JPH01250710A - Shape measuring apparatus - Google Patents

Shape measuring apparatus

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JPH01250710A
JPH01250710A JP7611988A JP7611988A JPH01250710A JP H01250710 A JPH01250710 A JP H01250710A JP 7611988 A JP7611988 A JP 7611988A JP 7611988 A JP7611988 A JP 7611988A JP H01250710 A JPH01250710 A JP H01250710A
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JP
Japan
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ultrasonic
distance
ultrasonic sensor
sensor
channel box
Prior art date
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Pending
Application number
JP7611988A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihisa Yamaguchi
善久 山口
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH01250710A publication Critical patent/JPH01250710A/en
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  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To calibrate the error of the mount position of an ultrasonic sensor simultaneously with the measurement of the shape of an object to be measured, by mounting a calibration reflecting source on an ultrasonic sensor. CONSTITUTION:The distance L2 from the end surface of a dimension measuring device 1 to that of an ultrasonic sensor 2 can be calculated at every sensor 2 by mounting a calibration reflecting source to the sensor 2. Therefore, even when an error is generated in the mount position of the sensor 2, the distance L1+L2 from the end surface of the measuring device 1 to a channel box 3 is accurately obtained and, therefore, the shape such as the distortion degree of the box 3 can be accurately measured.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本弁明は、多数の超音波センサを用いて、離れた位置に
置かれる測定対象の形状を測定する装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an apparatus that uses a number of ultrasonic sensors to measure the shape of a measurement target placed at a remote location.

(従来の技術) 例えば原子力発電所において、燃料棒を格納するチャネ
ルボックスは炉心の温度が高温であるため変形すること
がある。このため、チャネルボックス内部で燃料棒の納
まりが悪くなり、また、変形が拡大した場合には亀裂が
生じ、11i射線漏れを引き起こす原因にもつながる。
(Prior Art) For example, in a nuclear power plant, a channel box that stores fuel rods may be deformed due to the high temperature of the reactor core. This makes it difficult for the fuel rod to fit inside the channel box, and if the deformation expands, cracks occur, leading to 11i radiation leakage.

したがって、チャネルボックスの変形状況を常時監視す
る必要がある。
Therefore, it is necessary to constantly monitor the deformation status of the channel box.

このため、従来より第3図に示びょうに超音波センサを
用いて変形状況を監視する形状測定装置が知られている
。同図に示すように、寸法測定器1に複数個の超音波セ
ンサ2を取り付け、これら超音波センサ2に接続された
距離測定器4によりチャネルボックス3とそれぞれの超
音波センサ2端面(送・受信面)までの距離L1を算出
している。
For this reason, there has been conventionally known a shape measuring device that uses an ultrasonic sensor to monitor the state of deformation, as shown in FIG. As shown in the figure, a plurality of ultrasonic sensors 2 are attached to a dimension measuring device 1, and a distance measuring device 4 connected to these ultrasonic sensors 2 is used to measure a channel box 3 and each ultrasonic sensor 2 end face (feeding, The distance L1 to the receiving surface) is calculated.

そして、距離測定器4に接続される演算制御回路5にお
いて、上記のように各超音波ヒンサ2から得られる距離
11により、その大きさの差異からチャネルボックス3
の形状を求めている。
Then, in the arithmetic control circuit 5 connected to the distance measuring device 4, the distance 11 obtained from each ultrasonic hinger 2 as described above is used to calculate the channel box 3 from the difference in size.
I am looking for the shape of

ところが、上記装置では、複数個の超音波ヒンサ2を使
用しているため、1法測定器1から超音波センサ2端而
までの距離L2は、超音波センサ2の取付け誤差などに
起因してそれぞれの超音波センサ2ごとに異なることが
ある。
However, since the above device uses a plurality of ultrasonic hinges 2, the distance L2 from the 1-method measuring device 1 to the ultrasonic sensor 2 may vary due to installation errors of the ultrasonic sensor 2, etc. It may be different for each ultrasonic sensor 2.

したがって、距離L1は信頼できない数値となるので、
超音波センサ2の取り付け誤差を加味した校正をする必
要がある。
Therefore, the distance L1 is an unreliable value, so
It is necessary to perform calibration that takes into account the installation error of the ultrasonic sensor 2.

このため、チャネルボックス3の代わりに寸法が既知で
ある校正用チャネルボックス(図示せず)を設置し、こ
の校正用チャネルボックスと超音波センサ2との間に基
準面6を設定する。また、既知の値である、寸法測定器
1から基準面6までの距111L3、及び基準面6から
校正用チャネルボックスまでの距離L4を演算制御回路
5に記憶させておく。
Therefore, a calibration channel box (not shown) whose dimensions are known is installed in place of the channel box 3, and a reference plane 6 is set between the calibration channel box and the ultrasonic sensor 2. Further, the distance 111L3 from the dimension measuring device 1 to the reference plane 6 and the distance L4 from the reference plane 6 to the calibration channel box, which are known values, are stored in the arithmetic control circuit 5.

そして、超音波センサ2で距111LIを測定すれば、
演算1111111回路5において次に示す第(1)式
によって距11L2が求められる。
Then, if the distance 111LI is measured with the ultrasonic sensor 2,
In the calculation 1111111 circuit 5, the distance 11L2 is determined by the following equation (1).

L2=L3+L4−Ll        ・・・(1)
したがって、第(1)式で示した距111L2の大ぎさ
が、すべての超音波センサ2において等しくなるように
超音波センサ2の取り付け位置をg!節すれば、各超音
波センサ2における送信、受信面の誤差が校正され、正
確にチャネルボックス3の形状を測定することができる
ようになる。
L2=L3+L4-Ll...(1)
Therefore, the mounting position of the ultrasonic sensor 2 is set at g! so that the distance 111L2 shown in equation (1) is equal for all ultrasonic sensors 2. By doing so, errors in the transmitting and receiving surfaces of each ultrasonic sensor 2 are calibrated, and the shape of the channel box 3 can be accurately measured.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記従来例ではチャネルボックス3を変
更する毎に超音波センサ2の取り付り誤差の校正を行わ
なければならず、作業者はその都度校正用チャネルボッ
クスの出し入れを行うという作業が発生するので煩わし
い。
(Problem to be Solved by the Invention) However, in the conventional example described above, the installation error of the ultrasonic sensor 2 must be calibrated every time the channel box 3 is changed, and the operator must calibrate the channel box for calibration each time. This is troublesome as it requires the work of taking things in and out.

また、作業者は校正用チャネルボックスの出し入れをす
る際に被ばくするおそれもある。
Additionally, workers may be exposed to radiation when loading and unloading the calibration channel box.

ざらに、校正用チャネルボックスと実際に測定されるチ
ャネルボックス3とで取り付ける位置に誤差が生じてし
まうと、超音波センサ2の取り付け位置の誤差を校正し
たにもかかわらず正確な測定ができないという課題があ
った。
Roughly speaking, if there is an error in the mounting position between the calibration channel box and the channel box 3 that will actually be measured, accurate measurements will not be possible even though the error in the mounting position of the ultrasonic sensor 2 has been calibrated. There was an issue.

この発明はこのような従来の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、ml波センサに
よって測定対象の形状を測定するのと同時に、しかも、
校正用チャネルボックスを必要とせずに、この超音波セ
ンサの取り付け位置の誤差を校正することができる形状
測定装置を提供することにある。
This invention was made in order to solve such conventional problems, and its purpose is to simultaneously measure the shape of an object with an ML wave sensor, and to
It is an object of the present invention to provide a shape measuring device that can calibrate errors in the mounting position of this ultrasonic sensor without requiring a calibration channel box.

[発明の構成1 (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、本発明は超音波を送信し、
測定対象で反射される超音波を受信覆る複数個の超音波
センサと、前記超音波センサの取り付け面位置から基準
距離に設けられ、前記各超音波センサから送信される超
音波を反射させる超音波反射源と、前記超音波センサに
て超音波を送信してから前記測定対象、及び前記超音波
反射源によるそれぞれの反射波を受信するまでの所要時
間に基づいて前記超音波センサの送・受信面から前記測
定対象、及び前記超音波反射源までのそれぞれの距離を
求める距離測定部と、前記基準距離から、求められた超
音波反射源までの距離を減算して校正用距離を求め、こ
れを求められた測定対象までの距離に加算して超音波セ
ンサ取付面から前記測定対象までの距離を演算する演算
部と、前記演算結果に基づいて前記測定対象の形状を求
める形状測定部と、を備えたことを特徴とする。
[Structure 1 of the invention (Means for solving the problem) In order to achieve the above object, the present invention transmits ultrasonic waves,
a plurality of ultrasonic sensors that receive and cover the ultrasonic waves reflected by the measurement target; and an ultrasonic sensor that is provided at a reference distance from the mounting surface position of the ultrasonic sensors and that reflects the ultrasonic waves transmitted from each of the ultrasonic sensors. Transmission/reception of the ultrasonic sensor based on the reflection source and the time required from transmitting the ultrasonic wave by the ultrasonic sensor to receiving each reflected wave by the measurement target and the ultrasonic reflection source. a distance measuring unit that calculates the respective distances from the surface to the measurement target and the ultrasonic reflection source, and subtracts the calculated distance to the ultrasonic reflection source from the reference distance to obtain a calibration distance; a calculation unit that calculates the distance from the ultrasonic sensor mounting surface to the measurement target by adding the calculated distance to the measurement target, and a shape measurement unit that calculates the shape of the measurement target based on the calculation result. It is characterized by having the following.

(作用) 本発明における形状測定装置では、校正用反射源を備え
ているので、測定対象の形状測定と同時に超音波センサ
取り付け位置の誤差を校正することができる。
(Function) Since the shape measuring device according to the present invention includes a reflection source for calibration, it is possible to calibrate errors in the ultrasonic sensor mounting position at the same time as measuring the shape of the object to be measured.

また、校正用チャネルボックスを必要としないので、こ
れを出し入れするという作業は無くなる。
Furthermore, since a calibration channel box is not required, the work of taking it in and out is eliminated.

(実m例) 第1図は本発明の一実施例を示す構成図である。(actual example) FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

同図に示すように、寸法測定器1には超音波信号を送信
し、測定対象であるチャネルボックス3による反射波を
受信する超音波センサ2が複数個11り付けられている
As shown in the figure, a plurality of ultrasonic sensors 2 11 are attached to the dimension measuring instrument 1 for transmitting ultrasonic signals and receiving reflected waves from the channel box 3 to be measured.

また、寸法測定器1には校正用反射[7が各超音波セン
サ2毎に取り付けられ、寸法測定器1端面(超音波セン
サ2取付面)から各校正用反射源7までの距ff1L6
はすべて一定の基準距離となるように調節されている。
In addition, a calibration reflection [7] is attached to the dimension measuring device 1 for each ultrasonic sensor 2, and the distance ff1L6 from the end surface of the dimension measuring device 1 (ultrasonic sensor 2 mounting surface) to each calibration reflection source 7 is
are all adjusted to a constant reference distance.

前記複数個の超音波センサ2は距離測定器4に接続され
、この距離測定器4の出力は演算制御回路5に供給され
ている。
The plurality of ultrasonic sensors 2 are connected to a distance measuring device 4, and the output of this distance measuring device 4 is supplied to an arithmetic control circuit 5.

距離測定器4は超音波を送信してからチャネルボックス
3による反射波を受信づるまでの所要時間[嘗、及び4
’liE用反射源7による反射波を受信するまでの所要
時間t2それぞれに超音波速度を乗じることにより、超
音波センサ2@i面からチャネルボックス3までの距1
111L1.及び校正用反射源7までの距離L5を求め
ている。
The distance measuring device 4 calculates the time required from transmitting the ultrasonic wave to receiving the reflected wave by the channel box 3 [嘗、4
By multiplying the time t2 required to receive the reflected wave from the 'liE reflection source 7 by the ultrasonic velocity, the distance 1 from the ultrasonic sensor 2@i surface to the channel box 3
111L1. And the distance L5 to the calibration reflection source 7 is calculated.

演算制御回路5は各超音波センサ2より得られる距ff
1L5に基づいて、各超音波センサ2の取り付け位置の
誤差を校正し、これによって寸法測定器1端而からチャ
ネルボックス3までの距ff1L1+L2を求め、チャ
ネルボックス3の形状を測定している。
The calculation control circuit 5 calculates the distance ff obtained from each ultrasonic sensor 2.
1L5, the error in the mounting position of each ultrasonic sensor 2 is calibrated, and thereby the distance ff1L1+L2 from the dimension measuring device 1 to the channel box 3 is determined, and the shape of the channel box 3 is measured.

次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.

超音波センサ2から超音波信号が送信されると、それぞ
れチャネルボックス32校正用反射源7による反射波が
受信される。
When an ultrasonic signal is transmitted from the ultrasonic sensor 2, a reflected wave by the channel box 32 and the calibration reflection source 7 is received.

第2図は超音波センサ2で受信される超音波信号と経過
時間との関係を示している。
FIG. 2 shows the relationship between the ultrasonic signal received by the ultrasonic sensor 2 and elapsed time.

同図において、時刻零点は超音波センサ2から超音波信
号が送信された時刻である。したがって、この時刻に現
われる波形Aは送信波を示している。
In the figure, the time zero point is the time when the ultrasonic signal is transmitted from the ultrasonic sensor 2. Therefore, waveform A appearing at this time represents a transmitted wave.

また、時刻12に現われる波形Bは校正用反射源7によ
る反射波を示しており、時刻(1に現われる波形Cはチ
ャネルボックス3による反射波を示している。
Furthermore, waveform B appearing at time 12 represents a wave reflected by the calibration reflection source 7, and waveform C appearing at time 1 represents a wave reflected by the channel box 3.

このようにして得られる時間t、、t2は電気信号とし
て第1図にお(]る距離測定器4に供給される。
The times t, , t2 thus obtained are supplied as electrical signals to the distance measuring device 4 shown in FIG.

この距離測定器4にはあらかじめ超音波速度が記憶され
ているので、それぞれ時間t+ * t2どの乗算がさ
れ、超音波センサ2端面からチャネルボックス3までの
距離L1.及び超音波センサ2端面から校正用反射源7
までの距IL5が求められる。
Since the ultrasonic velocity is stored in advance in this distance measuring device 4, the time t+ * t2 is multiplied to calculate the distance L1 . and a reflection source 7 for calibration from the end face of the ultrasonic sensor 2
The distance IL5 is calculated.

そして、これらの距!111.12は電気信号として演
算制御回路5に供給される。
And these distances! 111.12 is supplied to the arithmetic control circuit 5 as an electrical signal.

この演算制御回路5では、各校正用反射源7において距
#tL6が等しいことから以下の式により距111L2
を求めている。
In this arithmetic control circuit 5, since the distance #tL6 is equal in each calibration reflection source 7, the distance 111L2 is determined by the following formula.
I'm looking for.

L 2 、= 16−15 そして、距m l−iと距111L2とを加えることに
よって寸法測定器1端而からチャネルボックス3までの
距1!fli L 1−1−12を得ている。
L 2 , = 16-15 Then, by adding the distance m l-i and the distance 111L2, the distance 1 from the dimension measuring device 1 to the channel box 3 is obtained! fli L 1-1-12 is obtained.

こうして、各超音波センサ2毎に得られる距離L1+1
2の大きさの違いからチャネルボックス3のひずみや変
形具合が監視されている。
In this way, the distance L1+1 obtained for each ultrasonic sensor 2
The strain and deformation of the channel box 3 is monitored based on the difference in size between the channels 2 and 2.

このように、本実施例では、校正用反射源を取り付ける
ことによって各超音波センサー2毎に寸法測定器1端而
から超音波センサ2端而までの距離L2を求めているの
で、超音波センサ2の取りイ1け位置に誤差が生じた場
合でも、寸法測定器1端面からチャネルボックス3まで
の距1111L1+12を正確に得ることができる。そ
の結果、チャネルボックス3のひずみ具合などの形状を
正確に測定することができる。
In this way, in this embodiment, the distance L2 from the dimension measuring device 1 to the ultrasonic sensor 2 is determined for each ultrasonic sensor 2 by attaching a reflection source for calibration. Even if there is an error in the position of 2, the distance 1111L1+12 from the end face of the dimension measuring device 1 to the channel box 3 can be accurately obtained. As a result, the shape of the channel box 3, such as the degree of distortion, can be accurately measured.

[発明の効果] 以上;ホべたようにこの発明によれば、超音波センサを
取り付【プる位置の誤差を校正するために、校正用の超
音波反射源を備えているので、測定対象の形状測定と同
時に超音波センサの取り付け位置の誤差を校正すること
ができる。
[Effects of the Invention] As mentioned above, according to the present invention, in order to calibrate the error in the position where the ultrasonic sensor is attached, an ultrasonic reflection source for calibration is provided. It is possible to calibrate errors in the mounting position of the ultrasonic sensor at the same time as measuring the shape of the sensor.

したがって、従来のように校正用のチャネルボックスを
出し入れする必要はなく、このための作業を省くことが
できる。また、この作業中に作業者が被ばくするおそれ
も解消される。
Therefore, there is no need to take out and take out the channel box for calibration as in the conventional case, and the work for this purpose can be omitted. Also, the risk of workers being exposed to radiation during this work is eliminated.

更に、測定対象の取り外しの際に発生する取り付け誤差
はなくなり、高精度な測定ができるという効果が得られ
る。
Furthermore, installation errors that occur when removing the object to be measured are eliminated, making it possible to perform highly accurate measurements.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図は超音
波センサにおいて受信される信号を示す図、第3図は従
来例を示す図である。 2・・・超音波センサ 3・・・チャネルボックス4・
・・距離測定器 5・・・演算制御回路7・・・校正用
反射源
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing signals received by an ultrasonic sensor, and FIG. 3 is a diagram showing a conventional example. 2... Ultrasonic sensor 3... Channel box 4.
... Distance measuring device 5 ... Arithmetic control circuit 7 ... Calibration reflection source

Claims (1)

【特許請求の範囲】 超音波を送信し、測定対象で反射される超音波を受信す
る複数個の超音波センサと、 前記超音波センサの取り付け面位置から基準距離に設け
られ、前記各超音波センサから送信される超音波を反射
させる超音波反射源と、 前記超音波センサにて超音波を送信してから前記測定対
象、及び前記超音波反射源によるそれぞれの反射波を受
信するまでの所要時間に基づいて前記超音波センサの送
・受信面から前記測定対象、及び前記超音波反射源まで
のそれぞれの距離を求める距離測定部と、 前記基準距離から、求められた超音波反射源までの距離
を減算して校正用距離を求め、これを求められた測定対
象までの距離に加算して超音波センサ取付面から前記測
定対象までの距離を演算する演算部と、 前記演算結果に基づいて前記測定対象の形状を求める形
状測定部と、 を備えたことを特徴とする形状測定装置。
[Scope of Claims] A plurality of ultrasonic sensors that transmit ultrasonic waves and receive ultrasonic waves reflected by a measurement target; an ultrasonic reflection source that reflects the ultrasonic waves transmitted from the sensor; and the time required from the ultrasonic sensor transmitting the ultrasonic waves to the measurement target and the reception of each reflected wave by the ultrasonic reflection source. a distance measuring unit that calculates the respective distances from the transmitting/receiving surface of the ultrasonic sensor to the measurement target and the ultrasonic reflection source based on time; a calculation unit that calculates a distance from the ultrasonic sensor mounting surface to the measurement object by subtracting the distance to obtain a calibration distance and adding this to the obtained distance to the measurement object; and based on the calculation result. A shape measuring device comprising: a shape measuring section that determines the shape of the object to be measured.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006179902A (en) * 2004-12-22 2006-07-06 Asml Netherlands Bv Ultrasonic distance sensor
JP2018518652A (en) * 2015-06-23 2018-07-12 バウアー マシーネン ゲーエムベーハー Measuring device and method for measuring underground hole

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