JPH0312689B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 分 野 本発明は、超音波による厚みおよび音速を測定
する計器に関するものである。詳細には、本発明
は、自動的にゼロ点化（較正）する手段と、自動
的に温度補償しまた高温に対して警報を出す手段
と、自動的にプローブを識別する手段と、測定読
取り値をプローブの特性に対して補正する手段
と、所定の時間インターバルの間に最小壁厚を記
憶しかつ表示する手段と、および測定した厚みと
プリプログラムした値との差を表示する手段と、
を含んだ、加工物の厚みを測定するための超音波
測定計器に関するものである。

背 景 パルス・エコー式超音波厚さ測定においては、
加工物内へ送出した超音波エネルギが、欠陥や入
口面および後壁の如きその他の音響的な不連続の
箇所にて反射されることは周知の通りである。既
知の音速の加工物をその超音波エネルギ信号が伝
搬する時間、即ちその超音波エネルギが加工物に
入つた時から後壁エコー信号を受信するまでの時
間を測定することにより、その加工物の厚みを決
定することができる。逆に、加工物の厚みが判つ
ておれば、その音速を決定することができる。

ある種の超音波プローブ、特にプレートあるい
はパイプの腐蝕試験に使用するプローブは、二重
エレメント・プローブであつて、「ピツチ・キヤ
ツチ」プローブとも呼ばれている。これらのプロ
ーブが使用されるのは、腐蝕試験中にそれらの粗
い裏面に行き当るからである。

その二重エレメント・プローブに付属した圧電
変換器素子は典型的には、遅延ラインとも称され
る、高分子熱可塑性材料から通常構成された熱絶
縁性結合装置ブロツク上に装着されている。それ
ぞれの遅延ラインに結合したプローブ・エレメン
トは、加工物の入口面に対し所定の角度にて傾斜
している。同じ材料から作られた両遅延ラインの
うち、第１の遅延ラインには送信素子が、そして
第２の遅延ラインには受信素子が結合されてい
る。それら２つの遅延ラインは、例えばコルクの
ような音響障壁材によつて、電気的かつ音響的に
絶縁されており、そしてこの組立体は全体がプロ
ーブ・ハウジング内に納められている。

本発明においては、受信素子としても働く送信
素子は、その受信素子を取り付けた遅延ラインよ
り長い第１の遅延ライン上に取り付けられるよう
になつている。さらに、その送信素子に結合した
その遅延ラインは、例えば横方向に穿孔したノツ
チのような人工的な反射器を含んでいる。このノ
ツチは、遅延ラインの前面から距離「Ｘ」のとこ
ろに位置している。その受信素子を取り付けた遅
延ラインは、「2X」の長さだけ第１遅延ラインよ
り短い寸法としてある。上記の送信／受信素子
は、この送信素子が送出した超音波信号が、該信
号を反射するノツチに到着しそして当該送信素子
に戻つてくるまでの時間を測定するようになつて
いる。この測定した時間は、特定のプローブ・タ
イプを識別するのに使用する。もしこの遅延ライ
ンが長さＬを特徴とする場合、その遅延ライン内
のノツチ反射の超音波信号が移動する距離は、２
（Ｌ−Ｘ）となる。

そのノツチ反射エコー信号により使用するプロ
ーブ・タイプを判定した後、プリプログラムした
ブローブ特性フアクタを、本計器に含んだマイク
ロプロセツサのPROMから検索する。それら較
正フアクタは、送信信号およびエコー信号の入射
角に起因する経路長誤差に関する補正を含んでい
る。その適正値を検索することは、上記の測定し
たノツチ反射エコー信号がそれぞれのプローブ・
タイプで異るため、確実に行なえる。超音波パル
ス・エコー式計器においてブローブ補償データを
提供するのにプリプログラム式メモリを使用する
ことは、1978年７月25日ダブリユ・ピース他
（W.Pies et al）に発行された、「プローブ、加工
物材質および温度に対する自動補償を備えた加工
物の超音波非破壊試験のための方法と装置」
（“Method and Mpparatus for Ultrasonic
Nondestructive Testing of Workpieces With
Automatic Compensation for the Probe，
Workpiece Material，and Temperature”）と
いう名称の米国特許第4102205号に記載されてい
る。

使用プローブ・タイプを識別すると、本計器
は、二重エレメント・プローブを既知の厚さＴの
加工物に結合することにより較正する。送信素子
から遅延ラインそして加工物を通して後壁へ伝達
しそしてこの後壁から受信プローブに戻る後壁反
射の超音波信号は、その経路長が2L−2X＋2Tで
ある。この後壁反射信号の通過時間からノツチ反
射信号の通過時間を差引き、そしてそれら超音波
エネルギ信号の入射角に関する調節を行うことに
より、その既知の厚さＴを表示するのに必要なオ
フセツト値を計算する評価装置によつて、本計器
を較正する。この較正の他に、この後で、本計器
を、遅延ラインを通過する信号の熱効果に起因す
る通過時間の変動に関して、自動的に温度補償す
る。また、ノツチ反射信号は通過時間が所定値よ
り以上に変化する場合には、プローブは熱くなり
過ぎていることになる。この状態について、本計
器はそのプローブが損傷する前にオペレータに対
し警告を与えるようにする。1980年１月８日ケ
ー・エー・フオーラ（K.A.Fowler）に対して発
行された「超音波厚み計をゼロ点較正する方法と
装置」（“Method and Apparatus for Zero
Point Calibration of Ultrasonic Thickness
Gauge”）という名称の米国特許第4182155号に
は、超音波厚み計を較正するため長さの異なる遅
延ラインをもつ二重エレメント・プローブが記載
されている。このフオーラの特許においては、較
正のためにゲージ・ブロツクを使用して計器を予
め調節することが必要であるが、本発明において
は較正は計器によつて自動的に行うようになつて
いる。

本発明の別の改良点は、その自動的な起動性に
ある。本計器の正面には、較正の見本が設けてあ
る。この較正見本には受信プローブを結合するよ
うになつている。本計器がオフ状態にあるとき、
その受信プローブの周期的なモニタを行うように
なつている。上記のマイクロプロセツサが含むＣ
−MOS回路は、本計器がそのオフ状態にあると
き、電力消費を最小にするため低いパルス繰返し
周波数で作動する。もしこの受信プローブがその
較正ブロツクを通過するいくつかの超音波信号を
検出した場合には、本装置を起動するようになつ
ている。

本計器を起動すると、そのプローブ・タイプを
自動的に識別し、そしてそのマイクロプロセツサ
は、読取り値がその較正ブロツクの既知の厚みを
表示するようにするためのゼロ点化オフセツト値
を計算することになる。その見本の厚みと音速と
は両方とも既知であり、これらは、本計器のメモ
リに永久的に記憶するようにしてある。上記の計
算したオフセツト信号は、本計器をゼロ点化し、
そしてその信号は、後続の全ての測定において使
用する。本計器を較正するこの手段は、厚みと音
速とが既知の外部の加工物を較正に使用すること
に代わるものである。

さらに、記憶モードにおいて、ハードウエアか
あるいはソフトウエアの何れかを使用する本計器
は、通常は数秒である所定の時間インターバルの
間、最小の厚さ測定値表示を保持するようになつ
ている。腐蝕した加工物の厚さ試験においては、
プローブがその加工物の表面を走査している間
に、最小の厚さ測定値を度々計算し、そしてそれ
をオペレータが注視できる速度よりも速い速度で
表示する。その最小厚を数秒間記憶し表示するこ
とによつて、オペレータは、その時間インターバ
ル中に測定した最小読取り値を観察し、試験した
その区域に気づくことができる。次に、オペレー
タは、加工物を再度走査してその最小読取り値の
正確な場所を見つけ出すようにするか、あるいは
加工物に対してその他の修正行動をとるようにす
ることができる。

また、本計器は、差厚読取り値を表示するよう
にプログラムしてある。即ち、本当の測定した厚
みを表示する代りに、読取り値が、その測定した
信号値と所定の公称値との差を表示するようにす
ることである。この特徴は、品質管理に応用した
場合には特に有用である。

本発明のより詳細な特徴並びにその他の特徴に
ついては、添付図面と共に以下の説明を読めばさ
らに明らかとなる。

実施例 図面の特に第１図を参照すると、これには本発
明の概略ブロツク図を示してある。送信／受信用
の圧電エレメント１２と受信用エレメント１４を
含んだ二重エレメント・プローブ１０は、加工物
Ｗへ超音波エネルギ信号を送出してそしてそれか
らのエコー信号を受信するため、その加工物の入
口面に音響的に結合するようになつている。

エレメント１２は、結合手段即ち遅延ライン１
６に、そしてエレメント１４は遅延ライン１８に
結合している。これら双方の遅延ラインは、例え
ばルーサイト（Lucite）のような同一のプラスチ
ツク材製であり、そして例えばコルクのような音
吸収障壁２０により互いに音響的に遮断してあ
る。この組立体全体は、ハウジング１１内に配置
するようになつている。

遅延ライン１６は、プローブ１０の前面２４か
ら距離「Ｘ」の所に配置した横方向に穿孔のノツ
チ２２を備えている。遅延ライン１８は、その長
さをその遅延ライン１６の長さより「2X」の長
さだけ短い寸法としてある。その距離「Ｘ」は、
それぞれのプローブ・タイプで異なるようにして
ある。このプローブ・タイプの差異は、超音波エ
ネルギ信号の周波数、加工物の入口面に直交する
軸線に対するエレメント１２，１４の角度、プロ
ーブ１０の許容最大作動温度、遅延ラインの長さ
Ｌ、等のフアクタに基づいている。各プローブ・
タイプの特性は、本計器に含んだメモリに記憶
し、そして以下説明のように、加工物の厚みを測
定するときに呼び戻して使用するようになつてい
る。

パルス・エコー式超音波厚さ測定においては、
パルサ３８からの送信パルスに応答して、超音波
サーチ信号を、エレメント１２により遅延ライン
１６を介して加工物に送出するようになつてい
る。音響不連続部を横切るとき、その送出信号の
一部は、加工物と遅延ライン１８を通して受信エ
レメント１４へ反射されることになる。

この受信した超音波エコー信号は、エレメント
１４により電気信号に変換し、そして受信装置４
０へ供給するようになつている。受信装置４０の
出力側に現われたこのエコー応答性電気信号は、
加工物の特性例えば厚みや音速を計算するため、
評価回路４２に供給する。この加工物の厚みは、
加工物Ｗを通過する超音波信号の通過時間の1/2
をその加工物の音速に掛けた積となる。

加工物を通過する超音波信号のその通過時間
は、一般に、入口面に応答したエコー信号の受信
時から後面に応答したエコー信号の受信時までの
時間を測ることによつて決定する。これについて
は、1969年12月30日にキリアン・エイチ・ブレツ
ク（Kilian H. Brech）に発行された「超音波検
査装置（“Ultrasonic Inspection Apparatus”）
という名称の米国特許第3486368号を参照された
い。上記の代わりに、入口面応答のエコー信号を
受信プローブ１４が受信する時刻と一致させて、
測定開始信号を電気的に発生するようにすること
ができる。これについては、1969年２月18日付で
エフ・ジー・ウエイハート（F.G.Weighart）に
対して発行された「超音波厚み計および傷検出
器」（“Ultrasonic Thickness Gauge and Flaw
Detector”）という名称の米国特許第3427866号
を参照されたい。加工物の厚みおよび音速を測定
する上記の技術並びにその他の技術は、当技術分
野においては周知である。

二重エレメントプローブを使用しているので、
Ｖ字形の信号経路の角度を補償するために、測定
した通過時間の幾何学的補正が必要である。単一
エレメント・プローブを使用した場合には、それ
とは対照的に、超音波信号は、一般的に加工物の
入口面と後壁に対し垂直の方向でその加工物へ送
出するようになつている。この後者の場合、幾何
学的補正は必要でない。二重エレメント・プロー
ブを使用する場合に適正な幾何学的補償を行うた
め、評価回路４２を、本計器で使用しようとする
各プローブ・タイプの特性をプリプログラムした
PROMを含むマイクロプロセツサ４４によつて
制御するようにしてある。もし確認していないプ
ローブ１０を使用する場合、そのPROMは、平
均的なプローブ補償を行う一般的な補正データを
含んでいて、従来のゼロ点化及び較正技法を使用
するようになつている。

プローブ・タイプ識別は、送信エレメント１２
からノツチ２２までの距離を測ることにより決定
するようになつている。サーチ信号を加工物内へ
送出すると、送信エレメント１２が送出した超音
波エネルギ信号の一部は、ノツチ２２にて反射さ
れてエレメント１２の方に戻ることになる。この
ノツチ反射のエコー信号の通過時間は、評価装置
４２により測定し、そしてマイクロプロセツサ４
４が、その測定した通過時間をある特定のプロー
ブ・タイプとして認識する。このプローブ・タイ
プの識別を行うと、その適正なプローブ特性補償
値を、マイクロプロセツサ４４のPROMから評
価装置４２に提供し、続く厚さ測定あるいは音速
測定において使用するようにする。

受信装置４０は、ノツチからの信号を受信した
ことを確認する目的のため、段階状ゲイン機能を
備えている。即ち、あるノツチ反射信号を受信し
た後、受信装置４０のゲインを減少させて、入口
面信号の受信を検出し易いようにするようになつ
ている。このようにして、本計器は、ノツチ反射
信号を受信したが入口面エコー信号を受信してい
ないということを確認する。超音波非破壊測定装
置における段階状ゲインあるいは可変ゲインの受
信装置回路の使用については、1977年９月27日ピ
ー・ケー・ブロツク（P.K.Bloch）に発行された
「鉄道用車輪を試験する方法と装置」（“Method
and Apparatus for Testing Railroad
Wheels”）という名称の米国特許第4050292号に
説明されている。

一旦、ノツチ付プロープ用のそのプロープ補正
値を、プローブ１０の自動温度補償を行うために
評価装置４２へ送り終わると、経路３０に沿つて
エレメント１２からノツチ２２へ、そしてエレメ
ント１２へ戻る超音波信号のその通過時間を測定
し、そしてメモリに記憶する。次にプローブ１０
を、既知の厚みＴと既知の音速Ｖとをもつて加工
物に結合する。次に、超音波信号を、経路２６で
送信エレメント１２から遅延ライン１６を通りそ
して加工物の後壁へ送出し、この後壁でその信号
は反射され、そして経路２８で遅延ライン１８を
通して受信エレメント１４へ進む。

遅延ライン１６の長さをＬとすると、経路３０
に沿つたそのノツチ反射信号の経路長は、次の通
りとなる。

（式１） ２（Ｌ−Ｘ）＝2L−2X 経路２６と２８に沿つて移動する信号の、遅延
ライン１６，１８内の経路長は、以下の通りであ
る。

（式２） Ｌ＋Ｌ−2X＝2L−2X この後者の値の測定は、エレメント１２が送信
信号を送出してから後壁応答エコー信号をエレメ
ント１４が受信するまでの時間を測り、そして使
用中のプローブ・タイプに対して適当に補償した
その既知の加工物厚Ｔの２倍を差引くことにより
行う。

前記の式(1)と(2)とにより測定した値は、互いに
等しいものであり、また全測定に対しても等しく
あるべきである。従つて、後続の未知の加工物の
厚みの測定において、その「ノツチ信号」即ち超
音波信号のエレメント１２からノツチ２２で反射
してエレメント１２へ戻るまでの通過時間は、あ
るフリツプフロツプをセツトし、そして加工物の
後壁からのエコー応答信号は、そのフリツプフロ
ツプをリセツトするようにする。そのフリツプフ
ロツプの出力信号の幅（自動的にプローブ温度が
補償されている）は、その加工物の厚みに応答し
たものである。超音波測定計器において、（時間
インターバルを測定する）計時フリツプフロツプ
からの出力信号のパルス幅を測定することは、周
知である。その加工物の厚みを測るために、適当
な幾何学的補正およびゼロ点化補正を設けてあ
る。後続の測定の間、評価装置４２は、その最初
に測つたノツチ反射信号の通過時間値を、後に測
定するノツチ反射信号の通過時間の諸々の値と比
較し、これによつて遅延ラインに対する熱作用を
判定するようにする。もし経路３０に沿つて移動
するノツチ反射信号のある後の測定値が、その最
初の測定値から所定量以上に変動する場合には、
プローブ１０は熱くなり過ぎていることになる。
そのような場合、インジケース４１の点灯の如き
警告信号をオペレータに与え、プローブ１０が損
傷する前にそれ以上の試験を止めることができる
ようにする。ノツチ反射エコー信号で計時フリツ
プフロツプをセツトしそして後壁反射信号でその
計時フリツプフロツプをリセツトするというこの
温度補償法は、プローブの前面２４が面全体に沿
つて均等に摩耗して結合部材１６，１８内の遅延
ラインの経路長の差が2Xに等しいままである限
りは、正確である。

本計器がその一連のノツチ反射信号と入口面エ
コー信号とを検出できなかつた場合には、ノツチ
付プローブを使用しておらず、ある「特殊な」プ
ローブを使用していると想定し、そしてインジケ
ータ４３を点灯する。上記のPROMは、そのメ
モリ内に、評価装置４２に提供するいわゆる平均
幾何学的補正フアクタを記憶している。その平均
幾何学的補正フアクタを使用する場合、本計器を
ゼロ点化しかつ較正するためには、段階状の厚み
部分をもつ試験ブロツクを使用する在来の計器較
正技法が必要である。その在来の手段により決定
した補正値は次に、後続の厚さあるいは音速の測
定に使用するためマイクロプロセツサ４４に記憶
する。

また、本計器は、新規な起動装置を備えてい
る。第２図に示すように、本計器の正面には、厚
みおよび音速が既知の較正用見本５０を設置して
ある。第３図を参照すれば判るように、受信プロ
ーブ５２は、その見本５０の一方の側に恒久的に
結合してある。通常の試験においては、本計器
は、典型的には周波数が2MHzである高周波クロ
ツクによつて作動するようになつている。本計器
が非活動状態のとき、本計器は典型的には1kHz
の周波数を有する低周波クロツクによつて制御さ
れる。マイクロプロセツサ４４と評価装置４２
は、バツテリの電力消費を最少にするためＣ−
MOS低電力素子から成つている。周期的（典型
的には1/2秒のインターバル）に、プローブ５２
の出力をモニターして超音波信号の受信を判定す
るようになつている。もし信号を全く受信しない
場合には、本装置はオフの状態に留る。一方、信
号を受信すると、パルサ３８からの送信パルスと
受信プローブ５２の信号受信との間の時間インタ
ーバルを測定する。もし数回のこの測定により、
その時間インターバルがプローブ１０から見本５
０を介してプローブ５２までの貫通伝送超音波信
号の通過時間に等しいことが示された場合には、
本計器を起動する。このとき、プローブ１０のタ
イプを判定し、高周波クロツクを起動し、これに
よつて本計器は使用できる状態となる。

また、このターン・オン手続きは、本計器の自
動ゼロ点化機能も起動するようになつている。プ
ローブ５２が信号を受信したとき、本計器は、厚
さが既知の見本５０（その音速値はマイクロプロ
セツサ４４に記憶してある）を測定している最中
である。自動装置ゼロ点化は、下記の貫通伝送に
関する式を使用してオフセツト時間（ゼロ補償）
を計算することにより達成する。

（式３） 見本５０の既知の厚み＝見本の既知
の音速×（測定した通過時間＋オフセツト時間） 好適実施例においては、見本５０のその厚みと
音速とは、マイクロプロセツサ４４に内蔵した
PROMのメモリ内に恒久的に記憶してある。見
本５０の厚みを測定する信号のパルス・エコーの
測定通過時間は、評価装置４２によつて計算す
る。すでにそのプローブ・タイプの判定を終了し
ているので、適当な幾何学的補正をその厚さ測定
に適用するようにする。数サイクル分のその測定
通過時間を用いて、プローブ１０が見本５０に適
正に結合されており、しかも周囲熱平衡に達して
いる点を確かめると、式(3)をオフセツト時間（ゼ
ロ点化補正）に関して解く。この計算したオフセ
ツト時間値は、再較正がなされるまでの、そのプ
ローブと本計器を使用した全ての後続の測定に対
する自動ゼロ点化オフセツトとして、マイクロプ
ロセツサ４４のメモリ内に記憶する。また、厚み
と音速とが既知の加工物によつて本計器をゼロ点
化（較正）することも可能である。このとき、そ
の既知の厚みと音速の値は、キーボード８０ある
いはその他の制御装置によつてマイクロプロセツ
サ４４のそのメモリに入力するようにする。次
に、そのプローブ・タイプを識別し、そしてその
プログラムした加工物の厚みおよび音速を用いオ
フセツト時間に関する式(3)を解く。これで、本計
器は、その特定のプローブと計器を用いてパル
ス・エコー超音波厚さ測定ができる状態となつて
いる。幾何学的補償、ゼロ点化および温度補償
は、迅速かつ自動的に達成し終つている。

未知の厚みの加工物を試験する場合、測定すべ
き加工物Ｗの音速は、本計器のキーボード８０あ
るいはその他の制御装置によりマイクロプロセツ
サ４４のメモリに入力する。上記のターン・オフ
手続き中に計算したオフセツト（ゼロ点化）値
は、そのメモリから呼び戻してあり、また適正な
PROMのプローブ・タイプ補正の識別が完了し
ている。従つて、その加工物の厚み測定値は、下
記の式を解くことにより決定する。

（式４） 加工物の厚み＝マイクロプロセツサ
にプログラムした加工物の音速×（パルス・エコ
ー通過時間＋オフセツト時間＋幾何学的補償値） 逆に、加工物の音速を測定したい場合には、そ
の加工物の既知の厚みをマイクロプロセツサ４４
にプログラムし、そして式(4)をその未知の音速に
関して解く。

本計器の一実施例においては、最小厚み記憶の
特徴を含めてある。第４図から最もよく判るよう
に、試験中に、プローブ１０を腐蝕した加工物の
表面６０を横切るようにする。第４図において
は、断面で示したその加工物は、幅と深さの異る
３個所の欠陥部６２，６４，６６を含んでいる。
最も危険な欠陥部は欠陥部６４であり、その部分
と表面６０との間の残つている加工物の厚みが最
小であるからである。プローブ１０が加工物を矢
印６８の方向で左から右へ横切るとき、その加工
物の厚みを連続して測定し、そしてそれを第５図
に示す比較装置７０ならびに記憶装置７２へ入力
として提供する。その比較装置７０の他方の入力
は、記憶装置７２の出力に接続してある。記憶装
置７２の出力はまた、最低の厚み測定値を表示す
るため、読取り装置４６に供給するようにしてあ
る。第５図は簡略化した概略ブロツク図であつ
て、適当なバツフアやラツチ装置は省略してあ
る。プローブ１０がその加工物表面を走査すると
き、その新たな厚み測定値を比較装置７０にて先
に記憶した最小厚み測定値と比較する。もしその
新測定値がその記憶値より小さくて、加工物のよ
り薄い部分であることを示す場合、記憶装置７２
そして従つて読取り装置４６を、そのより低い厚
み測定値に更新する。ある所定の時間インターバ
ル（典型的には数秒である）の経過後、その記憶
装置と読取り装置とを（図示していない装置によ
り）リセツトし、そして上記のプロセスが別の時
間インターバルの間再開する。

第５図は最小の厚みを測定し記憶するための回
路素子を示しているが、この最小値較正は、マイ
クロプロセツサ４４に含んだソフトウエア・プロ
グラムによつても実施するようにできる。

この最小厚み読取り値を記憶することによる利
点は、オペレータが加工物表面６０を連続的に走
査しながら観察して加工物の最小厚み部分に気づ
くことが確かにできるようになることである。希
望する場合、オペレータは、その加工物を再走査
してその厚み最小部分の正確な位置を見つけるよ
うにすることができる。あるいはこの代わりに、
観察したその最小厚み読取り値に基いて、その加
工物の修正作業を行うようにしてもよい。

別の変形例においては、本計器は、所定の最小
値より小さな加工物の厚みを測定したことをオペ
レータに知らせる音響アラームあるいはインジケ
ータ４５のようなビデオアラームを含むようにす
ることができる。

本計器の更に別の変更形態においては、読取り
装置４６は、通常は品質管理試験のために、差分
の厚みを表示するようにできる。この場合、ある
所定の厚みの値を、キーボード８０によりマイク
ロプロセツサ４４内へプログラムする。次に、本
計器で、差分厚み値、即ち所定の公称厚み以上あ
るいはそれ以下の差分を測定する。この測定した
差分厚みは次に表示する。このようにして、所定
の許容範囲以上の差分厚み値をアラームで示すよ
うにすることにより、用途の要求に応じて、加工
物を不合格にしたり、あるいは再検査したりする
ようにできる。

超音波厚さ測定計器の好適実施例とその数種の
変形例や修正例について示してきたが、当業者に
は、特許請求の範囲にのみ限定される本発明の広
い範囲から逸脱することなく、その他さらに別の
修正や変形が可能であることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、二重エレメント・プローブを使用し
た、本発明の好適実施例の概略ブロツク図。第２
図は、本計器の正面図。第３図は、較正用見本と
受信プローブの断面図。第４図は、腐蝕加工物を
走査するプローブの図。第５図は、最小値検出器
の概略図である。 １０……二重エレメント・プローブ、１１……
ハウジング、１２，１４……エレメント、１６，
１８……遅延ライン、２２……ノツチ、３０……
経路、３８……パルサ、４０……受信装置、４２
……評価装置、４１，４３，４５……インジケー
タ、４６……読取り装置、５０……較正見本、６
０……加工物、６２，６４，６６……加工物の欠
陥部、７０……比較装置、７２……記憶装置、８
０……キーボード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ わずかに隔置し音響的に遮断した関係で概ね
   平行並置した一対の細長いプラスチツク製結合手
   段を含んだ二重エレメント超音波プローブであつ
   て、該結合手段の各々が、対向して配置した端面
   の間で該結合手段を通過する超音波信号のための
   遅延ラインとして作用し、各前記結合手段は、そ
   の第１の端面に結合した電気音響変換器エレメン
   トを有しており、前記結合手段の両方の前記第１
   の端面と対向する第２の端面が、加工物と同時に
   音響的に結合されるようになつた、二重エレメン
   ト超音波プローブにおいて、 前記結合手段の一方が、長さＬを有し、前記第
   １の端面に配置した変換器エレメントから送出さ
   れた超音波信号を部分的に反射するために前記第
   ２の端面から長手方向で距離Ｘのところに配置し
   た反射器を有しており、 前記結合手段の他方が、Ｌ−2Xに等しい長さ
   を有していること、 を特徴とする二重エレメント超音波プローブ。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載のプローブにお
   いて、前記一対の結合手段が同じ材料からつくら
   れていること、を特徴とする二重エレメント超音
   波プローブ。 ３ パルス・エコー超音波測定計器であつて、 イ 第１の端部と正面端部とを有し、前記第１の
   端部と前記正面端部との間の距離がＬであり、
   さらに前記正面端部から距離Ｘのところに配置
   した反射器を有している第１の結合手段と、 ロ 第１の端部と正面端部とを有し、その間の距
   離がＬ−2Xである第２の結合手段と、 ハ 前記第１の結合手段と前記第２の結合手段と
   を分離する音響障壁と、 ニ 超音波エネルギ信号を送信しかつ受信するた
   め、前記第１の結合手段の前記第１の端部に結
   合した第１の変換器エレメントと、 ホ 超音波エネルギ信号を受信するため、前記第
   ２の結合手段の前記第１の端部に結合した第２
   の変換器エレメントと、 ヘ 超音波サーチ・パルスを前記第１の結合手段
   へそしてそれを通して加工物へ前記第１の変換
   器エレメントに送信させるための送信パルスを
   提供するため、前記第１の変換器エレメントに
   結合したパルス発生手段と、 ト 前記第１の変換器エレメントは、前記反射器
   から反射された超音波エコー信号を受信して、
   該エコー信号を第１の電気信号へ変換するよう
   になつており、 チ 前記第２の変換器エレメントは、前記加工物
   内の音響的不連続部から反射された超音波エコ
   ー信号を受信して、該エコー信号を第２の電気
   信号に変換するようになつており、 リ 前記第１と第２の電気信号を受信して、該信
   号に応答する第１と第２のエコー応答電気信号
   を提供するため、前記第１と第２の変換器エレ
   メントに結合した受信手段と、 ヌ 前記第１と第２のエコー応答電気信号と前記
   送信パルスを受信し、かつ前記第１と第２のエ
   コー応答電気信号に基いて前記加工物の特性を
   計算するため、前記受信手段と前記パルス発生
   手段とに結合した評価手段と、 ル 前記評価手段を制御し、かつ前記計算を行う
   ためにプリプログラムしたデータを前記評価手
   段に提供するため、前記評価手段に結合したマ
   イクロプロセツサ手段と、および ヲ 前記加工物の前記特性を表示するため、前記
   評価手段に結合した表示手段と、 から成つているパルス・エコー超音波測定計器。 ４ 特許請求の範囲第３項に記載の計器におい
   て、前記評価手段が、前記第１のエコー応答電気
   信号に応答して測定時間インターバルを開始し、
   そして前記第２のエコー応答電気信号に応答して
   前記測定時間インターバルを終了させ、さらに前
   記送信パルスと前記第１のエコー応答電気信号と
   の間の時間インターバルに相応するプローブ指示
   信号を提供するようになつており、前記マイクロ
   プロセツサ手段は、前記プローブ指示信号を受信
   すると前記評価手段に対してプリプログラムした
   プローブ特性補正データを提供すること、を特徴
   とするパルス・エコー超音波測定計器。 ５ 特許請求の範囲第４項に記載の計器におい
   て、 イ 前記評価手段は、前記測定時間インターバル
   を計算し、 ロ 前記評価手段は、前記の計算した測定時間イ
   ンターバルを前記加工物の既知の厚みと相応さ
   せるのに要するオフセツト時間信号を提供し、 ハ 前記評価手段は、後続の測定のために前記オ
   フセツト時間インターバル信号を記憶するた
   め、前記の計算したオフセツト時間信号を前記
   マイクロプロセツサ手段に提供すること、 を特徴とするパルス・エコー超音波測定計器。 ６ 特許請求の範囲第４項に記載の計器におい
   て、前記マイクロプロセツサ手段が、前記プロー
   ブの温度変化を示す信号を提供するため、第１の
   前記プローブ指示信号を記憶し、そして後続の前
   記プローブ指示信号を前記第１のプローブ指示信
   号と比較すること、を特徴とするパルス・エコー
   超音波測定計器。 ７ 特許請求の範囲第３項に記載の計器におい
   て、所定の時間インターバルの間前記加工物の前
   記特性を記憶しかつ表示する手段を含んでいるこ
   と、を特徴とするパルス・エコー超音波測定計
   器。 ８ 特許請求の範囲第３項に記載の計器におい
   て、加工物の所定の特性値を前記マイクロプロセ
   ツサ手段にプログラムする手段と、測定した加工
   物の特性値と前記の記憶した値との差を示す値を
   前記読取り手段に表示させるための別の手段と、
   を含んでいること、を特徴とするパルス・エコー
   超音波測定計器。 ９ 特許請求の範囲第３項に記載の計器におい
   て、加工物の特性を前記マイクロプロセツサ手段
   にプログラムする手段を含んでいること、を特徴
   とするパルス・エコー超音波測定計器。 １０ 特許請求の範囲第９項に記載の計器におい
   て、前記加工物の前記特性が前記加工物の厚さで
   あること、を特徴とするパルス・エコー超音波測
   定計器。 １１ 特許請求の範囲第９項に記載の計器におい
   て、前記加工物の前記特性が前記加工物の音速で
   あること、を特徴とするパルス・エコー超音波測
   定計器。 １２ 特許請求の範囲第３項に記載の計器におい
   て、 イ 該計器に配設した較正用見本と、 ロ 前記見本の一方の側に結合した受信プローブ
   と、 ハ 前記見本を通して移動する超音波信号の存在
   を調べるために前記受信プローブを周期的にモ
   ニタする手段と、 ニ 該モニタ手段が超音波信号を検出したとき前
   記計器を付勢する手段と、 を含むことを特徴とするパルス・エコー超音波測
   定計器。