JPS6375511A - 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、たとえばパイプやタンクなどの板厚を測定
する超音波厚さ計に関し、測定時の探触手段のスキャン
パターンを指示する手段とを備える超音波厚さ計に関す
るものである。

（ロ）従来の技術 従来、パイプやタンクなどの厚さを超音波を使用して測
定する超音波厚さ計（以下厚さ計と記す）は、たとえば
被検材に密着させる探触子と、探触子からの信号によっ
て厚さを演算しその厚さを表示する表示器を備える本体
とで椙成される。この厚さ計により、被検材の任意の範
囲の厚さを測定する場合、測定する被検材の測定鞘囲に
、たとえばチョークにより複数の測定点を示す印（マー
ク）を書き込み、それぞれの測定点に探触子を密着させ
、測定点ごとの測定データを本体に取り込むべく、所定
のスイッチを操作するものである。そして本体の表示器
に示された厚みを出ぎ取るか、あるいは本体内に測定さ
れた厚みを記憶する機能を右するものでは、表示を確認
したのちスイッチなどを操作して測定データを記憶させ
、順次測定点を更新して測定をおこなうものである。

（ロ）発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のものでは、測定点が多数である場合
、場合によってはある測定点を測定せずにその次の測定
点を測定したり、１つの測定点を２度測定したりするこ
とがあり、測定精度を低下させるものであった。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、測定中
の測定点の次の測定点がどの方向であるかを確認するこ
とができる超音波厚さ計を提供しようとするものである
。

（ハ）問題点を解決するだめの手段および作用この発明
の構成は、第１図に明示するように、超音波発振子１と
超音波受信子２とを備える探触手段３と、超音波発振子
１にパルス信号を出力する発振手段４と、探触手段３が
被検材の任意の測定点に密着された際に前記パルス信号
が出力された時点から超音波受信子２がエコーパルス信
号を出力する時点までの時間を計測する計測手段５とを
備え、測定点における被検材の厚さを測定するための超
音波厚さ計において、被検材の測定表面に設定される複
数の測定点のうち直交する２つの座標軸方向の測定開始
点と測定終了点との座標情報および測定を開始する測定
点からの探触手段３の移動方向を入力するための入力手
段１１と、入力された座標情報と移動方向とから次１こ
測定されるべき測定点が今回の測定点からどの方向に位
置するのかを演算する走査方向演算手段１２と、計測手
段から出力される厚さ値を表示するとともに走査方向演
算手段１２からの出力信号によって探触手段３を次に移
動さぜな［プればならない方向を表示する表示手段１３
とを備えたことを特徴とする超音波厚さ計である。

（ニ）実施例 以下この発明の実施例を図面にて詳述するが、この発明
は以下の実施例に限定されるものではない。

この発明の超音波厚さ酎は、第２図に示すように、探触
手段３と探触手段３が接続されるデータ処理部２０とで
構成される。探触手段３は、二分割探触子３ａと、探触
子３ａとデータ処理部２０を接続するケーブル３ｂとで
構成される。データ処理部２０は、その外装体２１の表
面に、１６個の押釦スイッチ１２ａからなる入力手段１
２と、ドツトマトリクス型の液晶表示器２２と、電源ス
ィッチ２３どが設（プられる。そして外装体２１内には
、第３図に示す電気回路構成を有するプリント配線基板
（図示しない）が収納される。２４は外装体２１表面に
設けられる、厚さ　５ｍｍの校正用テストピースである
。

第３図において、探触子３ａに内蔵される超音波発振子
１には、一定周期で矩形波信号を出力する繰り返しクロ
ック発生器２５ど、矩形波信号をパルス信号に変換する
パルス変換器２Ｇと、パルス信号を超音波発振子１に伝
達するパルストランス２７とで構成される発振手段４が
接続される。

２８はエコーアンプで、探触子３ａに内蔵される超音波
受信子２に接続されて、超音波受信子２が受信したエコ
ーのパルス信号を増幅するものである。エコーアンプ２
８には、前記パルス信号にて信号を出ツノし、前記エコ
ーパルス信号にて信号の出力を停止する１回測定メモリ
２９が接続される。

３０は長さ測定用発振器で、一定周期で計時用信号を出
力し、計時用信号は１回測定メモリ２９が信号を出力し
ている期間だ番プ割数ゲート３１を介して長さカウンタ
３２に入力される。長さカウンタ３２は計時用信号の数
を計数し、超音波発振子１からパルス信号が発信され、
被検材の裏面で反射してぎたエコーパルス信号を、超音
波受信子２が受信するまでの時間を割数するもので、長
さデータラッチ回路３３によりラッチされ、順次電池３
４にてバックアップされているデータメモリ３５に記憶
される。データメモリ３５（またどえばＲＡＭで構成さ
れる。１回測定メモリ２つと長さ測定用発振器３０と計
数ゲート３１と長きカウンタ３２と長さデータラッチ回
路３３とで計測手段５が構成される。３６は測定回数カ
ウンタで、１回測定メモリ２９からの信号によって測定
回数を削数し、その計数結果はスタートメモリ３７に記
憶される。３８はマイクロコンビコータで、たとえば０
ＭＯ８の８ビツトのものが好適であり、バス３９を介し
て接続されるプログラムメモリ４０に格納されたプログ
ラムによって全体を制御する。

また、バス３９には、キーボードインターフェース４１
や、表示手段１４を駆動（−る表示コントローラ４２、
プリンタへのシリアルデータを出力づ゛るためのプリン
タインターフェース４３、さらにはＲ８２３２Ｃ用の通
信インターフェース４４などが接続される。

つぎにこの実施例の動作について第１１〜５図を交じえ
て説明する。

被検材のある１つの測定点に探触子３ａが密着された場
合の自動データ読取動作は、まず発振手段４からのパル
ス信号が超音波発振子１から被検材中へ発振され、同時
に割数ゲート３１および長さカウンタ３２が動作しくＪ
じめ計測が開始される（ステップ１００）。つぎに超音
波受信子２が、被検材の裏面で反射してきたエコーパル
ス信号を受信すると、エコーパルス信号はエコーアンプ
２８で増幅された後、１回測定メモリ２９を介して計数
ゲート３１におくられて削数グー１へ３１を開とする。

これにより長さカウンタ３２は計測を終了するくステッ
プ１０１）。長さカウンタ３２が剖測したデータは、一
旦長さデータラッチ回路３３にてラッチされ、マイクロ
コンビコータ３８によりそのデータが剖測範囲内である
かどうか（データオーバーフロー）を判断される（ステ
ップ１０２）。

オーバーフローしていないと判断されたデータは、１回
目の副側データとしてテ゛−タメモリ３５に格納される
〈ステップ１０３）。２回目以降のデータは、データメ
モリ３５に格納される前にそれ以前のデータと加算され
てデータメモリ３５に格納される。つぎにマイクロコン
ピュータ３８によって、上記剖測の計測回数が数えられ
（ステップ１０４）、あらかじめ設定されたたとえば１
００回の剖測回数に達したかどうか判断され（ステップ
１０５）　、計測回数に達するまで上記ステップ１００
〜１０５が繰り返される。

設定された回数の計測が終了すると、マイクロコンピュ
ータ３８はデータメモリ３５に格納された削測値の合計
を回数にて除し、計測データの平均値Ａ　ｌｔを算出す
る（ステップ１０６）。平均値Ａ？は、厚き測定に先だ
って入力された音速設定値により自動補正され、被検材
の厚さが演算される（ステップ１０７）。演算された厚
さは、この測定以前の厚さ値とマイクロコンビコータ３
８にて、所定の誤差範囲内であるかどうか比較され（ス
テップ１０８）、前回の厚さ値がない場合（ステップ１
０９）　、言い換えれば最初の測定値の場合は、前回の
厚さ値を格納するデータメモリ３５のアドレスに、今回
の厚さ値を格納でろくステップ１１０）。

そして厚さの計算の回数を数え（ステップ１１１）、た
とえば３回の所定の測定回数が終了したか判別され（ス
テップ１１２）　、所定の測定回数に達していな【ブれ
ばステップ１００〜１０７を実行する。ここで次の測定
に移る前に、探触子３ａの密着状態を考慮し、正Ｈな測
定をおこなえるようにディレィタイムが設けられている
。そして第２回目の厚さの演算がおこなわれステップ１
０８で前回の厚さ値とほぼ一致してＪ５れば、前々回の
厚さ値と比較される（ステップ１１３）。前々回の厚さ
値がない場合（ステップ１１４）、前々回の厚さ値を格
納するデータメモリ３５のアドレスに前回の厚さ値を格
納しくステップ１１５）　、以後ステップ１１０〜１１
２を実行する。

上記のようにして所定の測定回数が終了すると、その所
定回数の測定値のそれぞれが所定の誤差範囲内であるの
で、最後の測定値をこの測定点にお（プる被検材の厚さ
として、データメモリ３５のこの測定点のアドレスに格
納されて、この測定点における厚さの自動測定が終了す
る。終了はブザーを５の音によって報知される。

以上の説明において、厚さの自動測定が終了した時点で
、その都度、マイクロコンビコータ３８は表示コントロ
ーラ４２に信号を出力し、表示手段１４にデータメモリ
３５に格納された真の厚さを表示させるとともに測定Ｏ
Ｋを示す文字ｒＯＫＪを表示させるものである。

したがって、自動的に複数個の測定値が比較されて、そ
のそれぞれが所定の誤差範囲内の場合に、その１つを被
検材の厚さとするので、被検材への密着状態を気にする
ことなく精度のよい測定が可能となるものである。

つぎに、探触子３ａの移動方向を支持する動作について
説明する。

被検材のある面の厚みを測定すべく、その範囲に多数の
測定点が設定される。ここで測定面の横方向にＸ軸、Ｘ
軸に直交する測定面の縦方向にＹ軸をそれぞれ設定し、
測定開始点の座標（Ｘｚ。

Ｙ、Ｓ’　　）のデータを、入力手段１２によって入力
する（ステップ２００　）。同じく、測定終了点の座標
（ＸＦ：、Ｙｇ）のデータを入力する（ステップ２０１
）。そしてこれらの座標データより測定点の総数が、マ
イクロコンピュータ３８によって演算される（ステップ
２０２）。つぎに座標（ＸＥ。

Ｙｓ　　）　、　　（ＸＥ、　Ｙｐ　）　、　　（Ｘ、
ｙ　、　ＹＥ　）のいずれかの測定点からの移動方向を
入力する（ステップ２９３〜２０５）。

今、座標（Ｘ、ｒ、Ｙ、ｒ＞の測定点からＸ軸方向へ移
動する（ステップ２０３）ものとする。移動方向の入力
が終わったのち、最初の測定点、つまり座標（ＸＣｓ、
　ＹＳ＞の測定点の測定が終了したかどうか、すなわち
上記ステップ１００〜１１２の動作が終了したかどうか
が判定される（ステップ２０６）。測定が終了したなら
ば、次の測定点の座標および測定データのアドレスを算
出しくステップ２０７）　、表示手段１４にＸ軸方向右
向きの矢印「→Ｊを表示させる（ステップ２０８）。使
用者は表示に従って次の測定点（Ｘ、ｙ＋１．Ｙ、ｒ）
の測定をおこない、マイクロコンピュータ３８はその測
定が終了したことを確認するとくステップ２０９）　、
次の測定点の座標および測定データのアドレスを算出し
くステップ２１０）　、表示手段１４にＸ軸方向右向き
の矢印「→」を表示させる（ステップ２１１）。ここで
この時点で測定が終了した測定点が座標（Ｘ、、Ｙ、ｇ
）かどうか判定しくステップ２１２）　、座標（Ｘ［、
Ｙｓ）の測定点でないならステップ２０９〜２１２を繰
り返し、座標（ＸＥ、Ｙｓ）の測定点の測定が終了した
なら、すべての測定点の測定が終わったかどうか判定す
る（ステップ２１３）　、、そして全測定点の測定が終
了していないなら、次の測定点の座標（ＸＥ。

Ｙｓ　＋１）と測定データのアドレスを算出しくステッ
プ２１４）　、表示手段１４にＹ軸方向下向きの矢印「
↓」を表示させる（ステップ２１５）。この時点でブザ
ー４Ｇが断続音にて報知します。以下上記と同様に、測
定点の測定が終われば（ステップ２１６，２１９，２２
６）次の測定点の座標および測定データのアドレスを算
出しくステツ７．２１７，２２０゜２２４）　、移動方
向を支持する矢印を表示させろくステップ２１８，２２
１，２２５＞。そしてＸ軸方向にならんだ測定点がずべ
て測定されたかくステップ２２２）　、またすべての測
定点の測定が終了したか判定され（ステップ２２３＞　
、すべての測定が終了したならブザーが連続して鳴り、
測定終了を使用者に知らせます。

以上のようにして、常に探触子３ａを移動させる方向が
矢印によって表示され、測定データのアドレスが更新さ
れて、自動的に測定データがデータメモリ３５に記憶さ
れるものである。

第５図Ｃ−Ｈに示すものは、探触子３ａの移動方向とし
てＸ軸方側方向、Ｙ軸下方向、Ｙ軸上方向を、それぞれ
入力した場合のフローヂャートであり、上記で説明した
ものと比べると、表示される矢印の向きが異なるもので
あるので詳細な説明は省略する。

また上記実施例において、たとえば測定範囲が円形であ
る場合、その円周に外接する正方形の仮想測定面を設定
し、その正方形内に多数の測定点を設定すると、円形の
測定面よりはみ出る測定点が存在する。この場合、はみ
出た測定点を測定せずに、次の測定点となる測定点の座
標のデータを入力すれば、その測定点から次の測定点へ
の移動方向を示す矢印が表示されるものである。しだが
って、最初に決められた座標内で、中途でいずれかの位
置に順序を変更しても設定されたパターンに従って移動
方向の指示が表示されるものである。

さらに、上記実施例においては、ある測定点の厚さ値を
、誤差範囲内にはいった最後の測定値としたが、３個の
厚さ値の平均値を算出し、その平均値を測定点の厚さと
してもよい。厚さ値は３個の以外でもよく、また時間長
の計測も　１００回より多数であってもよく、全体の測
定に要する時間との兼ねあいで増減すればよい。

上記において記載しなかったが、被検材の測定に先だっ
て、テストピース２４によりスケールの校正がなされる
もので、同時に音速の設定もなされるものである。

なお上記においては、被検材の厚さが自動的に測定され
データメモリ３５に記憶されるものであるが、従来同様
手動による測定、記憶も可能なものである。

また、記憶された測定データは、プリンタインターフェ
ースを介して、現場においてもプリンタに出力すること
ができ、測定現場で測定データのハードコピーが得られ
るものである。

さらに、通信インターフェイス４４を備えているので、
たとえば事務所や会社などに設置されている他のコンピ
ュータに接続することが可能で、高速でデータ処理をお
こなう場合や、ＸＹプロッタなどに出力したい場合に効
果を発揮するものである。

（ト）発明の効果 この発明によれば、次の測定点がどの方向であるのか表
示されるので多数の測定点のすべてをもらさずに測定が
おこなえる超音波厚さ計が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成を示すブロック図、第２図はこ
の発明の実施例斜視図、第３図は実施例の電気回路構成
を示すブロック図、第４図Ａ、Ｂは自動データ読取の動
作を示すフローチャート、第５図Ａ〜Ｈは測定点のアド
レス変更と探触子の移動方向の表示の動作を示すフロー
チャートである。 １・・・・・・超音波発振子、　　２・・・・・・超音
波受信子、３・・・・・・探触手段、　　　　　４・・
・・・・発振手段、５・・・・・・計測手段、　　　　
　１１・・・入力手段、１２・・・・・・走査方向演算
手段、１３・・・・・・表示手段。 １６一 １５　肉　Ｅ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、超音波発振子と超音波受信子とを備える探触手段と
   、超音波発振子にパルス信号を出力する発振手段と、探
   触手段が被検材の任意の測定点に密着された際に前記パ
   ルス信号が出力された時点から超音波受信子がエコーパ
   ルス信号を出力する時点までの時間を計測する計測手段
   とを備え、測定点における被検材の厚さを測定するため
   の超音波厚さ計において、 被検材の測定表面に設定される複数の測定点のうち直交
   する２つの座標軸方向の測定開始点と測定終了点との座
   標情報および測定を開始する測定点からの探触手段の移
   動方向を入力するための入力手段と、入力された座標情
   報と移動方向とから次に測定されるべき測定点が今回の
   測定点からどの方向に位置するのかを演算する走査方向
   演算手段と、計測手段から出力される厚さ値を表示する
   とともに走査方向演算手段からの出力信号によって探触
   手段を次に移動させなければならない方向を表示する表
   示手段とを備えたことを特徴とする超音波厚さ計。