JPS59176616A - 電磁超音波厚さ測定装置 - Google Patents

電磁超音波厚さ測定装置

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JPS59176616A
JPS59176616A JP5050183A JP5050183A JPS59176616A JP S59176616 A JPS59176616 A JP S59176616A JP 5050183 A JP5050183 A JP 5050183A JP 5050183 A JP5050183 A JP 5050183A JP S59176616 A JPS59176616 A JP S59176616A
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JP
Japan
Prior art keywords
thickness
output
echo
peak value
coil
Prior art date
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Pending
Application number
JP5050183A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Tsuchiya
賢治 土屋
Minoru Fujimoto
実 藤本
Takashi Kadowaki
門脇 孝志
Susumu Ito
将 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B17/00Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
    • G01B17/02Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations for measuring thickness
    • G01B17/025Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations for measuring thickness for measuring thickness of coating

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】 (利用分野) 本発明は10.砂原音波11さく111定装置に関する
ものであり、特に金属被検材の肉厚およびその上の塗装
膜厚を1illl定することのできろ軌磁超音波厚さ測
定装置に13■するものである。
(背 景) 石油化学、原子カプラント等においては、lンク、7−
/ング、配管等の減肉や、その上の塗装膜厚の計測なま
、安全性の確保上、きわめて重快な項目となっており、
消防法等においても塗装膜厚さ、肉厚等の規制が行なわ
れている。
従来、この塗装膜厚oj定及び肉厚計測は各々別個の肢
仮により行なわれている。
鋼材上の塗装膜厚さを測定する装置としては、第1図に
示すものが知られている。
すなわち、鋼材碌どの被検材5の上の塗装膜4上に、鉄
心2を有するコイル3を設置し、これを交流電源1で励
磁する。
このとき、コイル3に流れる′1流をIとすると、塗装
膜4の厚さDにより、コイル3のインダクタンスが変化
する1、このため、塗装膜厚さDと電流Iとの関係は第
2図のよう−になる。
故に、屯流工の値に基づいて厚さDを計測することが・
できる。これが従来の塗装膜計測器の原理である。
このような従来の塗装膜厚測定装置は、塗装膜厚さによ
るコイルインダクタンスの変化を計測の原理としている
ため、塗装膜下の金属は強磁性材でなければ使用できな
いといり大きな欠点がある。
一方、被検材の肉厚 を計測するには、圧電素子を用い
た葬音波厚さ計が広く用いられている。
し刀・し、この場合には、金属狡面と厚さ肘用プローブ
との間に塗11!□(、ff1Lスケール等の被Bへが
あると、正確な測定が出来ない。、このために、肉厚測
定の1こびに該被膜を除去しなければならず、この被膜
除去作泉に多大の経費と時間を要している。
したがって、前記被検材表面の被膜を除去することなく
、正確に被検材の肉厚を測定出来る厚さ計の開発が強く
望′まれ又いる。
こり上うなニーズに応じるものとして1(T、磁超音波
ケ用いた厚さhlがある。以下その動作LS<理を説明
する。
第3図の10は探触子またはグローブで、金6捷たけ被
検利5の表面に静磁界を発生させるコイル(励磁コイル
)11と、超音波の送受信に用いルコイ/’ (rA受
(t コイル)I2と〃・らイアを成される。
励磁コイル11により、被検材50表面に垂1aに磁束
密度Bなる静磁界を与え、送受信コイル12に高周波パ
ルス電流Itを流すことにょシ被検材(金属)50表面
に渦電流1eを発生させる。
この渦電流Ieと前記磁界Bにより、フレミングの左手
の法則に基ずくローレンッカFが被検材に働き、機械的
変位(超音波)が被検材50表面に発生する。
該超音波は被検材5中を垂直に、厚さ方向に伝搬し、裏
面にて反射し、再び表面に戻ってぐる。
戻って来た超音波は、静磁界Bとの相互作用により、フ
レミングの右手の法則に基づく起電力を生じ、被検材5
0表面に再び渦電流Ie’を発生させる。
そして、さらに該渦電流Ie’の振動周波数に応じた磁
界を発生する。この磁界を送受信コイル12によりVr
なる1圧として受信する。
上記の説明から明ら矛・なように、電磁超音波による厚
み測定では、被検材50表面に被M4があっても、超音
波は直接、成磁カにょシ被検材5の表面に発生するので
、被膜4は被検材1の肉厚を1H+J定する障害となら
ない3、 しか1−1この様な電磁超音波を用いて肉厚〒7111
戻する14合にも、以下に説明するような欠点がろつ 
ブこ 。
tぞ来装置に訃いては、第4図に示した様に、送信時点
より、被塗材底面からの反射波(第1底面エコー)Bl
  が設定値vthと交わる点壕での時間tを計θ11
シ、該時間tの歿に音速を掛けて肉厚Wをr出している
1、 なお、第4図において、横軸は時間、縦111++はG
受(INコイル12に受信ぜれる信号のエコー重圧であ
る。壕だ、Tは直接波による信号屯圧でめる。
この様なρb作原理のべ磁超音波厚さ計を用いて、塗装
膜上より肉厚計測を行なう場合、塗装膜の厚さによって
」り定誤差が生じるという欠点がある。
これは第5図の塗装膜厚さD (1M軸)とエコー内、
圧(#?i軸)どの関係n0L1  がら分る様に、塗
装膜の厚さD(即ちギャップ)が厚くなると、第4図拠
点線で示したように、底面エコーが小さくなり、これに
伴って、計測時間がΔt だけ変化することによるもの
である。
(目 的) 本発明は、上記のような従来技術のもつ欠点を除去し、
塗装膜下の被検材が導電性であれば、塗装膜及び被検材
の厚さを共に計fil+することのできる紙磁超音波厚
さ計を提供するものである。
(概 要) 本発明の特長とするところは、電磁超音波の受信(エコ
ー)信号の大きさくレベル)が、塗装膜厚さによって一
義的に決まることを利用して塗装膜厚さを計測し、また
、被検材上に電磁超音波が直接発生することを利用して
被検材厚さを計測するようにした点にある。
(実施例) 以下、本発明の具体的実施例について説明する。
第6図はその実施例のブロック図で、同図中、第3図と
同一の符号は、同−凍だは同等部分をあられしている1
、 励磁コイル11は励磁電源13に、また、送受信コイル
12はパルス発生器14及びアンプ15に接続されてい
る1、アンプ15の出力は検波器16に接続され、検波
器16の出力は、ピークホールド器17及びエコ一時間
−厚さ変換器19へ接続されている。
ピークホールド器17の出力は、スイッチ23及びエコ
ー[ζ圧−膜厚変換器18に接続されている4、エコ一
時同一厚さ変換器19及びエコー「IL圧=if%厚変
換器18の各出力は、切替スイッチ22を介して、我示
器20に接続されている。
スイッチ23は差動アンプ21の−っの入力端に接続さ
れ、差動アンプ21の他の入力端には設定電圧vgoが
入力されている。差動アンプ21の出力は、アンプ15
ヘフイードバツクされ、差動アンプの出力に応じてアン
プ15のゲインが変化し、検波器16のピーク値が一定
に保持されるようになっている。
なお、前記の2つのスイッチ22.23は連動しておシ
、図示のように、スイッチ22がエコ一時間−厚さ変換
器19に切替えられているとき、切替スイッチ23は閉
成される、1 このような構成をもつ装置の動作を、以下に説明する。
励磁電源13により励磁コイル11を励磁した状態で、
送受信コイル12をパルス発生器14によりパルス励磁
すると、第3図に関して前述したように、電磁超音波が
被検材5の表向に発生する。。
この場合の受信波形、すなわち、検波器16の出力波形
は、前記した第4図のようになる。ここで、エコー信号
Bl(第1底面エコー)のピーク値とi′rL装膜厚さ
Dとの間には、前述したように、第5図に示したような
関係がちる。すなわち、エコfij号のピーク値1.3
かわかれば、塗装膜厚さDり知ることがてきるー ・Lれ故に、第6図の装置にお−いて、スイッチ22を
エコーIル圧−膜厚変換器18のザ11へ切替え、スイ
ソブー23 ’;i:オフにしておけば、ピークホール
ド器17の出力は、エコーill圧−膜厚変換?、″!
118(+1一体的には、例えは、第5図にボしたグラ
フを記1、へしたメ七す回路よりなることができる)を
へて、表示器20へ伝送され、塗装膜4の厚さDが表示
される。
このようにして塗装膜4の厚さを計測した後1、スイッ
チ22を時間−厚さ変換器19の側へ切替え、スイッチ
23をオンとし、ピークホールド器17の出力を差動ア
ンプ15にフィードバックする。l このようにすると、差動アンプ15は、ピークホールド
器17の出力が設定値vgoと一致するように作動する
。すなわち、検波器16の出力であるエコー信号の大き
さは一定となる。
この状態で、検波器16の出力をエコ一時間−厚さ変換
器19(第4図の時間tを計測し、これを長さまたは厚
さに変換する回路で、具体的には、例えば、クロックカ
ウンターと、カウント数を長さに変換するメモリ回路と
よりなることができる)に供給し、被検材5の厚さを検
出する。厚さを表わす信号は、スイッチ22を介して表
示器20へ伝送されるので、表示器20には被検材5の
厚さWが表示される4、 こ\で、エコー信号の大きさまたはレベルを一定にする
のは、第4図に関して前述したよりに、エコー信号の大
きさによって、エコ一時間tがΔtだけ変化し、厚さ計
測上の誤差となることを防止するためである。) なお、以上においては、ピークホールド器17の出力レ
ベルを一定にするために、増幅器15の利得を変化させ
たが、底面エコーのレベル制卸の他の方法として、プロ
ーブ内の励磁コイルの励磁f’c ′f!:制御したり
、あるいは、送受信コイルの励磁分を制御したりしても
、同様の目的を達することができるのは訂うまでもない
(効 果) 以上の説明から明らかなように、本発明によれに11次
のような効果が達成される。
(1)  ただ−個の装置で、スイッチを切替えるたけ
で、被検金属材の肉厚と、その上に設けられた塗装膜厚
の両者を、それぞれ独立に測定することができる1゜ (2)被検材の厚さ測定誤差を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の塗装膜厚さ測定装置の原理的構成図、第
2図は第1図におけるコイル亀流Iと膜厚りとの関係を
示す図、第3図は亀磁超自邊厚み計の原理的構成図、第
4図は受信エコー・1圧レベルとエコー受信時間との関
係を示す図、第5図は醜磁超音波厚み計における受信エ
コー亀圧レベルと塗装膜厚りとの関係を示す図、第6図
は本発明の一実施例のブロック図である。 4・・・塗装膜、5・・・被検材(会^)、10・・・
探触子、11・・・励磁コイル、12・・・送受信コイ
ル、13・・・励磁電源、14・・・パルス発生器、1
5・・・アンプ、16・・・検波器、17・・・ピーク
ホールド器、18・・・エコー電圧−膜厚変換器、19
・・・エコ一時間−厚さ夏換器、20・・・表示器、2
1・・・差動アンプ 代理人弁理士  平 木 道 人 オ 1  N 才3図 第2図 ■ 第5図 1 す共成ルさ 24  悶 26図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被検材に静磁界を与える′電磁石、および前記被
    検材にN!’h ′li流を発生させる送受信コイルを
    内蔵する11磁超音波探触子と、前記送受(Jコイルに
    受信ぼれたエコー電圧を増幅検波する増幅検波器と、そ
    の検波出力のピーク値を保持するピークホールド器と、
    エコー電圧のピーク値および被検材表面の塗装膜厚さ間
    の関係を記憶し、前記エコー電圧ピーク値の人力に応じ
    て前記塗装膜厚さケ表わす信号を出力するエコー区圧−
    膜厚変換器とを具備したことを特徴とする電磁超音波厚
    さ測定装置。
  2. (2)被検材に靜磁界を与える電磁石、および前記被検
    材に渦電流を発生させる送受信コイルを内蔵する電磁超
    音波探触子と、前記送受信コイルに受信されたエコー電
    圧を増幅検波する増幅検波器と、その検波出力のピーク
    値を保持するピークホールド器と、前記ピーク値を基準
    値と比較する手段と、前記比較手段の差出力に応じて、
    増幅検波器の出力を制御し、前記差出力を零にする手段
    と、前記送受信コイルに送信信号が供給されて刀・らエ
    コー電圧が受信される址でのエコ一時1fj+を計測す
    る手段と、前記エコ一時間および仮構材厚さ間の関係を
    記憶し、前記エコ一時間の入力に応じてF41j記被検
    材厚さを表わす記号を出力するエコ一時間−厚さ変換器
    とを具備したll!磁超音波厚さ測定装置。
  3. (3)検波器の出力を制御する手段は、比較手段の差出
    力に応じて、受信エコー電圧の増幅度を制御するもので
    あることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の電磁
    超音波厚さ測定装置。
  4. (4)検波器の出力を制御する手段は、比較手段の差出
    力に応じて、送受信コイルへの送信信号電流を制御する
    ものであることを特徴とする特許Crt求のり・1j、
    間第2項記載の屯磁超音波厚さ測定装置。
JP5050183A 1983-03-28 1983-03-28 電磁超音波厚さ測定装置 Pending JPS59176616A (ja)

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JP5050183A JPS59176616A (ja) 1983-03-28 1983-03-28 電磁超音波厚さ測定装置

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JP5050183A JPS59176616A (ja) 1983-03-28 1983-03-28 電磁超音波厚さ測定装置

Publications (1)

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JPS59176616A true JPS59176616A (ja) 1984-10-06

Family

ID=12860693

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JP5050183A Pending JPS59176616A (ja) 1983-03-28 1983-03-28 電磁超音波厚さ測定装置

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JP (1) JPS59176616A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0196020A2 (de) * 1985-03-27 1986-10-01 Pipetronix GmbH Molch für elektromagnetische Prüfungen an Rohrleitungswandlungen aus Stahl sowie Verfahren hierzu
KR20150080029A (ko) * 2013-01-22 2015-07-08 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 결함 위치 보정 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0196020A2 (de) * 1985-03-27 1986-10-01 Pipetronix GmbH Molch für elektromagnetische Prüfungen an Rohrleitungswandlungen aus Stahl sowie Verfahren hierzu
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