JPH0833295B2

JPH0833295B2 - 超音波膜厚測定方法

Info

Publication number: JPH0833295B2
Application number: JP27534689A
Authority: JP
Inventors: 勝之戸田; 毅木下; 猛宮島
Original assignee: Electric Power Development Co Ltd; Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Electric Power Development Co Ltd; Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1989-10-23
Filing date: 1989-10-23
Publication date: 1996-03-29
Anticipated expiration: 2011-03-29
Also published as: JPH03137504A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、超音波膜厚測定方法に関し、詳しくは、
構築物に使用されているメッキされた鉄骨材や鋼管の内
側のメッキ厚さを測定してその腐食状態を知ることがで
きるような超音波による内側面メッキ厚さの測定方法に
関する。

［従来の技術］外気に晒される状態にある鉄骨材や鋼管等を使用した
構築物では、腐食防止のために通常それらにメッキが施
されている。このメッキは、表面のみならず、裏面側あ
るいは中側などの内側面にも行われている。特に、鉄塔
とか、鉄橋などのように主として鉄骨材や鋼管を材料と
して組立てられる構築物に使用される部材は、たえず風
雨に晒される鉄製の部材が多く、その長年に亙る耐久性
を保障するために内側にまで亜鉛等のメッキが施されて
いるのが普通である。

［解決しようとする課題］このような鉄製の構造物にあっては、その安全性や信
頼性を維持し、管理する上で構成部材のメッキの品質や
その経年変化を定期的に検査することが必要であって、
その表面側（露出面側）の腐食状態は目視観察すること
などで比較的容易に分かる。また、メッキの表面の厚さ
や腐食状態は、従来からある電磁誘導法や渦電流法、
光、レーザ等による表面検査方法等を用いて調べること
も可能である。

しかし、表面から隠れている内側のメッキの状態を目
視観察することはできない。また、内面側のメッキの状
態についての測定方法はないのが現状である。特に、ほ
ぼ密閉状態にある鋼管などにあっては、長年の間風雨に
晒された結果、継ぎ目部分などから水や塩水が浸透して
内部に入り、内側のメッキ層や母材までも侵食される。
そこで、そのような箇所を知るために部材の内部の状態
を検査することができるＸ線やγ線を利用して検査する
ことが考えられるが、野外の構築物ではその大きさや場
所等との関係で簡単にはこのような方法が採用できな
い。

この発明は、このような従来技術の問題点を解決する
ものであって、内側外側にかかわらず超音波によりメッ
キ厚等の膜厚を容易に測定することができる超音波膜厚
測定方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］このような目的を達成するためのこの発明の超音波膜
厚測定方法の特徴は、表面側又は底面側が母材よりも超
音波減衰量の大きな膜で被覆された被検体の被覆膜の厚
さを超音波により測定する測定方法であって、ダンピン
グの大きい超音波探触子（以下プローブ）を使用して送
信超音波パルスを放射する段階と、被検体に超音波を侵
入させて被検体から得られる表面エコー又は底面エコー
の受信信号をフーリエ変換（以下FFT）する段階と、こ
のFFT処理をしたデータにおいて低い周波数の側の第１
のピーク値とこれより高い周波数の側の第２のピーク値
とを得る段階と、第１のピーク値及び第２のピーク値の
一方を基準として他方を正規化する段階と、この正規化
した値に基づき被覆膜の厚さを測定する段階とからな
る。

［作用］前記の構成のように、プローブを低い周波数のパルス
成分と高い周波数のパルス成分とを含む送信超音波パル
スを放射することにより１つの超音波の内部に２種類の
成分の超音波を内在させて被検体に浸透させることがで
きる。また、一般に、高い周波数の超音波の方が低い周
波数の超音波よりも減衰し易い。そこで、母材より減衰
量の高いメッキ層のような薄い膜の層を前記のような高
低周波数の異なる２種類の超音波が同時に通過したとき
に高い周波成分と低い周波成分との間に減衰量について
差が生じる。これらの差はメッキ層の厚さに応じて相違
し、厚さが厚くなれば差も大きくなる。

したがって、低い周波数のパルス成分と高い周波数の
パルス成分とを含む送信パルスにより得られたエコー受
信信号にFFT処理をし、FFT処理されたデータに対して低
い周波数側の第１のピーク値と高い周波数側の第２のピ
ーク値とを採取して一方を他方の基準として正規化する
ことで膜厚に関する測定データを得ることができ、膜厚
の測定が可能になる。

［実施例］以下、この発明の一実施例について図面を参照して詳
細に説明する。

第１図は、この発明の超音波膜厚測定方法を適用した
一実施例の超音波測定装置のブロック図であり、第２図
（ａ）は、100Ωのダンピングがなされている15MHzのプ
ローブで超音波を放射した場合の送信超音波波形の説明
図、第２図（ｂ）は、そのフーリエ変換した周波数分布
の説明図、第３図（ａ）は、底面側に亜鉛メッキした場
合のメッキ層の厚さの測定状態の説明図、第３図（ｂ）
は、底面側に亜鉛メッキした軟鋼板について超音波測定
で得られるその底面エコー受信信号をフーリエ変換して
得た周波数分布とメッキ厚さとの関係の説明図、第４図
は、２つのピーク値の差とメッキ厚さとの関係を示す特
性の説明図、第５は、メッキ厚さを測定する場合の超音
波検査装置の処理のフローチャート、第６図は、両面に
メッキされた鋼管等の測定状態の説明図である。

さて、第１図において、20は、携帯型の超音波検査装
置であって、１は、その探傷器部である。この探傷器部
１は、パルサー・レシーバ等から構成され、送信端子11
からプローブ13にパルス信号を送り、エコー受信信号を
受信端子12で受けてそれを増幅し、アナログ信号として
A/D変換回路２に出力する。

プローブ13は、ここでは、100Ωのダンピングがなさ
れている15MHzのプローブで超音波を放射した場合の送
信超音波の波形を示すのが第２図（ａ）であり、ダンピ
ングが大きいことから通常のパルス信号より歪みが大き
く、低い周波数成分を多く含むパルス部分T₁とこれより
高い周波数成分を多く含むパルス部分T₂とが含まれてい
る。この波形をFFT処理をした特性を示すのが同図
（ｂ）であって、この図にみるように、（ａ）の送信超
音波パルスは、フーリエ変換した状態では5MHz付近と10
MHz付近とにピークを持った双山の周波数分布を持つ送
信波形21のようになっている。なお、プローブ13から打
ち出される波形そのものを採取することはできないの
で、同図（ａ）のものは、JIS規格のSTB−A3を反射体と
して使用し、その底面エコーを採取して得たものであっ
て、これは、プローブ13からの打ち出し波形あるいはそ
れに近い波形とみなすことができる。

第１図に戻って説明すると、A/D変換回路２は、探傷
器部１から得られる送信波，表面反射波（表面エコ
ー）、欠陥反射波（欠陥エコー）、底面反射波（底面エ
コー）等についての各アナログ信号を、例えば、50MHz
（周期＝20ns）程度の高い周波数でサンプリングする。
そして、サンプリングしたこれらのアナログ出力をデジ
タル値に変換してマイクロプロセッサ（MPU）５が処理
できる入力データ値としてバス13に送出する。なお、こ
こでは、表面エコー、欠陥エコー、底面エコー等のうち
特に底面エコーを採取する。

バス13には、ゲインダイヤル，カーソルダイヤル等を
有するダイヤル式数値設定回路３とシートキーを有する
キー入力回路４とが接続されていて、マイクロプロセッ
サ５は、これら回路からバス13を介してダイヤルにより
設定される設定値及び各種のキー入力信号を受ける。

そこで、ゲインダイヤルにより探傷器部１に対するゲ
イン設定値（調整値）が入力されると、マイクロプロセ
ッサ５は、探傷器部１の高周波増幅器のゲイン（増幅
率）を制御し、ゲインダイヤルにより入力されたゲイン
設定値に対応するゲインになるように高周波増幅器のゲ
インを設定する。

６は、バス13に接続されたRAMであり、A/D変換された
エコー受信信号についてのデジタルデータとROMカード
によりロードされた各種のアプリケーション処理プログ
ラムと入力キーにより指定された探傷モードを示すフラ
グ等の各種の情報やデータが格納されていて、さらに、
画像表示データをビット展開して記憶する画像メモリ部
61が設けられている。また、第４図に示すような特性の
グラフに対応するデータをテーブル化して記憶したメッ
キ厚さ特性テーブル6aを有している。

７は、ROMであり、これにはマイクロプロセッサ５が
実行するエコー受信信号のデジタル値をRAM6の所定領域
に転送する処理プログラムやROMカードからのプログラ
ムをRAM6の所定領域に転送する処理プログラム、そして
表示処理プログラム71等の各種の基本プログラムが記憶
されている。

８は、ROMカードインタフェースであって、装置に装
着されるROMカードとコネタにより着脱できる関係で接
続され、マイクロプロセッサ５の制御に応じてFFT処理
プログラム等を搭載するROMカードに記憶されたFFT処理
プログラム等をバス13に送出する。なお、MUP5は、ROM
カードが装着されたときにそこに記憶されたプログラム
等を読出してRAM6のそれぞれのプログラムを格納する領
域にそれぞれをロードする処理をする。

９は、RS−232Cインターフェースであり、外部の情報
処理装置（特に、そのマイクロプロセッサ）とデータ交
換をするための回路である。

10は、LCD表示装置であって、エコー受信信号の画像
等のほか、FFT処理をされた波形画像を表示し、カーソ
ル指定での画面入力機能を有している。その内部にはビ
デオメモリインタフェースとビデオメモリ、ビデオメモ
リの情報を読出してビデオ信号を発生するビデオメモリ
コントローラ、液晶駆動回路、そして、例えば、128×2
56ドット等のドットマトリックスの液晶表示器等とを備
えていて、ビデオメモリインタフェースを介してバス13
に接続されている。

ここで、RAM6には、メッキ厚さ特性テーブル6aのほか
に、FFT演算プログラム6bと、周波数分布特性出力処理
プログラム6c、画面入力処理プログラム6d、メッキ厚さ
算出処理プログラム6e等とが格納される領域が設けら
れ、測定の際にFFT演算プログラム6bはじめとするこれ
らプログラムがROMカードから転送される。

FFT演算プログラム6bは、RAM6の所定領域に記憶され
たエコー受信信号（デジタル値）に対してFFTの演算処
理をしてその結果をRAM6のデータ領域に記憶し、周波数
分布特性出力処理プログラム6cを起動する。

周波数分布特性出力処理プログラム6cは、前記のFFT
の演算結果データを読出してそれを周波数分布表示画素
データとして展開し、画像メモリ部61に記憶して表示処
理プログラム71を起動する。その結果、この画素データ
が画像メモリ部61からLCD表示装置10のビデオメモリに
転送されてエコー受信信号の周波数分布の波形が表示さ
れる。この表示の後に周波数分布特性出力処理プログラ
ム6cは画面入力処理プログラム6dを起動する。

画面入力処理プログラム6dは、エコー受信信号の周波
数分布の表示画面上において、例えば、マウスカーソル
によりオペレータが指定した２つのピーク位置P₁,P
₂（第３図（ａ），（ｂ）参照、ただし、P₁はP₂より低
い周波数）についてピーク値p₁,p₂（ただし、FFTされた
データのdB値）を画面上で指定された座標値に基づきFF
Tデータから抽出して、それをRAM6のパラメータ記憶エ
リアのp₁,p₂の位置に書込み、メッキ厚さ算出処理プロ
グラム6eを起動する。

メッキ厚さ算出処理プログラム6eは、前記のp₁,p₂の
値をパラメータ記憶領域から読出して差値Δｈ＝p₁−p₂
を算出して差値Δｈを参照キーとしてメッキ厚さ特性テ
ーブル6aを参照し、第４図に示すような特性のグラフ22
の差値Δｈに対応するメッキ厚さｔを得てRAM6のデータ
領域に記憶するとともに、それを画素展開して画像メモ
リ部61に記憶して表示処理プログラム71を起動する。そ
の結果、表示処理プログラム71によりメッキ厚さｔの値
が画像メモリ部61からLCD表示装置10のビデオメモリの
所定の位置に転送されて画面上に表示される。なお、差
値Δｈ＝p₁−p₂は、dB値であるので対数の引き算をして
いることから差値Δｈは、第２のピーク値を第１のピー
ク値で割った割合を示し、第２のピーク値を第１のピー
ク値で正規化していることになる。

第３図（ｂ）は、第２図（ａ）に示すダンピングなさ
れたプローブの送信波で第３図（ａ）に示すように底面
側に数十〜数百μｍ程度で亜鉛メッキ14を施した厚さ12
mmの軟鋼板15を超音波探傷してその底面エコーの受信信
号を採取し、それをFFT処理して画面上に表示した場合
の周波数分布結果である。

一般に、亜鉛あるいは亜鉛メッキ層は、鋼板（母材）
よりも超音波の減衰量が大きいので、前記のようにメッ
キ層が薄くても高い周波数での減衰量は、低く周波数で
の減衰量よりもあきらかに大きく、低面エコーはメッキ
14の厚さに影響された波形となる。

すなわち、このグラフにおいて22aは、板厚12mmの軟
鋼板に対して厚さ30μｍで亜鉛メッキを施した特性であ
り、22bは、板厚12mmの軟鋼板に対して厚さ130μｍでの
同様な特性、22cは、板厚12mmの軟鋼板に対して厚さ210
μｍでの同様な特性である。なお、これらの特性は、そ
れぞれの特性において5MHz前後の低い周波数側の第１の
ピークP₁の値が一致するように減衰量のおおきなエコー
受信信号（厚いメッキ層）については、そのFFT処理デ
ータに対して縦方向（出力＝dB）側スケールを拡大した
形で表示している。言い換えれば、厚さ30μｍで亜鉛メ
ッキを施した特性の第１のピークP₁にそれ以外の他の特
性の第１のピークP₁の値を一致させて正規化し、それぞ
れの特性の第２のピークP₂の値がどの程度となっている
かを、第１のピーク値に対する第２のピーク値の割合
（％）として表示している。

この特性で分かるように、10MHz前後の第２のピークP
₂の値p₂は、厚さに応じて減衰量が大きくなるような変
化が見られる。そこで、底面エコー受信信号のFFT値と
して得られる第２のピークP₂の値p₂を第１のピークP₁の
値p₁で割って正規化すれば、底面側での亜鉛のメッキ厚
さの測定が可能である。

ところで、第２図の（ａ）に示すように、送信波形自
体にも第１のピーク値と第２のピーク値との間にΔｈの
差がある。したがって、測定値における第１のピーク値
と第２のピーク値との差値自体は、送信波に影響され、
これとの相対的な関係にある。そのため第４図に示す特
性グラフ22をテーブル化して用いる。この特性グラフ22
は、測定時と同じ送信波形においてメッキ厚さｔに対応
する深さの傷をその底面につけた所定の厚さの試験片を
測定し、前記差値Δｈとメッキ厚さｔとの関係を測定し
たものである。

すなわち、この第４図はメキ厚さを測定するために試
験片を測定した一例であって、これは、実施例に対応し
てプローブのダンピング特性を100Ωとし、規定された
電圧の送信パルスを発生して規定された15MHzのプロー
ブを駆動して得た底面エコーをFFT処理をし、この底面
エコー受信信号のFFTデータ（dB値）に対して第１のピ
ークのところの値及び第２のピークのところの値の差
（＝Δｈ）とメッキ厚さｔとの関係についてメッキ厚さ
ｔ（傷の深さｄ）が既知の試験片を実測した特性であ
る。

そこで、実際のメッキ厚さ測定に当たっては、この特
性グラフ22をテーブル化してメッキ厚さ特性テーブル6a
として記憶し、前記と同じ条件でプローブ13を駆動して
超音波測定を行うことになる。このようにすれば、前記
の100Ωでダンピングがなされたプローブを規定された
送信パルスを発生して超音波測定を行い、その底面エコ
ー受信信号についてFFT処理をして、第１のピークの値
（dB値）と第２のピークの値（dB値）との差値Δｈ＝p₁
−p₂を算出し、この差値Δｈによりメッキ厚さ特性テー
ブル6a（前記特性グラフ22）を参照することで底面側の
メッキ厚さを得ることができる。

次に、底面エコーを採取してFFT処理をしたデータに
より前記の方法で裏面側のメッキ厚さを測定する処理に
ついて第５図に従って説明する。

まず、第５図のステップにおいて、装置を探傷モー
ドに設定するために探傷モードの機能キーをキー入力回
路４から入力する。次のステップにおいて、この入力
情報を受けてROM7に記憶された所定の処理プログラムが
起動されてマイクロプロセッサ５がそれを実行し、ゲイ
ンがダイヤル式数値設定回路３のゲインダイヤルにより
設定され、測定条件や測定範囲等がキー入力回路４のキ
ーによりオペレータ（測定者）から入力される。その結
果、これら入力情報とROM7に記憶された処理プログラム
によってマイクロプロセッサ５が動作してその制御によ
り探傷器部１の利得がゲインダイヤルに従って設定さ
れ、装置自体の探傷機能が生ずる。なお、このときの測
定条件の１つとしてここでは底面エコーを採取するよう
にゲート位置が設定される。

次のステップでは、超音波探傷において判定基準と
なるメッキ厚さの測定処理を行うか否かを、入力される
機能キーにより判定する。ここで、所定のメッキ厚さ測
定キー以外のキーが入力されればNO条件が成立してその
入力キーに対応する他の測定処理となり、メッキ厚さの
測定キーが入力されたときには、ここでYES条件が成立
して次のステップへと移る。

ステップでは、ROMカードからメッキ厚さ特性テー
ブル6aと、FFT演算プログラム6b、周波数分布特性出力
処理プログラム6c、画面入力処理プログラム6d、メッキ
厚さ算出さ算出処理プログラム6e等の読込み処理が行わ
れる。

これが終了すると、次のステップで測定開始か否か
を測定開始キーやプローブ等に設けられている測定開始
スイッチが入力されたか否かによって判定する。なお、
このときには、プローブ13は、第３図（ａ）に示すよう
に、例えば、亜鉛メッキ14が施された軟鋼板15に対応す
る被検体においてそのメッキ厚さｔの測定部分に対応す
る表面側に当てられている。そして、測定開始キー、測
定装置スイッチ等が入力されたときには、ステップへ
と移り、測定処理に入る。ここで、探傷器部１から送出
された送信パルス信号がダンピングがなされたプローブ
13に加えられ、第２図（ａ）に示すような送信波形でプ
ローブ13が駆動される。それに応じて得られる軟鋼板
（被検体）から底面エコーをプローブ13が受けてそのエ
コー受信信号がゲートに応じて採取され、それがA/D変
換されてROM7に記憶された基本プログラムに従ってMPU5
によりRAM6に転送されて記憶される。

次に、ステップで、FFT演算プログラム6bが起動さ
れ、MPU5により実行されて採取された底面についてのエ
コー受信信号に対してFFTの演算処理が行われ、その結
果がRAM6に記憶される。

次のステップでは周波数分布特性出力処理プログラ
ム6cが起動され、MPU5により実行されてLCD表示装置10
の画面上に底面のエコー受信信号をフーリエ変換した周
波数分布画像が表示され、画面入力処理プログラム6dが
起動される。

ステップでは、表示された周波数分布画像に対して
オペレータがカーソルにより２つのピークP₁,P₂の位置
を指定する処理が行われる。２つのピークの位置が順次
指定されると、画面入力処理プログラム6dがカーソルで
指定された位置の座標データに基づきFFTのデータから
２つのピーク値（最大値）p₁,p₂（dB値）を得て、メッ
キ厚を算出処理プログラム6eを起動する。

次のステップでは、メッキ厚さ算出処理プログラム
6eにより前記の２つのピーク値p₁,p₂のデータから差値
Δｈが算出され、それに基づきメッキ厚さ特性テーブル
6aが参照されてメッキ厚さが求められ、そこがRAM6に記
憶されるとともにLCD表示装置10に表示される。

ステップでは、繰り返し測定するか、終了かが入力
回路４からのキー入力により判定され、測定終了の機能
キーがオペレータから入力されないとき（これ以外のキ
ーのとき）にはステップへと戻って前記と同様な測定
処理が繰り返される。なお、ここで、終了キーが入力さ
れればこの処理は終了する。

ところで、前記の測定処理においては、ステップの
FFT演算プログラム等の読込み処理は、ステップの装
置を探傷モードに設定する前に行ってもよいことはもち
ろんである。

以上は、裏面側にメッキされた部材の測定処理である
が、表裏両面にメッキされている場合には、前記の測定
は表裏の合計のメッキ厚さになる。すなわち、表裏のメ
ッキ厚さを測定する場合も前記と同様に底面エコーを採
取するが、超音波が表面のメッキ層を通過するので底面
エコーの特性は表裏面のメッキ厚さを加えたものとな
る。

そこで、第６図に部分断面図として示す鋼管17のよう
に内面にメッキされている場合の内面側のメッキ17aの
部分の厚さを測定する場合について次に説明する。

内側のメッキ厚さを測定する場合には、前記の第５図
の処理を行い、まず、表裏合計のメッキ厚さを鋼管17の
位置データ（プローブ13の走査距離）とともに採取す
る。この位置データは、測定の都度、キーボードから入
力しても所定のピッチで測定し、この測定に応じて自動
的に位置を読込んでもよい。そして、この測定位置対応
に表裏合計のメッキ厚さの測定データをRAM6に記憶す
る。

次に、従来からの電磁誘導法や渦電流法、光、レーザ
等による表面検査方法を用いて前記の位置対応に鋼管17
の表面のメッキ厚さの測定をし、そのデータを他の測定
装置あるいはホストコンピュータ等の情報処理装置から
RS−232Cインタフェース９を介してRAM6に転送する。こ
こで、先に採取した底面エコーによるメッキ厚さから表
面検査方法による表面のメッキ厚さを位置対応に引き算
することで裏面側（内面側）のメッキ厚さを測定位置対
応に算出する。

なお、この場合、超音波検査装置20のRAM6に記憶した
位置とメッキ厚さとのデータを他のコンピュータ等に入
力し、ここで従来の表面検査方法で測定したメッキ厚さ
を引いて内面側のメッキ厚さを求める演算処理をしても
よいことはもちろんである。

ところで、この例では、表面のメッキ厚さを表面エコ
ーを採取することなく、従来からの電磁誘導法や渦電流
法、光、レーザ等による表面検査方法を用いて測定して
いるが、これは、腐食状態を測定する場合に適する方法
である。なぜなら、メッキ厚さにはばらつきが多いこ
と、超音波の測定の場合にはプローブの大きさで超音波
ビームの大きさがある程度決まり、それがある範囲をも
っている（通常は数ミリ〜十数ミリ程度どの範囲）ので
ある範囲のメッキ厚さを測定することになることなどに
より、少なくとも一方の表面側の面の厚さはより正確な
厚さ測定が好ましいからである。

以上のようにしてメッキ厚さが測定できれば、例え
ば、たえず風雨に晒される鉄製の部材の内側のメッキ厚
さが測定でき、それにより腐食状態を知ることができ
る。なお、腐食状態の測定に当たっては、メッキ厚さが
最初の塗装状態のばらつき（例えば、メッキ膜厚100μ
ｍ程度で±40μｍ程度のばらつき）の範囲を越えて薄く
なっているところが腐食により侵食されているとする。
さらに、メッキ厚さがほとんどない状態では、メッキ層
を越え、母材まで侵食されていると判定することでき
る。

以上説明してきたが、実施例では亜鉛メッキを鉄材に
施した例を挙げている。しかし、これは一例であって、
メッキは錫等のメッキであってもよい。また、メッキさ
れる側は樹脂やセラミックス等であってもよい。要する
に減衰量の大きな被覆層を有する材料であればよい。し
たがって、この発明における被覆層はメッキに限定され
るものではなく、母材の材料は鉄に限定されるものでは
ない。

実施例では、底面又は内側面についてのメッキ厚さに
ついて説明しているが、この発明は、表面だけのメッキ
あるいは被覆層であってよく、被覆層は２つの部材の境
界面のようなところであってもよい。なお、この境界面
は、手前の部材では底面であり、次の部材では表面とな
るので表面又は底面の測定にこれらは含められる。

実施例では、第１のピーク値を基準として第２のピー
ク値を第１のピーク値で割って正規化した値を求めてい
るが、これは、逆に、第２のピーク値を基準として第１
のピーク値を第２のピーク値で割って正規化した値を求
めてもよい。なお、このような場合には、第４図の特性
グラフもそれに対応させるとよい。

［発明の効果］以上の説明から理解できるように、この発明にあって
は、低い周波数のパルス成分と高い周波数のパルス成分
とを含む送信超音波パルスにより得られたエコー受信信
号にFFT処理をし、FFT処理されたデータに対して低い周
波数側の第１のピーク値と高い周波数側の第２のピーク
値とを採取して一方を他方の基準として正規化すること
で膜厚に関する測定データを得ることができるので、膜
厚の測定が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の超音波膜厚測定方法を適用した一
実施例の超音波検査装置のブロック図、第２図（ａ）
は、100Ωのダンピングがなされている15MHzのプローブ
で超音波を放射した場合の送信超音波波形の説明図、第
２図（ｂ）は、そのフーリエ変換した周波数分布の説明
図、第３図（ａ）は、底面側に亜鉛メッキした場合のメ
ッキ層の厚さの測定状態の説明図、第３図（ｂ）は、底
面側に亜鉛メッキした軟鋼板について超音波測定で得ら
れるその底面エコー受信信号をフーリエ変換して得た周
波数分布とメッキ厚さとの関係の説明図、第４図は、２
つのピーク値の差とメッキ厚さとの関係を示す特性の説
明図、第５図は、メッキ厚さを測定する場合の超音波検
査装置の処理のフローチャート、第６図は、両面にメッ
キされた鋼管等の測定状態の説明図である。１……超音波探傷器部、２……A/D変換回路、３……ダ
イヤル式数値設定回路、４……キー入力回路、５……マ
イクロプロセッサ（MPU）、６……RAM、6a……メッキ厚
さ特性テーブル、6b……FFT演算プログラム、6c……周
波数分布出力処理プログラム、6d……画面入力処理プロ
グラム、6e……メッキ厚さ算出処理プログラム、７……
ROM、８……ROMインタフェース、９……RS−232Cインタ
フェース、10……液晶表示装置（LCD表示装置）、20…
…携帯型の超音波検査装置、21……送信波形のフーリエ
変換特性のグラフ、22……差値−メッキ厚さ特性のグラ
フ。

フロントページの続き (72)発明者木下毅東京都千代田区九段北４丁目２番５号開発電気株式会社内 (72)発明者宮島猛茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面側又は底面側が母材よりも超音波減衰
量の大きな膜で被覆された被検体の被覆膜の厚さを超音
波により測定する測定方法であって、ダンピングの大き
い超音波探触子を使用して送信超音波パルスを放射する
段階と、前記被検体に超音波を侵入させて前記被検体か
ら得られる表面エコー又は底面エコーの受信信号をフー
リエ変換する段階と、このフーリエ変換したデータにお
いて低い周波数の側の第１のピーク値とこれより高い周
波数の側の第２のピーク値とを得る段階と、第１のピー
ク値及び第２のピーク値の一方を基準として他方を正規
化する段階と、この正規化した値に基づき前記被覆膜の
厚さを測定する段階とを備えることを特徴とする超音波
膜厚測定方法。
【請求項２】前記正規化した値は、第１のピーク値に対
する第２のピークの値の割合であることを特徴とする請
求項１記載の超音波膜厚測定方法。
【請求項３】前記正規化した値は、第１のピークのdB値
から第２のピークのdB値を引いたdB差であって、前記厚
さを測定する段階は、測定する被検体と同様な試験片に
ついて被覆された膜の厚さと前記dB差との関係を実測し
た特性グラフ又はこれに対応するテーブルに基づき前記
被覆された膜の厚さを測定することを特徴とする請求項
１記載の超音波膜厚測定方法。
【請求項４】表裏両面に母材よりも超音波減衰量の大き
なメッキ層を有する被検体のメッキ層の厚さを超音波に
より測定する測定方法であって、ダンピングの大きい超
音波探触子を使用して送信超音波パルスを放射する段階
と、前記被検体に超音波を侵入させて前記被検体から得
られる底面エコーの受信信号をフーリエ変換する段階
と、このフーリエ変換したデータにおいて低い周波数の
側の第１のピーク値とこれより高い周波数の側の第２の
ピーク値とを得る段階と、第１のピーク値と第２のピー
ク値とのdB差を求める段階と、測定する被検体と同様な
試験片についてメッキ厚さと前記dB差との関係を実測し
た特性グラフ又はこれに対応するテーブルに基づき前記
メッキ層の厚さを測定する段階とを備えることを特徴と
する両面のメッキ厚さについての超音波膜厚測定方法。
【請求項５】内面側と表面側とに母材よりも超音波減衰
量の大きなメッキ層を有する被検体のメッキ層の厚さを
超音波により測定する測定方法であって、ダンピングの
大きい超音波探触子を使用して送信超音波パルスを放射
する段階と、前記被検体に超音波を侵入させて前記被検
体から得られる底面エコーの受信信号をフーリエ変換す
る段階と、このフーリエ変換したデータにおいて低い周
波数の側の第１のピーク値とこれより高い周波数の側の
第２のピーク値とを得る段階と、第１のピーク値と第２
のピーク値とのdB差を求める段階と、測定する被検体と
同様な試験片についてメッキ厚さと前記dB差との関係を
実測した特性グラフ又はこれに対応するテーブルに基づ
き表面側及び内面側の前記メッキ層の厚さを求める段階
と、前記表面のメッキ層の厚さを別の手段により測定し
て前記表面側及び内面側のメッキ層の厚さから測定した
前記表面のメッキ層の厚さを引くことにより前記内面側
のメッキ層の厚さを得る段階とを備えることを特徴とす
る内面側のメッキ厚さについての超音波膜厚測定方法。