JPS6343708B2 - - Google Patents
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- JPS6343708B2 JPS6343708B2 JP55159586A JP15958680A JPS6343708B2 JP S6343708 B2 JPS6343708 B2 JP S6343708B2 JP 55159586 A JP55159586 A JP 55159586A JP 15958680 A JP15958680 A JP 15958680A JP S6343708 B2 JPS6343708 B2 JP S6343708B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- signals
- attenuation
- ratio
- damage
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
- G01N29/4454—Signal recognition, e.g. specific values or portions, signal events, signatures
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/14—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object using acoustic emission techniques
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は設備、装置、機械器具等の構成部材に
生ずる亀裂から発生するAE信号（アコースチツ
クエミツシヨン信号）から、該部材の亀裂の有無
や破壊進行度を検出する方法に関するもので、そ
の目的は部材の損傷を早期に発見し、部材の破壊
による事故を未然に防止しうる手段を提供するこ
とにある。
生ずる亀裂から発生するAE信号（アコースチツ
クエミツシヨン信号）から、該部材の亀裂の有無
や破壊進行度を検出する方法に関するもので、そ
の目的は部材の損傷を早期に発見し、部材の破壊
による事故を未然に防止しうる手段を提供するこ
とにある。
周知の通り物体が変形または破壊するとき、そ
のエネルギーの１部を音響の形で放出することは
広く知られており、これは応力波放出又は音響放
出と呼ばれている。（それを本発明では以下単に
AEと云う）。
のエネルギーの１部を音響の形で放出することは
広く知られており、これは応力波放出又は音響放
出と呼ばれている。（それを本発明では以下単に
AEと云う）。
而して、塑性変形により発生するAE（以下セン
サーによつて知得されるものであるためAE信号
として取扱う）は連続波であり、亀裂等により発
生するものは不連続な突発波形であることも知ら
れている。本発明においては、センサーから常時
得られる暗雑音よりは大きな振幅を有する不連続
な突発型の信号を対象とするものである。このよ
うなAE信号から種々な部材が破壊する恐れがあ
るかどうかを診断する手段はいろいろ提案され、
１部は実際に実施されている。ところで周知の手
段は部材破壊の危険度を定量的に把握する点にお
いて問題があり、さらに被測定部材が高速で移動
する物体であつたり、回転するものであつた場合
診断が困難で検出不可能であつた。
サーによつて知得されるものであるためAE信号
として取扱う）は連続波であり、亀裂等により発
生するものは不連続な突発波形であることも知ら
れている。本発明においては、センサーから常時
得られる暗雑音よりは大きな振幅を有する不連続
な突発型の信号を対象とするものである。このよ
うなAE信号から種々な部材が破壊する恐れがあ
るかどうかを診断する手段はいろいろ提案され、
１部は実際に実施されている。ところで周知の手
段は部材破壊の危険度を定量的に把握する点にお
いて問題があり、さらに被測定部材が高速で移動
する物体であつたり、回転するものであつた場合
診断が困難で検出不可能であつた。
本発明者等は静止もしくは固定した機械や部材
のみならず、移動したり高速で回転する機械や部
材についてもその損傷の有無あるいは損傷の進行
度を正確に検出しうる方法即ち本発明の方法を提
供するものであり、その要旨は 被測定物体にとりつけられたAEセンサーから
得られる信号を増幅したのち、該信号をそれぞれ
周波数帯域によつて減衰効果の異なる二系統の回
路に分流させ、ついでそれぞれの回路から得られ
た物体について減衰量比較を行なつたのち、減衰
比率別に該信号を分類蓄積すると共に、その蓄積
傾向から損傷を検出することを特徴とする物体の
損傷検出方法。
のみならず、移動したり高速で回転する機械や部
材についてもその損傷の有無あるいは損傷の進行
度を正確に検出しうる方法即ち本発明の方法を提
供するものであり、その要旨は 被測定物体にとりつけられたAEセンサーから
得られる信号を増幅したのち、該信号をそれぞれ
周波数帯域によつて減衰効果の異なる二系統の回
路に分流させ、ついでそれぞれの回路から得られ
た物体について減衰量比較を行なつたのち、減衰
比率別に該信号を分類蓄積すると共に、その蓄積
傾向から損傷を検出することを特徴とする物体の
損傷検出方法。
であり、さらに精度をより高める方法、即ち
被測定物体にとりつけられたAEセンサーから
得られる信号を増幅したのち、該信号をそれぞれ
周波数帯域によつて減衰効果の異なる二形統の回
路に分流させ、ついでそれぞれの回路から得られ
た信号について減衰量比較を行なつたのち、減衰
比率別に信号を分類蓄積すると共に、あらかじめ
設定されている分類基準に従つて該分類中のAE
信号相当分類について前記減衰比率の高低別発生
度数を求め、該発生度数の比率と設定しきい値と
を比較し、その大小判別によつて損傷を検出する
ことを特徴とする物体の損傷検出方法。
得られる信号を増幅したのち、該信号をそれぞれ
周波数帯域によつて減衰効果の異なる二形統の回
路に分流させ、ついでそれぞれの回路から得られ
た信号について減衰量比較を行なつたのち、減衰
比率別に信号を分類蓄積すると共に、あらかじめ
設定されている分類基準に従つて該分類中のAE
信号相当分類について前記減衰比率の高低別発生
度数を求め、該発生度数の比率と設定しきい値と
を比較し、その大小判別によつて損傷を検出する
ことを特徴とする物体の損傷検出方法。
であつて、さらにまた付加すべき要点は、減衰比
率をコード信号化し、該コード信号を無線回路を
介して送受する方法を必要に応じ前記の方法に組
込み可能とした点にあり、その特徴は静的な荷重
のみならず動的荷重をうける部材全般について適
用可能な手段を提供する点にある。
率をコード信号化し、該コード信号を無線回路を
介して送受する方法を必要に応じ前記の方法に組
込み可能とした点にあり、その特徴は静的な荷重
のみならず動的荷重をうける部材全般について適
用可能な手段を提供する点にある。
さて一般にAE信号を用いて特にその損傷を知
りたい部材としては、たとえば圧延機のスピンド
ル軸のような大動力伝達部材があるが、これらの
部材は使用中極めて大きな雑音（以下センサーで
知得されるものであるため雑音信号として取扱
う）を発生し、通常極めて微弱な信号であるAE
信号は、その雑音信号のなかに、まぎれこむため
AE信号のみを峻別して取出すには極めて複雑で
高価な装置を用いなければならないと云う技術的
な難点があり、また従来の方法では小さな部材や
複雑な構成を有する部材の損傷を検出する適当な
手段は見当らないのが現状である。
りたい部材としては、たとえば圧延機のスピンド
ル軸のような大動力伝達部材があるが、これらの
部材は使用中極めて大きな雑音（以下センサーで
知得されるものであるため雑音信号として取扱
う）を発生し、通常極めて微弱な信号であるAE
信号は、その雑音信号のなかに、まぎれこむため
AE信号のみを峻別して取出すには極めて複雑で
高価な装置を用いなければならないと云う技術的
な難点があり、また従来の方法では小さな部材や
複雑な構成を有する部材の損傷を検出する適当な
手段は見当らないのが現状である。
本発明は比較的簡易な手段で前述の問題点をす
べて解消する手段を提供するものであり、以下図
面に従つてさらに詳細に説明する。
べて解消する手段を提供するものであり、以下図
面に従つてさらに詳細に説明する。
AE信号は第１図１ａ〜１ｃに示すように突発
波形をしており、１パルス毎に計数することが可
能である。又、その周波数特性は第２図の実線
２，３で示すようにかなりの広帯域（数ＭHz以
上）にわたつており、亀裂発生の初期（実線２）、
亀裂が進行し部材が破断する末期（実線３）では
後者の方が相対的に高周波域の成分が大きいと云
う傾向を示す。而してAE信号の発生数は部材の
材質や部材にかかる荷重等の条件によつて異なる
ためAE信号の発生数からだけでは部材の損傷の
進行度、換言すると危険度を検出することは困難
である。
波形をしており、１パルス毎に計数することが可
能である。又、その周波数特性は第２図の実線
２，３で示すようにかなりの広帯域（数ＭHz以
上）にわたつており、亀裂発生の初期（実線２）、
亀裂が進行し部材が破断する末期（実線３）では
後者の方が相対的に高周波域の成分が大きいと云
う傾向を示す。而してAE信号の発生数は部材の
材質や部材にかかる荷重等の条件によつて異なる
ためAE信号の発生数からだけでは部材の損傷の
進行度、換言すると危険度を検出することは困難
である。
また、機械的な雑音信号の周波数特性は第２図
の点線４で示すように一般的に数10KHz以下の低
周波域に主要成分があり、数100KHzの比較的高
い周波数分を含んでいる場合でも高周波成分の比
率は低周波域に較べてはるかに小さい。さらに
AE信号と機械雑音信号の絶対値の強度を比較す
ると機械雑音信号の方が遥かに大きい場合がほと
んどである。そこで、周波数特性の差を利用する
手段たとえば第２図のc2即ちAE信号と機械雑音
信号との概略境界域の周波数で示すカツトオフ周
波数をもつたハイパスフイルターによりAE信号
を弁別しようとしても、第３図ｂに示す如くc2
でカツトオフされた機械雑音信号５ｂがAE信号
１ａより遥かに大きいかあるいは同程度の出力と
なるためAE信号だけを弁別することは困難であ
る。
の点線４で示すように一般的に数10KHz以下の低
周波域に主要成分があり、数100KHzの比較的高
い周波数分を含んでいる場合でも高周波成分の比
率は低周波域に較べてはるかに小さい。さらに
AE信号と機械雑音信号の絶対値の強度を比較す
ると機械雑音信号の方が遥かに大きい場合がほと
んどである。そこで、周波数特性の差を利用する
手段たとえば第２図のc2即ちAE信号と機械雑音
信号との概略境界域の周波数で示すカツトオフ周
波数をもつたハイパスフイルターによりAE信号
を弁別しようとしても、第３図ｂに示す如くc2
でカツトオフされた機械雑音信号５ｂがAE信号
１ａより遥かに大きいかあるいは同程度の出力と
なるためAE信号だけを弁別することは困難であ
る。
そこで本発明者等は信号の減衰比率に着目して
前述の技術的問題点の解決に成功したもので、第
４図は本発明の方法にかかる１実施例装置の概略
ブロツク線図である。
前述の技術的問題点の解決に成功したもので、第
４図は本発明の方法にかかる１実施例装置の概略
ブロツク線図である。
第４図において、図示していない被測定物体に
とりつけられたAEセンサー６から得られた信号
はプリアンプ７で所望のレベルに増幅され、異な
つたカツトオフ周波数たとえばc1を有するハイ
パスフイルター８ａ、c2を有するハイパスフイ
ルター８ｂに分流せしめる。前記AEセンサー６
は超音波損傷に用いられるAEセンサーと類似の
ものでも良いが、広帯域（１〜2MHz）にわたつ
て周波数特性の平坦なものが望ましい。さて前記
カツトオフ周波数c1とc2（本実施例ではたとえ
ばc1を50KHz、c2を600KHz付近とした）がc1
＜c2とすると、ハイパスフイルター８ａ，８ｂ
の出力は前述の第３図ａおよびｂに示す信号５
ａ，５ｂのようになる、即ちハイパスフイルター
８ａ，８ｂを通る機械雑音信号は低周波域を主成
分とするためここで大きく減衰される。一方広帯
域な成分を有するAE信号は僅かしか減衰しない。
次にハイパスフイルター８ａ，８ｂの出力はそれ
ぞれ包絡線検波器９ａ，９ｂ、ピークホールド回
路１０ａ，１０ｂを経て信号波形のピーク値が保
持され、ついで比率測定回路１１に入力される。
該比率測定回路１１では前記二系統の回路を通過
した出力信号が比較され、両者の比率が測定され
る。この比率を本発明では減衰比率と云う。即
ち、 ピークホールド回路１０ｂの出力ピーク値／ピークホー
ルド回路１０ａの出力ピーク値 ＝減衰比率 而して本発明では信号の絶対値は問題ではなく
比率が要点となる。この比率は各種の信号たとえ
ば電圧、パルス巾、デジタルコード、周波数など
に変換できるが、ここではパルス巾に変換する方
法について述べる。
とりつけられたAEセンサー６から得られた信号
はプリアンプ７で所望のレベルに増幅され、異な
つたカツトオフ周波数たとえばc1を有するハイ
パスフイルター８ａ、c2を有するハイパスフイ
ルター８ｂに分流せしめる。前記AEセンサー６
は超音波損傷に用いられるAEセンサーと類似の
ものでも良いが、広帯域（１〜2MHz）にわたつ
て周波数特性の平坦なものが望ましい。さて前記
カツトオフ周波数c1とc2（本実施例ではたとえ
ばc1を50KHz、c2を600KHz付近とした）がc1
＜c2とすると、ハイパスフイルター８ａ，８ｂ
の出力は前述の第３図ａおよびｂに示す信号５
ａ，５ｂのようになる、即ちハイパスフイルター
８ａ，８ｂを通る機械雑音信号は低周波域を主成
分とするためここで大きく減衰される。一方広帯
域な成分を有するAE信号は僅かしか減衰しない。
次にハイパスフイルター８ａ，８ｂの出力はそれ
ぞれ包絡線検波器９ａ，９ｂ、ピークホールド回
路１０ａ，１０ｂを経て信号波形のピーク値が保
持され、ついで比率測定回路１１に入力される。
該比率測定回路１１では前記二系統の回路を通過
した出力信号が比較され、両者の比率が測定され
る。この比率を本発明では減衰比率と云う。即
ち、 ピークホールド回路１０ｂの出力ピーク値／ピークホー
ルド回路１０ａの出力ピーク値 ＝減衰比率 而して本発明では信号の絶対値は問題ではなく
比率が要点となる。この比率は各種の信号たとえ
ば電圧、パルス巾、デジタルコード、周波数など
に変換できるが、ここではパルス巾に変換する方
法について述べる。
而して前記比率測定回路１１はたとえば第５図
に示すような可変抵抗器２３、積分器２４、加算
器２５、比較器２６からなる回路構成によつて所
定の機能を得ることができる。
に示すような可変抵抗器２３、積分器２４、加算
器２５、比較器２６からなる回路構成によつて所
定の機能を得ることができる。
即ち第６図に示すように横軸に時間、縦軸に入
力レベルをとつた場合、前記ピークホルド回路１
０ａと１０ｂからの入力レベル１０a′，１０b′は
１０a′＞１０b′であるから、入力１０b′を適当に
選定したゲインと時定数で積分すると出力は時間
に比例して零から直線的に増加し、該積分器２４
の出力と入力１０b′を加算器２５で加算した出力
は、積分開始時t1には入力１０a′より小さいけれ
ども時間と共に増加し遂には入力１０a′と同じ大
きさに達し比較器２６は時刻t2で出力を発生す
る。積分開始から比較器２６が出力する迄の時間
は入力１０a′と１０b′の差と積分時定数に比例
し、入力１０a′の大きさに反比例するから積分時
定数が一定であれば、両入力１０a′，１０b′の比
率に比列する。即ちこのような回路を用いること
により前記比率はパルス巾に変換できる。これを
変調回路１２を介してFM発信器１３、送信アン
テナ１４を介して伝送し、受信アンテナ１５、
FM受信器１６、パルス巾復調回路１７を介して
パルス巾測定回路１８に入力させる。
力レベルをとつた場合、前記ピークホルド回路１
０ａと１０ｂからの入力レベル１０a′，１０b′は
１０a′＞１０b′であるから、入力１０b′を適当に
選定したゲインと時定数で積分すると出力は時間
に比例して零から直線的に増加し、該積分器２４
の出力と入力１０b′を加算器２５で加算した出力
は、積分開始時t1には入力１０a′より小さいけれ
ども時間と共に増加し遂には入力１０a′と同じ大
きさに達し比較器２６は時刻t2で出力を発生す
る。積分開始から比較器２６が出力する迄の時間
は入力１０a′と１０b′の差と積分時定数に比例
し、入力１０a′の大きさに反比例するから積分時
定数が一定であれば、両入力１０a′，１０b′の比
率に比列する。即ちこのような回路を用いること
により前記比率はパルス巾に変換できる。これを
変調回路１２を介してFM発信器１３、送信アン
テナ１４を介して伝送し、受信アンテナ１５、
FM受信器１６、パルス巾復調回路１７を介して
パルス巾測定回路１８に入力させる。
さて前述のように伝送にあたつてはデジタルコ
ードや周波数などに変換して伝送することも自由
である。またAEセンサー６からFM発信器１３、
送信アンテナ１４までは極めて小形で容積の小さ
い設備とすることが可能であるので、それを機
械、設備等の移動もしくは回転部材にとりつけ
て、AE信号を容易に得ることが出来る。
ードや周波数などに変換して伝送することも自由
である。またAEセンサー６からFM発信器１３、
送信アンテナ１４までは極めて小形で容積の小さ
い設備とすることが可能であるので、それを機
械、設備等の移動もしくは回転部材にとりつけ
て、AE信号を容易に得ることが出来る。
パルス巾測定回路１８では入力してきたパルス
の巾によつてパルスを分類し、このパルス巾に対
応して計数・記憶回路１９ａ〜１９ｎのいずれか
ひとつに出力信号を発生する。計数・記憶回路１
９ａ〜１９ｎのうちでこの出力を受けとつたもの
がそのカウント値を１だけ増加させる。このカウ
ント値は所期の測定がすべて終了するまで累積さ
れる。このようにして不連続な突発信号が１つ発
生するごとに計数・記憶回路１９ａ〜１９ｎのう
ちのいずれかひとつのカウント値が１だけ増加す
ることになる。信号のパルス巾は前述の通り減衰
比率に比例しているから分類した結果は、被測定
物体に発生した音つまりAE信号および機械雑音
信号を減衰比率で分類したこととなる。
の巾によつてパルスを分類し、このパルス巾に対
応して計数・記憶回路１９ａ〜１９ｎのいずれか
ひとつに出力信号を発生する。計数・記憶回路１
９ａ〜１９ｎのうちでこの出力を受けとつたもの
がそのカウント値を１だけ増加させる。このカウ
ント値は所期の測定がすべて終了するまで累積さ
れる。このようにして不連続な突発信号が１つ発
生するごとに計数・記憶回路１９ａ〜１９ｎのう
ちのいずれかひとつのカウント値が１だけ増加す
ることになる。信号のパルス巾は前述の通り減衰
比率に比例しているから分類した結果は、被測定
物体に発生した音つまりAE信号および機械雑音
信号を減衰比率で分類したこととなる。
そこでたとえば10個の計数・記憶回路１９ａ〜
１９ｊを設け、１９ａには減衰比率1.0〜0.9に相
当するパルス巾のものが来たとき積算させること
にし、同じようにして１９ｂには0.9〜0.8のもの
を積算させるなど、遂次１９ｊまで行なうと減衰
比率1.0〜0.0まで0.1刻みで区切つた発生度数が得
られることになる。
１９ｊを設け、１９ａには減衰比率1.0〜0.9に相
当するパルス巾のものが来たとき積算させること
にし、同じようにして１９ｂには0.9〜0.8のもの
を積算させるなど、遂次１９ｊまで行なうと減衰
比率1.0〜0.0まで0.1刻みで区切つた発生度数が得
られることになる。
計数・記憶回路１９ａ〜１９ｊの内容を、積算
動作とは独立して一定周期で出力回路２０からた
とえばアナログ値に変換して読み出させ表示装置
CRT２１に表示させると操作者はどのような変
化が被測定物体に生じつつあるかあるいは定常状
態が続いているかを知ることが出来ることにな
る。つまり第７図に示すように部材装置CRTに
はヒストグラムが表示される。第７図の横軸は減
衰比率、縦軸は発生度数である。次に以上の手段
で損傷検出が可能である理由について詳述する。
動作とは独立して一定周期で出力回路２０からた
とえばアナログ値に変換して読み出させ表示装置
CRT２１に表示させると操作者はどのような変
化が被測定物体に生じつつあるかあるいは定常状
態が続いているかを知ることが出来ることにな
る。つまり第７図に示すように部材装置CRTに
はヒストグラムが表示される。第７図の横軸は減
衰比率、縦軸は発生度数である。次に以上の手段
で損傷検出が可能である理由について詳述する。
以上に述べたような方法によつて一つ一つの信
号について例えば減衰比率が1.0〜0.9の範囲にあ
るものがAE信号であり、それ以外のものが雑音
であるというような判定を行うことは困難であ
る。単に減衰比率が1.0に近いものがよりAE信号
らしく、減衰比率が0.0に近いものほど雑音らし
いということが言えるだけである。そこで本発明
者等は、信号一つ一つがAE信号であるかどうか
によつて被測定物の破壊の危険度を判定するので
はなく、多数の信号の統計的なデータもしくは統
計的なデータの傾向の変化によつて、危険度を判
定する方法を採つたものであり、この点を本発明
は特色としている。
号について例えば減衰比率が1.0〜0.9の範囲にあ
るものがAE信号であり、それ以外のものが雑音
であるというような判定を行うことは困難であ
る。単に減衰比率が1.0に近いものがよりAE信号
らしく、減衰比率が0.0に近いものほど雑音らし
いということが言えるだけである。そこで本発明
者等は、信号一つ一つがAE信号であるかどうか
によつて被測定物の破壊の危険度を判定するので
はなく、多数の信号の統計的なデータもしくは統
計的なデータの傾向の変化によつて、危険度を判
定する方法を採つたものであり、この点を本発明
は特色としている。
既に述べたように機械雑音信号は減衰比率が大
きく、例えば減衰比率1.0〜0.3（dBで表示すると
0dB〜−10dB）ぐらいまでを考えると、第８図
において実線２７で例示したように減衰比率の値
の小さいものほど多数発生し、ヒストグラムとし
ては右上りに単調増加するものとなることが本発
明者の研究で確認されている。これに対しAE信
号は減衰比率の値が一般に1.0〜0.5程度であるた
め、第８図の点線２８に示すような正規分布状の
ヒストグラムが得られ、その中心値は亀裂などの
末期で危険度の高いものほどグラフ上で左寄り
（減衰比率の値の大きい方）即ち実線２９で示す
ようなヒストグラム分布となる。こうして得られ
たヒストグラムより、次の算式で評価指数Ｒを求
める。
きく、例えば減衰比率1.0〜0.3（dBで表示すると
0dB〜−10dB）ぐらいまでを考えると、第８図
において実線２７で例示したように減衰比率の値
の小さいものほど多数発生し、ヒストグラムとし
ては右上りに単調増加するものとなることが本発
明者の研究で確認されている。これに対しAE信
号は減衰比率の値が一般に1.0〜0.5程度であるた
め、第８図の点線２８に示すような正規分布状の
ヒストグラムが得られ、その中心値は亀裂などの
末期で危険度の高いものほどグラフ上で左寄り
（減衰比率の値の大きい方）即ち実線２９で示す
ようなヒストグラム分布となる。こうして得られ
たヒストグラムより、次の算式で評価指数Ｒを求
める。
評価指数Ｒ＝減衰比率０〜α間の全度数／減衰比率
α〜β間の全度数 本発明者等は多数の設備の測定結果より経験的
に適当に設定されたα、βに対し評価指数Ｒがあ
るしきい値Ｌを越えるものに有害な亀裂などが発
見されることを確認した。前記特定の減衰比率の
α、βは経験値であつてα＞βでありかつ、本発
明者等の本実施例による経験では減衰比率で0.9
〜0.5の範囲であつた。
α〜β間の全度数 本発明者等は多数の設備の測定結果より経験的
に適当に設定されたα、βに対し評価指数Ｒがあ
るしきい値Ｌを越えるものに有害な亀裂などが発
見されることを確認した。前記特定の減衰比率の
α、βは経験値であつてα＞βでありかつ、本発
明者等の本実施例による経験では減衰比率で0.9
〜0.5の範囲であつた。
また、前記しきい値Ｌは設備や被測定部材の形
状や材質、負荷条件などに鈍感で、AEセンサー
の特性、ハイパスフイルターのカツトオフ周波
数、減衰比率値α、βなどが一定であれば、ほぼ
一定であることを本発明者等は見出した。以上の
如くして評価指数Ｒがしきい値Ｌ以下であれば有
害な亀裂などが存在しないか、もし存在しても進
展中でない、と判定でき、評価指数Ｒがしきい値
Ｌ以上でしきい値Ｌより離れる程危険な状態であ
ると判定できる。これを本発明では大小を判別す
ると云う。
状や材質、負荷条件などに鈍感で、AEセンサー
の特性、ハイパスフイルターのカツトオフ周波
数、減衰比率値α、βなどが一定であれば、ほぼ
一定であることを本発明者等は見出した。以上の
如くして評価指数Ｒがしきい値Ｌ以下であれば有
害な亀裂などが存在しないか、もし存在しても進
展中でない、と判定でき、評価指数Ｒがしきい値
Ｌ以上でしきい値Ｌより離れる程危険な状態であ
ると判定できる。これを本発明では大小を判別す
ると云う。
実施例では鋼の熱間圧延機のスピンドル軸の損
傷検出にあたり、評価指数Ｒが0.6〜0.8であり、
しきい値L0.2〜0.3で非常に優れた検出結果が得
られ、重大な折損事故を未然に防ぐことに成功し
た。なお前記評価指数Ｒやしきい値Ｌについては
これに限定されるものではない。
傷検出にあたり、評価指数Ｒが0.6〜0.8であり、
しきい値L0.2〜0.3で非常に優れた検出結果が得
られ、重大な折損事故を未然に防ぐことに成功し
た。なお前記評価指数Ｒやしきい値Ｌについては
これに限定されるものではない。
また以上の説明から明らかなように表示装置
CRTで表示されるヒストグラムの変化を読みと
るのみで、操作者は被測定物体の損傷の有無もし
くは損傷進行度を知得しうる。
CRTで表示されるヒストグラムの変化を読みと
るのみで、操作者は被測定物体の損傷の有無もし
くは損傷進行度を知得しうる。
さらに第４図においてＸ−Ｙレコーダー２２を
出力回路２０に接続し、第８図に示したようなグ
ラフを表示記録させることも可能である。
出力回路２０に接続し、第８図に示したようなグ
ラフを表示記録させることも可能である。
さて、本発明では前述の如くAE信号をたとえ
ばハイパスフイルター、包絡線検波器、ピークホ
ールド回路から構成される減衰効果の異なる二系
統の回路に分流させ、それぞれの回路から得られ
る信号について減衰量比較を行ない減衰比率別に
信号を分類蓄積することによつて、その蓄積傾向
（たとえばヒストグラム分布）から被測定物体の
損傷の有無もしくは損傷の進行度を検出すること
ができる。以上要約すると設定された分類基準即
ちたとえば前記減衰比率で1.0〜0.5（これは前に
詳述したように経験又は実測によつて容易に決定
できる範囲である）の範囲を占めるAE信号相当
分類中で、減衰比率の高低（０〜α、α〜β）別
発生度数の比（評価指数Ｒ）を算出し、該比と設
定しきい値（経験値）に比較し、その大小判別つ
まりその差の大小および差の変化傾向判定によつ
てさらに適確で精密な検出が可能になる。
ばハイパスフイルター、包絡線検波器、ピークホ
ールド回路から構成される減衰効果の異なる二系
統の回路に分流させ、それぞれの回路から得られ
る信号について減衰量比較を行ない減衰比率別に
信号を分類蓄積することによつて、その蓄積傾向
（たとえばヒストグラム分布）から被測定物体の
損傷の有無もしくは損傷の進行度を検出すること
ができる。以上要約すると設定された分類基準即
ちたとえば前記減衰比率で1.0〜0.5（これは前に
詳述したように経験又は実測によつて容易に決定
できる範囲である）の範囲を占めるAE信号相当
分類中で、減衰比率の高低（０〜α、α〜β）別
発生度数の比（評価指数Ｒ）を算出し、該比と設
定しきい値（経験値）に比較し、その大小判別つ
まりその差の大小および差の変化傾向判定によつ
てさらに適確で精密な検出が可能になる。
また、前述の第４図に示した実施例において被
測定物体が固定もしくは静止状態の部材である場
合は、無線による信号の授受関係の装置は不要で
あることは云うまでもないが、被測定物体が移動
もしくは回転するような場合は本発明の無線によ
る信号授受は非常に利点が多い。
測定物体が固定もしくは静止状態の部材である場
合は、無線による信号の授受関係の装置は不要で
あることは云うまでもないが、被測定物体が移動
もしくは回転するような場合は本発明の無線によ
る信号授受は非常に利点が多い。
第９図は鋼の熱間圧延機のスピンドル軸３０の
損傷を実測した例の慨略斜視図であつて、６はス
ピンドル軸の接手部３０に固着されたAEセンサ
ーで、３１は第４図で示したFM発信部１３まで
の装置を内蔵した函体で、３２は電源となる電
池、３３，３４はそれらを軸に固定させるための
取付バンドで、３５は電導線、３６は送信アンテ
ナ、３７は図示していない支持装置で支承された
リング状の受信アンテナで、３８は第４図におけ
るFM受信部１６から表示装置CRT２１およびＸ
−Ｙレコーダー２２までを内蔵したキヤビネツト
を示す。本実施例に示す方法で検出した結果は極
めて優良で、クラツクの有無およびその進行度を
明白に検出することが出来た。
損傷を実測した例の慨略斜視図であつて、６はス
ピンドル軸の接手部３０に固着されたAEセンサ
ーで、３１は第４図で示したFM発信部１３まで
の装置を内蔵した函体で、３２は電源となる電
池、３３，３４はそれらを軸に固定させるための
取付バンドで、３５は電導線、３６は送信アンテ
ナ、３７は図示していない支持装置で支承された
リング状の受信アンテナで、３８は第４図におけ
るFM受信部１６から表示装置CRT２１およびＸ
−Ｙレコーダー２２までを内蔵したキヤビネツト
を示す。本実施例に示す方法で検出した結果は極
めて優良で、クラツクの有無およびその進行度を
明白に検出することが出来た。
而して本発明の利点はAEセンサーをたとえば
１個だけ被測定部材に取りつけることで短時間に
設備の診断が可能となる点にあり、さらに外部か
らは容易に目視点検できず分解には多大の時間と
労力を要する部材に亀裂などで発生しているかど
うかを発見でき、さらにまたすでに発見された亀
裂などが実際に危険なものかどうかを判定検出す
ることができる。こうした検出を機械が実際に運
転している状況下で行えるので設備休止の必要が
なく、実負荷条件で危険な亀裂などを精度よく発
見できると云う従来になり効果がある。このよう
にして設備部材が破断するに至る以前に危険な損
傷が発見できるから本発明の経済的利益は甚だ大
である。
１個だけ被測定部材に取りつけることで短時間に
設備の診断が可能となる点にあり、さらに外部か
らは容易に目視点検できず分解には多大の時間と
労力を要する部材に亀裂などで発生しているかど
うかを発見でき、さらにまたすでに発見された亀
裂などが実際に危険なものかどうかを判定検出す
ることができる。こうした検出を機械が実際に運
転している状況下で行えるので設備休止の必要が
なく、実負荷条件で危険な亀裂などを精度よく発
見できると云う従来になり効果がある。このよう
にして設備部材が破断するに至る以前に危険な損
傷が発見できるから本発明の経済的利益は甚だ大
である。
第１図はAE信号波形概略説明図、第２図はAE
信号および機械雑音信号の周波数分布のグラフ、
第３図はAE信号と機械雑音信号をハイパスフイ
ルターを通した際に得られる波形の概略説明図、
第４図は本発明の方法にかかる１実施例装置の概
略ブロツク線図、第５図は本発明にかかる比率測
定回路の概略説明ブロツク線図、第６図はその出
力原理説明グラフ、第７図は本発明によつて得ら
れた減衰比率別の分類蓄積を示すヒストグラム、
第８図は減衰比率と発生度数を表示するグラフ、
第９図は本発明の方法にかかる実施例の概略斜視
図である。 １ａ〜１ｃ……AE信号波形、５ａ，５ｂ……
機械雑音信号波形、６……AEセンサー、７……
プリアンプ、８ａ，８ｂ……ハイパスフイルタ
ー、９ａ〜９ｂ……包絡線検波器、１０ａ，１０
ｂ……ピークホールド回路、１１……比率測定回
路、１２……変調回路、１３……FM発信器、１
４……送信アンテナ、１５……受信アンテナ、１
６……FM受信器、１７……パルス巾復調回路、
１８……パルス巾側定回路、１９ａ〜１９ｎ……
計数・記憶回路、２０……出力回路、２１……表
示装置CRT、２２……Ｘ−Ｙレコーダー、２４
……積分器、２５……加算器、２６……比較器、
３０……接手部、３２……電池、３１……函体
（送信部内蔵）、３３，３４……取付バンド、３６
……送信アンテナ、３７……受信アンテナ、３８
……キヤビネツト。
信号および機械雑音信号の周波数分布のグラフ、
第３図はAE信号と機械雑音信号をハイパスフイ
ルターを通した際に得られる波形の概略説明図、
第４図は本発明の方法にかかる１実施例装置の概
略ブロツク線図、第５図は本発明にかかる比率測
定回路の概略説明ブロツク線図、第６図はその出
力原理説明グラフ、第７図は本発明によつて得ら
れた減衰比率別の分類蓄積を示すヒストグラム、
第８図は減衰比率と発生度数を表示するグラフ、
第９図は本発明の方法にかかる実施例の概略斜視
図である。 １ａ〜１ｃ……AE信号波形、５ａ，５ｂ……
機械雑音信号波形、６……AEセンサー、７……
プリアンプ、８ａ，８ｂ……ハイパスフイルタ
ー、９ａ〜９ｂ……包絡線検波器、１０ａ，１０
ｂ……ピークホールド回路、１１……比率測定回
路、１２……変調回路、１３……FM発信器、１
４……送信アンテナ、１５……受信アンテナ、１
６……FM受信器、１７……パルス巾復調回路、
１８……パルス巾側定回路、１９ａ〜１９ｎ……
計数・記憶回路、２０……出力回路、２１……表
示装置CRT、２２……Ｘ−Ｙレコーダー、２４
……積分器、２５……加算器、２６……比較器、
３０……接手部、３２……電池、３１……函体
（送信部内蔵）、３３，３４……取付バンド、３６
……送信アンテナ、３７……受信アンテナ、３８
……キヤビネツト。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被測定物体にとりつけられたAEセンサーか
ら得られる信号を増幅したのち、該信号をそれぞ
れ周波数帯域によつて減衰効果の異なる二系続の
回路に分流させ、ついでそれぞれの回路から得ら
れた信号について減衰量比較を行い、減衰比率の
大小に応じて複数の計数回路のひとつを選択して
信号の発生毎にカウントし、多数の信号によつて
複数の計数回路にカウントされた数値の傾向から
損傷を検出することを特徴とする物体の損傷検出
方法。 ２ 被測定物体にとりつけられたAEセンサーか
ら得られる信号を増幅したのち、該信号をそれぞ
れ周波数帯域によつて減衰効果の異なる二系続の
回路に分流させ、ついでそれぞれの回路から得ら
れた信号について減衰量比較を行い、減衰比率の
大小に応じて複数の計数回路のひとつを選択して
信号の発生毎にカウントして多数の信号を測定し
たのち、複数の計数回路の特定の部分にカウント
された信号の数と、これとは別個の特定の部分に
カウントされた数との比をあらかじめ決定してお
いた損傷判別しきい値と比較してその大小判別に
よつて損傷を検出することを特徴とする物体の損
傷検出方法。 ３ 減衰比率をコード信号化し、該コード信号を
無線回路を介して送受する特許請求の範囲第１項
又は第２項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55159586A JPS5784353A (en) | 1980-11-14 | 1980-11-14 | Damage detecting method for object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55159586A JPS5784353A (en) | 1980-11-14 | 1980-11-14 | Damage detecting method for object |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5784353A JPS5784353A (en) | 1982-05-26 |
| JPS6343708B2 true JPS6343708B2 (ja) | 1988-09-01 |
Family
ID=15696941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55159586A Granted JPS5784353A (en) | 1980-11-14 | 1980-11-14 | Damage detecting method for object |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5784353A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH029610A (ja) * | 1988-06-29 | 1990-01-12 | Inoue Mtp Co Ltd | 自動車用ヘッドレストの製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5088175B2 (ja) * | 2008-02-29 | 2012-12-05 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 回転軸の異常診断装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5822702B2 (ja) * | 1978-09-20 | 1983-05-10 | 株式会社日立製作所 | アコ−ステイツクエミツシヨン検出装置 |
-
1980
- 1980-11-14 JP JP55159586A patent/JPS5784353A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH029610A (ja) * | 1988-06-29 | 1990-01-12 | Inoue Mtp Co Ltd | 自動車用ヘッドレストの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5784353A (en) | 1982-05-26 |
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