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JPS5944567B2 - Thickness measuring device for thin plate materials - Google Patents
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JPS5944567B2 - Thickness measuring device for thin plate materials - Google Patents

Thickness measuring device for thin plate materials

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Publication number
JPS5944567B2
JPS5944567B2 JP483876A JP483876A JPS5944567B2 JP S5944567 B2 JPS5944567 B2 JP S5944567B2 JP 483876 A JP483876 A JP 483876A JP 483876 A JP483876 A JP 483876A JP S5944567 B2 JPS5944567 B2 JP S5944567B2
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JP
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thickness
receiver
acoustic
acoustic vibration
generator
Prior art date
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JP483876A
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JPS5288362A (en
Inventor
ニコライ・イワノウイツチ・ブラズニコフ
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FUSESOYUUZUNUI NAUCHINO ISUREDOWAACHERESUKII I KONSUTORUKUTORUSUKII INST TSUBETOMETAFUTOMACHIKA
Original Assignee
FUSESOYUUZUNUI NAUCHINO ISUREDOWAACHERESUKII I KONSUTORUKUTORUSUKII INST TSUBETOMETAFUTOMACHIKA
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Filing date
Publication date
Application filed by FUSESOYUUZUNUI NAUCHINO ISUREDOWAACHERESUKII I KONSUTORUKUTORUSUKII INST TSUBETOMETAFUTOMACHIKA filed Critical FUSESOYUUZUNUI NAUCHINO ISUREDOWAACHERESUKII I KONSUTORUKUTORUSUKII INST TSUBETOMETAFUTOMACHIKA
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  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は自動検査のために音響振動を使用することに関
し、更に詳しくいえば、音響振動を用いて薄板状材料を
測定する装置に関する。
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION This invention relates to the use of acoustic vibrations for automatic inspection, and more particularly to apparatus for measuring sheet-like materials using acoustic vibrations.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

本発明は鉄と非鉄金属の冶金において圧延機の自動制御
装置と、機械の組立、高分子工業とパルス工業および製
紙工業において薄板材料(厚みが0.5〜1mm以下)
および薄膜材料の厚みを非接触で自動的に検査するため
の装置に応用できる。
The present invention is applicable to automatic control devices for rolling mills in metallurgy of ferrous and nonferrous metals, machine assembly, polymer industry, pulse industry, and paper manufacturing industry for thin plate materials (with a thickness of 0.5 to 1 mm or less).
It can also be applied to devices for automatically inspecting the thickness of thin film materials in a non-contact manner.

薄板材料の厚みを自動的に測定する方法は公知である(
V.I.Feighin著「冶金工業における電子およ
び半導体機器」(ElectrOnnyeipOlup
rOvOdnikOvyepribOryvmetal
lurghii))モスクワ所在のMetallurg
hiya出版社発行、参照)。この方法によれば、検査
される薄板状材料に侵透する輻射線を照射し、その薄板
状材料を通過した輻射線の減衰度を測定する。このよう
にして得られた値は測定された材料の厚みを示す。しか
し、この方法は輻射線の減衰度が材料の厚みに指数関数
的に関係するから、狭い厚み範囲にしか応用できない。
Methods for automatically measuring the thickness of thin sheet materials are known (
V. I. "Electronic and Semiconductor Equipment in the Metallurgical Industry" by Feighin
rOvOdnikOvyeprivOryvmetal
lurghii)) Metalurg in Moscow
Published by Hiya Publishing, reference). According to this method, penetrating radiation is irradiated into a thin plate-like material to be inspected, and the degree of attenuation of the radiation that has passed through the thin plate-like material is measured. The value thus obtained indicates the thickness of the measured material. However, this method can only be applied to a narrow thickness range because the degree of attenuation of radiation is exponentially related to the thickness of the material.

また、この方法は薄い材料の厚み測定に際してかなりの
誤差が生ずる。
Additionally, this method introduces considerable errors when measuring the thickness of thin materials.

その理由は、薄い材料中の輻射線の減衰度が小さく、輻
射線源の保護スクリーンによる減衰度に匹敵するからで
ある。上記方法を実施する厚み計も知られている(情報
誌「NTY−495およびNTY−496型厚み計](
IzmeritelltOlshinNTY−4951
NTY−496)、アイソトープ出版社、(モスクワ)
1963年発行、参照)。この厚み計は放射性同位体放
射線源と、放射性同位体の放射線検出器と、この検出器
に接続される測定ユニツトとを備え、放射線源と放射線
検出器は検査される材料の両側に置かれる。たとえば、
圧延される鋼板の厚みを検査するための厚み計を使用す
る際には、安全上の見地から、圧延機のロールの次に放
射線同位体源を置くことは禁市される。
This is because the attenuation of radiation in thin materials is small and comparable to the attenuation by a protective screen of the radiation source. A thickness gauge that implements the above method is also known (information magazine "NTY-495 and NTY-496 type thickness gauge")
IzmeritelltOlshinNTY-4951
NTY-496), Isotope Publishing House, (Moscow)
Published in 1963, see). This thickness gage comprises a radioisotope radiation source, a radioisotope radiation detector and a measuring unit connected to this detector, the radiation source and the radiation detector being placed on either side of the material to be examined. for example,
When using thickness gauges to check the thickness of steel sheets being rolled, it is prohibited from placing a radioactive isotope source next to the rolls of the rolling mill for safety reasons.

そのために、検査される材料の厚みについての情報を自
動圧延機制御装置へ入れるのにかなりの遅延時間が生じ
、その結果として圧延された薄板の品質に悪影響を及ぼ
すことになる。
This results in considerable delays in getting information about the thickness of the material to be inspected into the automatic rolling mill control, with consequent negative effects on the quality of the rolled sheet.

また、このような厚み計の使用には保護装置の使用と、
修理中または調整中に測定器すなわち放射性同位体輻射
線源を保管するための特殊な保管庫とを必要とする。
In addition, when using such a thickness gauge, use of protective equipment,
Requires special storage for storing measuring instruments or radioisotope radiation sources during repair or adjustment.

この種の厚み計に使用される放射性同位体輻射線源は高
価であり、放射性同位体の半減期が短いから使用寿命も
短い。
The radioisotope radiation source used in this type of thickness gage is expensive and has a short service life due to the short half-life of the radioisotope.

そのために放射性同位体の定期的な交換が必要となるが
、交換作業は面倒であるから、そのような厚み計の使用
には経費がかさむことになる。音響振動を用いて薄板状
の材料の厚みを検査する方法も知られている(V.S.
Grebennik著「超音波厚み測定の物理的原理」
(PhyzicheskiyeOsnOvyultra
zvukOvykhmetdOvizmereniya
tOlshehiny)11〜12ページ、マシノノス
トロエニエ(MachinOstrOyeniye)出
版社(モスクワ)1968年発行、参照)。
This requires periodic replacement of the radioactive isotope, which is a tedious process, making the use of such a thickness gauge expensive. A method of inspecting the thickness of a thin plate-like material using acoustic vibration is also known (V.S.
"Physical Principles of Ultrasonic Thickness Measurement" by Grebennik
(Phyzicheskiye OsnOvyultra
zvukOvykhmetdOvizmereniya
11-12, published by MachinOstrOyeniye Publishing House (Moscow), 1968).

この方法によれば、液体の流れのような音響を伝える媒
質中に置かれた音響振動源が、検査される薄板状材料中
に音響振動を周期的に送り込む。
According to this method, an acoustic vibration source placed in a sound-conducting medium, such as a liquid stream, periodically sends acoustic vibrations into the lamellar material being tested.

音響振動は材料の表面にほぼ垂直に送り込まれる。音響
振動が媒質と材料の中を通り抜ける時間をたとえば位相
計で測定し、その測定結果から材料の厚みを決定する。
しかし、非常に薄い板状材料の厚みを測定する場合には
、この方法もかなりの測定誤差を生ずる。
Acoustic vibrations are transmitted approximately perpendicular to the surface of the material. The time taken for acoustic vibrations to pass through the medium and material is measured using, for example, a phase meter, and the thickness of the material is determined from the measurement results.
However, when measuring the thickness of very thin plate-like materials, this method also produces considerable measurement errors.

その理由は、非常に薄い材料を通過する音響振動の絶体
通過時間が極めて短い(10−8秒台)からである。ま
た、この方法では音響振動受信器(以下、音響受信器と
いう)の表面と、音響振動受信器(以下、音響受信器と
いう)の表面と、検査される材料の表面によつて音響振
動が反射され、反射された音響振動が材料を通過した音
響振動に重畳されるために定在数が生じて誤差が生ずる
The reason for this is that the absolute transit time of acoustic vibrations passing through a very thin material is extremely short (on the order of 10-8 seconds). In addition, in this method, acoustic vibrations are reflected by the surface of the acoustic vibration receiver (hereinafter referred to as the acoustic receiver), the surface of the acoustic vibration receiver (hereinafter referred to as the acoustic receiver), and the surface of the material being inspected. The reflected acoustic vibrations are superimposed on the acoustic vibrations that have passed through the material, resulting in a standing number and an error.

この誤差を小さくするために、厚みを測定される材料を
振動の節点上に置かねばならない。これは材料に対して
音響発生器と受信器とを自動的に移動させる特殊な装置
により行われる。そのために精巧で高価な装置が必要と
なる。それと同時に、厚み測定に伴うかなりの誤差は液
体の流れの中における音響振動の伝播速度、したがつて
伝播時間がその液体流の温度に依存することである。
To reduce this error, the material whose thickness is to be measured must be placed on the vibration node. This is done by special equipment that automatically moves the acoustic generator and receiver relative to the material. This requires sophisticated and expensive equipment. At the same time, a significant error associated with thickness measurements is the dependence of the propagation speed, and therefore the propagation time, of acoustic vibrations in the liquid stream on the temperature of the liquid stream.

液体流の温度の変化により音響振動の伝播速度が変化し
、そのために厚み測定に誤差が生ずる。その理由は、製
造上の要求に合致するように選択された動作問隙(音響
発生器と受信器間の距離)に対して、液体中における音
響振動の伝播時間が、厚みを検査される非常に薄い材料
すなわち薄膜材料を通過する音響振動の記録された時間
の2倍だからである。
Changes in the temperature of the liquid stream change the propagation velocity of the acoustic vibrations, which causes errors in thickness measurements. The reason is that, for an operating gap (distance between acoustic generator and receiver) selected to meet manufacturing requirements, the propagation time of acoustic vibrations in the liquid is This is because the recorded time of an acoustic vibration passing through a thin or thin material is twice as long.

したがづて、温度変化のために液体流内における音響振
動の相対的な伝播時間が少し変化しても、検査される薄
膜材料内を通過する音響振動の記録された通過時間に匹
敵する全伝播時間の絶対値が大幅に変化することになる
。たとえば、厚みが0.06mmの箔の場合に、動作問
隙を60mmとすると、液体中の音響振動の伝播時間は
40ミリ秒であるのに対して、箔中の音響振動の記録さ
れる伝播時間は0.03ミリ秒である。1.5CTn/
Sec/℃に等しい水の中の超音波の速度の温度の温度
変化率により、液体中の音響振動の伝播時間がO、04
のMcsec/℃の割合で増加するが、これは1℃当り
130%の誤差に達する。
Therefore, even if the relative propagation time of the acoustic vibrations in the liquid stream changes slightly due to temperature changes, the total travel time of the acoustic vibrations through the thin film material being examined is comparable to the recorded transit time. The absolute value of the propagation time will change significantly. For example, for a foil with a thickness of 0.06 mm and a working gap of 60 mm, the propagation time of an acoustic vibration in the liquid is 40 ms, whereas the recorded propagation of an acoustic vibration in the foil is The time is 0.03 milliseconds. 1.5CTn/
The propagation time of acoustic vibrations in the liquid is O,04 due to the temperature change rate of the speed of the ultrasound in water equal to Sec/℃.
Mcsec/°C, which amounts to an error of 130% per °C.

温度補償により誤差を小さくできるが、液体ジニットの
長手方向に沿う温度の非均一分布のために要求された確
度を得ることは不可能である。
Although temperature compensation can reduce the error, it is not possible to obtain the required accuracy due to the non-uniform distribution of temperature along the length of the liquid dinit.

この非均一な分布は時間の経過につれて変化する。その
結果、この方法は周囲の空気温度の変化が小さい場合に
のみ用いることができることになる。この方法に従つて
薄板状材料の厚みを測定する装置も知られている(ソ連
邦発明者証第270261号)。この装置は音響発生器
と音響受信器とを備え、検査される材料は両者の間に置
かれる。
This non-uniform distribution changes over time. As a result, this method can only be used when changes in ambient air temperature are small. A device for measuring the thickness of sheet-like materials according to this method is also known (USSR Inventor's Certificate No. 270261). The device comprises an acoustic generator and an acoustic receiver, between which the material to be inspected is placed.

発生器と受信器との動作面は材料の表面にほぼ平行であ
る。音響発生器には励振電圧発生器が接続される。この
装置は測定ユニツトも含み、この測定ユニツトは受信機
に接続される増幅器と、オツシログラフ形または位相計
形の時間測定ユニツトと、記録器とを有する。測定ユニ
ツトのこれらの構成要素は互いに直列接続される。この
装置は測定ユニツトと励振電圧発生器とに接続される遅
延ユニツトも含む。しかし、この装置は長手方向にかな
り曲つている薄板状材料の厚み測定には使用できない。
The operating planes of the generator and receiver are approximately parallel to the surface of the material. An excitation voltage generator is connected to the acoustic generator. The device also includes a measuring unit, which has an amplifier connected to the receiver, a time measuring unit of oscillograph or phase meter type, and a recorder. These components of the measuring unit are connected in series with each other. The device also includes a delay unit connected to the measurement unit and the excitation voltage generator. However, this device cannot be used to measure the thickness of sheet-like materials that are significantly curved in the longitudinal direction.

その理由は、音響発生器と受信器間の距離である動作問
隙が狭いからである。動作問隙が広くなると、測定ユニ
ツトが発生器と受信器の間の全伝播時間の変化を記録す
るから、厚み測定の誤差が急に大きくなる。そのような
伝播時間の変化は検査される材料の厚みと、動作問隙と
が変化するからである。その結果、測定中に間隙の幅が
無視できるほど僅かに変化しても、大きな測定誤差が生
ずることになる。たとえば、間隙が60mmの場合に、
その10000分の1すなわち0.006mmだけ間隙
が変化しても、0.06mm厚の箔の厚みの測定値に約
100/)の誤差が生ずることになる。〔発明の目的〕 したがって、本発明の目的は音響振動を用いて薄板状材
料の厚みを検査する方法と、広い範囲で厚み測定を可能
とする装置とを提供することである。
The reason for this is that the operating gap, which is the distance between the acoustic generator and the receiver, is narrow. As the operating gap increases, the error in the thickness measurement increases rapidly because the measuring unit records the change in the total propagation time between the generator and the receiver. Such changes in propagation time are due to changes in the thickness of the material being tested and the operating gap. As a result, even negligible changes in the width of the gap during measurement will result in large measurement errors. For example, if the gap is 60mm,
Even if the gap changes by 1/10000 of that, or 0.006 mm, an error of about 100/) will occur in the measured thickness of a 0.06 mm thick foil. [Object of the Invention] Therefore, an object of the present invention is to provide a method for inspecting the thickness of a thin plate-like material using acoustic vibration, and an apparatus that enables thickness measurement over a wide range.

本発明の他の目的は、薄板状材料の厚み測定確度を高め
ることである。
Another object of the present invention is to increase the accuracy of thickness measurement of sheet-like materials.

本発明の別の目的は、長さ方向にかなり曲つている薄板
状材料の厚みを正確に測定することである。
Another object of the invention is to accurately measure the thickness of sheet-like materials that have significant longitudinal curvature.

本発明の更に別の目的は、薄板状材料の厚みを検査する
装置の保守を容易にすることである。
Yet another object of the invention is to facilitate maintenance of a device for testing the thickness of sheet-like materials.

〔発明の概要〕本発明の目的は、音響発生器と、一群の
音響振動を周期的に発生する発振器と、音響受信器と、
この音響受信器に接続される測定ユニツトとを備え、検
査される薄板状材料は音響発生器と音響受信器の間に置
かれ、音響発生器と音響受信器との動作面は前記材料の
表面にほぼ平行である音響振動を用いて薄板状材料の厚
みを検査する方法を実施する装置において、音響発生器
と音響受信器との動作面の間隙は1回の測定あたりにお
ける進行波の持続時間中に当該進行波が進行する距離、
すなわち、検査されている薄板状材料をとり囲む媒体中
の音響振動の伝播速度と放射された一群の音響振動の持
続時間との積で与えられる放射された音響振動の長さを
これるように選択され、またこのような距離関係から生
ずる進行波の波長が薄板状材料の板厚の4倍を超えるよ
うにし、測定ユニツトは増幅器と、尖頭値検出器と、基
準信号設定器と、検査される材料の厚みにっいての情報
を有する信号と基準信号とを比較するユニツトと、この
比較ユニツトの出力端子に接続される記録器とを含み、
増幅器の人力端子は音響受信器の出力端子に接続され、
尖頭値検出器の入力端子は増幅器の出力端子に接続され
、比較ユニツトの一方の入力端子は尖頭値検出器の出力
端子に接続され、他方の入力端子は基準信号設定器に接
続されることを特徴とする音響信号を用いて薄板状材料
の厚みを測定する装置によつて達成される。
[Summary of the Invention] An object of the present invention is to provide an acoustic generator, an oscillator that periodically generates a group of acoustic vibrations, an acoustic receiver,
a measuring unit connected to the acoustic receiver, the sheet material to be inspected being placed between the acoustic generator and the acoustic receiver, the working surface of the acoustic generator and the acoustic receiver being the surface of said material. In a device that performs a method of testing the thickness of a thin sheet material using acoustic vibrations that are approximately parallel to The distance that the traveling wave travels in
That is, the length of the emitted acoustic vibration is given by the product of the propagation velocity of the acoustic vibration in the medium surrounding the lamellar material being tested and the duration of the group of emitted acoustic vibrations. The wavelength of the traveling wave selected and resulting from such a distance relationship is greater than four times the thickness of the sheet-like material, and the measuring unit includes an amplifier, a peak value detector, a reference signal setter and a tester. a unit for comparing a signal having information about the thickness of the material to be used with a reference signal, and a recorder connected to an output terminal of the comparison unit,
The human power terminal of the amplifier is connected to the output terminal of the acoustic receiver,
The input terminal of the peak value detector is connected to the output terminal of the amplifier, one input terminal of the comparison unit is connected to the output terminal of the peak value detector, and the other input terminal is connected to the reference signal setter. This is achieved by a device for measuring the thickness of a thin sheet material using an acoustic signal characterized by:

所定の厚みを有する薄板状材料を通つた進行波により機
能が実行される基準信号の設定器は、可変直流電源とし
て構成すると便利である。
The reference signal setter, whose function is performed by a traveling wave through a sheet-shaped material having a predetermined thickness, is conveniently configured as a variable DC power supply.

また、比較ユニツトは減算器として構成し、可変直流電
源に直結すると便利である。所定の厚みを有する薄板状
材料中に音響振動を送り込むために別の音響発生器を設
けるとよい。
It is also convenient to configure the comparison unit as a subtracter and connect it directly to the variable DC power supply. A further acoustic generator may be provided for injecting acoustic vibrations into the sheet-like material having a predetermined thickness.

所定の厚みを持つ薄板状材料中を通った進行波により機
能が実行される基準信号設定器は、その材料を通った音
響振動を受ける別の音響受信器として構成し、その材料
を前記別の音響発生器と前記別の音響受信器との間に、
その材料の表面が発生器と受信器との動作面にほぼ平行
となるように配置し、発生器と受信器との動作面の間隔
を主発生器と主受信器との動作面の間隔に等しくすると
便利である。比較ユニロトは割算器として構成し、その
割算器を直列接続された別の受信器と別の尖頭値検出器
とを介して前記別の受信器に接続すると便利である。検
査される薄板状材料中に送られた進行波により機能が実
行される基準信号の設定器は、その材料中を通づて主音
響受信器に達する進行波のある部分が別の受信機を側路
するように、音響発生器と検査される材料の間でその進
行波の進路を横切つて配置される別の音響受信器として
構成でき、比較ユニツトは割算ユニツトとして構成され
る。
A reference signal setter whose function is performed by a traveling wave passing through a thin plate-like material having a predetermined thickness is configured as a separate acoustic receiver receiving acoustic vibrations passing through the material, and between the acoustic generator and the another acoustic receiver;
The surface of the material is arranged so that it is approximately parallel to the working plane of the generator and the receiver, and the distance between the working planes of the generator and receiver is the same as the distance between the working planes of the main generator and the main receiver. It is convenient to make them equal. Conveniently, the comparison unit is configured as a divider, which divider is connected to said further receiver via a further series-connected receiver and a further peak value detector. A reference signal setter whose function is performed by a traveling wave transmitted into the lamellar material being tested is such that a portion of the traveling wave passing through the material to the main acoustic receiver passes through the material to another receiver. The comparison unit can be configured as a further acoustic receiver which is arranged in a bypass manner across the path of the traveling wave between the acoustic generator and the material to be examined, and the comparison unit is configured as a dividing unit.

前記別の受信器は別の増幅器と別の尖頭値検出器とを直
列に介して、前記割算ユニツトに接続される。〔発明の
効果〕本発明の音響振動を用いて薄板材料の厚みを検査
する方法と装置は、従来のものよりも優れたいくつかの
利点を有する。
The further receiver is connected to the divider unit via a further amplifier and a further peak detector in series. [Effects of the Invention] The method and apparatus for inspecting the thickness of thin sheet materials using acoustic vibrations of the present invention has several advantages over conventional ones.

まず第1に、本発明の方法と装置は音響発生器の表面と
、受信器の表面と、検査される材料の表面とから反射さ
れた音響振動と、その材料を通過した音響振動との重量
により定在波が形成されるために生ずる測定誤差が完全
になくなる。
First of all, the method and apparatus of the present invention are characterized by the weight of the acoustic vibrations reflected from the surface of the acoustic generator, the surface of the receiver, and the surface of the material being inspected, as well as the acoustic vibrations that have passed through the material. Measurement errors caused by the formation of standing waves are completely eliminated.

これは、検査される材料中へ音響振動が進行波の形で送
り込まれるからである。本発明の装置では、音響発生器
の動作面と受信器の動作面との間の距離が、1回の測定
当りにおける進行波の持続時間中に当該進行波が進む距
離、すなわち、検査されている薄板状材料をとり囲む媒
体中の音響振動の伝播速度と放射された一群の音響振動
の持続時間との積で与えられる放射された音響振動の長
さ以上となるように選択されるために、進行波が発生さ
れる。ここで、本発明において用いられる進行波の例を
第5図に示す。第5図において、T,,T2,T3は各
測定周期を示しており、aは音響振動発生器から出力さ
れる進行波を示している。このaにおいて、LOは上述
した[1回の測定当りにおける進行波の持続時間中に当
該進行波が進行する距離」、AOは薄板材料を通過する
前の進行波の振幅、λ。は当該進行波の波長をそれぞれ
示している。bは当該進行波が薄板材料を通過した後の
進行波を示す波形図で、Aはその振幅、λoは波長、H
は音響振動発生器と受信器の動作面相互の間隔である。
C,dはA,bのそれぞれについて指数関数的に減衰す
る状態を示している。なお、距離L。と進行波の波長λ
。との間には、LO=nλ。/2(nは整数)が成立す
る。上述のように進行波を用いる結果、検査される材料
の表面と受信器の温作面とから反射される音響振動は、
その材料を通過した音響振動には重畳されないから定在
波は生じない。
This is because the acoustic vibrations are transmitted in the form of traveling waves into the material being tested. In the device of the invention, the distance between the working plane of the acoustic generator and the working plane of the receiver is checked, i.e. the distance traveled by the traveling wave during the duration of the traveling wave per measurement. The length of the emitted acoustic vibration is selected to be greater than or equal to the product of the propagation velocity of the acoustic vibration in the medium surrounding the lamellar material and the duration of the group of emitted acoustic vibrations. , a traveling wave is generated. Here, an example of a traveling wave used in the present invention is shown in FIG. In FIG. 5, T, , T2, and T3 indicate each measurement period, and a indicates a traveling wave output from the acoustic vibration generator. In this a, LO is the above-mentioned [distance traveled by the traveling wave during the duration of the traveling wave per measurement], and AO is the amplitude of the traveling wave before passing through the thin plate material, λ. indicate the wavelength of the traveling wave. b is a waveform diagram showing the traveling wave after it passes through the thin plate material, A is its amplitude, λo is the wavelength, and H
is the distance between the working surfaces of the acoustic vibration generator and the receiver.
C and d indicate states in which A and b decay exponentially, respectively. Note that the distance L. and the wavelength λ of the traveling wave
. Between, LO=nλ. /2 (n is an integer) holds true. As a result of using traveling waves as described above, the acoustic vibrations reflected from the surface of the material being tested and the heated surface of the receiver are
No standing waves are generated because they are not superimposed on the acoustic vibrations that have passed through the material.

このような利点のために、本発明の装置は定在波の節点
に被検査材料を置くために、その材料に相対的に音響発
生器と受信器とを自動的に動かすための特殊な装置を必
要としない。このために本発明の装置の保守が簡単とな
る。第2に、本発明の装置は動作問隔の幅の変化により
生ずる誤差と、音響伝導媒質中における音響振動の伝播
速度の変化、したがづて伝播時間がその媒質の温度に依
存することから生ずる誤差を大幅に減少させる。
Because of these advantages, the device of the invention requires special equipment for automatically moving the acoustic generator and the receiver relative to the material to be inspected in order to place the material at the node of the standing wave. does not require. This simplifies maintenance of the device according to the invention. Secondly, the device of the invention is free from errors caused by changes in the width of the motion interval and by changes in the propagation velocity of acoustic vibrations in the acoustically conductive medium, and hence the dependence of the propagation time on the temperature of that medium. This greatly reduces the errors that occur.

そのような誤差を小さくすることは非常に薄い材料や薄
膜の厚みの測定においては重要である。第2の利点は、
本発明によつて材料の厚みを表すパラメータが、薄板材
料の中に送り込まれた音響振動の本発明の装置により測
定された振幅であることに基づく。
Reducing such errors is important when measuring the thickness of very thin materials or thin films. The second advantage is
According to the invention, the parameter representing the thickness of the material is the amplitude of the acoustic vibrations introduced into the sheet material, measured by the device of the invention.

この振幅は動作問隙の幅の変化とは独立しており、音響
伝播媒質中における音響振動の伝播速度だけに依存する
。その結果、音響伝播媒質中の音響振動の伝播速度の変
化に基づく誤差は5分の1から10分の1に減少する。
This amplitude is independent of changes in the width of the working gap and depends only on the propagation speed of the acoustic vibrations in the acoustic propagation medium. As a result, errors due to changes in the propagation velocity of acoustic vibrations in the acoustic propagation medium are reduced by a factor of 5 to 10.

このことは次の式によつて説明できる。ここに、δD,
は被検査材料の厚さD。
This can be explained by the following equation. Here, δD,
is the thickness D of the material to be inspected.

の、音響伝播媒質中における音響振動の伝播速度C。が
ΔCだけ変化したために生じた従来の方法で測定した時
の測定誤差、Hは動作問隔の幅、KOは定数である。本
発明を用いた場合には、伝播速度C。
, the propagation velocity C of acoustic vibrations in the acoustic propagation medium. The measurement error when measured using the conventional method is caused by a change in ΔC, H is the width of the movement interval, and KO is a constant. When using the present invention, the propagation velocity C.

がΔCだけ変化したために生ずる厚めD。の測定誤差δ
D2は次式により求められる。更に、被検査材料中の進
行波の波長がその材料の厚みの4倍以上となるように音
響振動の周波数を選択することにより、薄板状材料の厚
み測定確度が高くなつた。
A thicker D occurs due to a change in ΔC. The measurement error δ
D2 is determined by the following equation. Furthermore, by selecting the frequency of the acoustic vibration so that the wavelength of the traveling wave in the material to be inspected is four times or more the thickness of the material, the accuracy of measuring the thickness of the thin plate material is increased.

これは、薄板状材料の中を通される進行波の振幅の材料
の厚みに対する依存性が、最初の部分だけ直線的だから
である。
This is because the dependence of the amplitude of a traveling wave passed through a sheet-like material on the thickness of the material is linear only in the first part.

薄板材料の厚みが増してその材料中の進行波の波長の4
分の1の値に近づくと、前記依存性は非直線的になる。
更に、その値をこえると上記依存性はもはや単一の値で
はなくなる。被検査材料の最大厚みがその材料中の進行
波の波長の4分の1をこえるように周波数を選択すると
、前記単一値依存性の直線部分にわたつて材料の厚みが
変化する時の振幅を測定可能である。これにより測定確
度が高くなる。本発明の装置は測定感度が高いから、薄
い厚み領域内の薄板材料の厚み測定範囲を拡張できる。
As the thickness of the thin plate material increases, the wavelength of the traveling wave in the material increases by 4
As the value approaches a factor of 1, the dependence becomes non-linear.
Furthermore, beyond that value, the dependence is no longer a single value. If the frequency is selected such that the maximum thickness of the material under test exceeds one quarter of the wavelength of the traveling wave in the material, the amplitude of the change in material thickness over the linear part of the single value dependence can be measured. This increases measurement accuracy. Due to the high measurement sensitivity of the device of the present invention, it is possible to extend the thickness measurement range of thin sheet materials in thin thickness regions.

その理由は、被検査材料の厚みを示すパラメータが音響
振動の振幅だからである。被検査材料の中を通った音響
振動の振幅はその材料の厚みに逆比例し、事実上は動作
問隙の幅とは独立している。その結果、非常に薄い材料
中を通過した音響振動の振幅の変化の大きさは、本発明
の装置の前記測定ユニツトにより測定されるのに通常は
十分である。基準信号が所定の厚みの薄板状材料を通過
した進行波であり、かつ基準信号設定器が可変直流電源
である本発明の装置により、所定の厚みの20〜40%
の厚み範囲の材料の厚みを簡単カリ+分正確に測定でき
る。
The reason for this is that the parameter indicating the thickness of the material to be inspected is the amplitude of acoustic vibration. The amplitude of acoustic vibrations passed through the material under test is inversely proportional to the thickness of the material and is virtually independent of the width of the working gap. As a result, the magnitude of the change in the amplitude of acoustic vibrations passed through very thin materials is usually sufficient to be measured by the measuring unit of the device according to the invention. The device of the present invention, in which the reference signal is a traveling wave that has passed through a thin plate-like material having a predetermined thickness, and the reference signal setting device is a variable DC power supply, can reduce the noise by 20 to 40% of the predetermined thickness.
You can easily and accurately measure the thickness of materials within the thickness range.

測定範囲を拡げるためには直流電源を再調整せねばなら
ない。基準信号の機能が予め選択した厚みを有する材料
を通過した進行波にたり実行され、基準信号設定器の機
能がその材料を通過した音響振動を受ける別の受信器に
より実行され、かつ比較ユニツトの機能が割算ユニツト
により実行されるために、基準信号設定器を再調整する
ことなしに厚みを広い範囲で測定することが可能となる
In order to expand the measurement range, the DC power supply must be readjusted. The function of the reference signal is performed by a traveling wave passing through a material having a preselected thickness, the function of the reference signal setter is performed by another receiver receiving acoustic vibrations passing through the material, and the function of the reference signal setter is performed by a separate receiver receiving the acoustic vibrations passing through the material, and Because the function is performed by the dividing unit, it is possible to measure the thickness over a wide range without readjusting the reference signal setter.

いま、被検査材料中の音響振動の伝達係数が不安定であ
るために生ずる誤差が、本発明と装置により小さくなる
Now, the present invention and apparatus reduce errors caused by the instability of the transmission coefficient of acoustic vibrations in the material to be inspected.

その理由は、たとえば、周囲の空気の密度すなわち温度
あるいは大気圧の変化を原因とする前記係数の不安定さ
が、互いに近接している被検査材料と所定の厚みを有す
る材料について同じであるからである。更に、本発明の
装置の上記実施例により、割算ユニツトの出力信号の被
検査材料の厚みに対する依存性を直線的および正比例的
にすることにより、測定確度を高くすることが可能であ
る。
The reason for this is that the instability of said coefficient due to changes in the density of the surrounding air, i.e. temperature or atmospheric pressure, for example, is the same for materials under test that are close to each other and for materials with a given thickness. It is. Furthermore, the above-described embodiment of the device according to the invention makes it possible to increase the measurement accuracy by making the dependence of the output signal of the dividing unit linear and directly proportional to the thickness of the material to be inspected.

これは被検査材料の中を通づた音響振動の振幅がその厚
みに逆比例するからである。したがづて、それが除数と
して使用される場合には商は厚みに正比例する。基準信
号の機能が被検査材料の中を通される進行波により実行
され、基準信号設定器の機能が別の受信器により実行さ
れるから、音響発振器の出力の不安定さに基づく測定誤
差と、音響発生器の不安定さに基づく測定誤差がなくな
る。
This is because the amplitude of acoustic vibrations passing through the material under test is inversely proportional to its thickness. Therefore, the quotient is directly proportional to the thickness when it is used as a divisor. Since the function of the reference signal is performed by a traveling wave passed through the material under test, and the function of the reference signal setter is performed by a separate receiver, measurement errors due to instability of the output of the acoustic oscillator and , measurement errors due to instability of the acoustic generator are eliminated.

この場合には、それらの不安定さは被検査材料の中を通
される音響振動と、その材料を既に通つた音響振動とに
等しく影響する。本発明の装置のこのような実施例によ
り、割算ユニツトの出力信号は被検査材料の厚みに正比
例するようになる。
In this case, these instabilities equally affect the acoustic vibrations that are passed through the material under test and the acoustic vibrations that have already passed through the material. Such an embodiment of the device according to the invention ensures that the output signal of the dividing unit is directly proportional to the thickness of the material to be tested.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.

第1図に示す本発明の、薄板状の材料の厚みを測定する
装置は音響発生器1と音響受信器3とを有する。この音
響発生器1には発振器2が接続される。音響発生器1は
公知の圧電トランスデユーサである。発振器2は公知の
シヨツク発振器を用いて構成される。受信器3も公知で
あつて、音響発生器1に類似する。発生器1と受信器3
の間には検査される薄板状材料4が置かれる。
The apparatus for measuring the thickness of a thin plate-like material according to the present invention shown in FIG. 1 has an acoustic generator 1 and an acoustic receiver 3. The apparatus shown in FIG. An oscillator 2 is connected to this acoustic generator 1 . The acoustic generator 1 is a known piezoelectric transducer. The oscillator 2 is constructed using a known shock oscillator. The receiver 3 is also known and similar to the acoustic generator 1. Generator 1 and receiver 3
A sheet material 4 to be inspected is placed between them.

材料4は音響伝導媒質5の中に置かれる。ここで説明し
ている場合には、媒質5は70〜80℃の温度に加熱さ
れた水である。この水は矢印Lで示す向きに流れる流れ
の形で供給される。音響発生器1と音響受信器3との動
作面は薄板状材料4の表面にほぼ平行である。
The material 4 is placed in an acoustically conductive medium 5. In the case described here, the medium 5 is water heated to a temperature of 70-80<0>C. This water is supplied in the form of a stream flowing in the direction indicated by arrow L. The operating planes of the acoustic generator 1 and the acoustic receiver 3 are approximately parallel to the surface of the sheet-like material 4.

これにより材料4の表面にほぼ垂直となるように、媒質
5を通じて材料4の中に音響信号を送り込むことが可能
となる。発生器1と受信器3の動作面の間隔は、1回の
測定当りにおける進行波の持続時間中に当該進行波が進
む距離以上となるように選択される(第5図参照)。
This makes it possible to send an acoustic signal into the material 4 through the medium 5 so as to be substantially perpendicular to the surface of the material 4. The distance between the operating planes of the generator 1 and the receiver 3 is selected to be equal to or greater than the distance traveled by the traveling wave during its duration per measurement (see FIG. 5).

こうすることによつて発生器1から材料4の中へ音響振
動を進行波の形で送り込むことが可能となる。その結果
、定在波の発生を防止できる。したがつて、定在波の存
在に起因する厚み測定誤差をなくすことができる。それ
と同時に、材料4を定在波の節点上に置くために、発生
器1と受信器3とを材料4に対して自動的に移動させる
ための特殊な装置を用いずにすむことが可能となる。そ
の結果として本発明の装置は保守が簡単となる。音響受
信器3には測定ユニツト6が接続される。
This makes it possible to send acoustic vibrations from the generator 1 into the material 4 in the form of a traveling wave. As a result, generation of standing waves can be prevented. Therefore, thickness measurement errors caused by the presence of standing waves can be eliminated. At the same time, it is possible to dispense with special equipment for automatically moving the generator 1 and the receiver 3 relative to the material 4 in order to place the material 4 on the node of the standing wave. Become. As a result, the device of the invention is easy to maintain. A measuring unit 6 is connected to the acoustic receiver 3.

測定ユニツト6はトランジスタを用いて構成された増幅
器7と、この増幅器7の出力端子に接続される尖頭値検
出器8と、この検出器の出力端子に一方の入力端子が接
続される比較ユニツト9と、このユニツト9の他方の入
力端子に接続される可変直流電源として構成される基準
信号設定器11と、比較ユニツト9の出力端子に接続さ
れる公知の記録器(米国特許第3,345,861号参
照)12とを含む。増幅器7の入力端子は受信器3の出
力端子に接続される。
The measurement unit 6 includes an amplifier 7 constructed using transistors, a peak value detector 8 connected to the output terminal of this amplifier 7, and a comparison unit whose one input terminal is connected to the output terminal of this detector. 9, a reference signal setter 11 configured as a variable DC power supply connected to the other input terminal of this unit 9, and a known recorder (US Pat. No. 3,345) connected to the output terminal of the comparison unit 9. , No. 861). The input terminal of amplifier 7 is connected to the output terminal of receiver 3.

尖頭値検出器8は公知のトランジスターダイオード回路
で構成され、その検出定数は発生される音響振動の周期
よりも1桁以上大きい。尖頭値検出器8によつて発生器
1の表面と、受信器1の表面と、材料4の表面とから繰
り返えし反射されて、材料4の中を通過した音響振動の
振幅よりも小さい振幅を有する音響振動を記録すること
を防ぐことが可能となるから、薄板状の材料の厚みを測
定する従来の装置に用いられる振幅検出器または振幅一
位相検出器でなく、尖頭値検出器を用いることが好まし
い。比較ユニツト9は、被検査材料4の厚みにっいての
情報を含む信号を基準信号と比較するユニツトであつて
、ここで説明している実施例では減算ユニツトとして構
成される。
The peak value detector 8 is composed of a known transistor diode circuit, and its detection constant is one order of magnitude larger than the period of the generated acoustic vibration. than the amplitude of the acoustic vibration that has passed through the material 4 and has been repeatedly reflected by the peak detector 8 from the surface of the generator 1, the surface of the receiver 1, and the surface of the material 4. Peak value detection rather than amplitude detectors or amplitude single-phase detectors used in conventional devices for measuring the thickness of thin sheet materials, since it is possible to avoid recording acoustic vibrations with small amplitudes. It is preferable to use a container. The comparison unit 9 is a unit for comparing a signal containing information about the thickness of the material 4 to be inspected with a reference signal, and in the embodiment described here is configured as a subtraction unit.

減算ユニツト9は公知の弁別回路を用いて構成される。
材料4の厚みについての情報を含む信号はその材料を通
過した進行波である。
The subtraction unit 9 is constructed using a known discrimination circuit.
The signal containing information about the thickness of the material 4 is a traveling wave that has passed through the material.

この実施例によれば、基準信号は所定の厚みの材料10
(第2図)を通過した進行波である。材料4の厚みの測
定に先立つて、材料4を置くのと同じようにして、材料
4を発生器13と受信器14の間に置く。発生器1から
発生された音響振動は、進行波の形で材料10の中に送
り込まれ、それからその振幅が測定される。可変直流電
源11の出力電圧は、所定の厚みを有する材料10を通
過した進行波の測定された振幅に正比例する。
According to this embodiment, the reference signal is a material 10 of a predetermined thickness.
This is a traveling wave that has passed through (Figure 2). Prior to measuring the thickness of the material 4, the material 4 is placed between the generator 13 and the receiver 14 in the same manner as the material 4 is placed. The acoustic vibrations generated by the generator 1 are sent into the material 10 in the form of a traveling wave, and then their amplitude is measured. The output voltage of the variable DC power supply 11 is directly proportional to the measured amplitude of the traveling wave passing through the material 10 having a given thickness.

記録器12の目盛は厚さの単位で目盛られる。以上説明
した実施例は最も簡単なものであるが、予め設定された
厚みの20〜40%の比較的狭い範囲内でだけ厚みを測
定できる。
The scale of the recorder 12 is graduated in units of thickness. Although the embodiment described above is the simplest one, it is possible to measure the thickness only within a relatively narrow range of 20 to 40% of the preset thickness.

測定範囲を拡げるためには直流電源の出力電圧を変える
ことが必要である。そのために、この実施例は、検査さ
れる薄板状材料の厚みの所定の厚さに対する変化につい
ての情報だけを必要とする製造工程を制御する自動装置
に採用できる。
In order to expand the measurement range, it is necessary to change the output voltage of the DC power supply. To this end, this embodiment can be employed in automatic equipment for controlling manufacturing processes that only requires information about the variation in thickness of the sheet-like material being inspected over a given thickness.

検査の信頼性を高めるためには、音響伝達媒質5の性質
を安定にし、安定な音響を発生することが必要である。
この目的は媒質5として温度調節される液体、たとえば
水、を用いることと、非常に高安定の音響発生器1を使
用することにより達成される。本発明の装置の別の実施
例を第2図に示す。
In order to increase the reliability of the test, it is necessary to stabilize the properties of the acoustic transmission medium 5 and generate stable sound.
This objective is achieved by using a temperature-controlled liquid as medium 5, for example water, and by using a very stable acoustic generator 1. Another embodiment of the device of the invention is shown in FIG.

この実施例により、薄板状材料の厚み測定範囲を拡張し
、音響伝達媒質5の性質変化と、発生器1の不安定性が
測定結果に及ぼす影響を小さくできる。前記した構成要
素1,2,3,7,8,12,13の他に、第2図に示
す実施例は、所定の厚みを有する薄板状材料10の中に
音響振動を送り込む別の音響発生器13を含む。この発
生器13は発振器2に接続される。この別の発生器13
により発生器1の不安定性に基づく誤差を減少させるこ
とが可能である。第2図に示す実施例では、予め選択し
た厚みを持つ材料10を通過した進行波である基準信号
の設定器は、別の受信器14である。
With this embodiment, the thickness measurement range of the thin plate material can be expanded, and the effects of changes in the properties of the acoustic transmission medium 5 and instability of the generator 1 on the measurement results can be reduced. In addition to the components 1, 2, 3, 7, 8, 12, 13 described above, the embodiment shown in FIG. Contains container 13. This generator 13 is connected to the oscillator 2. This other generator 13
This makes it possible to reduce errors due to instability of the generator 1. In the embodiment shown in FIG. 2, the setter of the reference signal, which is a traveling wave passed through a material 10 having a preselected thickness, is a separate receiver 14.

受信器14は受信器3と同様に公知のものである。材料
10は検査される材料4に十分近接させて別の発生器1
3と別の受信器14の間に置かれる。その結果、音響伝
達媒質5(この場合には空気)の温度、圧力および密度
は、発生器1,13と主受信器3,14とによりはさま
れた部分内の空気のそれと同一または極めて類似する。
そのために媒質5の性質の変化に基づく誤差が減少する
。発生器13と受信器14との動作面は材料10の表面
にほぼ平行である。
The receiver 14, like the receiver 3, is of a known type. The material 10 is placed in sufficient proximity to the material 4 to be inspected by another generator 1.
3 and another receiver 14. As a result, the temperature, pressure and density of the acoustic transmission medium 5 (air in this case) is the same or very similar to that of the air in the part sandwiched by the generators 1, 13 and the main receivers 3, 14. do.
Therefore, errors due to changes in the properties of the medium 5 are reduced. The plane of operation of the generator 13 and receiver 14 is approximately parallel to the surface of the material 10.

発生器13と受信器14との動作面の間隔は、主発生器
13と主受信器14との動作面の間隔に近い。その結果
、発生器13により発生される音響振動は進行波の形で
材料10の中に送り込まれる。第2図に示す実施例では
、材料4の厚みについての情報を含む信号と基準信号と
を比較するユニツトは、公知の割算ユニツト15として
作られる。
The operational spacing between the generator 13 and the receiver 14 is close to the operational spacing between the main generator 13 and the main receiver 14. As a result, the acoustic vibrations generated by the generator 13 are transmitted into the material 10 in the form of traveling waves. In the embodiment shown in FIG. 2, the unit for comparing the signal containing information about the thickness of the material 4 with the reference signal is constructed as a known dividing unit 15.

別の受信器14は別の増幅器16と尖頭値検査器17を
直列に介して割算ユニツト15の一方の入力端子に接続
される。ユニツト15の他方の入力端子は尖頭値検査器
8の出力端子に接続され、割算ユニツト15の出力端子
は記録器12に接続される。別の増幅器16は主増幅器
7に類似し、尖頭値検査器17は主尖頭値検査器8に類
似する。第2図に示す実施例は安定な音響伝達媒質と、
精密で安定度の高い音響発生器1とを用いることなしに
動作できる。その結果、音響伝達媒質はガス状の媒質と
することができるが、なるべくなら液状媒質を使用する
ようにする。ガス状媒質中では発生器1,13と受信器
3,14との表面から反射される音響振動の減衰が加速
されるから、ガス状゛媒質を用いると装置の応答速度が
高くなる。また、ガス状媒質は発生器1,13および受
信器3,14と、検査される材料4および所定の厚みを
有する材料10との間の音響的接触の不安定さを除去す
る。このことは液体の流れがなくなると接触状態が失わ
れることを思い出せばよい。更に、ガス状媒質を使用す
ることにより、測定範囲を十分に拡張できる。その理由
は、薄板状材料4の密度がガス状媒質の密度の数倍高い
からである。それと同時に、ガス状媒質中の音響振動の
伝播速度が液状媒質中のそれよりも1桁低いから、進行
波を生じさせるためには発生器1,13と受信器3,1
4間のそれぞれの距離を短くする必要がある。また、ガ
ス状媒質を使用することにより、制御される装置、たと
えば圧延機、の部品の腐食も防止できる。本発明の装置
は基準信号設定器を再調節することなしに、薄板材料の
製造工程中にその絶対厚みを測定するために採用できる
A further receiver 14 is connected to one input of the divider unit 15 via a further amplifier 16 and a peak value checker 17 in series. The other input terminal of the unit 15 is connected to the output terminal of the peak value checker 8, and the output terminal of the dividing unit 15 is connected to the recorder 12. The further amplifier 16 is similar to the main amplifier 7 and the peak checker 17 is similar to the main peak checker 8. The embodiment shown in FIG. 2 includes a stable acoustic transmission medium;
It can operate without using a precise and highly stable acoustic generator 1. Consequently, the acoustic transmission medium can be a gaseous medium, but preferably a liquid medium is used. The use of a gaseous medium increases the response speed of the device, since the attenuation of acoustic vibrations reflected from the surfaces of the generators 1, 13 and receivers 3, 14 is accelerated in the gaseous medium. The gaseous medium also eliminates the instability of the acoustic contact between the generator 1, 13 and the receiver 3, 14 and the material 4 to be examined and the material 10 of a given thickness. This can be explained by remembering that contact is lost when the flow of liquid ceases. Furthermore, by using a gaseous medium, the measuring range can be expanded considerably. The reason is that the density of the sheet material 4 is several times higher than the density of the gaseous medium. At the same time, since the propagation velocity of acoustic vibrations in a gaseous medium is an order of magnitude lower than that in a liquid medium, in order to generate a traveling wave, the generators 1, 13 and the receivers 3, 1 are required.
It is necessary to shorten the respective distances between the four. The use of gaseous media also prevents corrosion of parts of the equipment to be controlled, for example rolling mills. The device of the invention can be employed to measure the absolute thickness of sheet material during its manufacturing process without readjusting the reference signal setter.

この実施例では、検査される薄板材料の厚みについての
情報を含む信号と基準信号とを比較するユニツトは、割
算ユニツト15と同様に尖頭値検波器8,17に接続さ
れる減算ユニツト(図示せず)として作ることもできる
In this embodiment, the unit for comparing the signal containing information about the thickness of the sheet material to be inspected with the reference signal is a subtraction unit ( (not shown).

この場合には、この装置は製造工程を自動的に制御する
装置に採用でき、その装置のアクチユエータに検査され
る材料の厚みの指定された値からのずれに比例する制御
信号を与えることができる。第3図に示す実施例では、
検査される材料4の中を通つた進行波により機能が実行
される基準信号の設定器は、別の受信器18として構成
できる。
In this case, the device can be employed in a device that automatically controls the manufacturing process, providing the actuator of the device with a control signal proportional to the deviation of the thickness of the material being inspected from a specified value. . In the embodiment shown in FIG.
The setter of the reference signal, whose function is performed by a traveling wave passing through the material 4 to be examined, can be configured as a separate receiver 18 .

この受信器18は小型の圧電マイクロホンである(米国
特許第3,109,111号参照)。受信器18は音響
発生器1と検査される材料4との間で、進行波の大部分
が検査される材料4の中を通つて主受信器3に到達する
ような位置に、進行波の進路を横切つて置かれる。検査
される材料4の厚みについての情報を有する信号と基準
信号を比較するユニツトは、割算ユニツト15として構
成される。
This receiver 18 is a small piezoelectric microphone (see US Pat. No. 3,109,111). The receiver 18 is located between the acoustic generator 1 and the material 4 to be inspected so that the majority of the traveling wave passes through the material 4 to be inspected and reaches the main receiver 3. placed across the path. The unit for comparing the reference signal with a signal containing information about the thickness of the material 4 to be examined is configured as a division unit 15.

この割算ユニツト15は尖頭値検出器8と記録器12に
接続されるとともに、別の受信器18に、直列接続され
た増幅器19と尖頭値検出器17を介して、接続される
。増幅器19には利得を調節する温度調節器(図示せず
)が設けられる。この温度調整器は、この実施例では音
響伝達媒質5である空気の温度変化に起因する誤差を減
少させる助けをする。第3図に示す実施例により、発振
器2の出力の不安定さと、音響発生器1の不安定さとに
起因する、検査される薄板状材料4の厚み測定誤差をな
くすことができる。この場合には、それらの不安定さは
材料4を通過する音響振動と、材料4を既に通過した音
響振動とに等しく影響するから、割算ユニツト15の出
力電圧には何の影響も及ぼさない。その結果、材料4の
厚み測定確度が非常に高くなる。この装置は基準信号設
定器の再調整を行うことなしに、全製造工程中に薄板状
材料の広い範囲の厚みを測定するために用いることがで
きる。
This dividing unit 15 is connected to a peak value detector 8 and a recorder 12 and to a further receiver 18 via an amplifier 19 and a peak value detector 17 connected in series. The amplifier 19 is provided with a temperature controller (not shown) that adjusts the gain. This temperature regulator helps reduce errors due to temperature changes in the air, which in this example is the acoustic transmission medium 5. The embodiment shown in FIG. 3 makes it possible to eliminate errors in measuring the thickness of the thin plate material 4 to be inspected, which are caused by the instability of the output of the oscillator 2 and the instability of the acoustic generator 1. In this case, these instabilities have no effect on the output voltage of the dividing unit 15, since they equally affect the acoustic vibrations passing through the material 4 and the acoustic vibrations that have already passed through the material 4. . As a result, the accuracy of measuring the thickness of the material 4 becomes extremely high. This device can be used to measure the thickness of a wide range of sheet materials during the entire manufacturing process without readjusting the reference signal setter.

第4図は本発明の方法における、材料の中を通される音
響振動の振幅Aとその材料の中を通つた音響振動の振幅
A。との比と、材料4(第1図)の厚みdと音響振動の
周波数fとの積との間の関係を示すグラフである。カー
ブI,l,はそれぞれアルミニウム、銅およびタングス
テンに対するそれらの比を示す。振幅A.:5A0の比
は次式で表すことができる。
FIG. 4 shows the amplitude A of acoustic vibrations passed through a material and the amplitude A of acoustic vibrations passed through the material in the method of the present invention. 2 is a graph showing the relationship between the ratio of d and the product of the thickness d of the material 4 (FIG. 1) and the frequency f of acoustic vibration. Curves I, l, show their ratios for aluminum, copper and tungsten, respectively. Amplitude A. :5A0 ratio can be expressed by the following formula.

〜 − VVここに、ρoとC。~ − VV here, ρo and C.

はそれぞれ音響伝達媒質5の密度と、その媒質中の音響
振動の伝達速度、ρとCはそれぞれ検査される薄板状材
料4の密度と、その中における音響振動の伝播速度であ
る。(1)式と第4図のグラフから、材料4の中を通つ
た音響振動の振幅Aが材料4の厚みdに逆比例すること
は明らかである。本発明の厚み測定方法は以上説明した
装置によつて下記のように実施される。
are the density of the acoustic transmission medium 5 and the propagation velocity of acoustic vibrations in the medium, respectively, and ρ and C are the density of the thin plate material 4 to be tested and the propagation velocity of acoustic vibrations therein, respectively. From equation (1) and the graph in FIG. 4, it is clear that the amplitude A of the acoustic vibration passing through the material 4 is inversely proportional to the thickness d of the material 4. The thickness measuring method of the present invention is carried out as follows using the apparatus described above.

70〜80℃に加熱された水の中に置かれた音響発生器
1と受信器3の間に検査される薄板状材料4を置く。
The sheet material 4 to be tested is placed between the acoustic generator 1 and the receiver 3, which are placed in water heated to 70-80°C.

発振器2は電気的パルスを発生し、このパルスは一定の
操返えし周期で発生器1に加えられる。
The oscillator 2 generates electrical pulses which are applied to the generator 1 at a constant repetition period.

このパルス繰返えし周期は、単位時間当りの測定回数に
依存する所要の厚み測定確度に応じて選択される。発生
器1は発生器2から与えられたパルスにより励振され、
進行波の形で短くて狭いスペクトラムの音響振動パルス
を水の中に送り込む。
This pulse repetition period is selected depending on the required thickness measurement accuracy which depends on the number of measurements per unit time. Generator 1 is excited by a pulse given from generator 2,
It sends short, narrow-spectrum acoustic vibration pulses into the water in the form of traveling waves.

音響振動を進行波の形で用いることにより、定在波の発
生に起因する厚み測定誤差を完全になくすことができる
。この定在波動作条件は、発生器1と受信器3との間の
距離を1回の測定当りにおける進行波の持続時間中に当
該進行波が進む距離以上に選択することにより、確保さ
れる。
By using acoustic vibrations in the form of traveling waves, thickness measurement errors due to the generation of standing waves can be completely eliminated. This standing wave operating condition is ensured by choosing the distance between the generator 1 and the receiver 3 to be greater than or equal to the distance traveled by the traveling wave during its duration per measurement. .

音響振動の周波数は、薄板材料4内の進行波の波長がそ
の材料の厚みの4倍以上となるように選択される。
The frequency of the acoustic vibrations is selected such that the wavelength of the traveling wave within the sheet material 4 is at least four times the thickness of that material.

これにより、材料4を通過した音響振動の進行波振幅と
材料4の厚みとが直線的に関連するようになり、そのた
めに狭い厚み範囲内の測定範囲を拡げることができる。
進行波の波長と検査される薄板状材料の最大厚みとの前
記比は、薄膜材料の厚み(この場合の厚みは数十分の1
1L1Lである)を測定するために超音波振動と、超音
波周波数範囲の下側部分と可聴周波数の上側部分との間
の周波数を有する音響振動とを用いることにより確保さ
れる。可聴音周波数は厚い材料の厚みを測定するために
用いられる。検査される薄板材料4の中を通過する音響
振動パルスの進行波は材料4の表面にほぼ垂直であり、
前記(1)式に示すように減衰された振幅のパルスとし
て材料4の両側で水の中に入る。
As a result, the amplitude of the traveling wave of the acoustic vibration that has passed through the material 4 and the thickness of the material 4 are linearly related, and therefore the measurement range within a narrow thickness range can be expanded.
The ratio between the wavelength of the traveling wave and the maximum thickness of the thin plate material to be inspected is determined by the thickness of the thin film material (in this case, the thickness is several tenths of
1L1L) by using ultrasonic vibrations and acoustic vibrations with a frequency between the lower part of the ultrasonic frequency range and the upper part of the audio frequency range. Audible sound frequencies are used to measure the thickness of thick materials. The traveling wave of the acoustic vibration pulse passing through the sheet material 4 to be inspected is approximately perpendicular to the surface of the material 4;
It enters the water on both sides of the material 4 as a pulse with attenuated amplitude as shown in equation (1) above.

検査される材料4を通る進行波は材料4の表面に垂直に
入る。
A traveling wave passing through the material 4 to be inspected enters the surface of the material 4 perpendicularly.

その理由は、発生器1と受信器3との動作面が材料4の
表面に平行たからである。検査される薄板状材料4を通
過した進行波パルスは受信器3に加えられる。この受信
器3はそれらのパルスを音響振動の周波数に等しい搬送
周波数を有する電気的パルスに変換する。それらの電気
的パルスは検査される材料4の厚みについての情報を含
み、増幅器7を介して尖頭値検査器8に加えられる。尖
頭器検出器8はその入力端子に加えられたパルスの包絡
線の振幅に等しい電圧を発生する。尖頭値検出器8の出
力端子からは減算ユニツト9の一方の入力端子に、検査
される材料の厚みに逆比例する電圧が加えられる。
The reason is that the operating planes of the generator 1 and the receiver 3 were parallel to the surface of the material 4. The traveling wave pulse that has passed through the sheet material 4 to be inspected is applied to a receiver 3. This receiver 3 converts these pulses into electrical pulses with a carrier frequency equal to the frequency of the acoustic vibrations. These electrical pulses contain information about the thickness of the material 4 to be tested and are applied via an amplifier 7 to a peak value tester 8 . The peak detector 8 generates a voltage equal to the amplitude of the envelope of the pulse applied to its input terminal. From the output of the peak detector 8, a voltage is applied to one input of the subtraction unit 9, which is inversely proportional to the thickness of the material being tested.

減算ユニツト9の他方の入力端子には直流電源11の出
力端子から一定の電圧が加えられる。この電圧は薄板材
料10の予め選択された厚みに逆比例する。減算ユニツ
ト9の出力端子には、その2つの入力端子に加えられて
、薄板材料10の予め選択された厚みと検査される材料
の厚みとの差に逆比例する電圧の査に等しい電圧が現わ
れる。減算ユニツト9の出力電圧は記録器12に加えら
れる。
A constant voltage is applied to the other input terminal of the subtraction unit 9 from the output terminal of the DC power supply 11. This voltage is inversely proportional to the preselected thickness of the sheet material 10. At the output terminal of the subtraction unit 9 appears a voltage equal to the sum of the voltages applied to its two input terminals and which is inversely proportional to the difference between the preselected thickness of the sheet material 10 and the thickness of the material to be examined. . The output voltage of subtraction unit 9 is applied to recorder 12.

この出力電圧は検査される材料4の厚みの、材料10の
予め選択された厚みからの偏移の値を示す。第1図に示
す装置の動作の開始前に、基準信号設定器として機能す
る直流電源11が適切に調整される。
This output voltage indicates the value of the deviation of the thickness of the material 4 being tested from a preselected thickness of the material 10. Before starting the operation of the device shown in FIG. 1, the DC power supply 11, which functions as a reference signal setter, is suitably adjusted.

この目的のために、検査される材料4の代りに、所定の
厚みを持つ材料10を発生器1と受信器3の間に置く。
この材料10の中を音響振動進行波が通り、直流電源1
1の出力電圧を調節,して記録器12が零を示すように
する。通常は予め選択された値は測定帯の初めにある。
For this purpose, instead of the material 4 to be examined, a material 10 of a predetermined thickness is placed between the generator 1 and the receiver 3.
An acoustic vibration traveling wave passes through this material 10, and the DC power source 1
Adjust the output voltage of 1 so that the recorder 12 shows zero. Usually the preselected value is at the beginning of the measurement band.

動作中は直流電源11の出力電圧は一定である。以上説
明した方法は簡単ではあるが、所定の厚みの20〜40
%という比較的狭い範囲内で測定を行うことが可能であ
る。測定される厚みが更に厚くなると、記録器12の指
示の材料の厚みに対する関係が非直線的となるから、直
流電源11は異なる測定帯のために再調整せねばならな
い。測定すべき厚みの範囲は、第2図に示す装置を用い
て行われる薄板状材料の厚みを検査する方法を用いて拡
張することもできる。この方法によれば、検査すべき薄
板状材料4を、音響伝達媒質(この場合には空気)5の
中に置かれている発生器1と受信器3の間に置く。
During operation, the output voltage of the DC power supply 11 is constant. Although the method explained above is simple, it is possible to
It is possible to make measurements within a relatively narrow range of %. As the thickness to be measured becomes larger, the relationship of the register 12 reading to the material thickness becomes non-linear and the DC power supply 11 must be readjusted for a different measurement band. The range of thicknesses to be measured can also be extended using the method for testing the thickness of sheet-like materials, which is carried out using the apparatus shown in FIG. According to this method, a sheet-like material 4 to be tested is placed between a generator 1 and a receiver 3, which are placed in an acoustic transmission medium 5 (in this case air).

また、別の発生器13と別の受信器14の間に予め選択
された厚みの薄板状材料10を材料4に近接させて置く
。こうすることにより音響伝達媒質の性質の変化に起因
する誤差が小さくなる。発振器2は電気的パルスを発生
して、それらのパルスを一定の繰返えし周期で主発生器
1と別の発生器13に加える。
Also, a thin plate-like material 10 of a preselected thickness is placed close to the material 4 between another generator 13 and another receiver 14 . This reduces errors caused by changes in the properties of the acoustic transmission medium. The oscillator 2 generates electrical pulses and applies them to the main generator 1 and the further generator 13 with a constant repetition period.

主発生器1は音響振動パルスを進行波の形で空気中に送
り込む。
The main generator 1 sends acoustic vibration pulses into the air in the form of traveling waves.

これらのパルスは検査される材料4の中を通る。通つた
後のそれらのパルスの振幅は前記(6)式に従づて減少
する。音響伝播媒質である空気の密度ρ。が、検査され
る材料4の密度ρよりも4桁ほど小さいことを考えると
、であることがわかる。
These pulses pass through the material 4 to be inspected. After passing, the amplitude of these pulses decreases according to equation (6) above. Density ρ of air, which is the acoustic propagation medium. is about four orders of magnitude smaller than the density ρ of the material 4 to be inspected.

更に、音響振動の振幅Aが過大に減衰させられることを
防ぐために、2πFd/Cがπ/2よりも大幅に小さい
ように音響振動の周波数fを選択する。
Furthermore, in order to prevent the amplitude A of the acoustic vibration from being excessively attenuated, the frequency f of the acoustic vibration is selected such that 2πFd/C is significantly smaller than π/2.

したがつて、(6)式は次式のように表すご走ができる
。λoを空気中の進行波の波長とするとC。
Therefore, equation (6) can be expressed as the following equation. If λo is the wavelength of a traveling wave in the air, then C.

/f=λoであるから、(8)式は次式のように表すこ
とができる。ここに、K=AOρ。
Since /f=λo, equation (8) can be expressed as the following equation. Here, K=AOρ.

λo/πρである。この(代)式から検査される材料4
を通つた音響振動の振幅は、その材料4の厚みと正比例
関係にあり、これは実際上どのような範囲の厚みにも適
用できることがわかる。
λo/πρ. Material 4 to be inspected from this (expression)
It will be appreciated that the amplitude of acoustic vibrations passed through the material 4 is directly proportional to the thickness of the material 4, and that this is applicable to practically any range of thicknesses.

検査される材料4を通過した音響振動は受信器3に入り
、それにより電気的パルスに変換される。
The acoustic vibrations that have passed through the material 4 to be examined enter the receiver 3 and are thereby converted into electrical pulses.

それらの電気的パルスは増幅器7で増幅されてから尖頭
値検出器8に加えられる。そうすると、この尖頭値検出
器8はその入力端子に加えられた電気的パルスの包絡線
の振幅に等しい一定の電圧を発生する。この一定電圧は
割算ユニツト15の1つの入力端子に加えられる。一方
、補助発生器13は音響振動パルスを進行波の形で空気
中に送り込む。
These electrical pulses are amplified by an amplifier 7 and then applied to a peak detector 8. This peak detector 8 then generates a constant voltage equal to the amplitude of the envelope of the electrical pulse applied to its input terminal. This constant voltage is applied to one input terminal of divider unit 15. On the other hand, the auxiliary generator 13 sends acoustic vibration pulses into the air in the form of traveling waves.

それらのパルスは所定の厚みを有する薄板状材料10の
中を通り、そのためにそれらのパルスの振幅はという関
係に従つて減衰させられる。
The pulses pass through a sheet-like material 10 having a predetermined thickness, so that the amplitude of the pulses is attenuated according to the relationship .

ここに、A,は所定の厚みの材料10を通つた音響振動
の振幅である。受信器14は弱められたパルスを受けて
、それらのパルスを音響振動の周波数に等しい搬送波周
波数を持つ電気的パルスに変換し、それらの電気的パル
スを増幅器16で増幅してから尖頭値検出器17に加え
る。
Here, A is the amplitude of acoustic vibration passing through the material 10 of a predetermined thickness. Receiver 14 receives the weakened pulses, converts them into electrical pulses with a carrier frequency equal to the frequency of the acoustic vibrations, and amplifies the electrical pulses with amplifier 16 prior to peak detection. Add to bowl 17.

パルスを受けた尖頭値検出器17はそれらのパルスの包
絡線の振幅に等しい一定の電圧を発生する。この一定電
圧は割算ユニツト15の第2入力端子に加えられる。そ
の結果、この割算ユニツト15の出力端子には、尖頭値
検波器17の出力端子からその第2入力端子に加えられ
た電圧と、尖頭値検出器8の出力端子から割算ユニツト
15の第1入力端子に加えられた電圧との比に等しい電
圧が現われる。割算ユニツト15の出力端子に現われる
出力電圧は検査される材料4の厚みに比例する。この出
力電圧は記録器12に加えられ、記録器12は検査され
る材料4の厚みを指示する。第2図に示す装置は動作開
始に先立つて調整される。
The peak detector 17 receiving the pulses generates a constant voltage equal to the amplitude of the envelope of those pulses. This constant voltage is applied to the second input terminal of divider unit 15. As a result, the output terminal of this dividing unit 15 receives the voltage applied from the output terminal of the peak value detector 17 to its second input terminal, and the voltage applied from the output terminal of the peak value detector 8 to the dividing unit 15. A voltage appears which is equal to the ratio of the voltage applied to the first input terminal of . The output voltage appearing at the output terminal of the dividing unit 15 is proportional to the thickness of the material 4 to be examined. This output voltage is applied to a recorder 12, which indicates the thickness of the material 4 being inspected. The apparatus shown in FIG. 2 is calibrated prior to beginning operation.

この目的のために、検査される材料4の代りに、発生器
1と受信器3の間に既知の厚みを持っ材料4の見本(図
示せず)が置かれる。この見本と材料10を通じて進行
波の形の音響振動が送り込まれる。そして、割算ユニツ
ト15の出力端子に前記見本の既知の厚みに正比例する
電圧が現われ、記録器12の指示がその厚みに一致する
ように、補助増幅器16の利得を調節する。この厚み測
定法では割算ユニツト15の出力信号が検査される材料
の厚みに正比例するから、厚み測定確度を広い範囲で高
くできる。
For this purpose, instead of the material 4 to be examined, a sample of material 4 (not shown) with a known thickness is placed between the generator 1 and the receiver 3. Acoustic vibrations in the form of traveling waves are transmitted through the sample and the material 10. A voltage then appears at the output of the divider unit 15 which is directly proportional to the known thickness of the sample and adjusts the gain of the auxiliary amplifier 16 so that the reading of the recorder 12 corresponds to that thickness. In this thickness measurement method, the output signal of the dividing unit 15 is directly proportional to the thickness of the material being inspected, so that the thickness measurement accuracy can be increased over a wide range.

それと同時に、この方法により音響振動が検査される材
料の中を通過する時のそれらの振動の伝達係数が不安定
なためと、発振器2の出力が不安定なため、および発生
器1,13が不安定なために生ずる誤差を小さくするこ
とができる。しかし、この方法はその実施のために精密
な装置を必要とする。これは第3図に示す装置を用いる
ことにより簡単にできる。この場合には、音響振動が検
査される薄板状材料4に送り込まれ、その材料を通過し
た振動は受信器3により受信されて電気的パルスに変換
され、その電気的パルスは増幅器7で増幅されてから尖
頭値検出器8に加えられ、その出力が割算ユニツト5の
入力端子に加えられる。
At the same time, due to the instability of the transmission coefficient of acoustic vibrations as they pass through the material being examined by this method, as well as the instability of the output of oscillator 2 and the fact that generators 1, 13 Errors caused by instability can be reduced. However, this method requires precise equipment for its implementation. This can be easily done using the apparatus shown in FIG. In this case, acoustic vibrations are sent into the sheet material 4 to be tested, the vibrations passing through the material are received by a receiver 3 and converted into electrical pulses, which are amplified by an amplifier 7. It is then applied to a peak detector 8 whose output is applied to the input terminal of the divider unit 5.

同時に、発生器1により空気中に送り込まれた、この場
合には基準信号として機能する。
At the same time, the signal sent into the air by the generator 1 serves in this case as a reference signal.

音響振動の進行波が別の受信機18により受けられる。
受信器18はそれらのパルスを、音響振動の周波数に等
しい繰り返えし周波数を有する電気的パルスに変換する
。それらの電気的パルスは増幅器19により増幅される
。利得を温度により調節される増幅器19を設けること
により、空気温度の変化に起因する誤差が減少する。増
幅された電気的パルスは尖頭値検出器17に加えられ、
検出器17は割算ユニツト15の入力端子に加えられた
電気的パルスの包絡線の振幅に等しい電圧を発生する。
その結果、割算ユニツト15の一方の入力端子には、検
査される材料4を通じて送られた音響振動の進行波の振
幅A。
The traveling wave of acoustic vibrations is received by another receiver 18 .
Receiver 18 converts the pulses into electrical pulses with a repetition frequency equal to the frequency of the acoustic vibrations. These electrical pulses are amplified by an amplifier 19. By providing an amplifier 19 whose gain is temperature adjusted, errors due to changes in air temperature are reduced. The amplified electrical pulse is applied to a peak value detector 17;
Detector 17 generates a voltage equal to the amplitude of the envelope of the electrical pulse applied to the input terminal of divider unit 15.
As a result, one input terminal of the dividing unit 15 receives the amplitude A of the traveling wave of acoustic vibrations transmitted through the material 4 to be examined.

に正比例する電圧が加えられ、他方の入力端子には検査
される材料4の中を通つた音響振動の進行波の振幅Aに
正比例する電圧が加えられる。割算ユニツト15の出力
端子には材料4の中を通る進行波の振幅A。に正比例す
る電圧と、材料4を通つた進行波の振幅Aに正比例する
電圧との比に等しい電圧が現われる。(8)式に従つて
、割算ユニツト15の出力端子には検査される材料4の
厚みに正比例する電圧が現われる。この電圧は記録器1
2に加えられる。この記録器12は検査される材料の厚
みを指示する。第3図に示す装置は動作に先立つて第2
図に示す装置と同様にして調節される。
A voltage is applied to the other input terminal which is directly proportional to the amplitude A of the traveling wave of acoustic vibrations passing through the material 4 to be examined. The output terminal of the dividing unit 15 receives the amplitude A of the traveling wave passing through the material 4. A voltage appears which is equal to the ratio of the voltage directly proportional to A and the voltage directly proportional to the amplitude A of the traveling wave through the material 4. According to equation (8), a voltage appears at the output terminal of the dividing unit 15 which is directly proportional to the thickness of the material 4 to be inspected. This voltage is recorder 1
Added to 2. This recorder 12 indicates the thickness of the material being examined. The apparatus shown in FIG.
It is adjusted in a manner similar to the device shown in the figure.

第1,2,3図に示す装置により実施される薄板状材料
の厚みを検査するための本発明の方法により、冶金工業
、化学工業、パルプおよび製紙工業における製造ライン
において薄板材料の厚みと表面密度を非接触で自動的に
測定できる。
The method of the invention for testing the thickness of sheet-like materials carried out by the apparatus shown in FIGS. Density can be measured automatically without contact.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は薄板状材料の厚みを検査する本発明の方法を実
施するための装置のプロツク図、第2図は本発明の装置
の別の実施例のプロツク図、第3図は本発明の装置の更
に別の実施例のプロツク図、第4図は検査される材料を
通過した音響振動の振幅とその材料を通過する音響振動
の振幅との、その材料の厚みと音響振動の周波数との積
に対する依存性を示すグラフ、第5図a−dは本発明に
用いられる進行波の態様例を示した波形図である。 1,13・・・・・・音響発生器、2・・・・・・発振
器、3,14・・・・・・音響受信器、4・・・・・・
検査される薄板状材料、5・・・・・・音響伝達媒体、
6・・・・・・測定ユニツト、7,16・・・・・・増
幅器、8,17・・・・・・尖頭値検出器、12・・・
・・・記録器。
FIG. 1 is a block diagram of an apparatus for carrying out the method of the present invention for inspecting the thickness of a sheet material, FIG. 2 is a block diagram of another embodiment of the apparatus of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram of an apparatus according to the present invention. A block diagram of a further embodiment of the apparatus, FIG. 4, shows the relationship between the amplitude of the acoustic vibrations passing through the material to be inspected, the amplitude of the acoustic vibrations passing through the material, and the thickness of the material and the frequency of the acoustic vibrations. Graphs showing the dependence on the product, FIGS. 5A to 5D are waveform diagrams showing examples of the traveling wave used in the present invention. 1, 13... Sound generator, 2... Oscillator, 3, 14... Sound receiver, 4...
5. Acoustic transmission medium; 5. Acoustic transmission medium;
6...Measurement unit, 7,16...Amplifier, 8,17...Peak value detector, 12...
...Recorder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 音響振動発生器と、一群の音響振動を周期的に発生
する発振器と、音響振動受信器と、この音響振動受信器
に接続された測定ユニットとを備え、前記音響振動発生
器と前記音響振動受信器の間に厚みを検査すべき薄板状
材料が置かれ、前記音響振動発生器の動作面および前記
音響振動受信器の動作面が前記薄板状材料の表面にほぼ
平行である薄板状材料の厚み測定装置において、前記音
響振動発生器の動作面と前記音響振動受信器の動作面と
の間の距離は、検査されている薄板状材料をとり囲む媒
体中の音響振動の伝播速度と放射された一群の音響振動
の持続時間との積で与えられる放射された音響振動の長
さよりも大きく、このような距離関係から生ずる進行波
の波長が前記薄板状材洋の板厚の4倍を超えるようにし
、前記測定ユニットは増幅器と、尖頭値検出器と、基準
信号設定器と、基準信号を検査される薄板状材料の厚み
にづいての情報を有する信号と比較する比較ユニットと
、この比較器の出力端子に接続される記録器とを含み、
増幅器の入力端子は音響振動受信器の出力端子に接続さ
れ、前記尖頭値検出器の入力端子は前記増幅器の出力端
子に接続され、前記比較ユニットの一方の入力端子は前
記尖頭値検出器の出力端子に接続され、他方の入力端子
は前記基準信号設定器に接続されていることを特徴とす
る薄板状材料の厚みを測定する装置。 2 特許請求の範囲第1項に記載の装置において、所定
の厚みを有する薄板状材料の中を通過した進行波である
基準信号の設定器は可変直流電源として作られ、基準信
号を検査される薄板状材料の厚みについての情報を有す
る信号と比較するユニットは減算ユニットとして構成さ
れ、かつ可変直流電源に直結されていることを特徴とす
る薄板状材料の厚み測定装置。 3 特許請求の範囲の第1項に記載の装置において、所
定の厚みの中を通される音響振動を発生する別の音響振
動発生器が設けられ、所定の厚みを有する薄板状材料の
中を通された進行波により実行される機能を有する基準
信号設定器は、所定の厚みを有する薄板状材料の中を通
された別の音響振動設定器として作られ、この材料は前
記別の音響振動発生器と前記別の受信器との間に配置さ
れ、これらの別の音響振動発生器の動作面と別の受信器
の動作面とは所定の厚みを有する薄板状材料のつ表面に
ほぼ平行であり、それらの距離は主音響振動発生器と主
受信器との動作面の間の距離にほぼ等しく、基準信号を
検査される材料の厚みについての情報を有する信号と比
較するユニットに割算ユニットとして作られ、この割算
ユニットは別の増幅器と別の尖頭値検出器を介して前記
別の受信器に接続され、別の増幅器と別の尖頭値検出器
は別の受信器に直列に接続されることを特徴とする薄板
状材料の厚み測定装置。 4 特許請求の範囲の第1項に記載の装置において、検
査される薄板状材料の中を通される進行波である基準信
号の設定器は別の音響振動受信器として構成され、この
受信器は主音響振動発生器と検査される薄板状材料の間
に、検査される材料を通つて主受信器へ到達する進行波
の一部が別の受信器を側路するように、進行波の進路を
横切つて配置され、基準信号を検査される薄板状材料の
厚みについての情報を有する信号と比較するユニットは
割算ユニットとして作られ、この割算ユニットは別の増
幅器と別の尖頭値検出器を介して前記別の受信器に結合
され、別の増幅器と別の尖頭値検出器とは別の受信器に
直列に接続されることを特徴とする薄板状材料の厚み測
定装置。
[Scope of Claims] 1. A system comprising: an acoustic vibration generator, an oscillator that periodically generates a group of acoustic vibrations, an acoustic vibration receiver, and a measurement unit connected to the acoustic vibration receiver; A thin plate material whose thickness is to be tested is placed between the generator and the acoustic vibration receiver, and a working surface of the acoustic vibration generator and a working surface of the acoustic vibration receiver are substantially parallel to the surface of the thin sheet material. In an apparatus for measuring the thickness of a thin sheet material, the distance between the working surface of the acoustic vibration generator and the working surface of the acoustic vibration receiver is determined by the distance between the working surface of the acoustic vibration generator and the working surface of the acoustic vibration receiver. The wavelength of the traveling wave generated from such a distance relationship is greater than the length of the radiated acoustic vibration given by the product of the propagation velocity of the wave and the duration of a group of radiated acoustic vibrations. the measuring unit comprises an amplifier, a peak value detector, a reference signal setter and a reference signal for comparing the reference signal with a signal having information about the thickness of the sheet material to be tested. and a recorder connected to the output terminal of the comparator,
The input terminal of the amplifier is connected to the output terminal of the acoustic vibration receiver, the input terminal of the peak value detector is connected to the output terminal of the amplifier, and one input terminal of the comparison unit is connected to the output terminal of the peak value detector. 1. An apparatus for measuring the thickness of a thin plate material, characterized in that the other input terminal is connected to the reference signal setting device. 2. In the device according to claim 1, the setter for the reference signal, which is a traveling wave passed through a thin plate-like material having a predetermined thickness, is made as a variable DC power source, and the reference signal is tested. 1. An apparatus for measuring the thickness of a thin plate-shaped material, characterized in that a unit for comparing with a signal having information about the thickness of the thin plate-shaped material is configured as a subtraction unit and is directly connected to a variable DC power source. 3. In the device according to claim 1, a separate acoustic vibration generator is provided for generating acoustic vibrations that are passed through a thin plate-like material having a predetermined thickness. The reference signal setter, whose function is performed by the passed traveling wave, is made as another acoustic vibration setter passed through a sheet-like material having a predetermined thickness, and this material disposed between the generator and the other receiver, and the operating plane of the other acoustic vibration generator and the operating plane of the other receiver are substantially parallel to one surface of the thin plate-like material having a predetermined thickness. , their distance is approximately equal to the distance between the working planes of the main acoustic vibration generator and the main receiver, and the reference signal is compared with the signal having information about the thickness of the material being examined divided by the unit unit, this division unit is connected to said another receiver via another amplifier and another peak detector, and another amplifier and another peak detector are connected to said another receiver. A thickness measuring device for thin plate-like materials characterized by being connected in series. 4. In the device according to claim 1, the setter for the reference signal, which is a traveling wave passed through the sheet material to be inspected, is configured as a separate acoustic vibration receiver, and this receiver between the main acoustic vibration generator and the lamellar material being tested, so that the part of the traveling wave that reaches the main receiver through the material being tested bypasses another receiver. The unit arranged across the path and comparing the reference signal with a signal having information about the thickness of the lamellar material to be examined is made as a dividing unit, which divider unit has a separate amplifier and a separate tip. A device for measuring the thickness of a thin plate material, characterized in that the device is coupled to the other receiver via a value detector, and that another amplifier and another peak value detector are connected in series to the other receiver. .
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