JPS6249921B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6249921B2
JPS6249921B2 JP55172076A JP17207680A JPS6249921B2 JP S6249921 B2 JPS6249921 B2 JP S6249921B2 JP 55172076 A JP55172076 A JP 55172076A JP 17207680 A JP17207680 A JP 17207680A JP S6249921 B2 JPS6249921 B2 JP S6249921B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thickness
pulse
clock pulse
clock
ultrasonic
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.)
Expired
Application number
JP55172076A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5892811A (ja
Inventor
Isao Narushima
Morio Nakano
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.)
TEITSU DENSHI KENKYUSHO KK
Original Assignee
TEITSU DENSHI KENKYUSHO KK
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 TEITSU DENSHI KENKYUSHO KK filed Critical TEITSU DENSHI KENKYUSHO KK
Priority to JP55172076A priority Critical patent/JPS5892811A/ja
Priority to US06/274,451 priority patent/US4388830A/en
Priority to DE19813126138 priority patent/DE3126138A1/de
Priority to GB8121286A priority patent/GB2089039B/en
Priority to FR8114069A priority patent/FR2496874B1/fr
Publication of JPS5892811A publication Critical patent/JPS5892811A/ja
Publication of JPS6249921B2 publication Critical patent/JPS6249921B2/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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は周期的に超音波パルスを被検材の一面
に入射しその底面からの反射エコーの時間の遅れ
を測定することにより、該被検体の厚さを測定す
る超音波式厚さ測定方法に関する。
本発明の目的は上述した反射エコーの遅れ時間
を測定するために用いるクロツクパルスの位相を
入射パルスの時系列順に適宜変えて計数すること
により、測定分離能の向上を計り、あるいは分解
能を低下させることなくクロツクパルスの周波数
を適宜低くすることを可能にする方法を提供する
ことにある。
以下図面を用いて説明する。従来の一般的な超
音波式厚さ測定装置の構成と動作を示すと第1図
に示すように同期信号発信器1により制御されて
一定の周期T1で電気的パルスを生成するパルス
送信器2、この電気的パルスを超音波パルスに変
換し、かつ反射エコーの音圧に受信してパルス電
圧に変換する探触子3、このパルス電圧を増幅す
る増幅部4、反射エコーの遅れ時間T2に等しい
電気的パルス幅を作る厚さパルス幅マルチバイブ
レーター5、該厚さパルスと水晶発振器を含むク
ロツクパルス発振器6の電圧とを受けるアンドゲ
ート7を通過したクロツクパルスを計数する計測
部8、該計測部8の計測量を表示する表示部9、
および各部に供電する電源部Sから構成されてい
る。
このような測定装置において、前記探触子3を
被検材10の一面に当接させてパルス送信器2か
ら周期T1の電気的繰返しパルスを探触子3に印
加すると、探触子3からは第2図イに示す如き波
形の超音波パルスが周期T1で被検材10に入射
し底面11で反射して時間T2だけ遅れて再び探
触子3に達し、第2図ロに示す如き波形の超音波
反射パルスが受信され直ちに探触子3により該反
射パルスに対応したパルス電圧に変換され、更に
増幅部4により増幅される。上記遅れ時間T2
被検材の厚さをW、超音波の該被検材中の伝搬速
度をCとすればT2=2W/Cである。そして厚さ
パルス幅マルチバイブレーター5は同期信号発振
器1の出力でONし、続いて増幅器4からの最初
の受信反射パルス電圧でOFFし、反射パルスの
遅れ時間T2に相当する第2図ハに示すような厚
さパルス電圧12を作り、この厚さパルス電圧1
2はアンドゲート7に送られる。他方クロツクパ
ルス発振器6において水晶発振器によつて作られ
た第2図ニに示すようなT3の周期を有するクロ
ツクパルス13がアンドゲート7に送られ、アン
ドゲート7からは第2図ホに示すようなクロツク
パルス列14が計測部8に送られて演算素子によ
りクロツクパルス列14を計数する。クロツクパル
ス列14に含まれるクロツクパルスの数がnであ
ればT2=2W/C=T3×nであり、 W=C×T3×n/2 として得られるので、これを表示部9により表示
する。
上述従来例の説明においては、原理上の説明に
は影響を与えないので同期発振器1と厚さパルス
幅マルチバイブレーターの間に通常挿入される零
点調整部を省いて説明した。
近時超音波式厚さ計の分解能に対するユーザー
の要求が厳しくなり、被検材中の音速は約10000
m/Sまで、測定分解能は0.1mm以上が要求され
てきた。音速10000m/S、分解能0.1mmとしたと
き従来例のような方法においては、クロツクパル
スの周期T3は2×10-8秒(20+1秒)、即ちクロ
ツクパルスの周波数50MHzが必要となる。一方、
現段階においては50MHzのような高い上限周波数
の半導体ICは消費電力が大きくかつ非常に高価
であり、製品価格が高くなる欠点があつた。
本発明は上記の点に鑑み、所望の分解能を変え
ることなく、しかも低い周波数のクロツクパルス
を用いて、被検体の厚さを測定する方法を提供す
る目的でなされたものであり、以下図面を用いて
本発明の実施例についてその構成と動作について
説明する。なお原理上の説明の範囲では影響を与
えないので、従来例の場合と同じく零点調整部を
省略して説明する。
第3図は本発明の実施例のブロツク図であり、
位相制御回路20、音速設定回路21を設ける他
は、第1図に示す従来例の測定回路と同じ構成で
ある。本実施例の各部の波形を第4図に示す。第
4図イは周期T1で被検材に入射する超音波パル
スで順次P1、P2、……で示す。同図ロは被検材の
底面からの超音波反射エコーで、上記P1、P2、…
…に対応するものをR1、R2、……で示す。同図
ハは厚さパルス幅マイチバイブレーター5の出力
側における遅れ時間T2に等しいパルス幅の厚さ
パルス電圧12を示し、以下説明のために区分し
て示す必要があるときは上記P1、P2、……に対応
するものをそれぞれ12―1、12―2、……と
して区分することがある。ここまでの動作は、従
来例と同様である。クロツクパルス発振器6は水
晶発振器を備え同期信号発振器の制御の下に周期
T4のクロツクパルスを発生させるが、前記入射
パルスP1、P2、……の時刻をt1、t2……としたと
き位相制御回路20の信号を受けて、時刻t1+T2
とt2、t2+T2とt3、……の中間の適宜時刻t1′、
t2′、……において前記クロツクパルスの位相を
2π/N(ラジアン)づつ進める。(あるいは遅
らせる。)そこで、クロツクパルス発振器6の出
力は第4図ニに示すように、クロツクパルスは、
その位相がt1〜t1′間はφ、t1′〜t2′間はφ+2
π/N、t2′〜t3′間はφ+(2π/N)×2、…
…のクロツクパルスが出力されてアンドゲート7
に入力される。一方アンドゲート7には前記厚さ
パルス電圧12が入力されるので、アンドゲート
7からは第4図ホに示すようなそれぞれ2π/N
づつ位相がずれているパルス列23―1、23―
2、23―3、……が順次計測部8に入力され
る。計測部8においては、演算素子により23―
1、23―2、……23―Nの相続くN個のパル
ス列についてクロツクパルスを計測し、一方被検
材中の音速に関する係数が音速設定回路21から
入力されて、クロツクパルス計量値に上記係数に
よる理論積を演算して、表示装置9に出力し、被
検材の厚さを表示する。ここで上記位相がφ
パルス23―1は前記従来例のパルス14と同等
のものである。
次に本実施例についてその効果を説明する。先
ず説明の便のために厚さパルスの時間幅T2が2T4
(T4はクロツクパルスの周期)、φ=0でN=
4すなわちクロツクパルス列23―1、23―
2、23―3、23―4が順次2π/4ラジアン
(90゜)づつ位相がずれている場合につき第5図
を用いて説明する。第5図イは厚さパルス12を
代表して示す。同図ロ,ハ,ニ,ホはそれぞれ上
記クロツクパルス23―1,……23―4を,同
図ヘ,ト,チ,リはクロツクパルスの立上りで計
数するとして,それぞれ厚さパルス12―1,1
2―2,12―3,12―4を測定するためのク
ロツクパルス数を縦太線で対応して示す。第5図
ヘは従来方法に対応するもので,計数値は2であ
るが,図より明らかに判かるようにクロツクパル
スの1サイクル(図にAで示す範囲)づつ計数す
るので, 従来方法の分解能は範囲Aに対応するT4とな
る。同図ト,チ,リにおいては位相が逐次90゜づ
つずれて上記第5図ヘのクロツクパルスの中間位
置で計数されそれぞれ計数値2となり,同図ヘ〜
リの4回の計数を行えばクロツクパルスの総計数
値は合計8となる。この場合の分解能は同図リで
2を計数した時点以後の範囲(同図にBで示す)
に対応するT4/4であることは明らかである。
すなわち従来例に相当する第5図ヘの場合に比し
分解能は4倍良好となる。換言すれば,クロツク
パルスの位相を変えない従来方法でクロツクパル
スの周期をT4/4(周波数としては4倍)とし
て測定した場合に相当する分解能を有することと
なる。クロツクパルスの周期をT4/4とした場
合のクロツクパルスを第5図ヌに,また,これに
より厚さパルス12を計数する状況を同図ルに示
す。
以上の特別の例から類推して容易に判かるよう
に,一般的にいつて,厚さパルスの幅T2を周期
T4のクロツクパルスで測定する場合,クロツク
パルス計測値がnであれば,被検材の厚さW=C
×T4×n/2で表わされ,厚さの分解能はC
T4/2である。(従来の測定方法に対応する。) 一方,厚さ幅T2を測定する方法として,周期
N T4のクロツクパルスで相次ぐN個の厚さパ
ルス(それぞれのパルス幅はT2)を2π/Nづつ
位相を変えて測定するときは,カウント数は
/N T×N=T/T=n,厚さW=C×T4
×n/2 で表わされ,分解能はC T4/2となり,前述
の従来の方法と同一分解能が,従来方法に比しク
ロツクパルスの周波数を1/Nに下げてもえられ
ることとなる。
次にもし厚さパルス幅T2を測定するに当つ
て,周期T4のクロツクパルスで相次ぐN′個の厚
さパルスを2π/N′づつ位相を変えて測定する
ときは,厚さの分解能はCT4/2N′となり,前記
の従来の方法に比べてN′倍良好となる。
本発明の最も簡単な具体例を述べれば,クロツ
クパルス周波数を現時点では入手し易く価格が比
較的低廉なICが使用できる25MHzとし,クロツク
パルスの位相を180゜移相して2個の厚さパルス
を計測することにより,音速10000m/Sの被検
材の厚さを0.1mmの分解能で測定することができ
る構成とし,音速5950m/Sの鋼材を測定すると
きは,計測されたクロツクパルス数に音速設定値
を5950m/Sにセツトすることにより0.595を掛
ける演算を行なわせ,音速6260m/Sのアルミ材
のときは計測されたクロツクパルス数に0.626を
掛ける演算を行なわせて小数点以下1桁で表示を
行なうことができる。さらにクロツクパルスの位
相を18゜移相して20個の厚さパルスを計測すれ
ば,小数点以下2桁の表示を行なうことができ
る。
本発明は上記の如く2π/Nづつ位相をずらし
たクロツクパルスにより,N個の厚さパルスを計
測する方法であるので,従来の方法でクロツクパ
ルスの周波数をN倍にした測定に相当する厚さ測
定ができるので厚さ測定がN倍の分解能で実施で
きる方法であり,また一方では高い上限周波数の
高価なICを用いることを避け製品のコストダウ
ンを可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第2図は従来の一般的な超音波式厚さ
測定装置に係り,第1図はそのブロツク図,第2
図は各部の波形を示し,第3図〜第5図は本発明
の実施例に係り,第3図はそのブロツク図,第4
図はその各部における波形,第5図イ〜リは特定
の例について計測動作を説明する要図,同図ヌ,
ルは上記特定例に相当する計測例を説明するため
の要図である。 1:同期信号発振器,2:パルス送信器,3:
探触子,4:増幅部,5:厚さパルス発振器,
6:クロツクパルス発振器,7:アンドゲート,
8:計測部,9…表示部,10:被検材,12:
厚さパルス,20:位相制御回路,21:音速設
定回路,22,22―1,22―2……:クロツ
クパルス,23,23―1,23―2……:クロ
ツクパルス列,S:電源部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 周期的に超音波パルスを被検材の一面に入射
    し上記被検材の底面からの反射エコーを受信する
    までの時間の遅れをクロツクパルスの計数により
    測定して上記被検材の厚さを測定する超音波式厚
    さ測定方法において、 上記時間の遅れの測定は、相次ぐN個(Nは2
    以上の整数)の厚さパルスについて、各厚さパル
    スの測定毎にクロツクパルスの位相を2π/Nラ
    ジアンづつ順次ずらせて一つのカウンターでその
    クロツクパルスを計数することにより行われ、こ
    の計数量に上記被検材中の音速に対応する補正を
    演算してその厚さをデジタル表示することを特徴
    とする上記超音波式厚さ測定方法。
JP55172076A 1980-12-08 1980-12-08 超音波式厚さ測定方法 Granted JPS5892811A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP55172076A JPS5892811A (ja) 1980-12-08 1980-12-08 超音波式厚さ測定方法
US06/274,451 US4388830A (en) 1980-12-08 1981-06-17 Method and apparatus for measurement of thickness utilizing ultrasonic pulses
DE19813126138 DE3126138A1 (de) 1980-12-08 1981-07-02 Verfahren und vorrichtung zur messung der dicke eines werkstuecks mit ultraschallimpulsen
GB8121286A GB2089039B (en) 1980-12-08 1981-07-10 Thickness measurement with ultrasonic pulses
FR8114069A FR2496874B1 (fr) 1980-12-08 1981-07-20 Procede et dispositif d'amelioration de la resolution pour les mesures d'epaisseur par ultrasons

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP55172076A JPS5892811A (ja) 1980-12-08 1980-12-08 超音波式厚さ測定方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5892811A JPS5892811A (ja) 1983-06-02
JPS6249921B2 true JPS6249921B2 (ja) 1987-10-22

Family

ID=15935088

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP55172076A Granted JPS5892811A (ja) 1980-12-08 1980-12-08 超音波式厚さ測定方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4388830A (ja)
JP (1) JPS5892811A (ja)
DE (1) DE3126138A1 (ja)
FR (1) FR2496874B1 (ja)
GB (1) GB2089039B (ja)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4595908A (en) * 1982-06-08 1986-06-17 General Research Corporation Circuit using slow sampling rate A-D converter which provides high sampling rate resolution
US4545248A (en) * 1983-06-16 1985-10-08 Kabushiki Kaisha Tokyo Keiki Ultrasonic thickness gauge
DE3401144C1 (de) * 1984-01-14 1984-10-25 Krautkrämer GmbH, 5000 Köln Schaltungsvorrichtung zur Korrektur des Schallaufwegfehlers bei der Wanddickenmessung mit Ultraschallimpulsen
DE3429409C2 (de) * 1984-08-09 1986-09-11 Karl Deutsch Prüf- und Meßgerätebau GmbH + Co KG, 5600 Wuppertal Verfahren und Vorrichtung zur Dickenmessung an Prüflingen mittels Ultraschalles
US4628736A (en) * 1985-01-14 1986-12-16 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for measurement of ice thickness employing ultra-sonic pulse echo technique
DE3601373A1 (de) * 1985-01-22 1986-08-28 Siderca S.A. Industrial y Comercial, Capital Federal Vorrichtung zur dickenmessung mit hilfe von ultraschall
DE3608384A1 (de) * 1986-03-13 1987-09-17 F & O Electronic Systems Verfahren zur messung von wegen, insbesondere zur absoluten messung von kleinen wegen, ueber die laufzeit von impulsen in einem materiellen traegermedium und zugehoerige vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
JPS6362673A (ja) * 1986-09-01 1988-03-18 Speedfam Co Ltd 定寸機構付き平面研磨装置
DE3700086C1 (de) * 1987-01-03 1988-07-21 Ktv Systemtechnik Gmbh Verfahren zum Messen der Wanddicke eines Werkstuecks mittels Ultraschall
FI87836C (fi) * 1990-11-13 1993-02-25 Tamfelt Oy Ab Foerfarande foer maetning av formning av en fiberbana vid en pappersmaskins banformningsdel
US7545509B2 (en) 1998-06-30 2009-06-09 Lockheed Martin Corporation System and method for online control of paper elasticity and thickness
US7561281B2 (en) * 1998-06-30 2009-07-14 Lockheed Martin Corporation System and method for controlling tube thickness
US7342665B2 (en) 1998-06-30 2008-03-11 Drake Jr Thomas E System and method for control of paint thickness
US7612890B2 (en) * 1998-06-30 2009-11-03 Lockheed Martin Corporation System and method for controlling wafer temperature
AUPR076500A0 (en) * 2000-10-13 2000-11-09 Teradyne Pty Ltd A multi-user database for computer-based information
CA2626371A1 (en) * 2007-03-19 2008-09-19 Prec"Ice" Technology, Inc. Ice thickness measuring system
EP2527055A1 (de) * 2011-05-25 2012-11-28 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren sowie Vorrichtung zur Bestimmung einer Dicke eines Walzguts
GB2512835A (en) 2013-04-08 2014-10-15 Permasense Ltd Ultrasonic detection of a change in a surface of a wall
GB2527095A (en) * 2014-06-11 2015-12-16 Cygnus Instr Ltd Location-aware thickness gauge
US10564273B2 (en) * 2015-10-21 2020-02-18 Canon Medical Systems Corporation Ultrasonic diagnostic apparatus
RU2624780C1 (ru) * 2016-05-11 2017-07-06 Василий Васильевич Мишакин Способ контроля посадочного натяга обода ротора электрической машины
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

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52137370A (en) * 1976-05-11 1977-11-16 Krautkraemer Gmbh Method of measuring thickness of object

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2877413A (en) * 1954-04-05 1959-03-10 Joachim W Muehlner Method of measuring recurrent pulse time intervals
US2831162A (en) * 1955-05-09 1958-04-15 Julian E Gross Time-interval measuring device
US3427866A (en) * 1965-10-26 1969-02-18 Frederick Gordon Weighart Ultrasonic thickness gauge and flow detector
DE1704600A1 (de) * 1967-12-19 1971-05-19 Degussa Hochfrequenz-Gelier-Verfahren fuer Kunststoffe
US3812709A (en) * 1972-02-09 1974-05-28 Thermo Electron Corp Stress gage
GB1471890A (en) * 1973-06-19 1977-04-27 British Steel Corp Testing of articles
US3994154A (en) * 1975-09-30 1976-11-30 Krautkramer-Branson, Incorporated Ultrasonic pulse-echo thickness and velocity measuring apparatus
US4003244A (en) * 1975-09-30 1977-01-18 Krautkramer-Branson, Incorporated Ultrasonic pulse-echo thickness measuring apparatus
JPS52132864A (en) * 1976-04-30 1977-11-07 Tokyo Keiki Kk Method of and apparatus for measuring thickness with ultrasonic
DE2620590C3 (de) * 1976-05-10 1981-11-12 Krautkrämer, GmbH, 5000 Köln Verfahren zur Blendensetzung während der automatisierten Prüfstückdickenmessung und/oder zerstörungsfreien Werkstoffprüfung mit Ultraschall
DE2646541C2 (de) * 1976-10-15 1986-08-28 Krautkrämer GmbH, 5000 Köln Verfahren zur Auslösung von Sendeimpulsen bei der Dickenmessung von Prüfstücken mittels Ultraschallsignalen
DE2710403C2 (de) * 1977-03-10 1982-06-16 Texaco Development Corp., 10650 White Plains, N.Y. Verfahren und Vorrichtung zur Ultraschallprüfung der Wandstärke von Rohren u.dgl.
US4114455A (en) * 1977-10-07 1978-09-19 Krautkramer-Branson, Incorporated Ultrasonic velocity measuring method and apparatus

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52137370A (en) * 1976-05-11 1977-11-16 Krautkraemer Gmbh Method of measuring thickness of object

Also Published As

Publication number Publication date
GB2089039A (en) 1982-06-16
FR2496874B1 (fr) 1986-04-04
FR2496874A1 (fr) 1982-06-25
DE3126138A1 (de) 1982-08-26
US4388830A (en) 1983-06-21
DE3126138C2 (ja) 1991-05-08
GB2089039B (en) 1985-03-27
JPS5892811A (ja) 1983-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6249921B2 (ja)
ATE59700T1 (de) Digitale schaltung fuer einen durchflussmesser und verfahren zur durchflussmessung.
US3985022A (en) Ultrasonic thickness measuring method and apparatus
US4307611A (en) Pulse-echo ultrasonic apparatus
US4114455A (en) Ultrasonic velocity measuring method and apparatus
JPS6156450B2 (ja)
JPS6314762B2 (ja)
JP2658436B2 (ja) 超音波音速測定法
US3212338A (en) Digital manometer
Ho/gseth et al. Rubidium clock sound velocity meter
JPH06288993A (ja) 超音波式多成分濃度計
Gushchina et al. Development of the experimental equipment for measuring the velocity of ultrasonic waves with high accuracy
SU761833A1 (ru) Ультразвуковой эхо-импульсный толщиномер 1
JP2812688B2 (ja) コーティング付被測定物の厚さ測定方法
RU2034236C1 (ru) Ультразвуковой эхо-импульсный толщиномер
JPH0614027B2 (ja) 超音波探傷器の測定範囲設定装置
JPH03135707A (ja) ピーク検出形超音波厚さ計
JPS6197584A (ja) 超音波式距離測定方法および装置
SU407189A1 (ja)
SU658857A1 (ru) Ультразвуковой толщиномер
SU1190189A2 (ru) Ультразвуковой безэталонный толщиномер
SU1404930A1 (ru) Способ ультразвуковой дефектоскопии изделий из композиционных материалов и устройство дл его осуществлени
SU1307325A1 (ru) Измеритель скорости ультразвука
SU1583833A1 (ru) Способ определени времени распространени ультразвуковых колебаний и устройство дл его осуществлени
JPS6131912A (ja) 超音波厚み計