JPH0648234B2 - Ａｅ計測装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ．産業上の利用分野 本発明はＡＥ（アコースティック・エミッション）計測
装置に関し、特にくり返し試験に用いて好適なＡＥ計測
装置に関する。

Ｂ．従来技術 くり返し試験において被検査部材で発生するＡＥ波を計
測して被検査部材の疲労状態を正確に測定するために、
被検査部材に加えられるくり返し応力のどの位相でＡＥ
波が発生したかを判別し、あるいはＡＥ波発生時の応力
値を測定する必要がある。これまでのＡＥ計測装置で
は、加振器で被検査部材に加えられるくり返し応力に対
応した加振波形電圧信号を、それぞれ異なった基準電圧
が定められた複数のコンパレータに入力し、これにより
くり返し応力レベルの領域を設定してＡＥ波がどの応力
レベルの領域で発生し始めているかを測定している。

Ｃ．発明が解決しようとしている問題点 このような従来のＡＥ計測装置では複数のコンパレータ
が必要であり、回路も複雑となるのに加えて、くり返し
応力の立上り時にＡＥ波が発生しているのか立下り時に
ＡＥ波が発生しているのか弁別できない。また、くり返
し数が多くなるにつれ、ＡＥ波発生時に応力値がどのよ
うに変化していくかも測定できない。

Ｄ．問題点を解決するための手段 本発明は、ＡＥ波がくり返し応力のどの位相で発生した
かおよびＡＥ波発生時の応力値を測定するため、被検査
部材に加えるくり返し応力に応じた信号の各サイクルの
基準位置を検出する検出手段と、前記基準位置の検出に
応答して前記くり返し応力の位相情報の測定を開始する
位相情報測定手段と、前記被検査部材内のＡＥ波を検出
してＡＥ信号を出力するセンサと、前記センサおよび位
相情報測定手段と接続され、前記ＡＥ信号の立上り時に
おける前記位相情報測定手段の測定値を読取る位相情報
読取手段と、前記応力信号から応力値を読取る応力読取
手段と、少なくとも４つの位相領域に分割された前記サ
イクルのどの領域に前記位相情報が含まれるかを判別す
る判別手段と、を具備する。

Ｅ．作用 本発明では、検出手段で応力信号の各サイクルの基準位
置を検出し、その検出に応答して、位相情報測定手段で
は応力信号の位相情報の測定を逐次開始する。そして、
ＡＥ信号の立上り時における位相情報を位相情報読取手
段が読取るとともに、ＡＥ信号の立上り時の応力値を応
力読取手段が読取る。更に、測定された位相情報が、少
なくとも４つの位相領域に分割された応力サイクルのど
の領域に含まれるかを判別する。

Ｆ．実施例 第１図は本発明の一実施例を示し、コンパレータ１の一
方の端子には応力信号が入力されている。応力信号と
は、被検査部材に与えられるくり返し応力の振幅および
周波数と対応した電圧レベルの信号であり、例えば第２
図（ａ）に示すように、最大応力σｍａｘ、最小応力σ
ｍｉｎに応じた振幅、およびくり返し応力の１サイクル
に応じたサイクルでくり返す電圧信号である。コンパレ
ータ１の他方の端子には閾値電圧信号ＴＨが入力されて
いる。コンパレータ１にはワンショットマルチバルブレ
ータ３が後続し、その出力はカウンタ５のリセット端子
に接続されている。カウンタ５には基準周波数のパルス
信号を出力する発振器７の出力が接続され、そのカウン
タ５にはラッチ９が後続している。ラッチ９には、ＡＥ
波を検出してＡＥ信号を出力するＡＥセンサ１１の出力
が接続されていて、ＡＥセンサ１１からのＡＥ波に応答
したＡＥ信号が入来されたのに応答して、ラッチ９の入
力信号をラッチして出力するように構成されている。こ
こで、発振器７およびカウンタ５が位相情報測定手段に
対応している。

一方、応力信号はＡ／Ｄコンバータ１３にも入力されて
ディジタル値に変換され、そのディジタル値がマイクロ
プロセッサ１５に逐次供給されるように構成されてい
る。ラッチ９の出力もマイクロプロセッサ１５に接続さ
れている。更に、マイクロプロセッサ１５にはデータレ
コーダ１７が後続されている。

第２図（ａ）〜（ｄ）を参照して作用を説明する。

第２図（ａ）に示す応力信号がコンパレータ１に入力さ
れると、コンパレータ１は、その応力信号が閾値ＴＨよ
り大きい間だけハイレベル信号をワンショットマルチバ
イブレータ３に出力する。コノパレータ１のハイレベル
信号の立上りでマルチバイブレータ３がトリガされ、時
点ｔ１およびｔ２でワンショットパルスが得られる。第
２図（ｄ）に示すように、カウンタ５はそのワンショッ
トパルスによりセットされてその内容は「０」となる。
そして、発振器７からのパルスに応答して、第２図
（ｄ）のようにカウンタ５は「＋１」づつ歩進する。第
２図（ｃ）の時点ｔ３でセンサ１１からＡＥ信号が出力
されると、その立上り開始時点においてカウンタ５の内
容がラッチされる（第２図（ｄ）参照）。従って、ラッ
チ９でラッチしたカウンタ５の計数値そのものが、ＡＥ
波が発生した時点におけるくり返し応力の位相情報を示
すことになる。例えば、くり返し応力の周波数１Hz、発
振器７の出力パルスの周波数を１KHzと定めると、最大
応力σｍａｘのときにカウンタ５の計数値は２５０であ
り、最小応力σｍｉｎのときに７５０である。

マイクロプロセッサ１５では、第３図に示すプログラム
に基づいて、応力値を示す信号から、ＡＥ波発生時の位
相および応力値を出力する。すなわち、第３図に示すプ
ログラムが所定のインタラプト信号により起動される
と、ステップＳ１において、くり返し応力の周波数ＴＳ
および発振器の出力パルスの基準周波数ＴＲを読込む。
これらの値は操作者が手動で設定できるようにすること
ができる。ステップＳ２においては、ＡＥ信号の立上り
に応答した応力値、すなわち、Ａ／Ｄコンバータ１３か
らのディジタル信号を読取る。次いで、ステップＳ３に
進み、ＴＲ／ＴＳが４以上か否かを判定し、４未満であ
ればステップＳ１２にジャンプしてエラー信号を出力す
る。４以上であれば、ステップＳ４〜Ｓ７の各ステップ
でラッチ９からのカウント値がくり返し応力の各サイク
ルのどの位相領域に含まれているかを判定する。位相領
域は例えば第４図に示すように９０度毎に４つの位相領
域１〜４に分割されている。ステップＳ４〜Ｓ７のいず
れかのステップで肯定判定されると、ステップＳ８〜Ｓ
１１のうち対応したステップの内容が実行されてこのプ
ログラムが終了する。このようにして得られた位相領域
および応力値のデータがデータレコーダ１７に送出され
て記録される。

本実施例では応力信号の各サイクルの始点を基準位置と
したが、各サイクルの始点に限られることなく、中間点
を基準位置としてもよいことは勿論である。

Ｇ．発明の効果 本発明によれば、くり返し応力の１サイクル毎にその位
相情報の測定とリセットを逐次行なうようにするととも
に、ＡＥ波の発生時点の位相情報からＡＥ波がどの位相
領域で発生しているかを判別するとともに、その時点の
くり返し応力の値を出力するようにした。従って、くり
返し試験においてくり返し応力のどの位相領域でＡＥ波
が発生したか、およびそのときの応力値を測定できる。

また、本実施例によれば、発振器出力パルスの基準周波
数に対してくり返し応力の周波数が大きくなってカウン
ト値としての分解能が低下しても、少なくとも応力サイ
クルの４つの位相領域のどこでＡＥ波が発生したかおよ
びそのときの応力値が測定できるので、比較的くり返し
応力の周波数が高い場合にも正確な測定が可能となる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、第２図
（ａ）〜（ｄ）はそ各部の出力波形を示す波形図、第３
図は位相領域および応力値を算出するプログラムの一例
を示すフローチャート、第４図は位相領域の説明図であ
る。 １：コンパレータ ３：ワンショットマルチバルブレータ ５：カウンタ ７：発振器 ９：ラッチ 11：センサ 13：Ａ／Ｄコンバータ 15：マイクロプロセッサ 17：データレコーダ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検査部材に加えるくり返し応力に応じた
   信号の各サイクルの基準位置を検出する検出手段と、前
   記基準位置の検出に応答して前記くり返し応力の位相情
   報の測定を開始する位相情報測定手段と、前記被検査部
   材内のＡＥ波を検出してＡＥ信号を出力するセンサと、
   前記センサおよび位相情報測定手段と接続され、前記Ａ
   Ｅ信号の立上り時における前記位相情報測定手段の測定
   値を読取る位相情報読取手段と、前記応力信号から応力
   値を読取る応力読取手段と、少なくとも４つの位相領域
   に分割された前記サイクルのどの領域に前記位相情報が
   含まれるかを判別する判別手段と、を具備したことを特
   徴とするＡＥ計測装置。