JPH0481134B2 - - Google Patents

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JPH0481134B2
JPH0481134B2 JP6549884A JP6549884A JPH0481134B2 JP H0481134 B2 JPH0481134 B2 JP H0481134B2 JP 6549884 A JP6549884 A JP 6549884A JP 6549884 A JP6549884 A JP 6549884A JP H0481134 B2 JPH0481134 B2 JP H0481134B2
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JP
Japan
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JP6549884A
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JPS60209132A (ja
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Mamoru Irizuki
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Jeol Ltd
Original Assignee
Nihon Denshi KK
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Publication date
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Publication of JPS60209132A publication Critical patent/JPS60209132A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/72Investigating presence of flaws
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/24Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
    • G01L1/248Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet using infrared

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) この発明は熱弾性効果を用いた応力分布画像形
成方法、特に荷重時の被検体の位置ずれに起因す
る温度分布誤差を補正してノイズのない正確な応
力分布画像を形成する方法に関する。
(従来技術の説明) 熱弾性効果を用いて非接触で短時間に応力分布
を測定する方法が提案されている。この提案方法
は被検体の応力集中部位の表面温度が、圧縮荷重
を受た時上昇し、逆に引張荷重を受けた時下降す
ることに着目したものであり、荷重を加えた時の
温度から荷重なし又は逆方向荷重を加えた時の温
度を差し引いて温度分布すなわち応力分布画像を
得ている。
しかしながら、この方法は荷重が引張及び圧縮
の場合には、被検体の位置変化は極めて小さい
が、被検体に曲げ応力が加わつた場合には、被検
体に大きな位置変化を生じる。
従つて、このような曲げ応力を受た被検体の場
合には、荷重を加えた時と荷重なし又は逆方向荷
重を加えた時とでは被検体の位置が異なるため、
上述した方法で温度差を求めてしまうと、異なる
被検体位置での温度間の温度差を求めることとな
り、場合によつては、被検体部分の温度と背景部
分の温度との引算が行われるため、被検体自体の
応力に正確に対応した画像が得られない。
この対策として、コンピユータの演算処理にお
いて、被検体の動きに対応させて、被検体の引張
側の温度分布画像を圧縮時の被検体位置に移動さ
せて、圧縮時と引張時の温度差を求める方法が提
案されているが、この方法では、被検体部分の温
度分布は正確に求められるが、被検体部分以外の
背景部のように本来は応力による温度変化がない
ので、温度差が零となるべき箇所等が零とならず
にノイズとしてある値を示してしまい、応力画像
中に背景ノイズとして現われてしまうという欠点
があつた。
これは、背景も含めて温度画像中の画素を移動
させるため、引張時と圧縮時の温度分布画像の引
算を、背景に関しては異なつた位置同士で行うこ
とになり、引算の結果が零にならないからであ
る。
(発明の目的) この発明の目的は、上述した従来の欠点に鑑
み、被検体が動いた場合であつても、被検体のみ
の正確な応力分布画像が得られると共に、背景ノ
イズを除去出来る応力画像形成方法を提供するこ
とにある。
(発明の構成) この目的の達成を図るため、この発明において
は、荷重負荷を受けて位置ずれが生じる被検体を
赤外線検出器で走査して得られた当該被検体の温
度分布データからコンピユータ処理によつて応力
分布画像を形成するに当たり、被検体を、その幅
に比べて十分に細長い物体とし、該被検体と背景
とに温度差を与えておき、該赤外線検出器によつ
て読取られコンピユータに記憶された温度分布デ
ータからコンピユータ処理によつてこの温度差に
基づき前記被検体と前記背景とを識別し、前記被
検体に荷重負荷をかけて曲げたとき、該被検体の
ある点を通りその長さ方向に実質的に直交する線
上のすべての点が該曲げにより等しい変位量で移
動するとみなし、さらに、コンピユータ処理によ
つて、この識別された被検体の領域に関しての
み、荷重負荷に基づく該被検体の位置ずれを補正
して荷重負荷時の被検体の温度データと、無負荷
時又は逆方向負荷時の温度データとの引算を行う
ことを特徴とする。
(実施例の説明) 以下、図面を参照して、この発明の実施例につ
き説明する。
第1図はこの発明の応力画像形成方法を説明す
るための線図であり、1は被検体、2は背景、3
は被検体1に荷重を印加する荷重試験機、4は被
検体1及び背景2を走査してそれらの温度分布を
検出するための赤外線検出器、5は赤外線検出器
4からの検出データを画像処理するためのコンピ
ユータで、このコンピユータ5内に圧縮画像メモ
リ6、引張画像メモリ7及び中央処理装置(以
下、CPUと称する)8が含まれている。9はコ
ンピユータ5で処理された結果を応力分布画像と
して表示するための表示装置である。
この発明の方法では、先ず、被検体は、その幅
に比べて十分に細長い物体であるする。そして、
予め、被検体1の温度と、背景2の温度とに差を
付けておく。例えば、背景2として高温の板と
か、低温の板とを用いることにより被検体温度と
に十分な差を付け、この温度差で両者の識別が出
来るようにしておく。
このように、背景2と被検体1との間に予め温
度差を付けておき、荷重試験機3によつて被検体
1に荷重を負荷し被検体1が曲つたとする。この
場合、先ず、この被検体に与える荷重負荷は、こ
の例では、この荷重負荷によつて被検体が曲げら
れたとき、この被検体のある点を通りその長さ方
向に直交する線上の全ての点がこの曲げにより平
行移動するが、これらの点の変位量が同一の値と
みなせる範囲内に収まるような荷重負荷とする。
そして、その曲り前後に亙つて、背景温度を含め
て、被検体1の無荷重(曲り無し)時及び圧縮応
力による発熱(曲がりあり)時の温度分布を赤外
線検出器4でラスタ走査してそれらのデータをコ
ンピユータ5の圧縮画像メモリ6及び引張画像メ
モリ7にそれぞれ取込み記憶させる。このように
してコンピユータ5に取込んだデータをCPU8
で処理することによつて、背景2と、被検体1と
をそれらの温度データを基にして比較識別する。
そして、有効被検体1か背景2かを識別した後
に、被検体1の応力零の部分と、応力が零である
背景2との識別を効果的に行つて被検体1を浮き
ださせるために、今度はCPU8の処理によつて
背景2の温度データを自動的にマイナスの最大値
に設定する。
さらに、CPU8の処理によつて、背景2の温
度データをマイナスの最大値と設定した状態で、
識別済みの被検体1のみにつき、曲がる前の位置
での引張側の温度データを曲げられている状態で
の被検体位置へ移動させるという画像移動を行つ
て温度データの位置補正を行う。なお、すべての
演算は被検体のデータについてのみ行い、演算が
終了した時点で、背景については被検体と区別で
きる値を与えるようにすれば、上述したように背
景の温度データをマイナスの最大値に設定したの
と等価である。
このようなコンピユータ処理を行つた後、
CPU8によつて、被検体1が曲つている状態の
圧縮時の温度データから、曲つていない無負荷時
の温度データを引算することにより、温度分布画
像の引算を実行し、よつて応力分布データを得、
これを表示装置9で応力分布画像として表示させ
る。
ところで、この温度分布画像の引算を実行する
に当り、前述したように、予め、被検体1の動き
に対応して、曲げられていない状態での各位置の
温度データ(無負荷時の温度データ)を負荷によ
り曲げられた先の位置へ移動して温度データの位
置補正を行つてやれば良いが、この移動は単なる
平行移動や、或いは、回転できないため、非常に
難しく、場合によつては、そのコンピユータ処理
に多くの時間が掛つてしまう。
そこで、荷重時から無荷重時又は逆方向荷重時
に変化した場合におけるこの温度データの位置補
正につき第2図及び第3図を参照して説明する。
第2図Aは被検体1の無負荷の状態を及び第2
図Bは荷重負荷の状態をそれぞれ示す線図であ
り、第3図はこの位置補正の方法の説明に供する
線図である。
今、第2図Aに示すように細長い被検体をその
長さ方向がx軸に沿うように左端を支持して置
き、右端にy方向に曲げ荷重を負荷すると、第2
図Bに示すように曲つた状態となるとする。
この場合、コンピユータ処理をする時、x及び
yのアドレスが両方共変るとすると演算が困難で
ある。演算を簡単化するため、被検体1に曲げ荷
重を負荷した時に曲がつて位置が大きく動く被検
体は、一般的には細長いものであると仮定し、例
えば、被検体1上の全ての点Po〜Pnがどの程度
移動による位置ずれの量(Δx及びΔy)が生じた
かを一つの方向、例えば、x方向の各アドレスに
関して予めテストを行つて調べておき、このx方
向の各アドレスx1,x2,…xnについて、こ
れらの一点を通るy軸と平行な線上の全ての点で
の変位量(Δx及びΔy)は、既に説明したよう
に、本発明で対象としている被検体のように、被
検体が十分に細長い場合、同一であるとみなせる
ので、これらの変移量(Δx及びΔy)をx軸のア
ドレスに関して折線近似でテーブルにしてCPU
に格納しておく。例えば、被検体1の中心を通る
1ライン(走査線)上に256の点を取り、これら
の点に関してx及びy方向の変位量(Δx及び
Δy)をオフセツトテーブルとして格納しておく。
この場合には、水平方向(x方向)に対して変
位量(Δx及びΔy)が定まつて垂直方向(被検体
の幅方向すなわちy方向)に関しては演算上は変
位が一様であるとすることができるので、例え
ば、被検体の幅の中に240ラインの走査線があつ
たとしても、一ライン分だけの変位量の計算を行
えば良く、計算時間を短縮できる。
一方、変位の計算においては、第3図に示すよ
うに、この被検体の長さ方向をN個(図示例では
4個)に分割し、これらの分割点Po〜Pn(この実
施例ではn=4)を直線で結んだ折線で被検体を
近似する。そして、荷重負荷による被検体1の移
動をこの折線で近似し、この折線の位置の移動量
を変位量として補正すれば、曲げのような特殊な
移動をする被検体でもその位置ずれを一次元の演
算処理で補正することが出来る。
第3図を参照してこの補正につき説明する。
最初、被検体はx軸方向と平行となつていて、
この被検体を4分割した点をPo〜P4とし、これ
らの点を結んだ直線Aで近似する。この被検体に
曲げ応力が加わり、点P1〜P4がP1′〜P4′に移動
したとすると、これらの移動後の点Po〜P4′を順
次に結んだ折線Bで近似を行う。この場合、これ
らの各点P1′〜P4′における変位量Δx1、Δy1
Δx4、Δy4をCPU8で計算する。CPU8はこのデ
ータに基づき、P0点からP4′点までの折線近似の
条件でxの各点xiに対するΔxi、Δyiを計算し、
Δx、Δyのテーブルを作成する。画像の移動を実
施するためのアドレス演算は、現在のアドレス
xi、yiに対し、テーブルからはオフセツト位置
Δxi、Δyiを読み、これを加えてxi+Δxi、yi+
Δyiを求め、このアドレス点に画像データを書込
んで像の移動を行う。この像の移動を実施後、圧
縮画像から引張画像を引算し、応力分布画像を求
めれば、正確な応力画像を形成することができ
る。
尚、上述した実施例では、被検体がx方向すな
わち水平方向に細長いとしたが、y方向に細長い
場合には、上述したテーブルはy方向を基準とし
て作成すれば、被検体のy方向のアドレス値に対
応して被検体1の位置ずれに基づく温度データの
移動を行つて位置ずれ補正を行うことが出来る。
また、x及びy座標中に被検体が斜めに置かれ
た場合には、x方向テーブル及びy方向テーブル
の両方を作成し、両テーブルから読取つた変位量
の和を温度データの総合位置ずれ補正値とするこ
とも出来る。
上述したような画像の移動を行わずに、画像引
算の実施時に、CPU8に格納されているテーブ
ルを用いて、減数側のアドレス(曲げ応力が加え
られていない場合の位置)を変換しても良い。こ
の方法によると、移動を繰り返し実施出来るの
で、コンピユータ5で対話しながら温度データの
位置ずれ補正を実施することが出来る。
(発明の効果) 上述した説明からも明らかなように、この発明
の方法によれば、背景ノイズを除去出来て被検体
の領域部分のみを浮だたせることが出来ること、
被検体のみの画像の移動を行うため、計算時間が
従来の場合よりも著しく短縮することができると
いう利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の説明に供する応力分布画像
装置を示す線図、第2図A及びBはこの発明の説
明に供する被検体の状態を示す線図、第3図はこ
の発明の説明に供する線図である。 1……被検体、2……背景、3……荷重試験
機、4……赤外線検出器、5……コンピユータ、
6……圧縮画像メモリ、7……引張画像メモリ、
8……中央処理装置、9……表示装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 荷重負荷を受けて位置ずれが生じる被検体を
    赤外線検出器で走査して得られた当該被検体の温
    度分布データからコンピユータ処理によつて応力
    分布画像を形成するに当り、 被検体を、その幅に比べて十分に細長い物体と
    し、 該被検体と背景とに温度差を与えておき、 該赤外線検出器によつて読取られコンピユータ
    に記憶された温度分布データからコンピユータ処
    理によつてこの温度差に基づき前記被検体と前記
    背景とを識別し、 前記被検体に荷重負荷をかけて曲げたとき、被
    検体のある点を通りその長さ方向に実質的に直交
    する被検体の幅方向の線上のすべての点が該曲げ
    により等しい変位量で移動するとみなし、 さらに、コンピユータ処理によつて、この識別
    された被検体の領域に関してのみ、前記荷重負荷
    に基づく該被検体の位置ずれを補正して荷重負荷
    時の被検体の温度データと、無負荷時又は逆方向
    負荷時の温度データとの引算を行うこと を特徴とする応力分布画像形成方法。 2 前記温度差によつて被検体と背景とを識別す
    るため、背景温度を該被検体の最低温度よりも充
    分低くしておくことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の応力分布画像形成方法。 3 前記荷重負荷に基づく被検体の位置づれを補
    正するため、荷重負荷による被検体の動きを該被
    検体に沿つて取つた複数個の点を直線で結んだ折
    線で近似し、該折線の無負荷時又は逆方向負荷時
    の位置からの変位量を一方の座標軸上の各アドレ
    スに関して求めておいてこれをオフセツトテーブ
    ルとして作成しておき、前記引算を実施する時、
    前記一方の座標軸上の各アドレスを基にして無負
    荷時又は逆方向負荷時の位置のアドレスを前記オ
    フセツトテーブルを参照して求め、該求められた
    アドレスの温度データを前記負荷時の温度データ
    から引算することを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の応力分布画像形成方法。
JP6549884A 1984-03-31 1984-03-31 応力分布画像形成方法 Granted JPS60209132A (ja)

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JP6549884A JPS60209132A (ja) 1984-03-31 1984-03-31 応力分布画像形成方法

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JPS60209132A JPS60209132A (ja) 1985-10-21
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ID=13288811

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Families Citing this family (6)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62104289A (ja) * 1985-10-30 1987-05-14 Fujitsu Ltd 赤外線映像装置
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JPS60209132A (ja) 1985-10-21

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