測定ノイズ抑制方法

【課題】電子機器の測定ノイズ抑制方法において、簡易且つ低コストで電子機器の測定ノイズを抑制することを可能にすると共に、既存の測定装置に適用できるようにする。
【解決手段】電磁超音波探触子２と、電磁超音波探触子２からの信号を受信するパルサー／レシーバー７と、電磁超音波探触子２からパルサー／レシーバー７に信号を伝達するケーブル３とを少なくとも有する測定装置１を用いて電磁超音波法により測定を行う際に、ケーブル３の少なくとも電磁超音波探触子２近傍の外部導体３ｃと測定対象物４とを電気的に接続させるようにした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定ノイズ抑制方法に関する。さらに詳述すると、本発明は、電磁超音波探触子を利用して電磁超音波法により測定対象物の肉厚の測定を行う装置に用いて好適な測定ノイズ抑制方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器を用いて測定を行う場合に測定装置のレシーバーが受信するセンサや探触子からの信号のノイズを抑制する従来の技術としては、例えば電磁波の干渉（以下、ＥＭＩと表記する）抑制ケーブルがある（特許文献１）。このＥＭＩ抑制ケーブル１０１は、図６に示すように、絶縁被覆層付き芯線束１０２と、その外周の金属編組線層又は金属テープ層又はメッシュ金属線混入樹脂層のいずれかであるシールド層１０３と、更にその外周のフェライトコンパウンド混入樹脂層１０４と、更にその外周のシース層１０５とを有するものである。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２０６９５３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のＥＭＩ抑制ケーブル１０１では、ＥＭＩノイズを抑制するために芯線の絶縁被覆層も含めて四重もの層で被覆しなければならず、構造が複雑で手間がかかると共にコストアップにつながる。また、既存の測定装置に対して付加的に適用することができないので、既存の測定装置のケーブル全体を交換する必要があり、さらに、ケーブルが交換できない場合には適用することができない。このため、汎用性が高いとは言い難い。
【０００５】
本発明はかかる課題に対応するもので、簡易且つ低コストで電子機器の測定ノイズを抑制することができ、しかも既存の測定装置に適用可能な測定ノイズ抑制方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、電磁超音波法による測定を行う中で、電磁超音波探触子からの信号を伝達するケーブルの外部導体と測定対象物とを電気的に接続させることが、測定ノイズの抑制に有効であることを知見した。また、測定対象物と電気的に接続させる外部導体の位置が電磁超音波探触子に近いほど測定ノイズの抑制効果が大きいことを知見した。
【０００７】
本発明の測定ノイズ抑制方法は、前記知見に基づくものであり、電磁超音波探触子と、電磁超音波探触子からの信号を受信するパルサー／レシーバーと、電磁超音波探触子からパルサー／レシーバーに信号を伝達するケーブルとを少なくとも有する測定装置を用いて電磁超音波法により測定を行う際に、ケーブルの少なくとも電磁超音波探触子近傍の外部導体と測定対象物とを電気的に接続させるようにしている。
【０００８】
したがって、この測定ノイズ抑制方法によると、電磁超音波探触子からパルサー／レシーバーに信号を伝達するケーブルの外部導体と測定対象物とを電気的に接続させるようにしているので、測定ノイズが抑制される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の測定ノイズ抑制方法によれば、電磁超音波探触子からパルサー／レシーバーに信号を伝達するケーブルの外部導体と測定対象物とを電気的に接続させるようにしているので、測定ノイズの抑制が可能であり、測定精度の向上を図ることができる。また、ケーブルの外部導体と測定対象物とを電気的に接続させるだけで測定ノイズの抑制が可能であるので、構成が非常に簡便であってコストがかからず経済的であると共に汎用性が高い。しかも、既存の測定装置に対しても付加的に適用することができるので、既存の装置を無駄にすることがなく経済的であると共に汎用性が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図１から図３に、電磁超音波法により測定対象物である金属試験体４の肉厚を測定する装置１に本発明の測定ノイズ抑制方法を適用した実施形態の一例を示す。この測定ノイズ抑制方法は、測定装置１を用いて電磁超音波法により測定を行う際に、ケーブル３の少なくとも電磁超音波探触子２近傍の外部導体３ｃと金属試験体４とを電気的に接続させるものである。
【００１２】
本実施形態では、測定装置１は、電磁超音波探触子２と、ケーブル３によって電磁超音波探触子２と接続されたダイプレクサー５と、ダイプレクサー５と接続されたプリアンプ６と、電磁超音波探触子２からの信号をダイプレクサー５を介して受信すると共にダイプレクサー５及びプリアンプ６を介して受信するパルサー／レシーバー７と、パルサー／レシーバー７が受信した信号が入力されるオシロスコープ８と、パルサー／レシーバー７を制御するパソコン９とにより構成される。
【００１３】
電磁超音波探触子（ＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＡｃｏｕｓｔｉｃＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ：ＥＭＡＴとも呼ばれる）２は、電磁超音波法に用いられる探触子であって、電磁気的な作用によって導電体内との間で超音波を送受信することができる探触子であればどのような探触子でも良い。本実施形態の電磁超音波探触子２は、図２（Ａ）に示すように、直径０．３ｍｍの被覆銅線をトラック型に２５回巻いたコイル２ａと、磁束密度１．３９〜１．４５Ｔの一対の永久磁石２ｂと、これらコイル２ａ及び永久磁石２ｂの全体を覆う絶縁性の樹脂２ｃとから構成される。
【００１４】
なお、電磁超音波法自体は周知の技術であるのでここでは詳細については省略する。本実施形態では、電磁超音波探触子２を有する測定装置１並びに電磁超音波法の原理を用い、電磁超音波探触子２のコイル２ａに高周波電流を流して励起させた渦電流と電磁超音波探触子２の永久磁石２ｂが作る直流磁場とによって測定対象物であって導電体である金属試験体４内の自由電子にローレンツ力を励起させて超音波を発生させると共に、この超音波の発生過程の逆過程で超音波を受信して金属試験体４の肉厚を測定する。
【００１５】
本実施形態では、ケーブル３として、図３に示すように、中心部の内部導体３ａと、内部導体３ａの周りを覆う絶縁体３ｂと、絶縁体３ｂの周りを覆う細い金属線で編まれた網状の外部導体３ｃと、外部導体３ｃの周りを覆う絶縁カバー３ｄとからなる同軸ケーブルが用いられる。
【００１６】
そして、電磁超音波探触子２のコイル２ａを形成する被覆銅線の一方の端部はケーブル３の内部導体３ａと電気的に接続され、被覆銅線の他方の端部はケーブル３の外部導体３ｃと電気的に接続される。
【００１７】
ダイプレクサー５（ＲＩＴＥＣ社製・ＲＤＸ−６）はダンピング及び周波数フィルター機能を有する。
【００１８】
プリアンプ６（ＲＩＴＥＣ社製・ＰＡＴ−０．０５−２０）は、電磁超音波探触子２によって受信した信号が微弱な場合に、パルサー／レシーバー７に入力する前に信号を増幅する。
【００１９】
パルサー／レシーバー７（ＲＩＴＥＣ社製・ＳＮＡＰ５０００）は、電磁超音波探触子２と協働して金属試験体４に超音波を発生させると共に、電磁超音波探触子２が金属試験体４から受信した超音波信号を受信する。
【００２０】
パルサー／レシーバー７が受信した信号はオシロスコープ８（Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ社製・ＴＤＳ５０３４Ｂ）に入力され、オシロスコープ８によって電磁超音波探触子２の受信波形が観察される。
【００２１】
パソコン９は、パルサー／レシーバー７を制御して超音波の励起及び受信を監視・制御する。
【００２２】
ケーブル３の外部導体３ｃと測定対象物である金属試験体４とを電気的に接続させる方法は特に限定されるものではなく、外部導体３ｃと金属試験体４とを短絡させる方法であればどのような方法であっても良い。本実施形態では、図２（Ｂ）に示すように、電磁超音波探触子２の樹脂２ｃの外面をアルミ箔２ｄで覆うと共にアルミ箔２ｄとケーブル３の外部導体３ｃとを電気的に接続させる。そして、電磁超音波探触子２を金属試験体４に接触させながら測定を行う際にアルミ箔２ｄと金属試験体４とを接触させて外部導体３ｃと金属試験体４とを電気的に接続させる。なお、電磁超音波探触子２の金属試験体４と接触させる面２ｆについては、接触面２ｆの縁部２ｅのみをアルミ箔２ｄで覆って金属試験体４とアルミ箔２ｄとを接触させるようにしている。
【００２３】
ケーブル３の外部導体３ｃと測定対象物である金属試験体４とを電気的に接続させる方法として、他には、図４に示すように、電磁超音波探触子２の近傍で外部導体３ｃと電気的に接続させた導線１０を金属試験体４と接触させるようにしても良い。この場合、外部導体３ｃと導線１０とを電気的に接続させる位置は、電磁超音波探触子２に近いほど好ましい。そして、この実施形態の場合、導線１０と金属試験体４とを接触させる位置は、金属試験体４と電気的に接続できる箇所であれば、電磁超音波探触子２によって測定を行う位置から離れていても構わない。したがって、例えば、電磁超音波探触子２によって測定を行う部分が絶縁物で覆われていたとしても、表面が絶縁物で覆われていない箇所で金属試験体４と導線１０とを接触させることによって本発明を適用することができる。また、金属試験体４の表面を覆う絶縁物を部分的に除去し、この絶縁物を除去した箇所で金属試験体４と導線１０とを接触させることによって本発明を適用することができる。
【００２４】
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、本実施形態では、細い金属線で編まれた網状の外部導体３ｃを有する同軸ケーブルをケーブル３として用いているが、本発明を適用可能なケーブル３の構成はこれに限られず、外部導体を有する通常のケーブル一般に対して適用することができる。
【００２５】
また、本実施形態では、電磁超音波探触子２はコイル２ａ及び永久磁石２ｂの全体を覆う絶縁性の樹脂２ｃを有するようにしているが、電磁超音波探触子２の構成はこれに限られるものではなく、絶縁性の樹脂２ｃを有さなくても良い。
【００２６】
また、本実施形態では、ダイプレクサー５やプリアンプ６を備える測定装置１を用いているが、本発明を適用可能な測定装置１の構成はこれに限られず、電磁超音波探触子２と、パルサー／レシーバー７と、電磁超音波探触子２からパルサー／レシーバー７に信号を伝達するケーブル３とを少なくとも有する測定装置であれば適用することができる。
【実施例１】
【００２７】
本発明の測定ノイズ抑制方法を実際の金属試験体の肉厚測定に適用した実施例を図５を用いて説明する。
【００２８】
本実施例では、金属試験体４としてアルミ製の幅５８ｍｍ×長さ１００ｍｍ×厚さ２０ｍｍのブロック試験体を用い、本発明の測定ノイズ抑制方法を適用しなかった場合と適用した場合との電磁超音波探触子２の受信波形を比較した。なお、電磁超音波探触子２への印加電圧の周波数は５．４０ＭＨｚとした。
【００２９】
受信波形の比較の結果を図５に示す。図５において、黒矢印ｒは一定間隔で現れる金属試験体４の底面反射波を示し、白抜き矢印ｎは測定ノイズを示す。なお、図の左側の最初に現れた大きな振幅を有する波形は送信パルスである。
【００３０】
本発明の測定ノイズ抑制方法を適用しなかった場合には測定ノイズの振幅が大きいために底面反射波を識別することが困難であるが（図５（Ａ））、本発明の測定ノイズ抑制方法を適用した場合には測定ノイズが殆ど抑制されて底面反射波を容易且つ明確に識別することができた（図５（Ｂ））。また、信号対雑音比（ＳＮ比ともいう）は０．８から７．２に大幅に改善された。この結果から、本発明により、測定ノイズが大幅に抑制できることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の測定ノイズ抑制方法の実施形態の一例を示す測定装置全体構成図である。
【図２】本実施形態の電磁超音波探触子の樹脂を透視した斜視図である。（Ａ）は樹脂の外面を覆うアルミ箔がない状態の斜視図である。（Ｂ）は樹脂の外面を覆うアルミ箔がある状態の斜視図である。
【図３】本実施形態の同軸ケーブルを示す一部切欠斜視図である
【図４】他の実施形態における電磁超音波探触子とケーブルと導線との構成を示す斜視図である。
【図５】実施例の電磁超音波探触子の受信波形を示す図である。（Ａ）は本発明の測定ノイズ抑制方法を適用しない場合の受信波形を示す図である。（Ｂ）は本発明の測定ノイズ抑制方法を適用した場合の受信波形を示す図である。
【図６】従来のＥＭＩ抑制ケーブルを示す一部切欠斜視図である。
【符号の説明】
【００３２】
１測定装置
２電磁超音波探触子
３ケーブル
４金属試験体
５ダイプレクサー
６プリアンプ
７パルサー／レシーバー
８オシロスコープ
９パソコン
１０導線

【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁超音波探触子と、前記電磁超音波探触子からの信号を受信するパルサー／レシーバーと、前記電磁超音波探触子から前記パルサー／レシーバーに前記信号を伝達するケーブルとを少なくとも有する測定装置を用いて電磁超音波法により測定を行う際に、前記ケーブルの少なくとも前記電磁超音波探触子近傍の外部導体と測定対象物とを電気的に接続させることを特徴とする測定ノイズ抑制方法。

【図１】