JPS60313A - Ultrasonic thickness meter - Google Patents

Ultrasonic thickness meter

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JPS60313A
JPS60313A JP10830083A JP10830083A JPS60313A JP S60313 A JPS60313 A JP S60313A JP 10830083 A JP10830083 A JP 10830083A JP 10830083 A JP10830083 A JP 10830083A JP S60313 A JPS60313 A JP S60313A
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Toyohiko Kitada
北田 豊彦
Takanori Arioka
有岡 孝則
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Tokyo Keiki Inc
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Tokyo Keiki Co Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01B17/00Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
    • G01B17/02Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations for measuring thickness

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Abstract

PURPOSE:To improve measuring accuracy by integrating clock pulses related to measurement from the first time to the prescribed number of times out of plural times and varying the zero point of a zero point calibrating circuit in proportion to the integrated value. CONSTITUTION:An R-SF/F14 outputs a square wave by regarding the decay timing of a monostable multivibrator 12 to be used as a zero point compensating circuit as a zero point and the period from the zero point to the receiving timing as the pulse width related to the plate thickness. An integration counter 19 integrates all clock pulses outputted from a conversion circuit 17 in each measuring operation. A display part 21 having decimal 4-digit structure is connected to the output side of the integration counter 17 through a decoder/driver 20. After completing the measurement of 160 times, the plate thickness corresponding to the integrated value of the integration counter 19 is displayed with 1/100mm. unit by a control circuit.

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rcどの金属や、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、同一材料から
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、超音波を発射してから、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。
Ultrasonic thickness gauges can easily and microscopically measure the thickness of plates, tubes, etc. made of metals such as steel, copper, aluminum RC, and non-metallic materials such as plastic, glass, and porcelain. This measuring device can easily measure the center of a plate, which is impossible with a meter, 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 method takes advantage of 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 wave is emitted. Calculate the time required from emitting the beam to receiving the reflected wave reflected by the other surface of the board,
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。分
割を探触子1は左右に分かれたシュー2,3付の送信振
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8の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。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、III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朋のとき両者が一致す
るように調整した場合)、第3図に示すように最高±0
.18mmぐらいの偏差を生じていた。第2図、第3図
で板厚が1絹〜12順までは偏差が直線的に変化し、1
2酊〜30mは一定となる。これは、12隨〜30闘の
範囲は分割型探触子の焦点経路近傍でアリ安定領域とな
るからである。
One of the probes used in the ultrasonic thickness gauge using the pulse method is a split type probe as shown in FIG. The division probe 1 has a transmitting transducer 4 and a receiving transducer 5 with left and right shoes 2 and 3, and a shielding plate 6 provided between them. The compression spring 7 is used to press against the plate 8, which is the member to be measured, to prevent vibrations from propagating on the surface of the plate 8 from the transmitting side to the receiving side, thereby making it possible to measure the thickness of a thin plate. However, in this split type probe 1, when the thickness of the plate 8 changes, the geometric path of the pulse changes dissimilarly as shown in I, n, and III in FIG. 1, and the plate thickness and the pulse The proportionality of 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 (if the two are adjusted to match when the plate thickness is 6 mm), and as shown in Figure 3, the relationship is as shown by the solid line in Figure 3.
.. A deviation of about 18 mm occurred. In Figures 2 and 3, the deviation changes linearly for plate thicknesses from 1 to 12.
2 to 30m is constant. This is because the range of 12 mm to 30 mm is a stable region near the focal path of the segmented probe.

酌f壌津目ミ端このような板厚による測定偏差を補正す
ることなくそのまま放置すると、醇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1/10〜17100m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。
If the measurement deviation due to plate thickness is left uncorrected, it will not be much of a problem when measuring with a rough accuracy of 1/10 to 17,100 m according to the user's request. If you try to make a measurement in the current state, the error will increase and the credibility of the lower digits will become less reliable, making it impractical. On the other hand, in order to perform correction, FIG.

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
いう不都合がある。
If a table according to the correction curve of the relationship shown in Fig. 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, the circuit configuration becomes complicated and large. There are disadvantages in that it increases the weight and requires a huge amount of time and effort to create the 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
り、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 was made in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, and is an ultrasonic thickness probe that is small, lightweight, and has a simple configuration, and that improves measurement accuracy by correcting measurement deviations of split-type probes. Its purpose is to provide a

本発明は、アバレージングのための複数回の測定の内、
初回から所定回数までの測定に係るクロックパルスを一
定範囲内で積算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
点調圧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。
In the present invention, among multiple measurements for averaging,
By comprising a counter that integrates and counts clock pulses related to measurements from the first time to a predetermined number of times within a certain range, and a zero point pressure regulating circuit that varies the zero point of the zero point calibration circuit in proportion to the count value of this counter. , which aims to achieve the above objective.

ま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。
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.

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(7ユー2,3中を超音波パルスが通
過する時間)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。この時間間隔の計測を非同期式
発振器のクロックパルスをカウントして行なう場合、1
回の測定だけではクロックパルスの1周期分の大きさで
測定値にバラツキを生じることになる。この不都合を解
消1−るため複数回の測定値を積算して板厚をめるアバ
レージング方式が採用されている。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、
アバレージングを行なう複数回の測定の内、初回から所
定回数までの初期段階で得られた板厚データに基づき、
所定の補正量だけ前記零点較正回路の零点を可変させて
補正量の設定を行ない、以降の各回の測定に対しては一
定の補正量が掛かるようにして測定のバラツキをすくシ
確実な補正を行なおつとするものである。
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 it takes for the ultrasonic pulse to pass through 7 u 2 and 3) from the transmission timing.
The plate thickness is calculated at the time interval from this zero point to the reception timing. When measuring this time interval by counting clock pulses of an asynchronous oscillator, 1
If the measurement is performed only once, the measured values will vary by the size of one cycle of the clock pulse. In order to eliminate this inconvenience, an averaging method is adopted in which the plate thickness is calculated by integrating the measured values of multiple times. By the way, shifting the zero point of the zero point calibration circuit forward is equivalent to performing a ten correction, and shifting it backward is equivalent to performing a negative correction. Therefore, the present invention
Based on the plate thickness data obtained at the initial stage from the first time to the predetermined number of measurements during averaging,
The correction amount is set by varying the zero point of the zero point calibration circuit by a predetermined correction amount, and a fixed correction amount is applied to each subsequent measurement to eliminate measurement variations and ensure reliable correction. I will continue to do so.

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1〜6nまで十
偏差7【ため−補正が必要でめり、6龍からは一偏差な
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ommのとき偏差
が0となるよう&’C設定して常に十補正を行なうよう
Vこしておき、011〜12mm1では板厚に比例して
十補止を行ない、12m以後一定の十補正を掛けるもの
とし、また160回の測定を積算してアバレージングし
、内、最初の16回の測定で補正量の調整を行なうもの
とする。補正量調整期間を複数回分とし1=のは、この
間の測定値のバラツキを避けるためである。
Here, in Figure 3 quoted earlier, the thickness is 1 to 6n, so a correction is necessary due to a deviation of 7. In the example, the second
As shown by the dotted line in Figure 3, the deviation is set to 0 when the plate thickness is omm, and the V is set so that the deviation is always 0. For 011 to 12 mm1, the deviation is proportional to the plate thickness. A constant 10 correction is applied after 12 m, and 160 measurements are accumulated and averaged, and the correction amount is adjusted in the first 16 measurements. The reason why the correction amount adjustment period is set to 1 for a plurality of 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
計のブロック図でアリ、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1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10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Fii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9、と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」でらった出力が「
ハイ」となる。この「ハイ」状態は、タイミング用C1
(回路の回路定数C9几1.R2及びR1の一端に掛る
電源電圧+v、l(+2の一端に掛るD/Aコンバータ
13の出力電圧Uで定まる時間Tだけ続いたのち再び「
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(=Δ
U)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, the split type probe 1 is pressed down closely from above to a plate material 8, which is a member to be measured, through an oil film or the like. A transmitting circuit 10 is connected to the transmitting transducer 4 of the split type probe 1, and a receiving circuit 11 is connected to the receiving transducer 5. A monostable multivibrator 12, which is an example of a zero point calibration circuit, is connected to the transmitting circuit 10. When starting Fii measurements to this monostable multivibrator 12, a start trigger is input from an external control circuit (not shown), and as soon as a trigger pulse is input, the internal state is reversed. Then, the output set to “low” in advance is “
"Hi". This “high” state is for timing C1
(Circuit constant C9 几1. After continuing for a time T determined by the output voltage U of the D/A converter 13 applied to one end of R2 and R1, the power supply voltage applied to one end of R2 and R1 continues for a time T,
Return to Low. Output voltage U of the D/A converter 13
rises step by step from U=O to U=Umax, and U increases by one step (=Δ
U), the delay time T is configured to become 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3を介して受信振動子5
に受信され、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1
1は信号の増幅機能並びに自動利得調整機能(AGC)
を有しており1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−8フリツプフロツプ(以下[几−8F/F Jと略
す)14のR(リセット)端子と接続されている。一方
、この几−8F/F 14の8(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R−8F/F14は、単安定
マルチバイブレータ12の出力が「ハイ」→「ロー」に
変化す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から受信信号を人力するとリセ
ット状態になって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、単安定マルチバイ
ブレータ12の「ハイ」→「ロー」への立下が9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パルス幅として方形波出力を行なう
機能を有する。
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. Receiving transducer 5 via plate material 8 and shoe 3
The signal is received by the receiver, undergoes acoustic-to-electrical conversion, and then is sent to the receiver circuit 11. This receiving circuit 1
1 is signal amplification function and automatic gain adjustment function (AGC)
, so that the amplitude of the received waveform is constant regardless of the thickness of the plate. The output side of this receiving circuit 11 is connected to the R (reset) terminal of an R-8 flip-flop (hereinafter abbreviated as 几-8F/FJ) 14. On the other hand, the 8 (set) terminal of this R-8F/F 14 is connected to the output side of the monostable multivibrator 12 via an inverting circuit 22. When the output changes from "high" to "low", it enters a set state and sets the Q terminal output to "high". On the other hand, when the reception signal is input manually from the receiving circuit 11, it enters a reset state and sets the Q terminal output to "low". do. The R-8F/F14 configured in this way has a zero point at timing 9 when the monostable multivibrator 12 falls from "high" to "low", and the period from this zero point to the reception timing is related to the plate thickness. It has the function of outputting a square wave as a pulse width.

前記比−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いる。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H,−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
ロックパ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の出力パルス列から一定の割合でパルスの間引
@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。も
少し詳しく言うと、音速が速いと@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。
The Q terminal of the -8F/F ratio 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 H, -8F/F 14, the gate is open and the clock pulse of the oscillator 16 is 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 at a constant rate from the output pulse train of the circuit 15, and outputting the same number of pulses when the plate thickness is the same, regardless of the difference in material. To be more specific, when the speed of sound is high, @ estimates the plate thickness to be thinner and reduces the rate of thinning, whereas when the speed of sound is slow, it estimates the plate thickness to be thicker and increases the rate of thinning. .

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
を計数する機能を有しており、更に言うrlらはアバレ
ージングのための160回の測定に係る全てのクロック
パルスを積算計数出来るように構成されている。また、
前記換算回路17のクロックパルス出力はl)/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、例えば前記換算回路17が出力するク
ロックパルスを計数するカウンタ部(図示せず)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
Reference numeral 9 has a function of counting the clock pulses sent out from the conversion circuit 17, and furthermore, the reference numeral 9 has a function of counting the clock pulses sent out from the conversion circuit 17, and is further configured to be able to cumulatively count all the clock pulses related to 160 measurements for averaging. has been done. Also,
The clock pulse output of the conversion circuit 17 is input to the l)/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. Thus, 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. There is.

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、rllJ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「n」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 conversion from the first to the 16th measurement out of the 160 repeated measurements, or if the count value of the counter reaches "n" before the 16th measurement, until it reaches rllJ. While integrating all the clock pulses sent from the circuit 17, an analog voltage corresponding to the integrated value is output, and when the 16th measurement is completed or the counted value becomes "n" 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「n」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12朋以降補正量
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 "n" is to keep the correction amount constant after the plate thickness reaches 12 mm 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CR回路を成す
R,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・パルス
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は回を追うごどに短くなる。この遅延時間の
短縮量τ(補正量K)は、D/Aコンバータ13の電圧
UがO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
点が前に移動するためこの分、次回の測定で1(−8F
/F14の出力する方形波のパルス幅が長< tX、 
、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D/A
コンバータ13のカウンタ部の計数値が[nJとなった
ときはその回数まで順次同様に行なわれ、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「n」と
なったとき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τゎで決する一定補正量K (1
6)又はKn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回まで各回測定
終了時の、単位厚さ当りの補正量にの変化(0〜12m
gまシ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
正量にとの関係を第8図に示す。前記単安定マルチバイ
ブレータ12のタイミング用CR回路の定数、R1の印
加電圧+V1A/Dコンバータ13のステップ電圧ΔU
は第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 R, 2 forming the timing CR circuit of the monostable multivibrator 12, and the capacitor C is charged depending on the magnitude of this voltage U. The current changes in magnitude. 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 due to charging after the capacitor C is discharged by being energized by the trigger pulse. becomes shorter as time passes. The delay time reduction amount τ (correction amount K) is set to vary in proportion to U, with the voltage U of the D/A converter 13 being O as a reference. When one measurement is completed, the zero point of the zero point calibration circuit moves forward, so the next measurement will be 1(-8F).
/The pulse width of the square wave output by F14 is long < tX,
Therefore, the correction will be made in the direction of increasing the plate thickness. This operation is performed from the first time to the 16th time or before the 16th time.
When the count value of the counter section of the converter 13 reaches [nJ, the same procedure is performed sequentially up to that number of times, and it is set as a correction amount adjustment period. When the 16 measurements are completed or when "n" is reached, a constant correction amount K (1
6) or Kn, and the measurement is repeated up to the 160th time. Changes in the amount of correction per unit thickness at the end of each measurement from the first to the 16th (0 to 12 m)
FIGS. 6 and 7 show how the correction amount changes using the g-mass and the plate thickness as parameters, and FIG. 8 shows the relationship between the plate thickness and the correction amount at the end of the 16th test. The constant of the timing CR circuit of the monostable multivibrator 12, the applied voltage of R1 + the step voltage ΔU of the V1 A/D converter 13
is set so that the diagram in FIG. 8 and the dotted line in FIG. 3 match.

各回の測定動作において、前記換算回路17から出力さ
れるクロックパルスは積算カウンタ19で全て積算され
るようになっている。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(図示せず)の働きで前記積算カウンタ19の積
算値に応じた板厚が1/100m単位で表示されるよう
に成っている。
In each measurement operation, all of the clock pulses output from the conversion circuit 17 are integrated by an integration counter 19. A 4-digit decimal display section 21 is connected to the output side of the integration counter 19 via a decoder/driver 20, and when the 160 measurements are completed, the integration counter 19 is activated by a control circuit (not shown). The plate thickness corresponding to the integrated value of the counter 19 is displayed in units of 1/100 m.

次に上記実施例の全体的動作について説明する。Next, 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回分の積算値が100のとき表示部で1
.00 yraと表示するように ゛成っているものと
する。このとき、D/Aコンバータ13のカウンタ部が
16回の測定を行ン1う以前にホールドする計数値nは
、12.00m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 the measured values of 160 times, but when the accumulated value of the 160 times on the integration counter 19 is 100, the display section shows 1.
.. It is assumed that it is configured so that it is displayed as 00 yra. At this time, the count value n held by the counter section of the D/A converter 13 before performing 16 measurements is the integrated value of 16 measurements of the plate thickness of 12.00 m, and is 60.

まず、板材8の材質に対応する音速を音速設定部18で
設定し装置を稼動すると、制御回路の働きでR−8F/
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130カウンタ部がクリアされる。
First, when the sound speed corresponding to the material of the plate material 8 is set in the sound speed setting section 18 and the device is operated, the R-8F/
F14 is reset, and the integration counter 19 and the D/A converter 130 counter section are cleared.

従って、前記D/Aコンバータ13の出力はOとなる。Therefore, the output of the D/A converter 13 becomes O.

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)。こ
の単安定マルチバイブレータ12け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、初期遅延時間T。
In this state, the control circuit outputs the first trigger pulse to the monostable multivibrator 12 (see FIG. 5). When 12 monostable multivibrator trigger pulses are input, the output is inverted, and at this rising edge, the transmitting circuit 10 generates a single pulse, causing the transmitting vibrator 4 to transmit an ultrasonic pulse. Also, the initial delay time 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
51C受波されると、受信回路11を経て几−8F/F
 l 4に送られ該R−8F/PI?リセットせしめる
。この几−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。D/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T oよりτ(1)だけ短くなる。即5、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。
When the monostable multivibrator 12 rotates again after the period 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 51C, it passes through the receiving circuit 11 and is transmitted to the 几-8F/F.
Is the R-8F/PI sent to l4? Force reset. While this 几-8F/F14 is in the set state, AND
A clock pulse is output from the 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. In response to the change in the output of the D/A converter 13, the delay time T of the monostable multivibrator 12 becomes shorter than T o by τ(1). In other words, in the next measurement, a correction K(1) is made by the amount of τ(1).

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。このトリガパルスヲ受
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。R−8F/に’ 1
4は、1回目の測定の結果、1回目より2回目の方がτ
(IJ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(1)の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、1)/Aコンバータ13でも積算して計数
される。このため、l)/Aコンバータ13の出力はU
(υの2倍より大きなU(2)となって、遅延時間Tも
rl+、よジτ(2)だり短くなり、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〜12龍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12闘以上あり、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Uuo(=
120XΔU)で一定となり、こ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h補正量に
+t。
Next, the control circuit outputs a second trigger pulse to the monostable multivibrator 12. In response to this trigger pulse, the monostable multivibrator 12 is reversed, and the pulse circulates through the transmitting circuit 10, the transmitting vibrator 4, the plate 8, the receiving vibrator 5, and the receiving circuit 11 in the same manner as described above. R-8F/ni' 1
4 is the result of the first measurement, τ is higher in the second measurement than in the first measurement.
(IJ is set earlier, and it takes a longer 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(1). This clock pulse is counted by integrating the first count value in the integration counter 19, and is also integrated and counted by the 1)/A converter 13. Therefore, the output of l)/A converter 13 is U
(U(2) is larger than twice υ, and the delay time T is also shortened by rl+, the difference τ(2), and the correction amount K(2) proportional to τ(2) for the third measurement. If the same operation is repeated 16 times, the correction amount K will increase according to Fig. 6 when the plate thickness is θ to 12 times, and the correction amount adjustment period will be 16 times. When finished, a correction amount K (16) that changes in proportion to the plate thickness is obtained (7th
(see figure). This correction amount K (16) is calculated by the dotted line A in FIG.
- Corresponds to H. Further, when the plate thickness is 12 mm 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 count value of the D/A converter 13 is The output is Uuo (=
120XΔU), and therefore the amount of shortening for subsequent measurements is constant, and the amount of h correction depending on the plate thickness is +t.

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。
(See Figure 7). This correction amount is the dotted line B- in Figure 3.
Corresponds to C.

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/ドライバ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/driver 20 and displayed on the display unit 21 as the corrected plate thickness after averaging.

この実施例によれば補正量調整期間の間、毎回の板厚測
定値に係るりφ)パルスをD/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O容易な構成で板厚に応じた補正を自動的11Cri
ずことができ、更に、アバレージングを行なう几めの複
数回の測定の内、1/IOK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
度圧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、安定化の効果を元号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を
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 D/A converter sequentially integrates the φ) pulses related to each plate thickness measurement value and outputs the corresponding voltage to shorten the delay time of the monostable multivibrator. Since the correction is made according to the plate thickness, the correction according to the plate thickness can be automatically performed by 11Cri with an extremely simple configuration.
In addition, the final correction amount can be determined at the initial stage of 1/IOK among multiple measurements performed for averaging, and the correction can be performed successively from the first to the 16th measurement. Therefore, the existence of the correction amount adjustment period has almost no effect on measurement accuracy, and it becomes possible to bring out the effect of improving and stabilizing measurement accuracy by averaging. In addition, since the correction amount adjustment period is included in the main measurement that performs 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タの遅
延時間をタイミング用RC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7て補正するように構成してもよい。
In the above embodiment, the delay time of the monostable multivibrator was set by the time constant of the timing RC circuit, but it can also be set by counting the oscillation period of the clock oscillator by a predetermined number. In this case, the count number may be reduced by 7 for correction.

以上説明したように、本発明によれば、板厚データに応
じて零点較正回路の零膚を可変し補正量を設定するよう
にしたので面(ロ)な演算処理を要することなく、極め
て簡単・容易な構成で板厚に応じた補正が自動的になさ
れる。また、アノ(レージングを行なう初期段階で補正
量の調整がなされるので、全測定時間が長くならず、か
つ、調整期間経過後一定補正量が掛けられるため測定値
のバラツキを招くことなくアバレージングの効果を充分
発揮させた補正を行rzうことができる。
As explained above, according to the present invention, since the zero point of the zero point calibration circuit is varied according to the plate thickness data and the correction amount is set, it is extremely easy to do so without requiring extensive arithmetic processing.・Easy configuration and automatic correction according to plate thickness. In addition, since the correction amount is adjusted at the initial stage of lasing, the total measurement time does not become long, and since a fixed correction amount is applied after the adjustment period has elapsed, averaging can be performed without causing variations in measured values. It is possible to carry out corrections that fully demonstrate the effects of.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

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を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、WJ5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
音波厚さ針の動作説明図、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 plate thickness using the split type probe. Fig. 3 is a diagram showing the relationship between the 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. WJ5 is a timing chart, and Fig. 6 7 is an explanatory diagram of the operation of the ultrasonic thickness needle shown in FIG. 4, and FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the plate thickness and the 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)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)、被測定部材を介して超音波の送受を行なう分割
型探触子と、送波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、この零点から受波タイミ
ングまでクロックパルスを計数する計測回路とを備え、
複数回の測定の積算値で板厚測定を行なう超音波厚さ計
に於て、複数回の測定の内、初回から所定回数までの測
定に係るクロックパルスを一定範囲内で積算計数するカ
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 wave sending timing, and a clock pulse that outputs a clock pulse from this zero point to the wave receiving timing. Equipped with a measuring circuit for counting,
In an ultrasonic thickness meter that measures plate thickness using the integrated value of multiple measurements, a counter that integrates and counts clock pulses from the first to a predetermined number of measurements within a certain range. , and a zero point adjustment circuit that varies the zero point of the zero point calibration circuit in proportion to the counted value of the counter.
JP10830083A 1983-06-16 1983-06-16 Ultrasonic thickness meter Granted JPS60313A (en)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58108299A (en) * 1981-12-21 1983-06-28 Taiho Kogyo Co Ltd Aluminum alloy bearing

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58108299A (en) * 1981-12-21 1983-06-28 Taiho Kogyo Co Ltd Aluminum alloy bearing

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