JP2996538B2 - Measurement method and device - Google Patents

Measurement method and device

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JP2996538B2
JP2996538B2 JP3150047A JP15004791A JP2996538B2 JP 2996538 B2 JP2996538 B2 JP 2996538B2 JP 3150047 A JP3150047 A JP 3150047A JP 15004791 A JP15004791 A JP 15004791A JP 2996538 B2 JP2996538 B2 JP 2996538B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば板ガラス、鉄
板、アルミ板などの板材の厚さを測定する測定方法及び
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a measuring method and an apparatus for measuring the thickness of a sheet material such as a glass sheet, an iron sheet and an aluminum sheet.

【0002】[0002]

【従来の技術】 従来より板材の厚さを測定する装置と
しては、マイクロメータ、ノギス等により、その厚みを
実測する簡単な測定装置の他に、レーザなどを用いて、
光学的にその厚みを計測する測定装置、また超音波等を
利用して厚みを計る装置等が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a device for measuring the thickness of a plate material, in addition to a simple measuring device for actually measuring the thickness using a micrometer, a caliper, or the like, using a laser or the like,
A measuring device that optically measures the thickness, a device that measures the thickness by using ultrasonic waves, and the like are known.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの従来
の測定装置には、以下に示すような欠点があった。ま
ず、マイクロメータやノギス等を用いて測定する装置で
は、被測定物である板の周囲の部分しか正確に測定する
ことができず、例えば面積の広い板材のような場合は、
その中心部分の板厚の測定は相対的な測定に頼らざるを
えない。即ち、このようなマイクロメータ等による測定
では、まず基準面を規定し、その上に被測定物である板
材を載置して、その板の上面と基準面との間の距離を測
定することにより、その板材の厚みを測定している。こ
の場合、この被測定物である板材が歪んでいたり反って
いるような場合は、板材の場所によっては、その板材の
下面と基準面との間に隙間が発生することになる。この
ような隙間が発生すると測定された板厚は実際の板厚と
は異なったものとなってしまうため、信頼性に乏しくな
る。
However, these conventional measuring devices have the following drawbacks. First, with a device that measures using a micrometer or caliper, it is possible to accurately measure only the portion around the plate that is the object to be measured, for example, in the case of a plate material with a large area,
The measurement of the thickness of the central part has to rely on a relative measurement. That is, in such a measurement with a micrometer or the like, first, a reference surface is defined, a plate material to be measured is placed on the reference surface, and the distance between the upper surface of the plate and the reference surface is measured. Thereby measuring the thickness of the plate material. In this case, if the plate as the object to be measured is distorted or warped, a gap is generated between the lower surface of the plate and the reference plane depending on the location of the plate. When such a gap occurs, the measured plate thickness differs from the actual plate thickness, resulting in poor reliability.

【0004】一方、レーザ等を用いた光学的な測定装置
は、装置そのものが高価であり、その取扱いも複雑なも
のとなる。また、レーザを用いて板の上面と下面の反射
光の経路差により板厚を算出するもの装置では、当然の
ことながら被測定物は透明なものでなければならず、そ
の用途が限られる。また、透明でない板にレーザを上
面、下面のそれぞれから当てて、それぞれの面よりの反
射光に基づいて、その板厚を測定する方法があるが、光
軸の調整などの操作が複雑になり簡単に測定することが
できないという問題がある。
On the other hand, an optical measuring device using a laser or the like is expensive and its handling is complicated. Further, in a device that calculates the plate thickness based on a path difference between reflected light from the upper surface and the lower surface of the plate using a laser, the object to be measured must be transparent, as a matter of course, and its use is limited. There is also a method in which a non-transparent plate is irradiated with a laser from each of its upper and lower surfaces, and the thickness of the plate is measured based on the reflected light from each surface, but operations such as adjusting the optical axis are complicated. There is a problem that it cannot be easily measured.

【0005】また、超音波を利用して板厚を測定する方
式では、被測定物である板材に信号発生源から入射され
た音波が、その板の底面で反射して戻ってくるまでの時
間を計測して板厚を算出している。しかし、この方式で
は、その板厚が薄くなるにつれて入射された超音波信号
が底面で反射されて戻ってくるまでの時間差が短くなる
ため、薄い板厚を測定する時には、その戻るまでの時間
を正確に計測するのが困難となる。この問題を解決する
ためには、入射する超音波信号の周波数を十分に高いも
のとして分解能を上げる方法等が採られるが、いずれに
しても限界があり装置自体のコストも高くなるという問
題がある。本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、振動の印加位置から検出位置までの距離を任意にし
て、低コストでしかも簡単に板材の厚みを測定できる測
定方法及び装置を提供することを目的とする。
In the method of measuring the thickness of a plate using ultrasonic waves, the time required for a sound wave incident from a signal source to a plate to be measured to be reflected by the bottom surface of the plate and returned. Is measured to calculate the plate thickness. However, in this method, as the thickness of the plate becomes thinner, the time difference until the incident ultrasonic signal is reflected by the bottom surface and returns becomes shorter, so when measuring a thin plate thickness, the time until the return is reduced. It is difficult to measure accurately. In order to solve this problem, a method of increasing the resolution by setting the frequency of the incident ultrasonic signal to be sufficiently high is adopted, but in any case, there is a limit that the cost of the apparatus itself is increased. . The present invention has been made in view of the above conventional example, and makes the distance from the vibration application position to the detection position arbitrary.
Te, and an object thereof is to provide a measuring method and apparatus capable of measuring the thickness of even simple plate at low cost.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の測定装置は以下のような構成を備える。即
ち、板材の厚みを測定する測定装置であって、前記板材
上の任意の位置で少なくとも2種類の周波数の振動を時
系列に印加し、前記板材に少なくとも2種類の周波数の
板波を発生させる振動発生手段と、前記板材上の任意の
位置に載置され、前記板材を伝播してきた板波を検出す
る検出手段と、前記検出手段により検出された板波の
なくとも2種類の周波数のそれぞれの群速度を示す信号
の到達時間及び群速度を計測する計測手段と、前記計測
手段により計測された各周波数に対応する到達時間と、
各周波数に対応する群速度と、前記各周波数とを基に前
記板材の板厚を演算する演算手段と、を有することを特
徴とする。又上記目的を達成するために本発明の測定方
法は以下のような工程を備える。即ち、板材の厚みを測
定する測定方法であって、被測定物である板材上の任意
の位置で少なくとも2種類の周波数の振動を時系列に
加して板波を発生させる工程と、前記板材上に載置さ
れ、前記振動の印加により前記板材を伝播してきた板波
を検出し、各周波数の振動に対応した群速度を示す信号
の到達時間及び群速度を計測する工程と、これら計測さ
れた各周波数に対応する到達時間と群速度、及び前記各
周波数とを基に演算して前記板材の板厚を求める工程
と、を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a measuring apparatus according to the present invention has the following arrangement. That is, a measuring device for measuring the thickness of a plate material, wherein vibrations of at least two types of frequencies are applied in a time series at arbitrary positions on the plate material, and a plate of at least two types of frequencies is applied to the plate material. Vibration generating means for generating a wave, detecting means for detecting a plate wave placed at an arbitrary position on the plate material and propagating through the plate material, and detecting a small amount of the plate wave detected by the detecting means.
A signal indicating the group velocity of each of at least two frequencies
Measurement means for measuring the arrival time and group velocity of the, arrival time corresponding to each frequency measured by the measurement means,
A calculating means for calculating the plate thickness of the plate material based on the group velocity corresponding to each frequency and each of the frequencies . In order to achieve the above object, the measuring method of the present invention includes the following steps. That is, a measuring method for measuring the thickness of a plate material, which is an arbitrary method on a plate material to be measured.
Generating a plate wave by applying vibrations of at least two types of frequencies in a time series at the position of; and a plate placed on the plate material and propagating through the plate material by applying the vibration. Detecting the waves, measuring the arrival time and group velocity of the signal indicating the group velocity corresponding to the vibration of each frequency, and the arrival time and group velocity corresponding to each of these measured frequencies , and the respective <br / > and having a step of calculating the basis of the frequency determining the thickness of the plate, the.

【0007】[0007]

【作用】以上の構成において、板材上の任意の位置で少
なくとも2種類の周波数の振動を時系列に印加し、前記
板材に少なくとも2種類の周波数の板波を発生させ、そ
の板材上の任意の位置に載置され、その板材を伝播して
きた板波を検出手段井より検出する。この検出された板
波の少なくとも2種類の周波数のそれぞれの群速度を示
す信号の到達時間及び群速度を計測し、その計測された
各周波数に対応する到達時間と、各周波数に対応する群
速度と、その各周波数とを基に、その板材の板厚を演算
するように動作する。
In the above arrangement, vibrations of at least two types of frequencies are applied in a time series at arbitrary positions on the plate to generate plate waves of at least two types of frequencies on the plate, and arbitrary waves on the plate are generated. The plate wave placed at the position and propagating through the plate material is detected from the detection means well. The arrival time and group velocity of a signal indicating each group velocity of at least two kinds of frequencies of the detected plate wave are measured, and the arrival time corresponding to each measured frequency and the group velocity corresponding to each frequency are measured. And the respective frequencies are used to calculate the plate thickness of the plate material.

【0008】[0008]

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の好適な実
施例を詳細に説明する。図1は本実施例の板厚測定装置
の概略構成を示すブロック図である。図1において、1
は演算・制御回路で、この測定装置全体を制御して、被
測定物7である板材7の厚みを測定している。2は演算
・制御回路よりの駆動信号を入力して、振動ペン10の
振動出力アクチュエータ3を駆動する駆動回路である。
この振動出力アクチュエータ3は、内部に圧電素子等か
らなる振動子4を有しており、駆動回路2より入力され
る電気的な駆動信号が、この振動子4によって機械的な
超音波振動に変換される。この超音波振動は、先端が尖
ったホーン部5を介して被測定物である板材7に伝達さ
れる。これにより板材7を伝播した超音波振動は、圧電
素子などの機械−電気変換素子等により構成された振動
センサ6で検出される。この振動センサ6の出力信号
は、波形検出回路8に入力され、演算・制御回路1で処
理可能な検出信号に変換される。こうして、演算・制御
回路1は、波形検出回路8で処理された結果を基に板材
7の厚さを算出する。9は、こうして測定された結果を
表示或いは印刷出力する表示・出力部である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the thickness measuring apparatus of the present embodiment. In FIG. 1, 1
Is an arithmetic and control circuit for controlling the entire measuring apparatus to measure the thickness of the plate 7 as the object 7 to be measured. Reference numeral 2 denotes a drive circuit that inputs a drive signal from an arithmetic and control circuit and drives a vibration output actuator 3 of the vibration pen 10.
The vibration output actuator 3 has a vibrator 4 made of a piezoelectric element or the like inside, and converts an electric drive signal input from the drive circuit 2 into mechanical ultrasonic vibration by the vibrator 4. Is done. The ultrasonic vibration is transmitted to the plate 7 as the object to be measured via the horn portion 5 having a sharp tip. Thus, the ultrasonic vibration propagated through the plate member 7 is detected by the vibration sensor 6 configured by a mechanical-electrical conversion element such as a piezoelectric element. The output signal of the vibration sensor 6 is input to the waveform detection circuit 8 and is converted into a detection signal that can be processed by the arithmetic and control circuit 1. Thus, the arithmetic and control circuit 1 calculates the thickness of the plate 7 based on the result processed by the waveform detection circuit 8. Reference numeral 9 denotes a display / output unit that displays or prints out the measurement result.

【0009】以下に、この板厚の求め方を詳しく説明す
る。図2は振動ペン3中の振動子4を駆動する振動子駆
動回路2の具体的な構成を示すブロック図、図3はその
タイミングチャートである。図2において、発振器(O
SC)201より出力されたクロック信号は、分周回路
202により分周されて、周波数fb(図3のタイミン
グチャートの212)の周波数信号に変換された後、f
bとfcの切換回路204に入力される。また、OSC
201から出力されるクロック信号fbは、別の分周回
路203により分周されて、図3のタイミングチャート
の213で示されるクロック信号に変換される。このク
ロック信号213により切換え回路204が切り換えら
れ、周波数fbとfcのクロック信号が交互に選択され
てシフトレジスタ205に出力される。シフトレジスタ
205は、クロック信号213が変化した直後に数周期
分の(本実施例の場合は5周期)のパルス列を出力する
ように構成されており、このパルス列214の周波数は
fb及びfcの周波数に依存する。
Hereinafter, a method of obtaining the plate thickness will be described in detail. FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration of the vibrator driving circuit 2 for driving the vibrator 4 in the vibrating pen 3, and FIG. 3 is a timing chart thereof. In FIG. 2, an oscillator (O
SC) 201, the clock signal is frequency-divided by the frequency dividing circuit 202 and converted into a frequency signal of frequency fb (212 in the timing chart of FIG. 3).
The signal is input to the b and fc switching circuit 204. OSC
The clock signal fb output from 201 is frequency-divided by another frequency dividing circuit 203 and converted into a clock signal indicated by 213 in the timing chart of FIG. The switching circuit 204 is switched by the clock signal 213, and the clock signals of the frequencies fb and fc are alternately selected and output to the shift register 205. The shift register 205 is configured to output a pulse train of several cycles (five cycles in this embodiment) immediately after the clock signal 213 changes, and the frequency of the pulse train 214 is the frequency of fb and fc. Depends on.

【0010】この結果、シフトレジスタ205からは、
図3のタイミングチャートに示す様に、クロック信号2
13が変化した直後に、クロック信号214で示される
周波数f1とf2のクロックが交互に出力されることに
なる。なお、206はドライブ回路で、シフトレジスタ
205から出力されるクロック信号214を、振動子4
の駆動に最適な電気信号レベルに変換している。尚、本
実施例の場合、このクロック信号214は、矩形波によ
るパルス列として振動子4を駆動しているが、この駆動
信号の波形をサイン波等としても問題はない。
As a result, from the shift register 205,
As shown in the timing chart of FIG.
Immediately after the change of 13, the clocks of the frequencies f1 and f2 indicated by the clock signal 214 are output alternately. Reference numeral 206 denotes a drive circuit which converts the clock signal 214 output from the shift register 205 to the vibrator 4
It is converted to the optimal electric signal level for driving. In the present embodiment, the clock signal 214 drives the vibrator 4 as a pulse train of a rectangular wave, but there is no problem even if the waveform of the drive signal is a sine wave or the like.

【0011】尚、この発振器201は、演算・制御回路
1より入力される信号11により発振を開始しており、
また、分周回路203より出力される信号213は演算
・制御回路1に出力されている。これにより、演算・制
御回路1は、図3のタイミング図に示す、ドライブ回路
206よりの信号出力タイミングを検出することがで
き、こうして後述する波形検出回路8のカウンタ83の
計時開始を指示することができる。
The oscillator 201 starts oscillating by a signal 11 input from the arithmetic and control circuit 1.
The signal 213 output from the frequency dividing circuit 203 is output to the arithmetic and control circuit 1. As a result, the arithmetic and control circuit 1 can detect the signal output timing from the drive circuit 206 shown in the timing chart of FIG. 3, and thus instructs the counter 83 of the waveform detection circuit 8 described later to start timing. Can be.

【0012】こうして発生された振動子4の振動は、ホ
ーン部5を介して板材7に与えられ板材7上を弾性波振
動として伝播してゆき、振動センサ6により検出され
る。このようにして、振動子4に入力された電気エネル
ギーは、振動子4で機械エネルギーに変換され、被測定
物である板材7を介して振動センサ6で再び電気エネル
ギーに変換されて出力される。
The vibration of the vibrator 4 thus generated is applied to the plate 7 via the horn 5, propagates on the plate 7 as elastic wave vibration, and is detected by the vibration sensor 6. In this manner, the electric energy input to the vibrator 4 is converted into mechanical energy by the vibrator 4, converted again into electric energy by the vibration sensor 6 via the plate 7 as the object to be measured, and output. .

【0013】本実施例では、第1の周波数(f1)の板
波と、周波数が異なる第2の周波数(f2)の板波の到
達遅延時間を計測して、その板厚を算出する。図4は、
板材7上を伝播する弾性波(板波)の一般的な性質を示
した図で、41はVp(位相速度)を示し、42はVg
(群速度)を示している。図4から明らかなように、板
材7の材質が同一であれば、板波の位相速度Vp及び群
速度Vgは、板材の厚さdと波の周波数Fの積に依存す
ることが良く知られている。従って、このF×d値の所
定の領域で、この関係を線形近似する。
In this embodiment, the plate delay is calculated by measuring the arrival delay time of the plate wave of the first frequency (f1) and the plate wave of the second frequency (f2) having different frequencies. FIG.
FIG. 4 is a view showing general properties of an elastic wave (plate wave) propagating on the plate material 7, wherein 41 indicates Vp (phase velocity), and 42 indicates Vg.
(Group velocity). As is clear from FIG. 4, it is well known that if the material of the plate 7 is the same, the phase velocity Vp and the group velocity Vg of the plate wave depend on the product of the thickness d of the plate and the frequency F of the wave. ing. Therefore, this relationship is linearly approximated in the predetermined region of the F × d value.

【0014】さて、ここで、被測定物ある板材7上で
の第1の周波数の板波の群速度をVg1、その周波数を
f1とし、第2の周波数の板波の群速度をVg2、その
周波数をf2とする。予め求めておいた近似関数の定数
α,βを用いて群速度を求めると、 Vgn=α(fn・d)+β …(1) n=1,2 d:被測定物の7の板厚 また、振動入力手段であるアクチュエータ3から振動セ
ンサ6に板波が到達する時間(群遅延時間)を、第1の
周波数の板波の場合g1、第2の周波数の板波の場合
にはg2とし、振動入力アクチュエータ3とセンサ6
の距離をLとする。これにより、計測される群遅延時間
と群速度とを用いて、 L=Vg1・tg1=Vg2・tg2 …(2) この式(1)の関係より {α(f1×d)+β}×tg1={α(f2×d)+β}×tg2 …(3) 板厚dについて解くと、 d=(β/α){(tg2−tg1)/(f1×tg1−f2×tg2)} …(4) このように板材7上を伝播する波(板波)の速度が周波
数に依存していることを利用して、速度の異なる波の群
遅延時間をそれぞれ検出することによって、簡単に板材
の厚さを測定することができることが分かる。
Here, the group velocity of the plate wave of the first frequency on the plate 7 as the object to be measured is Vg1, the frequency is f1, the group velocity of the plate wave of the second frequency is Vg2, The frequency is f2. When the group velocity is obtained by using the constants α and β of the approximation functions obtained in advance, Vgn = α (fn · d) + β (1) n = 1, 2 d: The thickness of 7 of the measured object , time to reach the plate wave in the vibration sensor 6 from the actuator 3 is a vibration input means (group delay time), when the plate wave of the first frequency t g1, in the case of the plate wave of the second frequency t g2, the vibration input actuator 3 and the sensor 6
Is L. By using the measured group delay time and group velocity, L = Vg1 · tg1 = Vg2 · tg2 (2) From the relationship of this equation (1), {α (f1 × d) + β} × tg1 = {Α (f2 × d) + β} × tg2 (3) When solving for the plate thickness d, d = (β / α) {(tg2-tg1) / (f1 × tg1-f2 × tg2)} (4) By utilizing the fact that the speed of the wave (plate wave) propagating on the plate 7 depends on the frequency, the group delay times of the waves having different speeds are detected, respectively, so that the thickness of the plate can be easily determined. It can be seen that can be measured.

【0015】演算制御回路1は、測定機の制御を行うほ
か、これらの演算を行って板厚を算出し、その結果を表
示、もしくは外部装置に結果を出力する。図は、信号
検出回路8で行われている信号処理のタイムチャートで
ある。図において、符号41は振動ペン10の振動子
4を駆動する駆動波形(図2及び図3の符号214)を
示し、符号42は振動伝達板を伝わってきた振動を振動
センサ6で検出した時の検出信号波形を示している。符
号43(A)(B)のそれぞれは、検出信号波形42の
包絡線を示している。また、符号44(A)(B)のそ
れぞれは、各包絡線43(A)(B)のそれぞれの波の
遅延時間を決定するために微分され、そのゼロクロス信
号(包絡線のピークに相当)を検出するのに使用され
る。
The arithmetic control circuit 1 controls the measuring machine, calculates the thickness by performing these calculations, displays the result, or outputs the result to an external device. FIG. 5 is a time chart of the signal processing performed by the signal detection circuit 8. In FIG. 5 , reference numeral 41 denotes a drive waveform (reference numeral 214 in FIGS. 2 and 3) for driving the vibrator 4 of the vibration pen 10, and reference numeral 42 denotes the vibration transmitted through the vibration transmission plate detected by the vibration sensor 6. 3 shows a detection signal waveform at the time. Each of reference numerals 43 (A) and (B) indicates an envelope of the detection signal waveform 42. Further, each of the reference numerals 44 (A) and (B) is differentiated to determine the delay time of each wave of each of the envelopes 43 (A) and (B), and its zero-cross signal (corresponding to the peak of the envelope). Used to detect

【0016】これにより、信号波形検出回路8は、それ
ぞれの検出信号波形の包絡線のピーク値を示す信号とし
て、それぞれの駆動信号に対する群遅延時間tgnを演
算・制御回路1に出力する。即ち、この波形検出回路8
は、駆動回路2より図5の41で示す、それぞれ周波数
が異なるクロック信号が出力されると同時に計時を開始
するカウンタ83を備えている。そして、信号処理回路
82は、それぞれ周波数が異なるクロック信号に対する
振動センサ6の検知信号42を入力し、それら検知信号
42の包絡線43(A),43(B)を求め、ゼロクロ
ス信号44(A),44(B)を出力する。カウンタ8
2は、これらゼロクロス信号を入力すると計時を終了
し、その計時値を演算・制御回路1に出力している。
As a result, the signal waveform detection circuit 8 outputs the group delay time tgn for each drive signal to the arithmetic and control circuit 1 as a signal indicating the peak value of the envelope of each detected signal waveform. That is, the waveform detection circuit 8
Has a counter 83, indicated by 41 in FIG. 5, which starts clocking at the same time as the output of clock signals having different frequencies. Then, the signal processing circuit 82 receives the detection signals 42 of the vibration sensor 6 for the clock signals having different frequencies, obtains the envelopes 43 (A) and 43 (B) of the detection signals 42, and obtains the zero-cross signal 44 (A ), 44 (B). Counter 8
When the zero cross signal is input, the timer 2 terminates the clocking and outputs the clocked value to the arithmetic and control circuit 1.

【0017】図6は本実施例の演算・制御回路1におけ
る板厚測定処理を示すフローチャートで、この処理を実
行する制御プログラムはこの演算・制御回路1のROM
(図示せず)等に記憶されている。
FIG. 6 is a flowchart showing the thickness measurement processing in the arithmetic and control circuit 1 of the present embodiment. The control program for executing this processing is a ROM of the arithmetic and control circuit 1.
(Not shown) or the like.

【0018】この処理は、まずステップS1で、駆動回
路2の発振器201を駆動する駆動信号11を駆動回路
2に出力し、これと同時にステップS2でカウンタ83
を起動して、カウンタ83による計時を開始する。次に
ステップS3に進み、カウンタ83が計時動作を停止す
るのを待ち、カウンタ83が計時を終了するとステップ
S4に進み、その計時値を読み取る。ここで読み取られ
る計時値は、図5に示す時間tg1である。
In this process, first, in step S1, a drive signal 11 for driving the oscillator 201 of the drive circuit 2 is output to the drive circuit 2, and at the same time, the counter 83 is output in step S2.
Is started, and time counting by the counter 83 is started. Next, the process proceeds to step S3, and waits for the counter 83 to stop the time counting operation. When the counter 83 finishes the time counting, the process proceeds to step S4 to read the time value. The time value read here is the time tg1 shown in FIG.

【0019】次にステップS5に進み、駆動回路2より
の信号213を入力し、その信号213が立ち上るタイ
ミングを検出する。信号213が立ち上るとステップS
6に進み、図5に示すクロック信号(f2)の出力タイ
ミングを表しているため、カウンタ83による計時を開
始させる。そして、ステップS7でカウンタ83が計時
を停止するのを待ち、カウンタ83が計時を停止する
と、ステップS8に進み、その計時値(図5のtg2)
を入力する。
Next, in step S5, the signal 213 from the drive circuit 2 is input, and the timing when the signal 213 rises is detected. When the signal 213 rises, step S
6 and the output timing of the clock signal (f2) shown in FIG. Then, in step S7, the process waits for the counter 83 to stop counting. When the counter 83 stops counting, the process proceeds to step S8, and the counted value (tg2 in FIG. 5).
Enter

【0020】次にステップS9に進み、これら時間デー
タの差分(tg2−tg1)を求め、予め定められてい
る周波数(f1,f2)のそれぞれに、それぞれ対応す
る経過時間(tg1,tg2)を乗算して、各周波数に
対応した群速度(f1・tg1,f2・tg2)を求め
る。こうして求められた時間と群速度とを、前述の
(4)式に代入して、被測定物である板材7の板厚を求
める。そしてステップS10に進み、この求められた板
厚を表示・出力部9に出力して、表示或いは印刷を行
う。
Next, in step S9, the difference (tg2-tg1) between these time data is obtained, and each of the predetermined frequencies (f1, f2) is multiplied by the corresponding elapsed time (tg1, tg2). Then, the group velocities (f1 · tg1, f2 · tg2) corresponding to each frequency are obtained. The time and the group velocity thus obtained are substituted into the above-mentioned equation (4) to obtain the thickness of the plate 7 as the object to be measured. Then, the process proceeds to step S10, in which the obtained thickness is output to the display / output unit 9 for display or printing.

【0021】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、1つの機器から成る装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム或は装置に、本発
明により規定された処理を実行するプログラムを供給す
ることによって達成される場合にも適用できることはい
うまでもない。
The present invention may be applied to a system constituted by a plurality of devices or to an apparatus constituted by a single device. Needless to say, the present invention can also be applied to a case where the present invention is achieved by supplying a system or an apparatus with a program for executing the processing specified by the present invention.

【0022】以上説明したように本実施例によれば、振
動ペン10と振動センサ6間の距離を予め定める必要が
ないので、振動ペン10と振動センサ6とを被測定物の
任意の位置に置いて、その板厚を測定できる。しかも、
低コストで装置を構成することが可能となる優れた効果
が得られる。
As described above, according to the present embodiment, the distance between the vibration pen 10 and the vibration sensor 6 does not need to be determined in advance, so that the vibration pen 10 and the vibration sensor 6 can be positioned at any positions on the object to be measured. Put it down and measure its thickness. Moreover,
An excellent effect that allows the apparatus to be configured at low cost is obtained.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、
動の印加位置から検出位置までの距離を任意にして、
コストでしかも簡単に板材の厚みを測定できる効果があ
る。
As described above, according to the present invention, the vibration
There is an effect that the thickness of the plate material can be easily measured at low cost by making the distance from the motion application position to the detection position arbitrary .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施例の板厚測定装置の概略構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a thickness measuring apparatus according to an embodiment.

【図2】本実施例における振動子の駆動回路の構成を示
すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a vibrator drive circuit according to the present embodiment.

【図3】図2に示す駆動回路の各部の検出信号波形例を
示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a detection signal waveform of each part of the drive circuit illustrated in FIG. 2;

【図4】板波の一般的性質を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining general properties of a plate wave.

【図5】本実施例における異なる周波数の駆動信号波形
と、それに対応した板波の群速度との関係に基づく、波
形検出回路における信号処理を示すタイムチャートであ
る。
FIG. 5 is a time chart showing signal processing in the waveform detection circuit based on the relationship between the drive signal waveforms of different frequencies and the group velocity of the corresponding plate wave in this embodiment.

【図6】本実施例の板厚測定装置の演算・制御回路によ
る板厚測定処理を示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a thickness measurement process by a calculation / control circuit of the thickness measuring apparatus of the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 演算制御回路 2 振動子駆動回路 3 振動出力アクチュエータ 4 振動子 5 ホーン 6 振動センサ 7 被測定物(板材) 8 信号波形検出回路 9 表示・出力部 10 振動ペン 81 前置増幅回路 82 信号処理回路 83 カウンタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Arithmetic control circuit 2 Oscillator drive circuit 3 Oscillation output actuator 4 Oscillator 5 Horn 6 Vibration sensor 7 DUT (plate material) 8 Signal waveform detection circuit 9 Display / output unit 10 Vibration pen 81 Preamplifier circuit 82 Signal processing circuit 83 counter

フロントページの続き (72)発明者 田中 淳 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 兼子 潔 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−187609(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 17/00 - 17/04 Continuing on the front page (72) Inventor Jun Tanaka 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Within Canon Inc. (72) Inventor Kiyoshi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (56) References JP-A-57-187609 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01B 17/00-17/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 板材の厚みを測定する測定装置であっ
て、 前記板材上の任意の位置で少なくとも2種類の周波数の
振動を時系列に印加し、前記板材に少なくとも2種類の
周波数の板波を発生させる振動発生手段と、 前記板材上の任意の位置に載置され、前記板材を伝播し
てきた板波を検出する検出手段と、 前記検出手段により検出された板波の少なくとも2種類
周波数のそれぞれの群速度を示す信号の到達時間及び
群速度を計測する計測手段と、 前記計測手段により計測された各周波数に対応する到達
時間と、各周波数に対応する群速度と、前記各周波数
を基に前記板材の板厚を演算する演算手段と、を有する
ことを特徴とする測定装置。
1. A measuring device for measuring a thickness of a plate material, wherein at least two types of vibrations are applied in a time series at arbitrary positions on the plate material, and at least two types of vibrations are applied to the plate material.
A vibration generating means for generating a plate wave frequency, is placed at an arbitrary position on the plate, a detecting means for detecting a Lamb wave propagated through the said plate, at least the plate wave detected by said detecting means Two types
Signal arrival time and indicating the respective group velocity of the frequency of the
Measurement means for measuring the group velocity , arrival time corresponding to each frequency measured by the measurement means, group velocity corresponding to each frequency, and calculation for calculating the plate thickness of the plate material based on each frequency And a measuring device.
【請求項2】 板材の厚みを測定する測定方法であっ
て、 被測定物である板材上の任意の位置で少なくとも2種類
周波数の振動を時系列に印加して板波を発生させる工
程と、 前記板材上に載置され、前記振動の印加により前記板材
を伝播してきた板波を検出し、各周波数の振動に対応し
た群速度を示す信号の到達時間及び群速度を計測する工
程と、 これら計測された各周波数に対応する到達時間と群速
度、及び前記各周波数とを基に演算して前記板材の板厚
を求める工程と、 を有することを特徴とする測定方法。
2. A measuring method for measuring a thickness of a plate material , wherein at least two kinds of measurement methods are provided at arbitrary positions on a plate material to be measured.
Applying a vibration of a frequency in a time series to generate a plate wave, and detecting a plate wave placed on the plate material and propagating through the plate material by applying the vibration, corresponding to the vibration of each frequency a step of measuring the arrival time and the group velocity of the signal indicating the group velocity which is the arrival time corresponding to the respective frequencies are those measured Suk
Time, and the measuring method characterized by comprising a step of determining the thickness of the plate was calculated on the basis of the respective frequencies, the.
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