JPS6375512A - 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
する超音波厚さ訓に関し、とくに探触子を被検材に密着
させた際に板厚を自動的に測定する手段を備える超音波
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
とで構成される。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範囲に
、たとえばチョークにより複数の測定点を示す叩くマー
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
に示された厚みを書き取るか、あるいは本体内に測定さ
れた厚みを記憶する機能を有するものでは、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ゼ
、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、それぞれの測定点に探触
子を密着さぜた際、必ずしもどの測定点においても完全
な密着状態で測定がおこなわれるとは限らず、全体とし
て測定データがバラつき、精度のよい測定ができない場
合があった。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、複数の
測定点のデータを自動的に読み取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５Ｒ，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
２１３号を出力する開点までの時間を計測覆−る計測手
段５とを備え、測定点にお（プる被検材の厚さを測定す
るための超音波厚さ討において、 ｈ１１個段５から順次出力される所定個数の訓測値の平
均値を演算する平均値手段６と、平均値より被検材の厚
さを演算する演算手段７と、演算手段７から順次出力さ
れる複数の厚さ値を記憶する第１記憶手段８と、記憶さ
れた厚さ値が所定の誤差範囲内かどうかを判定し、その
誤差範囲内の厚さ値の１個を真の厚さ値として出力する
判定手段９と、前記真の厚さ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覆るが、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計は、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
ｔＩ４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２゜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１２と、ドラ１〜マトリクス型の液晶表示器２２と、
電源スィッチ２３とが設けられる。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ｔ５い）が収納される。２４は外装体２１
表面に設（ブられる、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と、矩形波信号をパルス信号に変換する
パルス変換器２６と、パルス信号を超音波発振子１に伝
達ダ−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力し、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２
９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
ツノし、耐時用信号は１回測定メモリ２９が信号を出力
している期間だけ計数ゲート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き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計数するもので、長
さデータラッチ回路３３によりラッチさ、れ、順次電池
３４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はたとえば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］・３１と長さカウンタ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
定回数を計数し、その計数結果はスタートメモリ３７に
記憶される。３８はマイクロコンピュータで、たとえば
０ＭＯ８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１７Ｉを駆動す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するためのプリンタ
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４〜５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
ス信号が超音波光振子１から被検材中へ発振され、同時
に計数グー１〜３１および長さカウンタ３２が動作しは
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、被検材の裏面で反則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におくられて計数ゲート３１を閉とする。こ
れにより長さカウンタ３２は計測を終了する（ステップ
１０１）。長さカウンタ３２が計測したデータは、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
ンピュータ３８によりそのデータが計測範囲内であるか
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
目の計測データとしてデータメモリ３５に格納される（
ステップ１０３）。２回目以陪のデータは、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、上記計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は１０
０回の計測回数に達したかどうか判断され（ステップ１
０５）　、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に格納された計測値の合計
を回数にて除し、計測データの平均値Ａ？／−を算出す
る（ステップ１０６）。平均値へ１．−は、厚さ測定に
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」−
夕３８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１０９）、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のアト１ノスに
、今回の厚さ値を格納する（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ければ
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、正確な測定
をおこなえるようにディ１ノイタイムが設（ブられてい
る。そして第２回目の厚さの演算がおこなわれステップ
１０８で前回の厚さ値とほぼ一致しておれば、前々回の
厚さ価と比較される（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１１０〜１
１２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ける被検材の厚さと
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４５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、マイクロコンピュータ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
ＯＫを示す文字「○Ｋ」を表示させるものである。

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（Ｘｓ。

Ｙｓｌ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（ＸＥ、
Ｙｓ）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（Ｘｓ。

Ｙｓ　　＞、　　（ＸＩ：、　Ｙｓ　　＞、　　（Ｘｓ
　、　ＹＩ：）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２０３〜２０５）。

今、座標（ＸＳ、　Ｙｓ　　）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（ＸＳ　
、　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「→」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（ＸＳ　＋１．　Ｙｓ
　　）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（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［→ｊ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（Ｘａ、
Ｙｓ）かどうか判定しくステップ２１２）　、座標（Ｘ
Ｅ、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。

”？；＋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１１一 時点でブザー４６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２１６，２
１９，２２６）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２１７，２２０゜２２４）　
、移動方向を支持する矢印を表示させる（ステップ２１
８，２２１，２２５）。そしてＸ軸方向にならんだ測定
点がすべて測定されたか（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２
２３）、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チャートであり、上記で説明した
ものと比べると、表示される矢印の向ぎが具なるもので
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。したが
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。

すなわち、測定範囲がどのような形状であろうとも、次
に測定すべき測定点がどの方向であるのかが表示される
ので、多数の測定点の全てをもらさずに測定することが
可能となるものである。

ざらに、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、測定坦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９・・・・・・判定手段、　　１３
・・・・・・表示手段。

ある。

〈ト）発明の効果 この発明によれば、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、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であ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、　　　６・・・・
・・平均値手段、７・・・・・・演算手段、　　　８・
・・・・・第１記憶手段、１６一 第４図Ａ 第５図Ｃ 特開口ＵＩＥ３−７５５１２　　（１０）第５図Ｅ １Ｎ開日Ｕ６３−７５５１２　（１１）第５図Ｇ

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、 計測手段から順次出力される所定個数の計測値の平均値
   を演算する平均値手段と、平均値より被検材の厚さを演
   算する演算手段と、演算手段から順次出力される複数の
   厚さ値を記憶する第１記憶手段と、記憶された厚さ値が
   所定の誤差範囲内かどうかを判定し、その誤差範囲内の
   厚さ値の１個を真の厚さ値として出力する判定手段と、
   前記真の厚さ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。