JPS6114510A - 超音波厚さ計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は管の厚さ等を測定する場合に使用される超音
波厚さ針に関する。

（ロ）従来の技術 超音波厚さ計は、第３図に示すように、送受波器を含む
信号処理回路１からプローブ２内に設けられる超音波振
動子３にパルス信号（第４図Ｃ参照）を加えて超音波振
動子を振動させ、この超音（第４図す参照）を管４に投
射し、管４の外面Ａと内面Ｂで反射して帰ってくる信号
を受波し、これらの受波信号（第４図Ｃ参照）の時間差
Ｔと予め設定する音速から管４の厚さを演算するように
している。この種の超音波厚さ計において、プローブの
超音波振動子が２つに分割されたものがあり、管の厚さ
を測定するのに、振動子の分割軸を管の長手方向とそれ
に垂直な方向に当て、測定した厚さの小さな値の方を厚
さとして得るようにしたものがある。しかし、この超音
波厚さ計では、管の長手方向やそれに垂直な方向に振動
子の分割軸を正確に合わせるのに、特別の治具５（第３
図参照）を使用しなければならなかった。また管とプロ
ーブとの最適の接触状態を得るために、管の径に応じて
、異なる治具を必要とする欠点があった。

（ハ）目的 この発明の目的は上記に鑑み、特別の治具を使用せずと
も、正確な測定が誰でも容易になし得る超音波厚さ計を
提供することである。

（ニ）構成 上記目的を達成するために、この発明の超音波厚さ計は
複数個の超音波振動子が周方向に分割配置されるプロー
ブと、送受波器と、前記超音波振動子を時間順次に切替
えて送受波器に結合し、各超音波振動子を時分割駆動す
る走査手段と、各超音波振動子の割当分割時間毎に、前
記送受波器から送波された信号の時間差を算出する時間
差算出手段と、算出された時間差と音速から厚さを算出
する厚さ算出手段と、算出された厚さの最小値を記憶す
る記憶手段と、この記憶手段に記憶される厚さを出力す
る出力手段とから構成されている。

この超音波厚さ計において、複数個の超音波振動子が時
分割駆動されると、各超音波振動子の割当分割時間毎に
、それぞれ厚さが算出される。各超音波振動子は、周方
向に配列され、各分割軸は、管の長手方向及びその垂直
方向を含み、各方向を向いている。そのため、プローブ
を動かさなくても、各超音波振動子の分割時間毎に算出
した厚さの最小値を求めることにより、あたかも、各方
向にプローブを動かして最小値を測定したのみ同等の結
果が得られる。

（ホ）実施例 以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する
。

第１図はこの発明の１実施例を示す超音波厚さ計のブロ
ック図である。同図において、プローブ１１内には、８
個の分割された超音波振動子Ｕ１、Ｕ２、・・・、Ｕ８
が設けられている。これら超音波振動子Ｕ１、Ｕ２、・
・・、Ｕ８は、プローブＪ１の底面図を第２図に示すよ
うに、プローブ１１の周方向に配置され、その分割軸は
放射状となっている。もっとも、分割数は８以外の任意
の値に選定できるし、プローブ１１の底面形状も円形に
限られない。

各超音波振動子Ｕ１．１．Ｊ　２、・・・、Ｕ８はマル
チプレクサ１２に接続され、制御回路１３よりの指令信
号ｄにより、マルチプレクサ１２が走査されると、送受
波器１４に時間順次に接続されるようになっている。

送受波器１４は、制御回路１３よりの指令信号ｅにより
、パルス信号を出力するとともに、プローブ１１からの
エコー（受波信号）を受け、この受波信号をゲート回路
１５に入力するようになっている。

ゲート回路１５は、第１売口の受波信号と第２発註の受
波信号の入力される期間開けられ、この期間中、クロッ
ク信号発生器１６よりのクロ・ツク信号が演算回路１７
に入力される。このクロック信号数により、第１売口と
２発註の時間差が算出される。

演算回路１７は、制御回路１３よりの指令信号ｇにより
、ゲート回路１５からのクロ・ツク信号数すなわち時間
差Ｔと音速設定部１８で設定される音速とから厚さを算
出する機能、さらに、各走査毎に、それまでの厚さの最
小値を算出する機能を備えている。

メモリ１９は、演算回路１７で算出される厚さの最小値
を記憶するために設けられており、表示部２０は、メモ
リ２０に記憶される厚さの最小値を表示するようになっ
ている。

次に、以上のように構成される実施例超音波厚さ計を用
いて、管の厚さを測定する方法及び動作を説明する。

測定に際しては、被測定管上に、プローブ１１の底面を
載置する。そして制御回路１３よりの信号ｄにより、先
ず超音波振動子Ｕ１を、マルチプレクサ１２を介して送
受波器１４に接続する。そして送受波器１４から超音波
振動子Ｕ１にパルス電圧を加え、励振する。そして、こ
の超音波振動子Ｕ１から発射された超音波は、管の表面
と裏面で反射され、エコーとして送受波器１４に帰って
くる。この２つのエコーの受波信号がゲート回路１５に
入力される期間だけゲート１５が開かれ、この期間、ク
ロック信号がクロック信号発生器１６、ゲート回路１５
を経て、演算回路１７に入力され、演算回路１７は、こ
のクロック信号をカウントして、第１と第２のと受波信
号の時間ＩＴを求める。一方、音速設定部１８で音速値
Ｃが設定されているので、演算回路１７は、第１と第２
の受波信号の時間差Ｔと音速値Ｃより管の厚さを算出す
る。そして、この厚さはメモリ１９にストアされる。

以上のようにして、超音波振動子Ｕ１に関する一連の厚
さ測定処理が終了すると、次に制御回路１３はマルチプ
レクサ１２に走査信号を送り、切替により、今度は超音
波振動子Ｕ２を送受波器１４に接続する。そして超音波
振動子Ｕ１の場合と同様にして、管の厚さを求める。ま
た求めた管の厚さと前回の管の厚さを比較し、小値の方
をメモリ１９に記憶する。

以下、同様にして、時間の経過の度に、マルチプレクサ
１２を切替え、超音波振動子Ｕ２、Ｕ３、・・・、Ｕ８
を時間順次に送受波器１４に接続し、今回の測定値と前
回までの最小値を比較し、メモリ１９に小さい方を新た
な最小値として記憶する。

超音波振動子１、Ｕ２、・・・、Ｕ８に関する処理走査
が終了すると、メモリ１９内の最も小値の数値が測定し
た厚さとして表示部２０に表示される。

なお、メモリ１９内のデータは走査の開始の前に、制御
回路１３からの信号により最大値にセントされている。

なお、上記実施例においては、各分割時間毎に、厚さの
最小値を求め、これをメモリ２０にストアし、厚さの最
小値を分割時間毎に更新するようにしているが、これに
代えて、時間差が最小となるものをメモリ２０に記憶し
、最も小となる時間差と音速とから、厚さの最小値を算
出し１、この最小値を表示部２０に表示するようにして
もよい。

（へ）効果 この発明によれば、プローブを何ら動かすことなく、厚
さの最小値を求めることができ、厚さ測定のために何ら
特別の治具を必要しないばかりか測定も非常に容易にな
すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の１実施例を示す超音波厚　　　　
　　　　、太さ計のブロック図、第２図は同実施例に使
用されるプローブの底面図、第３図は、従来の一般的な
超音波厚さ針の原理を説明するための概略図、第４図は
同波形図である。 １１ニブローブ、　１２：マルチプレクサ、１３：制御
回路、　１４：送受波器、 １５：ゲート回路、１６：クロック信号発生器、１７：
演算回路、　１８：音速設定部、１９：メモリ、　　２
０：表示部、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数個の超音波振動子が周方向に分割配置される
   プローブと、送受波器と、前記各超音波振動子を時間順
   次に切替えて送受波器に結合し、各超音波振動子を時分
   割駆動する走査手段と、各超音波振動子の割当分割時間
   毎に、前記送受波器から送波された信号の時間差を算出
   する時間差算出手段と、算出された時間差と音速から厚
   さを算出する厚さ算出手段と、算出された厚さの最小値
   を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶される厚さ
   を出力する出力手段とからなる超音波厚さ計。