JPS62140010A - 超音波による塗装部材の塗膜と部材の厚さ測定方法 - Google Patents

超音波による塗装部材の塗膜と部材の厚さ測定方法

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JPS62140010A
JPS62140010A JP28113285A JP28113285A JPS62140010A JP S62140010 A JPS62140010 A JP S62140010A JP 28113285 A JP28113285 A JP 28113285A JP 28113285 A JP28113285 A JP 28113285A JP S62140010 A JPS62140010 A JP S62140010A
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JP
Japan
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reflected
echo
painted
thickness
reflected wave
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Application number
JP28113285A
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English (en)
Inventor
Norimitsu Sakuma
宣光 佐久間
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は超音波を利用して部材表面に塗装された塗装部
材の塗膜と部材の各厚さを測定する方法に関し、特に塗
装面上から塗膜と部材の各厚さを同時に測定するのに好
適な方法である。
〔発明の背景〕
超音波を利用して物体の厚さや、厚さの変化から腐食度
を測定することは従来から広く行われている。すなわち
板内での超音波の共振を利用した超音波厚さ計により測
定する方法、板中のパルスの多重反射の時間間隔から板
厚を知るとともに、多重反射の減衰状況からタンク、パ
イプなどの裏面の腐食状況などを推定するパルス法(例
えば日本学術振興金錫「超音波探傷法J  (,198
4)、日刊工業新聞社、P571〜P 577)がもつ
とも一般的である。しかしこれらの方法で部材の厚さ等
を測定する場合に、その部材が塗装された塗装部材であ
る場合には、塗膜による超音波の減衰が大きく、塗装し
てない部材のときの真の共振や多重反射波間隔が得られ
rいから誤差の大きい測定にならざるを得す、このため
従来は測定位置における塗膜を除去したのち測定してい
る。塗膜の除去は人形のタンクや多くの距離の長いパイ
プライン等の測定においては莫大な作業量となり、測定
上の大きな障害となる。このように従来の超音波を利用
した塗装部材の厚さの測定においては、塗膜を除去した
のちの部材の厚さが測定できるにとどまり、塗膜の厚さ
の測定や、塗膜を除去しない塗装部材のままの状態にお
ける部材の厚さおよび塗膜の厚さを測定することはでき
なかった。
なお塗膜の厚さのみの測定は、交流を流したコイルと被
検査金属との電磁誘導作用を利用した塗膜計で可能であ
るが、被検査金属は鋼材などの磁性体であることが必要
であり、測定値も較正値との比較が必要で精度も十分と
はいえないなどの問題がある。
〔発明の目的〕
本発明は前記従来技術の問題点を解消するものであって
、塗装部材の塗膜と部材の各厚さを、超音波を利用して
塗膜を除去することなく塗膜上から、部材の材質、底面
の形状およびあらさ等の影響を受けることなく、容易に
、かつ定量的に精度よく、しかもリアルタイムに測定す
ることができる方法を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、部材表面に塗料を塗布した塗装部材の塗膜と
部材の各厚さを測定する方法であって、塗装部材の塗装
面に対して垂直に超音波を入射させ、その人゛射波が塗
膜と部材の境界面を通過して塗装部材の底面で反射し、
再び前記境界面を通過したのち受信される第1回底面エ
コーと、前記境界面を通過して塗装部材の底面で反射し
た反射波が、前記境界面で反射し、再び塗装部材の底面
で反射して前記境界面と通過したのち受信される第2回
底面エコーとの各受信時間と、塗膜および部材の各音速
とを評価指標として塗装部材の塗膜と部材の各厚さを測
定することにより、塗装部材の塗膜と部材の各厚さを、
塗膜を除去することなく塗膜上から、部材の材質、底面
の形状およびあらさ等の影響を受けることなく、容易に
、かつ定量的にしかもリアルタイムに測定することがで
きるようにした方法である。
〔発明の実施例〕
本発明の実施例を第1図ないし第6図により説明する。
部材1の表面(境界面7になる)に塗料を塗布して塗膜
2を形成した塗装部材Mの塗装面3に、第2図で示すよ
うに垂直探触子(以下探触子という)4を当接し、塗装
面3に対して垂直に超音波を入射させる。5は探触子4
と高周波ケーブルで接続されているパルス反射式超音波
探傷装置、6はそのCRTである。入射した超音波は部
材1と塗膜2との音響インピーダンスの差により、第1
図に示すように各種形態の反射波となる。すなわちAは
厚さtlの部材1と厚さtlの塗膜2の境界面7より反
射した反射波、B口±境界面7を通過して部材1の底面
8で反射し、再び境界面7を通過した反射波、B、Aは
反射波B、が塗装面3で反射したのち境界面7で反射し
た反射波、A B +は反射波Aが塗装面3で反射した
のち反射波層と同じコースをたどる反射波、B2は境界
面7を通過し部材1の底面8で反射したのち境界面7で
反射し、再び部材1の底面8で反射して境界面7を通過
した反射波、B3は反射波B、が塗装面3で反射したの
ち塗装面3と底面8との間をもう一往復した反射波であ
る。各反射波は探触子4を介して受信されるとともに多
重反射して減衰していく。受信された前記各反射波のエ
コーをCRT6上に表示すると、第3図および第4図に
示すようなエコーパターンが得られる。第3図は探触子
3が分割形の場合のもので、横軸(時間軸)の原点近く
に塗装面3より反射した表面反射波のSエコー、原点か
ら受信時間T、のビーム路程X、の位置に反射波B1の
第1回底面エコー03+) 、第1回底面エコー(B1
)より受信時間T2経過したビーム路程x2の位置に反
射波B2の第2回底面エコー(B2)がそれぞれ表示さ
れる。また第4図は探触子3が通常の送受信兼用の場合
のもので、第3図と較べ横軸の原点に送信パルスTが表
示され、各エコー高さくB+) 、 (B2)が多少低
くなるほかはビーム路程x、+ XZは同じである。第
3図および第11図に示すようにCRTS上に表示され
る各反射波のエコーが、第1回底面エコー(B1)およ
び第2回底面エコー(B2)に絞られるのは、(1)、
塗膜2の厚さtlは特別な場合を除き約1mm以下と薄
く、反射波Aのエコーは、Sエコーまたは送信パルスT
と時間軸上の差がほとんどないこと。
(2) 、(1)と同様の理由で反射波B、A、 AB
のエコーと第1回底面エコー(B+) 、反射波B3の
エコーと第2回底面エコー(B2)の各時間軸上の差も
ほとんどないこと。(3)、反射波B3のエコーと第2
回底面エコー(B2)の音圧を比較すると、部材1の塗
膜2との音響インピーダンスの差により境界面7におい
て音圧往復通過率が低下することから、境界面7を2回
往復している反射波B3のエコーの方がかなり低くなる
。などの理由による。
部材1および塗膜2の各音速をあらかじめ測定しておき
、部材1の音速をCI+塗膜2の音速を02とすると、
部材1の厚さtlおよび塗膜2の厚さtlは次式により
求められる。
tl=c、・T2    ・・・・・・・・・(1)t
 2= Cz (TI−T2)  ・・・・・・・・・
(2)またCRTe上における時間軸を前記第3図また
は第4図のように設定すれば、受信時間T1゜T2はビ
ーム路程x、、x2で表示されるから、前記式(1)、
(2)は しI”X2         ・・・・・・・・・・・
・・・・ (3)tz=cz (XI  X2) /C
I  ・・・・・・(4)に変形することができる。
したがって式(3)、(4)からCRTe上に表示され
たエコーの時間軸上の目盛りを読み、前記の式で簡単な
計算を行うことにより容易に塗装部材の塗膜と部材の各
厚さを同時に測定することができる。またCRTe上に
表示せず、各エコーの受信時間TI、T2のアナログ量
を、通常慣用されている手段によりデジタル化し、式(
1)、(2)により計算させて数値化して表示すること
も可能である。
つぎに本発明を使用して測定した具体例を、第5図およ
び第6図により説明する。第5図は複数の異なる厚さの
鋼板に、塗膜の厚さをほぼ一定にして塗装した場合の各
鋼板の厚さを測定した結果を示すグラフである。鋼板は
その厚さが4,6゜8、10.12 (単位mm)の5
種類で、各鋼板はその片面にエポキシタール系の塗料が
約150μmのほぼ一定の厚さに塗装されている。横軸
を塗装前のマイクロメータで■す定した鋼板の厚さ、縦
軸を本発明の方法により測定した鋼板の厚さとして各測
定値(単位mm)をプロットすると1両者の各測定値は
ほぼ完全に一致し、精度よく測定できることがわかる。
また第6図は一定の厚さの鋼板に、塗膜の厚さを変えて
塗装した場合の各塗膜の厚さを111す定したグラフで
ある。厚さが4mmの4枚の鋼板の片面に、エポキシタ
ール系の塗料が約70.150゜300、500 (単
位μm)の異なる厚さにそれぞれ塗装されたものの測定
で、横軸はその切断面を顕微鏡を使用して測定した塗膜
の厚さ、縦軸は本発明の方法によるものである。各測定
値(単位nn)をプロン1〜すると1両者の測定値はよ
く一致し高精度に測定できることが実証された。
本方法は、エコー高さを評価するものではなく。
エコーの受信時間(ビーム路程)を評価指標とするもの
であるから、部材1の底面8の形状が腐食等により変化
したり、あらさがあらくなったりしても、その形状変化
の影響を受けず、また超音波が伝搬し得る物体であれば
、磁性体、非磁性体などを問わず材質による影響を受け
ることはない。
したがって例えば大形のタンクやパイプライン等の塗膜
の厚さ9部材の腐食の程度2分布等が塗装面上から容易
に精度よくかつリアルタイムに測定でき、しかも探触子
を塗装面上を移動させるだけで連続的にalff定する
ことも可能である。
なお実施例においては探触子を塗装面に当接する直接接
触法について説明したが、液浸法においても同様の作用
・効果を奏することはもちろんである。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、塗装部材の塗装面に対し
て垂直に超音波を入射させ、その入射波が部材の底面で
反射し受信される第1回底面エコーと1部材の底面で2
回反射して受信される第2回底面エコーの各受信時間と
、塗膜と部材の各音速とを評価指標として塗装部材の塗
膜と部材の各厚さを測定するようにしたから、前記各厚
さを、塗膜上から部材の材質、底面の形状等の影響を受
けることなく、容易にかつ定量的に、しかもリアルタイ
ムに測定することができる実用上価れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
図は、本発明の詳細な説明図で、第1図は塗装部材に超
音波が入射された場合における各種形態の反射波の発生
状況を示す図、第2図は測定方法の全体説明図、第3図
は背割形垂直探触子を使用した場合におけるCRT上の
エコーパターンの一例を示す図、第4図は送受信兼用の
垂直探触子を使用した場合におけるCRT上のエコーパ
ターンの一例を示す図、第5図は塗装部材の部材の厚さ
の具体的な測定結果のグラフ例、第6図は塗装部材の塗
膜の厚さの具体的な測定結果のグラフ例である。 1・・・部材、2・・・塗膜、3・・・塗装面、4・・
・垂直探触子、6・・・CRT、7・・・境界面、8・
・・底面、(B+)・・第1回底面エコー、(B2)・
・・第2回底面エコー、T I + T 2・・・受信
時間、M・・・塗装部材。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、部材表面に塗料を塗布した塗装部材の塗膜と部材の
    各厚さを測定する方法であって、塗装部材の塗装面に対
    して垂直に超音波を入射させ、その入射波が塗膜と部材
    の境界面を通過して塗装部材の底面で反射し、再び前記
    境界面を通過したのち受信される第1回底面エコーと、
    前記境界面を通過して塗装部材の底面で反射した反射波
    が、前記境界面で反射し、再び塗装部材の底面で反射し
    て前記境界面を通過したのち受信される第2回底面エコ
    ーとの各受信時間と、塗膜および部材の各音速とを評価
    指標として塗装部材の塗膜と部材の各厚さを測定する方
    法。
JP28113285A 1985-12-16 1985-12-16 超音波による塗装部材の塗膜と部材の厚さ測定方法 Pending JPS62140010A (ja)

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Cited By (2)

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FR2629586A1 (fr) * 1988-03-30 1989-10-06 Cezus Co Europ Zirconium Procede de controle ultrasonore de l'epaisseur de placage d'un tube metallique, dispositif correspondant et application a des tubes en alliage de zr plaque
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