JPH0321801A - 寸法測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えば鋼管の肉厚，ライニング材，クラソド材
等の層厚，外径等，被検査材の寸法を測定する方法に関
する。

〔従来の技術〕

渦電流法により被検査材の寸法を測定する方法は、交流
を印加したセンサコイルのインピーダンスと被検査材の
厚み，リフトオフ等の寸法との相関性を予め求めておき
、インピーダンスの測定値より寸法を知るものである。

渦電流法におけるコイルインピーダンスの測定にはコイ
ルを直接インピーダンス計測器に接続して寸法測定を行
うインピーダンス測定法と、第３図に示す如く定電圧電
源３１と接続されたブリソジ回路３０の１辺にセンサコ
イル３２を、その隣辺にダミーコイル３３を接続し、そ
の夫々の対辺に抵抗器３４．３５を接続し、該抵抗器３
４　．　３５によりブリヅジ回路３０の平衡をとり、こ
れを初期条件として寸法測定を行うブリッジ測定法とが
ある。

ところで、前記インピーダンス測定法においては測定中
、外気温度の変化によりセンサコイルの温度が変化した
場合、コイル自体の抵抗変化が生じ、測定値に影響を及
ぼす。また測定速度が遅いという問題がある。これに対
して前記ブリッジ測定法においては前記ブリソジ回路３
０のセンサコイル３２及びダミーコイル３３を用いるこ
とにより、測定中の外気温度の変化によるセンサコイル
の温度変化を補償し、又測定速度の問題も解消される。

ところが、ブリソジ測定法では測定時に被検査材がセン
サコイル３２に接近するとセンサコイル３２のインピー
ダンスが変化するので、センサコイル３２とダミーコイ
ル３３夫々に流れる電流値に差が生じ、両コイル間でジ
ュール熱による発熱量が変動する。

また、ブリッジ回路３０のコイル側と抵抗器側夫々に流
れる電流値が異なり、コイル側と抵抗器側のジュール熱
による発熱量も異なる。このため、測定が長時間に及ぶ
につれブリソジ回路３０の平衡が保てなくなり、測定値
に誤差が生じるという問題がある。また両コイルに流れ
る電流値が変動することを防止すべく定電流電源を適用
した場合でも、抵抗器３４．３５に温度変化が生じると
、同様にブリフジ回路３０の平衡が保てなくなり、測定
値に誤差が生じるという問題がある。

このため、例えば一定時間毎、又は計測毎に基準材を用
いて検出値を較正するか、または被検査材及び装置全体
を収用する恒温室を設けること等によって温度変化によ
る誤差を補償している。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで上述の方法において、基準材を用いる較正は基
準材計測のために計測装置を一時停止させるか、または
被検査材の搬送ライン中に割り込ませる等の必要があり
、検査効率の低下を招く。

また短尺基準材を計測装置中に設けて計測の都度、較正
が行われる基準材較正法では基準材計測自体の再現性に
影響されるため純粋に温度変化に対する正確な較正が行
われない虞れがある。

そして恒温室を設ける手段は被検査材の温度が恒温室内
の温度になる迄の時間が材質によって異なり、長時間を
要するものは保管スペースを必要とし、それに関わるハ
ンドリング作業が繁雑になるとともに多大のコストがか
かるという問題がある。

本発明は斯かる事情に鑑みなされたものであり、センサ
コイル及びダミーコイルを用いて渦電流法により被検査
材の寸法を測定する方法において、長時間の測定，温度
変化が大きい環境での測定においても安定した寸法測定
を行わしめる寸法測定方法の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る寸法測定方法は、センサコイル及びダミー
コイルを用いて被検査材の寸法を渦電流法により測定す
る方法において、前記センサコイル及びダミーコイルに
定電流を夫々独立に通流し、これにより生じる両コイル
の電圧値の差に基づいて被検査材の寸法を測定すること
を特徴とする。

〔作用〕

本発明に係る寸法測定方法にあっては、センサコイル及
びダミーコイルに定電流を夫々独立に通流し、これによ
り両コイルに温度差が生じるのを防止して、安定した寸
法測定が行われる。

〔実施例〕

以下、本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に
説明する。

第１図は本発明方法の実施状態を示すプロ・ノク図であ
る。

発振器１はセンサコイル２に印加ずる高周波の発振源で
あり、この出力は分周器４へ入力されている。分局器４
は発振器１の信号を所定の周波数に分周した後の信号を
、定電流回路５，６及び位相器７へ出力する。

定電流回路５はセンサコイル２と、定電流回路６はダミ
ーコイル３と各別に接続されており、両コイルへ与えら
れる電流値は等しくなるよう調整されている。また、セ
ンサコイル２とダミーコイル３は測定中の外気の温度変
化による影響を等しくさせるべく測定位置において近接
させて配してある。

センサコイル２及びダミーコイル３は共に差動アンブ８
を介してプリアンプ９と接続しており、両コイルの電圧
値の差が差動アンプ８にて求められ差動信号としてプリ
アンプ９を介して同期検波器１０へ入力される。

同期検波器１０へ入力された差動信号は前記位相器７に
て後述の如く厚み信号がＸ軸方向，リフトオフ信号がＹ
軸方向となるように位相を所定角度だけ回転させた同期
検波信号に基づき同期検波され、被検査材の厚み値を示
す出力電圧■８及びリフトオフ値を示す出力電圧■７に
変換される。該出力電圧ｖＸ及び出力電圧ＶＶは、夫々
アンプ１１及びアンブｌ２にて増幅され、被検査材の厚
みまたはリフトオフ測定値として出力される。

メモリ１３はセンサコイル２とダミーコイル３との被検
査材が無い状態、即ち空芯状態でのインピーダンスの差
分電圧を記憶しており、空芯状態にある時に外部入力さ
れるバランス指令ｌ４に基づき前記出力電圧Ｖ，，ＶＹ
から前記差分電圧を減算する。これにより空芯状態にお
ける出力電圧は夫々０ボルト、即ち平衡に保持された状
態に設定され、寸法測定が開始されるように構威してあ
る。

次に上述の如く構成された装置を用いて厚み及びリフト
オフの測定を行う手順を説明する。

発振器１からの信号を分周器４にて所定の周波数（厚み
及びリフトオフ測定値を示す前記出力電圧ＶＸ，Ｖ，，
が互いに直交する周波数）に分周し、この信号を、定電
流回路５．６及び位相器７へ出力すると共に、第２図に
示すベクトル座標において、縦軸（Ｙ軸）がリフトオフ
測定時の変化方向に、横軸（Ｘ軸）が厚み測定値の変化
方向になるように、位相器７で位相を回転調整した後、
以下に示す３つの試験測定値を得る。

まず被検査材が無い場合の同期検波器ｌＯから出力され
た出力電圧ＶＸ，Ｖ，即ちセンサコイル２とダミーコイ
ル３との空芯状態におけるインピーダンスの差に基づく
差分電圧をメモリ１３で記憶しておき、前記バランス指
令１４を外部入力してバランスの補正を施し、初期測定
値Ａ（原点（０．０））を得る。

次に予め他の手段で厚みが計測されている厚みの異なる
複数の標準材のうち、被検査材の厚みに最も近い標準材
を所定のリフトオフにて厚み測定し、該厚み測定値を示
す出力電圧ＶＸがＯとなるように位相器７及びブリアン
ブ９を調整し、これを基準測定値Ｂ　（Ｙ軸上の点（０
，Ｂ））とする。

更に上記同様の調整条件にて厚み値が未知の被検査材の
厚み測定値Ｃを得る。

上述の各々の測定値は演算部（図示せず）へ入力され、
初期測定値Ａから■、軸方向への変化量Ｖｘ及びＶＹ軸
方向への変化量ｖｙが求められる。

一方、厚み既知の複数の標準材をリフトオフー定で測定
し、各標準材の厚みとこれらに対応するＸ軸出力とから
関数Ｆを、また基準測定値Ｂを得るために用いた標準材
をリフトオフを変化させて測定し、各リフトオフとこれ
らに対応するＹ軸出力とから関数Ｇを夫々予め求めてお
く。そして前記変化量Ｖｘ，Ｖｙを標準材の厚みと計測
値との関数Ｆ及びリフトオフと計測値との関数Ｇに代入
することにより厚み値Ｔ及びリフトオフ値Ｌが求められ
る。

Ｔ＝Ｆ　　（Ｖｘ）　　　　・・・（１）ｔ，＝ｃ　（
Ｖｙ）　　　　・・・（２）本発明においてセンサコイ
ル２及びダミーコイル３の発Ｆ８量＼Ｖは下記式（３）
にて求まる。

Ｗ＝Ｉ２Ｒ　・・・（３） 但しＩ：電流値 Ｒ：抵抗値 本発明方法においては夫々独立した定電流回路５，６か
らセンサコイル２及びダミーコイル３へ通流しているの
で、両コイルに流れる電流値（Ｎは一定であり、また測
定中におけるセンサコイル２の抵抗値の変化は微少であ
るため、両コイル間の発熱量の差は小さい。従って本発
明方法において前記発熱量の差に基づく両コイル間の電
圧値の差は微少であるため、測定値に影響を与えること
なく高精度な寸法測定が行える。また両コイルを近接に
配することにより両コイルの外気の温度変化による変動
を微少なものにすることができるので、本発明方法では
高精度な寸法測定が行える。

上述の如き本発明方法及び従来方法にて同一の測定環境
で鋼板の厚み測定を行った場合、従来方法では２０分間
で０．２０ｍｍの測定値の誤差が生じたが、本発明方法
においては２０分間で０．０１＋ｕの誤差しか生じず、
従来に比して安定した寸法測定が行われた。

〔効果〕

以上の如く本発明方法においては、センサコイル及びダ
ミーコイルに定電流を夫々独立に通流させ、これにより
生じる両コイルの電圧値の差をとり、これに基づいて被
検査材の寸法を測定するので、両コイルのジュール熱に
よる発熱量の差に起因する誤差を防止して正確なりフト
オフ、厚み等の被検査材の寸法が測定でき、基準材によ
る較正を度々行う必要もなく、恒温室を設ける必要もな
い。このため検査効率の低下を招くこともなく、設備コ
ストも高くならない。また長時間の測定，温度変化が大
きい環境での測定においても精度のよい寸法測定が可能
となると共に、高速度な測定ができる等優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施状態を示すブロソク図、第２
図は本発明方法により検出された試験測定値を示すグラ
フ、第３図は従来のブリソジ測定沫を示す回路図である
。 ２・・・センサコイル　３・・・ダ主一コイル５，６・
・・定電流回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、センサコイル及びダミーコイルを用いて被検査材の
   寸法を渦電流法により測定する方法において、 前記センサコイル及びダミーコイルに定電 流を夫々独立に通流し、これにより生じる両コイルの電
   圧値の差に基づいて被検査材の寸法を測定することを特
   徴とする寸法測定方法。