断面をハッ
チングにて示している。管肉部１９は、中心軸１１を挟
んでレーザ光５の入射側管肉部１２と反入射側管肉部１
５とに存することとなる。ここでは入射側管肉部１２に
おける管肉部外周面を入射側外側面１３と呼び、その内
周面を入射側内側面１４と呼ぶ。また反入射側管肉部１
５における管肉部外周面を反入射側外側面１６と呼び、
その内周面を反入射側内側面１７と呼ぶ。さらに入射側
外側面１３及び反入射側内側面１７を、入射側に向いた
（入射側が外気等に接している）管肉部表面という意味
で入射側向き表面と呼び、入射側内側面１４及び反入射
側外側面１６を、反入射側に向いた（反入射側が外気等
に接している）管肉部表面という意味で反入射側向き表
面と呼ぶ。

【００１５】一方、前記石英管１の入射側及び反入射側
の側方には、前記レーザ光５がスポット（像）を形成で
きるスクリーン３、４が、それぞれ石英管１の中心軸１
１と平行に配置されている。そしてこのスクリーン３、
４のさらに反石英管側にはＣＣＤカメラ（図示せず）が
配置され、このＣＣＤカメラにはコンピュータ（図示せ
ず）が接続されている。

【００１６】まず石英管１を所定位置に配置した状態
で、レーザ２からレーザ光５を照射する。照射されたレ
ーザ光５は、石英管１の入射側外側面１３に対し斜めに
入射する。図１のＺ平面断面図に示すように、このとき
の入射角度、すなわち入射側外側面１３と垂直に交差す
る垂線Ｍに対する角度をθ１とする。またレーザ光５の
石英管１への入射地点をＦとする。石英管１に入射した
レーザ光５は、入射側外側面１３で反射するレーザ光５
ａと、大気と石英管１との相対屈折率ｎに応じて入射側
外側面１３で屈折するレーザ光５ｂとに分かれる。反射
したレーザ光５ａはスクリーン３の地点Ａ１にスポット
を形成する一方、屈折角度、すなわちレーザ光５ｂと前
記垂線Ｍとが成す角度をθ２として屈折したレーザ光５
ｂは、石英管１の入射側管肉部１２を進行して入射側内
側面１４の地点Ｇに至る。

【００１７】地点Ｇに達したレーザ光５ｂは、さらにこ
こで反射するレーザ光５ｃと、地点Ｇで屈折して石英管
１内の中空部１８を進行し反入射側内側面１７の地点Ｐ
に至るレーザ光５ｄとに分かれる。地点Ｇで反射したレ
ーザ光５ｃは、石英管１の入射側管肉部１２を進行して
入射側外側面１３の地点Ｈに至り、この地点Ｈで屈折し
たのち石英管１から出射し、スクリーン３の地点Ａ２に
スポットを形成する。

【００１８】地点Ｐに達したレーザ光５ｄは、ここで反
射するレーザ光５ｅと、地点Ｐで屈折して石英管１の反
入射側管肉部１５を進行し反入射側外側面１６の地点Ｑ
に至るレーザ光５ｆとに分かれる。地点Ｐで反射したレ
ーザ光５ｅは、中空部１８を進行し、入射側内側面１４
の地点Ｋで屈折したのち入射側外側面１３の地点Ｌに至
り、この地点Ｌで屈折したのち石英管１から出射し、ス
クリーン３の地点Ａ３にスポットを形成する。

【００１９】地点Ｑに達したレーザ光５ｆは、ここで反
射するレーザ光５ｇと、地点Ｑで屈折して石英管１の反
入射側に設けたスクリーン４の地点Ｂ１にスポットを形
成するレーザ光５ｈとに分かれる。地点Ｑで反射したレ
ーザ光５ｇは、反入射側管肉部１５を進行して反入射側
内側面１７の地点Ｒで屈折し、その後に中空部１８を進
行して入射側内側面１４の地点Ｍで屈折したのち入射側
外側面１３の地点Ｎに至り、この地点Ｎで屈折したのち
石英管１から出射し、前記スクリーン３の地点Ａ４にス
ポットを形成する。

【００２０】ところでスクリーン３には、前記地点Ａ１
〜Ａ４以外に、例えば地点Ｄ１にもスポットが形成され
る。このスポットは、同図の破線で示すように、前記地
点Ｈから地点Ｉ、Ｊを経由してスクリーン３に至るレー
ザ光５ｉによるものである。つまりこのレーザ光５ｉ
は、石英管１の表面で３回の反射を経たものだというこ
とである。従って入射角度θ１を適切に設定することに
より、石英管１の表面で１回の反射のみを経たレーザ光
５ａ、５ｃ、５ｅ、５ｇと比較して、その光強度を極端
に低くできる。例えば石英管１の表面が鏡面であると
し、入射角度θ１を約３０°とすると、石英管１の表面
での反射率は約４％程度になる。すると３回反射したレ
ーザ光５ｉの光強度は１回のみ反射したレーザ光５ａ等
の約０．１６％となるので、１回のみ反射したレーザ光
５ａ等との強度の差は顕著であり、このようなレーザ光
５ｉを容易かつ明確に区別できる。

【００２１】ところでこの測定方法においては、上述の
ように中心軸１１に向けてレーザ光５を照射する必要が
ある。そして中心軸１１に向けてレーザ光５が照射され
ていれば、スクリーン３の地点Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４
に形成された前記スポットが一直線上に並ぶことにな
る。そこでスクリーン３に形成された各スポットを検知
し、これらが一直線上に並ぶようにレーザ２の照射方向
を調整することにより、中心軸１１に向けてレーザ光５
を照射することができる。

【００２２】次に、ＣＣＤカメラによってスクリーン３
に映し出される各スポットを撮像し、その光学情報を電
気信号に変換して前記コンピュータに送信する。この光
電変換により、光強度の強弱は電気信号の大小（典型的
には電圧の大小）で表されることになる。コンピュータ
に入力された電気信号はディジタル信号に変換され、コ
ンピュータによる以降の処理はディジタル化されたデー
タを用いて行われる。このとき前述のように、１回の反
射のみを経たレーザ光によるスポット（地点Ａ１、Ａ
２、Ａ３、Ａ４）と３回以上の反射を経たレーザ光によ
るスポット（地点Ｄ１等）の光強度の差は顕著であるか
ら、コンピュータに送信される電気信号の大きさの相違
（電圧値の差）も顕著となる。従って、コンピュータに
入力されディジタル化された電気信号に適当なしきい値
を設定して２値化処理を施すことで、必要なスポットの
位置データ（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）だけを容易かつ
確実に検知できる。また前記電気信号の大きさの相違が
顕著であるため、前記しきい値も容易に設定できる。

【００２３】石英管１の内径ｄは、地点Ａ２と地点Ａ３
との間の距離ｂを用いて次式で表される。 ｄ＝ｂ／（２ｔａｎθ１） ―――（１） ここでθ１は、石英管１とレーザ２のビーム出射方向と
から既定量として把握できる。そこでコンピュータで
は、位置データＡ２とＡ３とから距離ｂを把握し、上式
の計算を行うことによって石英管１の内径ｄを得ること
ができる。

【００２４】次にスクリーン４の地点Ｂ１に形成された
スポットを、他のＣＣＤカメラによって撮像する。この
スクリーン４には、前記地点Ｂ１以外に、例えば地点Ｅ
１にもスポットが形成される。このスポットは、同図の
破線で示すように、前記地点Ｑから地点Ｒ、Ｓを経由し
てスクリーン４に至るレーザ光５ｊによるものである。
つまりこのレーザ光５ｊは、石英管１の表面で２回の反
射を経たものだということである。従って上記と同様に
入射角度θ１を適切に設定することにより、石英管１の
表面で１回の反射も経ないレーザ光５ｈと比較して、そ
の光強度を極端に小さくできる。そこで前述したのと同
様にＣＣＤカメラに接続されたコンピュータ側で適当な
しきい値を設定して２値化処理を施すことにより、地点
Ｂ１の位置データのみを容易かつ確実に検知することが
できる。

【００２５】さらに同図に示されるような所定位置から
石英管１を取り除いた状態で、レーザ２からレーザ光５
を照射する。するとこのレーザ光５は大気中を直進し、
スクリーン４上の点Ｃ１にスポットを形成する。このス
ポットも前記ＣＣＤカメラで撮像し、光電変換を施して
前記コンピュータに送信し、地点Ｃ１の位置を検知す
る。

【００２６】石英管１の肉厚をｔとし、点Ｆにおける屈
折角度をθ２とすると、地点Ａ１、Ａ２間の距離ａと地
点Ｂ１、Ｃ１間の距離ｅは、 ａ＝２ｔ・ｔａｎθ２ ―――（２） ｅ＝２ｔ・（ｔａｎθ１―ｔａｎθ２） ―――（３） で表される。従って両式より、石英管１の肉厚ｔは、 ｔ＝（ａ＋ｅ）／（２ｔａｎθ１） ―――（４） で表すことができる。ここでθ１は、上述の通り既定量
として把握できる。そこでコンピュータでは、位置デー
タＡ１、Ａ２から距離ａを把握するとともに、位置デー
タＢ１、Ｃ１から距離ｅを把握し、上式（４）の計算を
行うことによって石英管１の肉厚ｔを得ることができ
る。さらに、前記内径ｄと肉厚ｔとを用いて、次式 Ｌ＝２ｔ＋ｄ ―――（５） より、石英管１の外径Ｌを得ることができる。

【００２７】さらに石英管１と大気との相対屈折率ｎ
は、 ｎ＝ｓｉｎθ１／ｓｉｎθ２ ―――（６） で表される。前記式（１）と式（２）とから、θ２は、 θ２＝ｔａｎ^−１（（ａ／（ａ＋ｅ））ｔａｎθ１） ―――（７） で表されるから、式（７）で求めたθ２と前記θ１とを
式（６）に代入することにより、前記相対屈折率ｎを求
めることができる。

【００２８】上記管体測定方法では、スクリーン３の地
点Ａ２、Ａ３に形成されるスポット間の距離ｂと入射角
度θ１とに基づいて、被測定対象となる石英管１の内径
ｄを得ることができる。またスクリーン３の地点Ａ１、
Ａ２に形成されるスポット間の距離ａとスクリーン４の
地点Ｂ１、Ｃ１に形成されるスポット間の距離ｅと入射
角度θ１とに基づいて、前記石英管１の肉厚ｔを得るこ
とができる。そして内径ｄと肉厚ｔとから、石英管１の
外径Ｌを得ることができる。つまり、石英管１と大気と
の相対屈折率ｎを用いずに、石英管１の内径ｄ、肉厚
ｔ、外径Ｌを非接触で求めることができるということで
ある。しかも検知が必要なスポットの光強度は不要なス
ポットの光強度と比較して顕著に高いから、必要なスポ
ットだけを誤ることなく容易に検知することができる。
従って石英管１の温度に依存することなく、その各寸法
を非接触方式で正確に測定することができる。さらにそ
の時の温度状態における石英管１の屈折率ｎをも実測す
ることができる。

【００２９】以上にこの発明の具体的な実施の形態につ
いて説明したが、この発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施す
ることができる。上記ではスクリーン３の地点Ａ１、Ａ
２の間の距離ａを用いてレーザ光５ａ、５ｃのビーム間
距離を検知し、これによってレーザ光が石英管１の入射
側向き表面（入射側外側面１３）に至る地点（第１地
点）Ｆと、この地点Ｆを通過して反入射側向き表面（入
射側内側面１４）で反射し再び入射側向き表面（入射側
外側面１３）に至る地点（第２地点）Ｈとの間の地点間
距離を把握した。これは、スクリーン３の地点Ａ３、Ａ
４の間の距離によって、レーザ光が石英管１の入射側向
き表面（反入射側内側面１７）に至る地点（第１地点）
Ｐと、この地点Ｐを通過して反入射側向き表面（反入射
側外側面１６）で反射し再び入射側向き表面（反入射側
内側面１７）に至る地点（第２地点）Ｒとの間の地点間
距離を把握するようにしてもよい。地点Ｐからスクリー
ン３に向かうレーザ光５ｅも、地点Ｒからスクリーン３
に向かうレーザ光５ｇも、ともに石英管１の表面では１
回のみ反射したものであるから、不要なレーザ光５ｉ等
との間には顕著な光強度差を持たせることができ、ＣＣ
Ｄカメラに接続されたコンピュータ等において適切なし
きい値を容易に設定することができる。

【００３０】また、きわめて高出力のレーザやきわめて
高感度のＣＣＤカメラ等を用いたような場合であって、
スクリーン上に形成された各スポットを明瞭に識別でき
るような場合に、各表面１３、１４、１６、１７の間で
多数回（例えば３回以上）反射したレーザ光がスクリー
ン３又はスクリーン４に形成するスポットを用いて前記
地点間距離を把握することも、この発明の範囲内であ
る。

【００３１】同様に、上記ではスクリーン３の地点Ａ
２、Ａ３の間の距離ｂを用いてレーザ光５ｃ、５ｅのビ
ーム間距離を検知し、これによってレーザ光が石英管１
の入射側内側面１４に至る地点（第３地点）Ｇと、この
地点Ｇを通過して反入射側内側面１７で反射し再び入射
側内側面１４に至る地点（第４地点）Ｋとの間の地点間
距離を把握した。これについても、きわめて高出力のレ
ーザやきわめて高感度のＣＣＤカメラ等を用いたような
場合であって、スクリーン上に形成された各スポットを
明瞭に識別できるような場合に、各表面１３、１４、１
６、１７の間で多数回（例えば３回以上）反射したレー
ザ光がスクリーン３又はスクリーン４に形成するスポッ
トを用いて前記地点間距離を把握することも、この発明
の範囲内である。

【００３２】さらに複数の石英管１を被測定対象として
各石英管１を順次に測定する場合等においては、各石英
管１の測定ごとに地点Ｃ１の位置を把握するようにして
もよいが、レーザ光５の出射方向は一定であるので、予
め地点Ｃ１の位置をコンピュータで把握しておき、石英
管１ごとにはＡ１〜Ａ４、Ｂ１等の測定だけをするよう
にしてもよい。また上記ではスクリーン３、４を中心軸
１１と平行に設置したが、地点Ａ４又は地点Ｃ１側ほど
レーザ２側よりも中心軸１１との間隔が広くなるよう又
は狭くなるよう所定の既定角度に傾斜させてスクリーン
３、４を配置してもよい。さらに上記ではそれぞれ単一
のスクリーン３、４に各スポットを形成させたが、互い
の位置関係が予め把握されていれば、各スポットに対応
して分割構成されたスクリーンを設けるようにしてもよ
い。

【００３３】またスクリーン３、４を設けずに前記ビー
ム間距離ａ、ｂ、ｅ又は地点間距離Ｆ−Ｈ、Ｇ−Ｋ、Ｐ
−Ｒが把握できるのであれば、スクリーン３、４を設け
ずにこれらを測定してもよい。

【００３４】また、光ビームの入射角度θ１は、測定に
必要な光ビーム（又はスポット）の光強度と測定には不
要な光ビーム（又はスポット）の光強度との差が顕著に
なるように設定すればよい。例えば、被測定管体表面に
おける光の反射率が２０％以下になるように入射角θ１
を設定することが望ましい。反射率が２０％以下であれ
ば、光ビームの伝送や散乱などの損失を無視すると、必
要な光ビームの強度が不要な光ビームの強度の１０倍以
上になる。従って、これらの光ビームを互いに容易かつ
確実に区別することができる。

【００３５】さらに被測定管体は光透過性を有すればよ
く、従って石英管１に限るものでないのは勿論である。

【００３６】

【発明の効果】本発明の管体測定方法では、相対屈折率
を用いることなく被測定管体の特性を把握することがで
きる。従って被測定管体の温度に依存することなく、そ
の特性を非接触方式にて正確かつ迅速に測定することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態の管体測定方法を説明す
るための模式断面図である。

【図２】上記管体測定方法を説明するための模式斜視図
である。

【図３】従来例の管体測定方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 石英管 ２ レーザ ３ スクリーン ４ スクリーン ５ レーザ光 １１ 中心軸 １２ 入射側管肉部 １３ 入射側外側面 １４ 入射側内側面 １５ 反入射側管肉部 １６ 反入射側外側面 １７ 反入射側内側面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東田 泰斗 兵庫県尼崎市扶桑町１番８号 住友金属工 業株式会社エレクトロニクス技術研究所内 Ｆターム(参考） 2F065 AA22 AA26 AA27 AA30 BB08 FF04 GG04 HH12 JJ26 QQ05 QQ31 UU01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定位置に配置される管体に対し、その
   中心軸を含む平面内において中心軸と斜めに交差する所
   定の入射角度で光ビームを照射し、光透過性を有する被
   測定管体を前記所定位置に配置した状態で、前記光ビー
   ムが被測定管体の入射側向き表面に至る第１地点と、こ
   の第１地点を通過して反入射側向き表面で反射し再び入
   射側向き表面に至る第２地点との間の地点間距離、及び
   前記被測定管体の反入射側外側面から出射された光ビー
   ムと前記被測定管体を配置しない状態で照射された光ビ
   ームとのビーム間距離を検出し、これら地点間距離、ビ
   ーム間距離、及び前記入射角度に基づいて、前記被測定
   管体の肉厚を把握することを特徴とする管体測定方法。
2. 【請求項２】 前記第１地点は、光ビームの被測定管体
   への入射地点であり、前記第２地点は、前記第１地点を
   通過した光ビームが入射側内側面で反射して最初に入射
   側外側面に至る地点であって、前記地点間距離は、第１
   地点及び第２地点から入射側へ向かう光ビームのビーム
   間距離に基づいて検知するとともに、被測定管体の反入
   射側外側面から出射された前記光ビームは、前記入射地
   点から入射側内側面、反入射側内側面及び反入射側外側
   面を順次に通過して被測定管体から出射された光ビーム
   であることを特徴とする請求項１の管体測定方法。
3. 【請求項３】 前記第１地点は、光ビームが被測定管体
   への入射地点及び入射側内側面を順次に通過して最初に
   反入射側内側面に至る地点であり、前記第２地点は、前
   記第１地点を通過した光ビームが反入射側外側面で反射
   して最初に反入射側内側面に至る地点であって、前記地
   点間距離は、第１地点及び第２地点から入射側へ向かう
   光ビームのビーム間距離に基づいて検知するとともに、
   被測定管体の反入射側外側面から出射された前記光ビー
   ムは、前記入射地点から入射側内側面、反入射側内側面
   及び反入射側外側面を順次に通過して被測定管体から出
   射された光ビームであることを特徴とする請求項１の管
   体測定方法。
4. 【請求項４】 被測定管体を前記所定位置に配置した状
   態で、さらに前記光ビームが被測定管体の入射側内側面
   に至る第３地点と、この第３地点を通過して反入射側内
   側面で反射し再び入射側内側面に至る第４地点との間の
   地点間距離を検出し、この地点間距離と前記入射角度と
   前記肉厚とに基づいて、前記被測定管体の外径を把握す
   ることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの管
   体測定方法。
5. 【請求項５】 光透過性を有する被測定管体に対し、そ
   の中心軸を含む平面内において中心軸と斜めに交差する
   所定の入射角度で光ビームを照射し、この光ビームが前
   記被測定管体の入射側内側面に至る第３地点と、この第
   ３地点を通過して反入射側内側面で反射し再び入射側内
   側面に至る第４地点との地点間距離を検知し、この地点
   間距離と前記入射角度とに基づいて、前記被測定管体の
   内径を把握することを特徴とする管体測定方法。
6. 【請求項６】 前記第３地点は、前記被測定管体に入射
   した光ビームが最初にその入射側内側面に至る地点であ
   り、また前記第４地点は、前記第３地点を通過した光ビ
   ームが反入射側内側面で反射して最初に入射側内側面に
   至る地点であって、前記地点間距離は、第３地点及び第
   ４地点から入射側へ向かう光ビームのビーム間距離に基
   づいて検知することを特徴とする請求項４又は請求項５
   の管体測定方法。