JPH04113256A - 打撃式構造変化検出装置 - 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】 【産業上の利用分野】

本発明は打撃式構造変化検出装置に係り、特にハニカム
板などの複合構造物の剥離検査や固体材料のクラック検
査等に適用するのに好適な打撃式構造変化検出装置に関
する。

【従来の技術】

従来、構造物に発生しているクラック、あるいはハニカ
ム構造物の表面材とコアとの剥離のような複合材の内部
異常を検査する場合、構造物の表面をハンマによって打
撃し、この打撃音によって構造物にクラックや剥離があ
るか否かを検査することが行われている。このような検
査方法は、打撃音で判別するので、高い熟練度を要する
ものとなっている。したがって、最近では、ハンマにセ
ンサを取り付け、このセンサによって打撃時の反力変化
を捉えて、構造物に異常があるか否かを検査する方法も
提案されている。 このようなセンサを利用した検査手段としての打撃式構
造変化検出装置は、構造物を直接打撃するハンマヘッド
に圧電素子等のセンサを取り付け、連続的に検査面を打
撃しつつセンサにより打撃反力を検出し、この検出信号
により構造異常の判別を行うものである。この判別処理
は、従来からディジタル回路を用いて打撃反力パルスの
時間間隔をカウンタにより計測し、このカウント時間を
構造異常の判別に利用するものとなっていた。

【発明か解決しようとする課題】

ところか、上記従来の打撃式構造変化検出装置では、構
造異常の判別にディジタル回路を用いているため、多く
の部品を要するとともに、価格が高価になってしまう問
題があった。 本発明は、上記従来の問題点に着目し、部品点数を少な
くしつつ、アナログ処理によって簡単に所望の判別信号
を出力させることができるようにした低価格の打撃式構
造変化検出装置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】

上記目的を達成するために、本発明に係る打撃式構造変
化検出装置は、打撃用ハンマに取付けられ打撃に伴う信
号変化を検出する力検出センサまたは加速度検出センサ
から出力される波形信号を入力するコンパレータと、こ
のコンパレータの出力を減衰可能な可変アテニュエータ
と、当該アテニュエータの出力信号を積分する積分回路
とを備え、この積分回路の出力の大きさを異なる基準値
をもつ複数のコンパレータに人力して出力信号の大きさ
に応じた出力を可能ならしめたものである。

【作用】

上記構成によれば、ノ１ンマ打撃によってセンサから打
撃反力に応じた波形信号が得られるか、これはコンパレ
ータにて所定の基準値によって矩形パルス信号に変換さ
れる。これをアテニュエータにより被検査物の硬度等に
応じて減衰させ、被検査物に応じた感度に調整する。ア
テニュエータの出力信号は積分回路に入力されるが、こ
こでは矩形パルス幅に応じて所定の傾きで立上がる。こ
の出力の傾斜立上がりの大きさが矩形ノくルスの時間間
隔に相当するので、これを異なる基準値を有する複数の
コンパレータにそれぞれ入力することにより、立上がり
信号の大きさに応じて各コンノくレータからオン・オフ
信号として出力させること力（できる。したがって、各
コンパレータの出力により点灯する複数のＬＥＤなどを
用いることにより、パルス時間間隔の大きさ、すなわち
被検査物の構造の異常の程度に応じて点灯ＬＥＤの数が
変化するように表示させることができるのである。

【実施例］ 以下に本発明に係る打撃式構造変化検出装置の具体的実
施例を図面を参照して詳細に説明する。 第１図は実施例に係る打撃式構造変化検出装置の構成図
である。図示のように、この装置は、下端にハンマ１０
を備えたノ１ンマシャフト１２を立て置き配置してケー
シング１４内に取り付けて（する。ハンマシャフト１２
はケーシング１４の中央部に形成したガイド１６に貫通
されて上下動自在とされ、ガイド１６の下面と）＼シマ
１０の間、およびガイド１６の上面とシャフト上端に設
けたプレート１８との間にそれぞれ介装したスプリング
２０によって宙吊り状態に保持されている。前記ハンマ
１０に打撃動作を与えるために、ケーシング１４の上部
側にはモータ２２が設置され、これにはクランクアーム
２４を取り付けて回転駆動可能としている。クランクア
ーム２４の回転軌跡は前記ハンマシャフト１２の上端に
設けたプレート１８の縁部と係合するように設定され、
クランクアーム２４の回転によりプレート１８を押上げ
た後、係合を外してスプリング２０の弾性力によりハン
マ１０に打撃動作を行わせるものとしている。 またこの実施例では前記ハンマ１０は間接タッピングを
なすように構成されている。すなわち、ハンマ１０を取
囲んでいるケーシング１４の下部に前記ハンマ１０と間
隔をおいて対面配置される接触子２６を配置し、これを
ケーシング１４の下部に板ばね２８にて定位置に保持す
るように取り付けている。そして、接触子２６を直接被
検査部材３０に突き当てた状態にし、ハンマ１０が当該
接触子２６の頭部を打撃するようにしている。したがっ
て、ハンマ１０の打撃は接触子２６に一次的に作用し、
接触子２６を通じて被検査部材３０に作用する。 ここで、ハンマ１０の打撃によって接触子２６には被検
査部材３０からの打撃反力が与えられるが、この打撃反
力を検出するために、当該接触子２６には圧電素子積層
したセンサ３２が設けられている。センサ３２は接触子
２６の途中に介装されて一体化され、全体としてサンド
イッチ構造となっている。そして、このセンサ３２の検
出信号Ｖは判定回路部３４に出力されるようになってい
る。判定回路部３４は前記センサ３２の検出信号Ｖを入
力するとともに、固定基準電圧■。、を入力するコンパ
レータ３６を有している。当該コンパレータ３６では打
撃反力による波形パルス信号が雑音信号を除去するため
の基準電圧Ｖ。１以上となっている時間Ｔに相当する幅
の矩形パルスＶ、を出力させるようになっている。また
、このコンパレータ３６の出力側にはアテニュエータ３
８が接続されており、供給電圧レベルＶ。Ｃ（＝ＶＩ）
の矩形パルス信号を減衰させるようにしている。この減
衰レベルｖ２は可変になっており、被検査物３０の表面
の弾性や硬度等に応じて加減し、表示感度を調整可能に
している。更に、前記アテニュエータ３８の出力側には
積分回路４０が設けられ、所定のレベルに減衰させた矩
形パルス信号ｖ２を入力し、そのパルスの立上がりから
一定の上昇率で出力電圧を増大した信号ｖ３を出力させ
るものとしている。これによって人力信号■２のパルス
幅、ひいては打撃反力による波形パルス幅Ｔの間、積分
回路４０の出力信号■３は一定割合で出力電圧か増大変
化するものとなる。したかって、この上昇電圧■３のレ
ベルに対し異なる複数のレベルに設定した閾値を設定し
、この閾値を越えるか否かでパルス幅Ｔの大きさを判定
することができる。 そこで、まず積分回路４０はチャージされた電圧を放電
するようにするように構成し、また積分回路４０の出力
側には複数のコンパレータ４２．４４を並列に接続して
いる。各コンパレータ４２．４４の一方の入力端子には
値の異なる電圧Ｖ。２、Ｖ　ｏｓ　（Ｖ　０２＜　Ｖ。 ８）を基準電圧として入力させ、他方の入力端子には前
記積分回路４０からの出力信号Ｖ３を入力させている。 これにより各コンパレータ４２．４４の出力信号は基準
電圧Ｖ。２、Ｖｏ８を越えている時間だけオン状態にな
り、そのパルス信号ｖ４、■５を出力する。このような
各コンパレータ４２．４４の出力側には発光ダイオード
等の表示手段４６．４８を接続しており、オン信号の出
力によって対応する表示手段４６．４８を点灯させるよ
うにしている。これらの表示手段はケーシング１４の表
面に配置し、計測者が見やすいようにしておけばよい。 このように構成された打撃式構造変化検出装置では、モ
ータ２２を駆動することによりハンマシャフト１２が軸
方向に往復駆動され、下端のハンマ１．０が接触子２６
を打撃する。接触子２６は板ばね２８により保持され、
被検査部材３０に当接されているので、ハンマ１０の打
撃力は接触子２６を通じて被検査部材３０に伝えられ、
打撃反力が接触子２６に与えられる。接触子２６にはセ
ンサ３２が付帯されているので、センサ３２は打撃反力
に応じた波形パルス信号Ｖを検出する（第２図Ａ）。と
ころで、被計測部材３０が第１図に示したようにハニカ
ムコアを挟着した複合材料であって剥離検査を行なう場
合、剥離部分を打撃すると、その部分のばね定数が他の
正常部位よりも小さくなるので、波形パルスＶの幅Ｔは
大きくなる。 したがって、このパルス幅Ｔの大きさにより被検査物の
構造異常を判定することかできるのである。 そこで、センサ３２によって検出された信号を判定回路
３４に入力すると、最初はコンパレータ３６によって雑
音部分が切取られ、波形パルスの幅Ｔの幅に相当する矩
形パルス信号Ｖ、を出力する（第２図Ｂ）。更に、この
パルス信号Ｖ１はアテニュエータ３８に入力され、被検
査部材３０に応じた感度で出力されるように減衰処理さ
れた矩形パルス信号ｖ２を出力する（第２図Ｃ）。この
信号ｖ２は積分回路４０にて積分処理され、パルス幅Ｔ
に対応した積分信号ｖ３が出力され（第２図Ｄ）、適度
な放電回路を設けることにより同図破線のように入力パ
ルス信号ｖ２の立下がり時点から所定の勾配でレベルが
減衰され、次の打撃までに■２＝０とされる。このよう
な積分信号は複数のコンパレータ４２．４４に入力され
、ここで各基準電圧Ｖ。２、ＶＯ２と比較され、これら
の閾値を越えたときにそれらの出力側に接続された表示
手段４６．４８を点灯させる。表示手段４６．４８とし
て用いる発光ダイオードの表示色を閾値が高い方を「赤
」、低い方を「緑」等のように区別することにより、計
測者は被検査部材３０の構造の異常状態を視覚判定する
ことができるものとなる。 検査にあたって最初、正常部を打撃している状態で、ア
テニュエータ３８の感度を表示手段４８の発光ダイオー
ドが「緑」　（正常とする）となるように調整する。そ
の後、検査作業に移れば異常部で表示手段４６の発光ダ
イオード「赤」が点灯し、異常であることを示す。別の
方法としては、アテニュエータ３８に目盛を付けておき
、試験対象物ごとにアテニュエータの値を設定する方法
を用いることができる。 このような実施例によれば、打撃反力に対応する検出パ
ルスの信号幅をアナログ処理だけによって判定すること
ができ、判定のための部品点数を少なくして検査するこ
とができる装置となる。したがって、パルス幅の判定に
高価なデジタル回路部品を使用する必要がなくなり、非
常に安価な検査装置とすることができる。特に、異常判
定を視覚により表示させ、簡単な色別表示で異常を判定
することができるため、検査に熟練を要することない。 なお、本実施例ではハンマの駆動をモータとカムの組合
せによるようにしているが、ソレノイドとバネ、あるい
は双方向ソレノイドなとによって駆動して差し支えない
。タッピングの方法も本実施例では間接タッピング法を
図示しているが、接触子２６のない直接タッピング方式
でもよい。 【発明の効果】 以上説明したように、本発明によれば、打撃用ハンマに
取付けられ打撃に伴う信号変化を検出する力検出センサ
または加速度検出センサから出力される波形信号を入力
するコンパレータと、このコンパレータの出力を減衰可
能な可変アテニュエータと、当該アテニュエータの出力
信号を積分する積分回路とを備え、この積分回路の出力
の大きさを異なる基準値をもつ複数のコンパレータに入
力して出力信号の大きさに応じた出力を可能ならしめた
ので、部品点数を少なくしつつ、アナログ処理によって
簡単に所望の判別信号を出力させることができるという
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例に係る打撃式構造変化検出装置の構成図
、第２図は同装置による判定回路における出力波形図で
ある。 １０・・・・・・ハンマ、１２・・・・・・ハンマシャ
フト、２２・・・・・・モータ、２４・・・・・・クラ
ンクアーム、２６・・・・・・接触子、３０・・・・・
・被検査部材、３２・・・・・・センサ、３４・・・・
・・判定回路部、３６・・・・・・コンパレータ、３８
・・・・・・アテニュエータ、４０・・・・・・積分回
路、４２．４４・・・・・・コンパレータ、４６．４８
・・・・・・表示手段（発光ダイオード）。 代理人　弁理士　村　上　友　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）、打撃用ハンマに取付けられ打撃に伴う信号変化を
   検出する力検出センサまたは加速度検出センサから出力
   される波形信号を入力するコンパレータと、このコンパ
   レータの出力を減衰可能な可変アテニュエータと、当該
   アテニュエータの出力信号を積分する積分回路とを備え
   、この積分回路の出力の大きさを異なる基準値をもつ複
   数のコンパレータに入力して出力信号の大きさに応じた
   出力を可能ならしめたことを特徴とする打撃式構造変化
   検出装置。