JPS617408A - 超音波パルスによる壁厚測定のさいの音響走行路誤差を補正するための回路装置 - Google Patents

超音波パルスによる壁厚測定のさいの音響走行路誤差を補正するための回路装置

Info

Publication number
JPS617408A
JPS617408A JP60001377A JP137785A JPS617408A JP S617408 A JPS617408 A JP S617408A JP 60001377 A JP60001377 A JP 60001377A JP 137785 A JP137785 A JP 137785A JP S617408 A JPS617408 A JP S617408A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
square wave
wall thickness
wave signal
circuit
pulse
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP60001377A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0342765B2 (ja
Inventor
クラウス・フオルクマン
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.)
Krautkraemer GmbH
Original Assignee
Krautkraemer GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krautkraemer GmbH filed Critical Krautkraemer GmbH
Publication of JPS617408A publication Critical patent/JPS617408A/ja
Publication of JPH0342765B2 publication Critical patent/JPH0342765B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D3/00Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
    • G01D3/02Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for altering or correcting the law of variation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Technology Law (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

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 この発明は、壁厚測定のために別々の電気音響変換器に
よって超音波パルスを発生して受信するようになってい
て、試験片中の超音波ノξルスの走荷時間にそれぞれ比
例I7た持続時間を持った方形波信号(一次方形波信号
)を発生するためのゲート論理回路、この方形波信号を
ノルス発生器の計数パルスと結合するための4ND回路
、及びこのAND回路の後ろに接続されたパルス計数器
を備えている。超音波パルスによる壁厚測定の際の音響
走行路誤差を補正するための回路装置に関する。
従来の技術 壁厚測定のために二つの電気音響変換器をプローブ(い
わゆる送受信プロー))に並べて配置することは、例え
ばドイツ国特許第1698115号及び同第19123
10号から知られている。一方の変換器(送信変換器)
が試験片中に超音波パルスを発生し且つ同時に方形波信
号の形成を開始させる。他方の変換器(受信変換器)が
試験片の後壁で反射した超音波゛パルスを受信して方形
波信号を終了させる。方形波信号の持続時間はそれゆえ
試験片中の超音波パルスの走行時間に一致する。
試験片中での音速Cを用いて試験片中の音響走行路eは
方形波信号の測定された持続時間tから求めることかで
きる。すなわち、s、=c−tである。
後壁での超音波パルスの反射のためは決定されるべき壁
厚dはd−%8である。
方形波信号の持続時間は計数ノルスを用いて求められる
。この目的のために、AND回路に計数パルスと方形波
信号とが供給され、そして方形波信号の持続時間中にプ
ントゲートの出力に存在する計数パルスが計数器におい
て計数される。
発明が解決しようとする問題点 この既知の壁厚測定法には、変換器の幾何学的配置のた
めに、変換器間隔に対して非常に太きいとはいえない壁
厚の場合には、試験片を通る音響走行路が壁厚の2倍よ
りもかなり大きいという欠点がある。注意するべきこと
であるが、超音波信号を受信する受信変換器は、送信変
換器から試験片表面に垂直でない方向に放射された音響
ビームだけを受信することができる。その音響ビームは
試験片表面に対する垂線に対して角αを呈することにな
り、この角度は幾何学的配置からα−tan−’2/2
dであることがわかる、これにより音響走行路は壁厚の
2倍よりも大きい、s = 2d/cosαが成立する
試験片中におけるのと同じ音速を有し且つ既知の厚さを
持った試験試料を用いて壁厚測定装置を調整することに
よってこの音響走行路誤差を補正することは既知である
この場合の欠点は、別の壁厚測定範囲に又は別の試験片
材料にかわる際にはその都度新たに測定装置を調整しな
ければならないことである。
その都度の壁厚測定範囲に無関係に且つ試験試料を使用
しないで音響走行路誤差を補正することができる回路装
置を提供するという課題がこの発明の基礎になっている
この課題は特許請求の範囲第1項の特徴記載部分の諸特
徴により本発明に従って解決される。
特許請求の範囲の従属環は本発明の特に有利な実施態様
を与えるものである。
この発明の詳細事項及びその他の利点は実施例に従って
第1図乃至第4図を用いて説明される。
実施例 第1図は電気音響送信変換器2及び電気音響受信変換器
3を備えたプローブ1を示している。プローブ1は試験
片4上にあってこれに音響的に結合されている。明瞭に
示すために且つ又この発明の思想にとって重要ではない
ので、電気音響変換器1又は2と試験片4との間の前走
区間は図示されていない。5及び6で音響ビーム限界が
線図的に示されている。線7で送信変換器2から受信変
換器3までの主音響ビームが表示されている。このm7
は、以下の考察においては音響走行路Sに対応するもの
とする。変換器2及び3の中心距離はgで、又試験片4
の測定されるべき壁厚はdで表示されている。
第1図から、音響走行路5=2dlcoBαであること
がわかる。角αはα=’tan″″1g/2dによって
与えられ、従って一定の変換器間隔gの場合には壁厚d
によって決まる。変換器間隔gに対して非常に大きい壁
厚dの場合には、角αは非常に小さくなり、従ってco
sαz1であるのでd ; S/2となる。それゆえ音
響走行路の半分が比較的正確に試験片4の実際の壁厚d
に対応する。
試験片4の壁厚dが変換器間隔gの大きさの程度である
場合には、CO8αく1を考慮しなければならないので
、前述の考察はもはや通用しない。
指示された測定値は実際の壁厚dよりも大きい。
それゆえ測定値は1/cosαに対応する関数で補正さ
れなければならない。この補正は第2図に示された本発
明に従う回路を用いて行われる。
第2図において8でパルス送信器が表示されており、こ
れはプローブ1の送信変換器2に接続されると共に、第
1増幅器9を経てゲート論理回路11の第1入力に接続
されている。プローブ1の受信変換器3は第2増幅器1
0を通してゲート論理回路11の第2入力に接続されて
いる。ゲート論理回路11は通常フリップフロップ回路
である。
ゲート論理回路1]の出力は本発明により低域フィルタ
12に接続されており、これの出力は比較器13の第1
入力13aに接続されている。比較器の第2入力131
)には加減直流電圧源17が接続されている。比較器1
3の出力13CはANDゲート14の第1入力に接続さ
れており、これの第2入力にはパルス発生器15が接続
されている。ANDゲート14の後ろにはディジタル計
数器16が接続されている。
次に第3図g乃至第3図gに従って、本発明による第2
図の回路の動作を詳細に説明する。
/ξルス送信器8は所定の間隔で電気的送信パルスを発
生し、このパルスは送信変換器2に達し且つ又第1増幅
器9を経てゲート論理回路11の第1入力に達する。送
信変換器2はその送信パルスを超音波パルスに変換し、
そしてこの超音波パルスは試験片4に入り、これの後壁
で反射され、受信変換器3で受信されて電気的受信パル
スに変換される。この受信ノξルスは第2増幅器10を
経てゲート論理回路11の第2入力に達する。
第3図gにおいて91はゲート論理回路11の第1入力
に存在する送信パルスを示し、このパルスは試験片への
超音波信号の入力時点を表示しており、又101はゲー
ト論理回路11の第2入力に存在する受信パルスを示し
ている。それでゲート論理回路11の出力には第3図す
に示されたように電圧振幅110を持った一次方形波信
号111が現われるが、これの信号持続時間Ti1lは
パルス91と101の時間的間隔に等しい(すなわちT
111:=tx −to’)。従って、方形波信号の持
続時間’、1’ 111は超音波パルスめ試験片中の走
行時間に等しい。試験片中での音速が既知の場合には、
この走行時間から音響経路が決定される。
一次方形波信号111は本発明により低域フィルタ12
(第2図)に供給される。この低域フィルタにより一次
方形波信号の急峻な縁部は指数関数的な経過をたどる(
第3図gの曲線121参照)。この指数関数的経過はフ
ィルタの段数、すなわちフィルタ素子の数及び低域フィ
ルタ12の選択された時定数によって決まる。
非常に長い一次方形波信号111の場合には、すなわち
coθαz1のときには、低域フィルタ12の出力電圧
121は第3図gに示されたように最大値110に達す
る。低域通過の際には後縁12」bは前縁121aとは
逆にならなければならない。比較器13の二次方形波信
号131は、それの比較電圧130が一次方形波信号1
11の電圧振幅1100丁度半分の大きさになっている
ものであって、実際一次方形波信号111の立上り縁部
に対して時間△t1=:t2−toだけ遅延している。
しかし、後縁121bも又第3図Cから知られるように
等しい遅延△t1=△t2二t3−tlを呈するので、
両方の方形波信号111及び131は等しい持続時間(
すなわちT131=T111)を有する。
音響走行路、従って音響走行時間が非常に短い場合には
、送信パルス及び受信パルスは第3図gに示されたよう
により短い間隔を有している。91はやはり送信パルス
を表示し、又10゛2は短い音響走行時間に対応する受
信ノξルスを表示している。
一次方形波信号はそれに対応して第3図fの曲線112
に示されるようにより短くなる。この短い方形波信号1
12のために低域フィルタ12の出力電圧は一次方形波
信号の後縁の到達時には完全な電圧振幅110にまだ達
していない(曲線121参照)。
比較器13の比較電圧130には、比較的長い一次方形
波信号の場合の遅延時間Δt2に比べて比較的短い遅延
時間△t3二t5−t’4の後に到達する。
比較器の出力における二次方形波信号132の持続時間
T132はそれ故一次方形波信号112の持続時間T1
12よりも短い。
低域フィルタ12を適当に設計することによって、一次
方形波信号に対する二次方形波信号の短縮量を、音響走
行路誤差に影響を与えるパラメータ、例えばそれぞれの
プローブの変換器間隔に適合させることができる。
二次方形波信号131.132はそれ故音響走行路誤差
に応じて補正され、そして既知のようにANDゲート1
4′に供給されるが、このゲートは又同時にパルス発生
器15から所定のパルス繰返数で計数パルスを受けてい
る。後置の計数器16においては二次方形波信号1.3
1.132の持続時間中に存在する、この計数ノルスを
計数して壁厚の値として表示し且つ(又は)更に処理す
る。
第4図は持続時間が0.15μsを越える一次方形波用
の2段の低域フィルタ12の設計例を示している。この
フィルタは3つの抵抗150.151及び152と2つ
のコンデンサ153及び154とからなっている。次の
設計値、すなわち抵抗150は2.2キロオーム、抵抗
151は2.2キロオーム、抵抗152は8.8キロオ
ーム、コンデンサ153は50ピコフアラツドゝ(pF
)、コンデンサ154は200ピコフアラツド(pF)
というそれぞれの値により、有効変換器間隔gが2胴で
ある送受信プローブに関する音響走行路誤差を鋼の試験
片について1咽の壁厚から補正することのできるフィル
タが得られる。
変換器2,3と試験片との間に前走区間が使用されてい
る場合には、種々の長さの前走区間又は種々の前走時間
を補償するために、比較電圧130の高さを、一次方形
波信号の高さの半分の値とは、都合よく異なるようにで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は試験片における音響ビームの走行を示す。 第2図は本発明による3回路装置の構成図である。 第3図gから第3図gまでは、第2図の回路装置の種々
の位置における電気的信号の時間的経過を示すノξルス
波形図である。 第4図は低域フィルタの設計例を示す。 これらの図面において、■はプローブ、2は送信変換器
、3は受信変換器、4は試験片、7は主音響ビーム(音
響走行路)、gは変換器間隔、dは壁厚、11はゲート
論理回路、12は低域フィルタ、13は比較器、17は
加減直流電圧源、111゜112は一次方形波信号、1
30は比較電圧、131゜132は二次方形波信号を示
す。 (外5名) FtG、I FIG、 4

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)壁厚測定のために別々の電気音響変換器によつて超
    音波パルスを発生して受信するようになつていて、試験
    片中の超音波パルスの走行時間にそれぞれ比例した持続
    時間を持つた方形波信号(一次方形波信号)を発生する
    ためのゲート論理回路、この方形波信号をパルス発生器
    の計数パルスと結合するためのAND回路、及び該AN
    D回路の後ろに接続されたパルス計数器を備えている、
    超音波パルスによる壁厚測定のさいの音響走行路誤差を
    補正するための回路装置において、 ゲート論理回路(11)の後ろに低域フィルタ(12)
    が接続されていて、これが比較器(13)の第1入力(
    13a)に接続されていること、 比較器(13)の第2入力(13b)に比較電圧(13
    0)を発生する直流電圧源(17)が接続されているこ
    と、及び ゲート論理回路(11)によつて発生された一次方形波
    信号(111、112)の持続時間に対するその都度比
    較器(13)の出力(13c)に形成された二次方形波
    信号(131、132)の持続時間の比が試験片(4)
    中の音響走行路(7)に対する試験片(4)の壁厚(d
    )の比に比例するように低域フィルタ(12)の時定数
    が選定されていること を特徴とする、前記の超音波パルスによる壁厚測定の際
    の音響走行路誤差を補正するための回路装置。 2)前記低域フィルタ(12)が2次フィルタであるこ
    と を特徴とする、特許請求の範囲第1項に記載の回路装置
JP60001377A 1984-01-14 1985-01-08 超音波パルスによる壁厚測定のさいの音響走行路誤差を補正するための回路装置 Granted JPS617408A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3401144A DE3401144C1 (de) 1984-01-14 1984-01-14 Schaltungsvorrichtung zur Korrektur des Schallaufwegfehlers bei der Wanddickenmessung mit Ultraschallimpulsen
DE3401144.7 1984-01-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS617408A true JPS617408A (ja) 1986-01-14
JPH0342765B2 JPH0342765B2 (ja) 1991-06-28

Family

ID=6224977

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60001377A Granted JPS617408A (ja) 1984-01-14 1985-01-08 超音波パルスによる壁厚測定のさいの音響走行路誤差を補正するための回路装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4570486A (ja)
JP (1) JPS617408A (ja)
DE (1) DE3401144C1 (ja)
GB (1) GB2153075B (ja)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4639669A (en) * 1983-09-26 1987-01-27 Lockheed Missiles & Space Company, Inc. Pulsed electromagnetic nondestructive test method for determining volume density of graphite fibers in a graphite-epoxy composite material
FR2566130B1 (fr) * 1984-06-15 1987-11-20 Labo Electronique Physique Appareil d'examen de milieux par echographie ultrasonore
DE3601373A1 (de) * 1985-01-22 1986-08-28 Siderca S.A. Industrial y Comercial, Capital Federal Vorrichtung zur dickenmessung mit hilfe von ultraschall
DE3707048A1 (de) * 1987-03-05 1988-09-15 Ktv Systemtechnik Gmbh Ueberwachungssystem bei der elektrodynamischen wanddicken- und fehlerpruefung
US4814703A (en) * 1987-08-04 1989-03-21 The Boeing Company Method and apparatus for gap measurement between a graphite/epoxy structure and a metallic model
US4881409A (en) * 1988-06-13 1989-11-21 Westinghouse Electric Corp. Multi-point wall thickness gage
US4989616A (en) * 1989-08-28 1991-02-05 Lee Jr Alexander Y Monostatic anti-bruxism device
US5341345A (en) * 1993-08-09 1994-08-23 Baker Hughes Incorporated Ultrasonic stand-off gauge
US5513531A (en) * 1993-09-01 1996-05-07 Combustion Engineering, Inc. Ultrasonic system for measurement of thin layers
US5723791A (en) 1993-09-28 1998-03-03 Defelsko Corporation High resolution ultrasonic coating thickness gauge
US5608165A (en) * 1996-05-06 1997-03-04 Ford Motor Company Ultrasonic thickness gauge for multilayer plastic fuel tanks
DE19741586C1 (de) * 1997-09-20 1999-07-29 Theysohn Friedrich Fa Ultraschallmeßgerät mit Sender und Empfänger für die Ortung der geometrischen Lage der Grenze zwischen einem ersten und einem zweiten Stoff von einem Bezugsort
US7272529B2 (en) * 2005-07-08 2007-09-18 Honeywell International, Inc. Dual wall turbine blade ultrasonic wall thickness measurement technique
US20100111816A1 (en) * 2007-03-30 2010-05-06 Powdertech Co., Ltd. Inorganic particle-containing emulsion and manufacturing method of a particle by using the inorganic particle-containing emulsion
US8286488B2 (en) * 2009-05-01 2012-10-16 General Electric Company Apparatus and system for measuring material thickness
US8156784B2 (en) * 2009-12-04 2012-04-17 Olympus Ndt, Inc. System and method for derivation and real-time application of acoustic V-path correction data
GB2512835A (en) 2013-04-08 2014-10-15 Permasense Ltd Ultrasonic detection of a change in a surface of a wall
RU2707199C1 (ru) * 2018-12-18 2019-11-25 Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" Способ определения толщины изделия при одностороннем доступе

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3486368A (en) * 1967-03-22 1969-12-30 Branson Instr Ultrasonic inspection apparatus
US4182155A (en) * 1978-09-22 1980-01-08 Panametrics, Inc. Method and apparatus for zero point calibration of ultrasonic thickness gauge
JPS5892811A (ja) * 1980-12-08 1983-06-02 Teitsuu Denshi Kenkyusho:Kk 超音波式厚さ測定方法
US4437332A (en) * 1982-09-30 1984-03-20 Krautkramer-Branson, Inc. Ultrasonic thickness measuring instrument

Also Published As

Publication number Publication date
GB2153075B (en) 1987-09-03
JPH0342765B2 (ja) 1991-06-28
DE3401144C1 (de) 1984-10-25
US4570486A (en) 1986-02-18
GB8500823D0 (en) 1985-02-20
GB2153075A (en) 1985-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS617408A (ja) 超音波パルスによる壁厚測定のさいの音響走行路誤差を補正するための回路装置
US5123286A (en) Electric measuring device for measuring the propagation delay of an electrical signal
US4079315A (en) Method and apparatus for measuring time interval between two pulse signals
US3641817A (en) Ultrasonic flowmeter
US4567766A (en) Piezoelectric ultrasonic apparatus and method for determining the distance from a predetermined point to a target
US6314055B1 (en) Range measuring system
US3953823A (en) Velocity measurement apparatus using pulsed ultrasonic waves
US5201225A (en) Instrument for measuring thickness of coated plate and method thereof
US20030035342A1 (en) Range measuring system
JPS5856085B2 (ja) 超音波パルスによる厚みまたは異常個所の深さを測定する方法および装置
JPH0143881B2 (ja)
JPS60125513A (ja) 超音波による塗膜上からの板厚測定装置
JPH0271146A (ja) パルス反射法による超音波の往復時間精密測定法
US5507184A (en) Process and apparatus for activating a time gate in the ultrasonic testing of materials using the impulse-echo system
RU2052769C1 (ru) Ультразвуковой способ измерения толщины изделия с большим затуханием ультразвука и устройство для его осуществления
RU1820230C (ru) Устройство дл измерени скорости распространени ультразвуковых колебаний
RU1820233C (ru) Способ определени акустического сопротивлени переходного сло
JPS58167983A (ja) 超音波距離測定装置
RU2085858C1 (ru) Ультразвуковой способ определения объема продукта, прошедшего по трубопроводу, и устройство для его осуществления
JPH01100414A (ja) 超音波流速測定装置
JPS6042405B2 (ja) パルス式超音波ドツプラ−流速計
JPS61100616A (ja) 流量測定装置
SU1307325A1 (ru) Измеритель скорости ультразвука
SU972238A1 (ru) Акустический уровнемер
RU2121699C1 (ru) Способ измерения расстояния