CN117836592A - 检查装置及检查方法 - Google Patents
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Abstract
一种检查装置(20)，具备：数据存储部(50)，所述数据存储部预先存储通过使被检查物体(1)被支承的部分(3)的刚性和被检查物体(1)的损伤的大小变化而产生的固有振动频率的变化；测定部(40)，所述测定部对激振后的被检查物体(1)的振动响应进行测量；以及推定部(60)，所述推定部基于根据振动响应算出的被检查物体(1)的固有振动频率与对已知损伤状态的被检查物体(1)进行测量而得到的固有振动频率之间的固有振动频率的变化和存储于数据存储部(50)的固有振动频率的变化，同时推定被检查物体(1)被支承的部分(3)的刚性和被检查物体(1)的损伤的大小。
Description
技术领域
本申请涉及检查装置及检查方法。
背景技术
构造内部的损伤无法通过目视检验进行检查，在通常的检查中会在未注意到的状态下产生损伤的扩大，会给构造物的寿命带来影响。因此，对构造内部的损伤进行检测对于构造物的检查而言成为重要的课题。
一般而言，作为非破坏性地检查构造内部的损伤的方法，有构造的振动响应的变化、超声波探伤及X射线检查方法。构造的振动响应的变化与其他非破坏性检查方法相比，装置容易小型化，能够以非接触的方式进行测量。然而，由于不是超声波或X射线等对来自内部损伤的反射进行测量的方法，因此，需要通过使用了构造的振动响应的变化与内部损伤的关系的逆分析来推定内部损伤。
例如，已知有如下方案：向被检查物体照射声音并对挠曲振动进行激励，检测被激励的挠曲振动，基于检测出的挠曲振动的频率与振幅来推定被检查物体的固有振动频率，由此，对被检查物体的状态进行检查(参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-69301号公报
发明内容
发明要解决的课题
虽然根据被检查物体的振动响应的变化来推定龟裂，但由于在支承被检查物体的条件变化时，振动响应也会变化，因此，无法将由支承条件引起的变化与由龟裂引起的变化分离，存在龟裂的推定精度下降这样的问题。
本申请是为了解决上述那样的问题而完成的，其目的在于提供一种即使在被支承的部分的刚性变化的情况下也能够提高对从表面看不到的损伤的大小进行推定的精度的检查装置及检查方法。
用于解决课题的手段
本申请公开的检查装置的特征在于，具备：
数据存储部，所述数据存储部预先存储通过使被检查物体被支承的部分的刚性和被检查物体的损伤的大小变化而产生的固有振动频率的变化；
测定部，所述测定部对激振后的被检查物体的振动响应进行测量；以及
推定部，所述推定部基于根据由测定部测量出的振动响应算出的被检查物体的固有振动频率与对已知损伤状态的被检查物体进行测量而得到的固有振动频率之间的固有振动频率的变化和存储于数据存储部的固有振动频率的变化，同时推定被检查物体被支承的部分的刚性和被检查物体的损伤的大小。
发明效果
根据本申请公开的龟裂的检查装置，由于能够同时推定被检查物体被支承的部分的刚性和从表面看不到的损伤的大小，因此，即使被支承的部分的刚性变化，也能够提高对从表面看不到的损伤的大小进行推定的精度。
附图说明
图1是实施方式1的检查装置的框图。
图2是示出实施方式1的检查装置和检查对象的示意图。
图3是示出图2的检查对象的支承部的刚性的图。
图4是说明实施方式1的控制装置的硬件结构的一例的图。
图5是示出检查对象具有龟裂的情况下的振动模式的例子的图。
图6是示出由于支承检查对象的部分的刚性的变化而固有振动频率变化的例子的图。
图7是示出检查对象具有龟裂的情况下的固有振动频率变化的例子的图。
图8是示出由于检查对象的支承部的刚性的变化和龟裂而固有振动频率变化的例子的图。
图9是说明实施方式1的检查装置的推定方法的流程图。
图10是说明推定方法的流程中的固有振动频率的概率分布A算出部的计算流程的图。
图11是说明推定方法的流程中的测定出的固有振动频率的概率分布B算出部的计算流程的图。
图12是说明求出使概率分布A与概率分布B之积最大的龟裂的大小、支承条件的计算流程的图。
图13是说明检查对象由于从表面看不到的损伤而固有振动频率变化的振动模式的图。
图14是实施方式2的检查装置的框图。
图15是说明实施方式3的检查对象的运转期间或运转与停止之间的激振频率的变化的图。
图16是说明实施方式3的控制装置的硬件结构的一例的图。
图17是示出实施方式4的检查装置和检查对象的示意图。
图18是说明实施方式4的检查装置的推定方法的流程图。
图19是说明实施方式4的检查装置的推定方法的另一流程图。
图20是说明实施方式4的控制装置的硬件结构的一例的图。
图21是示出实施方式5的检查装置和检查对象的示意图。
图22是示出实施方式6的检查装置和检查对象的示意图。
图23是示出实施方式7的检查装置和检查对象的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图，对用于实施本申请的实施方式的龟裂的检查装置进行详细说明。此外，在各图中，相同的附图标记表示相同或相当的部分。
实施方式1.
图1是示出实施方式1的检查装置的结构例的框图，图2是示出实施方式1的龟裂的检查装置和检查对象的示意图。
＜检查装置的概要说明＞
图1所示的龟裂的检查装置20(以下称为检查装置20)由激振部30、振动响应的测定部40、数据存储部50、推定部60及推定结果输出部70构成，所述激振部30对检查对象1进行激振，所述振动响应的测定部40对激振后的检查对象1的振动响应进行测量，所述数据存储部50存储使图2所示的检查对象1的支承部3的刚性变化后的检查对象1的振动响应，所述推定部60根据测量出的振动响应来推定支承检查对象1的部分(以下称为支承部)3的刚性和作为从表面看不到的损伤的龟裂2的大小，所述推定结果输出部70输出推定部60的推定结果。图3是示出检查对象1的支承部3的刚性的图。在图3中，检查对象1在两端支承图3所示的坐标系的X、Y、Z这三个轴。支承部3的刚性11～15以弹簧的形式表现。支承构造除了弹簧以外，还可以为螺栓固定、压入等。
在图1中，激振部30由图2所示的振荡器101、放大器102、激振器103构成，并由控制装置100进行控制。振动响应的测定部40由图2所示的信号处理装置111和振动计112构成，并与激振部30同样地由控制装置100进行控制。
针对检查对象1，基于从控制装置100输入的信号，利用振荡器101生成发送信号，并向放大器102输入。将由放大器102放大后的发送信号输入到激振器103，对检查对象1进行激振。作为激振器103的例子，有电动式致动器、液压式致动器等。
利用振动计112测量激振后的检查对象1的振动响应，利用信号处理装置111将测量出的振动响应转换为电信号，并输入到控制装置100，由此，通过激振来控制振动响应的测量。作为振动计112的例子，有加速度计等。
此外，在本实施方式中，控制装置100包含检查装置20的功能。即，以下说明的数据存储部50、推定部60及推定结果输出部70的功能被包含在控制装置内。关于控制装置100内的结构，随后进行说明。
在图1的数据存储部50中，求出由图2或图3所示的检查对象1的支承部3的刚性11～15的变化引起的检查对象1的固有振动频率的变化，并对其结果进行存储。
对于存储于数据存储部50的检查对象1的固有振动频率与支承部3的刚性11～15的关系而言，既可以一边使支承部的刚性变化，一边实际地测量振动而求出上述关系，也可以通过数值分析而求出。在本实施方式中，在图1中示出通过数值分析求出的例子。
在数值分析中，首先，利用数据存储部50内的形状模型生成部51对检查对象1进行数值模型化。接下来，利用支承部的刚性生成部52对支承形状模型的部分进行数值模型化。在使数值模型化后的检查对象的支承条件变化而生成的固有振动频率的计算部53、54中，在数值模型中使检查对象1的支承条件变化，并对固有振动频率进行计算，利用保管部55将计算结果作为数据进行保管。
在图1的推定部60中，根据利用振动响应的测定部40测量出的振动响应，利用固有振动频率的算出部61算出固有振动频率。根据算出的固有振动频率，算出固有振动频率的变化量。根据保管在数据存储部50中的固有振动频率的数据和通过测量出的振动响应而算出的固有振动频率的变化量，利用支承部的刚性和损伤的大小的推定部63来推定支承部3的刚性11～15和检查对象1的龟裂2的大小。利用推定结果输出部70输出由推定部60推定出的结果。
图4是示出控制装置100内的硬件的一例的示意图。
控制装置100内的检查装置的功能即数据存储部50及振动响应的测定部40的振动响应数据的存储通过存储器302来实现。存储器302例如为ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、闪存、EPROM(ErasableProgrammable Read Only Memory：可擦可编程只读存储器)、EEPROM(ElectricallyErasable Programmable Read Only Memory：电可擦可编程序只读存储器)等非易失性或易失性的半导体存储器，或者为磁盘、软盘、光盘、光碟、小型磁盘、DVD(Digital VersatileDisc：数字通用光盘)等。
数据存储部50内的动作、推定部60内的动作通过执行在存储器302中存储的程序的CPU、系统LSI等处理器301来实现。另外，也可以通过使多个处理电路协作来执行上述功能。而且，也可以通过专用的硬件来实现上述功能。在通过专用的硬件来实现上述功能的情况下，专用的硬件例如为单一电路、复合电路、程序化后的处理器、ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit：专用集成电路)、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)或将它们组合而得到的硬件。上述功能也可以通过专用硬件与软件的组合或专用硬件与固件的组合来实现。例如，数据存储部50内的动作、推定部60内的动作也可以通过执行在存储器302中存储的程序的CPU、系统LSI等处理器301来实现。
此外，与执行检查装置的功能同样地，激振部30及振动响应的测定部的控制通过由处理器301执行存储于存储器302的程序来实现。
＜固有振动频率的变化量的说明＞
对推定部60的固有振动频率的算出部61、固有振动频率的变化量算出部62进行详细说明。
图5是说明检查对象1具有龟裂的情况下的振动模式的图。如图5(a)所示，在检查对象1具有龟裂2的情况下，固有振动频率会产生变化。图5(b)、图5(c)是示出检查对象1具有龟裂2的情况下的振动模式的例子的图。图5(b)、图5(c)是从图5(a)的方向A观察检查对象1的图，利用这些图来说明由龟裂2引起的振动模式的变化。如图5(b)所示，在由于龟裂2而检查对象的刚性局部地变化且刚性变化后的部分较大地变形的振动模式下，由于龟裂2而固有振动频率的变化较大。与此相对，如图5(c)所示，在刚性变化后的部分未变形的振动模式下，由龟裂2引起的固有振动频率的变化较小。在本实施方式中，在检查对象的多个振动模式中，以由于龟裂2而固有振动频率的变化较大的模式(图5(b)所示那样的模式)为对象进行说明。
在图6中示出由于检查对象1的支承部的刚性的变化而固有振动频率变化的例子。在图6(a)中，在支承条件A的情况下，将支承部的刚性11、12设为弹簧P1，将刚性14、15设为弹簧Q1。将测量响应的点设为点α。在图6(b)的支承条件B下，将支承部的刚性11、12设为弹簧P2，将刚性14、15设为弹簧Q2。将测量响应的点设为与图6(a)相同的点α。针对测量出的振动响应，在图6(c)中示出横轴为频率、纵轴为响应位移的示意图。在图6(c)中，用实线示出支承条件A的振动响应，用虚线示出支承条件B的振动响应。在各支承条件A、B下，以固有振动频率的变化较大的模式为对象，根据振动响应，利用固有振动频率的算出部61求出固有振动频率。在图6(c)中，支承条件A的固有振动频率为SA，支承条件B的固有振动频率为SB。利用固有振动频率的变化量算出部62算出从固有振动频率SA向固有振动频率SB的变化量SV。
在图7中示出由于龟裂2而固有振动频率变化的例子。将支承部的刚性11、12设为弹簧P1，将刚性14、15设为弹簧Q1，这与在图6中说明的支承条件A相同。与图6同样地，将测量响应的点设为点α。如图7(b)所示，有龟裂2的情况为支承条件A下的检查对象1具有龟裂2的情况。针对测量出的振动响应，在图7(c)中示出横轴为频率、纵轴为响应位移的示意图。在图7(c)中，用实线示出无龟裂2的振动响应，用单点划线示出有龟裂2的振动响应。以根据龟裂2的有无及龟裂2而固有振动频率的变化较大的模式为对象，根据振动响应，利用固有振动频率的算出部61求出固有振动频率。在图7(c)中示出了无龟裂2的固有振动频率SN、有龟裂2的固有振动频率SY。利用固有振动频率的变化量算出部62算出从固有振动频率SN向固有振动频率SY的变化量Sw。对于该固有振动频率的变化量SW而言，该变化量不仅会根据龟裂的有无而变化，还会根据龟裂的大小而变化。
在图8中示出由于检查对象1的支承部的刚性的变化和龟裂2而固有振动频率变化的例子。在图8(a)中，在支承条件A下，将支承部的刚性11、12设为弹簧P1，将刚性14、15设为弹簧Q1，在图8(b)中，在支承条件B下，将支承部的刚性11、12设为弹簧P2，将刚性14，15设为弹簧Q2。测量响应的点α与图6、图7相同。有龟裂的情况为检查对象1具有龟裂2。针对测量出的振动响应，在图8(c)中示出横轴为频率、纵轴为响应位移的示意图。在图8(c)中，在支承条件A下，用实线示出无龟裂的振动响应，在支承条件B下，用双点划线示出有龟裂2的振动响应。以根据龟裂的有无及龟裂2而固有振动频率的变化较大的模式为对象，根据振动响应，利用固有振动频率的算出部61求出固有振动频率。在图8(c)中示出了支承条件A下的无龟裂2的固有振动频率SAN、支承条件B下的有龟裂2的固有振动频率SBY。利用固有振动频率的变化量算出部62算出从固有振动频率SAN向固有振动频率SBY的变化量SZ。
该固有振动频率的变化SZ与图6的固有振动频率的变化SV、图7的固有振动频率的变化SW不同。根据固有振动频率的变化，通过以下步骤来推定支承条件的变化、龟裂的有无、龟裂的大小。
＜检查前的步骤＞
对图1所示的推定部60中的支承部的刚性和损伤的大小的推定部63进行详细说明。在图9中示出推定方法的流程图。在确定检查对象1并实际进行检查之前，在固有振动频率的计算部53中，使例如已知没有龟裂等损伤(损伤的大小为零)等龟裂等的损伤状态的检查对象1的支承条件变化，通过数值分析来计算固有振动频率(称为第一固有振动频率)。在保管部55中保管计算结果。在固有振动频率的算出部61中，利用激振部30对已知龟裂等的损伤状态的检查对象进行激振，根据测定出的振动响应，利用固有振动频率的算出部61算出固有振动频率(称为第二固有振动频率)。将第一固有振动频率和第二固有振动频率输入到固有振动频率的概率分布A算出部163，并求出支承条件作为概率分布A。
接下来，在固有振动频率的计算部54中，对检查对象施加多个形状的损伤(使并非为零的损伤的大小变化)并使支承条件变化，通过数值分析来算出固有振动频率(称为第三固有振动频率)。在保管部55中保管算出的第三固有振动频率(以下，有时也将损伤称为龟裂)。
＜检查时的步骤＞
在检查时，在振动响应的测定部40中，对检查对象1进行激振并测定振动响应。根据测定出的振动响应，利用固有振动频率的算出部61算出固有振动频率(称为第四固有振动频率)。利用固有振动频率的变化量算出部62算出在上述检查之前测量出的第二固有振动频率与第四固有振动频率之差。将该算出结果和保管在保管部55中的第一固有振动频率与第三固有振动频率之差输入到固有振动频率的概率分布B算出部171。在固有振动频率的概率分布B算出部171中求出检查对象1的龟裂2的大小及支承条件的概率分布B。利用计算部173求出概率分布A与概率分布B之积。根据求出的积的结果，利用计算部174求出使概率分布成为最大的龟裂的大小及支承部的支承条件。
＜检查前的数据流的详细情况＞
对检查前的固有振动频率的计算部53、固有振动频率的算出部61、固有振动频率的概率分布A算出部163的具体的数据流进行说明。在图10中示出固有振动频率的概率分布A算出部163的计算流程。如图10所示，将推定的支承条件的变化和龟裂2的大小设为推定的参数X的矢量。将支承条件设为KA、KB，将龟裂2的大小设为C。首先，将龟裂2的大小C设为0，并设为推定的参数Xprior。在此，分别决定使支承条件KA、KB变化的范围。利用固有振动频率的计算部53使由图1所示的形状模型生成部51制作的形状模型的支承条件KA、KB变化，并求出第一固有振动频率fcal(Xprior)。
根据对已知没有龟裂等损伤(损伤的大小为零)等龟裂等的损伤状态的检查对象进行激振而得到的振动响应的测定部40的输出，利用固有振动频率的算出部61算出第二固有振动频率fobs_nocrack。将第二固有振动频率fobs_nocrack和由固有振动频率的计算部53算出的第一固有振动频率fcal(Xprior)输入到固有振动频率的概率分布A算出部163。然后，求出固有振动频率的概率分布A算出部163所示的似然度最大的固有振动频率KA_center、KB_center。对范围ε进行确定，以便即使求出的固有振动频率KA_center、KB_center在某个范围内变化，也能够进行推定。使位于该范围内的概率比位于该范围外的概率大。将位于该范围内的概率设为UA、UB。将概率分布A设为Pprior(Xprior)，并根据概率UA、UB求出。
＜检查时的数据流的详细情况＞
对在检查时算出的固有振动频率的概率分布B算出的数据流进行说明。图11是对根据测定出的振动响应算出的固有振动频率的概率分布B进行计算的计算流程。如图11所示，在固有振动频率的计算部54中，将推定的参数设为Xlikeli，也对并非为零的龟裂的大小C进行推定。分别决定使龟裂的大小C、支承条件KA、KB变化的范围。在检查前预先求出在由形状模型生成部51制作的形状模型中使龟裂的大小C、支承条件KA、KB变化后的第三固有振动频率fcal(Xlikeli)。对求出的第三固有振动频率fcal(Xlikeli)与由固有振动频率的计算部53计算出的第一固有振动频率fcal(Xprior)的差Δfcal(Xlikeli)进行求解。在保管部55中保管差Δfcal(Xlikeli)。
在固有振动频率的算出部61中，对根据振动响应的测定部40的输出算出的第四固有振动频率fobs进行计算，在固有振动频率的变化量算出部62中，求出第四固有振动频率fobs与在图10中说明的在检查前算出的第二固有振动频率fobs_nocrack的变化量Δfobs。在固有振动频率的概率分布B算出部171中，设为变化量Δfobs与差Δfcal(Xlikeli)的误差e具有某种概率分布，将似然度函数L(Xlikeli|Δfobs)设为概率分布B。在图11中，作为概率分布的例子，设为多维高斯分布。
对求出概率分布A与概率分布B的积的计算部173和使概率分布最大的龟裂的大小、支承条件的计算部174进行说明。图12示出了求出使概率分布A与B的积最大的龟裂的大小、支承条件的计算流程。在求出概率分布A与B的积的计算部173中，算出概率分布B(L(Xlikeli|Δfobs))与概率分布A(Pprior(Xprior))的积。将其设为后验概率。另外，为了推定龟裂2的大小C而使Pposterior边缘化，并求出Pposterior(C)。将使求出的Pposterior(C)最大化的C推定为推定值Cest。该方法与通过作为贝叶斯推定之一的MAP法而使后验概率最大化的方法相同。
如上所述，实施方式1的检查装置20包括：激振部30，所述激振部30对检查对象1进行激振；振动响应的测定部40，所述振动响应的测定部40对激振后的检查对象1的振动响应进行测量；数据存储部50，所述数据存储部50存储使检查对象1被支承的部分的刚性和损伤的大小变化后的固有振动频率的变化；以及推定部60，在所述推定部60中，利用固有振动频率的算出部61，根据测量出的振动响应求出固有振动频率，利用固有振动频率的变化量算出部62，算出已知没有龟裂等损伤(损伤的大小为零)等龟裂等的损伤状态的情况下的固有振动频率的变化，将算出的固有振动频率的变化与位于数据存储部50的固有振动频率的变化组合，同时推定检查对象1被支承的部分的刚性和从表面看不到的损伤的大小，由此，同时推定检查对象1被支承的部分的刚性和从表面看不到的损伤的大小，因此，即使被支承的部分的刚性变化，也能够提高对从表面看不到的损伤的大小进行推定的精度。
实施方式2.
仅示出与实施方式1的不同点。本实施方式的特征在于，作为利用实施方式1所示的检查装置20求出固有振动频率的振动模式，选定检查对象1由于从表面看不到的损伤而固有振动频率较大地变化的振动模式。图13示出了检查对象1由于从表面看不到的损伤而固有振动频率变化的振动模式。在图13中，如在图5中说明的那样，在从方向A观察检查对象1的图中，对由龟裂2引起的振动模式的变化进行说明。
如图13(a)所示，在由于龟裂2而检查对象1的刚性局部地变化且刚性变化后的部分较大地变形的振动模式X中，由龟裂2引起的固有振动频率的变化较大。如图13(b)所示，在刚性变化后的部分不变形的振动模式Y中，由龟裂2引起的固有振动频率的变化较小。
如图13(c)所示，在刚性变化后的部分较大地变形的振动模式X中，根据无龟裂的振动响应求出的无龟裂的固有振动频率Xb与根据有龟裂2的振动响应求出的有龟裂2的固有振动频率Xa的固有振动频率的变化Xc以具有某种程度的大小的方式变化。然而，在刚性变化后的部分未变形的振动模式Y中，如图13(d)所示，根据无龟裂的振动响应求出的无龟裂的固有振动频率Yb与根据有龟裂2的振动响应求出的有龟裂2的固有振动频率Ya的固有振动频率的变化的大小非常小。因此，限定为振动模式X所代表的那样的由于龟裂而使得固有振动频率的变化较大的振动模式，算出检查装置20所示的固有振动频率及固有振动频率的变化量。
因此，如图14所示，检查装置20包含选定部80，所述选定部80选定检查对象1由于从表面看不到的损伤而使得固有振动频率较大地变化的振动模式。选定部80也可以基于固有振动频率的变化量算出部62的结果进行选定。以由选定部80选定的固有振动频率的变化较大的振动模式为对象，并进行推定部60的处理，由此，可以实现推定所需的时间的缩短。而且，可以防止由于使用相对于从表面看不到的损伤而固有振动频率的变化较小的模式所导致的推定误差的增大。
实施方式3.
在本实施方式中，在检查装置20中，代替利用激振部30进行激振而使用检查对象1的运转期间或运转与停止之间的振动响应。图15是示出此时的运转期间或起动与停止之间的激振频率的变化的图。图15的横轴为时间，纵轴为在起动、停止或运转期间对检查对象1施加的激振力的频率。在此，作为例子，将检查对象1设为旋转机进行说明。旋转机从停止的状态进行起动，且转速增加，直至成为运转期间。伴随着旋转机的转速的增加，施加于旋转机的激振力的频率也会增加(图15中的E)。在运转期间，没有频率的变化或频率的变化较小(图15中的F)，在停止时，频率减少(图15中的G)。这样，利用激振频率的变化对检查对象1进行激振，并测定此时的振动响应。
在图16中示出本实施方式的硬件结构图。如前述那样，虽然无需激振部30，但针对旋转机的控制，如图15所示，由处理器301利用在存储器302中存储的程序，进行在图15中说明的起动、运转、停止的控制。
根据以上那样的结构，通过利用检查对象1动作时的振动对检查对象1进行激振，从而无需具备激振部，能够使检查装置小型化。
实施方式4.
图17是示出本实施方式的检查装置和检查对象的图。在实施方式1中，在控制装置100内包含检查装置20，但通过将检查装置20的功能的一部分从控制装置分开，从而实现控制装置100的小型化。以下，对本结构进行详细叙述。此外，本实施方式也能够应用于随后说明的实施方式5、6、7。
图18是本实施方式的推定方法的流程图。仅对从实施方式1起的变更点进行说明。如图17、图18所示，本实施方式的特征在于，在检查时利用激振部30对检查对象1进行激振并测量振动响应。利用振动响应的传送部175传送测量出的振动响应，并利用固有振动频率的算出部61算出固有振动频率。
如上所述，通过利用振动响应的传送部175传送由振动响应的测定部40测量出的振动响应，从而无需在检查对象1的附近配置检查装置20的推定部60，能够实现检查装置的小型化。
另一方面，图19是本实施方式的另一推定方法的流程图。仅对从实施方式1起的变更点进行说明。如图17、图19所示，本实施方式的特征在于，在检查时利用振动响应的测定部40测量检查对象1的振动响应。利用固有振动频率的算出部61，根据测量出的振动响应算出固有振动频率，利用固有振动频率的变化量算出部62算出固有振动频率的变化量。利用固有振动频率的传送部176将算出的固有振动频率的变化量传送到固有振动频率的概率分布B算出部171，并算出概率分布B。
如上所述，在根据测量出的振动响应算出固有振动频率的变化量之后，利用固有振动频率的传送部176进行传送，由此，能够减小传送的数据量，并且能够经由固有振动频率的传送部176对检查装置20的功能的一部分进行分割来进行配置，因此，能够实现检查装置20的小型化。
如图20所示，振动响应的传送部175、固有振动频率的传送部176通过由发送装置、接收装置、成为收发路径的光纤或同轴电缆等构成的传送装置来实现。对用于传送的数据进行制作的处理通过执行在存储器402中存储的程序的CPU、系统LSI等处理器401来实现。存储器402例如为ROM、RAM、闪存、EPROM、EEPROM等非易失性或易失性的半导体存储器，或者为磁盘、软盘、光盘、光碟、小型磁盘、DVD等。另外，也可以通过使多个处理电路协作来执行上述功能。而且，也可以通过专用的硬件来实现上述功能。在通过专用的硬件来实现上述功能的情况下，专用的硬件例如为单一电路、复合电路、程序化后的处理器、ASIC、FPGA或将它们组合而得到的硬件。上述功能也可以通过专用硬件与软件的组合或专用硬件与固件的组合来实现。
实施方式5.
图21是示出实施方式6的检查装置和该检查装置的检查对象的示意图。图21所示的激振部30由振荡器101、放大器102、激振器104构成，并由控制装置100进行控制。振动响应的测定部40由信号处理装置111、振动计112构成，并与激振部30同样地由控制装置100进行控制。
针对检查对象1，基于从控制装置100输入的信号，利用振荡器101生成发送信号，并向放大器102输入。将由放大器102放大后的发送信号输入到激振器104，对检查对象1进行激振。激振器104利用感应电磁力进行激振，能够利用电磁力以非接触的方式对检查对象1进行激振。
如上所述，通过在激振部中使用电磁感应激振进行激振，从而能够以非接触的方式进行激振，能够缩短检查时间。
实施方式6.
图22是示出实施方式7的检查装置和该检查装置的检查对象的示意图。图22所示的激振部30由振荡器101、放大器102、激振器104构成，并由控制装置100进行控制。振动响应的测定部40由信号处理装置111和振动计113构成，并与激振部30同样地由控制装置100进行控制。
针对检查对象1，基于从控制装置100输入的信号，利用振荡器101生成发送信号，并向放大器102输入。将由放大器102放大后的发送信号输入到利用感应电磁力进行激振的激振器104，对检查对象1进行激振。振动计113能够通过激光多普勒而以非接触的方式测量振动响应的位移。
如上所述，通过在激振部中使用电磁感应激振，并使用基于激光多普勒的振动计113，从而能够以非接触的方式测量振动响应，能够缩短检查时间。
实施方式7.
图23是示出实施方式8的检查装置和该检查装置的检查对象的示意图。图19所示的激振部30由振荡器101、放大器102、激振器104构成，并由控制装置100进行控制。振动响应的测定部40由信号处理装置111和振动计113a、113b构成，并与激振部30同样地由控制装置100进行控制。
针对检查对象1，基于从控制装置100输入的信号，利用振荡器101生成发送信号，并向放大器102输入。将由放大器102放大后的发送信号输入到利用感应电磁力进行激振的激振器104，对检查对象1进行激振。通过使用基于激光多普勒的振动计113a、113b，从而能够在多个部位一次性地以非接触的方式测量振动响应的位移。
如上所述，通过使用多个基于激光多普勒的振动计113a、113b，从而能够缩短响应位移的测量时间。
在本申请中记载了各种例示性的实施方式，但在一个或多个实施方式中记载的各种特征、形态及功能并不被限定于特定的实施方式的应用，能够单独或以各种组合应用于实施方式。
因此，在本申请所公开的技术的范围内，可以设想未例示的无数的变形例。例如，包含对至少一个构成要素进行变形的情况、进行追加的情况或进行省略的情况，还包含提取至少一个构成要素并与其他实施方式的构成要素进行组合的情况。
附图标记说明
1：检查对象、2：龟裂、3：支承部、20：检查装置、30：激振部、40：振动响应的测定部、50：数据存储部、51：形状模型生成部、52：支承部的刚性生成部、53，54：固有振动频率的计算部、55：保管部、60：推定部、61：固有振动频率的算出部、62：固有振动频率的变化量算出部、63：支承部的刚性和损伤的大小的推定部、70：推定结果输出部、100：控制装置、101：振荡器、102：放大器、103、104：激振器、111：信号处理装置、112、113、113a、113b：振动计、163：固有振动频率的概率分布A算出部、171：固有振动频率的概率分布B算出部、173、174：计算部、175：振动响应的传送部、176：固有振动频率的传送部。
Claims (16)
1.一种检查装置，其特征在于，所述检查装置具备：
数据存储部，所述数据存储部预先存储通过使被检查物体被支承的部分的刚性和所述被检查物体的损伤的大小变化而产生的固有振动频率的变化；
测定部，所述测定部对激振后的所述被检查物体的振动响应进行测量；以及
推定部，所述推定部基于根据由所述测定部测量出的振动响应算出的所述被检查物体的固有振动频率与对已知损伤状态的所述被检查物体进行测量而得到的固有振动频率之间的固有振动频率的变化和存储于所述数据存储部的固有振动频率的变化，同时推定所述被检查物体被支承的部分的刚性和所述被检查物体的损伤的大小。
2.根据权利要求1所述的检查装置，其特征在于，
在所述推定部中，根据第一固有振动频率和第二固有振动频率算出第一概率分布，所述第一固有振动频率存储于所述数据存储部并通过使损伤的大小为零的所述被检查物体被支承的部分的刚性变化而算出，所述第二固有振动频率通过对已知损伤状态的所述被检查物体进行激振而得到且基于刚性的变化而被测量出，根据第三固有振动频率从所述第一固有振动频率的变化和第四固有振动频率从所述第二固有振动频率的变化，算出基于损伤和刚性的变化的第二概率分布，所述第三固有振动频率存储于所述数据存储部并通过使大小不为零的损伤和刚性变化而得到，所述第四固有振动频率根据对检查时的被检查物体进行测量而得到的振动响应而算出，将使所述第一概率分布与所述第二概率分布相乘而得到的第三概率分布成为最大的损伤的大小设为推定出的损伤的大小。
3.根据权利要求2所述的检查装置，其特征在于，
在所述推定部中，通过使用贝叶斯推定，从而使所述第三概率分布最大。
4.根据权利要求2或3所述的检查装置，其特征在于，
所述检查装置具有选定部，所述选定部选定从所述第二固有振动频率向所述第四固有振动频率的变化比预先确定的值大的振动模式，通过由所述选定部选定的振动模式进行检查。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的检查装置，其特征在于，
利用所述被检查物体动作时的振动，对所述被检查物体进行激振。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的检查装置，其特征在于，
与所述测定部隔开预先确定的距离地配置有所述推定部，所述检查装置具备传送部，所述传送部向所述推定部传送由所述测定部测量出的振动响应。
7.一种检查装置，其特征在于，所述检查装置具备：
数据存储部，所述数据存储部预先存储通过使被检查物体被支承的部分的刚性和所述被检查物体的损伤的大小变化而产生的固有振动频率的变化；
测定部，所述测定部对激振后的所述被检查物体的振动响应进行测量；以及
推定部，所述推定部基于根据由所述测定部测量出的振动响应算出的所述被检查物体的固有振动频率与对已知损伤状态的所述被检查物体进行测量而得到的固有振动频率之间的固有振动频率的变化和存储于所述数据存储部的固有振动频率的变化，同时推定所述被检查物体被支承的部分的刚性和所述被检查物体的损伤的大小，
所述推定部具有：固有振动频率计算部，所述固有振动频率计算部算出第一固有振动频率，并算出第三固有振动频率，所述第一固有振动频率存储于所述数据存储部并通过使损伤的大小为零的所述被检查物体被支承的部分的刚性变化而算出，所述第三固有振动频率存储于所述数据存储部并通过使大小不为零的损伤和刚性变化而得到；固有振动频率算出部，所述固有振动频率算出部算出第二固有振动频率，并算出第四固有振动频率，所述第二固有振动频率通过对已知损伤状态的所述被检查物体进行激振而得到且在检查前基于刚性的变化而被测量出，所述第四固有振动频率根据对检查时的被检查物体进行测量而得到的振动响应而算出；固有振动频率变化量算出部，所述固有振动频率变化量算出部算出所述第二固有振动频率与所述第四固有振动频率的变化；第一概率分布算出部，所述第一概率分布算出部基于所述第一固有振动频率和所述第二固有振动频率，算出固有振动频率的概率分布；第二概率分布算出部，所述第二概率分布算出部基于所述固有振动频率变化量算出部的输出和所述第一固有振动频率与所述第三固有振动频率的差，算出固有振动频率的概率分布；以及乘积部，所述乘积部使所述第一概率分布算出部的输出与所述第二概率分布算出部的输出相乘，将所述乘积部的输出成为最大的损伤的大小设为推定出的损伤的大小。
8.根据权利要求7所述的检查装置，其特征在于，
所述推定部中的所述固有振动频率算出部和所述固有振动频率变化量算出部与所述测定部一起与所述推定部隔开预先确定的距离地配置，通过具备传送部，从而与所述推定部进行信号的传送。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的检查装置，其特征在于，
利用基于电磁感应的激振器进行所述被检查物体的激振。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的检查装置，其特征在于，
所述检查装置在所述测定部具备激光多普勒振动计。
11.根据权利要求10所述的检查装置，其特征在于，
所述检查装置具备多个所述激光多普勒振动计，并在多个部位一次性地测量所述被检查物体的位移。
12.一种检查方法，其特征在于，所述检查方法具有：
第一步骤，在所述第一步骤中，预先存储通过使被检查物体被支承的部分的刚性和所述被检查物体的损伤的大小变化而产生的固有振动频率的变化；
第二步骤，在所述第二步骤中，对激振后的所述被检查物体的振动响应进行测量；以及
第三步骤，在所述第三步骤中，基于根据在所述第二步骤中测量出的振动响应算出的所述被检查物体的固有振动频率与对已知损伤状态的所述被检查物体进行测量而得到的固有振动频率之间的固有振动频率的变化和在所述第一步骤中存储的固有振动频率的变化，同时推定所述被检查物体被支承的部分的刚性和所述被检查物体的损伤的大小。
13.根据权利要求12所述的检查方法，其特征在于，
在所述第三步骤中，根据第一固有振动频率和第二固有振动频率算出第一概率分布，所述第一固有振动频率通过使损伤的大小为零的所述被检查物体被支承的部分的刚性变化而算出并被存储，所述第二固有振动频率通过对已知损伤状态的所述被检查物体进行激振而得到且基于刚性的变化而被测量出，根据第三固有振动频率从所述第一固有振动频率的变化和第四固有振动频率从所述第二固有振动频率的变化，算出基于损伤和刚性的变化的第二概率分布，所述第三固有振动频率在所述第一步骤中被存储并通过使大小不为零的损伤和刚性变化而得到，所述第四固有振动频率根据对检查时的被检查物体进行测量而得到的振动响应而算出，将使所述第一概率分布与所述第二概率分布相乘而得到的第三概率分布成为最大的损伤的大小设为推定出的损伤的大小。
14.根据权利要求13所述的检查方法，其特征在于，
通过使用贝叶斯推定，从而使所述第三概率分布最大。
15.根据权利要求13或14所述的检查方法，其特征在于，
在所述检查方法中，选定从所述第二固有振动频率向所述第四固有振动频率的变化比预先确定的值大的振动模式，通过选定的振动模式进行检查。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的检查方法，其特征在于，
利用所述被检查物体动作时的振动，对所述被检查物体进行激振。
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Legal Events
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