JPH01209358A - 複合材料及び繊維状物質の物性値測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 、−・十の１　ノ 本発明は、一般に、複合材料及び繊維状物質の物性値測
定装置に関し、特に例えば、繊維強化複合材パイプやプ
レート等の複合材料及び炭素繊維、ガラス繊維、アラミ
ド繊維やセラミックスの繊、！ｉ等のｊａＩｔｉ状物質
の物性値（例えば、弾性率）をレーザ光を前記物質表面
に照射することによって測定する複合材料及び繊維状物
質の物性値測定装置に関する。

−の　１−　その、［へ 従来、繊維強化複合材パイプやプレート等の複合材料及
び炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維やセラミックス
の繊維等の繊維状物質の物性値即ちりｉ性率の値は、以
下に記載するごとき方法にてΔｌｌｉ定されていた。即
ち、まず弾性率測定対象物たる前述した各種複合材料や
各種繊維状物質を、弾性率測定のための試料として所定
長さだけ切り取る第１の工程と、該第１の工程にて切り
取った試料を、引張試験機にセットした後引張試験を実
施する第２の工程と、該Ｍ２の工程において実施された
引張試験の試験結果から前記弾性率測定対象物たる試料
における荷重と伸びの関係を求めるとともに、この求め
た荷重と伸びの関係と前記試料の断面積の値とから前記
弾性率測定対象物の弾性率を求める第３の工程とから成
っているものである。

ところで、上述したごとき弾性率の測定方法にあっては
、前記弾性率測定対象物の弾性率を求めるのに３つの工
程を必要とし、しかも第１の工程にて行なわれる弾性率
測定のための試料を前記各種複合材料、各種繊維状物質
から切り取る作業や、第２の工程にて行なわれる前記切
り取った試料を引張試験機にセットする作業には相当の
時間が必要であり又手数がかかるという問題がある。

そのうえ第２の工程において使用される引張試験機は、
上述したように、所定長さに切り取られた試料をセット
して引張試験を行なうようになっているから、該引張試
験機を複合材料を製造する装置や繊維状物質を製造する
繊維製造装置に組み込んでオンスドリームにて！ａ雄の
複合材料の弾性率等を検査したり、或いは繊維の弾性率
等を検査することができないという問題点もある。更に
は、前記引張試験機の駆動時において生ずる該引張試験
機自身の変形が弾性率測定対象物たる複合材料や繊維状
物質における荷重と伸びの関係を正確に把握するのに支
障となり、従って高精度な弾性率の測定ができないとい
う問題点もあった。

そこで、本発明者等は、上述したごとき多くの問題点を
解決するために、前記第２の工程において用いられてい
る引張試験機の使用を止めることを想起し、該引張試験
機に代るより好ましい技術的手段を見出すべく実験、研
究を重ねた。その結果、所定強度のレーザ光を、弾性率
測定対象物たる複合材料や繊維状物質の表面に照射する
ことによって超音波を発生させ、この超音波の前記りｉ
性率測定対象物中を伝播する速度を検知することにより
弾性率を求める方法について着目し、実際に装置を組み
立てて該装置にて実験を行なった結果、極めて良好な弾
性率測定値データが得られることが判明した。

本発明は、斯る新規な知見に基づくものである。

旦−一勺 従って本発明は、上述したごとき問題点を解決するため
に創案されたものであって、その目的は、作業能率が良
く、複合材料を製造する装置や繊維状物質を製造する繊
維製造装置に組み込んでオンスドリームにて複合材料や
繊維状物質の弾性率等物性値の検査が行なえ、更には、
高精度な弾性率等物性値の測定を行なうことが可能な、
複合材料及び繊維状物質の物性値測定装置を提供するこ
とである。

、１１　占　　　　・　　　るた　　の　　−上記目的
は、本発明に係る複合材料及び繊維状物質の物性値測定
装置によって達成される。要約すれば、本発明は、複合
材料及び繊維状物質に対して非接触状態で超音波を発生
させる超音波発生手段と、前記複合材料及び繊維状物質
の内部を伝播する超音波を検出すべく、前記超音波発生
手段と所定距離を隔てて設けられた超音波検知手段と、
前記超音波発生手段と前記超音波検知手段との間の距離
データと、与えられた密度と得られた超音波伝播速度値
とから前記複合材料及び繊維状物質の物性値を求める演
算式とを予め記憶している記憶手段と、前記超音波発生
手段が超音波を発生させた時点と前記超音波検知手段が
前記超音波を検知した時点との間の時間差分値と前記距
離データとから超音波の伝播速度を求め、この求めた超
音波伝播速度値と前記演算式とから前記複合材料及び繊
維状物質の物性値を求める演算処理手段とを具備したこ
とを特徴とする複合材料及び繊維状物質の物性値測定装
こである。

笈ム愕 以下１図面により本発明の実施例について説明する。

第１図は、本発明の第１の実施例に従う複合材料及びＨ
＆維状状物質物性（１ｉ’ｉ　Ｉｓ定装置を示す０本発
明の第１の実施例に従う複合材料及び繊維状物質の物性
値測定装置（以下、簡単のため「物性値測定袋δ」とい
う）は、例えば炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維や
セラミックスの繊維等の繊維状物質（以下単に「繊維状
物質」という）６の物性値（特に弾性率、以下単に弾性
率で表わす）を測定するための装置であって、その概要
は、第１図を参照して明らかなように、超音波発生手段
即ち超音波発生用レーザ発振器ｌと、超音波検知手段即
ち超音波検出器２と、記憶手段が有している各種データ
の記憶機渣と演算処理手段が有しているデータ演算処理
ｇ＆俺とを兼備しているデータ解析・記憶回路３と、制
御回路４と、データ表示部５とから成っているものであ
る。上述したごとき構成について更に詳述すれば、以下
のようである。即ち、前記超音波発生用レーザ発振器１
は、ボＩ記制御回路４の制御下におかれ、前記ｌ＆維状
状物質の表面にレーザ光を照射しこの照射したレーザ光
の放射圧レーザ光照射に起因して、前記繊維状物質６表
面に発生する熱応力及び前記繊維状物質６のｌへ発の力
等によって、前記ｍ雄状物質６に超音波を発生せしめる
ようになっている。前記超音波発生用レーザ発振器１は
、既に周知のように、励起用ランプを始め、該励起用ラ
ンプを駆動する電源回路や該励起用ランプから照射され
たレーザ光を受光したときに前記データ解析・記憶回路
３に対して所定の電気信号を出力する受光素子手段（い
ずれも図示しない）等をＡ備している。

前記超音波検出器２は、前記超音波発生用レーザ発振器
ｌと所定距離を隔てて設置され、前記繊維状物質６とは
非接触状態で、前記超音波発生用レーザ発振器ｌによる
レーザ光照射によって発生し前記繊維状物質６中を伝播
する超音波を検出して、前記データ解析・記憶回路３に
対し所定の電気信号を出力するようになっている。前述
した繊維状物質６のごとき弾性率測定対象物中を伝播す
る超音波を該測定対象物に対して非接触で検知する超音
波検出器２には、第４図にて図示するごときスタビライ
ズドマイケルソン干渉方式に係る超音波検１■１器と、
第５図にて図示するごときヘテロゲイン干渉方式に係る
超音波検出器との２種類のものが存在するが、これらの
構成の詳細については後述する。

前記データ解析・記憶回路３は、前述した内容から既に
明らかなように、各種データを記憶する記憶機部を具備
しているメモリ部（図示しない）と、前記メモリ部に記
憶されている各種データ等を演算処理する信号処理部と
から成っている。前述したメモリ部に記憶されるデータ
としては、例えば、前記超音波発生用レーザ発振器１と
前記超音波検出器２どの間の距離を示す距離データを始
め、該距離データと前記信号処理部によって求められる
前記超音波発生用レーザ発振器ｌがレーザ光を照射した
時期と前記超音波検出器２が前記繊維状物質６中を伝播
してきた超音波を検出した時期とのｆｌｕの時間差分値
とから、前記超音波の伝播速度Ｃを求める第１の演算式
１弾性率測定対象物たる各種繊維状物質６の密度値デー
タ、前記第１の演算式にて求められた前記超音波の伝播
速度Ｃと、前記密度値データとから前記りｉ性率測定対
象物たる各種繊維状物質６の弾性率を求める第２の演算
式（即ち、波動方程式） Ｃ＝　（弾性率）／（密１等がある。前記信号処理部は
、前記内容から既に明らかなように、まず超音波発生用
レーザ発振器ｌの受光素子手段から電気信号が出力され
た時期と超音波検出器２から電気信号が出力された時期
との間の時間差分値を求め、次いでメモリ部に記憶され
ている前記距離データ及び第１の演算式とから超音波の
伝播速度Ｃを求めるとともに、更に該求めた超音波の伝
播速度Ｃと前記第２の演算式とから前記繊維状物質６の
弾性率の値を求めるように構成されている。前述した制
御回路４は、予め設定されているプログラムに従って前
記データ解析・記憶回路３を始め、超音波発生用レーザ
発振器１．Ｍｉ音波検出器２の駆動を制御するようにな
っている。前記制御回路４は、前記プログラムに従って
前記超音波発生用レーザ発振器１及び超音波検出器２に
対する駆動指令信号を出力することによって、繊維状物
質６中を伝播する超音波の伝播速度Ｃの測定インターバ
ルを調整するようになっている。前記データ表示部５は
、前記デ′−タ解析・記憶回路３から出力される表示出
力を受けて、例えば、前記メモリ部に記憶されている距
離データ、信号処理部によって演算処理された超音波の
伝播速度Ｃ１前記メモリ部に記憶されている繊維状物質
６の密度値データ、信号処理部によって演算処理された
繊維状物質６の弾性率の値等を諸々の態様で表示するよ
うに構成されている。

上述したごとき構成において、制御回路４から出力され
る駆動指令信号に基づいて、超音波発生用レーザ発振器
ｌがｍ維状物買６に向けてレーザ光を照射すると、これ
によって繊維状物質６表面に発生した超音波は該繊維状
物質６中を伝播し、この超音波は前記超音波発生用レー
ザ発振器ｌとは所定距離を隔てて該繊維状物質６表面と
非接触状態で設けられている超音波検出器２によって検
出される０Ｍｉ音波発生用レーザ発振器ｌがレーザ光を
照射することによって前記受光素子手段から所定の電気
信号が出力されると、データ解析争記憶回路３は、該電
気信号が出力された時期をメモリ部に記憶するとともに
、超音波検出器２が繊維状物質６中を伝播してきた超音
波を検出したことを示す電気信号を出力した時点で信号
処理部にて両者の間の時間差分値を演算する。このよう
にして時間差分値を求めた後、信号処理部は前述したご
ときプロセスにて超音波の伝播速度Ｃを求め、次いで前
記繊維状物質６の弾性率の値を求めてデータ表示部５に
表示させることとなる。

第２図は、本発明の第２の実施例に従う物性値測定装置
を示す、本発明の第２の実施例に従う物性値測定装置は
、繊維強化複合材パイプのごとき複合材料（以下単に「
複合材料」という）１０６の物性値（特に弾性率、以下
単に弾性率で表わす）を測定するための装置であって、
その概要は、第２図を参照して明らかなように、前記第
１図にて図示した構成の装置に超音波を検出した時点で
データ解析・記憶回路３に電気信号を出力する前記超音
波検出器２と略同様な超音波検出器１０２を付加した構
成となっている。即ち、第２図において、超音波検出器
２は、超音波発生用レーザ発振器１からのレーザ光の照
射によって励起された前記複合材料１０６の長手方向に
伝播する超音波を検出したときに前記データ解析・記憶
回路３に対して電気信号を出力するように、又超音波検
出器１０２については、前記レーザ光の照射によって励
起された前記複合材料１０６の円周方向に伝播する超音
波を検出したときに前記データ解析・記憶回路３に対し
て電気信号を出力するように、前記両超音波検出器２．
１０２を設定することによって、前記複合材料１０６（
即ち、繊維強化複合材パイプ）の長手方向及び円周方向
の超音波の伝播速度Ｃの計測を回部ならしめたものであ
る０本実施例では、説明の都合上、複合材料１０６の長
手方向に伝播する超音波の伝播速度Ｃと、該複合材料１
０６の円周方向に伝播する超音波の伝播速度Ｃとが夫々
測定回走なように該複合材料１０６とは非接触状態で超
音波を検出する超音波検出器２，１０２を配置すること
としたが、該超音波検出器の設近個数、設置態様を変更
することにより、複数の方向（任意の方向）に伝播する
超音波の伝播速度Ｃを同時に計測することが可能である
。又、上述したごとき構成の物性値測定装置を採用する
ことによって、複合材料１０６たる繊維強化複合材パイ
プを形成しているｍＡａの配向性を検知することが回部
となり、これとともに、例えば繊維が切れていたり或い
はマトリクスに空隙がある等の欠陥が繊維強化複合材プ
レートに存在している場合に、これを確実に検知するこ
ともｒ＝ｆ能となった。なお、前述したデータ解析・記
憶回路３、制御回路４、データ表示部５の構成及び各部
の動作については、前記第１図に係る本発明の第１の実
施例に従う物性値測定装置と略同様であるので、その説
明は省略する。

第３図は、本発明の第３の実施例に従う物性値測定装置
を示す０本発明の第３の実施例に従う物性値測定装とは
、繊雅強化複合材プレートのごとき複合材料（以下単に
「複合材料」という）２０６の物性値（特に弾性率、以
下中に弾性率で表わす）を測定するための装置であって
、その概要は、第３図を参照して明らかなように、前記
第１図にて図示した構成の装置に超ｆｇ波を検出した時
点でデータ解析・記憶回路３に電気信号を出力する前記
超音波検出器２と略同様な超音波検出器２０２を付加し
た構成となっている。即ち、第３図において、超音波検
出器２は、超音波発生用レーザ発振器１からのレーザ光
の照射によって励起された前記複合材料２０６のＯｏ力
方向即ち、繊維強化複合材プレートを形成している繊維
の長平方向を示し、第３図においては、繊維強化複合材
プレートｈにおける超音波発生用レーザ発振器ｌからの
レーザ光照射位置と繊維強化複合材プレート中を伝播し
たｋｍ　ｆｆ波の超音波検出器２への入射位置との間を
結んだ直線方向をいう、以下同じ）に伝播するａ　ｆｔ
波を検出したときに前記データ解析・記憶回路３に対し
て電気信号を出力するように、又Ｍｉ音波検出器２０２
については、前記レーザ光の照射によって励起された重
犯複合材料２０６の９０°方向（即ち、前記Ｏ０方向と
直角に交差する方向をいう、以下同じ）に伝播する超音
波を検出したときに前記データ解析・記憶回路３に対し
て電気信号を出力するように、前記両超音波検出器２，
２０２を設定することによって、前記複合材料２０６（
即ち、繊維強化複合材プレート）の００方向及び９０’
方向の超音波の伝播速度Ｃの計測を可能ならしめたもの
である０本実施例では、説明の都合−ヒ、複合材料２０
６の００方向に伝播する超音波の伝播速度Ｃと、該複合
材料６の９０″方向に伝播する超音波の伝播速度Ｃとが
夫々測定回部なように該複合材料２０６とは非接触状態
で超音波を検出する超音波検出器２，２０２を配ｄする
こととしたが、該超音波検出器の設置個数、設置態様を
変更することにより、複数の方向（任意の方向、例えば
、第３図にて図示するθがθへ９００）に伝播する超音
波の伝播速度Ｃを同時に計測することが可能である。又
、上述したごとき構成の物性値測定ｓｉを採用すること
によって、複合材料２０６たる繊維強化複合材プレート
を形成している繊維の配向性を検知することが可能とな
り、これとともに、例えばｍ維が切れていたり或いはマ
トリクスに空隙がある等の欠陥が繊維強化複合材プレー
トに存在している場合に、これを確実に検知することも
可能となった。

以上説明したごとき本発明に従う物性値測定装置を用い
て実際にｍ雄状物質６として炭素繊維（ストランド）や
ガラス繊維（ストランド）の弾性率の値を又繊維強化複
合材プレート等の複合材料２０６として例えば炭素繊維
強化プラスチツクプレー１・の弾性率の値を夫々測定し
た結果１表１にて示すごときデータを得ることができた
。

表　　　　　１ 上記衣１において、試料工、試料■、試料■、試料■及
び試料Ｖは、夫々炭素繊維強化プラスチツクプレートで
あり、第３図にて図示したごとき構成の物質値測定装置
によって上述したデータが得られ、又、試料■は、炭素
繊維（ストランド）、試料■は、ガラス繊維（ストラン
ド）であって、これら試料■及び試料■からは、第１図
にて図示したごとき構成の物質値測定装置によって上述
したデータが得られた。

本実施例に従う超音波発生用レーザ発振器１から照射さ
れるレーザ光の照射条件は、以下のようである。

Ｎｄ：ＹＡＧレーザ　ＳＨＧ　（波長５３２ｎｍ）レー
ザ出カニ８２（ｍＪ） レーザビーム径＝１．５〜２．８φ（ｍｍ）レーザ出力
密度：　１３３〜４８４　　（ＭＷ／　ｃ　ｒｎ’）」
−述した内容から明らかなように、本発明に従う物性値
測定装置によれば、極めて高精度な弾性率の測定を行な
うことが可能となった。なお、上述した一連の実験を行
なうに際しては、通常用いられている超音波探傷器を採
用すると、弾性率測定対象物たる繊維状物質中を伝播す
る超音波の減衰が大きくて高精度な超音波の伝播速度の
検出ができず、超音波探傷器に代えて、前述した超音波
発生用レーザ発振器ｌを用いた方がはるかに高精度な超
音波の伝播速度の測定が行なえることが、本発明者等に
より明らかとなった。

ここで、本発明に従う第１〜第３の実施例に係る物性値
測定装置に用いられている所謂非接触式の超音波検出器
の原理的構成について説明する。

第４図は、本発明に従うスタビライズドマイケルソン干
渉方式の超音波検出器を示す、第４図にて示したスタビ
ライズドマイケルソン干渉方式の超音波検出器は、概略
以下のようになっている。

即ち、レーザ８（例えば、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、レーザ出
力５　ｍ　Ｗ　）からレーザ光が照射されると、該レー
ザ光は、レンズｌｌａにて集光され、アパチャー１６ａ
を通過することによってノイズの低減、コヒーレント性
の改善が行なわれレンズ１１ｂを通ってビームスプリッ
タ−１２に送られる。

ビームスプリッタ−１２に送られたレーザ光は、該ビー
ムスプリッタ−１２において２つのビームに分光され、
１方のビームについては、レンズｌｌｃを介してピエゾ
素子９の表面に取り付けられている反射鏡１０　′ａに
送られて該反射鏡１０′ａにて反射され、再度レンズｌ
ｉｅを介してビームスプリッタ−１２に戻ることとなる
。一方、前述したビームスプリッタ−１２において分光
された他のビームについては、レンズｌｉｄを介して測
定対象物の測定面７に送られ、該測定面７にて反射され
レンズｌｌｄを介してビームスプリッタ−１２に戻る。

ビームスプリッタ−１２に到達した２つのビームがビー
ムスプリッタ−１２において重畳されて干渉縞が形成さ
れる。このようにして干渉縞が形成されたビームは、レ
ンズｌｉｅを通り、その一部は、アパチャー１６ｂを通
過して光検出器１３に送出される。即ち、弾性率測定対
象物たる各種繊維状物質や各種複合材料等の表面におい
て超音波の微小変動が発生すると、これが上述した干渉
縞の移動変化となって現われるので、光検出器１３にて
該変化を促えることができる。前述した干渉縞の移動変
化に応じた電気信号が光検出器１３から出力されると、
該電気信号は信号増幅器１４にて増幅されて、第１図〜
第３図にて図示したデータ解析・記憶回路３及びローパ
スフィルター１５に夫々出力されることとなる。

ローパスフィルター１５に入力された電気信号は、ロー
パスフィルター１５を介して前述したピエゾ素子９に出
力され、ピエゾ素子９を駆動する。こてによって外部か
ら伝達される低周波振動、測定器自身が発する低周波振
動、大気の揺らぎによる光路の変化等による影響が除去
され、超音波発生用レーザ発振器ｌによって発生する超
音波（約Ｉ　Ｍ　Ｈｚ以上）を検出することができるも
のである。なお、上述したピエゾ素子９に代えて音響ス
ピーカーを使用しても良く、又、光検出器１３には、光
電子増倍管ホトダイオード等が使用される。

第５図は、本発明に従うヘテロゲイン干渉方式の超音波
検出器を示す、第５図にて示したヘテロゲイン干渉方式
の超音波検出器は、ｌａ略以下のようになっている。即
ち、レーザ８（例えば、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、レーザ出力
５ｍＷ）からレーザ光（周波数ｆｏ）が照射されると、
該レーザ光は、高周波発振回路１７により周波数ｆｓに
て超音波振動せしめられているブラッグセル１６に与え
られる０周波数ｆｓにて超音波振動せしめられているブ
ラッグセル１６に入射したレーザ光は、該ブラッグセル
１６においてブラッグセル１６自身の超音波振動にも拘
らず周波数変化することなしに直進するビーム（周波数
ｆｏ）と回折するビーム（周波数ｆｏ−ｆｓ）とに分光
される。ブラッグセル１６によって分光されたビーム中
、直進するビームは、レンズｌｌｆを介して測定面７に
到達し、測定面７にて反射されレンズｌｌｆを介して再
びブラッグセル１６に戻り、ブラッグセル１６にて回折
されて周波数がｆ　ｏ＋ｆ　ｓのビームとなって光検出
器１３に送出される。一方、ブラッグセル１６によって
分光されたビーム中、回折するビームは、レンズｌｌｆ
を介して反射鏡１０′ｂ、１０′Ｃにて反射され、ブラ
ッグセル１６を直進して周波数ｆｏ−ｆｓにて光検出器
１３に送出される。ここで、測定面７が超音波発生用レ
ーザ発振器１からのレーザ光照射に起因して周波数ｆｍ
にて超音波振動すると、前記ｆ　ｏ＋ｆ　ｓの周波数で
光検出器１３に送出されるべきレーザビームは、ドツプ
ラーシフトによって周波数がｆｏ＋ｆｓｆｆｍとなり、
徒って光検出器１３には、周波数ｆ　ｏ＋ｆ　ｓｔｈｆ
ｍのビームと前述した周波数ｆｏ−ｆｓのビームとの差
分値である２・ｆｓ±ｆｍの周波数で且つ振幅か　　　
　の　　のの大きさのビームが与えられることとなる。

前述のごときビームが光検出器１３に与えられると、こ
れによって該光検出器１３から所定の電気信号がデータ
解析・記憶回路３に出力される。なお、前述した超音波
発生用レーザ発振器ｌから照射されるレーザ光、超音波
検出用のレーザ８から照射されるレーザ光は、例えば、
ポリゴンミラー反射鏡のごときを利用することによって
、前記測定面７上を広範囲にスキャンすることができる
。

上述した内容は、いずれも所謂非接触式の超音波検出器
を用いた物性値測定装置に関するものであるが１本発明
は、上記のように所謂非接触式の超音波検出器を用いた
物性値測定装置にのみ限定されるものではなく、超音波
検出に所謂接触式の超音波検出器である超音波探触子と
超音波発生のための手段としてレーザとを具備した物性
値測定装置にも当然に適用が回部である。

第６図（イ）、第６図（ロ）、第６図（／Ｘ）は、上述
した所謂接触式の超音波検出器たる超音波探触子３０２
を具備した物性値測定装置による弾性率測定の態様を示
したものである。第７図（イ）は測定対象物たる試料Ａ
の表面と略直交する方向からレーザ光を照射し、レーザ
光の照射位置から距離文だけ離間した試料Ａのレーザ光
の照射部位と同一面側に超音波探触子３０２を接触させ
て試料Ａの表面（０°方向）を伝播する超音波を検出す
るようにしたものである。第７図（ロ）は、測定対象物
たる試料Ｂの側端部にレーザ光を照射し、レーザ光の照
射位置から距離皇だけ離間した試料Ｂのレーザ光の照射
部位と対向関係にある試料Ｂの側端部に超音波探触子３
０２を接触させて試料Ｂの内部（０”方向）を伝播する
超音波を検出するようにしたものである。更に第７図（
ハ）は、測定対象物たる厚さがｔの試料Ｃの表面と略直
交する方向からレーザ光を照射し、試料Ｃのレーザ光の
照射位置とは反対側の面の前記レーザ光の照射部位と試
料Ｃを挟んで対向している部位に超音波探触子３０２を
接触させて試料Ｃを横断する方向（９０°方向）に伝播
する超音波を検出するようにしたものである。

ｌ見立盈ｊ 以上説明したように、本発明によれば、作業能率が良く
、複合材料を製造する装置や繊維状物質を製造する＃ａ
維製造装置に組み込んでオンスドリームにて複合材料や
繊維状物質の弾性率等物性値の検査が行なえ、更には、
高精度な弾性率等物性値の測定を行なうことが可能な、
複合材料及び繊維状物質の物性値測定装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例に従う複合材料及び繊
維状物質の物性値測定装置を示すブロック図である。 第２図は、本発明の第２の実施例に従う複合材料及びＳ
ａＷ状物質の物性値測定装置を示すブロック図である。 第３図は、本発明の第３の実施例に従う複合材料及び繊
維状物質の物性値測定装置を示すブロック図である。 第４図は１本発明に従うスタビライズドマイケルソン干
渉方式の超音波検出器を示したブロック図である。 第５図は、本発明に従うヘテロゲイン干渉方式の超音波
検出器を示したブロック図である。 第６図（イ）、第６図（ロ）、第６図（ｌ＼）は、夫々
本発明に従う超音波探触子を具備した物性値測定装置に
よる弾性率測定の態様を示した図である。 １：超音波発生用レーザ発振器 ２．１０２，２０２，３０２　：超音波検出塁３：デー
タ解析・記憶回路 ６．１０８，２０８　：弾性率測定対象物代理人　弁理
士　　宮　川　長　夫　ｊｉ−二１ 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）複合材料及び繊維状物質に対して非接触状態で超音
   波を発生させる超音波発生手段と、前記複合材料及び繊
   維状物質の内部を伝播する超音波を検出すべく、前記超
   音波発生手段と所定距離を隔てて設けられた超音波検知
   手段と、前記超音波発生手段と前記超音波検知手段との
   間の距離データと、与えられた密度と得られた超音波伝
   播速度値とから前記複合材料及び繊維状物質の物性値を
   求める演算式とを予め記憶している記憶手段と、前記超
   音波発生手段が超音波を発生させた時点と前記超音波検
   知手段が前記超音波を検知した時点との間の時間差分値
   と前記距離データとから超音波の伝播速度を求め、この
   求めた超音波伝播速度値と前記演算式とから前記複合材
   料及び繊維状物質の物性値を求める演算処理手段とを具
   備したことを特徴とする複合材料及び繊維状物質の物性
   値測定装置。