JPH08219750A - クラッド材の厚み測定方法及び装置 - Google Patents
クラッド材の厚み測定方法及び装置Info
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- JPH08219750A JPH08219750A JP2841495A JP2841495A JPH08219750A JP H08219750 A JPH08219750 A JP H08219750A JP 2841495 A JP2841495 A JP 2841495A JP 2841495 A JP2841495 A JP 2841495A JP H08219750 A JPH08219750 A JP H08219750A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 超音波によりクラッド材の合わせ材および母
材の厚み、さらに全厚みを精度よくかつ能率的に測定す
る。 【構成】 クラッド材１に超音波５を垂直入射させ、ク
ラッド材１からの反射エコ−を増幅させる。反射エコ−
から境界面エコ−および底面エコ−を抽出し、クラッド
材１の表面から境界面６および底面７までの各ビ−ム路
程における超音波の伝播時間を計測する。伝播時間と各
ビ−ム路程における音速により合わせ材３およびクラッ
ド材１の厚みを算出し、さらに全厚みを求める。
材の厚み、さらに全厚みを精度よくかつ能率的に測定す
る。 【構成】 クラッド材１に超音波５を垂直入射させ、ク
ラッド材１からの反射エコ−を増幅させる。反射エコ−
から境界面エコ−および底面エコ−を抽出し、クラッド
材１の表面から境界面６および底面７までの各ビ−ム路
程における超音波の伝播時間を計測する。伝播時間と各
ビ−ム路程における音速により合わせ材３およびクラッ
ド材１の厚みを算出し、さらに全厚みを求める。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、クラッド材の合わせ材
および母材の厚み、さらには全厚みを超音波により精度
よく測定するための方法および装置に関するものであ
る。
および母材の厚み、さらには全厚みを超音波により精度
よく測定するための方法および装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来技術】クラッド材は、一般的に低炭素鋼等のベ−
ス金属（以下、母材と称する）とステンレス鋼等の合わ
せ材とを結合させて積層構造とすることで、材料強度や
腐食環境下での耐食性等が高められている。ところでク
ラッド材の厚みについては、全厚みの他に合わせ材およ
び母材の厚みが所定値であることが要求されるため、各
厚みを測定する必要がある。
ス金属（以下、母材と称する）とステンレス鋼等の合わ
せ材とを結合させて積層構造とすることで、材料強度や
腐食環境下での耐食性等が高められている。ところでク
ラッド材の厚みについては、全厚みの他に合わせ材およ
び母材の厚みが所定値であることが要求されるため、各
厚みを測定する必要がある。
【０００３】このようなクラッド材の厚み測定には幾つ
かの方法があり、以下、それらの方法について説明す
る。
かの方法があり、以下、それらの方法について説明す
る。
【０００４】その１つは、現在でも基本的な厚み測定
方法として使用されているものであり、クラッド材の端
部を切断し、端面を研磨して金相学的に（例えば、金属
顕微鏡等により）測定する方法である。
方法として使用されているものであり、クラッド材の端
部を切断し、端面を研磨して金相学的に（例えば、金属
顕微鏡等により）測定する方法である。
【０００５】非破壊的に測定する方法として、合わせ
材の厚みを磁気的手段または電磁誘導法による渦電流を
用いて測定する装置の開発が試みられている。
材の厚みを磁気的手段または電磁誘導法による渦電流を
用いて測定する装置の開発が試みられている。
【０００６】例えば実開昭６２−１４３２０５号公報
によれば、全厚みを超音波で測定し、合わせ材の厚みを
渦電流を用いて測定する方法が知られている。
によれば、全厚みを超音波で測定し、合わせ材の厚みを
渦電流を用いて測定する方法が知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のような
厚み測定方法のうち、前記のクラッド材の端部を切断
して測定する方法は、測定箇所が切断部分のみに限ら
れ、クラッド材全面にわたって測定できない欠点があ
る。また、切断によって製品歩留が低下するという問題
がある。また、前記の磁気的手段による測定は、合わ
せ材および母材がいずれも非磁性材または磁性材の場合
には適用できない。また、渦電流を用いた場合は合わせ
材と母材の電磁気的特性が同一の場合には適用できな
い。
厚み測定方法のうち、前記のクラッド材の端部を切断
して測定する方法は、測定箇所が切断部分のみに限ら
れ、クラッド材全面にわたって測定できない欠点があ
る。また、切断によって製品歩留が低下するという問題
がある。また、前記の磁気的手段による測定は、合わ
せ材および母材がいずれも非磁性材または磁性材の場合
には適用できない。また、渦電流を用いた場合は合わせ
材と母材の電磁気的特性が同一の場合には適用できな
い。
【０００８】更に、前記の超音波で全厚みを測定する
方法は、合わせ材と母材の音速が異なる場合、音速の正
確な設定が難しいため測定精度が悪い。また、合わせ材
の厚みを渦電流を用いて測定する場合、合わせ材の材質
が非磁性材であり母材の材質が磁性材である場合に限ら
れる。更には２種の厚さ測定装置が必要となるため、装
置費用が高くなり、かつ装置の取扱いが複雑になるとい
う問題がある。
方法は、合わせ材と母材の音速が異なる場合、音速の正
確な設定が難しいため測定精度が悪い。また、合わせ材
の厚みを渦電流を用いて測定する場合、合わせ材の材質
が非磁性材であり母材の材質が磁性材である場合に限ら
れる。更には２種の厚さ測定装置が必要となるため、装
置費用が高くなり、かつ装置の取扱いが複雑になるとい
う問題がある。
【０００９】本発明は、以上のような問題を解決するも
のであって、超音波によりクラッド材の合わせ材および
母材の厚み、さらには全厚みを精度よくかつ能率的に測
定することを目的とする。
のであって、超音波によりクラッド材の合わせ材および
母材の厚み、さらには全厚みを精度よくかつ能率的に測
定することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によるクラッド材
の厚み測定方法は、クラッド材の合わせ材および母材の
厚み、さらには全厚みを超音波により測定する方法にお
いて、（１）超音波探触子にパルスを送信するとともに
クラッド材に前記超音波探触子により超音波を垂直入射
させ、（２）前記超音波探触子で受信したクラッド材か
らの反射エコ−を増幅するとともに境界面エコ−および
底面エコ−の信号を抽出するゲ−トを設定してクラッド
材の表面から境界面および底面までの各ビ−ム路程にお
ける超音波の伝播時間を計測し、（３）前記伝播時間と
前記ビ−ム路程における各音速により合わせ材および母
材の厚みを算出し、（４）前記合わせ材および母材の厚
みから全厚みを求めることを特徴とする。
の厚み測定方法は、クラッド材の合わせ材および母材の
厚み、さらには全厚みを超音波により測定する方法にお
いて、（１）超音波探触子にパルスを送信するとともに
クラッド材に前記超音波探触子により超音波を垂直入射
させ、（２）前記超音波探触子で受信したクラッド材か
らの反射エコ−を増幅するとともに境界面エコ−および
底面エコ−の信号を抽出するゲ−トを設定してクラッド
材の表面から境界面および底面までの各ビ−ム路程にお
ける超音波の伝播時間を計測し、（３）前記伝播時間と
前記ビ−ム路程における各音速により合わせ材および母
材の厚みを算出し、（４）前記合わせ材および母材の厚
みから全厚みを求めることを特徴とする。
【００１１】また、クラッド材の厚み測定装置は、クラ
ッド材の合わせ材および母材の厚み、さらに全厚みを超
音波により測定する装置において、（１）クラッド材に
超音波を垂直入射させる超音波探触子と、（２）前記超
音波探触子にパルスを送信する送信器と、（３）前記超
音波探触子で受信したクラッド材からの反射エコ−を増
幅する受信増幅器と、（４）増幅した反射エコ−から境
界面エコ−および底面エコ−の信号を抽出するゲ−ト
と、（５）クラッド材の表面から境界面および底面まで
の各ビ−ム路程における超音波の伝播時間を計測する計
時器と、（６）前記各ビ−ム路程における音速を設定す
るための第１音速設定器および第２音速設定器と、
（７）前記伝播時間と前記音速から合わせ材および母材
の厚み、さらに全厚みを算出する演算器と、（８）前記
各厚みを表示する表示器とを具備することを特徴とす
る。
ッド材の合わせ材および母材の厚み、さらに全厚みを超
音波により測定する装置において、（１）クラッド材に
超音波を垂直入射させる超音波探触子と、（２）前記超
音波探触子にパルスを送信する送信器と、（３）前記超
音波探触子で受信したクラッド材からの反射エコ−を増
幅する受信増幅器と、（４）増幅した反射エコ−から境
界面エコ−および底面エコ−の信号を抽出するゲ−ト
と、（５）クラッド材の表面から境界面および底面まで
の各ビ−ム路程における超音波の伝播時間を計測する計
時器と、（６）前記各ビ−ム路程における音速を設定す
るための第１音速設定器および第２音速設定器と、
（７）前記伝播時間と前記音速から合わせ材および母材
の厚み、さらに全厚みを算出する演算器と、（８）前記
各厚みを表示する表示器とを具備することを特徴とす
る。
【００１２】
【作用】従来の一般的な超音波厚み計は、被測定材の表
面から底面までにおける超音波の伝播時間を計算し、こ
の伝播時間と超音波が被測定材を通過する音速との積に
より被測定材の厚みを求めるものである。従って、厚み
の測定精度は被測定材の音速精度に依存している。クラ
ッド材の全厚みを測定する場合は、合わせ材の音速と母
材の音速が大きく異なるため、従来の超音波厚み計では
測定精度が悪くなる。
面から底面までにおける超音波の伝播時間を計算し、こ
の伝播時間と超音波が被測定材を通過する音速との積に
より被測定材の厚みを求めるものである。従って、厚み
の測定精度は被測定材の音速精度に依存している。クラ
ッド材の全厚みを測定する場合は、合わせ材の音速と母
材の音速が大きく異なるため、従来の超音波厚み計では
測定精度が悪くなる。
【００１３】一方、クラッド材の合わせ材および母材の
厚みを測定する場合は、合わせ材と母材の境界面からの
反射エコ−（以下、この反射エコ−を境界エコ−と呼
ぶ）を検出する必要がある。しかし、境界面エコ−はエ
コ−高さが低いため、従来の超音波厚み計では合わせ材
および母材の厚みを測定できなかった。
厚みを測定する場合は、合わせ材と母材の境界面からの
反射エコ−（以下、この反射エコ−を境界エコ−と呼
ぶ）を検出する必要がある。しかし、境界面エコ−はエ
コ−高さが低いため、従来の超音波厚み計では合わせ材
および母材の厚みを測定できなかった。
【００１４】そこで本発明では、境界面エコ−が現れる
範囲にゲ−トを設定して底面エコ−を排除し、境界面エ
コ−のみ自動的に増幅することにより計測可能にしたも
のである。
範囲にゲ−トを設定して底面エコ−を排除し、境界面エ
コ−のみ自動的に増幅することにより計測可能にしたも
のである。
【００１５】図１に示すように、クラッド材１に超音波
５を垂直に伝播させて、合わせ材３と母材２の境界面６
より現れる境界面エコ−、さらに母材２の底面７より現
れる反射エコ−（以下、この反射エコ−を底面エコ−と
呼ぶ）を増幅するとともに境界面エコ−および底面エコ
−の信号を抽出するゲ−トをそれぞれ設定することによ
り、超音波がクラッド材１の表面から境界面６および底
面７に到達するまでの伝播時間を計測し、伝播時間と予
め設定した合わせ材３および母材２の音速との積によ
り、合わせ材３の厚みｔ1 および母材２の厚みｔ2 、さ
らにクラッド材１の全厚みｔ3 を求めるものである。
５を垂直に伝播させて、合わせ材３と母材２の境界面６
より現れる境界面エコ−、さらに母材２の底面７より現
れる反射エコ−（以下、この反射エコ−を底面エコ−と
呼ぶ）を増幅するとともに境界面エコ−および底面エコ
−の信号を抽出するゲ−トをそれぞれ設定することによ
り、超音波がクラッド材１の表面から境界面６および底
面７に到達するまでの伝播時間を計測し、伝播時間と予
め設定した合わせ材３および母材２の音速との積によ
り、合わせ材３の厚みｔ1 および母材２の厚みｔ2 、さ
らにクラッド材１の全厚みｔ3 を求めるものである。
【００１６】なお、境界面エコ−は、合わせ材３と母材
２の音響インピ−ダンスの差が大きいものほど、エコ−
高さが大きくなるため観測し易くなる。すなわち、境界
面６からの音圧反射率ｒは（１）式によって与えられ
る。
２の音響インピ−ダンスの差が大きいものほど、エコ−
高さが大きくなるため観測し易くなる。すなわち、境界
面６からの音圧反射率ｒは（１）式によって与えられ
る。
【００１７】 ｒ＝（Ｚ2 −Ｚ1 ）／（Ｚ2 ＋Ｚ1 ） ・・・（１） ここで、Ｚ1 ＝ρ1 ・Ｖ1 Ｚ2 ＝ρ2 ・Ｖ2 であり、 ρ1 ：合わせ材の密度 ρ2 ：母材の密度 Ｖ1 ：合わせ材の音速 Ｖ2 ：母材の音速 Ｚ1 ：合わせ材の音響インピ−ダンス Ｚ2 ：母材の音響インピ−ダンス である。
【００１８】依って、この場合に得られる境界面エコ−
Ｉの底面エコ−Ｂに対するエコ−高さの比Ｉ／Ｂは、
（２）式によって与えられる。
Ｉの底面エコ−Ｂに対するエコ−高さの比Ｉ／Ｂは、
（２）式によって与えられる。
【００１９】 Ｉ／Ｂ＝｜〔１−（Ｚ2 ／Ｚ1 ）2 〕／〔４・（Ｚ2 ／Ｚ1 ）〕｜ ・・・（２） 一般的に、Ｉ／Ｂが０．０３よりも大きい場合には、境
界面エコ−の検出が容易である。例えば、母材に炭素
鋼、合わせ材にチタンを用いたクラッド材の場合、炭素
鋼の音響インピ−ダンスＺ2 ＝４６．０×１０6 ｋｇ／
ｍ2ｓ、チタンの音響インピ−ダンスＺ1 ＝２７．４×
１０6 ｋｇ／ｍ2ｓを（２）式に代入するとＩ／Ｂが
０．２７０と大きくなり、境界面エコ−Ｉは観測容易で
ある。
界面エコ−の検出が容易である。例えば、母材に炭素
鋼、合わせ材にチタンを用いたクラッド材の場合、炭素
鋼の音響インピ−ダンスＺ2 ＝４６．０×１０6 ｋｇ／
ｍ2ｓ、チタンの音響インピ−ダンスＺ1 ＝２７．４×
１０6 ｋｇ／ｍ2ｓを（２）式に代入するとＩ／Ｂが
０．２７０と大きくなり、境界面エコ−Ｉは観測容易で
ある。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１はクラッド材の厚み測定装置の構成
図を示している。図１においてクラッド材１は、母材２
の上面に合わせ材３が積層接合されたものである。合わ
せ材３の上面に超音波探触子４を接触させ、超音波５を
合わせ材３側から母材２側へ垂直に伝播させると、合わ
せ材３と母材２の境界面６より境界面エコ−が現われ、
更に母材２の底面７からも底面エコ−が現れる。
して説明する。図１はクラッド材の厚み測定装置の構成
図を示している。図１においてクラッド材１は、母材２
の上面に合わせ材３が積層接合されたものである。合わ
せ材３の上面に超音波探触子４を接触させ、超音波５を
合わせ材３側から母材２側へ垂直に伝播させると、合わ
せ材３と母材２の境界面６より境界面エコ−が現われ、
更に母材２の底面７からも底面エコ−が現れる。
【００２１】これと同時に超音波探触子４にパルスを送
信して、クラッド材１の表面から境界面６までのビ−ム
路程におけるクロックパルス数から合わせ材３の伝播時
間を計算し、また表面から底面７までのビ−ム路程にお
けるクロックパルス数からクラッド材１の伝播時間を計
測する。この超音波５の伝播時間と各ビ−ム路程におけ
る音速との積により合わせ材３の厚みｔ1 、母材２の厚
みｔ2 およびクラッド材１の全厚みｔ3 を求める。
信して、クラッド材１の表面から境界面６までのビ−ム
路程におけるクロックパルス数から合わせ材３の伝播時
間を計算し、また表面から底面７までのビ−ム路程にお
けるクロックパルス数からクラッド材１の伝播時間を計
測する。この超音波５の伝播時間と各ビ−ム路程におけ
る音速との積により合わせ材３の厚みｔ1 、母材２の厚
みｔ2 およびクラッド材１の全厚みｔ3 を求める。
【００２２】以下、詳細に説明する。超音波探触子４
は、超音波５をクラッド材１内に垂直入射し、超音波５
が境界面６および底面７に到達すると、境界面エコ−お
よび底面エコ−が現れ、これらのエコ−は同じ経路を引
き返して超音波探触子４で受信される。クロックパルス
発振器８は、クラッド材１の表面から境界面６および底
面７までの各ビ−ム路程における伝播時間を計測するた
めのクロックパルスを発生するものである。タイミング
回路９は、クロックパルス発振器８が発生するクロック
パルスをカウントして、超音波送，受信タイミングおよ
び計時タイミングを決定する制御信号を発生するもので
ある。
は、超音波５をクラッド材１内に垂直入射し、超音波５
が境界面６および底面７に到達すると、境界面エコ−お
よび底面エコ−が現れ、これらのエコ−は同じ経路を引
き返して超音波探触子４で受信される。クロックパルス
発振器８は、クラッド材１の表面から境界面６および底
面７までの各ビ−ム路程における伝播時間を計測するた
めのクロックパルスを発生するものである。タイミング
回路９は、クロックパルス発振器８が発生するクロック
パルスをカウントして、超音波送，受信タイミングおよ
び計時タイミングを決定する制御信号を発生するもので
ある。
【００２３】送信器１０は、超音波探触子４からクラッ
ド材１に超音波５を入射させるための超音波をパルス状
に発生するためのものである。受信増幅器１１は、境界
面６および底面７からの反射エコ−を受信しその信号を
増幅するものであり、反射エコ−の受信レベルを自動的
に補正し、エコ−高さを一定に保つ自動感度補正機能を
有している。
ド材１に超音波５を入射させるための超音波をパルス状
に発生するためのものである。受信増幅器１１は、境界
面６および底面７からの反射エコ−を受信しその信号を
増幅するものであり、反射エコ−の受信レベルを自動的
に補正し、エコ−高さを一定に保つ自動感度補正機能を
有している。
【００２４】ゲ−ト１２は、伝播時間を計測する時間範
囲を設定するためのマスク機能をもち、例えば合わせ材
３の厚みｔ1 を測定する場合は、波形モニタ−１９を見
てゲ−ト１２の反射波読取り区間を境界面エコ−が現わ
れる時間範囲に設定する。また、クラッド材１の全厚み
ｔ3 を測定する場合は、同様にゲ−ト１２の反射波読取
り区間を底面エコ−が現れる時間範囲に設定する。
囲を設定するためのマスク機能をもち、例えば合わせ材
３の厚みｔ1 を測定する場合は、波形モニタ−１９を見
てゲ−ト１２の反射波読取り区間を境界面エコ−が現わ
れる時間範囲に設定する。また、クラッド材１の全厚み
ｔ3 を測定する場合は、同様にゲ−ト１２の反射波読取
り区間を底面エコ−が現れる時間範囲に設定する。
【００２５】計時器１３は、クロックパルス発振器８か
らのクロックパルスをカウントし、各ビ−ム路程におけ
る超音波５の伝播時間を計測するものである。第１音速
設定器１４は合わせ材３の音速Ｖ1 を設定しこれを演算
器１６に入力する機能をもち、第２音速設定器１５は母
材２の音速Ｖ2 を設定しこれを演算器１６に入力するた
めの機能をもっている。これらの設定器１４，１５は、
合わせ材３と母材２の音速が異なるために各音速を設定
するものである。
らのクロックパルスをカウントし、各ビ−ム路程におけ
る超音波５の伝播時間を計測するものである。第１音速
設定器１４は合わせ材３の音速Ｖ1 を設定しこれを演算
器１６に入力する機能をもち、第２音速設定器１５は母
材２の音速Ｖ2 を設定しこれを演算器１６に入力するた
めの機能をもっている。これらの設定器１４，１５は、
合わせ材３と母材２の音速が異なるために各音速を設定
するものである。
【００２６】第１音速設定器１４により合わせ材の音速
Ｖ1 を、第２音速設定器１５により母材２の音速Ｖ2 を
予め設定しておく。合わせ材３の厚みｔ1 は、ゲ−ト１
２において境界面エコ−が抽出できる範囲にゲ−トオン
区間を設定し、クラッド材１内における超音波５の伝播
時間Ｔ1を計時器１３で計測し、演算器１３で（３）式
つまり合わせ材３内における超音波５の伝播時間Ｔ1 と
合わせ材３の音速Ｖ1との積により求め、演算器１６に
記憶する。更に、母材２の厚みｔ2 は、ゲ−ト１２にお
いて底面エコ−が抽出できる範囲にゲ−トオン区間を設
定し、クラッド材１内における超音波５の伝播時間Ｔを
計時器１３で計測し、演算器１３で（４）式により母材
２の厚みｔ2 を求め、演算器１６に記憶する。演算器１
６は（５）式によりクラッド材１の全厚みｔ3 を求め
る。
Ｖ1 を、第２音速設定器１５により母材２の音速Ｖ2 を
予め設定しておく。合わせ材３の厚みｔ1 は、ゲ−ト１
２において境界面エコ−が抽出できる範囲にゲ−トオン
区間を設定し、クラッド材１内における超音波５の伝播
時間Ｔ1を計時器１３で計測し、演算器１３で（３）式
つまり合わせ材３内における超音波５の伝播時間Ｔ1 と
合わせ材３の音速Ｖ1との積により求め、演算器１６に
記憶する。更に、母材２の厚みｔ2 は、ゲ−ト１２にお
いて底面エコ−が抽出できる範囲にゲ−トオン区間を設
定し、クラッド材１内における超音波５の伝播時間Ｔを
計時器１３で計測し、演算器１３で（４）式により母材
２の厚みｔ2 を求め、演算器１６に記憶する。演算器１
６は（５）式によりクラッド材１の全厚みｔ3 を求め
る。
【００２７】 ｔ1 ＝（Ｔ1 ×Ｖ1 ）／２ ・・・（３） ここで、Ｔ1 は合わせ材３内における超音波５の伝播時
間、Ｖ1 は合わせ材３の音速である。
間、Ｖ1 は合わせ材３の音速である。
【００２８】 ｔ2 ＝〔（Ｔ−Ｔ1 ）×Ｖ2 〕／２ ・・・（４） ここで、Ｔはクラッド材１内における超音波５の伝播時
間、Ｖ2 は母材２の音速である。
間、Ｖ2 は母材２の音速である。
【００２９】 ｔ3 ＝ｔ1 ＋ｔ2 ・・・（５） 表示器１７には、クラッド材１の製品番号、合わせ材３
の音速Ｖ1 、母材２の音速Ｖ2 の他に測定結果である合
わせ材３の厚みｔ1 、母材２の厚みｔ2 、クラッド材１
の全厚みｔ3 が表示され、更にプリンタ１８で表示器１
７において表示されたものを出力することができる。
の音速Ｖ1 、母材２の音速Ｖ2 の他に測定結果である合
わせ材３の厚みｔ1 、母材２の厚みｔ2 、クラッド材１
の全厚みｔ3 が表示され、更にプリンタ１８で表示器１
７において表示されたものを出力することができる。
【００３０】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。クロックパルス発振器８は一定周期にて
クロックパルスを発生する。このクロックパルスはタイ
ミング回路９に送られ、タイミング回路９はクロックパ
ルスを受けて送信タイミング信号，受信タイミング信
号，ゲ−トオン信号，計時スタ−ト信号，デ−タ読込み
演算指示信号を、送信器１０、受信増幅器１１、ゲ−ト
１２、計時器１３および演算器１６に送る。
いて説明する。クロックパルス発振器８は一定周期にて
クロックパルスを発生する。このクロックパルスはタイ
ミング回路９に送られ、タイミング回路９はクロックパ
ルスを受けて送信タイミング信号，受信タイミング信
号，ゲ−トオン信号，計時スタ−ト信号，デ−タ読込み
演算指示信号を、送信器１０、受信増幅器１１、ゲ−ト
１２、計時器１３および演算器１６に送る。
【００３１】送信器１０は送信タイミング信号を受ける
とパルスを超音波探触子４に送り、クラッド材１内に超
音波５が垂直入射される。この超音波５が合わせ材３を
伝播し境界面６に達すると、境界面エコ−Ｉが得られ
る。更に超音波の一部５’が境界面６を通過し母材２を
伝播して底面７に達すると、底面エコ−Ｂが得られる。
合わせ材３の厚みｔ1 を測定する場合は、波形モニタ−
１９に表示された図形を見て、送信パルス立ち下がり部
から境界面エコ−Ｉと第１回底面エコ−Ｂとの間までの
範囲にゲ−トオンを設定すると、ゲ−トオン時間区間内
でピ−クエコ−つまり境界面エコ−Ｉが一定のレベルに
増幅される。計時器１３は、送信パルスから境界面エコ
−Ｉ受信までの間クロックパルスをカウントする。すな
わち超音波の伝播時間Ｔ1を計測する。演算器１６に
て、第１音速設定器１４に設定された合わせ材３の音速
Ｖ1 と合わせ材３における伝播時間Ｔ1 により、合わせ
材３の厚みｔ1 が（３）式により演算され記憶される。
とパルスを超音波探触子４に送り、クラッド材１内に超
音波５が垂直入射される。この超音波５が合わせ材３を
伝播し境界面６に達すると、境界面エコ−Ｉが得られ
る。更に超音波の一部５’が境界面６を通過し母材２を
伝播して底面７に達すると、底面エコ−Ｂが得られる。
合わせ材３の厚みｔ1 を測定する場合は、波形モニタ−
１９に表示された図形を見て、送信パルス立ち下がり部
から境界面エコ−Ｉと第１回底面エコ−Ｂとの間までの
範囲にゲ−トオンを設定すると、ゲ−トオン時間区間内
でピ−クエコ−つまり境界面エコ−Ｉが一定のレベルに
増幅される。計時器１３は、送信パルスから境界面エコ
−Ｉ受信までの間クロックパルスをカウントする。すな
わち超音波の伝播時間Ｔ1を計測する。演算器１６に
て、第１音速設定器１４に設定された合わせ材３の音速
Ｖ1 と合わせ材３における伝播時間Ｔ1 により、合わせ
材３の厚みｔ1 が（３）式により演算され記憶される。
【００３２】また、クラッド材１の全厚みｔ3 を計算す
る場合には、合わせ材３の厚みｔ1の計測と同様に、波
形モニタ−１９に表示された図形を見て、送信パルス立
ち下がり部から第１回底面エコ−と第２回底面エコ−と
の間までの範囲にゲ−トオン区間を設定すると、ゲ−ト
オン時間区間内でのピ−クエコ−つまり第１回底面エコ
−が一定のレベルに自動的に増幅される。
る場合には、合わせ材３の厚みｔ1の計測と同様に、波
形モニタ−１９に表示された図形を見て、送信パルス立
ち下がり部から第１回底面エコ−と第２回底面エコ−と
の間までの範囲にゲ−トオン区間を設定すると、ゲ−ト
オン時間区間内でのピ−クエコ−つまり第１回底面エコ
−が一定のレベルに自動的に増幅される。
【００３３】計時器１３は、送信パルスから第１回底面
エコ−までの超音波５の伝播時間すなわちクラッド材１
における伝播時間Ｔを計測する。演算器１６にて、第２
音速設定器１４に設定された母材２の音速Ｖ2 とクラッ
ド材１における伝播時間Ｔおよび合わせ材３における伝
播時間Ｔ1 より母材２の厚みが（４）式により演算され
記憶される。第１音速設定器１４および第２音速設定器
１５に設定された合わせ材３および母材２の音速Ｖ1 ，
Ｖ2 と合わせ材３および母材２の厚みｔ1 ，ｔ 2 、更に
はクラッド材１の全厚みｔ3 は表示器１７に表示され
る。また、必要に応じてこれらの厚み計測結果をプリン
タ１８にて出力することもできる。
エコ−までの超音波５の伝播時間すなわちクラッド材１
における伝播時間Ｔを計測する。演算器１６にて、第２
音速設定器１４に設定された母材２の音速Ｖ2 とクラッ
ド材１における伝播時間Ｔおよび合わせ材３における伝
播時間Ｔ1 より母材２の厚みが（４）式により演算され
記憶される。第１音速設定器１４および第２音速設定器
１５に設定された合わせ材３および母材２の音速Ｖ1 ，
Ｖ2 と合わせ材３および母材２の厚みｔ1 ，ｔ 2 、更に
はクラッド材１の全厚みｔ3 は表示器１７に表示され
る。また、必要に応じてこれらの厚み計測結果をプリン
タ１８にて出力することもできる。
【００３４】以上のようなクラッド材の厚み測定装置を
用いて、合わせ材の厚みが１．５〜４．５ｍｍ、母材の
厚みが２．０〜４．５ｍｍのクラッド鋼管の合わせ材，
母材および全厚みを測定し、顕微鏡により測定した実際
の厚みと比較した。なお、合わせ材の鋼種はステライト
であり、音速は６０５７ｍ／sec、母材の鋼種はＳＵＳ
３０４であり、音速は５６６２ｍ／secである。
用いて、合わせ材の厚みが１．５〜４．５ｍｍ、母材の
厚みが２．０〜４．５ｍｍのクラッド鋼管の合わせ材，
母材および全厚みを測定し、顕微鏡により測定した実際
の厚みと比較した。なお、合わせ材の鋼種はステライト
であり、音速は６０５７ｍ／sec、母材の鋼種はＳＵＳ
３０４であり、音速は５６６２ｍ／secである。
【００３５】図２は、本発明の実施例における厚み測定
結果の一例を示す。図２に示すように顕微鏡により測定
した実際の厚みと本発明により測定した厚みとの間に
は、相関係数が０．９９９７と非常に強い相関関係があ
る。
結果の一例を示す。図２に示すように顕微鏡により測定
した実際の厚みと本発明により測定した厚みとの間に
は、相関係数が０．９９９７と非常に強い相関関係があ
る。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、クラッド材の合わせ材
および母材の厚み、更には全厚みを全長、全面にわたっ
て精度よく測定できるため、クラッド製品の厚みを高い
信頼性をもって保証することができる。また厚みを外表
面から非破壊で測定できるため、歩留低下が生じない。
また合わせ材，母材および全厚みを同時に能率よく測定
できるため、計測能率が向上する。
および母材の厚み、更には全厚みを全長、全面にわたっ
て精度よく測定できるため、クラッド製品の厚みを高い
信頼性をもって保証することができる。また厚みを外表
面から非破壊で測定できるため、歩留低下が生じない。
また合わせ材，母材および全厚みを同時に能率よく測定
できるため、計測能率が向上する。
【図１】 本発明によるクラッド材の厚み測定装置の一
実施例を示すブロック図である。
実施例を示すブロック図である。
【図２】 本発明の一実施例における厚み測定結果の一
例を示すグラフである。
例を示すグラフである。
１：クラッド材 ２：母材 ３：合わせ材 ４：超音波探触
子 ５：超音波 ６：境界面 ７：底面 ８：クロックパ
ルス発振器 ９：タイミング回路 １０：送信器 １１：受信増幅器 １２：ゲ−ト １３：計時器 １４：第１音速
設定器 １５：第２音速設定器 １６：演算器 １７：表示器 １８：プリンタ １９：波形モニタ
子 ５：超音波 ６：境界面 ７：底面 ８：クロックパ
ルス発振器 ９：タイミング回路 １０：送信器 １１：受信増幅器 １２：ゲ−ト １３：計時器 １４：第１音速
設定器 １５：第２音速設定器 １６：演算器 １７：表示器 １８：プリンタ １９：波形モニタ
Claims (2)
- 【請求項１】 クラッド材の合わせ材および母材の厚
み、さらには全厚みを超音波により測定する方法におい
て、（１）超音波探触子にパルスを送信するとともにク
ラッド材に前記超音波探触子により超音波を垂直入射さ
せ、（２）前記超音波探触子で受信したクラッド材から
の反射エコ−を増幅するとともに境界面エコ−および底
面エコ−の信号を抽出するゲ−トを設定してクラッド材
の表面から境界面および底面までの各ビ−ム路程におけ
る超音波の伝播時間を計測し、（３）前記伝播時間と前
記ビ−ム路程における各音速により合わせ材および母材
の厚みを算出し、（４）前記合わせ材および母材の厚み
から全厚みを求めることを特徴とするクラッド材の厚み
測定方法。 - 【請求項２】 クラッド材の合わせ材および母材の厚
み、さらには全厚みを超音波により測定する方法におい
て、（１）クラッド材に超音波を垂直入射させる超音波
探触子と、（２）前記超音波探触子にパルスを送信する
送信器と、（３）前記超音波探触子で受信したクラッド
材からの反射エコ−を増幅する受信増幅器と、（４）増
幅した反射エコ−から境界面エコ−および底面エコ−の
信号を抽出するゲ−トと、（５）クラッド材の表面から
境界面および底面までの各ビ−ム路程における超音波の
伝播時間を計測する計時器と、（６）前記各ビ−ム路程
における音速を設定するための第１音速設定器および第
２音速設定器と、（７）前記伝播時間と前記音速から合
わせ材および母材の厚み、さらには全厚みを算出する演
算器と、（８）前記各厚みを表示する表示部とを具備す
ることを特徴とするクラッド材の厚み測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2841495A JPH08219750A (ja) | 1995-02-16 | 1995-02-16 | クラッド材の厚み測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2841495A JPH08219750A (ja) | 1995-02-16 | 1995-02-16 | クラッド材の厚み測定方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08219750A true JPH08219750A (ja) | 1996-08-30 |
Family
ID=12248003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2841495A Withdrawn JPH08219750A (ja) | 1995-02-16 | 1995-02-16 | クラッド材の厚み測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08219750A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104776819A (zh) * | 2015-04-18 | 2015-07-15 | 上海和伍新材料科技有限公司 | 一种超声测厚方法 |
-
1995
- 1995-02-16 JP JP2841495A patent/JPH08219750A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104776819A (zh) * | 2015-04-18 | 2015-07-15 | 上海和伍新材料科技有限公司 | 一种超声测厚方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020507 |