JP2000131185A - Device for inspection of internal cavity of casting - Google Patents

Device for inspection of internal cavity of casting

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JP2000131185A
JP2000131185A JP10301540A JP30154098A JP2000131185A JP 2000131185 A JP2000131185 A JP 2000131185A JP 10301540 A JP10301540 A JP 10301540A JP 30154098 A JP30154098 A JP 30154098A JP 2000131185 A JP2000131185 A JP 2000131185A
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casting
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an inspection device for accurately and securely detecting the internal cavity of a casting. SOLUTION: External force is applied to a casting 1 with a hammer 2, the external pressure when a hammering sound is generated is detected by a vibration force sensor 2, and the ratio to an external force reference value is obtained by a ratio operation unit 15. Further, a hammering sound being generated in the casting 1 is detected by a microphone 3, is separated into a time series signal for each frequency band by an analog BPF 5, and is further rectified, thus extracting the instantaneous maximum value at each frequency band by a peak hold 7. The maximum value is corrected based on a ratio that is calculated by the ratio operation unit 15 and is compared with a preset sound pressure reference value by a comparator 9, a comparison result signal is outputted when the comparison result deviates from a specific relationship, and an alarm 18 gives a warning when the number of comparison result signals is, for example, equal to or more than three. The maximum value of the time series signal for each of a plurality of frequency bands is extracted for comparison, thus improving judgment reliability.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、鋳物の内部空洞
を検査する装置に関し、特に検査の信頼性を向上させる
ことのできる鋳物の内部空洞検査装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for inspecting an internal cavity of a casting, and more particularly to an apparatus for inspecting an internal cavity of a casting which can improve the reliability of the inspection.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、鋳物の内部空洞の有無の検査は、
人がハンマー等を使って打撃し、その音を聞き判断する
という、熟練者の官能検査に頼ってきた。
2. Description of the Related Art Conventionally, inspections for the presence or absence of internal cavities in castings have been carried out by:
Humans have relied on expert sensory tests in which a person hits with a hammer or the like and hears the sound to make a judgment.

【0003】また、打音により対象物の状態の判定を行
う打音判定装置として、例えば壁部のタイルの剥離の判
定を行う特開平6−3336号公報に示されたものがあ
る。これは、打撃装置によりタイルの貼り付けられた壁
を打撃し、発生する打撃音を検出して電気信号に変換
し、帯域フィルタを通して診断に関係する所定の周波数
帯域の成分を抽出する。この抽出された交流状態の信号
電圧の波高値が所定の基準値を超えていないかどうかを
判定し、超えた場合、画面表示装置に警報を出力する。
[0003] As a tapping sound judging device for judging the state of a target object by tapping sound, there is, for example, a device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-3336 which judges the separation of a tile on a wall. In this method, a hitting device hits a wall to which a tile is attached, detects a hitting sound generated, converts the hitting sound into an electric signal, and extracts a component of a predetermined frequency band related to diagnosis through a bandpass filter. It is determined whether the peak value of the extracted signal voltage in the AC state does not exceed a predetermined reference value, and if so, an alarm is output to the screen display device.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、人の判
断による場合は、測定者の勘や技能により診断結果に差
異が生じる。また、従来の打音判定装置においては、打
撃により発生した音圧信号における周波数帯域の最大レ
ベルの周波数、すなわち主成分となる周波数の音圧を比
較しているだけであるので、複合周波数を特徴とする打
音の判定では主成分以外の周波数に異常の特徴が現れる
場合には正確に異常を検出することができず、鋳物の固
定状態の判定を的確に行うことができなかった。
As described above, in the case of human judgment, there is a difference in the diagnosis result due to the intuition and skill of the measurer. Further, in the conventional tapping sound determination device, since only the sound pressure of the frequency of the maximum level of the frequency band in the sound pressure signal generated by the hitting, that is, the sound pressure of the main component frequency, is compared, In the determination of the hammering sound, when an abnormal feature appears at a frequency other than the main component, the abnormality cannot be detected accurately, and the fixed state of the casting cannot be accurately determined.

【0005】また、周波数帯域の最大レベルを評価対象
としているため、打音の特徴でもある、瞬間的に大きく
発生した音圧と余韻が長くレベルの低い音圧とを区別す
ることができないという問題があった。これらのため、
上記のような打音判定装置を鋳物の内部空洞の検査に適
用しようとしても、的確に検出することは困難であっ
た。
[0005] Further, since the maximum level of the frequency band is evaluated, it is not possible to discriminate between a sound pressure that is instantaneously generated greatly and a sound pressure that has a long lingering sound and a low level, which is a characteristic of the tapping sound. was there. For these,
Even if the above-described hammering sound judging device is applied to the inspection of the internal cavity of a casting, it has been difficult to detect it accurately.

【0006】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、次のような鋳物の内部空洞検
査装置を得ることを目的とする。 a.打撃により発生した振動の状態と基準状態とを比較
して判定の信頼性を向上させることができる。 b.安価で高速処理ができる。 c.小形化でき、条件の変更に柔軟に対応できる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and has as its object to obtain the following casting internal cavity inspection apparatus. a. The reliability of the determination can be improved by comparing the state of the vibration generated by the impact with the reference state. b. Inexpensive and high-speed processing is possible. c. It can be downsized and can flexibly respond to changes in conditions.

【0007】d.対象物に加えられる外力のばらつきの
影響を防止できる。 e.周囲からの騒音やノイズによる影響を防止できる。
また、さらなる改良として、 f.適正範囲を外れた外力を与えた場合や入力が適正レ
ンジを超えたことを知ることができる。 g.増幅器の増幅率を適切な値に容易に設定できる。 h.振動基準値を容易かつ的確に設定でき、判定の信頼
性を向上させることができる。
D. The influence of the variation of the external force applied to the object can be prevented. e. Noise from the surroundings and the effects of noise can be prevented.
Further, as further improvements, f. It is possible to know that an external force outside the proper range is applied or that the input has exceeded the proper range. g. The amplification factor of the amplifier can be easily set to an appropriate value. h. The vibration reference value can be set easily and accurately, and the reliability of the determination can be improved.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、この発明にかかる鋳物の内部空洞検査装置
においては、外力を加えられた鋳物から発生する振動を
振動信号として検出する信号検出手段と、振動信号を複
数の所定の周波数帯域毎の時系列信号に変換する変換手
段と、時系列信号の最大値を周波数帯域毎に抽出する抽
出手段と、各最大値をあらかじめ設定された周波数帯域
毎の振動基準値と比較する比較手段とを設けたものであ
る。振動信号を複数の周波数帯域毎の時系列信号に変換
し、この各時系列信号における最大値を各々抽出するの
で、振動信号の周波数分解能が向上するとともに、時系
列信号のなかから感度よく最大値を抽出できる。従っ
て、打撃の特徴でもある発生直後の大きな音あるいは振
動の特徴を的確に把握して比較を行うことができる。
In order to achieve the above object, a casting internal cavity inspection apparatus according to the present invention provides a signal for detecting a vibration generated from a casting to which an external force is applied as a vibration signal. Detecting means, converting means for converting the vibration signal into a time series signal for each of a plurality of predetermined frequency bands, extracting means for extracting the maximum value of the time series signal for each frequency band, and setting each maximum value in advance And a comparing means for comparing with a vibration reference value for each frequency band. The vibration signal is converted into a time-series signal for each of a plurality of frequency bands, and the maximum value in each of the time-series signals is extracted. Thus, the frequency resolution of the vibration signal is improved, and the maximum value from the time-series signal is improved with high sensitivity. Can be extracted. Therefore, the characteristics of the loud sound or vibration immediately after the occurrence, which is also the characteristic of the impact, can be accurately grasped and compared.

【0009】また、変換手段は振動信号の所定の周波数
帯域の周波数成分を通過させる複数の帯域フィルタであ
り、抽出手段は各帯域フィルタを通過した周波数成分を
整流しこの整流された周波数成分の各ピーク値の内最大
のものを各々最大値として抽出するものであることを特
徴とする。変換手段を帯域フィルタとすると、処理を高
速に行うことができ、装置も簡易で、安価になる。特
に、アナログ帯域フィルタとすると、処理を高速化でき
る。デジタル帯域フィルタとすると、小形化でき、条件
の変更に柔軟に対応できる。また、抽出手段は整流され
た周波数成分から最大値を抽出するので、振動信号の負
符号部に最大値がある場合でも検出でき、振動信号が急
激に減衰する場合でも的確に比較できる。
The converting means is a plurality of band filters for passing a frequency component of a predetermined frequency band of the vibration signal. The extracting means rectifies the frequency components passing through each band filter, and converts each of the rectified frequency components. It is characterized in that the largest one of the peak values is extracted as the maximum value. If the conversion means is a bandpass filter, the processing can be performed at a high speed, and the apparatus is simple and inexpensive. In particular, if an analog bandpass filter is used, the processing can be speeded up. If a digital bandpass filter is used, the size can be reduced, and the condition can be flexibly changed. Further, since the extracting means extracts the maximum value from the rectified frequency components, it is possible to detect even when the maximum value is present in the negative sign part of the vibration signal, and to accurately compare even when the vibration signal is rapidly attenuated.

【0010】さらに、変換手段は振動信号をウェーブレ
ット変換するウェーブレット変換手段であり、抽出手段
はウェーブレット変換手段による変換結果に基づき周波
数帯域毎の最大値を抽出するものであることを特徴とす
る。ウェーブレット変換手段とすると、各周波数帯域毎
の時系列信号に分離する際の特性を向上させることがで
き、判定の信頼性が向上する。
Further, the conversion means is a wavelet conversion means for performing a wavelet conversion of the vibration signal, and the extraction means extracts a maximum value for each frequency band based on a result of the conversion by the wavelet conversion means. If the wavelet transform unit is used, the characteristics when separating into time-series signals for each frequency band can be improved, and the reliability of determination is improved.

【0011】そして、変換手段は振動信号を短時間高速
フーリエ変換する短時間高速フーリエ変換手段であり、
抽出手段は短時間高速フーリエ変換手段による変換結果
に基づき周波数帯域毎の最大値を抽出するものであるこ
とを特徴とする。短時間高速フーリエ変換手段を用いる
と、周波数の分解能が向上する。
The converting means is a short-time fast Fourier transform means for short-time fast Fourier transform of the vibration signal,
The extracting means extracts the maximum value for each frequency band based on the conversion result by the short-time fast Fourier transform means. The use of the short-time fast Fourier transform means improves the frequency resolution.

【0012】さらに、加えられた外力の大きさを検出す
る外力検出手段を設けるとともに、外力の大きさに応じ
て振動信号、時系列信号、最大値、及び振動基準値の少
なくとも1つを補正する補正手段を設けたことを特徴と
する。外力の大きさに応じて補正し、比較手段における
比較において外力の大きさのばらつきの影響を受けるの
を防止する。また、例えば周波数帯域毎に外力に応じて
異なる補正をすることにより、加えられた外力に応じて
周波数成分の分布が変化するような対象物に対しても高
い信頼度で比較できる。
Further, an external force detecting means for detecting the magnitude of the applied external force is provided, and at least one of a vibration signal, a time-series signal, a maximum value, and a vibration reference value is corrected according to the magnitude of the external force. A correction means is provided. Correction is made in accordance with the magnitude of the external force to prevent the comparison means from being affected by variations in the magnitude of the external force. Further, for example, by performing different corrections according to the external force for each frequency band, it is possible to perform comparison with high reliability even on an object whose frequency component distribution changes according to the applied external force.

【0013】また、加えられた外力の大きさを検出する
外力検出手段を設けるとともに、外力の大きさが所定値
を超えたとき信号検出手段、変換手段、抽出手段、及び
比較手段の少なくとも1つの動作の開始を指令する指令
手段を設けたことを特徴とする。指令が出されるまで動
作を開始しないので、指令がないときの周囲の騒音、振
動、雑音等を振動信号として誤って処理をするおそれが
ない。従って、これらによる影響を防止でき、判定の信
頼性が向上する。
In addition, an external force detecting means for detecting the magnitude of the applied external force is provided, and at least one of a signal detecting means, a converting means, an extracting means, and a comparing means when the magnitude of the external force exceeds a predetermined value. Command means for commanding the start of operation is provided. Since the operation is not started until a command is issued, there is no possibility that noise, vibration, noise, or the like in the surroundings when no command is issued is erroneously processed as a vibration signal. Therefore, the influence of these can be prevented, and the reliability of the determination is improved.

【0014】さらに、加えられた外力の大きさを外力信
号として検出する外力検出手段を設けるとともに、外力
信号を予め設定された外力基準値にて除した比率を求め
る比率演算手段と、上記比率に基づき振動信号と時系列
信号と最大値と振動基準値とのうちの少なくとも1つを
補正することにより比較手段における最大値と振動基準
値との関係を変更する補正手段と、上記比率が所定範囲
内であるか否かを判定する比率判定手段とを設けたこと
を特徴とする。比率演算手段にて外力と外力基準値との
比率が所定範囲内であるか否か、つまり対象物に与える
外力、つまり加振力が小さすぎたり大きすぎたりしない
かを判定し、この範囲外となるような不適切な外力を与
えたことが判るようにする。加振力が小さすぎたり大き
すぎたりすると、対象物が発する振動の周波数特性が異
なる場合などに、誤った判定を防止できる。不適切な外
力を与えたことが判れば再度外力を与えればよいので、
それほど神経を使うことなく操作でき、操作性も向上す
る。
Further, there is provided external force detecting means for detecting the magnitude of the applied external force as an external force signal, and a ratio calculating means for obtaining a ratio obtained by dividing the external force signal by a preset external force reference value; Correction means for correcting the relationship between the maximum value and the vibration reference value in the comparison means by correcting at least one of the vibration signal, the time-series signal, the maximum value and the vibration reference value based on the ratio; And a ratio determining means for determining whether the value is within the range. The ratio calculating means determines whether or not the ratio between the external force and the external force reference value is within a predetermined range, that is, whether the external force applied to the object, that is, the exciting force is not too small or too large. Make sure that you have applied an inappropriate external force such as If the excitation force is too small or too large, erroneous determination can be prevented, for example, when the frequency characteristics of the vibration generated by the object are different. If you know that you have applied an inappropriate external force, you can apply the external force again,
It can be operated without using much nerves, and operability is also improved.

【0015】さらに、外力信号を増幅して増幅外力信号
として出力する外力信号増幅手段と振動信号を増幅して
増幅振動信号として出力する振動信号増幅手段とを設
け、比率演算手段を増幅外力信号を外力信号として用い
るものとし、変換手段を増幅振動信号を振動信号として
用いるものとし、増幅外力信号と増幅振動信号との少な
くとも一方の波高値が所定値を超えたことを検出するレ
ンジオーバ検出手段を設けたことを特徴とする。測定の
信頼性を確保するために、増幅外力信号や増幅振動信号
が所定値を超えたことを、すなわち外力信号増幅手段や
振動信号増幅手段が飽和するような大きな信号が入力さ
れたことを検出する。
Further, there are provided external force signal amplifying means for amplifying the external force signal and outputting it as an amplified external force signal, and vibration signal amplifying means for amplifying the vibration signal and outputting it as an amplified vibration signal. It shall be used as an external force signal, the converting means shall use the amplified vibration signal as a vibration signal, and a range over detecting means for detecting that at least one of the peak values of the amplified external force signal and the amplified vibration signal has exceeded a predetermined value. It is characterized by having been provided. In order to ensure the reliability of the measurement, it is detected that the amplified external force signal or amplified vibration signal has exceeded a predetermined value, that is, that a large signal has been input that saturates the external force signal amplification means or vibration signal amplification means. I do.

【0016】また、外力信号増幅手段と振動信号増幅手
段との少なくとも一方の増幅率を自動的に設定する増幅
率自動設定手段を設けたことを特徴とする。増幅外力信
号や増幅振動信号が適切な出力範囲となるように増幅率
を容易に設定することができ、操作性が向上する。ま
た、S/N比の低下を防止でき判定の信頼性も向上す
る。
Further, the present invention is characterized in that amplification factor automatic setting means for automatically setting the amplification factor of at least one of the external force signal amplification means and the vibration signal amplification means is provided. The amplification factor can be easily set so that the amplified external force signal and the amplified vibration signal are in an appropriate output range, and the operability is improved. Further, a decrease in the S / N ratio can be prevented, and the reliability of the determination is improved.

【0017】そして、比較手段は、所定の状態の鋳物に
外力が加えられたときに発生する振動信号に基づいて設
定された振動基準値に基づき比較を行うものであること
を特徴とする。鋳物の状態に即した振動基準値を容易に
設定することができ、判定の信頼性が高くなる。
The comparison means is characterized in that the comparison is performed based on a vibration reference value set based on a vibration signal generated when an external force is applied to the casting in a predetermined state. The vibration reference value can be easily set according to the state of the casting, and the reliability of the determination is improved.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
実施の一形態を図1、図2に基づいて説明する。図1は
鋳物の内部空洞検査装置の構成図である。図において、
1は対象物である鋳物、2は鋳物1を打撃し打音を発生
させるハンマ、11はハンマ2に取り付けられ鋳物1に
与えた外力としての加振力を電気信号に変換する外力検
出手段としての加振力センサである。12は加振力セン
サ11で変換された電気信号を増幅する増幅器、13は
増幅器12で増幅された信号を直流に変換する整流器で
ある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a configuration diagram of a casting internal cavity inspection apparatus. In the figure,
Reference numeral 1 denotes a casting as an object; 2, a hammer that strikes the casting 1 to generate a hitting sound; 11 denotes an external force detecting means that is attached to the hammer 2 and converts an exciting force as an external force applied to the casting 1 into an electric signal. Is a vibration force sensor. Reference numeral 12 denotes an amplifier for amplifying the electric signal converted by the excitation force sensor 11, and reference numeral 13 denotes a rectifier for converting the signal amplified by the amplifier 12 to DC.

【0019】14は整流器から出力される直流信号の最
大値を保持するピークホールド、15はピークホールド
の出力と基準値設定器16に格納された外力基準値との
比率を求める比率演算器である。17は整流器13の出
力する直流信号からトリガを検出するトリガ検出器であ
る。
Reference numeral 14 denotes a peak hold that holds the maximum value of the DC signal output from the rectifier, and 15 denotes a ratio calculator that calculates the ratio between the output of the peak hold and the external force reference value stored in the reference value setting device 16. . Reference numeral 17 denotes a trigger detector that detects a trigger from a DC signal output from the rectifier 13.

【0020】19は比率演算器15により求められた比
率を判定する比率判定器である。20はピークホールド
14から出力された最大値から増幅器12の増幅率を自
動的に設定するレンジ自動設定器である。21はピーク
ホールド14から出力された最大値からレンジオーバを
検出するレンジオーバ検出器である。
Reference numeral 19 denotes a ratio determiner for determining the ratio obtained by the ratio calculator 15. Reference numeral 20 denotes an automatic range setting device that automatically sets the amplification factor of the amplifier 12 from the maximum value output from the peak hold 14. Reference numeral 21 denotes a range over detector that detects range over from the maximum value output from the peak hold 14.

【0021】3はハンマ2に取り付けられ打撃された鋳
物が発する打音を電気信号に変換する信号検出手段とし
てのマイクロホン、4はマイクロホン3で変換された電
気信号を増幅する増幅器である。5は増幅器4から得ら
れる信号を各周波数帯毎に分離する変換手段としてのア
ナログBPFである。このアナログBPF5は、例えば
人間の可聴域である20Hz〜20kHzをほぼ網羅す
べく31.25Hz〜16kHzまでの9オクターブ分
を対象とし、1/3オクターブ毎の分解能を与えるとし
て全28バンド分設ける。
Reference numeral 3 denotes a microphone which is attached to the hammer 2 and serves as a signal detecting means for converting a hitting sound produced by the blown casting into an electric signal. Reference numeral 4 denotes an amplifier for amplifying the electric signal converted by the microphone 3. Reference numeral 5 denotes an analog BPF as conversion means for separating a signal obtained from the amplifier 4 for each frequency band. The analog BPF 5 covers nine octaves from 31.25 Hz to 16 kHz so as to cover, for example, almost 20 Hz to 20 kHz, which is a human audible range, and provides a total of 28 bands to provide a resolution of 1/3 octave.

【0022】6はアナログBPF5から得られる各周波
数帯毎の信号を整流して直流に変換する整流器である。
7は整流器6からの出力の最大値を保持する抽出手段と
してのピークホールド、8は比率演算器15から得られ
る比率からピークホールド7が出力する最大値を補正す
る補正器である。9は補正器8の出力と基準値設定器1
0に格納された振動基準値としての音圧基準値とを所定
の方法で、つまり所定の比較基準で照らして比較する比
較器である。18は各比較器9からの比較結果を基に全
体の判定を行い異常であると判定したとき警報を出力す
る判定手段としての警報器である。
Reference numeral 6 denotes a rectifier for rectifying a signal for each frequency band obtained from the analog BPF 5 and converting the signal to a direct current.
Reference numeral 7 denotes a peak hold as extraction means for holding the maximum value of the output from the rectifier 6, and reference numeral 8 denotes a corrector for correcting the maximum value output from the peak hold 7 based on the ratio obtained from the ratio calculator 15. 9 is the output of the compensator 8 and the reference value setting device 1
The comparator compares the sound pressure reference value as the vibration reference value stored in 0 with a predetermined method, that is, a predetermined comparison reference. Reference numeral 18 denotes an alarm device as determination means for performing an overall determination based on the comparison result from each of the comparators 9 and outputting an alarm when it is determined to be abnormal.

【0023】31は増幅器4で増幅された信号を直流に
変換する整流器である。32は整流器31からの出力の
最大値を保持するピークホールド、33はピークホール
ド32から出力された最大値から増幅器4の増幅率を自
動的に設定するレンジ自動設定器である。34はピーク
ホールド32から出力された最大値からレンジオーバを
検出するレンジオーバ検出器である。なお、ピークホー
ルド32はアナログBPF5を通さないで、増幅器4の
出力の最大値を取り出す。
A rectifier 31 converts the signal amplified by the amplifier 4 into a direct current. Reference numeral 32 denotes a peak hold that holds the maximum value of the output from the rectifier 31, and reference numeral 33 denotes an automatic range setting device that automatically sets the amplification factor of the amplifier 4 based on the maximum value output from the peak hold 32. Numeral 34 is a range over detector for detecting range over from the maximum value output from the peak hold 32. Note that the peak hold 32 extracts the maximum value of the output of the amplifier 4 without passing through the analog BPF 5.

【0024】次に動作として基準となる対象物である健
全性の担保された鋳物を用いて外力基準値及び音圧基準
値を設定する基準値設定モードについて説明する。この
基準設定用の鋳物1の健全性については、熟練者による
打音による判定や予め超音波探傷やX線検査などで確認
しておく。
Next, a reference value setting mode for setting an external force reference value and a sound pressure reference value using a casting whose soundness is secured, which is a reference object, will be described. The soundness of the casting 1 for setting the reference is confirmed by the sounding of a skilled person or by ultrasonic flaw detection or X-ray inspection in advance.

【0025】まず、増幅器4及び増幅器12の増幅率を
最小とする。この状態で健全な状態の鋳物1をハンマ2
により打撃し、発生した打撃音をマイクロホン3で電気
信号に変換し、増幅器4、整流器31、ピークホールド
32によりアナログBPF5を通さない音圧信号の最大
値を求める。
First, the amplification factors of the amplifiers 4 and 12 are minimized. In this state, the casting 1 in a healthy state is
The sound is converted into an electric signal by the microphone 3, and the maximum value of the sound pressure signal that does not pass through the analog BPF 5 is obtained by the amplifier 4, the rectifier 31, and the peak hold 32.

【0026】この最大値をレンジ自動設定器33に入力
し適切な計測レンジとなるように増幅器4の利得を設定
する。同様に打撃によりハンマに発生した振動を加振力
センサ11で電気信号に変換した後、増幅器12、整流
器13(アナログBPF5を通していない)、ピークホ
ールド14により振動信号の最大値を求める、この最大
値をレンジ自動設定器20に入力し適切な計測レンジと
なるように増幅器12の利得を設定する。
The maximum value is input to the automatic range setting unit 33, and the gain of the amplifier 4 is set so as to have an appropriate measurement range. Similarly, after the vibration generated in the hammer by the impact is converted into an electric signal by the excitation force sensor 11, the maximum value of the vibration signal is obtained by the amplifier 12, the rectifier 13 (not passing through the analog BPF 5), and the peak hold 14. This maximum value Is input to the automatic range setting device 20 to set the gain of the amplifier 12 so as to obtain an appropriate measurement range.

【0027】適切な計測レンジとは、例えばこの実施の
一形態のように加振力の差による補正を行っており、そ
の範囲が1/2〜2倍だとすると基準値と比較して最大
で2倍の入力を受け付ける必要があるため、この基準値
設定モード時に入力される信号レベルが計測レンジの5
0%となるように利得を設定する。
The appropriate measurement range is, for example, corrected by the difference in the excitation force as in this embodiment. If the range is 1/2 to 2 times, the maximum is 2 compared to the reference value. Since it is necessary to accept twice the input, the signal level input in this reference value setting mode is 5 times the measurement range.
The gain is set to be 0%.

【0028】このようにして基準値設定モードの最初の
1回目の打撃により振動、音両方の増幅率を設定する。
In this manner, the amplification of both vibration and sound is set by the first hit in the reference value setting mode.

【0029】次に、ハンマ2により対象物として基準と
する先ほどの健全な鋳物1を打撃する。このときハンマ
2に発生した振動を加振力センサ11で電気信号に変換
し、増幅器12で、基準値設定モードの最初の1回目の
打撃により設定された利得を与える。この増幅された信
号は整流器13で直流に変換される。トリガ検出器17
は整流器13からの直流信号とあらかじめ設定された基
準値と比較を行い、直流信号がこの基準値を超えたとき
トリガ出力を行う。
Next, the sound casting 1 is hit by the hammer 2 as a reference. At this time, the vibration generated in the hammer 2 is converted into an electric signal by the excitation force sensor 11, and the amplifier 12 gives the gain set by the first hit in the reference value setting mode. This amplified signal is converted into a direct current by the rectifier 13. Trigger detector 17
Compares the DC signal from the rectifier 13 with a preset reference value, and outputs a trigger when the DC signal exceeds the reference value.

【0030】ピークホールド14は、整流器13から入
力される直流信号の最大値を記録する。このとき、ピー
クホールド14の動作開始はトリガ検出器17からのト
リガ信号により行われる。こうした最大値の記録は打撃
によるハンマ2の発生振動がある程度減衰するまでの一
定の時間行われ、その後ピークホールド14からの出力
を外力基準値として基準値設定器16に格納する。
The peak hold 14 records the maximum value of the DC signal input from the rectifier 13. At this time, the operation of the peak hold 14 is started by a trigger signal from the trigger detector 17. The recording of the maximum value is performed for a certain period of time until the vibration generated by the hammer 2 due to the impact is attenuated to some extent, and then the output from the peak hold 14 is stored in the reference value setting device 16 as an external force reference value.

【0031】同様に打撃により発生した音波をマイクロ
ホン3で電気信号に変換し、増幅器4で、基準値設定モ
ードの最初の1回目の打撃により設定された利得を与え
る。この増幅された音圧信号を複数個設けられ、それぞ
れ異なった周波数帯を通過させるように設定されたアナ
ログBPF5に入力し、各周波数帯毎の時系列信号に分
離する。
Similarly, the sound wave generated by the impact is converted by the microphone 3 into an electric signal, and the amplifier 4 gives the gain set by the first impact in the reference value setting mode. A plurality of amplified sound pressure signals are provided to the analog BPF 5 set to pass different frequency bands, and are separated into time-series signals for each frequency band.

【0032】アナログBPF5で各周波数帯毎に分離さ
れた時系列信号は整流器6で直流信号に変換され、ピー
クホールド7に入力される。ピークホールド7の整流器
6からの直流信号の最大値記録動作は、トリガ検出器7
からのトリガ信号により開始し、振動用ピークホールド
14と同様に対象物の音圧減衰までの一定時間行われ
る。このようにして各周波数帯毎の瞬間的な最大値が記
録される。
The time series signal separated for each frequency band by the analog BPF 5 is converted into a DC signal by the rectifier 6 and input to the peak hold 7. The maximum value recording operation of the DC signal from the rectifier 6 of the peak hold 7 is performed by the trigger detector 7.
, And is carried out for a certain period of time until the sound pressure of the object is attenuated in the same manner as the peak hold 14 for vibration. In this way, the instantaneous maximum value for each frequency band is recorded.

【0033】音圧減衰までの一定時間終了後、ピークホ
ールド7により記録された最大値は音圧基準値として基
準設定器10に格納される。このような基準値設定モー
ドの動作により、基準値設定器16には打撃の強さを示
す情報である外力基準値が格納され、基準値設定器10
には打音の各周波数帯における瞬間的な最大音圧を示す
情報である音圧基準値が格納される。
After a fixed time until the sound pressure decay, the maximum value recorded by the peak hold 7 is stored in the reference setting device 10 as a sound pressure reference value. By the operation in the reference value setting mode, the reference value setting device 16 stores the external force reference value, which is information indicating the strength of the impact, and the reference value setting device 10
Stores a sound pressure reference value which is information indicating an instantaneous maximum sound pressure in each frequency band of the tapping sound.

【0034】次に対象物の判定を行う判定モードについ
て説明する。まずハンマ2により対象物である鋳物1を
打撃する。このとき基準値設定モードの時と同様に、ハ
ンマ2に発生した振動を加振力センサ11で電気信号に
変換し、増幅器12で増幅すると共に整流器13で直流
に変換される。
Next, a judgment mode for judging an object will be described. First, a casting 1 as an object is hit with a hammer 2. At this time, as in the reference value setting mode, the vibration generated in the hammer 2 is converted into an electric signal by the excitation force sensor 11, amplified by the amplifier 12, and converted to DC by the rectifier 13.

【0035】トリガ検出器17も同様に整流器13から
の直流信号からトリガ出力を行い、ピークホールド14
はトリガ出力から振動減衰までの一定時間、直流信号の
最大値を記録する。判定モードの場合、振動減衰までの
一定時間終了後、ピークホールド14に記録された最大
値を比率演算器15に入力し、比率演算器15は、ピー
クホールド14からの最大値と基準値設定器16に格納
されている外力基準値との比率を演算し出力する。
The trigger detector 17 similarly outputs a trigger from the DC signal from the rectifier 13 and
Records the maximum value of the DC signal for a certain period of time from the trigger output to the vibration damping. In the case of the judgment mode, the maximum value recorded in the peak hold 14 is input to the ratio calculator 15 after a certain period of time until the vibration decay, and the ratio calculator 15 sets the maximum value from the peak hold 14 and the reference value setting device. 16 and calculates and outputs the ratio with respect to the external force reference value.

【0036】打撃により発生した音波も基準値設定モー
ドと同様に、マイクロホン3で電気信号に変換すると共
に増幅器4で増幅し、アナログBPF5により各周波数
帯毎の時系列信号に分離し、整流器6で直流信号に変換
され、ピークホールド7に入力される。ピークホールド
7は、トリガ出力からの音圧減衰までの一定時間、直流
信号の最大値を記録する。
Similarly to the reference value setting mode, the sound wave generated by the impact is converted into an electric signal by the microphone 3 and amplified by the amplifier 4, separated into a time-series signal for each frequency band by the analog BPF 5, and The signal is converted into a DC signal and input to the peak hold 7. The peak hold 7 records the maximum value of the DC signal for a fixed time from the trigger output to the sound pressure decay.

【0037】判定モードの場合、音圧減衰までの一定時
間終了後、ピークホールド7により記録された最大値を
補正器8に入力し、補正器8は比率演算器15から得ら
れる比率から適切な補正値を演算しこの補正値にてピー
クホールド7から得られる最大値を補正し出力する。
In the judgment mode, the maximum value recorded by the peak hold 7 is input to the compensator 8 after a certain period of time until the sound pressure decay, and the corrector 8 determines an appropriate value from the ratio obtained from the ratio calculator 15. The correction value is calculated, and the maximum value obtained from the peak hold 7 is corrected and output with the correction value.

【0038】このとき、例えば振動レベルと音圧の補正
を比例で行うとすると、基準値に対して2倍の比率が演
算で得られた場合、ピークホールド7に記録された最大
値に対して2の値で除算する。つまり基準値設定モード
時における加振力に対して判定モード時の加振力が2倍
になれば、発生する各周波数帯域毎の音圧も2倍に増加
しているものとして得られた最大値を基準値設定モード
時の加振力に換算するために2で除算する。
At this time, for example, if the correction of the vibration level and the sound pressure is performed in proportion, if the ratio twice as large as the reference value is obtained by the calculation, the maximum value recorded in the peak hold 7 is calculated. Divide by two. That is, if the excitation force in the determination mode is twice as large as the excitation force in the reference value setting mode, the maximum sound pressure obtained assuming that the sound pressure for each frequency band generated is also doubled Divide the value by 2 to convert the value to the excitation force in the reference value setting mode.

【0039】このようにして補正された最大値は、比較
器9で基準値設定器10に格納された音圧基準値と所定
の方法あるいは所定の比較基準に基づいて比較される。
この実施の形態では、補正された最大値があらかじめ設
定された所定の関係から外れた場合に比較結果信号を警
報器18に出力する。
The maximum value corrected in this way is compared by the comparator 9 with the sound pressure reference value stored in the reference value setting device 10 based on a predetermined method or a predetermined comparison reference.
In this embodiment, a comparison result signal is output to the alarm 18 when the corrected maximum value deviates from a predetermined relationship set in advance.

【0040】このときの所定の関係とは、例えばあるバ
ンドにおいては、補正された最大値がそのバンドの音圧
基準値に対して、例えば80%〜120%の範囲内であ
るとき正常、この範囲から外れたときは範囲外とし比較
結果信号を出力するように比較基準を設定しておく。ま
た、他の、あるバンドにおいてはそのバンドの音圧基準
値に対して、例えば70%〜110%の範囲内を正常と
して比較結果信号は出さず、範囲外のとき比較結果信号
を出すように比較基準を設定しておく。
At this time, the predetermined relationship is, for example, that when a corrected maximum value is within a range of, for example, 80% to 120% of a sound pressure reference value of the band in a certain band, it is normal. When the value is out of the range, the value is out of the range and a comparison reference is set so as to output a comparison result signal. In another band, the comparison result signal is not output when the sound pressure reference value of the band is within a range of, for example, 70% to 110%, and is output when the sound pressure reference value is out of the range. Set the reference for comparison.

【0041】さらに、音圧基準値が全体的な音圧に比べ
て小さい場合には、範囲の下限を解除する等の処置によ
り主成分で無い周波数帯域において誤って比較結果信号
を出さないようにする。
Further, when the sound pressure reference value is smaller than the overall sound pressure, by taking measures such as canceling the lower limit of the range, a comparison result signal is not erroneously output in a frequency band other than the main component. I do.

【0042】警報器18は、各周波数帯における比較器
9からの比較結果信号を入力し、比較結果信号があらか
じめ設定された個数、例えば2個を超えると異常と判定
するように判定基準が定められ、異常と判定したとき外
部に警報出力する。
The alarm device 18 receives the comparison result signal from the comparator 9 in each frequency band, and determines a criterion such that when the number of comparison result signals exceeds a preset number, for example, two, it is determined to be abnormal. When an abnormality is determined, an alarm is output to the outside.

【0043】比率判定器19は比率演算器15により求
められた比率が所定の関係を超えた時に補正範囲外警報
を出力する。この時の所定の関係とは、例えば1/2倍
〜2倍として設定しておく。すると1/2未満や2倍を
超える入力があった場合に補正範囲外警報が出力され
る。
The ratio judging unit 19 outputs an out-of-correction range alarm when the ratio calculated by the ratio calculator 15 exceeds a predetermined relationship. The predetermined relationship at this time is set to, for example, 1/2 to 2 times. Then, if there is an input less than や or more than twice, an out-of-correction-range alarm is output.

【0044】加振力が極端に変化すると発生する音の周
波数成分は大きく変化するため補正が困難となる。この
鋳物の場合のように加振力が極端に弱い場合や極端に強
い場合には、判定目的である鋳物の内部空洞とは関係の
無い音が発生し、判定の信頼性を大きく低下させること
となる。しかし、このように加振力による補正に範囲の
制限を設けることにより、加振力が極端に変化した場合
に発生する打撃音の周波数特性が変化する対象物に対し
ても確実に判定でき、加振力の極端な変化による誤判定
を防止することができる。
If the exciting force changes extremely, the frequency component of the generated sound changes greatly, making it difficult to correct. When the excitation force is extremely weak or extremely strong as in the case of this casting, a sound that is not related to the internal cavity of the casting that is the object of the determination is generated, and the reliability of the determination is greatly reduced. Becomes However, by limiting the range of the correction by the exciting force in this way, it is possible to reliably determine even the target in which the frequency characteristic of the impact sound generated when the exciting force changes extremely is changed. An erroneous determination due to an extreme change in the excitation force can be prevented.

【0045】なお、補正は、振動信号の大きさに応じて
波形分析結果と音圧基準値、つまり比較器9における基
準値設定器10に記憶されている音圧基準値との関係を
補正すればよいので、増幅器12の出力、各アナログB
PF5の出力、整流器6の出力、あるいは基準値設定器
10に記憶されている音圧基準値などのうちの一つある
いは複数を補正するようにしてもよい。
In the correction, the relationship between the waveform analysis result and the sound pressure reference value, that is, the sound pressure reference value stored in the reference value setting unit 10 in the comparator 9 is corrected in accordance with the magnitude of the vibration signal. The output of the amplifier 12 and each analog B
One or more of the output of the PF 5, the output of the rectifier 6, or the sound pressure reference value stored in the reference value setting device 10 may be corrected.

【0046】また、加振力センサ11にて検出される振
動の大きさが所定値を超えたときに、ピークホールド1
4、抽出手段としてのピークホールド7に動作の開始を
指令するトリガ検出器17を設けたので、周囲からのノ
イズ等の影響を軽減し、判定の信頼性を向上させること
ができる。
When the magnitude of the vibration detected by the excitation force sensor 11 exceeds a predetermined value, the peak hold 1
4. Since the trigger detector 17 for instructing the start of the operation is provided to the peak hold 7 as the extracting means, the influence of noise from the surroundings can be reduced, and the reliability of the determination can be improved.

【0047】なお、トリガ検出器17のトリガ信号をピ
ークホールド7に与えるものを示したが、マイクロホン
3、増幅器4、変換手段としてのアナログBPF5、整
流器6、補正手段としての補正器8、比較手段としての
比較器9等に与えて最大値の記憶動作の開始あるいは比
較動作の開始等をするようにしても同様の効果を奏す
る。
Although the trigger signal from the trigger detector 17 is given to the peak hold 7, the microphone 3, the amplifier 4, the analog BPF 5 as the conversion means, the rectifier 6, the corrector 8 as the correction means, and the comparison means The same effect can be obtained by giving the maximum value to the comparator 9 or the like to start the storage operation of the maximum value or the comparison operation.

【0048】基準値設定モード、判定モードの各モード
時においてレンジオーバ検出器21は、振動信号につい
てピークホールド14から得られる最大値を入力し、最
大値が所定の関係を超えたときにレンジオーバ警報を出
力する。レンジオーバ検出器34は、音の信号について
ピークホールド7から得られる最大値を入力し、計測信
号が所定の関係を超えたときにレンジオーバ警報を出力
する。
In each of the reference value setting mode and the judgment mode, the range over detector 21 inputs the maximum value obtained from the peak hold 14 for the vibration signal, and when the maximum value exceeds a predetermined relationship, the range over is detected. Output an alarm. The range over detector 34 inputs the maximum value of the sound signal obtained from the peak hold 7, and outputs a range over alarm when the measurement signal exceeds a predetermined relationship.

【0049】この時の所定の関係とは、例えば計測レン
ジの99%として設定しておく。この場合、99%を超
えた信号が入力されるとレンジオーバ警報が出力され
る。
The predetermined relationship at this time is set, for example, as 99% of the measurement range. In this case, when a signal exceeding 99% is input, an overrange alarm is output.

【0050】また、基準値設定モード時の最初の1回目
の打撃で適切な計測レンジを設定することにより、手動
で計測レンジを設定する煩わしさが無くなり、操作性が
向上する。さらに、手動で設定する際にはレンジが適切
でない場合にはS/N比が低下し、判定の信頼性が低下
するが、自動で適切なレンジに設定されるためこのよう
なことは発生せず、判定の信頼性を向上させた打音判定
装置を得ることが可能となる。
Further, by setting an appropriate measurement range at the first hit in the reference value setting mode, the trouble of manually setting the measurement range is eliminated, and the operability is improved. Further, when the range is not appropriate when manually setting, the S / N ratio is reduced, and the reliability of the determination is reduced. However, such a problem does not occur because the appropriate range is automatically set. Instead, it is possible to obtain a hitting sound determination device with improved determination reliability.

【0051】また、各信号の入力が飽和する直前でレン
ジオーバ警報を出力することで、増幅器の飽和による誤
判定を防止し、判定の信頼性を向上させた打音判定装置
を得ることが可能となる。なお、アナログBPFを用い
ることで判定を高速に行うことが可能となる。
Further, by outputting a range over alarm immediately before the input of each signal is saturated, it is possible to prevent a false determination due to the saturation of the amplifier and obtain a tapping sound determination device with improved reliability of the determination. Becomes Note that the determination can be performed at high speed by using the analog BPF.

【0052】実施の形態2.図2は、この発明の他の実
施の形態を示す鋳物の内部空洞検査装置の構成図であ
る。図2において、次の点が図1に示したものと異なる
が、他の構成については図1に示したものと同様のもの
である。ピークホールド7で抽出された各周波数帯域毎
の音圧の最大値は補正器8にて補正された後、基準設定
器10へ入力される点、及び基準設定器10は入力され
た最大値の平均値を求めて音圧基準値とするとともに最
大値のばらつきの範囲を求め、そのばらつきの範囲に基
づき比較基準を決定する機能を有している点が異なる。
Embodiment 2 FIG. 2 is a block diagram of a casting internal cavity inspection apparatus showing another embodiment of the present invention. In FIG. 2, the following points are different from those shown in FIG. 1, but the other configuration is the same as that shown in FIG. The maximum value of the sound pressure for each frequency band extracted by the peak hold 7 is corrected by the corrector 8 and then input to the reference setting device 10, and the reference setting device 10 determines the maximum value of the input maximum value. The difference is that an average value is obtained and used as a sound pressure reference value, a range of variation of the maximum value is determined, and a comparison reference is determined based on the range of the variation.

【0053】作業に先立ち、健全性は担保されていない
が健全と思われる鋳物1を100個及び健全性の確認さ
れた鋳物1個を用意する。健全性は、例えば空洞の発生
しやすい検査すべき当該部分をX線検査等によって空洞
がないことを確認しておく。
Prior to the operation, 100 castings 1 whose soundness is not ensured but which seem to be sound, and one casting whose soundness is confirmed are prepared. The soundness is confirmed by, for example, confirming that there is no cavity by an X-ray inspection or the like at the portion where the cavity is likely to be inspected.

【0054】次に、動作について説明する。まず、健全
な鋳物1をハンマ2にて打撃する。このときハンマ2に
発生した振動を加振力センサ11で鋳物1に加えた外力
として検出して電気信号に変換し、ピークホールド14
にて最大値を抽出する。ピークホールド14にて抽出さ
れた最大値は、基準設定器16に外力基準値として記憶
する。このとき、比率演算器15は比率1を出力する。
これらは、図1の実施の形態で示したものと同様であ
る。
Next, the operation will be described. First, a sound casting 1 is hit with a hammer 2. At this time, the vibration generated in the hammer 2 is detected as an external force applied to the casting 1 by the excitation force sensor 11 and converted into an electric signal.
Extract the maximum value with. The maximum value extracted by the peak hold 14 is stored in the reference setting device 16 as an external force reference value. At this time, the ratio calculator 15 outputs the ratio 1.
These are the same as those shown in the embodiment of FIG.

【0055】一方、ピークホールド7により抽出された
音圧信号の最大値は、上記比率演算器15が出力する比
率が1であるので補正器8をそのまま通過し基準設定器
10に入力され、音圧基準値として記憶される。
On the other hand, the maximum value of the sound pressure signal extracted by the peak hold 7 passes through the compensator 8 as it is because the ratio output by the ratio calculator 15 is 1, and is input to the reference setting device 10 to be sounded. It is stored as a pressure reference value.

【0056】次に、音圧信号の最大値を求め、これを音
圧基準値とする。また、最大値のばらつきを求める。健
全と思われる鋳物100個について、これを打撃し10
0個のデータを得る。打撃毎に得られる音圧の最大値、
すなわちピークホールド7にて抽出された各周波数帯域
毎の最大値は、補正器8にて比率演算器15がその都度
算出する比率にて補正され、基準値設定器10に記憶さ
れる。すなわち、比率が1.2ならば、今回の加えられ
た外力は先に基準設定器16に外力基準値を記憶させた
ときの外力の1.2倍であったとして、1.2で除して
正規化する。このようにして、各周波数帯域毎に100
個のデータを得る。
Next, the maximum value of the sound pressure signal is obtained, and this is set as a sound pressure reference value. Further, the variation of the maximum value is obtained. For 100 castings that seem to be sound,
Obtain 0 data. The maximum value of sound pressure obtained for each impact,
That is, the maximum value for each frequency band extracted by the peak hold 7 is corrected by the corrector 8 according to the ratio calculated by the ratio calculator 15 each time, and stored in the reference value setting device 10. In other words, if the ratio is 1.2, it is assumed that the external force applied this time is 1.2 times the external force when the external force reference value was previously stored in the reference setting device 16 and divided by 1.2. To normalize. In this way, 100 for each frequency band
Data is obtained.

【0057】そして、周波数帯域毎にその最大値の平均
値を求め、各周波数帯域毎の音圧基準値として比較器9
に記憶する。また、周波数帯域毎に最大値のばらつきの
範囲及び標準偏差σを求める。そして、標準偏差σの3
倍をはみ出すデータがある場合は、不良品によるデータ
であったとして、このデータを除外して最大値の平均値
を求めこれを音圧基準値とし、除外した残りのデータで
ある最大値のばらつきの範囲を周波数帯域毎に求める。
なお、不良品によるデータであると判定するときに、熟
練者の官能検査による判定と併用することもできる。ま
た、基準値設定モードで得られる正常データのばらつき
を超えるケースもあり得ると予想される場合には、±1
0%程度の余裕を持つなどして誤判定を防止しても良
い。
Then, the average value of the maximum value is obtained for each frequency band, and the average value of the comparator 9 is set as the sound pressure reference value for each frequency band.
To memorize. Further, the range of variation of the maximum value and the standard deviation σ are obtained for each frequency band. And the standard deviation σ 3
If there is data that exceeds double, it is regarded as data due to defective products, this data is excluded and the average value of the maximum value is calculated, this is used as the sound pressure reference value, and the maximum value of the remaining data is excluded Is obtained for each frequency band.
It should be noted that when it is determined that the data is due to a defective product, it can be used together with the determination by a sensory test of a skilled person. In addition, when it is expected that there may be cases where the variation exceeds the normal data obtained in the reference value setting mode, ± 1
An erroneous determination may be prevented by, for example, having a margin of about 0%.

【0058】このようにすれば、鋳物の中に不良品があ
っても、これを音圧基準値や比較基準に取り込むことを
防止できる。また、完全に健全性が担保されたものつい
てデータを取らなくてもすみ、安価にかつ容易に音圧基
準値や比較基準を設定することができる。
In this way, even if there is a defective product in the casting, it is possible to prevent the defective product from being taken into the sound pressure reference value and the comparison reference. Further, it is not necessary to collect data on a sound whose soundness is completely secured, and the sound pressure reference value and the comparison reference can be set easily at low cost.

【0059】そして、上記のようにして定めたばらつき
の範囲内ならば比較器9は比較結果信号を出さず、これ
をはみ出せば比較結果信号を警報器18に出力するよう
に比較基準を定める。
The comparator 9 does not output a comparison result signal if the variation is within the range of variation determined as described above.

【0060】警報器18においては、正常であっても上
記10箇所の鋳物から得られたデータからはみ出す可能
性もあるとして、比較結果信号が1個出されただけでは
異常と判定せず、3個以上の時に異常と判定して、警報
するように判定基準を定める。
In the alarm 18, even if it is normal, there is a possibility that it will be out of the data obtained from the above 10 castings. When the number is equal to or more than the number, a determination criterion is set so that an abnormality is determined and a warning is issued.

【0061】以上のように、健全と思われる鋳物を打撃
して十分な個数のデータから管理限界を外れるものを除
外して振動信号の周波数帯域毎の時系列信号の最大値の
平均値を求めて音圧基準値とし、また最大値のばらつき
の範囲を求め、これを基準にして比較を行えば、鋳物に
しかるべき内部空洞があれば上記周波数帯域のどこかで
異常が現れ比較基準からはみ出すので、確実に欠陥を検
出できる。
As described above, the average value of the maximum value of the time-series signal in each frequency band of the vibration signal is obtained by excluding the data which is outside the control limit from a sufficient number of data by hitting the casting which seems to be sound. The sound pressure reference value is used to determine the range of variation of the maximum value, and if comparison is performed based on this, if there is an appropriate internal cavity in the casting, an abnormality will appear somewhere in the above frequency band and it will exceed the comparison reference Therefore, the defect can be reliably detected.

【0062】また、必要に応じて次のようにすることも
できる。鋳物1の形状と空洞の発生しやすい箇所との相
関は高いが、当該検査箇所が一つの製品に複数ある場合
で、打撃を与えたときの周波数特性が相当異なる場合
は、例えば当該要検査箇所が3カ所ある場合、各要検査
箇所毎に上記と同様の要領で100個のデータをとり、
要検査箇所毎に音圧基準値、比較基準を定める。そし
て、検査に当たっては、要検査箇所毎に対応する音圧基
準値、比較基準に切り替えて、検査を行う。
Further, the following can be performed as required. Although there is a high correlation between the shape of the casting 1 and the locations where cavities are likely to occur, if there are a plurality of inspection locations in one product and the frequency characteristics when hitting are considerably different, for example, If there are three locations, take 100 data for each inspection location in the same manner as above,
A sound pressure reference value and a comparison reference are determined for each inspection required. Then, in the inspection, the inspection is performed by switching to a sound pressure reference value and a comparison reference corresponding to each inspection required location.

【0063】なお、上記の方法で設定した比較基準を、
さらに後の実際の判定において得られたデータによって
修正し、学習することもできる。
Note that the comparison criterion set by the above method is
Further, it can be corrected and learned based on data obtained in a later actual determination.

【0064】実施の形態3.実施の形態1では各周波数
帯域毎の最大値を求めるのに、アナログBPFを用いた
が、デジタルBPFを用いてもよい。この実施の形態で
はデジタルBPFを用いた場合について図3の構成図に
基づいて説明する。図3において、51は整流器13か
らのアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換
器、52は増幅器4からのアナログ信号をデジタル信号
に変換するA/D変換器である。53はA/D変換器5
1の出力の最大値を演算する最大値演算器である。
Embodiment 3 In the first embodiment, an analog BPF is used to determine the maximum value for each frequency band, but a digital BPF may be used. In this embodiment, a case where a digital BPF is used will be described with reference to the configuration diagram of FIG. In FIG. 3, reference numeral 51 denotes an A / D converter for converting an analog signal from the rectifier 13 into a digital signal, and reference numeral 52 denotes an A / D converter for converting an analog signal from the amplifier 4 into a digital signal. 53 is an A / D converter 5
This is a maximum value calculator for calculating the maximum value of the output of No. 1.

【0065】61はデジタル信号を各周波数帯域毎の時
系列信号に変換する変換手段としてのデジタルBPFで
ある。デジタルBPF61は、例えば図1の実施の形態
と同様に人間の可聴域である20〜20,000Hzを
ほぼ網羅すべく31.25〜16,000Hzまでの9
オクターブ分を対象とし、1/3オクターブ毎の分解能
を与えるとして全28バンド分設ける。62はデジタル
BPFからの交流信号を整流する整流器、63は整流さ
れたデジタル信号から最大値を抽出する抽出手段として
の最大値演算器である。
Reference numeral 61 denotes a digital BPF as conversion means for converting a digital signal into a time series signal for each frequency band. The digital BPF 61 is, for example, 9 to 31.25 to 16,000 Hz in order to cover almost 20 to 20,000 Hz which is a human audible range similarly to the embodiment of FIG.
For 28 octaves, a total of 28 bands are provided with a resolution of 1/3 octave. Reference numeral 62 denotes a rectifier for rectifying an AC signal from the digital BPF, and reference numeral 63 denotes a maximum value calculator as extraction means for extracting a maximum value from the rectified digital signal.

【0066】64は補正器であり、比率演算器15から
得られる比率により最大値演算器63が出力する最大値
を補正して補正値を出力する。65は比較器であり、補
正器64の出力と基準値設定器66に格納された音圧基
準値とを所定の方法で比較する。なお、整流器62、ピ
ークホールド回路63、補正器64、比較器65、基準
値設定器66は全28バンド分設けられたデジタルBP
F61にそれぞれ対応して28個設けられている。
A corrector 64 corrects the maximum value output by the maximum value calculator 63 based on the ratio obtained from the ratio calculator 15 and outputs a corrected value. A comparator 65 compares the output of the compensator 64 with the sound pressure reference value stored in the reference value setting device 66 by a predetermined method. The rectifier 62, the peak hold circuit 63, the compensator 64, the comparator 65, and the reference value setter 66 are digital BPs provided for all 28 bands.
28 are provided corresponding to F61, respectively.

【0067】41は最大値演算器であり、整流器31に
より整流されたA/D変換器52からのデジタル信号か
ら最大値を抽出する。その他の構成については、図1に
示されたものと同様のものであるので、相当するものに
同一符号を付して説明を省略する。
A maximum value calculator 41 extracts the maximum value from the digital signal from the A / D converter 52 rectified by the rectifier 31. Other configurations are the same as those shown in FIG. 1, and the corresponding components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

【0068】次に動作を説明する。まず、基準となる対
象物を用いて各基準値を設定する基準値設定モードにつ
いて説明する。A/D変換器51は、整流器13からの
アナログの直流信号をデジタル信号に変換する。このと
き、A/D変換器51はトリガ検出器17からのトリガ
信号を受けて動作を開始し、打撃によるハンマ2の発生
振動が所定値以下に減衰するまでの一定の時間継続して
行われる。最大値演算器53は、A/D変換器51から
デジタル信号の最大値を抽出し、この最大値が基準値設
定器16に外力基準値として収納される。
Next, the operation will be described. First, a reference value setting mode for setting each reference value using a reference target object will be described. The A / D converter 51 converts an analog DC signal from the rectifier 13 into a digital signal. At this time, the A / D converter 51 starts operating in response to the trigger signal from the trigger detector 17, and is continuously performed for a certain period of time until the vibration generated by the hammer 2 due to the impact attenuates to a predetermined value or less. . The maximum value calculator 53 extracts the maximum value of the digital signal from the A / D converter 51, and the maximum value is stored in the reference value setting device 16 as an external force reference value.

【0069】同様に、打撃により発生した音波は、マイ
クロホン3で電気信号に変換され、増幅器4で適当な利
得を与えらえれた後、A/D変換器52でデジタル信号
に変換される。このとき、A/D変換器52はトリガ検
出器17からのトリガ信号により動作を開始し、打撃に
よる対象物の発生音圧が所定値以下に減衰するまでの一
定時間の間動作する。この変換されたデジタル信号は、
それぞれ異なった周波数帯域を通過させるように設定さ
れた28個のデジタルBPF61に入力され、各周波数
帯域毎の時系列信号に分離される。
Similarly, the sound wave generated by the impact is converted into an electric signal by the microphone 3, given an appropriate gain by the amplifier 4, and then converted into a digital signal by the A / D converter 52. At this time, the A / D converter 52 starts operating in response to a trigger signal from the trigger detector 17 and operates for a certain period of time until the sound pressure generated by the impact on the target object attenuates below a predetermined value. This converted digital signal is
The signals are input to 28 digital BPFs 61 set so as to pass through different frequency bands, and separated into time-series signals for each frequency band.

【0070】デジタルBPF61で各周波数帯域毎に分
離された時系列信号は整流器62で直流信号に変換さ
れ、最大値演算器63に入力される。最大値演算器63
は、この直流信号の最大値を抽出し、基準値設定器66
に格納する。このようにして各周波数帯域毎の瞬間的な
最大値が抽出され、音圧基準値として基準値設定器66
に格納される。
The time series signal separated by the digital BPF 61 for each frequency band is converted into a DC signal by the rectifier 62 and input to the maximum value calculator 63. Maximum value calculator 63
Extracts the maximum value of this DC signal,
To be stored. In this way, the instantaneous maximum value of each frequency band is extracted, and the reference value setting unit 66 is used as the sound pressure reference value.
Is stored in

【0071】このような基準値設定モードの動作によ
り、基準値設定器16には打撃の強さを示す情報である
外力基準値が格納され、基準値設定器66には打音の各
周波数帯域における瞬間的な最大音圧を示す情報である
音圧基準値が格納される。
By the operation of the reference value setting mode, the reference value setting device 16 stores the external force reference value which is information indicating the strength of the hitting, and the reference value setting device 66 stores the frequency band of each of the hitting sounds. The sound pressure reference value, which is information indicating the instantaneous maximum sound pressure at the time, is stored.

【0072】次に対象物の判定を行う判定モードについ
て説明する。まずハンマ2により対象物である鋳物1を
打撃する。このとき基準値設定モードの時と同様に、ハ
ンマ2に発生した振動を加振力センサ11で電気信号に
変換し、増幅器12で増幅すると共に整流器13で直流
に変換する。トリガ検出器17も同様に整流器13から
の直流信号からトリガ信号を出力し、A/D変換器51
はトリガ出力から音圧減衰までの一定時間、直流信号を
デジタル信号に変換する。最大値演算器53はデジタル
信号の最大値を抽出し出力する。
Next, a judgment mode for judging an object will be described. First, a casting 1 as an object is hit with a hammer 2. At this time, as in the reference value setting mode, the vibration generated in the hammer 2 is converted into an electric signal by the excitation force sensor 11, amplified by the amplifier 12, and converted to DC by the rectifier 13. Similarly, the trigger detector 17 outputs a trigger signal from the DC signal from the rectifier 13 and outputs the trigger signal to the A / D converter 51.
Converts a DC signal into a digital signal for a certain period of time from the trigger output to the sound pressure decay. The maximum value calculator 53 extracts and outputs the maximum value of the digital signal.

【0073】判定モードの場合、最大値演算器53によ
り抽出された最大値は比率演算器15に入力され、比率
演算器15は、最大値と基準値設定器16に格納されて
いる外力基準値との比率を演算し出力する。
In the judgment mode, the maximum value extracted by the maximum value calculator 53 is input to the ratio calculator 15, and the ratio calculator 15 calculates the maximum value and the external force reference value stored in the reference value setter 16. Calculates and outputs the ratio.

【0074】打撃により発生した音波も基準値設定モー
ドと同様に、マイクロホン3で電気信号に変換すると共
に増幅器4で増幅し、A/D変換器52によりデジタル
信号に変換される。このときA/D変換器52の動作は
トリガ検出器17からのトリガ信号により開始され、音
圧減衰までの一定時間行われる。デジタル信号はデジタ
ルBPF61により各周波数帯域毎の時系列信号に分離
され、整流器62で直流信号に変換され、最大値演算器
63に入力される。最大値演算器63は、直流信号の最
大値を抽出し出力する。
Similarly to the reference value setting mode, the sound wave generated by the impact is converted into an electric signal by the microphone 3, amplified by the amplifier 4, and converted into a digital signal by the A / D converter 52. At this time, the operation of the A / D converter 52 is started by a trigger signal from the trigger detector 17, and is performed for a certain period of time until sound pressure decay. The digital signal is separated into a time series signal for each frequency band by a digital BPF 61, converted into a DC signal by a rectifier 62, and input to a maximum value calculator 63. The maximum value calculator 63 extracts and outputs the maximum value of the DC signal.

【0075】判定モードの場合、最大値演算器63によ
り抽出された最大値は補正器64に入力され、補正器6
4は比率演算器15から得られる比率に基づき適切な補
正値を演算し最大値演算器63から得られる最大値を補
正し出力する。
In the determination mode, the maximum value extracted by the maximum value calculator 63 is input to the corrector 64,
Reference numeral 4 calculates an appropriate correction value based on the ratio obtained from the ratio calculator 15, corrects the maximum value obtained from the maximum value calculator 63, and outputs the corrected value.

【0076】補正された最大値は、比較器65で基準値
設定器66に格納された音圧基準値と比較され、あらか
じめ設定された所定の関係から外れた場合に比較結果信
号が警報器18に出力される。設定する所定の関係は、
図1に示した実施の形態と同様に、例えばあるバンドに
おいては、補正された最大値がそのバンドの音圧基準値
に対して80%〜120%の範囲内であるとき正常とし
て比較結果信号は出さず、この範囲から外れたとき、す
なわち80%未満及び120%超のとき異常として比較
結果信号を出力するように設定しておく。また、他の、
あるバンドにおいてはそのバンドの音圧基準値に対して
70%〜110%から外れたとき範囲外として比較結果
信号を出すように設定しておく。
The corrected maximum value is compared by a comparator 65 with a sound pressure reference value stored in a reference value setting device 66. If the reference value deviates from a predetermined relationship set in advance, a comparison result signal is output from the alarm 18 Is output to The predetermined relationship to set is
As in the embodiment shown in FIG. 1, for example, in a certain band, when the corrected maximum value is within the range of 80% to 120% with respect to the sound pressure reference value of the band, the comparison result signal is regarded as normal. Is set to output a comparison result signal when the value is out of this range, that is, when it is less than 80% and more than 120%, as an abnormality. Also, other,
In a certain band, it is set so that the comparison result signal is output as out of the range when it deviates from 70% to 110% with respect to the sound pressure reference value of the band.

【0077】また、音圧基準値が全体的な音圧に比べて
小さい場合には、下限側の比較を解除する等の処置によ
り主成分で無い周波数帯域において誤って比較結果信号
を出さないようにする。警報装置18は、入力された比
較結果信号があらかじめ設定された数、例えば2個を超
えると報知要としてブザーを鳴らすとともにランプを点
滅して警報する。
When the sound pressure reference value is smaller than the overall sound pressure, a comparison result signal is not erroneously output in a frequency band that is not the main component by taking measures such as canceling the comparison on the lower limit side. To When the number of input comparison result signals exceeds a preset number, for example, two, the alarm device 18 sounds a buzzer as a notification need and flashes a lamp to give an alarm.

【0078】このように各周波数帯域毎の時系列信号を
求める手法としてデジタルBPF61を用いることで装
置を小型化できるとともに、ソフトウェア(S/W)で
処理するためフィルタ特性の変更や診断する周波数帯域
の追加などに柔軟に対応することが可能である。
As described above, by using the digital BPF 61 as a method of obtaining a time series signal for each frequency band, the size of the apparatus can be reduced, and since the processing is performed by software (S / W), the filter characteristic is changed and the frequency band to be diagnosed is changed. It is possible to flexibly cope with the addition of, for example.

【0079】実施の形態4.図4は、さらにこの発明の
他の実施の形態を示す鋳物の内部空洞検査装置の構成図
である。図3の実施の形態では各周波数帯域毎の最大値
を求めるのに、デジタルBPFを用いたが、ウェーブレ
ット変換(Wavelet Transform)を用
いてもよい。以下、ウェーブレット変換を用いた場合に
ついて図4の構成図に基づいて説明する。
Embodiment 4 FIG. 4 is a block diagram of a casting internal cavity inspection apparatus showing still another embodiment of the present invention. Although the digital BPF is used to find the maximum value for each frequency band in the embodiment of FIG. 3, wavelet transform (Wavelet Transform) may be used. Hereinafter, the case where the wavelet transform is used will be described based on the configuration diagram of FIG.

【0080】この実施の形態においては、ウェーブレッ
ト変換演算器71を設け、各周波数帯域毎の時系列信号
を求めるようにしたものであり、その他の動作は、図3
の実施の形態と同様である。なお、ウェーブレット変換
は、その解析演算により実効値を算出するので、整流手
段を設ける必要はない。
In this embodiment, a wavelet transform operation unit 71 is provided to obtain a time-series signal for each frequency band.
This is the same as the embodiment. In the wavelet transform, an effective value is calculated by the analysis operation, so that it is not necessary to provide a rectifier.

【0081】図において、71は変換手段としてのウェ
ーブレット変換(WaveletTransform)
演算器であり、基底関数(マザーウェーブレット)を拡
大あるいは縮小することにより、デジタル音圧信号を各
周波数帯域毎の時系列信号に分離する。ウェーブレット
変換された信号は、28組設けられた最大値演算器6
3、補正器64、比較器65に入力される。
In the figure, reference numeral 71 denotes a wavelet transform (WaveletTransform) as a transforming means.
An arithmetic unit that separates a digital sound pressure signal into a time series signal for each frequency band by expanding or reducing a basis function (mother wavelet). The wavelet-transformed signal is supplied to a maximum value calculator 6 provided in 28 sets.
3, input to the corrector 64 and the comparator 65.

【0082】比較器65は、図1や図3に示されたもの
と同様に基準値設定器66に格納された音圧基準値と比
較され、あらかじめ設定された所定の関係に該当する場
合に比較結果信号を警報器18に出力する。
The comparator 65 is compared with the sound pressure reference value stored in the reference value setting device 66 in the same manner as shown in FIGS. 1 and 3, and when a predetermined relationship is established, The comparison result signal is output to the alarm 18.

【0083】この際に、測定波形や観測したい現象に合
わせて適切な基底関数を選択することにより周波数の分
離特性が向上し、判定の信頼性を向上させることができ
る。また、ウェーブレット変換演算器を用いることで装
置を小型化することができる。
At this time, by selecting an appropriate basis function in accordance with the measured waveform and the phenomenon to be observed, the frequency separation characteristics can be improved, and the reliability of determination can be improved. In addition, the size of the apparatus can be reduced by using the wavelet transform operation unit.

【0084】実施の形態5.図5は、さらにこの発明の
他の実施の形態を示す鋳物の内部空洞検査装置の構成図
である。図3の実施の形態では各周波数帯域毎の最大値
を求めるのに、デジタルBPFを用いたが、短時間FF
Tを用いてもよい。以下、短時間FFTを用いた場合に
ついて図5に基づいて説明する。この実施の形態におい
ては、短時間FFT演算器81を設け、各周波数帯域毎
の時系列信号を求めるようにしたものである。
Embodiment 5 FIG. 5 is a block diagram of a casting internal cavity inspection apparatus showing another embodiment of the present invention. In the embodiment of FIG. 3, the digital BPF is used to find the maximum value for each frequency band.
T may be used. Hereinafter, the case where the short-time FFT is used will be described with reference to FIG. In this embodiment, a short-time FFT calculator 81 is provided to obtain a time-series signal for each frequency band.

【0085】その他の動作は、図3に示した実施の形態
と同様である。なお、短時間FFTは、その解析演算に
より実効値を算出するため、整流手段を設ける必要はな
い。図5において、81は変換手段としての短時間FF
T(STFT:Short−Time Fourier
−Transform)演算器であり、各周波数帯域毎
の時系列信号を求めるようにしたものである。
Other operations are the same as those of the embodiment shown in FIG. In the short-time FFT, an effective value is calculated by the analysis operation, so that it is not necessary to provide a rectifier. In FIG. 5, reference numeral 81 denotes a short-time FF as a conversion unit.
T (STFT: Short-Time Fourier
-Transform) arithmetic unit, which obtains a time-series signal for each frequency band.

【0086】このようにフーリエ変換器である短時間F
FT演算器81を設けて各周波数帯域毎の時系列信号を
求めることにより、周波数の分解能を向上させることが
できる。
As described above, the short-time F which is a Fourier transformer
By providing the FT calculator 81 and obtaining a time-series signal for each frequency band, the frequency resolution can be improved.

【0087】従って、短時間FFTの優れた分解能を利
用して、鋳物の性状や構成により周波数の変化に特徴が
現れるといった場合に診断の信頼性を向上させることが
できる。また、短時間FFT演算器を用いることで装置
を小型化することができる。
Therefore, the reliability of diagnosis can be improved in the case where a characteristic appears in a change in frequency due to the properties and configuration of the casting by utilizing the excellent resolution of the short-time FFT. Further, the size of the apparatus can be reduced by using the short-time FFT operation unit.

【0088】また、上記各実施の形態においてはハンマ
で外力を加えるものを示したが、他の手段により外力を
加えるもの、例えば電磁波やシリンダ等により加振力を
与えるものであってもよい。
Further, in each of the above embodiments, a method in which an external force is applied by a hammer has been described, but a method in which an external force is applied by other means, for example, a method in which an exciting force is applied by an electromagnetic wave, a cylinder, or the like may be used.

【0089】上記各実施の形態においては、外力を加振
力センサ11にて検出し、打撃音をマイクロホン3で検
出するものを示したが、打撃音についてマイクロホンの
代わりに振動検出器を用いてもよい。なお、上記各実施
の形態においては、可聴周波数のものを音、これより広
い周波数範囲のものを振動と呼んでいるが、この発明に
おいては、判定装置は音によるものに限らず、音と振動
を区別せず、振動によるものを含むものである。
In each of the above embodiments, the external force is detected by the excitation force sensor 11 and the striking sound is detected by the microphone 3, but the striking sound is detected by using a vibration detector instead of the microphone. Is also good. In each of the above embodiments, the audible frequency is referred to as a sound, and the frequency range wider than the audible frequency is referred to as a vibration. However, in the present invention, the determination device is not limited to a sound. Are not distinguished, and include those caused by vibration.

【0090】なお、警報器18により警報するものを示
したが、このような判定における各信号や演算された
値、例えば図1の実施の形態において設定器10に記憶
された各音圧基準値及び比較器9に設定された比較の基
準となる正常及び異常とする範囲、比率演算器15によ
り算出された補正値、判定における各補正器8からの補
正された最大値等を点や帯状にCRTに表示し、かつ範
囲外となったものは赤色等で色分けするなどして、容易
に確認できるようにして、操作性を向上させることもで
きる。
Although the alarm device 18 gives an alarm, each signal in this determination and the calculated value, for example, each sound pressure reference value stored in the setting device 10 in the embodiment of FIG. The normal and abnormal ranges serving as comparison standards set in the comparator 9, the correction value calculated by the ratio calculator 15, the corrected maximum value from each corrector 8 in the determination, and the like are represented as dots or bands. Items that are displayed on the CRT and that are out of the range are color-coded in red or the like, so that they can be easily checked, thereby improving operability.

【0091】補正器8により補正された最大値を正常範
囲に重ねて図示し、視覚的に把握できるようにすること
もできる。このとき、比較結果が所定の関係から外れた
場合は、そのとき検出された最大値を赤色で表示する等
してもよい。
The maximum value corrected by the corrector 8 may be superimposed on a normal range and displayed so as to be visually grasped. At this time, if the comparison result deviates from the predetermined relationship, the maximum value detected at that time may be displayed in red, or the like.

【0092】また、実施の形態3〜5に示した音圧基準
値、比較基準の代わりに実施の形態2に示したものと同
様の定め方により求めた音圧基準値、比較基準を用いる
こともできる。
Instead of the sound pressure reference value and the comparison reference shown in the third to fifth embodiments, the sound pressure reference value and the comparison reference obtained in the same manner as those described in the second embodiment are used. Can also.

【0093】[0093]

【発明の効果】本発明は、以上に説明したように構成さ
れているので、次に記載するような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【0094】外力を加えられた鋳物から発生する振動を
振動信号として検出する信号検出手段と、振動信号を複
数の所定の周波数帯域毎の時系列信号に変換する変換手
段と、時系列信号の最大値を周波数帯域毎に抽出する抽
出手段と、各最大値をあらかじめ設定された周波数帯域
毎の振動基準値と比較する比較手段とを設けたので、打
音の特徴でもある発生直後の大きな音圧の周波数分布を
的確に把握でき、比較の信頼性を向上させることができ
る。
Signal detecting means for detecting a vibration generated from a casting to which an external force is applied as a vibration signal, converting means for converting the vibration signal into a time series signal for each of a plurality of predetermined frequency bands, The extraction means for extracting the value for each frequency band and the comparison means for comparing each maximum value with the vibration reference value for each preset frequency band are provided. Can be accurately grasped, and the reliability of comparison can be improved.

【0095】また、変換手段は振動信号の所定の周波数
帯域の周波数成分を通過させる複数の帯域フィルタであ
り、抽出手段は各帯域フィルタを通過した周波数成分を
整流しこの整流された周波数成分の各ピーク値の内最大
のものを各々最大値として抽出するものであることを特
徴とするので、変換手段を帯域フィルタとすると、処理
を高速に行うことができ、装置も簡易で、安価になる。
また、抽出手段は整流された周波数成分から最大値を抽
出するので、振動信号の負符号部に最大値がある場合で
も検出でき、振動信号が急激に減衰する場合でも的確に
比較できる。
The converting means is a plurality of band filters for passing frequency components of a predetermined frequency band of the vibration signal. The extracting means rectifies the frequency components passing through each band filter, and converts each of the rectified frequency components. Since the maximum value among the peak values is extracted as the maximum value, if the converting means is a band-pass filter, the processing can be performed at high speed, and the apparatus is simple and inexpensive.
Further, since the extracting means extracts the maximum value from the rectified frequency components, it is possible to detect even when the maximum value is present in the negative sign part of the vibration signal, and to accurately compare even when the vibration signal is rapidly attenuated.

【0096】さらに、変換手段は振動信号をウェーブレ
ット変換するウェーブレット変換手段であり、抽出手段
はウェーブレット変換手段による変換結果に基づき周波
数帯域毎の最大値を抽出するものであることを特徴とす
るので、各周波数帯域毎の時系列信号に分離する際の特
性を向上させることができ、比較及び判定の信頼性を向
上させることが可能となる。
Further, the transforming means is a wavelet transforming means for wavelet transforming the vibration signal, and the extracting means extracts the maximum value for each frequency band based on the result of the conversion by the wavelet transforming means. It is possible to improve characteristics at the time of separating into time-series signals for each frequency band, and it is possible to improve the reliability of comparison and determination.

【0097】そして、変換手段を短時間高速フーリエ変
換手段とし、抽出手段を短時間高速フーリエ変換手段に
よる変換結果に基づき周波数帯域毎の最大値を抽出する
ものとしたので、周波数の分解能を向上させることがで
きる。
Since the converting means is a short-time fast Fourier transform means, and the extracting means extracts the maximum value for each frequency band based on the result of the conversion by the short-time fast Fourier transform means, the frequency resolution is improved. be able to.

【0098】さらに、加えられた外力の大きさを検出す
る外力検出手段を設けるとともに、外力の大きさに応じ
て振動信号、時系列信号、最大値、及び振動基準値の少
なくとも1つを補正する補正手段を設けたことを特徴と
するので、外力の大きさに応じて補正することにより、
比較手段における比較において外力の大きさのばらつき
の影響を受けるのを防止でき、比較の信頼性が向上す
る。
Further, external force detecting means for detecting the magnitude of the applied external force is provided, and at least one of a vibration signal, a time-series signal, a maximum value, and a vibration reference value is corrected according to the magnitude of the external force. Since it is characterized by the provision of a correction means, by correcting according to the magnitude of the external force,
In the comparison by the comparison means, the influence of the variation in the magnitude of the external force can be prevented, and the reliability of the comparison is improved.

【0099】また、加えられた外力の大きさを検出する
外力検出手段を設けるとともに、外力の大きさが所定値
を超えたとき信号検出手段、変換手段、抽出手段、及び
比較手段の少なくとも1つの動作の開始を指令する指令
手段を設けたことを特徴とし、指令が出されるまで動作
を開始しないので、指令がないときの周囲の騒音、振
動、雑音等を振動信号として誤って処理をするおそれが
ない。従って、これらによる影響を防止でき、判定の信
頼性が向上する。
An external force detecting means for detecting the magnitude of the applied external force is provided, and at least one of a signal detecting means, a converting means, an extracting means and a comparing means when the magnitude of the external force exceeds a predetermined value. A command means for commanding the start of operation is provided. Since the operation is not started until a command is issued, the surrounding noise, vibration, noise, etc. when there is no command may be erroneously processed as a vibration signal. There is no. Therefore, the influence of these can be prevented, and the reliability of the determination is improved.

【0100】さらに、加えられた外力の大きさを外力信
号として検出する外力検出手段を設けるとともに、外力
信号を予め設定された外力基準値にて除した比率を求め
る比率演算手段と、上記比率に基づき振動信号と時系列
信号と最大値と振動基準値とのうちの少なくとも1つを
補正することにより比較手段における最大値と振動基準
値との関係を変更する補正手段と、上記比率が所定範囲
内であるか否かを判定する比率判定手段とを設けたこと
を特徴とするので、所定範囲外となるような不適切な外
力を与えたことが判り、比較の信頼性を向上させること
ができる。
Further, external force detecting means for detecting the magnitude of the applied external force as an external force signal is provided, ratio calculating means for obtaining a ratio obtained by dividing the external force signal by a preset external force reference value, Correction means for correcting the relationship between the maximum value and the vibration reference value in the comparison means by correcting at least one of the vibration signal, the time-series signal, the maximum value and the vibration reference value based on the ratio; It is characterized in that it is provided with a ratio determining means for determining whether or not it is within the range. it can.

【0101】さらに、外力信号を増幅して増幅外力信号
として出力する外力信号増幅手段と振動信号を増幅して
増幅振動信号として出力する振動信号増幅手段とを設
け、比率演算手段を増幅外力信号を外力信号として用い
るものとし、変換手段を増幅振動信号を振動信号として
用いるものとし、増幅外力信号と増幅振動信号との少な
くとも一方の波高値が所定値を超えたことを検出するレ
ンジオーバ検出手段を設けたことを特徴とするので、増
幅外力信号や増幅振動信号が所定値を超えたことを、す
なわち外力信号増幅手段や振動信号増幅手段が飽和する
ような大きな信号が入力されたことを検出して、判定の
信頼性の確保が可能となる。
Further, external force signal amplifying means for amplifying the external force signal and outputting it as an amplified external force signal and vibration signal amplifying means for amplifying the vibration signal and outputting it as an amplified vibration signal are provided. It shall be used as an external force signal, the converting means shall use the amplified vibration signal as a vibration signal, and a range over detecting means for detecting that at least one of the peak values of the amplified external force signal and the amplified vibration signal has exceeded a predetermined value. Since it is characterized by having been provided, it is detected that the amplified external force signal or the amplified vibration signal has exceeded a predetermined value, that is, it has been detected that a large signal that saturates the external force signal amplifying means or the vibration signal amplifying means has been input. Thus, it is possible to ensure the reliability of the determination.

【0102】また、外力信号増幅手段と振動信号増幅手
段との少なくとも一方の増幅率を自動的に設定する増幅
率自動設定手段を設けたことを特徴とするので、増幅外
力信号や増幅振動信号が適切な出力範囲となるように増
幅率を容易に設定することができ、操作性が向上する。
また、S/N比の低下を防止でき判定の信頼性も向上す
る。
Further, since amplification factor automatic setting means for automatically setting the amplification factor of at least one of the external force signal amplifying means and the vibration signal amplifying means is provided, the amplified external force signal and the amplified vibration signal are output. The amplification factor can be easily set so as to be in an appropriate output range, and operability is improved.
Further, a decrease in the S / N ratio can be prevented, and the reliability of the determination is improved.

【0103】そして、比較手段は、所定の状態の鋳物に
外力が加えられたときに発生する振動信号に基づいて設
定された振動基準値に基づき比較を行うものであること
を特徴とするので、鋳物の状態に即した振動基準値を容
易に設定することができ、判定の信頼性を向上させるこ
とができる。
The comparison means is characterized in that the comparison is performed based on a vibration reference value set based on a vibration signal generated when an external force is applied to the casting in a predetermined state. The vibration reference value according to the state of the casting can be easily set, and the reliability of the determination can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の一形態である鋳物の内部空
洞検査装置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a casting internal cavity inspection device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の他の実施の形態である鋳物の内部
空洞検査装置の構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a casting internal cavity inspection apparatus according to another embodiment of the present invention.

【図3】 さらに、この発明の他の実施の形態である鋳
物の内部空洞検査装置の構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a casting internal cavity inspection apparatus according to another embodiment of the present invention.

【図4】 さらに、この発明の他の実施の形態である鋳
物の内部空洞検査装置の構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a casting internal cavity inspection apparatus according to another embodiment of the present invention.

【図5】 さらに、この発明の他の実施の形態である鋳
物の内部空洞検査装置の構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a casting internal cavity inspection apparatus according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 鋳物、2 ハンマ、3 マイクロホン、4 増幅
器、5 アナログBPF、6 整流器、7 ピークホー
ルド回路、8 補正器、9 比較器、10 基準値設定
器、11 加振力センサ、12 増幅器、13 整流
器、14 ピークホールド、15 比率演算器、16
基準値設定器、17 トリガ検出器、18 警報器、1
9 比率判定器、20 レンジ自動設定器、21 レン
ジオーバ検出器、31 整流器、32 ピークホール
ド、33 レンジ自動設定器、34 レンジオーバ検出
器、41 最大値演算器、51,52 A/D変換器、
53 最大値演算器、61 デジタルBPF、62 整
流器、63 最大値演算器、64 補正器、65 比較
器、66 基準値設定器、71 ウェーブレット変換演
算器、81 短時間FFT演算器。
Reference Signs List 1 casting, 2 hammer, 3 microphone, 4 amplifier, 5 analog BPF, 6 rectifier, 7 peak hold circuit, 8 corrector, 9 comparator, 10 reference value setting device, 11 excitation force sensor, 12 amplifier, 13 rectifier, 14 peak hold, 15 ratio calculator, 16
Reference value setting device, 17 trigger detector, 18 alarm device, 1
9 Ratio judgment device, 20 range automatic setting device, 21 range over detector, 31 rectifier, 32 peak hold, 33 range automatic setting device, 34 range over detector, 41 maximum value calculator, 51, 52 A / D converter ,
53 maximum value calculator, 61 digital BPF, 62 rectifier, 63 maximum value calculator, 64 corrector, 65 comparator, 66 reference value setter, 71 wavelet transform calculator, 81 short-time FFT calculator.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G047 AA07 BC04 BC09 CA03 CA07 EA04 EA11 GG08 GG09 GG12 GG16 GG17 GG24 GG27 GG33 GG41 2G055 AA01 AA04 BA07 EA08 FA08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2G047 AA07 BC04 BC09 CA03 CA07 EA04 EA11 GG08 GG09 GG12 GG16 GG17 GG24 GG27 GG33 GG41 2G055 AA01 AA04 BA07 EA08 FA08

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外力を加えられた鋳物から発生する振動
を振動信号として検出する信号検出手段と、上記振動信
号を複数の所定の周波数帯域毎の時系列信号に変換する
変換手段と、上記時系列信号の最大値を上記周波数帯域
毎に抽出する抽出手段と、上記各最大値をあらかじめ設
定された上記周波数帯域毎の振動基準値と比較する比較
手段とを備えた鋳物の内部空洞検査装置。
1. A signal detecting means for detecting a vibration generated from a casting to which an external force is applied as a vibration signal; a converting means for converting the vibration signal into a time series signal for each of a plurality of predetermined frequency bands; An apparatus for inspecting an internal cavity of a casting, comprising: extracting means for extracting the maximum value of a series signal for each of the frequency bands; and comparing means for comparing each of the maximum values with a preset vibration reference value for each of the frequency bands.
【請求項2】 変換手段は振動信号の所定の周波数帯域
の周波数成分を通過させる複数の帯域フィルタであり、
抽出手段は上記各帯域フィルタを通過した上記周波数成
分を整流しこの整流された周波数成分の各ピーク値の内
最大のものを各々最大値として抽出するものであること
を特徴とする請求項1に記載の鋳物の内部空洞検査装
置。
2. The converting means is a plurality of bandpass filters for passing a frequency component of a predetermined frequency band of the vibration signal,
2. The method according to claim 1, wherein the extracting means rectifies the frequency components passing through the band-pass filters, and extracts a maximum value among peak values of the rectified frequency components as maximum values. An internal cavity inspection device for the casting described.
【請求項3】 変換手段は振動信号をウェーブレット変
換するウェーブレット変換手段であり、抽出手段は上記
ウェーブレット変換手段による変換結果に基づき周波数
帯域毎の最大値を抽出するものであることを特徴とする
請求項1に記載の鋳物の内部空洞検査装置。
3. The method according to claim 1, wherein the transforming means is a wavelet transforming means for performing a wavelet transform on the vibration signal, and the extracting means extracts a maximum value for each frequency band based on a result of the transformation by the wavelet transforming means. Item 2. An apparatus for inspecting an internal cavity of a casting according to Item 1.
【請求項4】 変換手段は振動信号を短時間高速フーリ
エ変換する短時間高速フーリエ変換手段であり、抽出手
段は上記短時間高速フーリエ変換手段による変換結果に
基づき周波数帯域毎の最大値を抽出するものであること
を特徴とする請求項1に記載の鋳物の内部空洞検査装
置。
4. The short-time fast Fourier transform means for short-time fast Fourier transform of the vibration signal, and the extracting means extracts a maximum value for each frequency band based on the result of the short-time fast Fourier transform means. The internal cavity inspection device for a casting according to claim 1, wherein the inspection device comprises:
【請求項5】 加えられた外力の大きさを検出する外力
検出手段を設けるとともに、外力の大きさに応じて振動
信号、時系列信号、最大値、及び振動基準値の少なくと
も1つを補正する補正手段を設けたことを特徴とする請
求項1に記載の鋳物の内部空洞検査装置。
5. An external force detecting means for detecting the magnitude of the applied external force, and correcting at least one of a vibration signal, a time-series signal, a maximum value, and a vibration reference value according to the magnitude of the external force. The apparatus according to claim 1, further comprising a correction unit.
【請求項6】 加えられた外力の大きさを検出する外力
検出手段を設けるとともに、外力の大きさが所定値を超
えたとき信号検出手段、変換手段、抽出手段、及び比較
手段の少なくとも1つの動作の開始を指令する指令手段
を設けたことを特徴とする請求項1に記載の鋳物の内部
空洞検査装置。
6. An external force detecting means for detecting the magnitude of the applied external force, and at least one of a signal detecting means, a converting means, an extracting means, and a comparing means when the magnitude of the external force exceeds a predetermined value. 2. The apparatus according to claim 1, further comprising command means for commanding the start of operation.
【請求項7】 加えられた外力の大きさを外力信号とし
て検出する外力検出手段を設けるとともに、上記外力信
号を予め設定された外力基準値にて除した比率を求める
比率演算手段と、上記比率に基づき振動信号と時系列信
号と最大値と振動基準値とのうちの少なくとも1つを補
正することにより比較手段における最大値と振動基準値
との関係を変更する補正手段と、上記比率が所定範囲内
であるか否かを判定する比率判定手段とを設けたことを
特徴とする請求項1に記載の鋳物の内部空洞検査装置。
7. An external force detecting means for detecting the magnitude of the applied external force as an external force signal, and a ratio calculating means for calculating a ratio obtained by dividing the external force signal by a preset external force reference value; Correcting means for correcting at least one of the vibration signal, the time-series signal, the maximum value, and the vibration reference value based on the relationship to change the relationship between the maximum value and the vibration reference value in the comparing means; The apparatus according to claim 1, further comprising a ratio determination unit configured to determine whether the ratio is within the range.
【請求項8】 外力信号を増幅して増幅外力信号として
出力する外力信号増幅手段と振動信号を増幅して増幅振
動信号として出力する振動信号増幅手段とを設け、比率
演算手段を上記増幅外力信号を外力信号として用いるも
のとし、変換手段を上記増幅振動信号を振動信号として
用いるものとし、上記増幅外力信号と上記増幅振動信号
との少なくとも一方の波高値が所定値を超えたことを検
出するレンジオーバ検出手段を設けたことを特徴とする
請求項7に記載の鋳物の内部空洞検査装置。
8. An external force signal amplifying means for amplifying an external force signal and outputting it as an amplified external force signal, and a vibration signal amplifying means for amplifying a vibration signal and outputting the amplified vibration signal as an amplified vibration signal, wherein the ratio calculating means comprises the amplified external force signal. Is used as an external force signal, the converting means uses the amplified vibration signal as a vibration signal, and a range for detecting that the peak value of at least one of the amplified external force signal and the amplified vibration signal exceeds a predetermined value. The apparatus according to claim 7, further comprising an over-detection means.
【請求項9】 外力信号増幅手段と振動信号増幅手段と
の少なくとも一方の増幅率を自動的に設定する増幅率自
動設定手段を設けたことを特徴とする請求項8に記載の
鋳物の内部空洞検査装置。
9. An internal cavity of a casting according to claim 8, further comprising automatic gain setting means for automatically setting the gain of at least one of the external force signal amplifying means and the vibration signal amplifying means. Inspection equipment.
【請求項10】 比較手段は、所定の状態の鋳物に外力
が加えられたときに発生する振動信号に基づいて設定さ
れた振動基準値に基づき比較を行うものであることを特
徴とする請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の鋳
物の内部空洞検査装置。
10. The comparison means according to claim 1, wherein the comparison is performed based on a vibration reference value set based on a vibration signal generated when an external force is applied to the casting in a predetermined state. The casting internal cavity inspection device according to any one of claims 1 to 9.
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