JP3453236B2 - 禁止ゲート付超音波厚さ計 - Google Patents

禁止ゲート付超音波厚さ計

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JP3453236B2
JP3453236B2 JP33434495A JP33434495A JP3453236B2 JP 3453236 B2 JP3453236 B2 JP 3453236B2 JP 33434495 A JP33434495 A JP 33434495A JP 33434495 A JP33434495 A JP 33434495A JP 3453236 B2 JP3453236 B2 JP 3453236B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、禁止ゲート付超音
波厚さ計に係り、特に高温腐食や摩耗等により減肉した
熱交換器管の厚さを測定するために好適に用いられる超
音波厚さ計に関する。
【0002】
【従来の技術】図3に、熱交換器管の内側から超音波を
利用して厚さを測定する場合の原理を示す。一般に図3
(A)〜(B)に示すように、管3の内側から厚さを測
定する場合、水4を媒体として管内表面3aに対し垂直
に、送受波部1を介して超音波2を入射させ管内表面エ
コー(Sエコー)と管外表面エコー(Bエコー)の間の
時間tを計測し、これに管材の音速を乗ずることにより
厚さの測定が可能となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、管3の
局部減肉部5では図3(C)に示すように管外表面3b
からの反射エネルギーが著しく低下するので、探触子1
Aの送受波部1で受波したBエコーの高さが検出回路側
の禁止ゲートの閾値レベルに達せず、厚さ測定が行われ
ない。
【0004】そのため一般の超音波厚さ計は段階的に受
波感度を上げる機能(オートゲインコントロール)を有
しており局部減肉部5(管外表面3b)からの反射エコ
ー高さが一定のレベルに達したときに管内表面3aエコ
ー(Sエコー)と管外表面3bエコー(Bエコー)との
間(以下、S−B間と称する)の時間tを計測するよう
になっているが、図3(C)に示すようにこの種の超音
波厚さ計は局部減肉部5からの反射エコー(Bエコー)
の高さが、ノイズレベルと大差ない場合、図4(a)〜
(c)に示すようにノイズにもオートゲインが作用し、
閾値L’を越えた最もSエコー寄りのエコーを時間計測
の対象とするため、図4の(a)、(b)、(c)の各
パターンの様に管内表面3aエコーとノイズ間(以下、
S−N間と称す)の時間t’を計測し間違った厚さを表
示することとなる。
【0005】本発明は、この様な事情に鑑みて提案され
たもので、超音波受波信号(反射エコー)の反射エネル
ギーが極端に低下する局部減肉部の厚さ測定において管
外表面エコーとノイズとが識別可能な超音波厚さ計を提
供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】受波信号(反射エコー)
の測定波形上に現われるノイズは信号ケーブル内での反
射が原因である。そのため、信号ケーブルの長さにより
現われる位置が決まり、形状とレベルは信号ケーブルと
探触子の種類により変わる。
【0007】本発明は、このようなノイズの性質に着目
したもので、測定波形よりノイズと受波(エコー)信号
を識別するために禁止ゲートを有効に利用して、このよ
うなノイズの性質に着目したもので、測定波形よりノイ
ズと受波(エコー)信号を識別するために禁止ゲートを
有効に利用して、前記測定波形のノイズ発生域に該ノイ
ズの形状に合わせて、前記禁止ゲートの立上り位置、閾
値高さ及び閾値幅が、調整可能な多段レベル状の禁止ゲ
ートを設け、この禁止ゲート内のノイズ信号を無視して
測定可能に構成するとともに、前記ノイズ発生域から外
れた区域のゲート閾値レベルを下げ、好ましくは測定波
形画面上の基線近傍まで閾値レベルを下げて前記多段レ
ベル状の禁止ゲートを形成したことを要旨とし、具体的
には、被測定物の、第1の表面エコー(Sエコー)受信
後の第2の表面エコー(Bエコー)の測定波形より信号
ケーブル内での反射を原因とするノイズと受波(エコ
ー)信号を識別する為に、禁止ゲート(Bゲート)を設
けた厚さ測定用超音波厚さ計であって、前記(Bエコ
ー)の測定波形上のノイズ部分にノイズの形状に合わせ
て、ゲートの立上り時期と閾値高さレベル及び閾値幅
が、調整可能な多段レベル状の禁止ゲート(Bゲート)
を設けたことを特徴とする超音波厚さ計であり、更に好
ましくは、前記超音波厚さ計が、管内表面より超音波を
入射させ管内表面エコー(第1の表面エコー:Sエコ
ー)と管外表面エコー(第の表面エコー:Bエコー)
の間の時間tを計測し、これに管材の音速を乗ずること
により管の厚さを測定するようにした超音波厚さ計であ
り、前記時間t計測の原点を決めるために、管内表面エ
コー(第1の表面エコー:Sエコー)検出の禁止ゲート
(Sゲート)を設け、該禁止ゲート(Sゲート)の立上
り時期と高さレベル(L)を調整出来るようにするのが
よい。
【0008】従って本発明の超音波厚さ計は、ノイズの
形状に合わせて測定波形(Bエコー)のノイズ発生域の
禁止ゲート(Bゲート)の立上り位置と閾値レベル(測
定波形の局部減肉部5を含む管外表面エコー(Bエコ
ー)高さの閾値)及び閾値幅を各段毎に変えられ、ノイ
ズと関係のない残りの禁止ゲートは、測定波形のディス
プレーの基線近傍まで閾値を下げられるので、局部減肉
部5のように、反射エコーの高さが低下する部位でも、
ノイズに関係なく管3の厚さ測定が可能であるととも
に、必ずしもオートゲインコントロール機能を設ける必
要がなく、測定機器のコスト低減につながる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例と共に説明する。ただし、この実施形態に記載され
ている構成部品の寸法、形状、その相対的位置等は特に
特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれに
限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。本発
明の禁止ゲート付超音波厚さ計の一実施例を図1、図
2、図5、図6を参照して説明すると、図1は、超音波
厚さ計の禁止ゲートの説明図、図2は、禁止ゲートの具
体的な調整要領、図5は前記禁止ゲートを生成するため
の超音波厚さ計の要部回路ブロック図、図6は前記回路
の動作手順を示すフローチャート図である。
【0010】図5において、1Aは送/受波部1を具え
た探触子、10は前記送受波部の制御回路、11は前記
制御回路を介して受波部よりの測定波形を検出する受波
検出回路で、管内表面エコーS検出の為の禁止ゲート
(Sゲート)を生成するSゲート生成回路12、管外表
面エコー検出とノイズN除去の為の禁止ゲート(Bゲ
ート)を生成するBゲート生成回路13、及びタイマ回
路14が付設されている。15は管内タイマ回路よりの
クロックに基づいて、管内表面エコー(Sエコー)と管
外表面エコー(Bエコー)の間の時間tを計測し、これ
に管材の音速を乗ずることにより厚さの測定を行うため
の演算回路である。16は前記測定波形及び禁止ゲート
等を表示するためのブラウン管その他のディスプレー、
17はコントローラである。
【0011】次に図1及び図2に基づいて前記測定波形
及び禁止ゲートについて説明する。図1において、
(A)は測定波形の発生状態を示し、該波形中、Tは送
信パルス、Sは管内表面エコー、Nはノイズ、Bは管外
表面エコーである。また、図1中の(B)は管内表面エ
コーS検出の禁止ゲート(Sゲート)、言換えれば時間
t計測の原点を決めるための禁止ゲートを示し、前記し
たコントローラ17の指示によりSゲートの立上り時期
(START)と高さレベル(L)を調整出来るように
なっており、ゲートの立上りから最も近い位置に現われ
たエコー、即ち管内表面エコーSを時間計測の原点とし
て認識する。
【0012】即ち、管3の内側から水を媒体として管3
の厚さを測定する場合、時間計測の原点となるのはSエ
コー(管内表面3aエコー)であるので、Sゲートの立
上りはSエコーより送信パルス(Tパルス)側に設定す
る必要があり、且つ高さレベルはノイズレベルより6〜
12db(デシベル)高目に設定する。
【0013】一方、図1(C)に示すBゲートは、Sエ
コーの後に最初に現われるエコー(管外表面3bからの
反射エコー(Bエコー))をとらえ、Sエコーからの距
離(時間)を計測するためにBエコーを精度良く且つ確
実に検出するための禁止ゲートで、Sゲートと同様、B
ゲートの立上りから最も近い位置に現われたエコーをB
エコーとして取り込む様になっている。
【0014】このBゲートの特徴は、測定波形上のノイ
ズ部分にノイズの形状に合わせて、ゲートの立上り時期
(START)と閾値高さレベル(L1,2,3・・・
n)及び閾値幅(W1,2,3・・・n)が、調整可能
な多段レベル状(例えば階段状や鋸歯状)の禁止ゲート
(Bゲート)を設けたことであり、この禁止ゲート内の
ノイズは時間計測の対象外として無視するようにした。
そして、各段の閾値高さレベル(L1,2,3・・・
n)を越えたエコーについてのみ検出し、前記Sエコー
よりの時間を前記演算回路等で計測するようにした。
【0015】図2は、前記Bゲートが5段式の禁止ゲー
トである超音波厚さ計のディスプレー16上に表示され
た例示で、測定波形が図2の様なノイズ形状の場合、先
ず、Bゲートの2段目と4段目のゲートの閾値幅(W)
と閾値高さ(L)をノイズの形状に合わせて調整する。
そして、ノイズに関係のない1段目と3段目及び5段目
のゲートの閾値高さをディスプレー16上基線近傍まで
出来るだけ下げた後、管外表面エコーBの取り込み開始
点である1段目のゲートの立上り(BゲートのSTAR
T)を、Sエコーの不感帯を避けてその直後に設定す
る。このような調整を行なえば、図2に斜線Aで示す様
に基線Iの直上から管外表面3bエコーの取り込み範囲
となるので、超音波の反射エネルギーが極端に低下する
局部減肉部5でも、ノイズに関係なく管3の厚さ測定が
可能である。
【0016】次に図6に基づいて、図5に基づく本実施
例の管厚さ測定手順について説明する。先ず送信パルス
(Tパルス)受波後(S1)、該送信パルスの不感帯を
避けてその直後に、Sゲートを立上げる。(S2) Sゲートを立上げ後に最初に現われるエコー(Sエコ
ー)を受波し、時間計測tを開始する。(S3) 次にSエコー受波後、該Sエコーの不感帯を避けてその
直後に、Bゲートを立上げる。(S4) Bゲートは、測定波形上のノイズ部分にノイズの形状に
合わせて、ゲートの立上り時期と閾値高さレベル)及び
閾値幅を前もって調整しておく。Bゲートを立上げ後に
最初に現われるエコー(Bエコー)を受波し、該受波時
点で時間計測tを停止する。(S5) 前記計測した時間tを演算回路に取込み、該時間tと管
材の音速を乗ずることにより厚さの測定を行う。(S
6)
【0017】
【発明の効果】以上記載のごとく本発明の超音波厚さ計
によれば、測定波形上のノイズ部分にノイズの形状に合
わせて、ゲートの立上りと閾値及び幅が、調整可能な多
段式の禁止ゲートを設け、この禁止ゲート内のノイズは
時間計測の対象外として無視するようにするとともに、
ノイズと関係のない残りのゲートは、ブラウン管の基線
近傍まで閾値を下げられる様にしているので、超音波の
反射エネルギーが極端に低下する局部減肉部5でも、ノ
イズに関係なく熱交換器の管等の厚さ測定が可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の禁止ゲート付超音波厚さ計のゲート機
構の説明図。
【図2】本発明の禁止ゲート付超音波厚さ計のゲートの
調整要領図。
【図3】管の内側から超音波を利用して厚さを測定する
場合の原理図。
【図4】従来型超音波厚さ計のオートゲイン機構の説明
図。
【図5】図1の禁止ゲートを生成するための超音波厚さ
計の要部回路ブロック図。
【図6】図5の回路の動作手順を示すフローチャート図
である。
【符号の説明】
T 送信パルス S 管内表面エコー B 管外表面エコー t 管の厚さに相当する時間 N ノイズ L 閾値高さ W 閾値幅 Sゲート、Bゲート 禁止ゲート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 17/00 - 17/08 G01S 1/72 - 1/82 G01S 3/80 - 3/86 G01S 5/18 - 5/30 G01S 7/52 - 7/64 G01S 15/00 - 15/96

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定物の、第1の表面エコー(Sエコ
    ー)受信後の第2の表面エコー(Bエコー)の測定波形
    より信号ケーブル内での反射を原因とするノイズと受波
    (エコー)信号を識別する為に、禁止ゲート(Bゲー
    ト)を設けた厚さ測定用超音波厚さ計であって、 前記(Bエコー)の測定波形上のノイズ部分にノイズの
    形状に合わせて、ゲートの立上り時期と閾値高さレベル
    及び閾値幅が、調整可能な多段レベル状の禁止ゲート
    (Bゲート)を設けたことを特徴とする超音波厚さ計。
  2. 【請求項2】 前記超音波厚さ計が、管内表面より超音
    波を入射させ管内表面エコー(第1の表面エコー:Sエ
    コー)と管外表面エコー(第の表面エコー:Bエコ
    ー)の間の時間tを計測し、これに管材の音速を乗ずる
    ことにより管の厚さを測定するようにした超音波厚さ計
    であり、前記時間t計測の原点を決めるために、管内表
    面エコー(第1の表面エコー:Sエコー)検出の禁止ゲ
    ート(Sゲート)を設け、該禁止ゲート(Sゲート)の
    立上り時期と高さレベル(L)を調整出来るようにした
    請求項1記載の超音波厚さ計。
JP33434495A 1995-11-30 1995-11-30 禁止ゲート付超音波厚さ計 Expired - Lifetime JP3453236B2 (ja)

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