JP6211329B2 - Ultrasonic thickness measurement method and ultrasonic thickness measurement system - Google Patents

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Description

本発明は、超音波による厚み測定方法および超音波厚み測定システムに関する。 The present invention relates to an ultrasonic thickness measuring method and an ultrasonic thickness measuring system.

超音波によって、材料の層の厚さを測定する方法は、従来から多種の方法が知られているが、特に多層構造材料の2層目以後の厚みを測定する方法においては、前段の層による超音波の多重反射の問題に遭遇する。多重反射の問題を解決する手段として、例えば特許文献1に示されるような技術がある。   Various methods have been conventionally known for measuring the thickness of a material layer by ultrasonic waves. In particular, in the method of measuring the thickness of the second and subsequent layers of a multilayer structure material, the method depends on the previous layer. We encounter the problem of multiple reflections of ultrasound. As means for solving the problem of multiple reflection, for example, there is a technique as disclosed in Patent Document 1.

特許文献1においては、コーティング層による多重反射に対して鋼管の超音波エコーとの重なりをさけるために、コーティング層の多重反射が十分に減衰した時間において、鋼管内の多重反射を検出する方法をとっている。
前段に超音波が減衰しやすい材料があって、測定対象層での超音波減衰が少なければ、特許文献1の方法は特に有効である。
In patent document 1, in order to avoid the overlap with the ultrasonic echo of a steel pipe with respect to the multiple reflection by a coating layer, the method of detecting the multiple reflection in a steel pipe in the time when the multiple reflection of the coating layer fully attenuate | damped. I'm taking it.
The method of Patent Document 1 is particularly effective if there is a material that easily attenuates ultrasonic waves in the previous stage and there is little ultrasonic attenuation in the measurement target layer.

特開2007−64904号公報JP 2007-64904 A

しかしながら、例えば金属層の間に樹脂層があって、樹脂層の厚みを超音波で測定したい場合に、金属層による多重反射エコーが樹脂層のエコーに重なってしまうと、樹脂層による超音波エコーと金属層による多重反射エコーの分離は容易ではない。
図9は従来の超音波厚み測定の方法を示す図であって、多層構造材料10に超音波厚み計1を適用して、厚み測定を行うための方法を示している。
However, for example, when there is a resin layer between metal layers and it is desired to measure the thickness of the resin layer with ultrasound, if the multiple reflection echo due to the metal layer overlaps the echo of the resin layer, the ultrasonic echo due to the resin layer It is not easy to separate multiple reflection echoes with metal layers.
FIG. 9 is a diagram showing a conventional method for measuring the ultrasonic thickness, and shows a method for measuring the thickness by applying the ultrasonic thickness gauge 1 to the multilayer structure material 10.

超音波は音響インピーダンスの異なる材料間の界面で反射するから、図9に示したように、各層で多重反射を生じる。このとき各層iの音速をViとし、各層の厚みをLiとすれば、Li/Viが各層で等しくなるような場合には、1層目101の2回目の多重反射エコーは、2層目102の1回目のエコーと重なってしまうし、さらに1層目101の3回目の多重反射エコーは、2層目102の2回目の多重反射エコーと、3層目103の1回目のエコーと重なってしまう。全てのエコーのスペクトラムがほとんど同じような場合には、波形に畳みこまれた各層の情報を分離することは困難を伴う。   Since the ultrasonic waves are reflected at the interface between materials having different acoustic impedances, multiple reflections occur in each layer as shown in FIG. At this time, if the sound velocity of each layer i is Vi and the thickness of each layer is Li, when the Li / Vi is equal in each layer, the second multiple reflection echo of the first layer 101 is the second layer 102. The third multiple reflection echo of the first layer 101 overlaps with the second multiple reflection echo of the second layer 102 and the first echo of the third layer 103. End up. When the spectrum of all echoes is almost the same, it is difficult to separate the information of each layer folded in the waveform.

このような場合、2層目102のエコーが1層目101の多重反射と重なっているであろうという不確かな類推によって、1層目101の多重反射エコーによる時間を2層目102のエコーの時間と同じとして厚みが決められることになるが、実際に重なっているかどうかは、波形そのものからは分からないため、例えば厚みの異なるであろう周囲を測定してみて、超音波エコーの重なりをずらすような試行が必要になる。
しかしながら、測定できる範囲が狭かったり厚みが均一である場合には重なっている波形は分離されない。
In such a case, due to the uncertain analogy that the echo of the second layer 102 will overlap the multiple reflection of the first layer 101, the time of the multiple reflection echo of the first layer 101 is Although the thickness will be determined as the same as the time, it is not known from the waveform itself whether or not it is actually overlapping. Such a trial is necessary.
However, if the measurable range is narrow or the thickness is uniform, the overlapping waveforms are not separated.

本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、測定対象層の超音波エコーが前段の層による多重反射エコーに重なる場合においても、多層構造材料の2層目以後の厚みを容易に測定できる超音波厚み測定方法および超音波厚み測定システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and even when the ultrasonic echo of the measurement target layer overlaps the multiple reflection echo by the previous layer, the thickness of the second and subsequent layers of the multilayer structure material can be easily reduced. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic thickness measurement method and an ultrasonic thickness measurement system that can be used for measurement.

上記課題を解決するため、本願第1の発明は、少なくとも2つ以上の異なる材料が複数積層された多層構造材料の各層の厚みを超音波エコー法で測定する超音波厚み測定方法であって、前記多層構造材料の温度を積極的に変化させ、前段の層測定対象層の超音波伝播時間が温の変化によって違いが生じることを利用して、2層目以後の厚みを測定する超音波厚み測定方法である。 In order to solve the above-described problem, the first invention of the present application is an ultrasonic thickness measurement method for measuring the thickness of each layer of a multilayer structure material in which a plurality of at least two different materials are laminated by an ultrasonic echo method, ultra said multilayer structural material positively changing the temperature of, by utilizing the fact that the difference by ultrasonic wave propagation time is temperature change of the previous layer as measured layer occurs, to measure the thickness of the second layer after It is a sonic thickness measurement method.

また、本願第2の発明は、請求項1に記載の超音波厚み測定方法であって、超音波減衰の温度特性が各層において異なることを利用して、送信波形からの減衰の結果のスペクトラムおよび反射位置をウエーブレット変換によって同時に検出して、各層の厚みを測定する超音波厚み測定方法である。   Further, the second invention of the present application is the ultrasonic thickness measurement method according to claim 1, wherein the spectrum of the result of attenuation from the transmission waveform and the fact that the temperature characteristics of ultrasonic attenuation are different in each layer and This is an ultrasonic thickness measurement method in which the reflection position is simultaneously detected by wavelet conversion and the thickness of each layer is measured.

また、本願第3の発明は、少なくとも2つ以上の異なる材料が複数積層された多層構造材料の各層の厚みを超音波エコー法で測定するための超音波厚み測定システムであって、前記多層構造材料の温度を変化させる手段を含み、請求項1に記載の方法を用いたことを特徴とする超音波厚み測定システムである。 The third invention of the present application is an ultrasonic thickness measurement system for measuring the thickness of each layer of a multilayer structure material in which a plurality of at least two different materials are laminated by an ultrasonic echo method, the multilayer structure An ultrasonic thickness measuring system comprising means for changing the temperature of a material and using the method according to claim 1.

また、本願第4の発明は、請求項3に記載の超音波厚み測定システムであって、ウエーブレット表示を行うことができる少なくとも1つの表示装置と、表示された波形から手動で波形を選択することができる少なくとも1つの入力装置を含むことを特徴とする超音波厚み測定システムである。   The fourth invention of the present application is the ultrasonic thickness measurement system according to claim 3, wherein at least one display device capable of performing wavelet display and a waveform is manually selected from the displayed waveforms. An ultrasonic thickness measurement system comprising: at least one input device capable of:

本願第1の発明によれば、多重反射が各層で重なってしまい、次の層のエコーが不明確な場合においても、多層構造材料の温度を積極的に変化させることにより、各層の機械的特性を温度によって変化させ、各層での超音波の伝搬特性を変化させて、各温度での多層構造材料全体からの反射エコーを取得することにより、反射エコーの重なりを時間的に分離して、2層目以降の厚みを測定することができる。   According to the first invention of this application, even when multiple reflections overlap each other and the echo of the next layer is unclear, the mechanical characteristics of each layer can be obtained by positively changing the temperature of the multilayer structure material. Is changed according to the temperature, the propagation characteristic of the ultrasonic wave in each layer is changed, and the reflected echo from the entire multilayer structure material at each temperature is obtained, so that the overlap of the reflected echo is separated in time, and 2 The thickness after the layer can be measured.

例えば、1層目の厚みをL1、2層目の厚みをL2,1層目の超音波の音速をV1、2層目の超音波の音速をV2とし、1層目への最初の入射波形をf(t)とすると1層目の1回目の反射はαf(t−2・L1/V1)、2回目の反射はβf(t−4・L1/V1)と表すことができ、一方、2層目からの1回目の反射はγf(t−2・L1/V1−2・L2/V2)である。   For example, L1 is the thickness of the first layer, L2 is the thickness of the second layer, V1 is the sound velocity of the first layer, and V2 is the sound velocity of the second layer. Is f (t), the first reflection of the first layer can be expressed as αf (t−2 · L1 / V1), and the second reflection can be expressed as βf (t−4 · L1 / V1), The first reflection from the second layer is γf (t−2 · L1 / V1-2 · L2 / V2).

1層目の1回目の反射は、時間的に他の反射と重なることはないため、1層目の厚みは、基準サンプル等によって音速を校正しておきさえすれば簡単に決めることができる。
1層目の2回目の反射と2層目の1回目の反射のみを考えて、これらの重ね合わせF(t)を考えると、F(t)=βf(t−4・L1/V1)+γf(t−2・L1/V1−2・L2/V2)であるが、このときもし仮にL2/V2=L1/V1であるならば、F(t)=βf(t−4・L1/V1)+γf(t−4・L1/V1)=(β+γ)・f(t−4・L1/V1)となって、F(t)からL2の情報は得られないことになる。
Since the first reflection of the first layer does not overlap with other reflections in time, the thickness of the first layer can be easily determined as long as the sound speed is calibrated with a reference sample or the like.
Considering only the second reflection of the first layer and the first reflection of the second layer, and considering the superposition F (t), F (t) = βf (t−4 · L1 / V1) + γf (T-2 · L1 / V1-2 · L2 / V2), but if L2 / V2 = L1 / V1 at this time, F (t) = βf (t−4 · L1 / V1) + Γf (t−4 · L1 / V1) = (β + γ) · f (t−4 · L1 / V1), and information on L2 cannot be obtained from F (t).

そこで、本発明では、これまでは問題とされていた温度変化による厚み計測誤差を積極的に利用する。すなわち、多層構造材料の温度を変化させることによって、伝搬時間を厚みおよび音速の温度変化によって変化させる。例えば前述の例においては、L2/V2≠L1/V1とし、F(t)における2つの波形の重なりをずらすことによって、L2の情報が得られるようになる。   Therefore, in the present invention, a thickness measurement error due to a temperature change, which has been regarded as a problem, is actively used. That is, by changing the temperature of the multilayer structure material, the propagation time is changed by changing the temperature of the thickness and the speed of sound. For example, in the above-described example, L2 / V2 ≠ L1 / V1 is set, and information on L2 can be obtained by shifting the overlap of two waveforms at F (t).

さらに、本願第2の発明によれば、多重反射が各層で重なってしまい、次の層のエコーが不明確な場合においても、超音波減衰が各層において異なることを利用して、送信波形からの減衰の結果のスペクトラムおよび反射位置をウエーブレット変換によって同時に検出して、各層の厚みを測定することができる。すなわち、反射エコーの重なりを局所的な時間内で周波数的に分離して、各層で超音波が通過した結果であるスペクトラムの違いを検出して、各層の厚みを測定することができる。   Furthermore, according to the second invention of the present application, even when multiple reflections overlap in each layer and the echo of the next layer is unclear, the ultrasonic attenuation is different in each layer, so The spectrum and reflection position as a result of attenuation can be detected simultaneously by wavelet transform, and the thickness of each layer can be measured. That is, it is possible to measure the thickness of each layer by separating the overlap of reflected echoes in frequency within a local time and detecting the difference in spectrum that is the result of passing ultrasonic waves in each layer.

また、本願第3の発明の超音波厚み測定システムによれば、本願第1の発明を実施するにあたり、別途温度制御装置を設けることなく、多重反射の問題を低減させて厚み計測を簡便に行うことが可能となる。   Further, according to the ultrasonic thickness measurement system of the third invention of the present application, when the first invention of the present application is carried out, the thickness measurement can be easily performed by reducing the problem of multiple reflection without providing a separate temperature control device. It becomes possible.

さらに、本願第4の発明によれば、本願第3の発明のウエーブレット変換を視認することができ、自動的なアルゴリズムでは検出困難な場合であっても、手動で波形を選択することにより、厚みを測定することができる。   Furthermore, according to the fourth invention of the present application, the wavelet transformation of the third invention of the present application can be visually recognized, and even when it is difficult to detect with an automatic algorithm, by manually selecting the waveform, Thickness can be measured.

本発明の実施形態の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of embodiment of this invention. 本発明の実施形態で室温での超音波波形を示した図である。It is the figure which showed the ultrasonic waveform at room temperature in embodiment of this invention. 本発明の実施形態で温度を上げたときの超音波波形を示す図である。It is a figure which shows an ultrasonic waveform when temperature is raised in embodiment of this invention. 図2の波形を処理した波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform which processed the waveform of FIG. 図3の波形を処理した波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform which processed the waveform of FIG. 図4と図5の波形を比較した図である。It is the figure which compared the waveform of FIG. 4 and FIG. 図3の波形のウエーブレット表示である。It is a wavelet display of the waveform of FIG. 図5の波形のウエーブレット表示である。6 is a wavelet display of the waveform of FIG. 従来の超音波厚み測定の方法を示す図である。It is a figure which shows the method of the conventional ultrasonic thickness measurement.

図1は本発明の一実施形態を示す図であって、多層構造材料30の厚み測定を行うにあたり、本願第2の発明である超音波厚み測定システム201を適用したものである。
多層構造材料30の1層目301は金属材料、2層目302は樹脂材料、3層目303が金属材料であり、各層の厚みは異なるが、1層目301の表から裏までを超音波が通過する時間と、2層目302の表から裏までを超音波が通過する時間が計算上ほとんど同じであって、1層目301の多重反射に対して2層目302の反射エコーが重なる状態となっている。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention. In measuring the thickness of a multilayer structure material 30, an ultrasonic thickness measurement system 201 according to the second invention of the present application is applied.
The first layer 301 of the multilayer structural material 30 is a metal material, the second layer 302 is a resin material, and the third layer 303 is a metal material. The thickness of each layer is different, but ultrasonic waves are applied from the front to the back of the first layer 301. The time for the ultrasonic wave to pass from the front to the back of the second layer 302 is almost the same in calculation, and the reflected echo of the second layer 302 overlaps the multiple reflection of the first layer 301 It is in a state.

超音波厚み測定システム201は、超音波送受信素子202を有し、支持体206に保持されている。超音波送受信素子202は、感度を高める目的から送信素子と受信素子を分けることもできるが、感度に問題がなければ送受信兼用の1つの素子とするのが簡単である。また、超音波送受信素子202は、温度による各層の伝搬速度の違いを明確に浮き出させる目的において、多層構造材料による超音波減衰が問題にならない程度に可能な限り高周波に帯域を有することが好ましく、さらには温度の違いによる各層の超音波減衰の違いを検出するために、広帯域であることが好ましい。   The ultrasonic thickness measurement system 201 includes an ultrasonic transmission / reception element 202 and is held by a support 206. The ultrasonic transmitting / receiving element 202 can be divided into a transmitting element and a receiving element for the purpose of increasing sensitivity. However, if there is no problem in sensitivity, it is easy to use one element for both transmitting and receiving. Further, the ultrasonic transmission / reception element 202 preferably has a high frequency band as much as possible so that the ultrasonic attenuation due to the multilayer structure material does not become a problem for the purpose of clearly raising the difference in propagation speed of each layer depending on the temperature. Furthermore, in order to detect a difference in ultrasonic attenuation of each layer due to a difference in temperature, a wide band is preferable.

さらに、超音波厚み測定システム201は、温度制御素子203を有し、熱伝導素子204を介して多層構造材料30に熱を移送する手段を有する。また、これらの温度制御構造から、超音波送受信素子202に直接的に温度が伝達しないように、断熱材205を有する。温度制御構造をさらに有効に活用するために、温度計測手段を有することもできる。
Furthermore, the ultrasonic thickness measurement system 201 includes a temperature control element 203 and includes means for transferring heat to the multilayer structure material 30 via the heat conduction element 204. Further, a heat insulating material 205 is provided so that the temperature is not directly transmitted to the ultrasonic transmitting / receiving element 202 from these temperature control structures. In order to more effectively use the temperature control structure, a temperature measuring means can be provided.

さらに、超音波厚み測定システム201は、水等の超音波媒体を保持するための空間208を有し、超音波媒体を媒体供給経路207によって空間208に供給することができる。   Furthermore, the ultrasonic thickness measurement system 201 has a space 208 for holding an ultrasonic medium such as water, and can supply the ultrasonic medium to the space 208 through the medium supply path 207.

図2は室温での超音波波形を示した図であって、図1において多層構造材料30を室温に保持したままでの超音波厚み測定システム201からの出力波形である。ただし、1層目301の表面からの反射は波形から除いてあり、図2で時間的に一番最初の波形は1層目301の裏面からの反射波形である。第2の波形は、その強度のほとんどが1層目301の多重反射の2回目の波形であるが、2層目302の底面からの反射が重ね合わせられていると類推される。   FIG. 2 is a diagram showing an ultrasonic waveform at room temperature, and is an output waveform from the ultrasonic thickness measurement system 201 while keeping the multilayer structure material 30 at room temperature in FIG. However, the reflection from the surface of the first layer 301 is excluded from the waveform, and the first waveform in time in FIG. 2 is the reflection waveform from the back surface of the first layer 301. The second waveform is mostly the second waveform of the multiple reflection of the first layer 301, but it can be inferred that the reflection from the bottom surface of the second layer 302 is superimposed.

図3は温度を上げたときの超音波波形を示す図である。図2と比較してみると、このままでは図2との相違が不明確であるため、最初の波形と第2の波形の時間差分シフトさせて、最初の波形の強度を第2の波形の強度に合わせこんだ上で差分をとる。その処理の各々の結果が図4および図5である。   FIG. 3 is a diagram showing an ultrasonic waveform when the temperature is raised. Compared with FIG. 2, since the difference from FIG. 2 is unclear as it is, the time difference between the first waveform and the second waveform is shifted, and the intensity of the first waveform is changed to the intensity of the second waveform. The difference is taken after adjusting. The result of each of the processes is shown in FIGS.

図4は図2の波形を差分処理した波形を示す図であるが、1層目301の多重反射の2回目の波形と2層目302の波形の1回目の反射の位置がほぼ完全に同じ位置にあるって重ね合わせられている。しかしながら、第2の波形の位置に微弱な波形が観測されるのは、第1の波形と第2の波形が完全に相似形ではないことに由来するが、この結果だけでは、第2の波形に目的の2層目302からのエコーが重ね合わせられているかどうかは不明確である。   FIG. 4 is a diagram showing a waveform obtained by differential processing of the waveform of FIG. 2, but the second reflection waveform of the first layer 301 and the first reflection position of the second layer 302 are almost completely the same. It is superimposed because it is in position. However, the weak waveform is observed at the position of the second waveform because the first waveform and the second waveform are not completely similar to each other. It is unclear whether echoes from the target second layer 302 are superimposed on each other.

図5は図3の波形を処理した波形を示す図であるが、図4の場合同様に、図5の波形だけでは第2の波形に目的の2層目302からのエコーが重ね合わせられているかどうかは不明確である。   FIG. 5 is a diagram showing a waveform obtained by processing the waveform of FIG. 3. As in the case of FIG. 4, the echo from the target second layer 302 is superimposed on the second waveform only with the waveform of FIG. Whether it is unclear.

図6は、図4の波形と図5の波形を比較した図であって、図4の波形を実線で、図5の波形を点線で示した。温度の高い場合の波形である点線の波形は、1層目301の反射の時間がほとんどずれていないのに対し、2層目302の反射の時間が遅れている。   FIG. 6 is a diagram comparing the waveform of FIG. 4 with the waveform of FIG. 5, in which the waveform of FIG. 4 is indicated by a solid line and the waveform of FIG. The dotted waveform, which is a waveform when the temperature is high, is not substantially shifted from the reflection time of the first layer 301, whereas the reflection time of the second layer 302 is delayed.

金属層と樹脂層の超音波伝搬時間の温度依存性に起因して、各層の伝搬時間が温度の変化によって違いが生じることから、図6の比較によって樹脂層による反射のエコーであることが確認され、この時間をもとに厚みを計算することができる。   Due to the temperature dependence of the ultrasonic wave propagation time between the metal layer and the resin layer, the propagation time of each layer varies depending on the temperature change. The thickness can be calculated based on this time.

温度による厚み測定の誤差が問題になるような場合はほとんどないであろうが、問題になるような場合においても、厚みの分かっている基準サンプルを準備し、同じプロセスで測定することによって、この誤差を低減することも可能である。   It is unlikely that errors in thickness measurement due to temperature will be a problem, but even in such a case, by preparing a reference sample with a known thickness and measuring it in the same process, It is also possible to reduce the error.

図7は図3の波形のウエーブレット表示であって、縦軸は周波数パラメータで、横軸は時間パラメータである。わかりやすくするため、元の波形は符号を反転させた。図7に各多重反射波形のウエーブレットの強度のピークの位置を十字で示した。ピークの位置はどの波形においてもほとんど同じ周波数位置を示している。このことから、1層目301の超音波減衰は、ほとんどないことが分かる。   FIG. 7 is a wavelet display of the waveform of FIG. 3, where the vertical axis is the frequency parameter and the horizontal axis is the time parameter. For clarity, the original waveform has the sign reversed. In FIG. 7, the position of the intensity peak of the wavelet of each multiple reflection waveform is indicated by a cross. The peak position shows almost the same frequency position in any waveform. From this, it can be seen that there is almost no ultrasonic attenuation of the first layer 301.

一方、図8は図5の波形のウエーブレット表示であって、縦軸は周波数パラメータで、横軸は時間パラメータである。同様に元の波形は符号を反転させているが、さらにわかりやすくするため時間軸途中からウエーブレット強度のスケールを変更してある。図8にもウエーブレットの強度のピークの位置を十字で示したが、2層目302からのエコー波形として処理された2つめの波形の周波数が1層目301のエコー波形の周波数に比較して、低周波数側にシフトしていることが分かる。   On the other hand, FIG. 8 is a wavelet display of the waveform of FIG. 5, where the vertical axis is the frequency parameter and the horizontal axis is the time parameter. Similarly, although the sign of the original waveform is inverted, the scale of the wavelet intensity is changed from the middle of the time axis for easier understanding. FIG. 8 also shows the position of the wavelet intensity peak with a cross, but the frequency of the second waveform processed as the echo waveform from the second layer 302 is compared with the frequency of the echo waveform of the first layer 301. It can be seen that the frequency shifts to the low frequency side.

このように、樹脂層での超音波減衰が金属層での超音波減衰に比較して大きいことを利用すれば、波形の重なりを周波数的にも分離することが可能であり、したがって、ウエーブレット変換の最大の利点である時間情報を残したまま周波数解析を行える原理を利用すれば、同時に各層の厚みに対応する時間情報を取得できて、各層の厚みを計算することが可能となる。   Thus, by utilizing the fact that the ultrasonic attenuation in the resin layer is larger than the ultrasonic attenuation in the metal layer, it is possible to separate the waveform overlap in terms of frequency. If the principle of performing frequency analysis with the time information, which is the greatest advantage of the conversion, is used, time information corresponding to the thickness of each layer can be obtained at the same time, and the thickness of each layer can be calculated.

本願第4の発明においては、前記ウエーブレット変換を表示するための表示装置を少なくとも1つ有している。表示装置上で、周波数の減衰が視認できるため、自動で測定するためのアルゴリズムに例外があるような場合でも、手動で波形選択を行う入力装置によって、選択した波形の時間的位置から、厚みを計算することができる。   In the fourth invention of the present application, at least one display device for displaying the wavelet transform is provided. Since the attenuation of the frequency can be visually recognized on the display device, even if there is an exception in the algorithm for automatic measurement, the thickness can be calculated from the temporal position of the selected waveform by the input device that manually selects the waveform. Can be calculated.

本発明における超音波厚み測定方法および超音波厚み測定システムでは、多層構造材料の各層の膜厚を測定する用途に利用でき、特に多層構造材料の構成層間において機械的特性の温度変化率が顕著である場合に好適である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The ultrasonic thickness measuring method and ultrasonic thickness measuring system according to the present invention can be used for measuring the film thickness of each layer of a multilayer structure material, and the temperature change rate of mechanical properties is particularly remarkable between the constituent layers of the multilayer structure material. It is suitable in some cases.

1 従来の超音波厚み計
10、30 多層構造材料
101、301 多層構造材料の1層目
102、302 多層構造材料の2層目
103、303 多層構造材料の3層目
201 超音波厚み測定システム
202 超音波送受信素子
203 温度制御素子
204 熱伝導素子
205 断熱材
206 支持体
207 媒体供給経路
208 空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Conventional ultrasonic thickness meter 10, 30 Multilayer structure material 101, 301 First layer of multilayer structure material 102, 302 Second layer of multilayer structure material 103, 303 Third layer of multilayer structure material 201 Ultrasonic thickness measurement system 202 Ultrasonic transmitting / receiving element 203 Temperature control element 204 Thermal conduction element 205 Heat insulation material 206 Support body 207 Medium supply path 208 Space

Claims (4)

少なくとも2つ以上の異なる材料が複数積層された多層構造材料の各層の厚みを超音波エコー法で測定する超音波厚み測定方法であって、前記多層構造材料の温度を積極的に変化させ、前段の層測定対象層の超音波伝播時間が温の変化によって違いが生じることを利用して、2層目以後の厚みを測定する超音波厚み測定方法。 An ultrasonic thickness measurement method for measuring the thickness of each layer of a multilayer structure material in which a plurality of at least two different materials are laminated by an ultrasonic echo method, wherein the temperature of the multilayer structure material is actively changed, layer and by using the fact that difference by the ultrasonic wave propagation time is temperature change of the measurement target layer occurs, ultrasonic thickness measuring method for measuring the thickness of the second layer after the. 請求項1に記載の超音波厚み測定方法であって、超音波減衰の温度特性が各層において異なることを利用して、送信波形からの減衰の結果のスペクトラムおよび反射位置をウエーブレット変換によって同時に検出して、各層の厚みを測定する超音波厚み測定方法。 2. The ultrasonic thickness measurement method according to claim 1, wherein the spectrum and reflection position of the attenuation result from the transmission waveform are simultaneously detected by wavelet transform by utilizing the fact that the temperature characteristics of ultrasonic attenuation are different in each layer. Then, an ultrasonic thickness measurement method for measuring the thickness of each layer. 少なくとも2つ以上の異なる材料が複数積層された多層構造材料の各層の厚みを超音波エコー法で測定するための超音波厚み測定システムであって、前記多層構造材料の温度を変化させる手段を含み、請求項1に記載の方法を用いたことを特徴とする超音波厚み測定システム。 An ultrasonic thickness measurement system for measuring the thickness of each layer of a multilayer structure material in which a plurality of at least two or more different materials are laminated by an ultrasonic echo method, comprising means for changing the temperature of the multilayer structure material An ultrasonic thickness measurement system using the method according to claim 1. 請求項3に記載の超音波厚み測定システムであって、ウエーブレット表示を行うことができる少なくとも1つの表示装置と、表示された波形から手動で波形を選択することができる少なくとも1つの入力装置を含むことを特徴とする超音波厚み測定システム。 The ultrasonic thickness measurement system according to claim 3, comprising: at least one display device capable of performing wavelet display; and at least one input device capable of manually selecting a waveform from the displayed waveforms. An ultrasonic thickness measurement system comprising:
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