JP6806329B2 - Inspection equipment and inspection method - Google Patents
Inspection equipment and inspection method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6806329B2 JP6806329B2 JP2016234186A JP2016234186A JP6806329B2 JP 6806329 B2 JP6806329 B2 JP 6806329B2 JP 2016234186 A JP2016234186 A JP 2016234186A JP 2016234186 A JP2016234186 A JP 2016234186A JP 6806329 B2 JP6806329 B2 JP 6806329B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- inspection
- measured
- vibration
- output terminal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000007689 inspection Methods 0.000 title claims description 190
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 75
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 33
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 claims description 17
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 10
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 7
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 25
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 16
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 10
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 9
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000000513 principal component analysis Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
本発明は、検査装置および検査方法に関し、特に、被測定対象物に打撃あるいは振動等を与えて、被測定対象物の品質を検査する装置およびその検査の方法に関する。 The present invention relates to an inspection device and an inspection method, and more particularly to an apparatus for inspecting the quality of an object to be measured by giving an impact or vibration to the object to be measured and the method of inspection thereof.
コンクリート構造物において、内部の欠陥やコンクリートの品質を検査したり、コンクリートに構造物を固定するために使用されるあと施工アンカーボルトの品質の検査が行われている。また、コンクリート構造物は老朽化が様々な原因で起こるため、定期的な検査が必要となっている。 In concrete structures, internal defects and the quality of concrete are inspected, and the quality of post-installed anchor bolts used to fix the structure to concrete is inspected. In addition, concrete structures are subject to aging due to various causes, so regular inspections are required.
アンカーボルトの打音検査では、検査用のハンマーでアンカーボルトの突出部を叩き、その際の打音の違いから品質を判定しているが、叩き方や打音の聞き分けに熟練を要する。また、健全なアンカーボルトと強度不足のアンカーボルトでは打音の類似性が高く、正常・異常の判定が困難である。 In the hitting sound inspection of anchor bolts, the protruding part of the anchor bolt is hit with an inspection hammer, and the quality is judged from the difference in hitting sound at that time, but skill is required in how to hit and distinguish the hitting sound. In addition, it is difficult to determine whether the anchor bolt is normal or abnormal because the sound of an anchor bolt is similar to that of a sound anchor bolt and the anchor bolt is insufficient in strength.
特許文献１では、測定対象物を加振する加振部と測定対象物からの反射波を受信する受信部を設けた検査装置を開示している。 Patent Document 1 discloses an inspection device provided with a vibrating unit for vibrating the measurement object and a receiving unit for receiving the reflected wave from the measurement object.
しかしながら、特許文献１の検査装置では、測定対象物を加振する加振部と測定対象物からの反射波を受信する受信部を同時に適正に測定対象物に押し付けるための押し付け機構が必要となり、検査装置の構造が複雑になり、その操作方法も困難化するという問題が生じる。本発明の一つの目的は、被測定対象物の品質の検査が簡便で容易な検査装置および検査方法を提供することである。 However, the inspection device of Patent Document 1 requires a pressing mechanism for properly pressing the vibrating unit that vibrates the measurement object and the receiving unit that receives the reflected wave from the measurement object at the same time. There arises a problem that the structure of the inspection device becomes complicated and the operation method thereof becomes difficult. One object of the present invention is to provide an inspection device and an inspection method that can easily and easily inspect the quality of an object to be measured.
本発明の一態様によれば、被測定対象物に押接して検査信号に応じて被測定対象物を加振するとともに該被測定対象物からの振動を受信信号として出力する磁歪振動子を有する検査プローブと、上記検査プローブに結合され、上記受信信号から上記検査信号の信号成分を低減した信号を出力信号として出力する信号処理部と、を備える装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, there is a magnetic strain oscillator that presses against the object to be measured, vibrates the object to be measured according to an inspection signal, and outputs vibration from the object to be measured as a reception signal. An apparatus is provided that includes an inspection probe and a signal processing unit that is coupled to the inspection probe and outputs a signal obtained by reducing the signal component of the inspection signal from the received signal as an output signal.
上記態様によれば、一つの磁歪振動子を有する検査プローブで、被測定対象物の加振と被測定対象物の振動の検出を行うことが可能になり、被測定対象物の品質の検査が簡便で容易になる。 According to the above aspect, it becomes possible to perform vibration of the object to be measured and vibration of the object to be measured with an inspection probe having one magnetostrictive oscillator, and to inspect the quality of the object to be measured. It's simple and easy.
本発明の他の態様によれば、磁歪振動子を有する検査プローブを被測定対象物に押接して、検査信号に応じて上記磁歪振動子によって被測定対象物を加振するステップと、上記加振を行いながら該被測定対象物からの振動を上記検査プローブの磁歪振動子が受信信号として出力するステップと、上記受信信号から上記検査信号の信号成分を低減して出力信号として出力するステップと、を含む方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, a step of pressing an inspection probe having a magnetic strain oscillator against an object to be measured and vibrating the object to be measured by the magnetic strain oscillator in response to an inspection signal, and the addition. A step in which the magnetic strain oscillator of the inspection probe outputs the vibration from the object to be measured as a reception signal while shaking, and a step in which the signal component of the inspection signal is reduced from the reception signal and output as an output signal. , Including methods are provided.
上記態様によれば、被測定対象物に押接する検査プローブの磁歪振動子が、被測定対象物を加振するのと並行して被測定対象物の振動の検出を行うことが可能になり、一つの検査プローブで被測定対象物の品質の検査が簡便で容易になる。 According to the above aspect, the magnetostrictive oscillator of the inspection probe that is in contact with the object to be measured can detect the vibration of the object to be measured in parallel with vibrating the object to be measured. It is easy and easy to inspect the quality of the object to be measured with one inspection probe.
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明の一実施形態に係る検査装置の構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an inspection device according to an embodiment of the present invention.
図１を参照するに、本発明の一実施形態に係る検査装置１０は、検査信号生成部２０と、検査プローブ３０と、信号処理部４０と、判定部５０とを有している。検査プローブ３０は磁歪振動子３４を有しており、磁歪振動子３４は被測定対象物を加振し、この加振によって生じる被測定対象物の振動を受信する。なお、図１には検査装置１０の被測定対象物の一例である、コンクリート１０１に接着剤１０２によって固着されたアンカーボルト１０３（いわゆる、あと施工アンカーボルト）の被測定対象物１００が示されている。
With reference to FIG. 1, the
検査信号生成部２０は、磁歪振動子３４を駆動するための検査信号を生成する信号生成器２２を有する。検査信号は周期的な信号であることが好ましい。これにより、後述する出力信号が連続的に得られ、判定部５０での高速フーリエ変換による波形解析が容易となる。信号生成器２２の出力部にアンプ２４を接続してもよい。アンプ２４により磁歪振動子３４を振動させるための電流を十分に供給できる。検査信号は、検査信号生成部２０から検査プローブ３０に出力する。
The inspection signal generator 20 has a
図２は本発明の一実施形態に係る検査装置の検査プローブの概略図である。 FIG. 2 is a schematic view of an inspection probe of an inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
図２を参照するに、検査プローブ３０は、使用者が測定（検査）の際に保持可能な保持部３２と、先端に磁歪振動子３４と、他端にケーブル３６が設けられている。
With reference to FIG. 2, the
保持部３２は、例えば、使用者が手に持って検査プローブ３０を使用する際に保持する部分である。ケーブル３６は、検査信号生成部２０および信号処理部４０に接続されており、検査信号が磁歪振動子３４に供給されるとともに磁歪振動子３４で生じた信号を信号処理部４０に供給する。
The
磁歪振動子３４は、その先端には磁歪材３５が設けられている。磁歪材３５には磁場が印加され、そのためにコイル（不図示）が設けられている。磁歪材３５の先端部３５ａが変位可能になっている。一方、磁歪材３５の後端部（不図示）は変位しないように固定されており、例えば、磁歪振動子３４の本体ケース３４ａに固定されている。磁歪材３５は、印加される磁場が変化すると、それに応じて伸縮する性質（いわゆる、磁歪あるいはジュール効果）を有している。磁歪材３５は、フェライト等の磁歪量の大きな磁性体が用いられる。磁歪振動子３４は、検査信号生成部２０から供給された検査信号によってそのコイルに流れる電流変化に応じて磁歪材３５が伸縮し、先端部３５ａが変位する。検査信号を磁歪振動子３４に供給すると、検査信号が周期的な波形である場合、磁歪材３５が伸縮を繰り返し、磁歪材３５の先端部３５ａが外向きに変位する動作と内向きに変位する動作が繰り返される。この動作は、検査プローブ３０をアンカーボルト１０３に押し当てた（あるいは、押接した）場合、アンカーボルト１０３を加振し、その振動がアンカーボルト１０３から接着剤１０２およびコンクリート１０１に伝達されることになる。このようにして、検査プローブ３０の振動が被測定対象物１００に伝達される。
A
図３は、検査信号の例を示す波形図である。 FIG. 3 is a waveform diagram showing an example of an inspection signal.
図３を参照するに、検査信号は、上述したように周期的な信号であることが好ましく、その周波数は、例えば、１０Ｈｚ〜５００Ｈｚである。周期的な信号を検査信号とすることで、連続的にアンカーボルト１０３を加振しながら、コンクリート１０１に接着剤１０２によって固着されたアンカーボルト１０３の被測定対象物１００の品質の情報を有する振動を、アンカーボルト１０３を介して連続的に磁歪振動子３４により受けることができるので、品質の判定が連続的に可能になり、また、高速フーリエ変換によるエネルギースペクトルを用いた品質の判定が容易になる。
With reference to FIG. 3, the inspection signal is preferably a periodic signal as described above, and its frequency is, for example, 10 Hz to 500 Hz. By using a periodic signal as an inspection signal, vibration having information on the quality of the
検査信号は、特に、鋸波（図３（ａ））、あるいはパルス波（図３（ｂ））であることが好ましい。検査信号が鋸波である場合は、図２に示す磁歪振動子３４の磁歪材３５の先端部３５ａが外向きに変位する速度が、内向きに変位する速度よりも大きくなるように設定することが好ましい。このために、図３（ａ）に示す波形の時間ｔに対する電圧Ｖの傾きの絶対値が大きい部分ＳＴ１を磁歪材３５の先端部３５ａが外向きに変位する動作になるように設定し、その傾きの絶対値が部分ＳＴ１よりも小さい部分ＳＴ２を先端部３５ａが内向きに変位するように設定する。この設定は検査信号の極性によって設定してもよく、検査信号生成部２０から磁歪振動子３４までの接続の極性によって設定してもよい。検査信号がパルス波の場合は、波形の立上りおよび立下りと、磁歪振動子３４の磁歪材３５の先端部３５ａの変位との関係は、いずれでもよい。
The inspection signal is particularly preferably a sawtooth wave (FIG. 3 (a)) or a pulse wave (FIG. 3 (b)). When the inspection signal is a sawtooth wave, the speed at which the
図１および図２を再び参照するに、検査プローブ３０は、アンカーボルト１０３に押接して加振している状態で、加振によって生じる被測定対象物１００の振動がアンカーボルト１０３を介して磁歪振動子３４の磁歪材３５に伝達されることで検出を行う。この振動は、アンカーボルト１０３の固着状態、つまり、アンカーボルト１０３の健全性やコンクリート１０１の欠陥、つまり被測定対象物１００の品質に応じて変化する。この振動が磁歪材３５の先端部３５ａに伝達され、磁歪材３５が伸縮する。磁歪材３５が伸縮すると、磁歪材３５から磁場が生じる（いわゆる、逆磁歪あるいはビラリ効果）。この生じた磁場によって磁歪振動子３４の図示されないコイルに起電力が生じる。この起電力による信号が被測定対象物１００の品質（あるいはアンカーボルト１０３の健全性）の情報を有している。この信号が磁歪振動子３４から出力される。
Referring to FIGS. 1 and 2 again, while the
検査プローブ３０は、所定の重量を有する重り部３８が設けられてもよい。これにより、検査プローブ３０の慣性質量が増加し、加振の際に、磁歪振動子３４の磁歪材３５の振動が、アンカーボルト１０３等の被測定対象物１００に有効に伝達されるとともに、その振動（加振）に応じて生じる被測定対象物１００の振動が磁歪振動子３４に有効に伝達される。重り部３８の先端部３８ａと磁歪振動子３４の後端部３４ｂとは、直接接触していることが好ましい。磁歪材３５の振動がアンカーボルト１０３等の被測定対象物１００に、より有効に伝達され、その振動（加振）に応じて生じる被測定対象物１００の振動が磁歪振動子３４により有効に伝達される。重り部３８は、使用者が保持可能な重さであることが好ましく、例えば、６００グラムである。重り部３８は、例えば、真鍮、ステンレス等の金属棒を保持部３２の内部に設けてもよく、保持部３２の一部に露出してもよく、保持部３２の全体が重り部３８でもよい。
The
信号処理部４０は、被測定対象物１００の振動によって生じた磁歪振動子３４の信号から磁歪振動子３４に入力された検査信号の成分を低減する。すなわち、磁歪振動子３４には検査信号が入力されており、その検査信号の信号成分を低減する。信号処理部４０は、検査信号の成分を低減できる点で、磁歪振動子３４を含むブリッジ回路であることが好ましく、さらにはホイートストーンブリッジ回路が好ましく、またさらにはマクスウェルブリッジ回路であることが好ましい。
The
図４は、本発明の一実施形態に係る検査装置の信号処理部の一例を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing an example of a signal processing unit of the inspection device according to the embodiment of the present invention.
図４を参照するに、信号処理部４０は、磁歪振動子３４、３つの抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびコンデンサＣ２を含むマクスウェルブリッジ回路４２と、差動増幅器４３とを有する。マクスウェルブリッジ回路４２の平衡をとるため、すなわち、Ｐ−Ｑ間に発生する電圧（電位差）０（零）にするために、下記の式を満足するように抵抗Ｒ１およびＲ２の抵抗値を設定する。
Referring to FIG. 4, the
Ｒ１＝Ｌx／（Ｃ２×Ｒ３）・・・・・（１）
Ｒ２＝Ｒ１×Ｒ３／Ｒx ・・・・・・（２）
ここで、Ｌx、Ｒxは、それぞれ磁歪振動子３４のインピーダンスのインダクタンス成分、抵抗成分であり、Ｒ１〜Ｒ３は、抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値であり、Ｃ２は、コンデンサＣ２の静電容量である。
R1 = L x / (C2 x R3) ... (1)
R2 = R1 x R3 / R x ... (2)
Here, L x and R x are the inductance component and the resistance component of the impedance of the
このように設定することで、検査プローブ３０を使用している際に、Ｐ−Ｑ間において、検査信号の信号成分が低減され、被測定対象物１００の振動によって生じた磁歪振動子３４の信号が主に得られるようになる。このため、判定部５０でのアンカーボルト１０３の健全性やコンクリート１０１の欠陥の判定が容易となり、その判定の精度が向上する。Ｐ−Ｑ間の信号（電位差）が差動増幅器４４に供給される。
By setting in this way, when the
さらに、上記式（１）および式（２）の条件を満足するように抵抗値を設定後に、検査信号を磁歪振動子３４に入力し、検査プローブ３０を被測定対象部に押接しない状態で、信号処理部４０の出力信号をオシロスコープやＦＦＴアナライザでモニターしながら、検査信号の成分を低減するように、抵抗Ｒ１およびＲ２の少なくとも一つの抵抗値を調整あるいは微調整してもよい。これにより、Ｐ−Ｑ間において、検査信号の信号成分が低減できる。
Further, after setting the resistance value so as to satisfy the conditions of the above equations (1) and (2), the inspection signal is input to the
差動増幅器４４は、マクスウェルブリッジ回路４２のＰ−Ｑ間の信号を増幅して出力信号として出力する。
The
差動増幅器４４は、図４に示すオペアンプが１段の回路でもよいが、図５に示すオペアンプが２段の差動増幅器４５でもよく、その他の差動増幅器も適宜選択できる。さらに、図６に示すように、信号処理回路１４０は、差動増幅器の代わりにトランス１４４を用いてもよい。Ｐ−Ｑ間にトランス１４４の１次側を接続して２次側からの信号を出力信号とする。
The
図７は、本発明の一実施形態に係る検査装置の信号処理部のその他の例を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing another example of the signal processing unit of the inspection device according to the embodiment of the present invention.
図７を参照するに、信号処理回路２４０は、マクスウェルブリッジ回路２４２の抵抗Ｒ２が可変抵抗であり、それ以外は図４に示す信号処理回路４０と同様の構成を有する。抵抗Ｒ２を可変抵抗にすることで、マクスウェルブリッジ回路２４２の平衡をとるための調整が容易化する。検査プローブ３０を長時間使用すると、磁歪振動子３４のコイルの温度が上昇し、その磁歪振動子３４のインピーダンスの抵抗成分（上記式（２）のＲx）が変化し、検査信号が出力信号に漏洩してくる。その際、抵抗Ｒ２の抵抗値の再調整が必要となるが、その再調整が容易になる。
Referring to FIG. 7, the
この再調整は、検査信号を磁歪振動子３４に入力し、検査プローブ３０を被測定対象部に押接しない状態で、信号処理部４０の出力信号を計測してマイコン等の制御により、出力信号を低減するように自動で抵抗Ｒ２を調整してもよい。
In this readjustment, the inspection signal is input to the
また、抵抗Ｒ１を可変抵抗としてもよく、抵抗Ｒ１およびＲ２の双方を可変抵抗としてもよい。これにより、上述した抵抗Ｒ２を可変抵抗にした場合と同様の手法により同様の効果が得られる。 Further, the resistor R1 may be a variable resistor, and both the resistors R1 and R2 may be a variable resistor. As a result, the same effect can be obtained by the same method as when the above-mentioned resistor R2 is changed to a variable resistor.
なお、図４、図６および図７の信号処理回路のコンデンサＣ１は、検査信号生成部２０からの検査信号の直流成分を遮断して交流成分を通過させるものである。 The capacitor C1 of the signal processing circuit of FIGS. 4, 6 and 7 cuts off the DC component of the inspection signal from the inspection signal generation unit 20 and allows the AC component to pass through.
図１に戻り、判定部５０は、波形記録・解析機５２を含む。波形記録・解析機５２は、信号処理部４０から出力された出力信号を入力して、その波形を記録し、周波数変換、例えば、高速フーリエ変換を行ってスペクトルエネルギーを解析する。波形記録・解析機５２は、例えば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）アナライザである。波形記録・解析機５２は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）上のソフトウェアによる高速フーリエ変換（ＦＦＴ）アナライザを用いてもよい。出力信号の周波数変換後の所定の周波数成分の分布、該周波数成分のピークの周波数、およびそのエネルギー集中度のうち少なくとも一つに基づいて前記品質の良否を判定する。
Returning to FIG. 1, the
例えば、図１に示すあと施工アンカーボルトの検査において、アンカーボルトの接着剤の充填が適正にされていて固着状態が良好である（つまり、健全である）場合に比べ、接着剤の充填が不適正な場合は、観測された信号は比較的低い周波数成分のスペクトルエネルギーが高くなったり、それぞれのピークが広がる傾向になることが判明した。このような知見から被測定対象物の品質を判定可能である。 For example, in the inspection of post-installed anchor bolts shown in FIG. 1, the adhesive filling of the anchor bolts is poor compared to the case where the anchor bolts are properly filled with the adhesive and the fixed state is good (that is, sound). When appropriate, it has been found that the observed signals tend to have higher spectral energies for relatively low frequency components and wider peaks for each. From such knowledge, the quality of the object to be measured can be determined.
判定部５０は機械学習部５４を有してもよい。機械学習部５４は、機械学習の手法により、被測定対象物１００の異常を見つけることができ、高精度な被測定対象物１００の品質の判定が可能となる。機械学習部５４は、コンピュータ、ディスプレイ、および波形記録・解析機５２との入出力インターフェースを有し、機械学習が可能なハードウェアおよびソフトウェアを備えていればよく、その構成は特に限定されない。
The
機械学習部５４は、予め、検査装置１０の波形記録・解析機５２から健全なアンカーボルト１０３に対する出力信号あるいはスペクトルエネルギーを教師データとして蓄積しておき、そのデータの特徴量を抽出する。特徴量は、例えば、上述したように、出力信号の周波数変換後の所定の周波数成分の分布、該周波数成分のピークの周波数、およびそのエネルギー集中度等の記述的な特徴を用いることができる。正常な固着状態および充填量のアンカーボルトの場合はバリエーションが少ないため、抽出される特徴ベクトルはＮ次元の特徴空間内で、ある限定された領域に集中して分布することになる。そのような分布を部分空間により近似し、正常部分空間を学習および形成する。
The
まず、主成分分析により主成分ベクトルを求める。主成分ベクトルＵは、自己相関行列Ｒを用いて、固有値問題を解くことで求まる。固有値行列Λ＝ｄｉａｇ（λ1，・・・，λN）に基づいて、累積寄与率ηk（０以上1以下）がＣ（例えばＣ＝０.９９）となる次元までの固有ベクトルｕ1，・・・ｕKにより張られる空間を、正常部分空間として採用する。 First, the principal component vector is obtained by principal component analysis. The principal component vector U can be obtained by solving the eigenvalue problem using the autocorrelation matrix R. Based on the eigenvalue matrix Λ = diag (λ 1 , ···, λ N ), the eigenvector u 1 , up to the dimension in which the cumulative contribution rate η k (0 or more and 1 or less) is C (for example, C = 0.99) ... The space stretched by u K is adopted as a normal subspace.
このようにして得られた直交基底ＵK＝［ｕ1，・・・ｕK］によって張られる部分空間への射影子は、Ｐ＝ＵkＵ’ kとして表され、それに対する直交補空間への射影子は、ＩNを単位行列として、Ｐ⊥＝ＩN−Ｐとなる。 Orthogonal basis U K = [u 1, ··· u K] obtained in this way Shaeiko to subspace spanned by is expressed as P = U k U 'k, the orthogonal complement to it of Shaeiko as a unit matrix I N, the P ⊥ = I N -P.
あるアンカーボルトに対する出力信号から抽出した特徴量Ｘの正常部分空間への垂直距離ｄ⊥は、直交補空間への射影成分で表される。この垂直距離ｄ⊥を、正常なアンカーボルトからどれくらい離れているかの指標として、垂直距離ｄ⊥が大きいほど、アンカーボルトの正常な状態からかけ離れていることになる。垂直距離ｄ⊥の所定値を閾値（閾値情報）とすることで、アンカーボルトの固着状態および充填量が正常であるか否かを判定できる。 The vertical distance d ⊥ of the feature quantity X extracted from the output signal for a certain anchor bolt to the normal subspace is represented by the projection component to the orthogonal complement space. As an index of how far this vertical distance d ⊥ is from the normal anchor bolt, the larger the vertical distance d ⊥ , the farther away from the normal state of the anchor bolt. By setting a predetermined value of the vertical distance d ⊥ as a threshold value (threshold information), it is possible to determine whether or not the anchor bolt is fixed and the filling amount is normal.
なお、機械学習部５４でその判定を行ってもよく、あるいは、機械学習部５４で設定した閾値を閾値情報として波形記録・解析機５２に供給して、波形記録・解析機５２がその判定を行ってもよい。
The
図８は、本発明の一実施形態に係る検査装置の検査プローブの他の例を示す概略図である。 FIG. 8 is a schematic view showing another example of the inspection probe of the inspection apparatus according to the embodiment of the present invention.
図８を参照するに、検査プローブ１３０は、保持部１３２、磁歪振動子３４、振動伝達部１３７、およびケーブル３６を有し、さらに重り部３８を有してもよい。磁歪振動子３４、ケーブル３６、重り部３８は、図２に示す検査プローブ３０と同様の構成を有しており、詳細な説明を省略する。
保持部１３２は、磁歪振動子３４の本体ケース３４ａの外周部を覆うように延出し、振動伝達部１３７の基部１３７ａの外周面と当接して設けられている。これにより、磁歪振動子３４の振動が振動伝達部１３７に妨げなく伝達し、検査プローブ１３２から振動伝達部１３７が脱離することを回避できる。
With reference to FIG. 8, the
The holding
振動伝達部１３７の基部１３７ａは、剛性の高い材料、例えば金属であることが好ましく、例えばステンレスの丸棒であり、その磁歪振動子３４側の端面１３７ｂは、磁歪振動子３４の磁歪材３５の先端部３５ａに接触している。基部１３７ａの端面１３７ｂと磁歪材３５の先端部３５ａは、磁歪材３５の振動が振動伝達部１３７に伝達される態様で接触していればよく、接着あるいは溶接されていてもよく、保持部１３２および磁歪振動子３４のバネ等で押さえつける力で押接されていてもよく、あるいは、使用者が測定（検査）時に負荷をかけることで押接されてもよい。好ましくは、重り部３８を設けて重り部３８の重量により押接されるようにしてもよい。
The
振動伝達部１３７の先端にホイール１３８が回転自在に設けられている。ホイール１３８は、剛性の高い材料、例えば金属であることが、振動を効率よく伝達する点で好ましい。
検査プローブ１３０は、ホイール１３８を被測定対象物の表面、例えばコンクリート構造物の表面に押接した状態で測定（検査）可能である。さらに、この状態で検査プローブ１３０を、ホイールを回転させながら図示された矢印方向（Ｄａ）に走査して測定（検査）することが可能である。
A
The
検査プローブ１３０は、検査信号により磁歪振動子３４を振動させ、その振動が振動伝達部１３７を介してホイール１３８から押接した被測定対象物（コンクリート構造物）を振動させるとともに、検査プローブ１３０を押接したまま走査して測定（検査）する。これにより、検査プローブ１３０を測定（検査）ごとに被測定対象物から離して移動させる必要がなくなり、間断なく測定（検査）が可能になり、被測定対象物に点在する欠陥１０１ａの検出が容易になる。
The
本実施形態によれば、検査プローブ３０、１３０の磁歪振動子３４が被測定対象物１００を加振するとともに、被測定対象物１００からの振動を受けることができるので、検査プローブ３０、１３０の操作が容易になり、検査プローブ３０、１３０の被測定対象物１００に対する押接状態を良好に容易に維持できる。また、本実施形態によれば、信号処理部４０、１４０、２４０が、被測定対象物１００の振動によって生じた磁歪振動子３４の信号から磁歪振動子３４を加振するために入力された検査信号の成分を低減するので、判定部５０でのアンカーボルト１０３の健全性やコンクリート１０１の欠陥の判定が容易になる。
According to the present embodiment, the
図９は、本発明の一実施形態に係る検査方法を示すフローチャートである。以下、図９を参照しつつ本発明の一実施形態に係る検査方法を説明する。 FIG. 9 is a flowchart showing an inspection method according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the inspection method according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
最初に検査プローブ３０に検査信号を供給する（Ｓ１０１）。 First, an inspection signal is supplied to the inspection probe 30 (S101).
次いで、検査プローブ３０を被測定対象物１００に押接し、磁歪振動子３４により被測定対象物を加振する（Ｓ１０２）。
Next, the
Ｓ１０２と並行して、上記押接した検査プローブ３０の磁歪振動子３４により被測定対象物１００からの振動を受信信号として出力する（Ｓ１０３）。
In parallel with S102, the
次いで、上記受信信号から検査信号の成分を低減し、出力信号として出力する（Ｓ１０４）。 Next, the component of the inspection signal is reduced from the received signal and output as an output signal (S104).
次いで、出力信号によって被測定対象物の品質を判定する（Ｓ１０５）。 Next, the quality of the object to be measured is determined by the output signal (S105).
この検査方法によれば、被測定対象物に押接する検査プローブ３０の磁歪振動子３４が、被測定対象物１００を加振するのと並行して被測定対象物１００の振動を受けて受信信号として取得できるので、一つの検査プローブ３０で測定（検査）可能である。また、被測定対象物１００に一つの磁歪振動子３４を接触させて測定（検査）するので、接触状態の調整がし易く、検査プローブ３０の操作が容易になる。
According to this inspection method, the
この検査方法に使用する検査装置は、上述した実施形態に係る検査装置を用いることができ、検査プローブ３０は図８に示す検査プローブ１３０でもよく、その場合は、検査プローブを走査しながら、Ｓ１０２〜Ｓ１０６を連続的に行う。
As the inspection device used in this inspection method, the inspection device according to the above-described embodiment can be used, and the
本実施形態によれば、被測定対象物１００に押接する検査プローブ３０、１３０の磁歪振動子３４が、被測定対象物１００を加振するのと並行して被測定対象物１００の振動の検出を行うことが可能になり、一つの検査プローブ３０、１３０で被測定対象物１００の品質の検査が簡便で容易になる。
According to the present embodiment, the
［実施例］
本発明の実施形態に係る検査装置を用いてあと施工アンカーボルトの接着剤の充填量の健全性の測定を行った。
[Example]
Using the inspection device according to the embodiment of the present invention, the soundness of the adhesive filling amount of the post-installed anchor bolt was measured.
図１０は、本発明の実施例の接着系あと施工アンカーボルトの充填パターンを示す図である。 FIG. 10 is a diagram showing a filling pattern of adhesive post-installed anchor bolts according to an embodiment of the present invention.
図１０を参照するに、あと施工アンカーボルトは、コンクリート部分を穿孔し、アンカーボルトを設置した後、接着剤を孔の深部側から充填し、充填率が３０％（図１０（ａ））、１００％（図１０（ｂ））になるようにして固着させた。各充填率のあと施工アンカーボルトのサンプル数を２とした。なお、充填率は、（ｈ／ｈ0）×１００（％）である。ここで、ｈ0は孔深さ、ｈは孔底からの接着剤の高さである。 With reference to FIG. 10, in the post-installed anchor bolt, the concrete portion is perforated, the anchor bolt is installed, and then the adhesive is filled from the deep side of the hole, and the filling rate is 30% (FIG. 10 (a)). It was fixed so as to be 100% (FIG. 10 (b)). After each filling factor, the number of samples of construction anchor bolts was set to 2. The filling rate is (h / h 0 ) × 100 (%). Here, h 0 is the hole depth, and h is the height of the adhesive from the hole bottom.
本実施例の測定では、図１に示す検査装置を使用し、検査プローブを使用して磁歪振動子として有限会社ジグボ社製のＪＢ−ＧＭ０３を使用し、重り部の重量を約６００グラムとした。検査信号は周波数７５Ｈｚの鋸波を用いた。信号処理回路は、図６に示す構成を使用し、Ｒ１を３３０〜４３０Ω、Ｒ２を５０〜１５０Ω、Ｒ３を１Ω、Ｃ２を２.２μＦとした。 In the measurement of this example, the inspection device shown in FIG. 1 was used, the inspection probe was used, and JB-GM03 manufactured by Jigbo Co., Ltd. was used as the magnetostrictive oscillator, and the weight of the weight portion was about 600 grams. .. A sawtooth wave with a frequency of 75 Hz was used as the inspection signal. The signal processing circuit used the configuration shown in FIG. 6, and R1 was 330 to 430 Ω, R2 was 50 to 150 Ω, R3 was 1 Ω, and C2 was 2.2 μF.
測定は、検査プローブをアンカーボルトの先端部に横から押接して検査信号により振動させ、ＰＣ上のソフトウェアによるＦＦＴアナライザによって、３００Ｈｚ〜８ｋＨｚのスペクトルを測定した。 For the measurement, the inspection probe was pressed sideways against the tip of the anchor bolt and vibrated by the inspection signal, and the spectrum of 300 Hz to 8 kHz was measured by the FFT analyzer by the software on the PC.
図１１は、本発明の実施例のエネルギースペクトルの例を示す図である。 FIG. 11 is a diagram showing an example of an energy spectrum according to an embodiment of the present invention.
図１１を参照するに、（ａ）は充填率が３０％、（ｂ）は充填率が１００％の場合である。なお、（ｃ）は、参考のため、検査プローブをアンカーボルトに押接しないで測定した例を示す。鋸波の周波数付近のピークを除外して検討すると、充填率が１００％の場合１ｋＨｚ付近に最も高いピークP100%が観察されるが、充填率が３０％の場合の最も高いピークP30%の周波数位置は、充填率が１００％の場合の最も高いピークP100%の周波数位置よりも低くなっている。また、ピークP30%の高さがピークP100%の高さよりも低くなっていることが分る。さらに、充填率が１００％の場合はピークP100%のエネルギーがその他のピークよりも顕著に高くなっているのに対して、充填率が３０％の場合は、ピークP30%の他のピークも比較的高いピークが多く存在していることが分る。なお、検査プローブをアンカーボルトに押接しない（ｃ）の場合は、１ｋＨｚ付近に最も高いピークが観察されない。 With reference to FIG. 11, (a) is a case where the filling rate is 30%, and (b) is a case where the filling rate is 100%. Note that (c) shows an example of measurement without pressing the inspection probe against the anchor bolt for reference. Excluding the peak near the sawtooth frequency, the highest peak P 100% is observed near 1 kHz when the filling factor is 100%, but the highest peak P 30% when the filling factor is 30%. The frequency position of is lower than the frequency position of the highest peak P 100% when the filling rate is 100%. It can also be seen that the height of peak P 30% is lower than the height of peak P 100% . Furthermore, when the filling factor is 100%, the energy of the peak P 100% is significantly higher than that of the other peaks, whereas when the filling factor is 30%, the other peaks of the peak P 30% are significantly higher. It can be seen that there are many relatively high peaks. When the inspection probe is not pressed against the anchor bolt (c), the highest peak is not observed near 1 kHz.
図１２は、本発明の実施例の測定例を示す図である。 FIG. 12 is a diagram showing a measurement example of an embodiment of the present invention.
図１２を参照するに、グラフの縦軸は、図１１のP30%、P100%に相当するピークのピーク比であり、横軸はそのピークの周波数である。ピーク比は、P30%、P100%に相当するピーク値のエネルギーを、測定した信号のエネルギーの総和で除した値である。図１２中の「×」は充填率が３０％、「○」は充填率が１００％の各２つのサンプルを示す。充填率が３０％の場合は、充填率が１００％の場合に比べて、ピーク比が低く、ピーク周波数が低くなっていることが分る。 With reference to FIG. 12, the vertical axis of the graph is the peak ratio of the peaks corresponding to P 30% and P 100% of FIG. 11, and the horizontal axis is the frequency of the peak. The peak ratio is the value obtained by dividing the energy of the peak value corresponding to P 30% and P 100% by the total energy of the measured signals. In FIG. 12, “x” indicates two samples having a filling rate of 30%, and “◯” indicates two samples having a filling rate of 100%. It can be seen that when the filling rate is 30%, the peak ratio is lower and the peak frequency is lower than when the filling rate is 100%.
本実施例によれば、あと施工アンカーボルトの充填率が正常であるかどうかを、所定の周波数成分の分布、該周波数成分のピークの周波数、そのエネルギー集中度（例えば、図１２に示すピーク比）から判定できることが分かる。 According to this embodiment, whether or not the filling rate of the post-installed anchor bolt is normal is determined by the distribution of a predetermined frequency component, the peak frequency of the frequency component, and the energy concentration thereof (for example, the peak ratio shown in FIG. 12). ), It can be seen that it can be judged.
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、上述した実施形態においては、検査プローブを使用者が保持して測定（検査）することを前提として説明したが、治具によって固定して測定（検査）してもよい。また、本発明の検査装置の被測定対象物は、あと施工アンカーボルトやコンクリート構造物に限定されず、例えば、アスファルト舗装の路面等の検査にも適用できることはいうまでもない。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope of the present invention described in the claims. It is possible. For example, in the above-described embodiment, the description is based on the premise that the user holds the inspection probe for measurement (inspection), but the inspection probe may be fixed by a jig for measurement (inspection). Further, it goes without saying that the object to be measured by the inspection device of the present invention is not limited to post-installed anchor bolts and concrete structures, and can be applied to, for example, inspection of road surfaces of asphalt pavement.
なお、以上の説明に関してさらに以下の付記を開示する。
（付記１） 被測定対象物に押接して検査信号に応じて被測定対象物を加振するとともに該被測定対象物からの振動を受信信号として出力する磁歪振動子を有する検査プローブと、
前記検査プローブに結合され、前記受信信号から前記検査信号の信号成分を低減した信号を出力信号として出力する信号処理部と、
を備える装置。
（付記２） 前記信号処理部は、前記磁歪振動子を含むブリッジ回路である、付記１記載の装置。
（付記３） 前記ブリッジ回路は、平衡用の抵抗素子の少なくとも一つが可変抵抗素子を含む、付記２記載の装置。
（付記４） 前記検査プローブに結合され、前記検査信号を生成する検査信号生成部をさらに備え、
前記検査信号が鋸波であり、該鋸波は、前記磁歪振動子が前記被測定対象物を押し込む方向の振動の速度が、戻る方向の振動の速度よりも大きくなるように生成されてなる、付記１〜３のうちいずれか一項記載の装置。
（付記５） 前記検査プローブに結合され、前記検査信号を生成する検査信号生成部をさらに備え、
前記検査信号がパルス波である、付記１〜３のうちいずれか一項記載の装置。
（付記６） 前記検査プローブは、前記磁歪振動子の振動の反力を低減する重り部をさらに有する、付記１〜５のうちいずれか一項記載の装置。
（付記７） 前記検査プローブは、前記磁歪振動子の先端に振動伝達部が設けられ、
前記振動伝達部は、前記被測定対象物に押接しつつ走査可能なホイールが設けられる、付記１〜６のうちいずれか一項記載の装置。
（付記８） 前記信号処理部に結合され、該信号処理部からの出力信号によって前記被測定対象物の品質を判定する判定部をさらに備え、
前記判定部は、前記出力信号の周波数変換後の所定の周波数成分の分布、該周波数成分のピークの周波数、およびそのエネルギー集中度のうち少なくとも一つに基づいて前記品質の良否を判定する、付記１〜７のうちいずれか一項記載の装置。
（付記９） 前記信号処理部および前記判定部に結合され、前記信号処理部から教師信号としての出力信号に基づいて機械学習を行う機械学習部をさらに備え、
前記判定部は、前記機械学習部からの閾値情報に基づいて、前記信号処理部からの出力信号から前記品質の良否を判定する、付記８記載の装置。
（付記１０） 磁歪振動子を有する検査プローブを被測定対象物に押接して、検査信号に応じて該磁歪振動子によって被測定対象物を加振するステップと、
前記加振を行いながら該被測定対象物からの振動を前記検査プローブの磁歪振動子が受信信号として出力するステップと、
前記受信信号から前記検査信号の信号成分を低減して出力信号として出力するステップと、
を含む、方法。
（付記１１） 前記検査信号の信号成分の低減は、前記磁歪振動子を含むブリッジ回路によって行われる、付記１０記載の方法。
（付記１２） 前記ブリッジ回路は、平衡用の抵抗素子の少なくとも一つが可変抵抗素子を含む、付記１１記載の方法。
（付記１３） 前記検査プローブに前記検査信号を供給するステップをさらに含み、
前記検査信号が鋸波であり、該鋸波は、前記磁歪振動子が前記被測定対象物を押し込む方向の振動の速度が、戻る方向の振動の速度よりも大きくなるように生成されてなる、付記１０〜１２のうちいずれか一項記載の方法。
（付記１４） 前記検査プローブに前記検査信号を供給するステップをさらに含み、
前記検査信号がパルス波である、付記１０〜１２のうちいずれか一項記載の方法。
（付記１５） 前記検査プローブは、前記磁歪振動子の振動の反力を低減する重り部をさらに有する、付記１０〜１４のうちいずれか一項記載の方法。
（付記１６） 前記検査プローブは、前記磁歪振動子の先端に振動伝達部が設けられ、
前記振動伝達部は、前記被測定対象物に押接しつつ走査可能なホイールが設けられる、付記１０〜１５のうちいずれか一項記載の方法。
（付記１７） 前記出力信号によって前記被測定対象物の品質を判定するステップをさらに含み、
前記判定は、前記出力信号の周波数変換後の所定の周波数成分の分布、該周波数成分のピークの周波数、およびそのエネルギー集中度のうち少なくとも一つに基づいて行われる、付記１０〜１６のうちいずれか一項記載の方法。
（付記１８） 前記信号処理部から教師信号としての出力信号に基づいて機械学習を行う機械学習部をさらに備え、
前記判定部は、前記機械学習部からの閾値情報に基づいて、前記信号処理部からの出力信号から前記品質の良否を判定する、付記１７記載の方法。
The following additional notes will be further disclosed with respect to the above description.
(Appendix 1) An inspection probe having a magnetostrictive oscillator that presses against the object to be measured, vibrates the object to be measured according to the inspection signal, and outputs vibration from the object to be measured as a received signal.
A signal processing unit that is coupled to the inspection probe and outputs a signal obtained by reducing the signal component of the inspection signal from the received signal as an output signal.
A device equipped with.
(Supplementary note 2) The apparatus according to Supplementary note 1, wherein the signal processing unit is a bridge circuit including the magnetostrictive oscillator.
(Appendix 3) The apparatus according to Appendix 2, wherein the bridge circuit includes a variable resistance element at least one of the resistance elements for equilibrium.
(Appendix 4) Further provided with an inspection signal generation unit that is coupled to the inspection probe and generates the inspection signal.
The inspection signal is a sawtooth wave, and the sawtooth wave is generated so that the speed of vibration in the direction in which the magnetic strain oscillator pushes the object to be measured is higher than the speed of vibration in the direction of returning. The device according to any one of Appendix 1 to 3.
(Appendix 5) An inspection signal generation unit that is coupled to the inspection probe and generates the inspection signal is further provided.
The device according to any one of Appendix 1 to 3, wherein the inspection signal is a pulse wave.
(Supplementary note 6) The apparatus according to any one of Supplementary note 1 to 5, wherein the inspection probe further has a weight portion for reducing the reaction force of vibration of the magnetostrictive oscillator.
(Appendix 7) The inspection probe is provided with a vibration transmission unit at the tip of the magnetostrictive oscillator.
The device according to any one of Supplementary note 1 to 6, wherein the vibration transmission unit is provided with a wheel capable of scanning while pressing against the object to be measured.
(Appendix 8) Further provided with a determination unit which is coupled to the signal processing unit and determines the quality of the object to be measured by the output signal from the signal processing unit.
The determination unit determines the quality of the output signal based on at least one of the distribution of a predetermined frequency component after frequency conversion, the peak frequency of the frequency component, and the energy concentration thereof. The device according to any one of 1 to 7.
(Appendix 9) A machine learning unit that is coupled to the signal processing unit and the determination unit and performs machine learning based on an output signal as a teacher signal from the signal processing unit is further provided.
The device according to Appendix 8, wherein the determination unit determines whether the quality is good or bad from the output signal from the signal processing unit based on the threshold information from the machine learning unit.
(Appendix 10) A step of pressing an inspection probe having a magnetostrictive oscillator against an object to be measured and vibrating the object to be measured by the magnetostrictive oscillator in response to an inspection signal.
A step in which the magnetostrictive oscillator of the inspection probe outputs a vibration from the object to be measured as a reception signal while performing the vibration.
A step of reducing the signal component of the inspection signal from the received signal and outputting it as an output signal.
Including methods.
(Appendix 11) The method according to
(Appendix 12) The method according to Appendix 11, wherein in the bridge circuit, at least one of the resistance elements for equilibrium includes a variable resistance element.
(Appendix 13) Further including a step of supplying the inspection signal to the inspection probe.
The inspection signal is a sawtooth wave, and the sawtooth wave is generated so that the speed of vibration in the direction in which the magnetic strain oscillator pushes the object to be measured is higher than the speed of vibration in the direction of returning. The method according to any one of
(Appendix 14) Further including a step of supplying the inspection signal to the inspection probe.
The method according to any one of
(Supplementary note 15) The method according to any one of
(Appendix 16) The inspection probe is provided with a vibration transmission unit at the tip of the magnetostrictive oscillator.
The method according to any one of
(Appendix 17) Further including a step of determining the quality of the object to be measured by the output signal.
The determination is made based on at least one of the distribution of a predetermined frequency component after frequency conversion of the output signal, the peak frequency of the frequency component, and the energy concentration thereof. The method described in item 1.
(Appendix 18) A machine learning unit that performs machine learning based on an output signal as a teacher signal from the signal processing unit is further provided.
The method according to Appendix 17, wherein the determination unit determines the quality from the output signal from the signal processing unit based on the threshold information from the machine learning unit.
１０ 検査装置
２０ 検査信号生成部
３０，１３０ 検査プローブ
３２，１３２ 保持部
３４ 磁歪振動子
３５ 磁歪材
３８ 重り部
４０，１４０，２４０ 信号処理部
５０ 判定部
５２ 波形記録・解析機
５４ 機械学習部
１３７ 振動伝達部
１３８ ホイール
10 Inspection device 20 Inspection
Claims (8)
前記検査プローブに結合され、前記受信信号から前記検査信号の信号成分を低減した信号を出力信号として出力する信号処理部と、
予め、正常な状態の対象物からの前記出力信号の周波数変換後の所定の周波数成分の分布、該周波数成分のピークの周波数およびそのエネルギー集中度の少なくとも一つを含む特徴量に基づいて正常部分空間を学習する機械学習部と、
前記被測定対象物の前記出力信号から抽出した特徴量の前記正常部分空間への垂直距離に対して、所定の垂直距離を閾値として、前記被測定対象物の品質を判定する判定部と、
を備え、
前記信号処理部は、前記磁歪振動子を含むブリッジ回路であり、
前記ブリッジ回路は、第１の入力端子Ａと、第２の入力端子Ｂと、第１の出力端子Ｐと、第２の出力端子Ｑとを有し、該第１の入力端子Ａと該第１の出力端子Ｐとの間に前記磁歪振動子が接続され、該第１の入力端子Ａと該第２の出力端子Ｑとの間に第１の抵抗素子Ｒ１が接続され、該第２の出力端子Ｑと該第２の入力端子Ｂとの間に第２の抵抗素子Ｒ２およびコンデンサＣ２の並列回路が接続され、該第１の出力端子Ｐと該第２の入力端子Ｂとの間に第３の抵抗素子Ｒ３とが接続されてなり、下記式（１）と（２）との関係を有する、装置、
Ｒ１＝Ｌx／（Ｃ２×Ｒ３）・・・・・（１）
Ｒ２＝Ｒ１×Ｒ３／Ｒx・・・・・ （２）
ここで、Ｌx、Ｒxは、それぞれ前記磁歪振動子のインピーダンスのインダクタンス成分、抵抗成分であり、Ｒ１〜Ｒ３は、第１〜第３の抵抗素子Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値であり、Ｃ２は、コンデンサＣ２の静電容量である。 An inspection probe having a magnetostrictive oscillator that presses against the object to be measured, vibrates the object to be measured according to the inspection signal, and outputs vibration from the object to be measured as a reception signal.
A signal processing unit that is coupled to the inspection probe and outputs a signal obtained by reducing the signal component of the inspection signal from the received signal as an output signal.
A normal portion based on a feature quantity including at least one of a predetermined frequency component distribution after frequency conversion of the output signal from an object in a normal state, a peak frequency of the frequency component, and its energy concentration. A machine learning department that learns space,
A determination unit that determines the quality of the object to be measured with a predetermined vertical distance as a threshold value with respect to the vertical distance of the feature amount extracted from the output signal of the object to be measured to the normal subspace.
With
The signal processing unit is a bridge circuit including the magnetostrictive oscillator.
The bridge circuit has a first input terminal A, a second input terminal B, a first output terminal P, and a second output terminal Q, and the first input terminal A and the first output terminal Q. The magnetic distortion transducer is connected to the output terminal P of 1, the first resistance element R1 is connected between the first input terminal A and the second output terminal Q, and the second resistance element R1 is connected. A parallel circuit of the second resistance element R2 and the capacitor C2 is connected between the output terminal Q and the second input terminal B, and between the first output terminal P and the second input terminal B. A device, which is connected to a third resistance element R3 and has a relationship between the following equations (1) and (2).
R1 = Lx / (C2 x R3) ... (1)
R2 = R1 x R3 / Rx ... (2)
Here, Lx and Rx are the inductance component and the resistance component of the impedance of the magnetic distortion transducer, respectively, R1 to R3 are the resistance values of the first to third resistance elements R1 to R3, and C2 is the capacitor. It is the capacitance of C2.
前記検査信号が鋸波であり、該鋸波は、前記磁歪振動子が前記被測定対象物を押し込む方向の振動の速度が、戻る方向の振動の速度よりも大きくなるように生成されてなる、請求項１または２記載の装置。 Further provided with an inspection signal generator that is coupled to the inspection probe and generates the inspection signal.
The inspection signal is a sawtooth wave, and the sawtooth wave is generated so that the speed of vibration in the direction in which the magnetic strain oscillator pushes the object to be measured is higher than the speed of vibration in the direction of returning. The device according to claim 1 or 2 .
前記振動伝達部は、前記被測定対象物に押接しつつ走査可能なホイールが設けられる、請求項１〜４のうちいずれか一項記載の装置。 The inspection probe is provided with a vibration transmission unit at the tip of the magnetostrictive oscillator.
The device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the vibration transmission unit is provided with a wheel capable of scanning while pressing against the object to be measured.
前記加振を行いながら該被測定対象物からの振動を前記検査プローブの磁歪振動子が受信信号として出力するステップと、
前記受信信号から前記検査信号の信号成分を低減して出力信号として出力するステップと、
予め、正常な状態の対象物からの前記出力信号の周波数変換後の所定の周波数成分の分布、該周波数成分のピークの周波数およびそのエネルギー集中度の少なくとも一つを含む特徴量に基づいて正常部分空間を学習する機械学習部ステップと、
前記被測定対象物の前記出力信号から抽出した特徴量の前記正常部分空間への垂直距離に対して、所定の垂直距離を閾値として、前記被測定対象物の品質を判定する判定ステップと、を含み、
前記検査信号の信号成分の低減は、前記磁歪振動子を含むブリッジ回路によって行われ、
前記ブリッジ回路は、第１の入力端子Ａと、第２の入力端子Ｂと、第１の出力端子Ｐと、第２の出力端子Ｑとを有し、該第１の入力端子Ａと該第１の出力端子Ｐとの間に前記磁歪振動子が接続され、該第１の入力端子Ａと該第２の出力端子Ｑとの間に第１の抵抗素子Ｒ１が接続され、該第２の出力端子Ｑと該第２の入力端子Ｂとの間に第２の抵抗素子Ｒ２およびコンデンサＣ２の並列回路が接続され、該第１の出力端子Ｐと該第２の入力端子Ｂとの間に第３の抵抗素子Ｒ３とが接続されてなり、下記式（１）と（２）との関係を有するように調整される、方法、
Ｒ１＝Ｌx／（Ｃ２×Ｒ３）・・・・・（１）
Ｒ２＝Ｒ１×Ｒ３／Ｒx・・・・・ （２）
ここで、Ｌx、Ｒxは、それぞれ前記磁歪振動子のインピーダンスのインダクタンス成分、抵抗成分であり、Ｒ１〜Ｒ３は、第１〜第３の抵抗素子Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値であり、Ｃ２は、コンデンサＣ２の静電容量である。 A step of pressing an inspection probe having a magnetostrictive oscillator against an object to be measured and vibrating the object to be measured by the magnetostrictive oscillator in response to an inspection signal.
A step in which the magnetostrictive oscillator of the inspection probe outputs a vibration from the object to be measured as a reception signal while performing the vibration.
A step of reducing the signal component of the inspection signal from the received signal and outputting it as an output signal.
A normal portion based on a feature quantity including at least one of a predetermined frequency component distribution after frequency conversion of the output signal from an object in a normal state, a peak frequency of the frequency component, and its energy concentration. Machine learning department steps to learn space and
A determination step of determining the quality of the object to be measured with a predetermined vertical distance as a threshold value with respect to the vertical distance of the feature amount extracted from the output signal of the object to be measured to the normal subspace. Including
The reduction of the signal component of the inspection signal is performed by the bridge circuit including the magnetostrictive oscillator.
The bridge circuit has a first input terminal A, a second input terminal B, a first output terminal P, and a second output terminal Q, and the first input terminal A and the first output terminal Q. The magnetic distortion transducer is connected to the output terminal P of 1, the first resistance element R1 is connected between the first input terminal A and the second output terminal Q, and the second resistance element R1 is connected. A parallel circuit of the second resistance element R2 and the capacitor C2 is connected between the output terminal Q and the second input terminal B, and between the first output terminal P and the second input terminal B. A method in which the third resistance element R3 is connected and adjusted so as to have a relationship between the following equations (1) and (2).
R1 = Lx / (C2 x R3) ... (1)
R2 = R1 x R3 / Rx ... (2)
Here, Lx and Rx are the inductance component and the resistance component of the impedance of the magnetic distortion transducer, respectively, R1 to R3 are the resistance values of the first to third resistance elements R1 to R3, and C2 is the capacitor. It is the capacitance of C2.
前記検査信号が鋸波であり、該鋸波は、前記磁歪振動子が前記被測定対象物を押し込む方向の振動の速度が、戻る方向の振動の速度よりも大きくなるように生成されてなる、請求項６記載の方法。 Further including the step of supplying the inspection signal to the inspection probe.
The inspection signal is a sawtooth wave, and the sawtooth wave is generated so that the speed of vibration in the direction in which the magnetic strain oscillator pushes the object to be measured is higher than the speed of vibration in the direction of returning. The method according to claim 6 .
前記振動伝達部は、前記被測定対象物に押接しつつ走査可能なホイールが設けられる、請求項６または７記載の方法。 The inspection probe is provided with a vibration transmission unit at the tip of the magnetostrictive oscillator.
The method according to claim 6 or 7 , wherein the vibration transmission unit is provided with a wheel that can scan while pressing against the object to be measured.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016234186A JP6806329B2 (en) | 2016-12-01 | 2016-12-01 | Inspection equipment and inspection method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016234186A JP6806329B2 (en) | 2016-12-01 | 2016-12-01 | Inspection equipment and inspection method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018091685A JP2018091685A (en) | 2018-06-14 |
| JP6806329B2 true JP6806329B2 (en) | 2021-01-06 |
Family
ID=62566046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016234186A Active JP6806329B2 (en) | 2016-12-01 | 2016-12-01 | Inspection equipment and inspection method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6806329B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7187757B2 (en) * | 2019-04-12 | 2022-12-13 | トヨタホーム株式会社 | Internal inspection device |
| WO2020250583A1 (en) * | 2019-06-11 | 2020-12-17 | 株式会社Ihi | Inspection system |
| WO2023026408A1 (en) * | 2021-08-25 | 2023-03-02 | 日本たばこ産業株式会社 | Inhalation device, substrate, and control method |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9524949D0 (en) * | 1995-12-06 | 1996-02-07 | Kodak Ltd | Bubble detector |
| JPH09171006A (en) * | 1995-12-20 | 1997-06-30 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Device or evaluating ultrasonic flow detection data |
| JPH1073575A (en) * | 1996-08-29 | 1998-03-17 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | Bubble inspector in structure |
| JPH10253339A (en) * | 1997-03-06 | 1998-09-25 | Mitsubishi Electric Corp | Method and apparatus for measurement by utilizing sound wave |
| JP4465420B2 (en) * | 2000-09-13 | 2010-05-19 | 雅弘 西川 | Magnetostrictive ultrasonic element and nondestructive inspection method using the same |
| JP4069016B2 (en) * | 2003-05-28 | 2008-03-26 | 三菱電機株式会社 | Inspection apparatus and inspection method |
| JP2009050142A (en) * | 2007-07-26 | 2009-03-05 | Mitsumi Electric Co Ltd | Drive unit |
| JP2010008151A (en) * | 2008-06-25 | 2010-01-14 | Hitachi Ltd | Inspection device of clamped state and inspection method |
| US9031294B2 (en) * | 2010-07-23 | 2015-05-12 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Region segmented image data creating system and feature extracting system for histopathological images |
| JPWO2015145914A1 (en) * | 2014-03-28 | 2017-04-13 | 日本電気株式会社 | Anchor bolt diagnosis system, method and program thereof |
| JP2016050876A (en) * | 2014-09-01 | 2016-04-11 | 株式会社国際電気通信基礎技術研究所 | Hammering inspection recording device |
| KR102014104B1 (en) * | 2014-12-01 | 2019-08-26 | 고쿠리츠켄큐카이하츠호진 상교기쥬츠 소고켄큐쇼 | Ultrasound examination system and ultrasound examination method |
-
2016
- 2016-12-01 JP JP2016234186A patent/JP6806329B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2018091685A (en) | 2018-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108195535B (en) | Bolt joint looseness detection method and system based on nonlinear excitation characteristics | |
| US6880403B1 (en) | Structure inspection device | |
| JP4954729B2 (en) | Concrete pile soundness evaluation support device, soundness evaluation support method, and soundness evaluation support program | |
| US6502463B1 (en) | Ultrasonic strain gage using a motorized electromagnetic acoustic transducer | |
| JP5224547B2 (en) | Method and apparatus for diagnosing structural damage | |
| JP6806329B2 (en) | Inspection equipment and inspection method | |
| JP2004523768A (en) | Method and apparatus for detecting material or object damage | |
| US5614674A (en) | Method and apparatus for predicting fatigue by introducing a continuous excitation to determine damping factor | |
| JP2013522601A5 (en) | ||
| CN107703161B (en) | Shock stress wave detection system | |
| CN104407054A (en) | Ultrasonic micro-damage location detection method and device based on collinear aliasing of Lamb waves | |
| JPH0335613B2 (en) | ||
| JPS63186122A (en) | Abnormality diagnosing system for structure | |
| JP2019152538A (en) | Fastening bolt fastening torque specifying device and fastening torque specifying method | |
| JP2006215049A (en) | Structure inspection device | |
| JP2008185345A (en) | Vibration measuring method and device | |
| JP3940540B2 (en) | Residual stress measurement method and apparatus | |
| JP2001124744A (en) | Inspection apparatus for concrete structure | |
| Gaidis et al. | New test for determining fundamental frequencies of concrete | |
| Tong et al. | Elastic‐wave‐based synthetic aperture focusing technique imaging system for detecting voids inside concrete structures | |
| JP3802200B2 (en) | Fruit ripeness measuring method and ripeness measuring device | |
| JP2004037287A (en) | Impact inspection device | |
| RU2564823C1 (en) | Device for detection of defects of small linear sizes | |
| JP2002181677A (en) | Nondestructive compressive strength testing method, stress estimating method and test device for concrete | |
| US11624687B2 (en) | Apparatus and method for detecting microcrack using orthogonality analysis of mode shape vector and principal plane in resonance point |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191015 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200805 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200812 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200916 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201104 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201118 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201125 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201126 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6806329 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |