JPS6070306A - 厚さ測定方法 - Google Patents

厚さ測定方法

Info

Publication number
JPS6070306A
JPS6070306A JP17995483A JP17995483A JPS6070306A JP S6070306 A JPS6070306 A JP S6070306A JP 17995483 A JP17995483 A JP 17995483A JP 17995483 A JP17995483 A JP 17995483A JP S6070306 A JPS6070306 A JP S6070306A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
time
reflected
thickness
value
detected
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP17995483A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH038688B2 (ja
Inventor
Riichi Murayama
村山 理一
Hisao Yamaguchi
久雄 山口
Kazuo Fujisawa
藤沢 和夫
Takashi Kadowaki
門脇 孝志
Susumu Ito
伊東 将
Soji Sasaki
佐々木 荘二
Kazuya Sato
佐藤 弌也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Hitachi Ltd
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP17995483A priority Critical patent/JPS6070306A/ja
Publication of JPS6070306A publication Critical patent/JPS6070306A/ja
Publication of JPH038688B2 publication Critical patent/JPH038688B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • 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
    • G01B17/02—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations for measuring thickness

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

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】 本発明は電磁超音波発生装置を用いて被測定材表面から
超音波を伝播させ、裏面からの反射超音波を表面側で検
出し、その反射超音波の検出時間差に基づき被測定材の
厚さを測定する方法に関する。
熱間鋼材等の厚さを測定する方法として電磁超音波発生
装置を用いて被測定材表面から超音波を伝播させて、表
面と裏面間で往復反射する超音波を表面側で検出し、そ
のときの検出時間のうち相前後する反射波の検出時間を
下記(11式に代入して厚さDをめる方法が知られてい
る。
D= (Tn−1=Tn ) ・V/ 2 =(1,1
但し、Tn :超音波伝播開始時点からn番目の反射超
音波検出までの時間 Tn、1:超音波伝播開始時点からn −1−1番目の
反射超音波検出までの時間 V :被測定材中の音速 而して裏面からの反射超音波以外に被測定材中に欠陥部
又は不純物等が存在する場合は、それらからの反射超音
波も検出されて裏面からの反射波と紛られしいので、裏
面からの反射超音波出力値よりも低いレベルでしかも欠
陥部又は不純物等からの反射超音波の出力値よりも高い
レベルにしきい値を設定し、或いは検出不要な時間帯に
不感帯を設定して厚さを測定することが行われている。
しかしながらこのような場合においても裏面からの反射
超音波以外の高出力の反射超音波がしいき値を超えて検
出されることがあり、また不感帯は被測定材の厚さが変
動することがら余裕をみて設定されるので不感帯外で裏
面からの反射超音波以外のもの、つまり裏面に近い位置
の欠陥部等からの反射波が検出されることがままあり、
そしてこの場合には被測定材の厚さが厚いときよりも薄
いときの方が誤差が大きがった。つまり不感帯は信号間
の分離程度を考慮して設定しているため、その反射波を
検知し得る欠陥部の裏面からの距離は薄物においても厚
物とさほど変らず、相対的に精度が低くなるのである。
したがってしきい値及び不感帯を設定して測定してもそ
れだけでは十分とは言い難かった。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、従来
同様にしきい値を設定すると共に、測定に利用する複数
の反射波夫々につき不感帯を設定し、更に超音波伝播開
始から裏面からの反射超音波の検出時点までの時間はど
の反射波についても本来は1往復時間の整数倍であるこ
とを利用して補正演算することにより、特に被測定材厚
さが薄い場合にも高精度で厚さを測定し得る方法を提供
することを目的とする。
本発明に係る厚さ測定方法は被測定材表面から電磁超音
波を伝播させて、その裏面からの反射超音波を表面側に
て検出するに際して、所定レベルのしきい値を設定する
と共に、該しきい値を超える反射超音波が検出される都
度所定時間を不感帯として設定し、検出された反射超音
波の超音波伝播開始時点からの時間Tn (nは裏面で
の反射回数を示す添字)をめ、この時間を用いて下式に
より厚さDを算出することを特徴とする。
又は 但し、V:被測定材中の音速 N:裏面での反射回数nの補正値 Tn ’():()内の数値に最も近 い整数値とする記号 m:自然数 次に本発明を図面に基づき具体的に説明する。
第1図は本発明の実施状態を示す模式図であり、図中1
は電磁超音波発生部を示す。電磁超音波発生部1は鋼管
Pを磁化すると共に鋼管2表面に誘導電流を発生せしめ
また鋼管2表面の電流を検出するものであり、その下方
を鋼管Pが軸方向に移送されている。
発生部1の磁化装置は、断面C字形の鉄心2及びその中
間部に内装された励磁コイル3a、3bからなり、鉄心
2の対向する先端部で挾まれた開口部2aは鋼管Pに向
けられてあって、励磁コイル3a、3bには図示しない
直流電源が接続されている。したがって鉄心2の開口部
2aの端部が磁極となって鋼管Pの開口部2aに対向す
る部分に軸方向の直流磁界を付与する。開口部2aには
リング状の送信コイル4aとそれよりも大径でリング状
の受信コイル4bとが同心状に組合されて、その軸長方
向を鋼管Pの半径方向に一致させた状態で配されている
。送信コイル4aにはパルス電流発生回路6が接続され
ており、同期パルス発生回路5からのトリガー信号に基
づいたパルス電流が与えられる。
前記励磁コイル3a、3bにより直流磁界と上記パルス
電流とはそれ自体公知の電磁超音波発生作用をなす。つ
まり励磁コイル3a、3bによる鋼管Pのコイル4a、
4bの直下部分に軸方向の直流磁界を与えておき、送信
コイル4aにパルス電流を印加すると鋼管Pの半径方向
の磁束が変化し、この磁束変化に伴って鋼管Pの表面に
渦電流が発生ずる。この渦電流と、予め与えておいた前
記直流磁界の鋼管2表面に平行な方向の磁界とによるロ
ーレンツ力が発生して鋼管2表面と垂直な方向(フレミ
ングの左手の法則)に変化する歪が発生し、該歪は鋼管
Pの表面と垂直な方向に伝播する。mJ’3鋼管P表面
から縦波の超音波が発生する。この超音波は鋼管P内を
伝播し、鋼管P内周面で反射し、この反射超音波は前述
と逆の過程(フレミングの右手の法則)により受信コイ
ル4bで渦電流により発生する誘起電圧として検出され
る。
受信コイル4bの端子電圧は増幅器7へ与えられて、こ
こで増幅され、増幅された信号は同期検波器8にて包絡
線検波されて〔第2図(イ)〕時間差測定回路9へ与え
られる。
時間差測定回路9はn番目、n+1番目、n+2番目・
・・の反射波の1−リガー信号からの各時間Tn。
Tn、、、 ”r、、2 ・・・を計測するものであり
、その構成は次のようになっている。即ち、第3図は時
間差測定回路9のブロック図を示している。同期パルス
発生回路5からのトリガー信号がカウンター95゜タイ
マー96及びタイマー97に与えられると、カウンター
95はその信号によりリセノ1〜されると共にクロック
パルス発生回路99からのクロックパルスを計数開始す
る〔第2図(ハ)〕。これと同時にタイマー96は計時
を開始し、予め設定された時間、例えば超音波が鋼管P
の表裏面間を略々n−2回往復するに要する時間〔第2
図(ニ)〕ハイレベル信号を出力する。この信号はOR
ゲート98を介してANDゲート91の負論理入力端子
に与えられる。
ANDゲート91の他端子には同期検波器8の出力が与
えられている。タイマー96がハイレベル信号を出力し
ている間ANDゲート91は閉しられており、同期検波
器8出力は後段の比較器93へ入力されない。つまりこ
の間不感帯となる。またタイマー97はリセットされる
。そしてタイマー96の設定時間に達するとタイマー9
6出力はローレベル信号となり、これによりANDゲー
ト91が開いて同期検波器8からの信号は比較器93へ
与えられる。比較器93にはしきい値設定器92からし
きい値とする所定レベル電圧が与えられており、入力信
号がしきい値より高い場合にハイレベル信号が出力され
て、ワンショットマルチ94へ送られる。ワンショ□y
 l−マルチ94はこの信号によりトリガーされて短時
間幅のパルス信号を発する〔第2図(ロ)〕。このパル
ス信号はタイマー96.タイマー97に与えられ、タイ
マー96はリセットされて再び計時を開始し、またタイ
マー97は計時を開始し超音波が鋼管Pの表裏面間を1
往復する時間より少し短い期間(80%程度)〔第2図
(ホ)〕ハイレベル信号をANDゲート91へ出力する
。従ってこの間の同期検波器8出力は比較器93に入力
されず、不感帯となる。
一方ワンショソトマルチ、94が出力するパルス信号は
インターフェース10を経て演算回路11に与えられ、
演算回路11はその時点でカウンター95の計数値をイ
ンターフェース10を介して読込む。この計数値は超音
波がn−1回往復するに要した時間T n、1に相当す
る。
タイマー97の設定時間が経過するとその出力がローレ
ベルとなって/INDゲート91が開き、同期検波器8
出力は比較器93へ入力される。そうするとn回目の反
射波がしきい値を超えたところでワンショットマルチ9
4がトリガーされ、その時点のカウンター95の計数値
を読込む。この計数値は超音波がn回往復するに要した
時間Tnに相当する。
以下同様にして所要数のデータT n−1+ T n−
z ・・・を読込む。なおこの間タイマー96出力はロ
ーレベルを維持したままである。
次に演算回路11における演算内容につき説明する。ま
ずTn−1”I’nの減算を行い、超音波が鋼管Pの表
裏面間を1往復する時間をめ、次にTn / (Tn−
+ Tn )の除算を行う。この値は超音波の反射回数
nとなる。この上記除算の分母にはTn Tn−xを用
いない方がよい。これは場合によっては第4図に示す如
くタイマー96による不感帯時間と重なってn−1回目
の反射波出力が正しく検出されない場合があるからであ
る。
さて、前述のようにn =Tn / (Tn、+ Tn
 )となる筈ではあるが、例えばタイマー97の設定時
間が長過ぎた場合、或いはしきい値の設定が低すぎ裏面
からの反射波に近い時点で、欠陥部等からの反射波が検
出されたような場合には上記Tn/(Tn−1Tn )
値は整数値nとはならない。
そこで本発明ではTn / (Tn−+ Tn )が整
数値にならない場合はこれを整数値になるように補正し
て、測定誤差要因を排除する。即ち下記(2)式で表わ
される裏面での反射回数nの補正値Nをnに替えて用い
る。
Tn 但し、”():()内の数値に最も近 い整数値とする記号 そして (3)式により鋼管Pの厚さDを算出する。このD値を
表示器12に表示させ、また記録計13に記録させる。
なおTnとしては上述の例に限らずタイマー96による
不感帯が解除された後2番目以降の任意の検出信号に依
ってもよい。
次に本発明の他の方法につき説明する。この方法は前述
した(3)式の替わりに下記(4〕式により厚さDをめ
る。
但し、m:自然数であり、演算に用いる反射信号数−1
に相当 この方法を具体的に説明すると、例えば最初の3つのデ
ータTn 、 T n、I+ Tn−2を用い、Tn 
+ Tn、。
を(21式ニ代入L 請求めたN値と′f”n 、 T
n、I+ Tn−2とを(4)式に代入することにより
厚さDを算出する。
得られたD値は、Tn 、 Tn、、、 Tn、2を平
均した時間、つまりn回目、n+1回目、n+2回目の
反射超音波の平均時間をめ、この時間に見掛は上相光す
る往復回数N+1を用いて更に平均化されてめられた値 〔−(Tn+Tn、1+Tn、2)・V/2・3・ (
N+1)〕であり、N値の導入により誤差要因が排除さ
れて正確である。
なお本発明では鋼管の厚さを測定する場合に限らず板状
のものでも測定できる。また被測定材表面を直流磁化す
る装置としては前述の如く電磁石′に限らず永久磁石を
用いてもよい。そしてまた送信用コイル、受信用コイル
を各別に設けたが1つのコイルを送受信兼用としてもよ
い。更にこのように構成された装置を複数用いて所要箇
所を同時に測定できるのは勿論である。
次に本発明の効果について説明する。しきい値を裏面か
らの反射超音波出力値よりも低いレベルに設定し、また
不感帯を反射超音波がしきい値を超える都度その時点か
ら被測定材内を超音波が1往復する時間の80%に相当
する期間に設定し、本発明方法により鋼管の周面を全長
に亘って測定した。
第5図は横軸に長さくm)をとり縦軸に鋼管の厚さくn
)をとって、その測定結果を示したグラフであり、比較
のために各反射超音波が検出される都度、不感帯を設け
ずしてめたTn値及びT n、1を(1)式に代入して
算出した結果(比較例1)及び同様にしてめたT n−
i値を下記(5)式に代入して算出した結果(比較例2
)を併せて示している。
D=Tn ・V/2n −[51 この図より本発明による場合は厚さ測定値が安定してお
り、比較例1.比較例2のように部分的に大きく変動す
ることがなく、このことがら裏面以外からの反射超音波
による影響が無いことがわかる。また比較例2の管端で
見られる反射回数nの誤りによる厚さ測定値の異常も無
くなることがわかる。したがってこのような理由によっ
て管等の製造工程中に本発明により測定した値は制御情
報として利用することができる。
以上詳述した如く本発明は検出精度向上のためにしきい
値及び不感帯を設定し、更に超音波伝播開始から裏面か
らの反射超音波検出時点までの時間が1往復時間の整数
倍であることを利用して厚さをめるので、特に被測定材
の厚さが薄い場合でも正確に厚さを測定できる優れた効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施状態を示す模式図、第2図は本発
明の測定内容鋭°明図、第3図は本発明に用いる装置の
時間差測定回路のブロック図、第4図は不感帯による弁
別不能信号説明図、第5図は本発明方法による測定結果
を示したグラフである。 P・・・鋼管 1・・・電磁超音波発生部 9・・・時
間差測定回路 11・・・演算回路 特 許 出願人 住友金屈工業株式会社外1名 代理人 弁理士 河 野 登 夫 第2図 第 4 図 第1頁の続き 0発 明 者 門 脇 孝 志 日立市国分町1丁1場
内 0発 明 者 伊 東 将 日立市国分町1丁1場内 [相]発 明 者 佐 々木 荘二 日立市幸町3丁目
所内 0発 明 者 佐 藤 弐 也 日立市幸町3丁目所内

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、被測定材表面から電磁超音波を伝播させて、その裏
    面からの反射超音波を表面側にて検出するに際して、所
    定レベルのしきい値を設定すると共に、該しきい値を超
    える反射超音波が検出される都度所定時間を不感帯とし
    て設定し、検出された反射超音波の超音波伝播開始時点
    からの時間Tn(nは裏面での反射回数を示す添字)を
    め、 但し、”():()内の数値に最も近 い整数値とする記号 にて表わされる裏面での反射回数nの補正値Nを算出し
    、このN値と前記時間とを用いて下式により厚さDを算
    出することを特徴とする厚さ測定方法。 Tn ・ ■ 但し、■:被測定材中の音速 2、前記時間Tnは不感帯以後に検出された反射超音波
    のうち2番目以降の反射超音波に係るものである特許請
    求の範囲第1項記載の厚さ測定方法。 3、被測定材表面から電磁超音波を伝播させて、その裏
    面からの反射超音波を表面側にて検出するに際して、所
    定レベルのしきい値を設定すると共に、該しきい値を超
    える反射超音波が検出される都度所定時間を不感帯とし
    て設定し、検出された反射超音波の超音波伝播開始時点
    からの時間Tn (nは裏面での反射回数を示す添字)
    をめ、 但し、’():()内の数値に最も近 い整数値とする記号 にて表わされる裏面での反射回数nの補正値Nを算出し
    、このN値と前記時間とを用いて下式により厚さI〕を
    算出することを特徴とする厚さ測定方法。 但し、V:被測定材中の音速 m:自然数 4、 前記時間Tnは不感帯以後に検出された反射超音
    波のうち2番目以降の反射超音波に係るものである特許
    請求の範囲第3項記載の厚さ測定方法。
JP17995483A 1983-09-27 1983-09-27 厚さ測定方法 Granted JPS6070306A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17995483A JPS6070306A (ja) 1983-09-27 1983-09-27 厚さ測定方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17995483A JPS6070306A (ja) 1983-09-27 1983-09-27 厚さ測定方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6070306A true JPS6070306A (ja) 1985-04-22
JPH038688B2 JPH038688B2 (ja) 1991-02-06

Family

ID=16074859

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17995483A Granted JPS6070306A (ja) 1983-09-27 1983-09-27 厚さ測定方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6070306A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63292010A (ja) * 1987-05-25 1988-11-29 Sharp Corp 超音波厚さ測定装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS542153A (en) * 1977-06-07 1979-01-09 Mitsubishi Electric Corp Ultrasonic thickness gauge
JPS54107359A (en) * 1978-02-09 1979-08-23 Mitsubishi Electric Corp Ultrasonic thickness gauge

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS542153A (en) * 1977-06-07 1979-01-09 Mitsubishi Electric Corp Ultrasonic thickness gauge
JPS54107359A (en) * 1978-02-09 1979-08-23 Mitsubishi Electric Corp Ultrasonic thickness gauge

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63292010A (ja) * 1987-05-25 1988-11-29 Sharp Corp 超音波厚さ測定装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH038688B2 (ja) 1991-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4654590A (en) Method and apparatus for detecting the position of a movable object utilizing the magnetostrictive effect to generate ultrasonic waves
US6920792B2 (en) Transducer guided wave electromagnetic acoustic
EP0024495B1 (en) Acoustic pulse delay line system for measuring distances along a magnetostrictive wire
KR20050081574A (ko) 비틀림파를 발생 및 측정할 수 있는 트랜스듀서와 이를이용한 이상진단 장치 및 방법
WO2004106913A1 (en) Guided wave electromagnetic acoustic transducer
JPH038688B2 (ja)
JPH02248824A (ja) 残留応力測定装置
JPH03167418A (ja) クラッド厚さ測定装置
RU222271U1 (ru) Магнитострикционный датчик линейных перемещений
JPS58179305A (ja) 電磁超音波計測装置
JPH0236162B2 (ja)
JPS6123917A (ja) 位置検出器
JPS6053806A (ja) 厚さ測定方法
JPH10160710A (ja) 分割型探傷センサ及び導電性管探傷方法
JPS6186121A (ja) 管切断方法
JPS5943304A (ja) 位置検出装置
JPH1038862A (ja) 鉄損値評価方法及びその装置
JPS6027361B2 (ja) 導電性材料の厚さ測定方法
SU1129490A1 (ru) Способ бесконтактного измерени перемещений
JPH039013Y2 (ja)
JPH0143907B2 (ja)
JPH02183117A (ja) 変位検出装置
JPS6078318A (ja) 磁歪ポテンシヨメ−タ
JPS609562A (ja) 鋳片凝固厚み測定装置
SU989452A2 (ru) Способ контрол дефектов прот женных изделий