JPS5871403A - 管状試験物体のパラメ−タ測定装置 - Google Patents

管状試験物体のパラメ−タ測定装置

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JPS5871403A
JPS5871403A JP57174111A JP17411182A JPS5871403A JP S5871403 A JPS5871403 A JP S5871403A JP 57174111 A JP57174111 A JP 57174111A JP 17411182 A JP17411182 A JP 17411182A JP S5871403 A JPS5871403 A JP S5871403A
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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】 本発明は一般にパイプ形状まだはチューブ形状の試験物
体(以下単に管状試験物体という)のパラメータを測定
するためのi置に関する。かかる物体の種々のパラメー
タたとえば外径、内径、壁厚、楕円率、偏心率などを測
定により求める場合には一般にパルス−エコー法と呼ば
れる技術が用いられている。パルス−エコー技術では所
望のパラメータは、測定されるべき物体に向けて測定信
号パルスを発し、これから結果するエコーパルスの進行
時間を測定しそ、してこの測定された時間に基いて計算
にょ請求められる。
本発明は特に比較的小口径の管状試験物体の内部から上
記の方式による測定を実施するだめの測定装置に関する
。この場合には、試験物体に向けて制定信号パルスたと
えば超音波パルスを発信し、また該試験物体に衝突して
反射されてくるエコー信号パルスを受信するだめの変換
器を、その変換器のだめのホルダーと一緒に試験物体内
に取りつける必要がある。従来性なわれている1つの方
法によれば、変換器は軸線方向に信号を送受信するよう
に装置内に配置されそして変換器の主軸線を中心として
回転可能な、該主軸線に対してある角度だけ、一般には
45゜ の角度戸は傾けて配置された反射鏡がその装置
に使用されている。
しかしガからかかる従来の構成は測定精度が、該反射鏡
の回転軸線と該変換器の主軸線とがとのでいと正確に一
致しているかによって大きく左右されるという欠点があ
る。変換器の主軸線に対する、従って試験物体の軸に対
する反射鏡の回転軸線の振動が生じた場合、外径、内径
、楕円率、偏心率等の測定はもはや一義的に決定され得
なくなる。なぜならばこの場合、基準、例えば試験物体
の軸線は明らかに変換器に関して動くことになるからで
ある。反射鏡のアンバランスのために、望ましからざる
振動の影響が一層増幅され、これがさらに測定精度を低
下させる。
したがって本発明の目的は上記の欠陥を排除し、所望パ
ラメータの決定のために必要な信号搬送時間が1つの管
状試験物体の全く同一の断面平面に関して測定できるよ
うにすることである。
しかして本発明κよれば、管状試験物体のパラメータ測
定装置であって、試験物体に向けて測定信号を発信しそ
して該試験物体によって反射されたエコー信号を受信す
るための変換器を用い、そしてまた該変換器および該試
験物体に対向配置された第1の単一反射鏡を用い、これ
によって測定信号とエコー信号とが該試験物体の予め定
められた断面平面内を進行させられ、且つ第1の伝送路
に沿って変換器と試験物体との間を案内させられるよう
になっている装置において、第2の合成反射鏡を設けた
ことを特徴とする測定装置が提供される。該第2の合成
反射鏡によって測定信号およびエコー信号は第2の伝送
路に沿っても変換器と試験物体との間を案内される。
しかしこの信号は試験物体の上記と同一の断面平面内を
進行する。この第2の伝送路の長さは上記第1の伝送路
の長さよりも次の条件を満足するだけ長く設定される。
すなわち、試験物体に向けて測定信号が発せられてから
第1の伝送路を介して第1の複合エコー信号が受信され
るまでの時間と、第2の伝送路を介して第2の複素エコ
ー信号が受信されるまでの時間との2つの時間の間の時
間差が両複合エコー信号が互に影響し合わないだけ十分
に大きくなるよう設定される。
第1の伝送路と第2の伝送路とによって決定される関連
する2つのエコー信号の進行時間すなわち搬送時間を互
に合算することkよって、変換器ホルダーの振動にかか
わシなく例えば内径が正確に測定されることとなる。
実際に、その変換器ホルダーが一方の側に動いた時には
、その側における搬送時間はδだけ減少する。しかし同
時に他方の側で測定された搬送時間は同じ分量δだけ増
加する。したがって両搬送時間の測定値の和は変換器□
ホルダーが基準軸線に関して占める位置に無関係となる
。外径、楕円率、偏、6率に関する測定の場合も同じこ
とが言える。本発明の装置の第2の利点は壁厚測定によ
って決定される測定速度を2倍も増加させることができ
る点である。
本発明の1つの好ましい実施態様においては、単一反射
鏡は変換器の方向に面を向けそして変換器の主軸線に対
して予め定められた角度、好ましく駄45° の角度を
なして配置された反射面を含み、そして合成反射鏡はそ
の変換器から遠ざかる方向に面を向けそして該変換器の
主軸線に対して予め定められた角度をなして配置された
反射面を含む。
簡単な実施例においては、合成反射鏡は変換器の方向に
面を向、け且つ次のように配置された1つの補助反射面
を含む。すなわち、変換器の主軸線並びに上記した変換
器から遠ざかる方向に面を向けた反射面の主軸線に関し
て、該補助反射面は、上記第2の伝送路が3つの直線線
分から構成されるような角度で配置される。
、本発明の他の実施態様によれば、合成反射鏡はさらに
変換器の方向に面を向けた補助反、射面と該変換器から
遠ざかる方向に面を向けた補助反射面との2つの補助反
射面を含む。
この2つの補助反射面は変換器並びに変換器から遠ざか
る方向に面を向けた上記反射面に関して、第2の伝送路
が4つの直線線分から構成されるように配置される。
変換器ホルダーの振動によって惹起されるような測定誤
差は本発明に従った次のごとき装置構成により完全に排
除できる。すなわち、上記第1の反射鏡と第2の合成反
射鏡とを互に関して、変換器から発せられた測定信号パ
ルスが直径方向に互に反対の2つの方向でその試験物体
に向けられるように配置するのである。
上記の第1の反射鏡と第2の合成反射鏡とが一体的に変
換器の主軸線を中心として回転可能であるように組合わ
せることによって本発明によるコンパクトで簡単な実施
例が与えられる。
測定速度をさらに向上させるためには、上記した実施例
を複数組合わせるのが有利′である。
以下、添付図面を参照しながら図示した実施例について
本発明をさらに詳細に説明する。
第1図を参照すると、管状試験物体の一部分が断面で示
されており参照数字1で指示されている。この管状試験
物体に関する各種パラメータが管の内側から測定される
。参照数字2で略図的に示したのはその内部に変換器を
有するホルダーである。変換器は試験物体特に管部分1
の壁に向けて測定信号、特に測定信号パルスを送り出し
そして管部分の壁によって反射されたエコー信号、特に
エコー信号パルスを受信する。このホルダー/変換器は
管部分1の内部にその幾何学的主軸線が管部分1の軸線
に実質的に一致するように配置されている。更に、該変
換器はそれぞれ管横断面に対応する測定信号ビームを送
信しエコー信号ビームを受信するように配置されている
変換器に向き合ってこれと対面する第1反射面3が変換
器から発信された測定信号を所定角度、図示例では90
°偏向させて管部分1の壁の方向に向かわせるように配
置されている。この第1の単一反射面は変換器と管部分
1の壁との間の第1伝送路を画定する。この第1伝送路
を通って変換器から発信された測定信号波、特に測定信
号パルスは管部分−1の1つの横断面を含む平面に沿っ
て進行しそして管部分の壁に到達する。さらに第2の合
成反射鏡が変換器に対向して設けられている。
この第2の合成反射鏡は変換器と向き合った補助反射面
4と該反射面4から反射された測定信号波を受ける反射
面5とからなる。該補助反射面4はホルダー/変換器の
幾何学的長手方向軸線に対して次のような角度をなして
位置ぎめされている。すなわち、変換器からこの補助反
射面に入射する測定信号波、特に測定信号パルスが反射
面5に向けて反射されるような角度で配置されている。
一方、反射面5は反射面3および変換器2に関して次の
ように位置ぎめされている。すなわち、補助反射面4か
ら反射面5に入射した。4+]定信号波を管部分1の同
一横断面平面に沿って進みそしてその管部分の内壁に到
達するように配置されている。
補助反射面4と反射面5とは3本の直線線分からなる第
2の伝送路を画定している。ここで、変換器2から測定
信号パルスが発せられると、管部分1の内壁に衝突して
反射されることによって生じたエコーパルスがタトエば
時間t1  後に上記の第1伝送路を沿って変換器によ
って受信されるであろう。また、内壁によって反射され
た上記の第2伝送路に沿って変換器に到達するエコーパ
ルスはたとえば時間t2  後に該変換器によって受信
されるであろう。この2つの時間t1  とt! との
和が管部分1の内径の測定値を与える。この場合に、補
助反射面4と反射面5とから合成される反射鏡は次のよ
うに予め正確に寸法ぎめされている。すなわち、時間t
2  が時間1゜よりも長くそして試験物体に向けて測
定信号が発せられてから第1の伝送路を介して第1の複
合エコー信−が受信されるまでの時間と第2の伝送路を
介して第2の複合エコー信号が受信されるまでの時間と
の2つの時間の間の時間差が両エコー信号成夛の相互影
響を生じない程度に十分大きくなるように決定されイ宣
へ7 も々;rr−ra−1つ小梅・づ;:;シ・エコ
ー信−gは発信された1つの測定信号から生じた1組の
複数のエコ、−信号であって、各mlには1つの前壁エ
コーと複数の後壁エコーが包含されている。反射面3お
よび5によって反射された測定信号ビームがそれぞれ管
部分の同一横断平面に沿って進行するようにするために
は、反射面5の位置角度βが45°−αになるようにす
ればよい。ここで、αは管部分1の関連する横断面平面
と補助反射面4とがなす角度を表わす。実用的実施態様
においては、反射面3と5、そして更に補助反射面4と
は互に結合されて1個体の部材を構成し、この1個体部
材が全体として変換器の幾何学的長手方向軸線を中心と
して回転されうるよう配設される。この構成の場合には
、反射面3と合成反射鏡とは互に関して、反射面3およ
び5によって反射された測定信号波が管部分1の壁に向
ってそれぞれ直径方向にただし互に逆方向に進行するよ
うに配置される。
もちろん、管部分1の外壁による反射によつて生じるエ
コー信号を測定することも可能である。この場合も、第
1の伝送路による信号伝搬時間t、と第2の伝送路によ
る信号伝搬時間t; とをそれぞれ測定すれば、その管
部分の外径が測定された時間t2  と弓 との和によ
って求められ、変換器の振動によって測定精度が悪影響
をこうむることなく正確な測定ができる。楕円率、偏心
率、壁厚などの他の種々のパラメータも同様原理により
tl、tl 、tz、’B等の時間間隔を測定すること
によって求めることができる。
第2図に別の実施例を示す。第1図の実施例と同様な部
分に対しては第2図においても同じ参照数字が使用され
ている。第1図図示の実施例と第2図図示の実施例との
差異は次の点のみである。すなわち、第1図に示した単
一の補助反射面の代りに、第2図の実施例では1対の補
助反射面6.7が使用されている点である。第2図の実
施例の場合では、第2の伝送路は4つの直線線分よりな
る。補助反射面6と7とは互にある角度をもって配置さ
れている。その他の点については第1図の実施例と第2
図の実施例とは動作に関する限り全く同一である。
なお補足のために記載すれば、測定信号として超音波パ
ルスが使用さし各場合には試験を受ける管状物体は水の
ような注入液で充填されている必要がある。
第1図および第2図に示したような複数の反射鏡組立体
を多面鏡を用いて1個体に組合わせることによって測定
速度を向上させることができる。第3図はこのような構
成において直径方向−逆向きに進行する2組の信号波が
どのようにして形成されるかを図式的に示している。こ
のようにすれば測定速度はさらに2倍上昇される。もち
ろん、面の数をさらに多くすれば、それだけ測定速度が
さらに上昇する。
以上のごとく本発明によれば、管状試験物体の関係パラ
メータ(諸寸法〕の測定がパルス相互干渉の問題なしに
、且つまた管の軸線などの基準線に対する変換器ホルダ
ーの相対運動により測定精度が悪影響されることなしに
実施可能となる。各測定において、外径、内径、楕円率
、偏心率、壁厚等のパラメータを求めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による測定装置の第1実施例を示す概略
図であり、 第2図は別の実施例を示す概略図であシ、第3図は測定
速度を上昇させることを意図した本発明の実施例を示す
概略図である。 〔主要部分の符号の説明〕 1・・・管状試験物体 2・・・変換器 3・・・第1の単一反射面 4.5;6.7.5・・・合成反射鏡 4;6.7・・・補助反射面

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 試験物体に測定信号を発信しそして該試験物体に
    よって反射されたエコー信号を受信するだめの変換器と
    、該変換器および該試験物体に対向して配置された第1
    の単一反射鏡とを包含し、測定信号およびエコー信号が
    該試験物体の予め定められた断面平面内を進行せしめら
    れそして第1の伝送路に沿って該変換器と該試験物体と
    の間を案内されるようになっている管状試験物体のパラ
    メータ測定装置において、第2の合成反射鏡が設けられ
    ており、これによって測定゛信°号およびエコー信号が
    同じく該試験物体の上記断面平面内を進行せしめられそ
    して゛第2の伝送路に沿って該変換器と該試験物体との
    間を案内され、該第2伝送路の路長は関連する上記第1
    伝送路の路長工りも、該試験物体に向け、て測定信号が
    発せられて第1伝送路を介して第1の複合エコー信号が
    受信されるまでの時間と、第2伝送路を介して第2の複
    合エコー信号が受信されるまでの時間との2つの時間の
    時間差j;該両複合エコー信号が互に影響し合わない程
    度に十分大であるようによシ長く設定されていることを
    特徴とする測定装置。 2 該合成反射鏡が該変換器から遠ざかる方向に面を向
    けそして該変換器の主軸線に対して予め定められた角度
    をもって配置された反射面を含むことを特徴とする特許
    請求の範囲第1項に記載の測定装置。 3、該合成反射鏡が該変換器の方向に面を向けそして該
    変換器の主軸線および該変換器から遠ざかる方向に面を
    向けた反射面の主軸線に対して、上記第2伝送路が3つ
    の直線線分から、構成されるような角度をもって配置さ
    −れた1つの補助反射面を含むことを特徴とする特許請
    求の範囲第2項に記載の測定装置。 4.該合成反射鏡がさらに該変換器の方向に・面を向け
    た補助反射面と該変換器から遠ざかる方向に面を向けた
    補助反射面とを含み、該2つの補助反射面は上記第2伝
    送路が4つの直線線分から構成されるように該変換器並
    びに前記変換器から遠ざかる方向に面を向けた反射面に
    関して配置されていることを特徴とする特許請求の範囲
    第2項に記載の測定装置。 5、該第1の単一反射鏡と該第2の合成反射鏡とが互に
    関して、該変換器によって発せられた測定信号パルスが
    直径方向に互に反対の2つの方向から該試験物体に送ら
    れるよう配置されていることを特徴とする特許に記載の
    測定装置。 6、該第1の単一反射鏡と該第2の合成反射鏡とが全体
    として該変換器の主軸線を中心として回転可能であるこ
    とを特徴とする前記特許請求の範囲第1項乃至5項のい
    ずれかに記載の測定装置。 7、 特許請求の範囲第5項または第6項による装置の
    複数を組合わせて包含する管状試験物体のパラメータ測
    定装置。
JP57174111A 1981-10-05 1982-10-05 管状試験物体のパラメ−タ測定装置 Granted JPS5871403A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8104526 1981-10-05
NLAANVRAGE8104526,A NL185585C (nl) 1981-10-05 1981-10-05 Stelsel voor het meten van parameters van een pijp- of buisvormig meetobject.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5871403A true JPS5871403A (ja) 1983-04-28
JPH0216966B2 JPH0216966B2 (ja) 1990-04-19

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ID=19838165

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US (1) US4502330A (ja)
EP (1) EP0076553B1 (ja)
JP (1) JPS5871403A (ja)
DE (1) DE3271175D1 (ja)
NL (1) NL185585C (ja)

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