JPH0438415A - パイプ長さ計測装置 - 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、土木、建築等の工事現場で、足場を組んだり
するために使用されるパイプ等の長さを計測するための
パイプ長さ計測装置に関する。 ■従来の技術】 土木、建築等の工事現場で、足場を組んだりするために
使用されるパイプは、一般に、レンダＪしやリースで使
用されることが多い、この場合、ノ（イブの長さは一般
に１〜６ｍと長さがまちまちのため、パイプの受は渡し
のとき、パイプの本数のほか、それぞれの長さを確認す
る必要カイある。 パイプの長さを測定するためには、一般に、巻き尺など
のメジャーが用いられている。そして、計測したパイプ
の長さと本数とが、記録者によって、記録用紙に記録さ
れている。

【発明が解決しようとする課題１ しかしながら、このような従来の測定では、測定しよう
とするパイプの両端に２人かかりで、巻き尺を当てなけ
ればならず、測定に時間と手間かかかるという問題点が
あった。 また、計測したパイプの長さを、パイプの１木１本につ
いて記録者か記録するのは、煩雑で手間がかかり、また
、誤って記録してしまうことかあるという問題点かあっ
た。 本発明は、このような従来の技術か有する問題点に着目
してなされたもので、長さを測定する時間が短く、かつ
、測定か容易なパイプ長さ計測装置を提供することを目
的としている。 また、本発明は、長さの記録が容易なパイプ長さ計測装
置を提供することを目的としでいる。 【課題を解決するための手段ｌ かかる目的を達成するため、 本発明は、 超音波を用いてパイプ長さを測定する装置において、パ
イプ壁面に接触可能な湾曲面の形状を有するクサビとク
サビに固着された圧電振動子からなる超音波送受波器と
、上記超音波送受波器より、パイプの一端に超音波を入
射してから、超音波かパイプ壁部に沿って伝搬し、パイ
プ他端で反射し、また超音波送受波器に戻ってくるまで
の時間を測定する計時手段と１、超音波の速度と前記計
時手段により測定された往復伝搬時間とからパイプの長
さを求める演算手段と、算出された長さを出力表示する
表示器とを有することを特徴とする。 また、本発明は、 超音波を用いてパイプ長さを測定する装置において、パ
イプ壁面に接触可能な凹面あるいは凸面の形状を有する
クサビに固着された圧電振動子からなる超音波送受波−
と、上記超音波送受波器よりパイプの一端に沿って伝搬
し、パイプ他端て反射し、また超音波送受波器に戻って
くるまでの時間を測定する計時手段と、超音波の速度と
前記計時手段により、測定された往復伝搬時間とからパ
イプの長さを求める演算手段と、算出された長さを出力
表示する表示器と、 前記演算手段からの出力お・よび／または前記集計手段
からの出力をプリントアウトするプリンタ手段とを有す
ることを特徴とする。 前記超音波として６は、表面波を用いることか好ましい
。しかしながら、超音波として、板波や縦波、ｍ波を用
いてもよい。 演算手段および／または集計手段は、プロクラムに従っ
て作動す゛るＣＰＵによって構成されてもよい。 また、前記計時手段は、超音波か被計測物を一定長さ伝
書するのに要する時間の２倍の時間ごとに、ｌパルスの
信号を出力するように設定されたクロックパルス装置と
、出力された該信号を計数するカウンタとを有してもよ
い。 ここて、一定長さとしては、例えば、Ｏ，１ｍや０．５
ｍなどの長さか挙げられる。 前記長さ出力手段は、予め所定の被計測物長さを目標値
として設定可能であって、測定した被計測物か設定した
前記目標値と一致するとき報知する報知手段を有しても
よい。 ｒ作用】 超音波の反射波を利用して、被計測物であるパイプの長
さをその一端で測定できるので、巻き尺によりパイプの
両端に１人づフ測定者を配置してパイプな１本１本測定
する場合に比べて、パイプの長さを測定する時間か短く
、測定が容易である。 また、プリンタ手段を有する場合には、演算手段により
求められたパイプ長さと、入力されたパイプの本数とを
、集計手段により集計し、その出力をプリントアウトす
ることか可能なため、測定結果の記録が容易である。

【実施例】

以下、図面に基づき本発明の各種実施例について説明す
る。なお、各種実施例につき同種の部位には同一符号を
付し重複した説明を省略する。 第１図〜第５図は、本発明の第１実施例を示しており、
第１図はパイプ長さ計測装置の概略構成図、第２図（ａ
）は超音波送受波器の斜視図である。 第２図（ａ）に示すように、超音波送受波器１は、一端
面か斜面２として形成され、長さ方向に沿って半円筒形
状の湾曲面凸面３を有するほぼ直方体形状のくさび４を
有している。 なＳ、超音波送受波器をパイプの外壁に接触させて用い
る場合は、第２図（ｂ）に示すように。 〈さび４の半円筒形状の湾曲面３は、凹面にして用いた
方か好適である。 斜面２の上面には、圧電振動子５が設けられている。 被計測物かパイプの場合について説明するが、被計測物
は、パイプに限定されるものではなく、いかなる物であ
ってもよい。 圧電振動子５から発振され、パイプの長さ測定のために
用いられる超音波は、表面波である。 超音波として表面波を用いるのは、板波と異なり、パイ
プの厚さにかかわらずパイプを伝搬する速度が一定のた
め、パイプの厚さに関係なく、超音波の往復伝搬時間か
らパイプの長さを算出することかできるからである。 くさび４に斜面２を設けたのは、ｔｓ５図に示すように
、くさび４からパイプにその長さ方向に超音波を伝搬さ
せるためである。 くさび４の湾曲面３の曲率半径ｒは、第４図に示すよう
に、パイプ内面の曲率半径Ｒより小さい値をとるように
決定されている。 〈さび４か、パイプの内面に空隙を生しさせないで接触
し、超音波を確実にパイプに伝搬させるためである。 〈さび４は、アクリル樹脂等のプラスチックにより形成
されている。 くさび４の材質として、プラスチックか用いられるのは
、長さを測定するパイプか一般に鋼鉄から形成されてお
り、また、プラスチックは鋼鉄より音速が遅いため、超
音波の入射角θ１を小さくすることかできるからである
（第５図参照）、入射角θ、を小さくすると、くさび４
を小さいものとすることかてきて、超音波送受波器１の
小型化を図ることかできるとともに、プラスチックを有
するくさび４が薄くなってその可撓性を増加させる。こ
のため、測定されるパイプの内面に対するくさび４の接
触面積が増加することにより、パイプの管壁に対し超音
波の入射量を多くすることがてきる。これにより、超音
波送受波器１の信号感度を向上させることかてきる。 また、超音波として表面波を用いるために、第５図で示
される超音波のくさび内入射角θ１は、測定しようとす
るパイプを伝搬する表面波３１の音速て、臨界角となる
ように設定される。なお、入射角θ、か臨界角のとき、
パイプ内を伝搬する超音波３２の屈折角θ。は、９０°
となる。 パイプか鋼鉄製の場合、縦波の音速が５９００ｍ　／　
Ｓ、横波の音速が３２００　ｍ　／　ｓであるのに対し
、伝搬する表面波３１の音速は、２９５０ｍ　／　ｓで
ある。このとき、入射角θトすなわち、斜面２と湾曲面
３とのなす角度θ、は、例えば、６０度〜７０度に設定
される。くさび４の材質かアクリル樹脂の場合には、角
度θ、　は。 ６７度が好適である。 なお、超音波として、表面波のほか、板波や縦波、横波
を用いてもよい、ただし、長いパイプな測定する場合に
は、縦波や横波より表面波や板波の方が、測定に好適で
ある。また、裏面が粗面の場合は、低い周波数の板波か
好適である。 第１図に、パイプ長さ計測装置の概略構成図を示す。 パイプ長さ計測装置は、超音波送受波器１、超音波送受
波器ｌに接続されたバーストパルサ１１、超音波送受波
器１に接続されたレシーバ１２、レシーバ１２に接続さ
れた温時ゲート１３、バーストパルサ１１と温時ゲート
１３とに接続された主同期回路１４、温時ゲート１３に
接続されたカウンタ１５、主同期回路１４とカウンタ１
５とに接続されたＣＰＵ　１７、並びに、ＣＰＵ１７に
それぞれ接続された、メモリ１６と、操作設定部１８と
、表示器１９と、プリンタ２０と、ブザー２１とを有し
ている。 温時ゲート１３とカウンタ１５とは、計時手段を構成し
ている。 また、カウンタ１５は、演算手段を構成している。 また、ｃｐｕ　ｉ　’ｙとメモリ１６とは、集計手段を
構成している。 また、ＣＰＵ１７は、プロクラムに従って処理を行うも
のである。 次に作用を説明する。 本実施例のパイプ長さ計測装置により、第６図で示すよ
うに、長さのそれぞれ異なる多数のパイプＰＩ〜Ｐ１５
のそれぞれの長さとそれぞれの本数とを計測する。 なお、計測されるパイプは、断面形状かいかなる形状の
ものてあってもよく、例えば、円形、楕円形、多角形等
てあってもよい。また、パイプに多少のへこみや、歪、
曲り等があっても計測に影響を与えるものではない。 また、パイプの孔の内部に超音波送受波器ｌを挿入して
長さを測定することかできるため、パイプか積み重ねら
れている場合にも、測定可能である。 まず、第１図において、操作設定部１８によりスイッチ
をオンにして、パイプ長さ計測装置を作動させて、ＣＰ
Ｕ　１７を作動させる。 ＣＰＵ１７の制御によって、主同期回路１４からバース
トパルサ１１および温時ゲート１３にタイミングパルス
を出力する。 バーストパルサ１１は、そのタイミングパルスに同期し
て、所定のパルス幅内に励振電圧を含むバーストパルス
を超音波送受波器ｌに出力する。 超音波送受波器ｌは、バーストパルサ１１からのパルス
信号に応して、圧電振動子５から超音波を送信して、第
４図て示すようにパイプの一端の内面に接触した湾曲面
３から、第５図て示すように、パイプ内の長さ方向に超
音波を伝搬させる。 そして、圧電振動子５は、パイプの端部から反射して戻
った超音波を受波する。 圧電振動子５て受波された超音波は、電気信号に変換さ
れ１．その信号は、送受信を切換えられてレシーバ１２
へと送られる。 レシーバ１２は、受波信号を電気的に増幅して、温時ゲ
ート１３へと送る。 なお、レシーバ１２は、パイプの端部以外から反射して
戻るノイズ波によってエラーか生しるのを防止するため
に、最短のパイプの長さより短い長さて反射して戻る反
射波を除去する反射波受信ゲートを有してもよい。 また、ノイズ波によるエラーを防止するために、ＣＰＵ
　１７に対するプログラムを付加することによって、所
定の長さ範囲以外の長さを示す場合に、表示器１９また
はブザー２１からエラー信号を生しさせるようにしても
よい。 超音波送受波器ｌかパイプに超音波を送信するのと同時
に、主同期回路１４は、温時ゲート１３にタイミングパ
ルスを出力している。これにより、温時ゲート１３は、
そのパルスに応してゲートを開く。 また、主同期回路１４は、温時ゲート１３にクロックパ
ルスを出力している。 したかって、温時ゲート１３でゲートが開いている間、
温時ゲート１３からクロックパルスか出力される。 温時ゲート１３は、受信信号によるレシーバ１２からの
信号を受けて、ゲートを閉じる。 このため、クロックパルスは、パイプ内に超音波を送っ
た時点からパイプを伝搬して戻った時点の間、温時ゲー
ト１３からカウンタ１５へ送信される。 次に、カウンタ１５が、温時ゲート１３のクロックパル
スのパルス数を計数する。そのパルス数により、パイプ
での超音波の伝搬時間か、測定される。 なお、カウンタ１５の計数値は、次のパイプの測定前に
、リセットされる。このリセットは、例えば、操作設定
部１８を操作することにより、あるいは、次のパイプな
測定するときに主同期回路１４から出力されるタイミン
グパルスにより自動的に行われる。 カウンタ１５のカウント数は、ＣＰＵ１７を介して表示
器１９に表示される。 なお、主同期回路１４からのクロックパルスは、例えば
、分周器を用いて、超音波かパイプを０．１ｍ伝搬する
のに要する時間の２倍の時間ごとに、ｌパルスの信号を
出力するように設定されている。 このため、カウンタ１５により計数されたパルス数に０
．１をかけた値が、そのままパイプの長さを表わすこと
となる。従って、演算処理することなく、計数されたパ
ルス数をそのままデジタル表示することにより、パルプ
の長さを示すことかてきる。 例えば、パイプか鋼鉄製の場合、伝櫂する表面波の音速
は、２９５０　ｍ　／　ｓであるから、パルスの出力間
隔Ｔは１式 を満たす値に設定される。 これにより、長さ２．５ｍのパイプの長さを測定すると
すると、パイプを伝搬する超音波の往復時間は、２５ｘ
６７．８μＳとなる。このとき、カウンタ１５て計数さ
れる温時ゲート１３のクロックパルスのパルス数は、２
５となる。 従って、デジタル表示部の所定の箇所に小数点を予め付
しておけば、パイプの長さの表示は、２．５となり、そ
のままパイプの長さを表示することとなる。 なお、カウンタ１５とともにＣＰＵ　１７か、演算手段
を構成して、ＣＰＵ１７によって、演算処理を行っても
よい。 この場合には、超音波送受波器ｌにパイプの温度を測定
する温度計を設けて、測定された温度をＣＰＵ１７に送
信し、温度補正を行って、正確なパイプ長さを測定する
ことがてきるようにしてもよい。 また、カウンタ１５のカウント数は、ＣＰＵ１７を介し
て、メモリ１６て一時的に記憶される。 メモリ１６に記憶されたカウント数は、ＣＰＵ１７を介
して、第３図て示すように、プリンタ２０によりプリン
トされる。 ＣＰＵ１７は、測定したパイプの長さを表わすメモリ１
６に記憶されたカウント数と、操作設定部１８に１本の
パイプを測定するたびに入力した、測定ごとのパイプの
本数とを、集計処理し、それぞれの長さごとにパイプの
本数と、パイプの全本数とを求める。 このため、プリンタ２０からのプリント表示は、第３図
て例を示すように、その長さごとのパイプの本数と、パ
イプの全本数とを表わす。 なお、操作設定部１８にパイプの長さの記憶を指示する
ための専用キーのメモリボタンを設け１本のパイプな測
定するたびに、メモリボタンを押すことにより、そのデ
ータをメモリに記憶させ、集計処理ボタンを押すことに
より、長さごとのパイプの本数と全本数とをプリントア
ウトするようにしてもよい。 ブザー２１は、測定したパイプが、目標値として設定し
た特定の長さと一致するとき、報知するものである。 なお、複数の目標値を設定し、音を変えた複数の報知信
号を発することによって、−度の測定てそれぞれの長さ
のパイプを選択的に取り出せるようにしてもよい。 まず、操作設定部１８に、パイプの特定の長さを設定し
ておく。そして、ＣＰＵ１７は、測定ごとに、測定した
パイプか設定した特定の長さと一致するかどうか判別す
る。長さか一致したとき、ＣＰＵ　ｌ　７は、ブザー２
１に作動信号を出力し、ブザー２１は、報知する。 例えば、２．５ｍの長さのパイプのみを選択的に集めよ
うとするとき、操作設定部１８のテンキーまたはデジタ
ルスイッチにより、２．５ｍの表示にプリセットする。 この場合、測定したパイプか２．５ｍの長さてあったと
きに、ブザーか鳴る。 次に、本発明の第２実施例について説明する。 第７図は、本実施例のパイプ長さ計測装置を示す。 本実施例ては、第１実施例のＣＰＵ　１７、および、Ｃ
ＰＵ　１７にそれぞれ接続されたメモリ１６と操作設定
部１８と表示部１９とプリンタ２０とブザー２１どの代
りに、カウンタ１５に接続されたＬＥＤ表示器３０を有
している点か、第１実施例と異なっている。 また、一般に、建築現場て用いられるパイプには、０．
５ｍ単位の長さのものか用いられる。 そこて、超音波かパイプな０．５ｍ伝搬するのに要する
時間の２倍の時間ごとに、ｌパルスの信号を出力するよ
うに、主同期回路１４のクロックパルスを、設定する。 さらに、カウンタ１５は、フリップフロップ回路を有し
て、温時ゲート１３からのパルス信号数に応して、ＬＥ
Ｄ表示器３０のランプを点灯させる。 従って、第８図て示すように、求められた長さに対応す
るランプか点灯することにより、測定したパイプの長さ
がわかる。 これにより、第１実施例のパイプ長さ計測装置に比べて
より簡単な構成で、ノ（イブの長さを計測することがて
きる。 【発明の効果１ 本発明に係るパイプ長さ計測装置によれば、超音波の反
射波を利用して、被計測物の長さをその一端て測定てき
るのて、巻き尺により被計測物の両端に１人づつ測定者
を配置して被計測物を１本１本測定する場合に比べて、
被計測物の長さを測定する時間が短く、測定力１容易で
ある。 特に、被測定物がパイプの場合には、）（イブ内の孔に
超音波送受波器を挿入することにより、多数のパイプが
積み重ねられてνＡる中で下の方の１＜イブの長さを測
定する場合にも、容易にノベイブの長さを測定すること
が可能である。 また、プリンタ手段を有する場合には、演算手段により
求められた被計測物の長さと、入力された被計測物の本
数とを、集計手段により集計し、その出力をプリントア
ウトすること力（可能なため、測定結果の記録が容易で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図から第８図は本発明の実施例を示しており、第１
図は第１実施例のパイプ長さ計測装置の概略構成図、第
２図は超音波送受波器の斜視図、第３図はプリンタから
プリントアウトされたデータ結果を示す説明図、第４図
は超音波送受波器の湾曲面の曲率半径とパイプ内面の曲
率半径との関係を示す正面断面図、第５図は超音波送受
波器からパイプへの超音波の入射角を説明するための側
面断面図、第６図は長さを計測する多数のパイプか重ね
られている状態を示す斜視図、第７図は第２実施例のパ
イプ長さ計測装置の概略構成図、第８図はＬＥＤ表示器
の表示の構成を示す概略説明図である。 １・・・超音波送受波器　２・・・斜面３・・・湾曲面
　　　　　４・・・くさび５・・・圧電振動子　　　１
１・・・バーストパルサ１２・・・レシーバ　　　１３
−・・温時ゲート１４−・・主同期回路　　１５・・・
カウンタ１６・・・メモリ　　　　　１７−ＣＰ　Ｕ１
８・−・操作設定部　　１９・・・表示部２０・・・プ
リンタ １・・・ブザー ３０−Ｌ　Ｅ　Ｄ表示器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、超音波を用いてパイプ長さを測定する装置において
   、パイプ壁面に接触可能な湾曲面の形状を有するクサビ
   とクサビに固着された圧電振動子からなる超音波送受波
   器と、 上記超音波送受波器より、パイプの一端に超音波を入射
   してから、超音波がパイプ壁部に沿って伝搬し、パイプ
   他端で反射し、また超音波送受波器に戻ってくるまでの
   時間を測定する計時手段と、 超音波の速度と前記計時手段により測定された往復伝搬
   時間とからパイプの長さを求める演算手段と、 算出された長さを出力表示する表示器とを有することを
   特徴とするパイプ長さ計測装置。２、超音波を用いてパ
   イプ長さを測定する装置において、パイプ壁面に接触可
   能な凹面あるいは凸面の形状を有するクサビに固着され
   た圧電振動子からなる超音波送受波と、 上記超音波送受波器よりパイプの一端に沿って伝搬し、
   パイプ他端で反射し、また超音波送受波器に戻ってくる
   までの時間を測定する計時手段と、 超音波の速度と前記計時手段により測定された往復伝搬
   時間とからパイプの長さを求める演算手段と、 算出された長さを出力表示する表示器と、 前記演算手段からの出力および／または前記集計手段か
   らの出力をプリントアウトするプリンタ手段とを有する
   ことを特徴とするパイプ長さ計測装置。 ３、前記計時手段は、超音波がパイプ壁部を一定長さ伝
   搬するのに要する時間の２倍の時間ごとに、１パルスの
   信号を出力するように設定されたクロックパルス装置と
   、出力された該信号を計数するカウンタとを有すること
   を特徴とする請求項１または２記載のパイプ長さ計測装
   置。 ４、前記長さ出力手段は、予め所定の被計測物長さを目
   標値として設定可能であって、測定した被計測物が設定
   した前記目標値と一致するとき報知する報知手段を有す
   ることを特徴とする請求項１記載のパイプ長さ計測装置
   。