JPS63109310A

JPS63109310A - 板厚測定用超音波探触子

Info

Publication number: JPS63109310A
Application number: JP25468686A
Authority: JP
Inventors: Matsunari Sakai; 堺　松成; Jiro Yokoyama; 横山　二郎; Satoshi Oda; 小田　敏; Shuichi Miura; 三浦　修一; Osamu Takahashi; 修高橋
Original assignee: JAPAN PUROOBU KK; Chubu Electric Power Co Inc; Toyo Kanetsu KK
Current assignee: JAPAN PUROOBU KK; Chubu Electric Power Co Inc; Toyo Kanetsu KK
Priority date: 1986-10-28
Filing date: 1986-10-28
Publication date: 1988-05-14
Anticipated expiration: 2011-03-06
Also published as: JPH0823487B2

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、塗装が施された鋼板等の真の板厚を、塗膜
上から測定できるようにした板厚測定用超音波探触子（
以下、「超音波探触子」と略称する）に関するものであ
る。

［従来の技術］鋼板等の板厚を測定するための超音波探触子は従来から
種々の型式があるが、その一つとして第４図に示される
ものが知られている。

図示の超音波探触子１は一般に分割型と呼ばれているも
ので、一端に測定物２の表面に密着される開口端部が形
成された円筒状のケース３を具備し、このケース３内で
あって開口端部の相対する側に、圧電素子等から成る超
音波の送信部材４と受信部材５が並設されている。この
送信部材４と受信部材５は、送受信面を閉じる方向に適
宜な角度θが付けられ且つ互いに対称に配置されており
、これによって、送信部材４がら超音波パルスが発せら
れた場合に、超音波パルスが測定物２にて反射し、その
反射波が受信部材５により受信される。

また、送信部材４からの超音波パルスが受信部材５に直
接伝播されるのを防止するために、送信部材４と受信部
材５との間には音響仕切板６が取り付けられ、ケース３
の中心線に沿って開口端部まで延びている。更に、送受
信部材４．５と開口端部との間のケース３内には遅延材
７が充填されており、また、送受信部材４．５の共振を
吸収して短パルスを送受信するために、送信部材４と受
信部材５の背面側にダンパ８が取り付けられている。

このような超音波探触子１を用いて板厚を測定する方法
について次に説明する。

まず、超音波の伝播を良好にするために、測定物２の表
面にグリセリン等の接触媒質を塗り、超音波探触子１の
開口端部を測定物２に密着させる。

次いで、送信部材４から超音波パルスを送信させる。こ
の超音波パルスの一部は測定物２の表面で反射され、こ
の表面反射波が受信部材５により受信される。その他の
超音波パルスは測定物２中を進み、測定物２の底面で反
射し、この底面反射波もまた受信部材５にて受信される
。

こうして、理論上は、超音波パルスを送信してから表面
反射波を受信するまでの時間と底面反射波を受信するま
での時間とが得られ、これらの時間、および、測定物２
での超音波の伝播速度から、測定物２の板厚が算出され
ることとなる。

しかしながら、この超音波探触子１は、音響仕切板６が
ケース３の開口端部まで延び測定物２に接するような構
造となっているので、受信部材５で受信される表面反射
波は極めて小さく、これを検出することは非常に困難で
あった。従って、実際の板厚測定においては、送信部材
４からケース２の開口端部までの超音波の伝播時間を予
め求めておき、この伝播時間の２倍を表面反射波受信時
間として取り扱うこととしている。

［発明が解決しようとする問題点］上述したような従来の超音波探触子では、塗装が施され
た測定物の板厚を測定すると、測定値は塗膜の厚さまで
含まれることになり、真の板厚を測定することができな
かった。このような場合、従来では、測定前にサンドブ
ラスト、グラインダ等により塗膜を予め剥がしておかな
ければならず、手間がかかるという問題点があった。

従って、この発明の目的はかかる問題点を除去すること
にある、［問題点を解決するための手段］この発明によれば、分割型の超音波探触子において、送
信部材から発せられた超音波パルスの測定物の表面によ
る反射波を受信部材が受信できるように、音響仕切板の
自由端とケースの開口面との間に隙間を形成したことを
特徴としている。

［作用］上述したこの発明による超音波探触子においては、音響
仕切板と測定物との隙間によって、底面反射波はもとよ
り、表面反射波、塗装が施された測定物にあっては塗膜
と測定物との境界面での反射波をも受信することが可能
となり、これらの受信信号から真の板厚を求めることが
できる。

この発明の他の目的や特徴および利点は以下の添付図面
に沿っての詳細な説明から明らかになろう。

［実施例］図面の第１図にはこの発明に従った超音波探触子の一実
施例が示されており、従来構成と同一または相当部分に
は同一符号が付けられている。

図示されるように、この実施例の超音波探触子１０は分
割型であり、従来構成と同様、一端に開口端部が形成さ
れた円筒状のケース３と、その内部、他端側に並設され
た超音波の送信部材４および受信部材５と、送信部材４
および受信部材５の間に設置された音響仕切板１１とか
ら主に構成されている。また、遅延材７とダンパ８とを
、従来と同様に有している。

この発明によれば、音響仕切板１１は、第４図に示され
る従来のものに比べて短く、その自由端とケース３の開
口面との間に一定の距離が置かれ、測定時に測定物１２
との間に隙間１３を形成するようになっている。この隙
間１３を通過して測定物１２の表面での反射波が受信部
材５に伝えられるが、検出可能な最小限のレベルで表面
反射波を通過させるよう、隙間１３の大きさは決定され
る。

次に、上述したような構成のこの発明による超音波探触
子を用いて、塗装が施された測定物の板厚を自動測定す
る場合について説明する。

この超音波探触子１０は、従来と同様に、その開口端部
を接触媒質が塗布された測定物１２の表面に密着させて
取り付けられる。また、超音波探触子１０には板厚自動
測定用の適当な板厚測定装置２０が接続される。この板
厚測定装置２０において、符号２１は超音波パルス発生
器であり、超音波探触子１０の送信部材４に接続され、
送信部材４から一定の周期で超音波パルスを送信させる
ことができる。送信部材４から発せられた超音波パルス
の一部は、まず、測定物１２の表面にて反射され、隙間
１３を通って受信部材５により受信される。受信部材５
は板厚測定装置２０の信号セレタク２２に接続されてお
り、受信部材５からの受信信号は、信号セレタク２２、
表面反射波アンプ２３および波形整形回路２４を経て、
信号ａ（第２図（ａ））として比較回路２５に入力され
る。また、測定物１２上の塗ＷＡ１４を通過した超音波
パルスのて部は、塗ｆｉ１４と測定物１２との境界面で
反射される。この境界面反射波を受信した受信部材５か
らの信号は、信号セレタク２２により境界面反射波アン
プ２６と波形整形回路２７に送られ、そして、信号ｂ（
第２図（ｂ））として比較回路２５に入力される。尚、
符号２８はオートゲインコントロールで、境界面反射波
の信号波形を十分な大きさに増幅するまでループさせる
よう機能する。比較回路２５においては、時間的に遅れ
て入ってきた信号を出力（第２図（ｅ））Ｌ、フリップ
フロップ回路２９に入力する。測定物１２の底面からの
底面反射波もまた受信部材５により受信され、その信号
は信号セレタク２２から底面反射波アンプ３０を通り、
オートゲインコントロール３１で十分に増幅されてから
、波形整形回路３２を経て、信号ｄ（第２図（ｄ））と
してフリップフロップ回路２９に入る。フリップフロッ
プ回路２９がらの信号ｅの波形は第２図（ｅ）の通りで
ある。また、時計パルス発生器３３からは一定周期の時
計パルスｆ（第２図（ｆ））が発生され、フリップフロ
ップ回路２つの出力信号ｅと時計パルス発生器３３から
の出力信号ｆとがパルス・ゲート回路３４に入力される
。

パルス・ゲート回路３４では入力信号の共通部分が出力
され、第２図（ｇ）がら理解されるように、境界面反射
波の受信時間と底面反射波の受信時間との差、即ち測定
物１２における超音波パルスの伝播時間の２倍に相当す
る値を表す信号ｇが出力される。更に、この信号ｇは計
数回路３５に送られデジタル化され、マイコン３６にお
いて、測定物本体１５での超音波の伝播速度等のデータ
と共に演算処理され、こうして、測定値表示部３７に測
定物１２の真の板厚の測定値が表示される。

尚、第１図の超音波探触子１０の概略断面図がら理解さ
れるように、表面反射波は受信部材５で反射して再度、
測定物１２の表面で反射し、この第２表面反射波を受信
部材５が受信することがある。今、遅延材７の厚さをり
、遅延材７での超音波の伝播速度を０１、塗膜１４の厚
さをｔｐ、測定物１２の板厚をｔ、測定物１２と塗膜１
４での超音波の伝播速度を０２およびｃｐとするならば
、超音波パルスが送信されてから第２表面反射波を受信
するまでの時間は４ｈ／Ｃ、であり、また、底面反射波
の受信までの時間は２ｈ／Ｃ，＋　２ｔｐ／Ｃｐ＋　２
ｔ／Ｃ２テあるが、ｈ、　ｔ、　ｔｐ、　ｃｌ、Ｃ２、
Ｃｐの大きさによっては、第３図に示される如く、底面
反射波の受信パルスＢよりも先に第２表面反射波の受信
パルスｓ２が現れることがある。このような場合には、
上で説明した板厚測定装置２０では第２表面反射波を底
面反射波と判断してしまうため、誤った測定値が表示さ
れることになる。これを防止するためには、底面反射波
の受信の後に第２表面反射波を受信する必要がある。即
ち、第３図において、超音波の送信パルスＴがら底面反
射波の受信パルスＢまでの時間よりも、送信パルスＴが
ら第２表面反射波の受信パルスＳ２までの時間の方が大
きくなればよいので、遅延材７の厚さｈが、ｈ＞　Ｃ＋　（ｔｐ／Ｃｐ＋　ｔ／Ｃｚ）の関係を満た
せばよいことになる。尚、第３図において、Ｓ、は第１
の表面反射波の受信パルス、Ｓ；およびＳ玉は塗膜１４
と測定物１２との境界面反射波の第１波および第２波で
ある。

また、塗装が施されていない測定物であっても、例えば
、第１図の板厚測定袋Ｗ２０において、境界面反射波ア
ンプ２６への入力経路を遮断すると共に、表面反射波ア
ンプ２３と波形整形回路２４の出力をフリップフロップ
回路２９に直接接続する構成に変更すれば、その板厚を
自動測定することができる。

［発明の効果コ以上のように、この発明によれば、表面反射波を検出可
能なレベルで受信することができ、また、塗装が施され
ている測定物にあっては、塗膜と測定物との境界面の反
射波をも受信することができるので、各反射波の受信時
間に基づいて測定物の真の板厚を測定することができる
。従って、送信部材から開口端部までの超音波の伝播時
間を予め求めておく必要がなく、また、測定物上の塗膜
を剥がす等の作業も不要となり、板厚の測定の簡易化を
図ることができる、等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

Claims

【特許請求の範囲】

測定物の表面に密着される開口端部を有するケースと、
該ケース内であって前記開口端部の相対する側に取り付
けられた超音波パルスを発するための送信部材と、該送
信部材から発せられた超音波パルスの前記測定物による
反射波を受信するように前記ケース内に前記送信部材に
並設された受信部材と、前記送信部材および前記受信部
材の間に前記ケースの中心線に沿って設けられた音響仕
切板とを具備している板厚測定用超音波探触子において
、前記送信部材から発せられた超音波パルスの前記測定
物の表面による反射波を前記受信部材が受信できるよう
に、前記音響仕切板の前記開口端部側の自由端と前記ケ
ースの開口面との間に隙間を形成したことを特徴とする
板厚測定用超音波探触子。