JPH0452532A - 赤外線応力分布測定装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、測定対象物に分布する応力を測定する赤外
線応力分布測定装置に関する。

（従来の技術） 測定対象物の応力分布を測定する方法としては古くはス
トレーンゲージ法、応力塗料法等があるが、前者は点計
測法であるため完全な応力分布像がわからず、また後者
は検知できる応力に限界がある。

このため近年は、赤外線カメラを用いることにより、測
定対象物に非接触で２次元的な応力分布像を観測し得る
赤外線応力分布測定法が用いられるようになってきた。

このような赤外線応力分布測定法を可能にする装置の一
つに、特公昭６２−１２０４号に開示された応力分布測
定装置がある。この装置は、応力装置に測定対象物を挟
持して該測定対象物に圧縮および引張り荷重等の２種の
異なった荷重を順次印加し、それぞれの荷重の切り換え
に応答して当該荷重の印加期間内に赤外線カメラのフレ
ーム走査を行い、第１の荷重が加えられたときに得光測
定対象物の温度分布像と第２の荷重が加えられたときに
得た測定対象物の温度分布像との差を求め、この差信号
をモニタテレビに表示すること↓こよって、測定対象物
の応力分布像を得るものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、この応力分布測定装置は、測定対象物に
２種の異なった荷重を順次印加し、それぞれの荷重印加
期間に同期させて赤外線カメラのフレーム走査を行って
いるため、赤外線カメラは応力装置から発生する同期信
号に基づいて間欠的に１画面ずつ撮影を行っている。

従って、荷重印加期間中に赤外線カメラを動桿させてフ
レーム走査を行い、荷重が移り替わる期間中は赤外線カ
メラの動作を止めてフレーム走査を行わないように制御
しなければならず、荷重サイクルの変化が早い場合には
追従し難く、またその制御も繁雑であった。

特に、赤外線カメラがミラーを用いた機械式ラスター走
査機構を用いたものである場合、フレーム走査を細かく
断続させるのは困難であった。

（課題を解決するための手段） このような課題を解決するためにこの発明は、測定対象
物に応力装置を用いて変化する荷重を加えながら該測定
対象物を赤外線カメラで撮影して測定対象物の応力分布
を測定する赤外線応力分布測定装置において、測定対象
物を２次元的に撮影する赤外線カメラと、該赤外線カメ
ラから出力される測定対象物の温度分布像を記憶する第
１ｔ５よび第２のフレームメモリと、前記応力装置の異
なる荷重状態を検出して前記第１および第２のフレーム
メモリにそれぞれの荷重状態における書き込みトリガ信
号を別々に出力するトリガ信号発生器と、該トリガ信号
発生器から出力されるトリガ信号に応じて記憶した前記
第１のフレームメモリの記憶温度分布像と前記第２のフ
レームメモリの記憶温度分布像との差を求める演算器と
、前記演算器からの差信号が供給される表示器とを備え
たものである。

（作用） 応力装置によって加えられる２つの異なる荷重から、そ
れぞれの荷重状態を検出して、第１＄よび第２のフレー
ムメモリにそれぞれの荷重状態における書き込みトリガ
信号を別々に出力し、連続動作中の赤外線カメラから当
該荷重状態に対応した測定対象物の１フレ一ム分の温度
分布像を第１および第２のフレームメモリにそれぞれ書
き込み、両メモリの温度分布像の差を求めて応力分布像
としてモニタテレビに表示する。

（実施例） 以下、本発明の詳細につき図面を参照して説明する。

第１図は本発明になる赤外線応力分布測定装置の一実施
例を示すブロック図であり、第２図Ｊｔ第１図における
各種タイミング図である。

第１図において、１は測定対象物２を挟持して、該測定
対象物２に周期的に変化する荷重を加える応力装置であ
り、３は測定対象物２から発生する赤外線を機械的ある
いは電子的にラスク走査し、測定対象物２の温度分布像
を撮影する赤外線カメラである。赤外線カメラ３で検出
した、周期的に変化する荷重状態における測定対象物２
のアナログ温度分布信号は、Ａ／Ｄ変換器４でディジタ
ル温度分布信号に変換され、最大または最小荷重時の温
度分布像の記憶用に割り当てた一対のフレームメモリ５
，６に順次出力される。フレームメモリ５，６において
は後述するタイミングでもって、Ａ／Ｄ変換器４からの
デジタル温度分布信号を取り込んで、フレームメモリ５
，６にそれぞれ記憶する。フレームメモリ５，６に記憶
されたデジタル温度分布像は同時に読み出され、演算器
７で減算された後、画像処理装置８を経てモニタテレビ
９に供給され応力分布像として表示される。

第２図のタイミング図をも参照して説明するに、Ａ／Ｄ
変換器４を介して出力される赤外線カメラ３からのデジ
タル温度分布信号は、応力装ＷＬ１がその荷重状態に比
例して発生する電圧値Ｅを、応力装置１に加えられる最
大および最小荷重に応じてトリガ信号発生器１０に予め
設定された最大荷重電圧値ｅ１および最小荷重電圧値ｅ
２と比較する。そして荷重に比例した電圧値Ｅが基準電
圧値ｅ、を超えた場合に画像サンプリング回路１１にト
リガ信号ａｌを出力し、荷重比例電圧値Ｅが基準電圧値
ｅ２を下回った場合には、画像サンプリング回路１１に
トリガ信号ａ２を出力する。画像サンプリング回路１１
にはトリガ信号ａｔ＋ａ２の他に、赤外線カメラ３が１
フレーム走査するごとに出力する垂直同期信号Ｐｖが供
給されており、トリガ信号ａ、またはａ２とこの垂直同
期信号Ｐｖと同期のとれた１フレ一ム分のデジタル温度
分布信号をフレームメモリ５または６に取り込むべく、
書き込み信号Ｗ１またはＷ２をフレームメモリ５または
６に出力する。

フレームメモリ５は、書き込み信号Ｗ、が供給されてい
間Ａ／Ｄ変換器４から供給されているデジタル温度分布
信号を記憶し、フレームメモリ６は書き込み信号Ｗ２が
が供給されている間Ａ／Ｄ変換器４から供給されている
デジタル温度分布信号を記憶する。

フレームメモリ５．６に記憶された最大荷重温度分布像
と最小荷重温度分布像は共に読み出されて、演算器１０
にて減算され、両温度分布像の差分像を出力する。演算
器１０で減算された画像は画像処理装置８に供給され、
Ａ／Ｄ変換されて輝度信号としてモニタテレビ９に供給
され表示される。従って、モニタテレビ９には応力に応
じた輝度が付与された測定対象物の応力分布像が得られ
る。

上述の実施例においては、応力装置の異なる荷重状態と
して最大および最小荷重時点を検出する場合について述
べたが、加える荷重に変化さえあれば測定対象物に温度
変化が生じるので、最大おび最小荷重時点の検出に限ら
ず任意の異なる荷重状態を検出してもよく、この場合に
はトリガ信号発生器の基準電圧を任意の荷重に相当する
値に設定するか、あるいは遅延回路等を用いてトリガ信
号の出力時点を任意の荷重状態に合わせることができる
。

なお、フレームメモリ５への記憶は最大荷重のとき、ま
たフレームメモリ６への記憶は最小荷重のときであるが
、これらは逆にしてフレームメモリ５への記憶を最小荷
重とし、フレームメモリ８への記憶を最大荷重としても
よい。

（発明の効果） 以上説明したようにこの発明は、応力装置による周期的
に変化する荷重から最大荷重と最小荷重を検出して第１
および第２のフレームメモリに別々に書き込みトリガ信
号を出力し、連続動作中の赤外線カメラから当該荷重に
対応した測定対象物の１フレ一ム分の温度分布像を第１
および第２のフレームメそすに書き込み、両メモリの記
憶温度分布像の差を求めて応力分布像としてモニタテレ
ビに表示するので、従来装置のごとく荷重の印加周期に
同期させて赤外線カメラのフレーム走査を行い、荷重の
印加期間中の画像のみを取り込む必要がないので、荷重
サイクルの変化が早い場合にも十分追従し得る赤外線応
力分布測定装置を提供することができる。

特に、ミラー等を用いた機械式ラスクー走査機構を用い
た赤外線カメラを用いた場合、フレーム走査を細かく断
続する必要がないので、装置の構成が簡単になると共に
正確な温度分布像を簡単に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る赤外線応力分布測定装
置のブロック図であり、第２図は本発明における各種信
号のタイミング図である。 １・・・・・・応力装置、２・・・・・・測定対象物、
３・・・・・・赤外線カメラ、４・・・・・・Ａ／Ｄ変
換器、５，６・・・・・・フレームメモリ、７・・・・
・・演算器、８・・・・・・画像処理装置、９・・・・
・・モニタテレビ、１０・・・・・・トリガ信号発生器
、１１・・・・・・サンプリング回路、１１・・・・・
・減算器工２・・・・・・画像処理器、１３・・・・・
・・・・モニタＴＶ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 測定対象物に応力装置を用いて変化する荷重を加えなが
   ら該測定対象物を赤外線カメラで撮影して測定対象物の
   応力分布を測定する赤外線応力分布測定装置において、
   前記測定対象物を２次元的に撮影する赤外線カメラと、
   該赤外線カメラから出力される前記測定対象物の温度分
   布像を記憶する第１および第２のフレームメモリと、前
   記応力装置の異なる荷重状態を検出して前記第１および
   第２のフレームメモリにそれぞれの荷重状態における書
   き込みトリガ信号を別々に出力するトリガ信号発生器と
   、該トリガ信号発生器から出力されるトリガ信号に応じ
   て記憶された前記第１のフレームメモリの記憶温度分布
   像と前記第２のフレームメモリの記憶温度分布像との差
   を求める演算器と、前記演算器からの差信号が供給され
   る表示器とを備えたことを特徴とする赤外線応力分布測
   定装置。