JPH04105011A - 超音波厚さ計 - 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］ この発明は例えば被検材へ向は超音波を入射し超音波伝
搬時間に基づいて被検材の厚さを測定する超音波厚さ計
、特に厚さ計の校正に関する。

［従来の技術ｊ 第４図は従来の超音波厚さ計のブロック図であり、２（
ジ測定信号を厚さ信号へ変換する信号変換器、３はＡ−
Ｄ変換器、４は厚さを表示する表示装置、１１は音速設
定器、１２はゼロ設定器、１５は音速ならびにゼロ設定
器からの信号を変換する音速・ゼロ信号発生器、１８は
試験片、１９は超音波探触子でおる。

従来の超音波厚さ計は上記のように構成され、超音波を
送波する送信用探触子と被検材からの反射波を受波する
受信用探触子が一体に構成された超音波探触子１９が用
いられ、厚さ針本体には被検材の音速を設定する音速設
定器１１ヤゼロ設定器１２が付属されている。

通常被検材の厚さ測定に先立ち手動操作により厚さ計の
校正が行われる。測定対象の被検材と同じ音速で測定レ
ンジの最大ならびに最小寸法をなす２種類の校正レンジ
の試験片１８へ超音波探触子１９を交互に当接し、これ
に従い音速設定器１１とゼロ設定器１２をそれぞれ調整
して測定された厚さが所定精度にて表示できるよう繰返
し行い、超音波厚さ計が校正される。

つぎに超音波探触子１９を接触媒質を介して被検材へ当
接する。例えば平板状被検材の表面ならびに底面から反
射されたエコーは音速設定器１１とゼロ設定器１２の設
定値を音速・ゼロ信号変換器１５を介し変換された信号
と共に信号変換器２において厚さ信号へ変換され、ＡＤ
変換器３からのディジタル値が表示装置４へ被検材の厚
さとして表示される。

［発明が解決しようとする課題］ 上記ような従来の超音波厚さ計では、超音波探触子１９
からの被検材の表面ならびに底面からのエコーは信号変
換器２へ加えられ、被検樋内超音波伝搬時間と当該試験
片１８の音速との積により得られた厚さが電圧として出
力される。

信号変換器２は例えば積分回路や定電流回路なとから溝
成され、これら電子回路は周囲の温度、湿度の環境条１
牛ならびに電源電圧の変化などの影響を受（すて持１生
か変化して厚さ測定の精度か劣化する。

測定＠度向上のためには被検材と同じ材質で厚さの異な
る２種類の校正レンジの試験片１８へ交互に超音波探触
子１９を当接し、対応する音速設定器１１とゼロ設定器
１２とを交互に調整して厚さか所定精度にて表示できる
よう校正か行われるが校正には時間を要する、 特に高精度超音波厚さ計の佼正においては繰返しの頻度
が増加して一層時間を要し、更に操作に習熟しないと迅
速な校正ができないという問題点があった。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、例え周囲の環境条件や電源電圧が変化してもこれら
の影響を受けることなく、音速設定器の設定値と実際の
音速との一致が自動的に且つ迅速に行えて所定の測定精
度が容易に確保できる超音波厚さ計を得ることを目的と
する。

、１課題を解決するための手段： この発明に係る超音波厚さ計は、異なる校正レンジに対
する超音波伝搬時間の信号を個別に発生する第１基準器
と、校正に係わる音速を設定する基準音速設定器と、校
正レンジに対応する厚さ信号を個別に発生する第２基準
器と、第１基準器と基準音速設定器の両信号から得られ
た厚さ信号と当該レンジの第２基準器からの信号を比較
し補正係数を出力する演算回路と、演算回路出力により
設定された音速を補正する補正回路を設けたものである
。

［作用］ この発明においては、被検材の厚さ測定に先立って行わ
れる超音波厚さ計の校正は、校正レンジの超音波伝搬時
間信号を発生する第１基準器と基準音速設定器とから得
られた厚さ信号と第２基準器からの信号との比較に基づ
いて得られた補正係数によって音速が補正されて実際の
音速が得られる。

周囲の温度や湿度の環境条件ならびに電源電圧か変化し
ても超音波厚さ計はこれらの影響を回避できるので、測
定精度や再現ぼか向上できる。

音速の異なる被検材の厚さ測定には所定の音速を設定す
るのみで再度校正を要しない。

従って測定レンジや音速の異なる被検材に対しても精度
ならびに効率良く厚さ測定ができる。

［実施例］ この発明の一実施例を添付図面を参照して詳細に説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、 図において、２．３．４．１１．１２．１５．１８．１
９は上記従来厚さ計と同一であり、１は校正レンジ毎の
超音波伝搬時間信号を発生する第１基準器、５は校正に
係わる音速を設定する基準音速設定器、６は基準ゼロ設
定器、ヱは校正レンジ毎の厚さ信号を発生する第２基準
器、８は第１基準器ユと基準音速設定器５から得られた
厚さ信号と第２基準器ヱからの信号とを比較する演算回
路、９は演算回路８からの補正係数により基準音速設定
器５の音速を補正する第１補正回路、１０は記憶回路、
１３は音速設定器１１の音速を補正する第２補正回路、
１４（よ第１切換器、１６は第２切換器、１７は音速表
示器を示している。

上記のように構成された超音波厚さ計においては、厚さ
測定に先立って実施される校正において、第１基準器１
は校正レンジに対応した超音波伝搬時間の信号を発生す
る。

第２図は第１基準器の一実施例を示すブロック図であり
、 ２１は第１の校正レンジに対する超音波伝搬時間信号を
発生する第１基準信号発生器工、２２は第２の校正レン
ジに対する超音波伝搬時間信号を発生する第１基準信号
発生器■、２３は第３切換器を示している。

第３図は第２基準器の一実施例を示すブロック図でおり
、 ２４は第１校正レンジの厚さ信号を発生する第２基準信
号発生器工、２５は第２校正レンジの厚さ信号を発生す
る第２基準信号発生器■、第３切換器２３は第１基準器
口内の切換器と互いに連動する。

第１基準器１において第３切換器２３により選択された
第１基準信号発生器工２１からの第１校正レンジに対す
る超音波伝搬時間信号は、信号変換器２へ加えられ基準
音速設定器５からの音速との積により得られた厚さ信号
が電圧として出力され、Ａ−Ｄ変換器３を経てディジタ
ル値となり表示装置４へ表示される。

上記厚さ信号の一部は第２基準器ヱ内の第３切換器２３
により選択された第２基準信号発生器工２４からの第１
校正レンジの厚さ信号と共に演算回路８へ加えられ、両
者の厚さが比較されてその比即ち補正係数として出力さ
れる。演算回路８からの補正係数により基準音速設定器
５の設定値は第１補正回路９にて補正され、第１切換器
１４から音速・ゼロ信号発生器１５を経て実際の音速か
信号変換器２へ加えられる。

また）寅算回路８からの補正係数はラッチ回路などが用
いられた記憶回路１０にて記・厖される。

次に第１基準器ユならびに第２基準器ヱ内の第３切換器
２３が作動して、第１基準信号発生器ｌＩ２２ならびに
第２基準信号発生器ｌＩ２５か選択されて上記と同様の
動作か行われ基準ゼロ設定器６の設定値が補正される。

周囲の温度ならびに湿度などに関する環境条件や電源電
圧の変動による信号変換器２などの特性か変化しても、
上記校正の実施により補正係数が修正されてこれらの影
響が回避でき精度ならびに再現性のすぐれた厚さ測定が
行える。

超音波厚ざ計の校正動作は下記のとおり行われる。

試験片の寸法による校正レンジρ０は、２ｏ　＝ＫＸｔ
ｏ　ＸＣ。

ｔｏ二校正レンジにあける超音波伝搬時間、Ｃｏ　：試
験片の基準音速、Ｋは補正係数を示している。

Ｋ−２ｏ、−′↑□ｘｃｍ 上式より補正係数か得られ記憶回路１０へ保持される。

被検材の厚さ測定においてその音速か既知のとき、音速
設定器１１を被検材の音速Ｃ工に設定して、被検材へ接
触媒質を介して超音波探触子１９を当接すると厚ざジェ
か、 ｐニーＫｘｋｘｃえ として自動的に測定できる。このとき音速校正は不要で
ある。

また被検材の音速か不明のときは、被検材と同一材質で
測定レンジか異なる２種類の試験片１８を用いて音速設
定器１１ならびにゼロ設定器１２の設定値の調整を交互
に行ない、音速設定器１１からの音速は記憶回路１０か
らの補正係数により第２補正回路１３にて補正されて実
際の音速が得られ、第１切換器１４と音速・ゼロ信号発
生器１５を経て信号変換器２へ加えられて、超音波探触
子１９による被検材の超音波伝搬時間とから超音波厚さ
計が校正され、精度ヤ再現姓のすぐれた厚さ測定かｆＴ
える。

また複数の測定レンジを備えた超音波厚さ計においては
、上記補正係数ならびに各測定レンジ毎の試験片１８を
用いて校正されたセロ点を予め記憶しておくと、測定レ
ンジ変更の都度校正を行う必要がない。

音速表示器１７は第２切換器１６をπ測定部にすると音
速設定器１１の設定値が、また「音速」にすると補正さ
れた実際の音速をそれぞれ表示する。

音速が既知の他の被検材の厚さ測定は音速設定器１１を
所定の音速に設定するのみで音速校正を行うことなく迅
速に厚さ測定が行える。

［発明の効果］ この発明は以上説明したとおり、第１基準器ならびに基
準音速設定器と第２基準器とからの信号により補正係数
を得る演算回路と音速設定値を補正する補正回路を設け
る簡単な構成により、 被検材の音速を設定すると自動的に実際の音速による厚
さ測定か行える。

校正を行うと温度・湿度の環境条件や電源電圧の変動に
よる特性変化が回避され精度ならびに再現けか向上でき
る。

複数の測定レンジの厚さ測定においては測定レンジ毎の
補正係数と校正されたゼロ点を記憶しておくと測定レン
ジ変更の都度校正を行う必要かない。

測定レンジの異なる２種類の試験片にて音速とゼロ点を
校正すると実際の音速か自動的に得られるという効果か
ある。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は第１基準器の一実施例を示すブロック図、第３図は第
２基準器の一実施例を示すブロック図、第４図は従来の
超音波厚さ計のブロック図である。 図において、ユは第１基準器、５は基準音速設定器、６
は基準ゼロ設定器、ヱは第２基準器、８は演算回路、９
は第１補正回路、１０は記憶回路、１３は第２補正回路
である。 なあ、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 特許出願人　　　株式会社　　東京計器第１図 ５；基準音速設定器 ６：基！ぜ口設定繕 ６；演算回路 １３−第２補正回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被検材に超音波を入射し被検材内超音波伝搬時間と設定
   された音速に基づいて被検材の厚さを測定する超音波厚
   さ計において、 異なる校正レンジに対する超音波伝搬時間の信号を個別
   に発生する第１基準器と、上記校正に係わる音速を設定
   する基準音速設定器と、上記校正レンジに対応する厚さ
   信号を個別に発生する第２基準器と、上記第１基準器と
   上記基準音速設定器の両信号から得られた厚さ信号と当
   該レンジの第２基準器からの信号を比較し補正係数を出
   力する演算回路と、上記演算回路出力により設定された
   音速を補正する補正回路とを備えたことを特徴とする超
   音波厚さ計。