JPH02108908A - コーティング付被測定物の厚さ測定方法 - Google Patents

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］ 本発明は、コーティングが施された被測定物の真の厚さ
をコーティング上から測定するための厚さ測定方法に関
するものである。

［従来の技術］ コーティングが施された鋼板等の被測定物の厚さを測定
する場合、コーティングを剥がした後に適当な厚さ測定
装置を用いて測定するのが一般的な方法である。しかし
ながら、コーティングの除去及び再塗装は非常に手間の
かかる作業であるために、被測定物をコーティング付き
のままで測定できる手段が従来から色々と考えられてい
る。

例えば第５図に示す厚さ測定装置は超音波パルスの反射
を利用して被測定物の厚さを測定するものであり、コー
ティング付被測定物１に密着される超音波探触子２と、
超音波探触子２がらの信号により厚さを測定する厚さ測
定器３とがら成っている−０この装置に用いられる超音
波探触子２はいわゆる分割形と呼ばれるものであり、円
筒形のケース４内に互いに並設された超音波パルスの送
信部材５と受信部材６を有している。送信部材５と受信
部材６との間には、送信部材５から超音波パルスが受信
部材６に直接伝播しないように、音響仕切板７が設けら
れており、これはケース４の開口面まで延びている。ま
た、ケース４内には遅延材８が充填されている。このよ
うな超音波探触子２は、その端面をコーティング付被測
定物１の表面に密着させることにより用いられ、送信部
材５から超音波パルスを発すると、該パルスはコーティ
ングつと被測定物１０との境界面、及び被測定物１０の
底面にて反射され、これらの反射波が受信部材６により
受信され、その受信信号が厚さ測定器３に送られる。そ
して、この境界面反射波及び底面反射波の信号を利用し
て厚さ測定器３内でこれらの受信時刻の差により板厚を
算出しようとするものである。

また、別の方法としては、底面反射波の多重反射波を利
用するいわゆるＢ、−８２方式がある。このＢ、−８２
方式は、第６図に示すように、最初に被測定物１０の底
面で反射された底面反射波（第１底面反射波）と、第１
底面反射波の一部がコーティングつと被測定物１０との
境界面を透過せずに反射され再び被測定物１０の底面で
反射された底面反射波（第２底面反射波）との受信部材
６による受信時刻の差を測定することにより板厚を求め
る方法でである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、前述した従来の厚さ測定方法には以下に
示す問題点がある。

まず、境界面及び底面の反射波を利用する方法は、超音
波探触子２の音響仕切板７がコーティング付被測定物１
の表面に接するので、境界面反射波の受信レベルが低く
、測定誤差が生じやすいという問題点がある。即ち、境
界面反射波による信号を取り出すためには大幅な増幅が
必要とされ、増幅による誤差を無視できなくなる場合が
あり、同時に測定誤差の原因となる雑音（境界面反射波
のコーティング９内での多重反射波、表面反射波等を含
む）も拾い易くなるのである。従って、特にコーティン
グが薄い場合、境界面反射波による信号を選択して確実
に取り出すことは難しく、被測定物１０の真の板厚を正
確に求めることは困難であった。

他方、Ｂ、−Ｂ２方式では、上述した如き境界面反射波
の取出しに伴う問題は生じないが、第７図のようにコー
ティング付被測定物１の底面に腐食部１１が存在する場
合には、条件によっては受信部材６から出力される信号
に腐食部１１の反射波による信号ｆ２、その多重反射波
ｆ２、及び底面反射波信号Ｂ、が混在し、これらを区別
することができず、被測定物１０の厚さを正確に測定す
ることが不可能となる。

従って、本発明の目的はかかる問題点を解決することに
ある。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本発明は、超音波パルスの
送信及び受信が可能な第１の部材と、少なくとも超音波
パルスの受信が可能な第２の部材とが音響仕切板を隔て
て並設されている分割形の超音波探触子を用い、コーテ
ィング付被測定物の被測定物のみの厚さを測定する厚さ
測定方法であって、前記超音波探触子の前記第１の部材
から超音波パルスを発すると共に、コーティング表面に
よる表面反射波、及びコーティングと被測定物との間の
境界面による境界面反射波を前記第１の部材により受信
し、前記第１の部材により受信された信号から前記境界
面反射波の信号のみを取り出して計時スタート信号とし
、他方、前記超音波探触子の前記第２の部材により被測
定物の底面による底面反射波を受信して計時ストップ信
号とし、前記計時スタート信号と前記計時ストップ信号
とから被測定物の厚さを算出することを特徴としている
。

［作用〕 本発明によれば、表面反射波及び境界面反射波を送信側
の第１の部材により受信させることにより、これらの反
射波の受信レベルが高レベルとなり、被測定物の厚さ測
定に必要な境界面反射波を確実に収り出すことができる
。

［実施例］ 以下、図面と共に本発明の好適な実施例について詳細に
説明するが、図中、同−又は相当部分には同一符号を用
いることとする。

図面の第１図は本発明の測定方法を実施するための装置
の一例を示している。符号２は従来一般に用いられてい
る分割形の超音波探触子であり、超音波パルスを発する
送信部材（第１の部材）５と、受信を行う受信部材（第
２の部材）６とがケース４内に並設され、両者間には音
響仕切板７が配置されている０通常、これらの部材５．
６は振動子と呼ばれるものから成り、送信及び受信の両
方の機能を有している。本発明では、送信部材５におい
て超音波パルスの送信と受信を行うように回路構成がな
されている６尚、以下の説明では、送信部材を送受信部
材と称する。また、符号２０は超音波探触子２に接続さ
れた厚さ測定器である。

かかる装置を用いてコーティング付被測定物１の厚さを
測定する場合、まず、コーティング９の表面にグリセリ
ン等の接触媒質を塗布し超音波探触子２の開口面を密着
させる。

超音波探触子２の送受信部材５は厚さ測定器２０の超音
波パルス発生器２１に接続されており、この超音波パル
ス発生器２１は原発振器２２からの一定周期の矩形パル
スを受けることにより超音波パルス発生信号を発し、送
受信部材５から一定の周期で超音波パルスを送信させる
。送受信部材５から発せられた超音波パルスの一部は、
まず、コーティング９の表面で反射される。この表面反
射波は、音響仕切板７により遮られ受信部材６には殆ど
伝播されず、主に送受信部材５により受信される。

また、コーティング９を通過した超音波パルスの一部は
、コーティング９と被測定物１０との境界面で反射され
、この境界面反射波の大部分が表面反射波と同様に送受
信部材５で受信される０表面反ｑ（波及び境界面反射波
を受信した送受信部材５からの信号■は厚さ測定器２０
の表面反射波アンプ２３に送られる（第２図■）８表面
反射波アンプ２３において、オートゲインコントロール
２４によりオートゲインコントロール電圧（本実施例で
は負の一定電圧）が信号■に加えられ、第２図■に示す
ように適当なレベルに調整される０次いで、この調整さ
れた信号■は境界面反射波セレクタ２５に入力される。

境界面反射波セレクタ２５では、コーティング９の厚さ
に応じて第２図■の如く予め設定されたゲート信号■を
セレクタゲート回路２６から受け、表面反射波及び境界
面反射波に対応する信号■が出力される（第２図■）、
そして、レベル設定回路２７で、レベル設定値（第２図
■）を越える信号、即ち境界面反射波に対応する信号■
のみが取り出され、この信号■に基づいて板厚測定のた
めの計時スタート信号■がスター１へ信号発生回路２８
で形成される（第２図■１■）。

また、送受信部材５から発せられた超音波パルスの他の
部分は、コーティング９及び被測定物１０を伝播して被
測定物１０の底面で反射し、その底面反射波は受信部材
６により受信される。この受信信号［Ｆ］は厚さ測定器
ＺＯの底面反射波アンプ２９を通り、オートゲインコン
トロール３０により調整された後、底面反射波セレクタ
３１に入力される　（第２図■、■）０次いで、信号■
は、底面反射波セレクタ３１においてセレクタゲート回
路３２からのゲート信号［株］により信号０に変換され
（第２図［相］、■）、レベル設定回路３３にてレベル
設定値（第２図０）に基づき底面反射波に対応する信号
［相］が取り出される（第２１”Ｊ＠）、この後、信号
■はストップ信号発生回路３４で計時ストップ信号■と
して出力される（第２図■）。

計時スタート信号■と計時ストップ信号■はフリップフ
ロップ回路３５に入力され、フリ１１７０７１回路３５
７Ｊ′−らは、第２図■から理解されるように境界面反
射波の受信時刻から底面反射波の受信時刻までの時間に
相当する信号■が出力される。

これを計時・演算回路３６で計時すると共に、被測定物
１０中の超音波の伝播速度に基づいて演算処理すること
で、被測定物１０の真の厚さが算出され、その値が測定
値表示部３７に表示される。

第３図は広帯域特性を有する超音波探触子を用いて本発
明による厚さ測定を行った場合における送受信部材５で
の受信信号と受信部材６での受信信号の波形を示すオシ
ロスコープの写真である。

ここで、広帯域超音波探触子とは、反射波のピーク数が
４程度までのもので、反射波の周波数スペクトルの帯域
幅が広い探触子をいう、また、第４図は、第３図と同条
件で狭帯域超音波探触子を用いた場合のオシロスコープ
の写真である。第３図及び第４図を比較して分かるよう
に、前者は表面反射波と境界面反射波の分解能は良いが
、底面反射波の応答出力の電圧が小さく、大きな増幅を
必要としているのに対し、後者の狭帯域超音波探触子は
表面反射波と境界面反射波の分解能が悪く、底面反射波
の応答出力が大きいという特性がある。

いずれの超音波探触子を用いても本発明は実施可能であ
るが、それぞれ一長一短があるので、境界面反射波と表
面反射波の分解能が良好で且つ底面反射波の大幅な増幅
を不要とするためには、超音波探触子２は、送受信部材
５とその背面側のダンパー４０は広帯域特性を有するも
のとし、受信部材６とその背面側のダンパー４１は狭帯
域特性を有するものとするのが好適である。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、分割形超音波探触子の
送信側の部材により境界面反射波を受信することとした
ので、境界面反射波の受信レベルは大きく、その信号を
確実に取り出すことができる。従って、境界面反射波と
底面反射波とから、コーティングを含まない被測定物の
真の板厚を正確に測定することが可能となる。また、Ｂ
＋Ｂ−方式でみられるような被測定物の腐食による測定
誤差も生じ得ない、更に、従来においては、受信部材で
受信される各種反射波の信号を分離して取り出すために
、コーティング、被測定物及び遅延材の厚さや、それぞ
れの超音波伝播速度等に応じて超音波探触子の種類を選
ぶ必要があったが、本発明では、表面反射波及び境界面
反射波と、底面反射波とを別個に受信することとしたの
で、信号の取出しが容易化され、１種類の超音波探触子
で多種の被測定物に対応することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による厚さ測定方法を実施するための厚
さ測定装置の一例を示す概略説明図、第２図は第１図に
おける各出力信号の波形を示す波形説明図、第３図は広
帯域特性を有する超音波探触子を用いた場合における送
受信部材と受信部材での受信信号の波形を示すオシロス
コープの写真、第４図は狭帯域特性を有する超音波探触
子を用いた場合における送受信部材と受信部材での受信
信号の波形を示すオシロスコープの写真、第５図は従来
一般の厚さ測定装置を示す概略説明図、第６図及び第７
図はＢ、−８２方式による厚さ測定を示す概略説明図で
ある０図中、 １・・・コーティング付被測定物 ２・・・超音波探触子　　３．２０・・・厚さ測定器５
・・・送受信部材（第１の部材） ６・・・受信部材（第２の部材） ９・・・コーティング　　１０・・・被測定物特許出願
人　　トーヨーカネツ株式会社同　上　　　ジャパンプ
ローブ株式会社第　１図 箆 図（ｙＣの１） 児３図 馬４図 も 第 ２区Ｈ量の２） 第 図 根

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 超音波パルスの送信及び受信が可能な第１の部材と、少
   なくとも超音波パルスの受信が可能な第２の部材とが音
   響仕切板を隔てて並設されている分割形の超音波探触子
   を用い、コーティング付被測定物の被測定物のみの厚さ
   を測定する厚さ測定方法であって、前記超音波探触子の
   前記第１の部材から超音波パルスを発すると共に、コー
   ティング表面による表面反射波、及びコーティングと被
   測定物との間の境界面による境界面反射波を前記第１の
   部材により受信し、前記第１の部材により受信された信
   号から前記境界面反射波の信号のみを取り出して計時ス
   タート信号とし、他方、前記超音波探触子の前記第２の
   部材により被測定物の底面による底面反射波を受信して
   計時ストップ信号とし、前記計時スタート信号と前記計
   時ストップ信号とから被測定物の厚さを算出することを
   特徴とするコーティング付被測定物の厚さ測定方法。