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JP2019015634A - Dual transducer probe, measurement detection system, and measurement detection method - Google Patents

Dual transducer probe, measurement detection system, and measurement detection method Download PDF

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JP2019015634A
JP2019015634A JP2017133966A JP2017133966A JP2019015634A JP 2019015634 A JP2019015634 A JP 2019015634A JP 2017133966 A JP2017133966 A JP 2017133966A JP 2017133966 A JP2017133966 A JP 2017133966A JP 2019015634 A JP2019015634 A JP 2019015634A
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measurement object
transducer
measurement
vibrator
probe
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JP2017133966A
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正志 吉田
Masashi Yoshida
正志 吉田
貴志 篠原
Takashi Shinohara
貴志 篠原
善夫 梅本
Yoshio Umemoto
善夫 梅本
順次 齊藤
Junji Saito
順次 齊藤
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TEITSUU DENSHI KENKYUSHO KK
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
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TEITSUU DENSHI KENKYUSHO KK
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
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Abstract

【課題】測定物の表面に沿わせつつ、2つの振動子の間で超音波が伝搬することを低減して測定物の肉厚測定やきず検出を高い精度で行うことができる2振動子探触子、測定検出システム、および測定検出方法を提供する。【解決手段】本発明にかかる探触子100は、第1振動子106と第2振動子108とを有する2振動子探触子であって、全体として可撓性を有するシート状に形成されていて、第1振動子と第2振動子との間には空隙110が設けられていることを特徴とする。【選択図】図1A two-transducer probe capable of measuring the thickness of a measurement object and detecting flaws with high accuracy by reducing the propagation of ultrasonic waves between two vibrators along the surface of the measurement object. A tactile sensor, a measurement detection system, and a measurement detection method are provided. A probe according to the present invention is a dual transducer probe having a first transducer and a second transducer, and is formed into a flexible sheet as a whole. In addition, a gap 110 is provided between the first vibrator and the second vibrator. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、2つの振動子を有する2振動子探触子、測定検出システム、および測定検出方法に関する。   The present invention relates to a dual transducer probe having two transducers, a measurement detection system, and a measurement detection method.

2振動子探触子は、例えば測定物の肉厚測定やきず検出のために超音波測定を行う。なお測定物のきずとは、測定物に内在するき裂等である。2振動子探触子では、超音波の発信と受信とを異なる振動子で行っていて、発信側振動子が発生した超音波を測定物に入射させ、測定物の界面で反射した超音波エコーを受信側振動子で受信している。測定物の界面とは、肉厚測定を行う場合には測定物の底面であり、きず検出を行う場合には測定物のきずが存在する箇所となる。なお測定物の肉厚は、受信側振動子で受信された超音波エコーの受信時間に、測定物内での材料音速を乗じることで算出される。   The dual transducer probe performs ultrasonic measurement, for example, for measuring the thickness of a measurement object or detecting flaws. In addition, the flaw of a measured object is a crack etc. which exist in a measured object. In the two transducer probe, transmission and reception of ultrasonic waves are performed by different transducers. Ultrasonic echoes reflected by the interface of the measured object are made incident on the measured object by the ultrasonic wave generated by the transmitting side transducer. Is received by the receiving vibrator. The interface of the object to be measured is the bottom surface of the object to be measured when the thickness measurement is performed, and is a place where the defect of the object to be measured exists when detecting the defect. Note that the thickness of the measurement object is calculated by multiplying the reception time of the ultrasonic echo received by the receiving-side transducer by the material sound velocity in the measurement object.

このため、2振動子探触子では、発信側振動子で発生した超音波が2振動子探触子の内部を伝搬して受信側振動子で受信されてしまうと、測定物の界面で反射した超音波エコーの検出精度が低くなる。この対策として、2つの振動子の間に隔壁板を設けることで、超音波が2振動子探触子の内部を伝搬して受信側振動子で受信されることを低減した製品が市販されている。   For this reason, in the two transducer probe, if the ultrasonic wave generated by the transmitting transducer propagates inside the two transducer probe and is received by the receiving transducer, it is reflected at the interface of the measurement object. The accuracy of detecting the ultrasonic echo is reduced. As a countermeasure, a product is commercially available in which a partition plate is provided between two transducers to reduce reception of ultrasonic waves by the receiving transducer through the inside of the dual transducer probe. Yes.

一方、従来の探触子は円筒状の筐体に収納された構成が主であった。これに対して特許文献1には、1振動子探触子であるが、超音波探触子を可撓性のあるシート状に形成することで、被検体(測定物)に密着させやすいようにした技術が提案されている。   On the other hand, the conventional probe is mainly configured to be housed in a cylindrical casing. On the other hand, Patent Document 1 discloses a single-transducer probe. However, the ultrasonic probe is formed in a flexible sheet shape so that it can be easily brought into close contact with a subject (measurement object). The proposed technology has been proposed.

実用新案登録3191253号Utility Model Registration No. 3191253

しかし、2振動子探触子をシート状に形成した場合、2つの振動子の間に物理的な隔壁板を設けても、隔壁板の上側または下側を通じて発信側から受信側に超音波が伝搬してしまう。このためノイズが大きく、肉厚測定やきず検出の精度が著しく低下してしまうという問題がある。   However, when the two transducer probe is formed in a sheet shape, even if a physical partition plate is provided between the two transducers, ultrasonic waves are transmitted from the transmitting side to the receiving side through the upper side or the lower side of the partition plate. Propagate. For this reason, there is a problem that the noise is large, and the accuracy of thickness measurement and flaw detection is significantly reduced.

また、2つの振動子の間に物理的な隔壁板を設けると、2振動子探触子をシート状に形成したとしても可撓性が損なわれてしまう。このため、測定物が配管のような曲面を有する場合、シート状の2振動子探触子を測定物の表面に沿わせることが困難となる。その結果、2振動子探触子と測定物の表面との間に空気層が形成され易くなり、超音波の伝搬が妨げられ、測定物の肉厚測定やきず検出の精度が低くなる。   If a physical partition plate is provided between the two transducers, the flexibility is lost even if the two transducer probe is formed in a sheet shape. For this reason, when the measurement object has a curved surface such as a pipe, it is difficult to place the sheet-like dual transducer probe along the surface of the measurement object. As a result, an air layer is easily formed between the two transducer probe and the surface of the measurement object, the propagation of ultrasonic waves is hindered, and the accuracy of thickness measurement and flaw detection of the measurement object is lowered.

なお、特許文献1に記載の技術は、単に、1振動子探触子を可撓性のあるシート状に形成したものに過ぎず、2振動子探触子をシート状に形成した場合に、発信側から受信側に超音波が伝搬してしまう点についての知見は開示されていない。   Note that the technique described in Patent Document 1 is merely a single transducer probe formed in a flexible sheet shape, and when the two transducer probe is formed in a sheet shape, The knowledge about the point which an ultrasonic wave propagates from the transmission side to the reception side is not disclosed.

本発明は、このような課題に鑑み、測定物の表面に沿わせつつ、2つの振動子の間で超音波が伝搬することを低減して測定物の肉厚測定やきず検出を高い精度で行うことができる2振動子探触子、測定検出システム、および測定検出方法を提供することを目的としている。   In view of such a problem, the present invention reduces the propagation of ultrasonic waves between two vibrators along the surface of the object to be measured, so that the thickness measurement and flaw detection of the object to be measured can be performed with high accuracy. It is an object of the present invention to provide a dual transducer probe, a measurement detection system, and a measurement detection method that can be performed.

上記課題を解決するために、本発明にかかる2振動子探触子の代表的な構成は、2つの振動子を有する2振動子探触子であって、全体として可撓性を有するシート状に形成されていて、2つの振動子の間には空隙が設けられていることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a representative configuration of a two-transducer probe according to the present invention is a two-transducer probe having two transducers, which is a sheet having flexibility as a whole. And an air gap is provided between the two vibrators.

上記構成では、2振動子探触子が全体として可撓性を有するシート状に形成されている。また、2つの振動子の間は物理的な隔壁板ではなく、空隙により隔てられているため、2振動子探触子の全体の可撓性を損なうこともない。このため、超音波を用いて測定物の肉厚測定やきず検出を行う場合、測定物が配管のような曲面を有する形状であっても、2振動子探触子を測定物の表面に沿わせることができる。なお2振動子探触子は、測定物の表面に沿わせる程度に全体として可撓性を有すればよいため、振動素子が小さければ、素子自体が可撓性を有する必要はない。   In the above configuration, the two transducer probe is formed into a flexible sheet as a whole. In addition, since the two transducers are separated from each other by a gap rather than a physical partition plate, the overall flexibility of the two transducer probe is not impaired. For this reason, when measuring the thickness of an object to be measured or detecting flaws using ultrasonic waves, even if the object to be measured has a curved surface such as a pipe, the two-element transducer is placed along the surface of the object to be measured. Can be made. Note that the dual transducer probe only needs to be flexible enough to be along the surface of the object to be measured. Therefore, if the vibration element is small, the element itself does not need to have flexibility.

さらに上記構成では、2つの振動子の間が空隙によって隔てられているため、一方の振動子(発信側振動子)で発生した超音波が2振動子探触子の内部を伝搬して他方の振動子(受信側振動子)で受信されることを低減できる。よって、受信側振動子は、測定物の界面で反射した超音波エコーを精度よく検出できる。これらのことから、測定物の表面に沿わせつつ、測定物の肉厚測定やきず検出を高い精度で行うことができるシート状の2振動子探触子を提供することができる。   Furthermore, in the above configuration, since the two transducers are separated by a gap, the ultrasonic wave generated by one transducer (transmitting transducer) propagates inside the two transducer probe and the other transducer It is possible to reduce reception by the vibrator (reception-side vibrator). Therefore, the receiving-side transducer can accurately detect the ultrasonic echo reflected from the interface of the measurement object. For these reasons, it is possible to provide a sheet-like two-transducer probe capable of measuring the thickness of the measurement object and detecting a flaw with high accuracy along the surface of the measurement object.

上記の2つの振動子の背面には、背面同士を連結する吸音性材料が取付けられているとよい。ここで、発信側振動子で発生した超音波が、発信側振動子の背面から受信側振動子に伝搬される場合があり得る。このような場合、測定物の肉厚測定やきず検出の精度が低くなる。そこで上記構成では、2つの振動子の背面を吸音性材料で連結している。このため、第1振動子と第2振動子の位置関係を一定に保ちつつも、第1振動子から第2振動子に伝搬する超音波は吸収することができる。よって、測定物の肉厚測定やきず検出を高い精度で行うことができる。なお吸音性材料としては、吸音性と可撓性を兼ね備えた材料が好ましく、例としてコルク、シリコンスポンジ、スポンジゴムなどの多孔質材料などを用いてよい。   A sound-absorbing material that connects the back surfaces may be attached to the back surfaces of the two vibrators. Here, there is a case where the ultrasonic wave generated by the transmission-side transducer is propagated from the back surface of the transmission-side transducer to the reception-side transducer. In such a case, the accuracy of thickness measurement and flaw detection of the measurement object is lowered. Therefore, in the above configuration, the back surfaces of the two vibrators are connected by a sound absorbing material. For this reason, the ultrasonic wave propagating from the first vibrator to the second vibrator can be absorbed while the positional relationship between the first vibrator and the second vibrator is kept constant. Therefore, thickness measurement and flaw detection of the measurement object can be performed with high accuracy. The sound absorbing material is preferably a material having both sound absorbing properties and flexibility. For example, a porous material such as cork, silicon sponge, sponge rubber or the like may be used.

上記の2つの振動子の前面には、柔軟性を有する前面層が取付けられているとよい。従来の2振動子探触子は、測定物の表面との接触面が柔軟性を有していないため、接触面で空気層が生じないように水、油、グリセリンなどの液体を接触媒質として測定物の表面に塗布する必要がある。そこで上記構成では、2つの振動子の前面に柔軟性を有する前面層を取付けている。前面層は、柔軟性を有するので、測定物の表面の凹凸に追従して変形し表面の凹凸に密着でき、これにより接触媒質が不要となる。なお柔軟性とは、可撓性よりも柔らかくて、測定物の表面の凹凸に追従する密着性を有する性質をいう。よって、測定物の表面と前面層との間に空気層が形成されず、超音波の伝搬が妨げられないため、測定物の肉厚測定やきず検出を高い精度で行うことができる。   A front surface layer having flexibility may be attached to the front surfaces of the two vibrators. In the conventional dual transducer probe, the contact surface with the surface of the object to be measured does not have flexibility. Therefore, a liquid such as water, oil, glycerin or the like is used as a contact medium so that an air layer is not generated on the contact surface. It is necessary to apply to the surface of the measurement object. Therefore, in the above configuration, a flexible front layer is attached to the front surfaces of the two vibrators. Since the front layer has flexibility, it can be deformed following the irregularities on the surface of the object to be measured and can be brought into close contact with the irregularities on the surface. The softness refers to a property that is softer than the flexibility and has adhesiveness that follows the unevenness of the surface of the measurement object. Therefore, an air layer is not formed between the surface of the measurement object and the front layer, and propagation of ultrasonic waves is not hindered, so that measurement of the thickness of the measurement object and flaw detection can be performed with high accuracy.

また柔軟性を有する前面層は、従来、接触媒質として測定物の表面に塗布される例えば水、油、グリセリンなどの液体、あるいはジェルと比べると流動性がない。このため、2つの振動子の前面に前面層を取付けた場合、前面層は、液体やジェルと異なり、2つの振動子の間を隔てる空隙を埋めることがなく、空隙を維持することができる。さらに前面層は、液体やジェルと異なり、測定物の表面に塗布したり測定後に拭き取ったりする手間がなく、また、長期間にわたって測定する場合にも蒸発や流失したりしないため耐久性もよい。   Further, the flexible front layer has no fluidity compared to a liquid such as water, oil, glycerin, or gel, which is conventionally applied to the surface of the measurement object as a contact medium. For this reason, when the front layer is attached to the front surfaces of the two vibrators, the front layer can maintain the air gap without filling the air gap separating the two vibrators unlike the liquid or gel. Further, unlike the liquid or gel, the front layer has no trouble of being applied to the surface of the object to be measured or wiping off after the measurement, and also has good durability because it does not evaporate or flow out even when measured over a long period of time.

本発明にかかる測定検出システムの代表的な構成は、2つの振動子を有し、全体として可撓性を有するシート状に形成されていて、2つの振動子の間には空隙が設けられていて、2つの振動子の前面には柔軟性を有する前面層が取付けられている2振動子探触子を用いて、上記の2振動子探触子は、測定物の肉厚測定またはきず検出を行う信号処理部に接続されていて、2つの振動子は、超音波を発信および受信する第1振動子と、超音波を受信する第2振動子とを含み、第1振動子は、前面層を介して測定物に超音波を入射し、前面層と測定物との第1界面で反射した第1超音波エコーを受信し、第2振動子は、第1振動子から測定物に入射され、測定物の第2界面で反射した第2超音波エコーを受信し、信号処理部は、第1超音波エコーの受信時間からカウントを開始し第2超音波エコーの受信時間でカウントを終了し、カウントで得られた値に基づいて、測定物の肉厚測定またはきず検出を行うとよい。   A typical configuration of the measurement and detection system according to the present invention has two vibrators and is formed into a flexible sheet as a whole, and a gap is provided between the two vibrators. Then, using the dual transducer probe in which a front surface having flexibility is attached to the front surfaces of the two transducers, the above-described dual transducer probe can measure the thickness of a measurement object or detect flaws. The two vibrators include a first vibrator that transmits and receives ultrasonic waves and a second vibrator that receives ultrasonic waves, and the first vibrator has a front surface. The ultrasonic wave is incident on the measurement object through the layer, the first ultrasonic echo reflected at the first interface between the front layer and the measurement object is received, and the second vibrator is incident on the measurement object from the first vibrator. The second ultrasonic echo reflected from the second interface of the measurement object is received, and the signal processing unit receives the first ultrasonic echo. Starts counting from the received time finishes counting at the reception time of the second ultrasonic echo, on the basis of the values obtained in counts, is preferably performed thickness measurement or flaw detection test.

2つの振動子の前面に取付けられた前面層は、柔軟性を有するため、測定物の肉厚測定またはきず検出を行う際に測定物の表面に押し付けられると、その加圧力に応じて厚みが変化する。つまり第1超音波エコーの受信時間は、加圧力に応じて変化する前面層の厚みに依存してしまう。そこで上記構成では、前面層の厚みに依存する第1超音波エコーの受信時間からカウントを開始し第2超音波エコーの受信時間でカウントを終了している。このため、カウントすることで得られた値は、超音波が測定物内を伝搬していた時間(測定物の第1界面と第2界面とを往復する時間)となり、測定物の表面に押し付けられて変化する前面層の厚みに依存していない。ここで第1界面は、前面層と測定物との界面すなわち測定物の表面である。また第2界面は、測定物の底面あるいは測定物のきずが存在する箇所である。よって、カウントすることで得られた値に、測定物内での材料音速を乗じた値の半分が、測定物の第1界面から底面までの距離すなわち測定物の肉厚、または、測定物の第1界面からきずが存在する箇所までの距離となる。なお測定物の第1界面からきずが存在する箇所までの距離が得られることは、きずを検出することと同等である。したがって、測定物の表面に押し付けられて前面層の厚みが変化した場合であっても、測定物の肉厚測定またはきず検出を高い精度で行うことができる。   Since the front layer attached to the front surface of the two vibrators has flexibility, when it is pressed against the surface of the measurement object when measuring the thickness of the measurement object or detecting a flaw, the thickness depends on the applied pressure. Change. That is, the reception time of the first ultrasonic echo depends on the thickness of the front layer that changes according to the applied pressure. Therefore, in the above configuration, the counting is started from the reception time of the first ultrasonic echo depending on the thickness of the front layer, and the counting is ended at the reception time of the second ultrasonic echo. For this reason, the value obtained by counting is the time during which the ultrasonic wave propagates in the measurement object (the time for reciprocating between the first interface and the second interface of the measurement object), and is pressed against the surface of the measurement object. It does not depend on the thickness of the front layer that changes. Here, the first interface is an interface between the front layer and the measurement object, that is, the surface of the measurement object. The second interface is a place where the bottom of the measurement object or a flaw of the measurement object exists. Therefore, half the value obtained by multiplying the value obtained by counting by the material sound velocity in the measurement object is the distance from the first interface of the measurement object to the bottom surface, that is, the thickness of the measurement object, or the measurement object This is the distance from the first interface to the location where the flaw exists. Note that obtaining the distance from the first interface of the measurement object to the location where the flaw is present is equivalent to detecting the flaw. Therefore, even when the thickness of the front surface layer is changed by being pressed against the surface of the measurement object, the thickness measurement or the flaw detection of the measurement object can be performed with high accuracy.

上記課題を解決するために、本発明にかかる測定検出方法の代表的な構成は、第1振動子と第2振動子を有する2振動子探触子を用いて測定物の肉厚測定またはきず検出を行う測定検出方法であって、2つの振動子のそれぞれの前面に取付けられた柔軟性を有する前面層を測定物の表面に押し付けるステップと、第1振動子から前面層を介して測定物に超音波を入射し、前面層と測定物との第1界面で反射した第1超音波エコーを第1振動子で受信するステップと、第1振動子から測定物に入射され、測定物の第2界面で反射した第2超音波エコーを第2振動子で受信するステップと、第1超音波エコーの受信時間からカウントを開始し第2超音波エコーの受信時間でカウントを終了し、カウントで得られた値に基づいて、測定物の肉厚測定またはきず検出を行うステップとを含むことを特徴とする。   In order to solve the above problems, a typical configuration of the measurement detection method according to the present invention is to measure a thickness of a measurement object or a flaw using a two-transducer probe having a first transducer and a second transducer. A measurement detection method for performing detection, the step of pressing a flexible front layer attached to the front surface of each of two vibrators against the surface of the measurement object, and the measurement object from the first vibrator through the front layer And receiving the first ultrasonic echo reflected by the first interface between the front layer and the measurement object by the first vibrator, and entering the measurement object from the first vibrator, The second ultrasonic echo reflected by the second interface is received by the second transducer, and the counting is started from the reception time of the first ultrasonic echo, and the counting is finished at the reception time of the second ultrasonic echo, Based on the value obtained in step 1, measure the thickness of the measured object. Other is characterized in that it comprises a step of performing flaw detection.

ここで前面層は、柔軟性を有するため、測定物の肉厚測定またはきず検出を行う際に測定物の表面に押し付けられると、その加圧力に応じて厚みが変化する。つまり第1超音波エコーの受信時間は、加圧力に応じて変化する前面層の厚みに依存してしまう。そこで上記方法では、第1超音波エコーの受信時間からカウントを開始し第2超音波エコーの受信時間でカウントを終了している。このため、カウントすることで得られた値は、超音波が測定物内を伝搬していた時間となり、前面層の厚みに依存していない。したがって、測定物の表面に押し付けられて前面層の厚みが変化した場合であっても、カウントすることで得られた値を用いることで、測定物の肉厚測定またはきず検出を高い精度で行うことができる。   Here, since the front layer has flexibility, when it is pressed against the surface of the measurement object when measuring the thickness of the measurement object or detecting a flaw, the thickness changes according to the applied pressure. That is, the reception time of the first ultrasonic echo depends on the thickness of the front layer that changes according to the applied pressure. Therefore, in the above method, the counting is started from the reception time of the first ultrasonic echo, and the counting is ended at the reception time of the second ultrasonic echo. For this reason, the value obtained by counting is the time during which the ultrasonic wave propagates through the measurement object, and does not depend on the thickness of the front layer. Therefore, even when the thickness of the front surface layer is changed by being pressed against the surface of the measurement object, the thickness obtained or the flaw detection of the measurement object is performed with high accuracy by using the value obtained by counting. be able to.

本発明によれば、測定物の表面に沿わせつつ、2つの振動子の間で超音波が伝搬することを低減して測定物の肉厚測定やきず検出を高い精度で行うことができる2振動子探触子、測定検出システム、および測定検出方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to measure the thickness of a measurement object and detect a flaw with high accuracy by reducing propagation of ultrasonic waves between two vibrators along the surface of the measurement object. A transducer probe, a measurement detection system, and a measurement detection method can be provided.

本発明の実施形態における2振動子探触子の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the 2 transducer | vibrator probe in embodiment of this invention. 比較例の2振動子探触子の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the 2 transducer | vibrator probe of a comparative example. 図1の2振動子探触子の使用状態を示す図である。It is a figure which shows the use condition of the two transducer probe of FIG. 図1の2振動子探触子を用いた測定検出システムの機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram of a measurement detection system using the dual transducer probe of FIG. 1. 図1の2振動子探触子の前面層の加圧力に応じた厚みの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the thickness according to the applied pressure of the front layer of the dual transducer probe of FIG. 図4の測定検出システムの処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of the measurement detection system of FIG. 図4の測定検出システムの信号処理部の動作シーケンス図である。It is an operation | movement sequence diagram of the signal processing part of the measurement detection system of FIG.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.

図1は、本発明の実施形態における2振動子探触子(以下、探触子100)の概略構成を示す図である。図1(a)および図1(b)は、探触子100の上面および側面をそれぞれ示す図である。図1(c)は、図1(a)のA−A断面図である。ただし、図1(a)では、図1(b)、図1(c)に示す背面材102を省略している。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a dual transducer probe (hereinafter, probe 100) in an embodiment of the present invention. FIG. 1A and FIG. 1B are diagrams showing an upper surface and a side surface of the probe 100, respectively. FIG.1 (c) is AA sectional drawing of Fig.1 (a). However, in FIG. 1A, the back material 102 shown in FIGS. 1B and 1C is omitted.

探触子100は、例えば配管などの測定物104(図3(b)参照)の減肉を検出するために、超音波により測定物104の肉厚を測定する。探触子100は、全体として可撓性を有するシート状に形成されていて、図1(a)に示すように、2つの振動子である第1振動子106および第2振動子108を有する。また、第1振動子106と第2振動子108の間には空隙110が設けられていて、2つの振動子の間が空隙110によって隔てられている。   The probe 100 measures the thickness of the measurement object 104 with ultrasonic waves in order to detect the thinning of the measurement object 104 (see FIG. 3B) such as a pipe. The probe 100 is formed in a sheet shape having flexibility as a whole, and has a first vibrator 106 and a second vibrator 108 as two vibrators as shown in FIG. . Further, a gap 110 is provided between the first vibrator 106 and the second vibrator 108, and the two vibrators are separated by the gap 110.

第1振動子106は、発信側の振動子であって、同軸ケーブル112aから引き出された+側電極114aが接続され、−側電極116aが電極118を介して電気的に接続されている。第2振動子108は、受信側の振動子であって、同軸ケーブル112bから引き出された+側電極114bが接続され、−側電極116bが電極118を介して電気的に接続されている。   The first vibrator 106 is a transmission-side vibrator, to which a + side electrode 114a drawn from the coaxial cable 112a is connected, and a −side electrode 116a is electrically connected via an electrode 118. The second vibrator 108 is a receiving-side vibrator, to which a positive electrode 114b drawn from the coaxial cable 112b is connected, and a negative electrode 116b is electrically connected via an electrode 118.

第1振動子106の前面120a、第2振動子108の前面120bには、図1(c)に示すように、前面層122がそれぞれ取付けられている。なお前面120a、120bは、測定物104に対向する側の面である。前面層122は、測定物104の肉厚を測定する際に、測定物104の表面に押し付けられる。   As shown in FIG. 1C, a front layer 122 is attached to the front surface 120a of the first vibrator 106 and the front surface 120b of the second vibrator 108, respectively. The front surfaces 120 a and 120 b are surfaces on the side facing the measurement object 104. The front layer 122 is pressed against the surface of the measurement object 104 when measuring the thickness of the measurement object 104.

前面層122は、柔軟性を有していて、測定物104の表面に押し付けられると、測定物104の表面の凹凸に追従して変形し表面の凹凸に密着する。なお柔軟性とは、可撓性よりも柔らかくて、測定物104の表面の凹凸に追従する密着性を有する性質をいう。このため、測定物104の表面と前面層122との間には空気層が形成されず、超音波の伝搬が妨げられない。   The front layer 122 has flexibility, and when pressed against the surface of the measurement object 104, the front layer 122 follows the unevenness of the surface of the measurement object 104 and deforms to adhere to the unevenness of the surface. Note that the softness is a property that is softer than the flexibility and has an adhesion property that follows the unevenness of the surface of the measurement object 104. For this reason, an air layer is not formed between the surface of the measurement object 104 and the front layer 122, and propagation of ultrasonic waves is not hindered.

このように探触子100では、前面層122を取付けることで、従来、測定物104の表面に塗布される接触媒質例えば水、油、グリセリンなどの液体、あるいはジェルが不要となる。また前面層122は、液体やジェルと異なり流動性がない。このため、探触子100では、前面層122を取付けた状態であっても、第1振動子106と第2振動子108との間を隔てる空隙110を埋めることがなく、空隙110を維持できる。さらに前面層122は、液体やジェルと異なり、測定物104の表面に塗布したり測定後に拭き取ったりする手間がなく、また、長期間にわたって測定する場合にも蒸発や流失したりしないため耐久性もよい。   As described above, in the probe 100, by attaching the front layer 122, conventionally, a contact medium such as water, oil, glycerin, or gel applied to the surface of the measurement object 104 becomes unnecessary. Further, unlike the liquid and gel, the front layer 122 has no fluidity. Therefore, in the probe 100, even when the front layer 122 is attached, the gap 110 that separates the first vibrator 106 and the second vibrator 108 is not filled, and the gap 110 can be maintained. . Further, unlike the liquid or gel, the front surface layer 122 has no trouble of being applied to the surface of the measurement object 104 or wiping off after the measurement, and also has durability because it does not evaporate or flow out even when measured over a long period of time. Good.

また第1振動子106の背面124a、第2振動子の背面124bには、図1(c)に示すように、背面124a、124b同士を連結する背面材102が取付けられている。なお背面124a、124bは、測定物104に対向しない面(測定物104に対して反対側の面)である。背面材102は、吸音性材料から形成されている。吸音性材料としては、吸音性と可撓性を兼ね備えた材料が好ましく、ここではコルク、シリコンスポンジ、スポンジゴムなどの多孔質材料を用いている。   Further, as shown in FIG. 1C, a back material 102 that connects the back surfaces 124a and 124b is attached to the back surface 124a of the first vibrator 106 and the back surface 124b of the second vibrator. The back surfaces 124 a and 124 b are surfaces that do not face the measurement object 104 (surfaces opposite to the measurement object 104). The back material 102 is made of a sound absorbing material. As the sound-absorbing material, a material having both sound-absorbing properties and flexibility is preferable. Here, a porous material such as cork, silicon sponge, sponge rubber or the like is used.

図2は、比較例の探触子200の断面を示す図である。なお図中の探触子200の断面は、図1(c)に示す探触子100のA−A断面に対応させて示している。探触子200は、シート状に形成されていて、発信側の振動子202と受信側の振動子204との間に隔壁板206が設けられている。また、2つの振動子202、204は、図示のようにモールド樹脂208によって覆われている。   FIG. 2 is a view showing a cross section of the probe 200 of the comparative example. The cross section of the probe 200 in the figure is shown corresponding to the AA cross section of the probe 100 shown in FIG. The probe 200 is formed in a sheet shape, and a partition plate 206 is provided between the transmitting-side vibrator 202 and the receiving-side vibrator 204. The two vibrators 202 and 204 are covered with a mold resin 208 as shown in the figure.

比較例では、2つの振動子202、204の間に物理的な隔壁板206が設けられているため、探触子200をシート状に形成したとしても可撓性が損なわれる。このため、図3(b)に示すように測定物104が曲面を有する配管などである場合、探触子200を測定物104の表面に沿わせることが困難となる。したがって、探触子200では、測定物104の表面との間に空気層が形成され易くなり、超音波の伝搬が妨げられ、測定物104の肉厚の測定精度が低くなる。   In the comparative example, since the physical partition plate 206 is provided between the two vibrators 202 and 204, the flexibility is impaired even if the probe 200 is formed in a sheet shape. For this reason, as shown in FIG. 3B, when the measurement object 104 is a pipe having a curved surface, it is difficult to place the probe 200 along the surface of the measurement object 104. Therefore, in the probe 200, an air layer is easily formed between the surface of the measurement object 104, the propagation of ultrasonic waves is hindered, and the measurement accuracy of the thickness of the measurement object 104 is lowered.

また探触子200は、2つの振動子202、204の間に物理的な隔壁板206を設けているものの、シート状に形成されている。このため、探触子200では、隔壁板206の上側または下側を通じて発信側の振動子202から受信側の振動子204に超音波210、212が伝搬してしまう。よって、探触子200を用いて測定物104の肉厚を測定すると、ノイズが大きく、測定精度が著しく低下してしまう。   The probe 200 is formed in a sheet shape although a physical partition plate 206 is provided between the two vibrators 202 and 204. Therefore, in the probe 200, the ultrasonic waves 210 and 212 propagate from the transmitting-side transducer 202 to the receiving-side transducer 204 through the upper side or the lower side of the partition plate 206. Therefore, when the thickness of the measurement object 104 is measured using the probe 200, the noise is large and the measurement accuracy is significantly reduced.

図3は、図1の探触子100の使用状態を示す図である。探触子100は、全体として可撓性を有するシート状に形成されている。そのため、探触子100は、図3(a)に示すように作業者の指126でも簡単に曲げることが可能であって、曲げられたときにシート状の状態を維持できる。   FIG. 3 is a diagram showing a usage state of the probe 100 of FIG. The probe 100 is formed as a sheet having flexibility as a whole. Therefore, the probe 100 can be easily bent even with the operator's finger 126 as shown in FIG. 3A, and can maintain a sheet-like state when bent.

このため、探触子100では、超音波を用いて測定物104の肉厚を測定する場合、図3(b)に示すように測定物104が配管のような曲面を有する形状であっても、測定物104の表面に沿わせることができる。したがって、探触子100では、測定物104の表面との間に空気層が形成され難くなり、超音波の伝搬が妨げられない。   Therefore, in the probe 100, when the thickness of the measurement object 104 is measured using ultrasonic waves, even if the measurement object 104 has a curved surface such as a pipe as shown in FIG. , Along the surface of the measurement object 104. Therefore, in the probe 100, it is difficult to form an air layer between the surface of the measurement object 104 and the propagation of ultrasonic waves is not hindered.

また探触子100は、シート状であるため、図3(b)に示すように磁石128を用いて測定物104の表面に容易に設置可能である。なお探触子100は、両面テープで貼り付けてもよいし、探触子100の外側からテープで貼ってもよい。   Further, since the probe 100 has a sheet shape, it can be easily installed on the surface of the measurement object 104 using a magnet 128 as shown in FIG. The probe 100 may be affixed with a double-sided tape, or may be affixed with a tape from the outside of the probe 100.

また、探触子100は、図1(c)に示すように第1振動子106と第2振動子108との間が、比較例で示した隔壁板206(図2参照)とは異なり、空隙110により隔てられている。このため、探触子100では、全体の可撓性を損なうこともなく、さらに、第1振動子106で発生した超音波が探触子100の内部を伝搬して、第2振動子108で受信されることも低減できる。   Further, the probe 100 is different from the partition plate 206 (see FIG. 2) shown in the comparative example between the first vibrator 106 and the second vibrator 108 as shown in FIG. They are separated by a gap 110. For this reason, the probe 100 does not impair the overall flexibility, and further, the ultrasonic waves generated by the first transducer 106 propagate through the probe 100 and are transmitted by the second transducer 108. Reception can also be reduced.

さらに探触子100では、第1振動子106の背面124aと第2振動子108の背面124bとが吸音性材料からなる背面材102で連結されている。このため、第1振動子106と第2振動子108の位置関係を一定に保ちつつも、第1振動子106から第2振動子108に伝搬する超音波は吸収することができる。   Further, in the probe 100, the back surface 124a of the first transducer 106 and the back surface 124b of the second transducer 108 are connected by a back material 102 made of a sound absorbing material. For this reason, the ultrasonic wave propagating from the first transducer 106 to the second transducer 108 can be absorbed while the positional relationship between the first transducer 106 and the second transducer 108 is kept constant.

したがって、探触子100によれば、測定物104の表面に沿わせつつ、2つの振動子の間で超音波が伝搬することを低減できる。このため、探触子100を用いることで、測定物104の肉厚を高い精度で測定できる。   Therefore, according to the probe 100, it can reduce that an ultrasonic wave propagates between two vibrators along the surface of the measurement object 104. FIG. For this reason, by using the probe 100, the thickness of the measurement object 104 can be measured with high accuracy.

図4は、図1の探触子100を用いた測定検出システム130の機能ブロック図である。測定検出システム130は、図示のように、探触子100と、パルスジェネレータ132と、信号処理部134とを備える。パルスジェネレータ132は、同軸ケーブル112aを介して第1振動子106に電気的に接続されていて、第1振動子106にパルス電流を印加する。   FIG. 4 is a functional block diagram of a measurement detection system 130 using the probe 100 of FIG. The measurement detection system 130 includes a probe 100, a pulse generator 132, and a signal processing unit 134 as illustrated. The pulse generator 132 is electrically connected to the first vibrator 106 via the coaxial cable 112 a and applies a pulse current to the first vibrator 106.

信号処理部134は、同軸ケーブル112a、112bを介して第1振動子106、第2振動子108に電気的に接続されていて各種信号を処理する。信号処理部134は、第1振動子106に接続された第1増幅器136および第1検知部138と、第2振動子108に接続された第2増幅器140および第2検知部142と、第1検知部138および第2検知部142に接続された演算部144とを有する。   The signal processing unit 134 is electrically connected to the first vibrator 106 and the second vibrator 108 via the coaxial cables 112a and 112b and processes various signals. The signal processor 134 includes a first amplifier 136 and a first detector 138 connected to the first vibrator 106, a second amplifier 140 and a second detector 142 connected to the second vibrator 108, and a first And a calculation unit 144 connected to the detection unit 138 and the second detection unit 142.

ここで図5を参照して第1増幅器136の機能について説明する。図5は、図1の探触子100の前面層122の加圧力に応じた厚みの変化を示す図である。図5(a)、図5(b)の左側は、第1振動子106の前面120aに取付けられた前面層122への加圧力がPa、Pbであるときの前面層122の状態をそれぞれ示している。なお加圧力Pbは、加圧力Paよりも大きい。図5(a)、図5(b)の右側は、加圧力Pa、Pbであるとき、同軸ケーブル112aを介して第1増幅器136が取得した信号の波形をそれぞれ示している。   Here, the function of the first amplifier 136 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing a change in thickness according to the applied pressure of the front layer 122 of the probe 100 of FIG. The left side of FIGS. 5A and 5B shows the state of the front layer 122 when the pressure applied to the front layer 122 attached to the front surface 120a of the first vibrator 106 is Pa and Pb, respectively. ing. The applied pressure Pb is larger than the applied pressure Pa. The right side of FIGS. 5A and 5B shows the waveforms of signals acquired by the first amplifier 136 via the coaxial cable 112a when the applied pressures are Pa and Pb, respectively.

前面層122は、柔軟性を有するため、測定物104の肉厚を測定する際に測定物104の表面146に押し付けられると、その加圧力に応じて厚みが変化する。なお測定物104の表面146は、前面層122と測定物104との第1界面となっている。   Since the front layer 122 has flexibility, when the thickness of the measurement object 104 is measured and the front layer 122 is pressed against the surface 146 of the measurement object 104, the thickness changes according to the applied pressure. The surface 146 of the measurement object 104 is a first interface between the front layer 122 and the measurement object 104.

前面層122は、図5(a)に示す加圧力Paを受けた状態で厚みがLaとなっている。この状態で第1振動子106にパルス電流が印加されると、第1振動子106は、超音波を発生する。第1増幅器136は、まず、超音波の発生に伴う送信パルスTを取得する。   The front layer 122 has a thickness La in a state where the pressure Pa shown in FIG. When a pulse current is applied to the first vibrator 106 in this state, the first vibrator 106 generates an ultrasonic wave. The first amplifier 136 first acquires the transmission pulse T accompanying the generation of ultrasonic waves.

第1振動子106で発生した超音波は、第1振動子106の前面120aから前面層122に入射され、測定物104の表面146で反射して第1超音波エコーSとなる。そして第1振動子106は、第1超音波エコーSを受信する。つまり、第1振動子106は、発信側の振動子として超音波を発信するだけでなく、第1超音波エコーSを受信する。   The ultrasonic wave generated by the first transducer 106 is incident on the front layer 122 from the front surface 120 a of the first transducer 106, is reflected by the surface 146 of the measurement object 104, and becomes the first ultrasonic echo S. Then, the first transducer 106 receives the first ultrasonic echo S. That is, the first transducer 106 not only transmits an ultrasonic wave as a transmission-side transducer but also receives the first ultrasonic echo S.

第1振動子106は、到達した超音波で変形して抵抗が変化する。第1増幅器136は、第1振動子106の抵抗の変化を受けて、図5(a)の第1超音波エコーSを示す信号を取得しこれを増幅する。ここで、第1増幅器136が送信パルスTを取得してから第1超音波エコーSを示す信号を取得するまでにかかる時間taは、前面層122の厚みLaに依存する。すなわち、時間taは、超音波が前面層122内を伝搬していた時間であり、第1振動子106の前面120aと測定物104の表面146とを往復する時間となる。よって、前面層122の厚みLaは、時間taに前面層122の材料音速を乗じてこれを半分にした値となる。   The first transducer 106 is deformed by the reached ultrasonic wave and changes its resistance. The first amplifier 136 receives a change in the resistance of the first transducer 106, acquires a signal indicating the first ultrasonic echo S in FIG. 5A, and amplifies it. Here, the time ta required for the first amplifier 136 to acquire the signal indicating the first ultrasonic echo S after acquiring the transmission pulse T depends on the thickness La of the front layer 122. That is, the time ta is a time during which the ultrasonic wave is propagating in the front layer 122, and is a time for reciprocating between the front surface 120a of the first transducer 106 and the surface 146 of the measurement object 104. Therefore, the thickness La of the front layer 122 is a value obtained by multiplying the time ta by the material sound velocity of the front layer 122 and halving it.

一方、加圧力Paよりも大きい加圧力Pbを受けると、前面層122は、図5(b)に示すように、厚さLbとなり、図5(a)に示す厚さLaよりも小さくなる。このため、この状態で第1振動子106が超音波を発生すると、第1増幅器136が送信パルスTを取得してから第1超音波エコーSを示す信号を取得するまでにかかる時間tbは、図5(b)に示すように、時間taよりも小さくなる。また前面層122の厚みLbを算出する場合には、時間tbに前面層122の材料音速を乗じてこれを半分にすればよい。   On the other hand, when the pressure Pb larger than the pressure Pa is received, the front layer 122 has a thickness Lb as shown in FIG. 5B and is smaller than the thickness La shown in FIG. For this reason, when the first transducer 106 generates an ultrasonic wave in this state, the time tb required from the first amplifier 136 to acquire the transmission pulse T to the acquisition of the signal indicating the first ultrasonic echo S is As shown in FIG. 5B, the time ta becomes smaller. When calculating the thickness Lb of the front layer 122, the time tb may be multiplied by the material sound velocity of the front layer 122 to halve it.

ただし、測定物104の肉厚を測定する際、加圧力に応じて変化する前面層122の厚みをその都度算出することは、測定の手間を増やすことに他ならない。そこで測定検出システム130では、測定物104の表面146に押し付けられて変化する前面層122の厚みに依存しない測定検出方法を採用した。以下、図6、図7を参照して本実施形態に係る測定検出システム130および測定検出方法により肉厚を測定する場合について説明する。   However, when measuring the thickness of the measurement object 104, calculating the thickness of the front surface layer 122 that changes in accordance with the applied pressure each time is nothing but increasing the measurement effort. Therefore, the measurement detection system 130 employs a measurement detection method that does not depend on the thickness of the front surface layer 122 that is changed by being pressed against the surface 146 of the measurement object 104. Hereinafter, the case where the thickness is measured by the measurement detection system 130 and the measurement detection method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図6は、図4の測定検出システム130の処理を示すフローチャートである。図7は、図4の測定検出システム130の信号処理部134の動作シーケンス図である。図7のA、B、C、DおよびEは、第1増幅器136、第1検知部138、第2増幅器140、第2検知部142および演算部144の機能をそれぞれ説明する図である。   FIG. 6 is a flowchart showing processing of the measurement detection system 130 of FIG. FIG. 7 is an operation sequence diagram of the signal processing unit 134 of the measurement detection system 130 of FIG. A, B, C, D, and E in FIG. 7 are diagrams for explaining functions of the first amplifier 136, the first detection unit 138, the second amplifier 140, the second detection unit 142, and the calculation unit 144, respectively.

まず、測定検出システム130では、例えば図3(b)に示す磁石128を用いて測定物104に探触子100を設置する(ステップS100)。探触子100は、上記したように、第1振動子106と第2振動子108との間が空隙110により隔てられていて、全体として可撓性を有するシート状に形成されている。このため、ステップS100では、測定物104が曲面を有する形状であっても、測定物104の表面146(図5参照)に探触子100を沿わせることができる。   First, in the measurement detection system 130, the probe 100 is installed on the measurement object 104 using, for example, the magnet 128 shown in FIG. 3B (step S100). As described above, the probe 100 is formed in a sheet shape having flexibility as a whole with the first vibrator 106 and the second vibrator 108 separated by the gap 110. Therefore, in step S100, the probe 100 can be placed along the surface 146 (see FIG. 5) of the measurement object 104 even if the measurement object 104 has a curved surface.

つぎに、パルスジェネレータ132が第1振動子106にパルス電流を印加すると、第1振動子106は、超音波を発信する(ステップS102)。超音波が発信されると、第1増幅器136は、図7のAに示す送信パルスTを取得する。   Next, when the pulse generator 132 applies a pulse current to the first transducer 106, the first transducer 106 transmits an ultrasonic wave (step S102). When the ultrasonic wave is transmitted, the first amplifier 136 acquires a transmission pulse T shown in A of FIG.

続いて第1振動子106は、前面層122に入射された超音波が測定物104の表面146で反射した第1超音波エコーSを受信する(ステップS104)。第1超音波エコーSを受信すると、第1振動子106は変形し抵抗が変化する。第1増幅器136は、図7のAに示すように、第1振動子106の抵抗の変化を受けて、第1超音波エコーSを示す信号を取得しこれを増幅する。   Subsequently, the first transducer 106 receives the first ultrasonic echo S in which the ultrasonic wave incident on the front surface layer 122 is reflected by the surface 146 of the measurement object 104 (step S104). When the first ultrasonic echo S is received, the first transducer 106 is deformed and the resistance changes. As shown in FIG. 7A, the first amplifier 136 receives a change in the resistance of the first transducer 106, acquires a signal indicating the first ultrasonic echo S, and amplifies it.

第1検知部138は、図7のBに示すように、増幅された第1超音波エコーSを示す信号を検知し、この信号を検知した受信時間TSを演算部144に送信する。これにより、演算部144は、図7のEに示すように受信時間TSを取得する。   As shown in B of FIG. 7, the first detection unit 138 detects a signal indicating the amplified first ultrasonic echo S, and transmits the reception time TS when the signal is detected to the calculation unit 144. Thereby, the calculating part 144 acquires reception time TS, as shown to E of FIG.

また第1振動子106から測定物104に入射された超音波は、測定物104の表面146で反射することで第1超音波エコーSとなるだけでなく、測定物104内を伝搬して測定物104の第2界面となる底面148(図5参照)で反射することで、第2超音波エコーBとなる。   In addition, the ultrasonic wave incident on the measurement object 104 from the first vibrator 106 is reflected by the surface 146 of the measurement object 104 to be not only the first ultrasonic echo S but also propagated in the measurement object 104 and measured. Reflecting on the bottom surface 148 (see FIG. 5), which is the second interface of the object 104, becomes the second ultrasonic echo B.

この第2超音波エコーBを受信側の振動子である第2振動子108が受信する(ステップS106)。第2超音波エコーBを受信すると、第2振動子108は変形し抵抗が変化する。第2増幅器140は、図7のCに示すように、第2振動子108の抵抗の変化を受けて、第2超音波エコーBを示す信号を取得しこれを増幅する。   This second ultrasonic echo B is received by the second transducer 108, which is the transducer on the receiving side (step S106). When the second ultrasonic echo B is received, the second transducer 108 is deformed and the resistance changes. As shown in FIG. 7C, the second amplifier 140 receives a change in the resistance of the second transducer 108, acquires a signal indicating the second ultrasonic echo B, and amplifies it.

第2検知部142は、図7のDに示すように、増幅された第2超音波エコーBを示す信号を検知し、この信号を検知した受信時間TBを演算部144に送信する。これにより、演算部144は、図7のEに示すように受信時間TBを取得する。   As shown in D of FIG. 7, the second detection unit 142 detects a signal indicating the amplified second ultrasonic echo B, and transmits a reception time TB at which this signal is detected to the calculation unit 144. Thereby, the calculating part 144 acquires reception time TB as shown to E of FIG.

つぎに、演算部144は、第1超音波エコーSの受信時間TSからカウントを開始し、第2超音波エコーBの受信時間TBでカウントを終了する(ステップS108)。このカウントで得られた値は、図7のEに示す時間tcとなる。続いて演算部144は、時間tcに基づいて測定物104の肉厚を測定する(ステップS110)。時間tcは、超音波が測定物104内を伝搬していた時間、すなわち測定物104の表面146と底面148とを往復する時間であって、前面層122の厚みに依存していない。そのため、演算部144は、ステップS110において、時間tcに測定物104内での材料音速を乗じた値を半分にすることで測定物104の肉厚を算出できる。   Next, the calculation unit 144 starts counting from the reception time TS of the first ultrasonic echo S, and ends counting at the reception time TB of the second ultrasonic echo B (step S108). The value obtained by this count is a time tc shown in E of FIG. Subsequently, the calculation unit 144 measures the thickness of the measurement object 104 based on the time tc (step S110). The time tc is a time during which the ultrasonic wave propagates in the measurement object 104, that is, a time for reciprocating between the surface 146 and the bottom surface 148 of the measurement object 104, and does not depend on the thickness of the front layer 122. Therefore, the calculation unit 144 can calculate the thickness of the measurement object 104 by halving a value obtained by multiplying the time tc by the material sound velocity in the measurement object 104 in step S110.

したがって、本実施形態の探触子100を用いた測定検出システム130および測定検出方法によれば、測定物104の肉厚を測定する際、測定物104の表面146に押し付けられて前面層122の厚みが変化した場合であっても、測定物104の肉厚を高い精度で測定できる。   Therefore, according to the measurement detection system 130 and the measurement detection method using the probe 100 according to the present embodiment, when measuring the thickness of the measurement object 104, it is pressed against the surface 146 of the measurement object 104 and the front layer 122 is pressed. Even when the thickness changes, the thickness of the measurement object 104 can be measured with high accuracy.

なお前面層122は、第1振動子106の発生した超音波が減衰しないように薄くする一方で、第1超音波エコーSと送信パルスを識別するために厚くする必要がある。つまり、前面層122の厚みは、このような条件を考慮して選定されている。そして選定された厚みを有する前面層122を探触子100に適用することで、上記の測定検出システム130および測定検出方法が実現可能となる。   The front layer 122 needs to be thin so that the ultrasonic waves generated by the first transducer 106 are not attenuated while the first ultrasonic echo S and the transmission pulse are distinguished. That is, the thickness of the front layer 122 is selected in consideration of such conditions. Then, by applying the front layer 122 having the selected thickness to the probe 100, the measurement detection system 130 and the measurement detection method described above can be realized.

上記実施形態では、測定検出システム130および測定検出方法によって測定物104の肉厚を測定する場合を例示したが、これに限定されず、測定物104に内在するき裂等のきずを検出してもよい。この場合、測定物104内を伝搬した超音波は、測定物104の第2界面すなわち測定物104のきずが存在する箇所で反射することで、第2超音波エコーBとなる。   In the above embodiment, the case where the thickness of the measurement object 104 is measured by the measurement detection system 130 and the measurement detection method is exemplified, but the present invention is not limited to this, and a flaw such as a crack existing in the measurement object 104 is detected. Also good. In this case, the ultrasonic wave propagating through the measurement object 104 is reflected at the second interface of the measurement object 104, that is, at a place where a flaw exists in the measurement object 104, thereby becoming the second ultrasonic echo B.

また演算部144が上記ステップS108で得た図7のEに示す時間tcは、測定物104のきずを検出する場合、超音波が測定物104内を伝搬していた時間、すなわち測定物104の第1界面である表面146と第2界面であるきずが存在する箇所とを往復する時間となる。   In addition, the time tc shown in E of FIG. 7 obtained by the calculation unit 144 in step S108 is a time during which the ultrasonic wave propagates through the measurement object 104 when the flaw of the measurement object 104 is detected, that is, It is time to reciprocate between the surface 146 that is the first interface and the point where the flaw exists that is the second interface.

このため、演算部144は、上記ステップS110で時間tcに測定物104内での材料音速を乗じた値を半分にすることで、測定物104の表面146からきずが存在する箇所までの距離を算出でき、結果的に、きずを検出することができる。   For this reason, the calculation unit 144 halves the value obtained by multiplying the time tc by the material sound velocity in the measurement object 104 in step S110, thereby calculating the distance from the surface 146 of the measurement object 104 to the location where the flaw exists. As a result, flaws can be detected.

したがって、本実施形態の探触子100を用いた測定検出システム130および測定検出方法によれば、測定物104のきずを検出する際、測定物104の表面146に押し付けられて前面層122の厚みが変化した場合であっても、測定物104のきずを高い精度で検出できる。なお測定検出システム130では、単にきずを検出するだけでなく、測定物104に探触子100を設置する位置をずらしながら、ステップS102〜S110の各処理を繰り返すことで、測定物104のきずが存在する範囲(例えば、き裂の長さや形状など)も検出できる。   Therefore, according to the measurement detection system 130 and the measurement detection method using the probe 100 of this embodiment, when detecting a flaw on the measurement object 104, the thickness of the front layer 122 is pressed against the surface 146 of the measurement object 104. Even when is changed, it is possible to detect the flaw of the measurement object 104 with high accuracy. Note that the measurement detection system 130 not only detects flaws, but also repeats the processes in steps S102 to S110 while shifting the position where the probe 100 is installed on the measurement object 104, so that flaws on the measurement object 104 occur. An existing range (for example, crack length and shape) can also be detected.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this example. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

本発明は、2つの振動子を有する2振動子探触子、測定検出システム、および測定検出方法として利用することができる。   The present invention can be used as a dual transducer probe having two transducers, a measurement detection system, and a measurement detection method.

100…2振動子探触子、102…背面材、104…測定物、106…第1振動子、108…第2振動子、110…空隙、112a、112b…同軸ケーブル、114a、114b…+側電極、116a、116b…−側電極、118…電極、120a、120b…前面、122…前面層、124a、124b…背面、126…作業者の指、128…磁石、130…測定検出システム、132…パルスジェネレータ、134…信号処理部、136…第1増幅器、138…第1検知部、140…第2増幅器、142…第2検知部、144…演算部、146…測定物の表面、148…測定物の底面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Two transducer probe, 102 ... Back material, 104 ... Measurement object, 106 ... 1st transducer, 108 ... 2nd transducer, 110 ... Gap, 112a, 112b ... Coaxial cable, 114a, 114b ... + side Electrode, 116a, 116b ...- side electrode, 118 ... electrode, 120a, 120b ... front, 122 ... front layer, 124a, 124b ... back, 126 ... operator's finger, 128 ... magnet, 130 ... measurement detection system, 132 ... Pulse generator, 134 ... signal processing unit, 136 ... first amplifier, 138 ... first detection unit, 140 ... second amplifier, 142 ... second detection unit, 144 ... calculation unit, 146 ... surface of measurement object, 148 ... measurement Bottom of the object

Claims (5)

2つの振動子を有する2振動子探触子であって、
全体として可撓性を有するシート状に形成されていて、
前記2つの振動子の間には空隙が設けられていることを特徴とする2振動子探触子。
A dual transducer probe having two transducers,
It is formed into a flexible sheet as a whole,
A dual transducer probe, wherein a gap is provided between the two transducers.
前記2つの振動子の背面には、該背面同士を連結する吸音性材料が取付けられていることを特徴とする請求項1に記載の2振動子探触子。   The dual transducer probe according to claim 1, wherein a sound-absorbing material that connects the back surfaces is attached to the back surfaces of the two transducers. 前記2つの振動子の前面には、柔軟性を有する前面層が取付けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の2振動子探触子。   The dual transducer probe according to claim 1 or 2, wherein a front surface layer having flexibility is attached to a front surface of the two transducers. 2つの振動子を有し、全体として可撓性を有するシート状に形成されていて、前記2つの振動子の間には空隙が設けられていて、前記2つの振動子の前面には柔軟性を有する前面層が取付けられている2振動子探触子を用いて、
前記2振動子探触子は、測定物の肉厚測定またはきず検出を行う信号処理部に接続されていて、
前記2つの振動子は、超音波を発信および受信する第1振動子と、超音波を受信する第2振動子とを含み、
前記第1振動子は、前記前面層を介して前記測定物に超音波を入射し、該前面層と該測定物との第1界面で反射した第1超音波エコーを受信し、
前記第2振動子は、前記第1振動子から前記測定物に入射され、該測定物の第2界面で反射した第2超音波エコーを受信し、
前記信号処理部は、前記第1超音波エコーの受信時間からカウントを開始し前記第2超音波エコーの受信時間でカウントを終了し、該カウントで得られた値に基づいて、前記測定物の肉厚測定またはきず検出を行うことを特徴とする測定検出システム。
It has two vibrators and is formed into a flexible sheet as a whole. There is a gap between the two vibrators, and the front face of the two vibrators is flexible. Using a dual transducer probe with a front layer having
The dual transducer probe is connected to a signal processing unit for measuring a thickness of a measurement object or detecting a flaw,
The two vibrators include a first vibrator that transmits and receives ultrasonic waves, and a second vibrator that receives ultrasonic waves,
The first transducer receives ultrasonic waves incident on the measurement object via the front layer and reflected by a first interface between the front layer and the measurement object,
The second transducer receives a second ultrasonic echo incident on the measurement object from the first transducer and reflected by the second interface of the measurement object,
The signal processing unit starts counting from the reception time of the first ultrasonic echo, ends counting at the reception time of the second ultrasonic echo, and based on the value obtained by the count, A measurement detection system characterized by measuring wall thickness or detecting flaws.
第1振動子と第2振動子を有する2振動子探触子を用いて測定物の肉厚測定またはきず検出を行う測定検出方法であって、
2つの振動子のそれぞれの前面に取付けられた柔軟性を有する前面層を測定物の表面に押し付けるステップと、
第1振動子から前記前面層を介して前記測定物に超音波を入射し、該前面層と該測定物との第1界面で反射した第1超音波エコーを前記第1振動子で受信するステップと、
前記第1振動子から前記測定物に入射され、該測定物の第2界面で反射した第2超音波エコーを前記第2振動子で受信するステップと、
前記第1超音波エコーの受信時間からカウントを開始し前記第2超音波エコーの受信時間でカウントを終了し、該カウントで得られた値に基づいて、前記測定物の肉厚測定またはきず検出を行うステップとを含むことを特徴とする測定検出方法。
A measurement detection method for measuring a thickness of a measurement object or detecting a flaw using a two-vibrator probe having a first transducer and a second transducer,
Pressing a flexible front layer attached to the front of each of the two transducers against the surface of the workpiece;
An ultrasonic wave is incident on the measurement object from the first vibrator through the front layer, and the first ultrasonic echo reflected at the first interface between the front layer and the measurement object is received by the first vibrator. Steps,
Receiving the second ultrasonic echo incident on the measurement object from the first vibrator and reflected by the second interface of the measurement object by the second vibrator;
Counting starts from the reception time of the first ultrasonic echo, ends counting at the reception time of the second ultrasonic echo, and measures the thickness of the measurement object or detects flaws based on the value obtained by the count And a step of performing measurement.
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