JPS60312A - Ultrasonic thickness meter - Google Patents
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Classifications
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- G—PHYSICS
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- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B17/00—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、超音波厚さ計に係り、とくに分割型探触子の
構造上生ずる測定偏差を補正して精度の向上を図るよう
にした超音波厚さ計に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an ultrasonic thickness gauge, and more particularly to an ultrasonic thickness gauge that improves accuracy by correcting measurement deviations caused by the structure of a split probe.
超音波厚さ計は、鋼、銅、アルミrlどの金部や、プラ
スチック、ガラス、磁器などの非金属材料で作られた板
、管等の厚さを種類を選ぶことなく、簡単に、しかもマ
イクロメータでは不可能な板材中央部の測定も容易に行
なうことのできる測定器であり、各種工業分野で広く用
いられている。超音波厚さ計の厚さ測定には所謂共振法
とパルス法の二種類がある。内、後者は、同一材料ルら
成る板材において、超音波パルスの往復時間が板厚と比
例する関係を利用したものであり、具体的には探触子を
板材に接触させておき、超音波全発射してから、板材の
他面で反射した反射波を受信するまでの所要時間をめ、
この時間と板中の音速度から板厚を算出し、デジタル表
示等を行なう。このパルス法は、精度が良く取扱が簡便
なことから一般に普及しているものである。The ultrasonic thickness gauge can easily measure the thickness of metal parts such as steel, copper, and aluminum, as well as plates and tubes made of non-metallic materials such as plastic, glass, and porcelain, without having to choose the type. This measuring instrument can easily measure the center of a plate, which is impossible with a micrometer, and is widely used in various industrial fields. There are two types of thickness measurements using ultrasonic thickness gauges: the so-called resonance method and the pulse method. The latter utilizes the relationship that the round trip time of an ultrasonic pulse is proportional to the thickness of a plate made of the same material. Specifically, the probe is kept in contact with the plate, and the ultrasonic pulse is Calculate the time required from the complete emission to the reception of the reflected wave reflected by the other surface of the plate,
The board thickness is calculated from this time and the sound velocity in the board, and is displayed digitally. This pulse method is generally popular because it has good accuracy and is easy to handle.
上記パルス法による超音波厚さ計に於て使用される探触
子の一つに、第1図に示すような分割型探触子がある。One of the probes used in the ultrasonic thickness gauge using the pulse method is a split type probe as shown in FIG.
この分割型探触子1は、左右に分かれたシュー2,3伺
の送信振動子4及び受信振動子5と、これらの間に設け
られた遮蔽板6とを有しており、この遮蔽板6を圧縮バ
ネ7で被測定部材である板材8側へ押しつけて送信側か
ら受信側へ板材80表面を伝わって行く振動を防止する
ことで薄い板厚測定も可能な構造となっている。This split type probe 1 has a transmitting transducer 4 and a receiving transducer 5 with shoes 2 and 3 divided into right and left parts, and a shielding plate 6 provided between them. 6 is pressed against the plate material 8 side, which is the member to be measured, by a compression spring 7 to prevent vibrations from being transmitted along the surface of the plate material 80 from the transmitting side to the receiving side, thereby making it possible to measure the thickness of a thin plate.
ところが、この分割型探触子1では、板材8の板厚が変
わると、パルスの幾何学的経路が第1図のI、n、II
の如く非相似的に変化し、板厚とパルスの経路長の比例
関係が完全ではない。このため測定値と実際の板厚とは
第2図の実線に示すような関係となり(板厚6囮のとき
両者が一紋1−るように調整した場合)、第3図に示す
ように最高上0.181gぐらいの偏差を生じていた。However, in this split type probe 1, when the thickness of the plate 8 changes, the geometric path of the pulse changes to I, n, II in FIG.
The relationship between the plate thickness and the pulse path length is not perfect. For this reason, the relationship between the measured value and the actual plate thickness is as shown in the solid line in Figure 2 (when the plate thickness is 6 decoys and both are adjusted so that each stroke is 1-1), and as shown in Figure 3. A maximum deviation of about 0.181 g occurred.
第2図、第3図で板厚が1mm〜12mgまでは偏差が
直線的に変化し、12順〜30朋は一定となる。これは
、12順〜30朋の範囲は分割型探触子の焦点経路近傍
であり安定領域となるからである。缶缶落社−′、 こ
のような板厚によ
る測定偏差を補正することなくその1′!、放置すると
、nオーダの粗い精度で測定を行なうときにはさほど問
題とならないがユーザの要望で1/1o〜1/I OQ
lKの精密さで測定を行なおうとするとき誤差が大きく
なって下位桁の数値の信憑性が乏しくなり、実用性に欠
ける。一方、補正を行なうため、第2図、第3図に示す
関係の補正曲線に従ったテーブルを予めメモリに内蔵し
ておき、測定値をアドレスとして実際の値を該メモリか
らデータとして読み出すようにすると回路構成が複雑で
大型化し、このため重量増をも招き、かつ、プログラム
の作成等に莫大な時間及び労力を要するという不都合が
おる。In FIGS. 2 and 3, the deviation changes linearly when the plate thickness is from 1 mm to 12 mg, and remains constant from 12 to 30. This is because the range from 12 to 30 is near the focal path of the segmented probe and becomes a stable region. Cankan Ochisha-', 1' without correcting measurement deviation due to such plate thickness! , if left unattended, it will not be much of a problem when performing measurements with coarse accuracy on the order of n, but depending on the user's request, 1/1o to 1/I OQ
When attempting to perform measurements with a precision of 1K, the error becomes large and the credibility of the lower digit values becomes poor, making it impractical. On the other hand, in order to perform correction, a table according to the correction curves shown in Figs. 2 and 3 is stored in the memory in advance, and the actual value is read out as data from the memory using the measured value as an address. This results in a complicated and large circuit configuration, resulting in an increase in weight, and there are disadvantages in that it takes a huge amount of time and effort to create a program.
本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされたものであV
、小形、軽量、簡単な構成で分割型探触子の有する測定
偏差を補正することにより、測定精度の向上を図った超
音波厚さ計を提供することを、その目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art.
It is an object of the present invention to provide an ultrasonic thickness gauge that is small, lightweight, and has a simple configuration and that improves measurement accuracy by correcting measurement deviations of a segmented probe.
本発明は、予め定められた零点による被測定部材の前測
定時の板厚にかかるクロックパルスを所定の範囲内で計
数するカウンタと、このカウンタの計数値に比例して零
点較正回路の零点を可変させる零点調整回路とを備えた
ことにより、前記目的を達成しようとするものである。The present invention includes a counter that counts clock pulses applied to the plate thickness during pre-measurement of a member to be measured using a predetermined zero point within a predetermined range, and a zero point calibration circuit that adjusts the zero point in proportion to the counted value of the counter. The above objective is achieved by providing a variable zero point adjustment circuit.
1ず、本発明の補正方法について原理説明を行なう。パ
ルス法における送信・受信間の時間間隔は、第1図の板
材8内の経路時間とシュー2,3の経路時間の和となる
。このため、超音波厚さ計では従来から送信タイミング
より所定の遅延時間(シュー2,3中を超音波パルスが
通過する時間ンだけ零点を遅らせる零点較正回路を設け
、この零点から受信タイミングまでの時間間隔で板厚を
算出するようにしている。ところで、前記零点較正回路
の零点を前にずらすと十の補正をし、後にずらすと−の
補正をしたのと等価になる。よって本発明は予め所定の
位置に固定した零点で被測定部材の板厚測定全行ない、
この板厚に応じた補正量の分だけ前記零点較正回路の零
点を可変させることで次に行なう測定(本測定)の補正
量の設定を行lχおうとするものである。First, the principle of the correction method of the present invention will be explained. The time interval between transmission and reception in the pulse method is the sum of the path time within the plate 8 and the path time of the shoes 2 and 3 in FIG. For this reason, ultrasonic thickness gauges have traditionally been equipped with a zero point calibration circuit that delays the zero point by a predetermined delay time (the time the ultrasonic pulse passes through shoes 2 and 3) from the transmission timing, and the The plate thickness is calculated at time intervals. By the way, shifting the zero point of the zero point calibration circuit forward is equivalent to making a correction of 10, and shifting it backward is equivalent to making a correction of -. Perform all plate thickness measurements of the member to be measured using a zero point fixed in a predetermined position,
By varying the zero point of the zero point calibration circuit by the amount of correction corresponding to the plate thickness, the amount of correction for the next measurement (main measurement) is set.
以下、本発明の一実施例を第4図乃至第8図に基づいて
説明する。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 4 to 8.
ここで、前に引用した第3図では、板厚1〜6闘まで十
偏差なため一補正が必要であり、6+imからは一偏差
なため十補正が必要となっているが、本実施例では、第
2図、第3図の点線に示す如く予め板厚0朋のとき偏差
が0となるように設定して常に十補正を行はうようにし
ておき、o關〜12mmまでは板厚に比例して十補正を
行ない、12玉以後一定の十補正を掛けるものとする。Here, in FIG. 3 cited earlier, one correction is required because there is a ten deviation from the thickness 1 to 6, and ten correction is necessary because there is one deviation from 6+im, but in this example Now, as shown by the dotted lines in Figures 2 and 3, set the deviation in advance to be 0 when the plate thickness is 0, and always perform ten correction. Tens correction shall be applied in proportion to the thickness, and a fixed tens correction shall be applied after the 12th ball.
また、非同期式発振器のクロックパルスを計数して板厚
測定を行なうため、測定値のバラツキをなくすよう複数
回(本実施例では160回)の測定値を積算して板厚を
めるアバレージング方式を用い、この測定作業の初期段
階(16回分)で補正量の調整を行zようものとする。In addition, since the plate thickness is measured by counting the clock pulses of the asynchronous oscillator, averaging is performed to calculate the plate thickness by integrating the measured values multiple times (160 times in this example) to eliminate variations in the measured values. We will use this method to adjust the correction amount at the initial stage (16 times) of this measurement work.
補正量調整期間を複数回分としたのは、この間の測定値
のバラツキを避けるためである。The reason why the correction amount adjustment period is set to be multiple times is to avoid variations in the measured values during this period.
第4図は本発明に係る分割型探触子を用いた超音波厚さ
計のブロック図であり、第5図はタイミングチャートで
ある。第4図に於て、被測定部材である板材8に分割型
探触子lが油膜等を介して上方より密接押下されている
。分割型探触子1の送信振動子4には送信回路10.受
信振動子5には受信回路11が接続されている。前記送
信回路lOには零点較正回路の1例としての単安定マル
チバイブレータ12が接続されている。この単安定マル
チバイブレータ12には1回の測定を開始する際外部の
制御回路(図示せずンからスタートトリガが入力される
ように成っており、このトリガパルスを入力すると直ち
に内部状態が反転し、予め「ロー」であった出力が「)
・イ」となる。この「ハイ」状態は、タイミング用Ck
L回路の回路定数C9几l、几2及び几1の一端に掛る
電諒電圧+V 、 R2tD−mVc掛るD/Aコンバ
ータ13の出力電圧Uで定まる時間Tだけ続いたのも再
び「ロー」に戻る。前記D/Aコンバータ13の出力電
圧UはU=O〜U = Umaxまで1ステツプず0つ
階段状に上昇するように成っており、Uが1ステツプ分
(=ΔU)ずつ上昇すると前記遅延時間TがΔtずつ短
かくなるように構成されている。FIG. 4 is a block diagram of an ultrasonic thickness gauge using a split type probe according to the present invention, and FIG. 5 is a timing chart. In FIG. 4, a split type probe 1 is pressed down closely from above to a plate 8, which is a member to be measured, through an oil film or the like. The transmitting transducer 4 of the split type probe 1 includes a transmitting circuit 10. A receiving circuit 11 is connected to the receiving vibrator 5 . A monostable multivibrator 12, which is an example of a zero point calibration circuit, is connected to the transmission circuit IO. This monostable multivibrator 12 is configured so that a start trigger is input from an external control circuit (not shown) when starting one measurement, and when this trigger pulse is input, the internal state is immediately reversed. , the output that was previously "low" becomes ")"
・It becomes "I". This “high” state is for timing Ck
After continuing for a time T determined by the output voltage U of the D/A converter 13 multiplied by the circuit constant C9 of the L circuit, the voltage applied to one end of the circuit 2 and the voltage +V, R2tD-mVc, it returns to "low" again. The output voltage U of the D/A converter 13 increases stepwise by 1 step from U=O to U=Umax, and when U increases by 1 step (=ΔU), the delay time increases. The structure is such that T becomes shorter by Δt.
前記単安定マルチバイブレータ12の「ロー」→「ハイ
」への立上がり変化に付勢されて前記送信回路10は単
一パルスを発生し、送信振動子4で電気−音響変換を行
なわせて超音波パルスを送信せしめる。この超音波パル
スはシュー2.板材8、シュー3ff:介して受信振動
子5に受信され。Energized by the rise change of the monostable multivibrator 12 from "low" to "high", the transmitting circuit 10 generates a single pulse, and the transmitting vibrator 4 performs electro-acoustic conversion to generate an ultrasonic wave. Force the pulse to be transmitted. This ultrasonic pulse is applied to shoe 2. The signal is received by the receiving transducer 5 via the plate material 8 and the shoe 3ff.
ここで音響−電気変換がなされたのち受信回路11へ送
られるように成っている。この受信回路11は信号の増
幅機能並ひに自動利得調整機能(AGCJを有しており
、板厚に拘わらず受信波形の振幅が一定とされるように
成っている。この受信回路11の出力側はR−Sフリラ
グフロップ(以下rkL−sF/FJと略す〕14のR
(リセット)端子と接続されている。一方、このR−8
F/li’14のS(セット〕端子は反転回路22を介
して前記単安定マルチバイブレータ12の出力側が接続
されており、該几−8”/F 14は、単安定マルチバ
イブレータ12の出力が「ハイ」→「ロー」に変化1″
るとセット状態になってQ端子出力を「ハイ」とし、一
方、受信回路11から受信信号を入力するとリセット状
態に7よってQ端子出力を「ロー」とする。このように
構成されたR−8F/F14は、単安定マルチノくイブ
レータ12の「ノ1イJ→「ロー」への立下がりタイミ
ングを零点として、この零点から受信タイミングまでの
間を板厚に関連するノくルス幅として方形波出力を行な
う機能を有する。Here, the signal is subjected to acoustic-electrical conversion and then sent to the receiving circuit 11. This receiving circuit 11 has a signal amplification function as well as an automatic gain adjustment function (AGCJ), so that the amplitude of the received waveform is constant regardless of the plate thickness.The output of this receiving circuit 11 The side is an R-S free lag flop (hereinafter abbreviated as rkL-sF/FJ) 14 R
(reset) terminal. On the other hand, this R-8
The S (set) terminal of the F/li'14 is connected to the output side of the monostable multivibrator 12 via the inverting circuit 22, and the output side of the monostable multivibrator 12 is connected to the S (set) terminal of the F/li'14. Change from “high” to “low” 1″
Then, it enters a set state and makes the Q terminal output "high", and on the other hand, when a reception signal is input from the receiving circuit 11, it enters a reset state and makes the Q terminal output "low". The R-8F/F14 configured in this way takes the falling timing of the monostable multi-novel ibrator 12 from "NO1 J" to "LOW" as a zero point, and calculates the board thickness from this zero point to the reception timing. It has the function of outputting a square wave as the associated Norms width.
前記凡−8F/F 14のQ端子はAND回路15の一
方の入力端子と接続されて−る。このAND回路15の
他方の入力端子には非同期式発振器16が接続されてお
り、このAND回路15にR−8F/F14から方形波
入力がなされる間当該ゲートが開き、発振器16のクロ
ック、<ルスが出力側に接続された換算回路17へ送出
されるように成っている。この換算回路17は、被測定
部材の材質の相違で部材中の音速が変わると、同一の板
厚でも上記板厚に関連するR−8F/F14の方形波出
力のパルス幅が変化することから、DIPスイッチ群な
どの音速設定部18で設定された音速に応じて、AND
回路15の出カッ(ルス列から一定の割合でパルスの間
引きを行ない、材質の相違に拘わらず、板厚が同じ場合
は同じ数のパルスを出力する機能を有するものである。The Q terminal of the 8F/F 14 is connected to one input terminal of an AND circuit 15. An asynchronous oscillator 16 is connected to the other input terminal of this AND circuit 15, and while a square wave is input to this AND circuit 15 from the R-8F/F 14, the gate is open, and the clock of the oscillator 16 < The signal is sent to a conversion circuit 17 connected to the output side. This conversion circuit 17 is based on the fact that when the speed of sound in a member changes due to a difference in the material of the member to be measured, the pulse width of the square wave output of R-8F/F14 related to the above-mentioned plate thickness changes even if the plate thickness is the same. , AND according to the sound speed set in the sound speed setting unit 18 such as a DIP switch group.
It has the function of thinning out pulses from the output pulse train of the circuit 15 at a constant rate, and outputting the same number of pulses when the plate thickness is the same, regardless of the difference in material.
も少し詳しく言うと、音速が速いときは板厚を薄く見積
るから間引する割合を減らし、逆に音速が遅いときは板
厚を厚く見積るから間引する割合を増大するように成っ
ている。To be more specific, when the speed of sound is high, the plate thickness is estimated to be thinner, so the rate of thinning is reduced, and when the speed of sound is slow, the plate thickness is estimated to be thicker, so the rate of thinning is increased.
前記換算回路17の出力側には板厚計測回路としての積
算カウンタ19が接続されている。この積算カウンタ1
9は、前記換算回路17から送出されるクロックパルス
を計数する機能ケ有しており、更VC醜うならばアバレ
ージングのための160回の測定に係る全てのクロック
パルスel算計数出来るように構成されでいる。また、
前記換算回路17のクロックパルス出力idD/Aコン
バータ13に入力されるよう成っている。このD/Aコ
ンバータ13は、例えは前記換算回路17が出力するク
ロックパルスを計数するカウンタ部(−示せず〕と、こ
のカウンタ部の各桁のビット端子に接続したはしご回路
(図示せず)から成り、外部からクロックパルスを入力
する毎に前記カウンタ部の計数値が1ずつ増し、この計
数値に比例して1ステツプ(=ΔU)ずつ増大する電圧
がはしご回路より出力されるように成っている。An integration counter 19 serving as a plate thickness measuring circuit is connected to the output side of the conversion circuit 17. This integration counter 1
9 has a function of counting the clock pulses sent out from the conversion circuit 17, and is configured to be able to count all the clock pulses related to 160 measurements for averaging if the VC is ugly. It's been done. Also,
The clock pulse output of the conversion circuit 17 is input to the idD/A converter 13. This D/A converter 13 includes, for example, a counter section (not shown) that counts clock pulses output from the conversion circuit 17, and a ladder circuit (not shown) connected to the bit terminal of each digit of this counter section. Each time a clock pulse is input from the outside, the count value of the counter increases by 1, and a voltage that increases by 1 step (=ΔU) in proportion to this count value is output from the ladder circuit. ing.
このD/Aコンバータ13は、160回くり返される測
定の内、初回から16回まで又はカウンタ部の計数値が
16回以前に「n」になったときは、[nJとなるまで
の間、換算回路17から送られるクロックパルスを全て
積算しながら、積算値に対応するアナログ電圧を出力し
、16回の測定が終わったとき又は16回以前に計数値
がjnJとなったとき、カウンタ部がホールドされて以
降そのときの出力電圧値U(16)又はUnに固定され
るようになっている。This D/A converter 13 performs measurements from the first time to the 16th time out of the 160 repeated measurements, or when the count value of the counter reaches "n" before the 16th time, until it becomes [nJ]. While integrating all the clock pulses sent from the conversion circuit 17, the analog voltage corresponding to the integrated value is output, and when the 16th measurement is completed or the counted value reaches jnJ before the 16th measurement, the counter section After being held, the output voltage value U(16) or Un is fixed at that time.
ここでカウンタ部の計数値がrnJとなったとき積算を
止める理由は、第3図において板厚が12m以降補正量
を一定とするためであり、このnの値については後述す
る。The reason why the integration is stopped when the count value of the counter reaches rnJ is to keep the correction amount constant after the plate thickness is 12 m in FIG. 3, and the value of n will be described later.
このD/Aコンバータ13の出力電圧Uは、前記単安定
マルチバイブレータ12のタイミング用C几回路を成す
几2の一端に印加されており、この電圧Uの大小に応じ
てコンデンサCの充電電流が大小と変化する。1回測定
が終わる毎にUが上昇しているので、トリガハFLsス
に付勢されて該コンデンサCが放電したのち充電により
左側端子12Aの電圧が所定のしきい値に達するまでの
遅延時間Tは回を追うごとに短くなる。この遅延時間の
短縮量τ(補正量K)は、D/にコンバータ13の電圧
Uが0のときを基準として、Uに比例して変化するよう
に成っている。1回の測定が終わると零点較正回路の零
点が前に移動する7bめこの分、次回の測定でR,−8
F/F 14の出力する方形波のパルス幅が長くなり、
板厚が厚くなる方向に補正されることになる。この動作
は初回から16回まで又は、16回以前にIJ/Aコン
バータ13のカウンタ部の計数値がrnJとなったとき
はその回数まで順欠同様に行なわれ補正量調整期間とさ
れる。16回の測定が終わったとき又は1’nJとEつ
たときD/Aコンバータ13の出力電圧に比例した短縮
量τ(16)又はτhで決まる一定補正量K(16)又
はに、となり、 以下160回目まで測定がくり返され
るように成っている。初回から16@まで各回測定終了
時の、単位厚さ轟9の補正量にの変化(0〜12mまで
ン及び板厚をパラメータとした補正量にの変化の様子を
第6図及び第7図に示し、16回終了時の板厚と補正i
Kとの関係全第8図に示す。前記却安定マルチバイブレ
ータ12のタイミング用CR回路の定数、R1の印加電
圧+■、A/Dコンバータ13のステップ配圧ΔU¥i
第8図の線図と第3図の点線とが一致するように設定さ
れる。The output voltage U of this D/A converter 13 is applied to one end of the circuit 2 forming the timing C circuit of the monostable multivibrator 12, and the charging current of the capacitor C changes depending on the magnitude of this voltage U. Changes in size. Since U increases each time a measurement is completed, the delay time T until the voltage at the left terminal 12A reaches a predetermined threshold by charging after the capacitor C is discharged by being energized by the trigger FLs. becomes shorter each time. This delay time reduction amount τ (correction amount K) is set to change in proportion to U, with the voltage U of the converter 13 at D/ being 0 as a reference. When one measurement is completed, the zero point of the zero point calibration circuit moves forward by 7b, so the next measurement will be R, -8.
The pulse width of the square wave output by F/F 14 becomes longer,
The correction will be made in the direction of increasing the plate thickness. This operation is performed in a sequential manner from the first time to the 16th time, or when the count value of the counter section of the IJ/A converter 13 reaches rnJ before the 16th time, up to that number of times, and is set as a correction amount adjustment period. When 16 measurements have been completed or when E has reached 1'nJ, the shortening amount τ(16) proportional to the output voltage of the D/A converter 13 or the constant correction amount K(16) determined by τh becomes the following. The measurement is repeated up to the 160th time. Figures 6 and 7 show the changes in the correction amount for the unit thickness Todoroki 9 at the end of each measurement from the first time to 16@ (from 0 to 12 m) and the changes in the correction amount using plate thickness as a parameter. The plate thickness and correction i at the end of the 16th cycle are shown in
The relationship with K is shown in Figure 8. The constant of the CR circuit for timing of the stable multivibrator 12, the applied voltage of R1 +■, the step voltage distribution ΔU\i of the A/D converter 13
The line diagram in FIG. 8 and the dotted line in FIG. 3 are set to match.
各回の測定動作において、前記換算回路17がら出力さ
れるクロックパルスは積算カウンタ19で全てd(算さ
れるようVCなっている。この積算カウンタ19の出力
側にはデコーダ/ドライバ20を介して10進4桁の表
示部21が接続されており、160回の測定が終わると
、制御回路(図示せす)の働きで前記積算カウンタ19
の積算値に応じた板厚が1/100簡単位で表示される
ように成っている。In each measurement operation, the clock pulses output from the conversion circuit 17 are set to VC so that they are all counted by the integration counter 19. A four-digit display unit 21 is connected, and when 160 measurements are completed, the integration counter 19 is displayed by a control circuit (not shown).
The plate thickness corresponding to the integrated value is displayed to the nearest 1/100.
θ−に上記実施例の全体的動作について説明する。θ−, the overall operation of the above embodiment will be explained.
ここで、板厚測定には160回分の測定値を積算して行
なうアバレージング方式を採用しているが、積算カウン
タ19の160回分の積算値100が1.00mの表示
に対応する場合を例にとる。このとき、D/Aコンバー
タ13のカラ/り部が16回の測定を行なう以前にホー
ルドする計数値[lは、12.00mmの板厚の16回
分の積算値であり、
60
となる。Here, an averaging method is used to measure the plate thickness by accumulating 160 measured values, and an example is assumed in which the integrated value 100 of 160 times on the integration counter 19 corresponds to a display of 1.00 m. Take it. At this time, the count value [l, which is held by the empty section of the D/A converter 13 before performing 16 measurements, is the integrated value for 16 measurements of a plate thickness of 12.00 mm, and is 60.
まず、板材8の材質に対応する音速を音速設定部1Bで
設定し装置を稼動すると、制御回路の働きでR,−sF
/F14がリセットされるとともに、積算カウンタ19
及びD/Aコンバータ13のカウンタ部がクリアされる
。従つ、て、前記1)/Aコンバータ13の出力は0と
なる。この状態で、制御回路は1回目のトリガパルスを
単安定マルチバイブレータ12に出力する(第5図参照
九この単安定マルチバイブレータ12はトリガパルスを
入力すると出力が反転し、この立上がりで送信回路10
は単一パルスを発生し送信振動子4より超音波パルスを
送波させる。また、初期遅鳶時間T、が経過して単安定
マルチバイブレータ12が再転するとこのタイミングを
零点としてR−8F/F14がセットされる。前記超音
波パルスが板材8を反射し受信振動子5に受波されると
、受信回路11を経て几−8F/F 14に送られ該几
−8F/F 14fリセツトせしめる。このR−8F/
F14がセット状態にある間、AND回路15からクロ
ックパルスが出力される。このクロックパルスは、換算
回路17で音速に応じて間引がなされたのち、積算カウ
ンタ19によって計数されるとともに、D/Aコンバー
タ13で計数され対応するアナログ電圧U(1)が出力
される。l)/Aコンバータ13の出力変化を受けて、
単安定マルチバイブレータ12の遅延時間TはToより
τ(1)だけ短くなる。即ち、次の測定に際しτ(1)
の分だけ補正K(1)がなされることになる。First, when the sound speed corresponding to the material of the plate material 8 is set in the sound speed setting section 1B and the device is operated, R, -sF is set by the action of the control circuit.
/F14 is reset, and the integration counter 19
And the counter section of the D/A converter 13 is cleared. Therefore, the output of the 1)/A converter 13 becomes 0. In this state, the control circuit outputs the first trigger pulse to the monostable multivibrator 12 (see Figure 5).When the trigger pulse is input to this monostable multivibrator 12, the output is inverted, and at this rising edge, the transmitting circuit 10
generates a single pulse and causes the transmitting transducer 4 to transmit the ultrasonic pulse. Further, when the monostable multivibrator 12 rotates again after the initial delay time T has elapsed, R-8F/F14 is set with this timing as the zero point. When the ultrasonic pulse is reflected by the plate 8 and received by the receiving transducer 5, it is sent to the box-8F/F 14 via the receiving circuit 11, and is reset to the box-8F/F 14f. This R-8F/
While F14 is in the set state, a clock pulse is output from the AND circuit 15. These clock pulses are thinned out in accordance with the speed of sound in a conversion circuit 17, and then counted by an integration counter 19, and also counted by a D/A converter 13, and a corresponding analog voltage U(1) is output. l) In response to the output change of the /A converter 13,
The delay time T of the monostable multivibrator 12 is shorter than To by τ(1). That is, for the next measurement, τ(1)
Correction K(1) will be made by the amount.
次に制御回路は第2回目のトリガパルスを単安定マルチ
バイブレータ12へ出力する。このトリガパルスを受け
て単安定マルチバイブレータ12が反転し、前述と同様
に送信回路10、送信振動子4、板材8、受信振動子5
、受信回路11とパルスが巡る。几−8F/F 14は
、1回目の測定の結果、1回目より2回目の方がτ(1
)だけ早くセットされており、受信回路11の出力でリ
セットされるまでの時間が長くなる。従って前記換算回
路17からは補正量K (IJO分だけ増大した数のク
ロックパルスが出力される。このクロックパルスは積算
カウンタ19に第1回目の計数値に積算して計数される
とともに、 L)/Aコンバータ13でも積算して計数
される。このため、D/Aコンバータ13の出力はU(
υの2倍より大きなU(2)とrzつて、遅延時間Tも
T、よりτ(2)だけ短くなり、3回目の測定に対しτ
(2)に比例した補正量K(2)がなされることになる
。以下同様の操作を16回くり返していくと、板厚θ〜
12mまでの場合には補正量Kが第6図に従って増大し
、16回の補正量調整期間が終わったとき板厚に比例し
て変化する補正量K (16)が得られる(第7図参照
)。この補正量K (16)は、第3図の点線A−Hに
対応する。!また、板厚が12w以上あり、16回の測
定を終わる前に前記D/Aコンバータ13のカウンタ部
の計数値が120となったとき、該カウンタ部がホール
ドされてD/Aコンバータ13の出力がU120 (=
120 XΔU)で一定となり、仁のため次回以降の測
定に対する短縮量が一定となって板厚によらない補正量
に12@となる(第7図参照)。この補正量は第3図の
点線B−Cに対応する。The control circuit then outputs a second trigger pulse to the monostable multivibrator 12. In response to this trigger pulse, the monostable multivibrator 12 is reversed, and the transmitting circuit 10, transmitting vibrator 4, plate material 8, and receiving vibrator 5 are connected in the same manner as described above.
, the pulse circulates with the receiving circuit 11. As a result of the first measurement, 几-8F/F 14 showed that τ(1
), and it takes a long time to be reset by the output of the receiving circuit 11. Therefore, the conversion circuit 17 outputs clock pulses whose number is increased by the correction amount K (IJO). This clock pulse is added to the first count value in the integration counter 19 and counted, and /A converter 13 also integrates and counts. Therefore, the output of the D/A converter 13 is U(
As U(2) and rz are larger than twice υ, the delay time T is also shorter than T by τ(2), and for the third measurement, τ
A correction amount K(2) proportional to (2) will be made. After repeating the same operation 16 times, the plate thickness θ~
In the case of up to 12 m, the correction amount K increases according to Fig. 6, and when the 16 correction amount adjustment period ends, the correction amount K (16) that changes in proportion to the plate thickness is obtained (see Fig. 7). ). This correction amount K (16) corresponds to the dotted line A-H in FIG. ! Further, when the plate thickness is 12W or more and the count value of the counter section of the D/A converter 13 reaches 120 before completing 16 measurements, the counter section is held and the output of the D/A converter 13 is is U120 (=
It becomes constant at 120XΔU), and the amount of shortening for subsequent measurements becomes constant due to the thickness, resulting in a correction amount of 12@ which is independent of the plate thickness (see Fig. 7). This correction amount corresponds to the dotted line B-C in FIG.
このようにして、補正量調整期間が終わると、A/Dコ
ンバータ13のカウンタ部がホールドされて第3図の点
線に示す所期の補正量に固定され以下160回まで同様
の測定動作がくり返される。In this way, when the correction amount adjustment period ends, the counter section of the A/D converter 13 is held and fixed at the desired correction amount shown by the dotted line in FIG. 3, and the same measurement operation is repeated up to 160 times. returned.
初回からの各回の板厚測定に係るクロックパルスは補正
量を含めて前記積算カウンタ19に遂次積算されていく
。そして、160回の測定が終わると積算カウンタ19
の積算値は、デコータ/ドンイバ20でBCDコードに
変換され、アバレージングした補正後の板厚として表示
部21に表示される。The clock pulses associated with each plate thickness measurement from the first time, including the correction amount, are successively integrated in the integration counter 19. When the 160 measurements are completed, the integration counter 19
The integrated value is converted into a BCD code by the decoder/donniver 20, and displayed on the display section 21 as the averaged and corrected board thickness.
この実施例によれば補正量調整期間の間、毎回の板厚測
定値に係るクロックパルス=2D/Aコンバータが順次
積算し対応する電圧を出力して単安定マルチバイブレー
タの遅延時間を短くして補正するようにしたので、極め
て簡単・容易な構成で板厚に応じた補正を自動的なすこ
とができ、更に、アバレージングを行なうための複数回
の測定の内、1/10に当る初期段階で最終的な補正量
を決定し、かつ、初回から16回までの間も遂次補正を
行なっていくので、補正量調整期間の存在が測定精度に
与える影響は殆んどなく、アバレージングによる測定精
度の向上、安定化の効果を充分発揮せしめることが可能
となる。また、補正量調整期間をアバレージングで行な
う本測定の中に含めているため、該補正量調整期間を本
測定の前に前測定(予備測定)として行なう場合に比べ
て全体の測定時間を短かくすることができる。According to this embodiment, during the correction amount adjustment period, the clock pulse = 2D/A converter related to each plate thickness measurement value is sequentially integrated and outputs the corresponding voltage to shorten the delay time of the monostable multivibrator. This makes it possible to automatically make corrections according to the plate thickness with an extremely simple and easy configuration.Furthermore, the initial stage, which is 1/10th of the multiple measurements required to perform averaging, can be made automatically. Since the final correction amount is determined in the step 1 and the correction is performed successively from the first time to the 16th time, the existence of the correction amount adjustment period has almost no effect on measurement accuracy, and the averaging It becomes possible to fully demonstrate the effects of improved measurement accuracy and stabilization. In addition, since the correction amount adjustment period is included in the main measurement performed by averaging, the overall measurement time is shorter than when the correction amount adjustment period is performed as a pre-measurement (preliminary measurement) before the main measurement. It is possible to do this.
尚、上記実施例に於ては単安定マルチバイブレークの遅
延時間をタイミング用几C回路の時定数で設定するよう
にしたが、クロック発振器の発振周期を所定の数だけカ
ウントすることで設定するようにした場合、このカウン
ト数を減らして補正するように構成してもよく、また、
補正量の調整を1回又は複数回の前測定で行なったのち
、1回又は複数回のアバレージングによる本測定を行な
うようにしてもよい。In the above embodiment, the delay time of the monostable multi-bi break was set by the time constant of the timing circuit, but it can also be set by counting the oscillation period of the clock oscillator by a predetermined number. , the configuration may be configured to reduce this count number to compensate, and
After adjusting the correction amount in one or more pre-measurements, the main measurement may be performed by averaging one or more times.
以上説明したように本発明によれは小屋・軽量・簡単な
構成で分割型探触子の有する測定偏差を補正することに
よって、1/10〜1/100gxN度の厚さ測定が可
能となり、近年の製造管理の高度化に充分対応できる超
音波厚さ計が得られる。As explained above, the present invention makes it possible to measure thicknesses of 1/10 to 1/100 g x N degrees by correcting the measurement deviation of the split type probe with a compact, lightweight, and simple configuration. This provides an ultrasonic thickness gauge that is fully compatible with the increasing sophistication of manufacturing management.
第1図は分割型探触子の測定状態を示す概略図、第2図
は分割型探触子を用いて板厚全測定したときの測定値と
実際の値との関係を示す線図、第3図は第2図における
測定値と偏差との関係を示す線図、第4図は本発明の一
実施例に係る超音波厚さ計のブロック図、第5図はタイ
ミングチャート、第6図及び第7図は第4図に示す超音
波厚さ計の動作説明図、第8図は第4図に示す超音波厚
さ計における板厚と補正量との関係を示す線図である。
1・・・分割型探触子、8・・・板材、12・・・単安
定マルチバイブレータ、13・・・D/Aコンバータ、
16・・・非同期式発振器、19・・・積算カウンタ。Fig. 1 is a schematic diagram showing the measurement state of the split type probe, and Fig. 2 is a diagram showing the relationship between the measured value and the actual value when measuring the entire plate thickness using the split type probe. 3 is a diagram showing the relationship between measured values and deviations in FIG. 2, FIG. 4 is a block diagram of an ultrasonic thickness gauge according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a timing chart, and FIG. 7 and 7 are explanatory diagrams of the operation of the ultrasonic thickness gauge shown in FIG. 4, and FIG. 8 is a diagram showing the relationship between plate thickness and correction amount in the ultrasonic thickness gauge shown in FIG. 4. . DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Split type probe, 8... Plate material, 12... Monostable multivibrator, 13... D/A converter,
16...Asynchronous oscillator, 19... Integration counter.
Claims (1)
探触子と、送信タイミングより所定の遅延時間だけ零点
を遅らせる零点較正回路と、この零点から受信タイミン
グまでクロックパルスヲ計数し板厚をめる計測回路とを
備えた超音波厚さ計に於て、予め定められた零点による
被測定部材の前測定時の板厚にかかるクロックパルスを
所定の範囲内で計数するカウンタと、このカウンタの計
数値に比例して前記零点較正回路の零点を可変させる零
点調整回路とを備えたことを特徴とする超音波厚さ計。(1) A split type probe that transmits and receives ultrasonic waves through the member to be measured, a zero point calibration circuit that delays the zero point by a predetermined delay time from the transmission timing, and a board that counts clock pulses from this zero point to the reception timing. In an ultrasonic thickness gage equipped with a measurement circuit for increasing the thickness, a counter counts clock pulses within a predetermined range for measuring the thickness of a member to be measured at a predetermined zero point; An ultrasonic thickness gage comprising: a zero point adjustment circuit that varies the zero point of the zero point calibration circuit in proportion to the count value of the counter.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10829983A JPS60312A (en) | 1983-06-16 | 1983-06-16 | Ultrasonic thickness meter |
| US06/620,496 US4545248A (en) | 1983-06-16 | 1984-06-14 | Ultrasonic thickness gauge |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10829983A JPS60312A (en) | 1983-06-16 | 1983-06-16 | Ultrasonic thickness meter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60312A true JPS60312A (en) | 1985-01-05 |
| JPH0227602B2 JPH0227602B2 (en) | 1990-06-19 |
Family
ID=14481165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10829983A Granted JPS60312A (en) | 1983-06-16 | 1983-06-16 | Ultrasonic thickness meter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60312A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11518647B2 (en) | 2017-09-25 | 2022-12-06 | Mitsubishi Electric Corporation | Elevator and elevator landing guidance device |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0561902U (en) * | 1992-01-23 | 1993-08-13 | 市光工業株式会社 | Lens for vehicle lighting |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58108300A (en) * | 1981-12-21 | 1983-06-28 | 旭電化工業株式会社 | Slurry-like alkaline detergent for cleaning hard surface |
-
1983
- 1983-06-16 JP JP10829983A patent/JPS60312A/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58108300A (en) * | 1981-12-21 | 1983-06-28 | 旭電化工業株式会社 | Slurry-like alkaline detergent for cleaning hard surface |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11518647B2 (en) | 2017-09-25 | 2022-12-06 | Mitsubishi Electric Corporation | Elevator and elevator landing guidance device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0227602B2 (en) | 1990-06-19 |
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