JP2002122574A - 損傷センシングシート - Google Patents
損傷センシングシートInfo
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- damage
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- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/07—Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
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- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
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- G01—MEASURING; TESTING
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、センサを構造体に埋め込むことな
く、単に構造体に貼り付けるだけで、損傷位置・損傷形
態を正確に把握できる非破壊検査手段を提供することに
ある。 【解決手段】本発明の損傷センシングシートは、複数の
圧電素子と電極を配置した樹脂製フィルムにおいて、圧
電素子の１つに電気信号を入力して弾性波を発生させる
とともに、該弾性波を他の圧電素子で検知するようにし
たことを特徴とする。
く、単に構造体に貼り付けるだけで、損傷位置・損傷形
態を正確に把握できる非破壊検査手段を提供することに
ある。 【解決手段】本発明の損傷センシングシートは、複数の
圧電素子と電極を配置した樹脂製フィルムにおいて、圧
電素子の１つに電気信号を入力して弾性波を発生させる
とともに、該弾性波を他の圧電素子で検知するようにし
たことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、陸海空輸送機、車両お
よび鉄骨構造体の経年変化や欠陥発生を常時モニタリン
グする損傷検知装置に関する。
よび鉄骨構造体の経年変化や欠陥発生を常時モニタリン
グする損傷検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、航空機、自動車、および高速道路
架橋支柱のような大型構造物の点検には、打音検査、蛍
光探傷法による目視検査などの人的検査法が主流であ
る。また、形状の決まっている構造体には、超音波によ
る損傷検査及びアコースティックエミッション法による
損傷診断が用いられている。また、稼動中の構造体にお
ける点検では光ファイバの損傷診断機能を活用した光フ
ァイバ埋設法や圧電素子によるセンシング機能に着目し
た方法（例えば、特開平６−３０８０９９号公報参照）
が用いられている。
架橋支柱のような大型構造物の点検には、打音検査、蛍
光探傷法による目視検査などの人的検査法が主流であ
る。また、形状の決まっている構造体には、超音波によ
る損傷検査及びアコースティックエミッション法による
損傷診断が用いられている。また、稼動中の構造体にお
ける点検では光ファイバの損傷診断機能を活用した光フ
ァイバ埋設法や圧電素子によるセンシング機能に着目し
た方法（例えば、特開平６−３０８０９９号公報参照）
が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】打音検査、蛍光探傷法
による目視検査などの人的検査法は、熟練者の勘にたよ
るだけでなく検査場所および検査時間も限定されるとい
う欠点がある。また、超音波による損傷検査は、超音波
の発信機・受信機を材料の表面に沿って移動させながら
検査するものであるから移動物体のようなものには適用
出来ないものである。また、アコースティックエミッシ
ョン法による損傷診断では、アコースティックエミッシ
ョン波形解析技術が材料内のクラックのミクロな進展を
捕らえる技術であるため構造体に発生した損傷を数セン
チメートル単位で把握するには情報量が大きく即時の検
査には不適切であった。
による目視検査などの人的検査法は、熟練者の勘にたよ
るだけでなく検査場所および検査時間も限定されるとい
う欠点がある。また、超音波による損傷検査は、超音波
の発信機・受信機を材料の表面に沿って移動させながら
検査するものであるから移動物体のようなものには適用
出来ないものである。また、アコースティックエミッシ
ョン法による損傷診断では、アコースティックエミッシ
ョン波形解析技術が材料内のクラックのミクロな進展を
捕らえる技術であるため構造体に発生した損傷を数セン
チメートル単位で把握するには情報量が大きく即時の検
査には不適切であった。
【０００４】また、光ファイバ埋設法では、光ファイバ
自体が脆性材料であるため、構造体への過負荷や衝撃力
により光ファイバセンサが破断してしまうという欠点が
あった。また、圧電素子のセンシング機能に着目した特
開平６−３０８０９９号公報に示されたものでは、構造
体の両側面に発信用の圧電素子と受信用の圧電素子とを
押圧するようにしているため、装置が大型になり、ま
た、 損傷形態標定などの定量的な欠陥評価を得るまで
には至っていない。そこで、本発明の目的は、センサを
構造体に埋め込むことなく、単に構造体に貼り付けるだ
けで、損傷位置・損傷形態を正確に把握できる非破壊検
査手段を提供することにある。本発明は具体的には、樹
脂製フィルム上に圧電素子を配置したセンシングシート
あるいは該センシングシートを複合材料に貼着したセン
シングシート複合体を被検査体である構造体に貼り付け
て使用することにより、損傷位置の標定精度と損傷形態
把握機能を有効に発揮させる損傷センシングシートを提
供する。
自体が脆性材料であるため、構造体への過負荷や衝撃力
により光ファイバセンサが破断してしまうという欠点が
あった。また、圧電素子のセンシング機能に着目した特
開平６−３０８０９９号公報に示されたものでは、構造
体の両側面に発信用の圧電素子と受信用の圧電素子とを
押圧するようにしているため、装置が大型になり、ま
た、 損傷形態標定などの定量的な欠陥評価を得るまで
には至っていない。そこで、本発明の目的は、センサを
構造体に埋め込むことなく、単に構造体に貼り付けるだ
けで、損傷位置・損傷形態を正確に把握できる非破壊検
査手段を提供することにある。本発明は具体的には、樹
脂製フィルム上に圧電素子を配置したセンシングシート
あるいは該センシングシートを複合材料に貼着したセン
シングシート複合体を被検査体である構造体に貼り付け
て使用することにより、損傷位置の標定精度と損傷形態
把握機能を有効に発揮させる損傷センシングシートを提
供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の損傷センシングシートは、複数の圧電素子
と電極を配置した樹脂製フィルムにおいて、圧電素子の
１つに電気信号を入力して弾性波を発生させるととも
に、該弾性波を他の圧電素子で検知するようにしたこと
を特徴とする。
め、本発明の損傷センシングシートは、複数の圧電素子
と電極を配置した樹脂製フィルムにおいて、圧電素子の
１つに電気信号を入力して弾性波を発生させるととも
に、該弾性波を他の圧電素子で検知するようにしたこと
を特徴とする。
【０００６】また、本発明の損傷センシングシートは、
樹脂製フィルムをポリイミド又はポリエーテルイミドか
ら形成したことを特徴とする。また、本発明の損傷セン
シングシートは、複数の圧電素子を配置した一方の樹脂
製フィルムと、前記複数の圧電素子と電極コネクタとを
それぞれ結ぶ導電回路を配置した他方の樹脂製フィルム
とを貼着したことを特徴とする。また、本発明の損傷セ
ンシングシートは、複数の圧電素子を配置した一方の樹
脂製フィルムの外面側に粘着層を形成し、その外面に保
護層を貼着したことを特徴とする。また、本発明の損傷
センシングシートは、樹脂製フィルム内に、弾性波を出
力するための少なくとも１つの圧電素子と該弾性波を検
知する３ケ以上の圧電素子を所定の距離に配置したこと
を特徴とする。
樹脂製フィルムをポリイミド又はポリエーテルイミドか
ら形成したことを特徴とする。また、本発明の損傷セン
シングシートは、複数の圧電素子を配置した一方の樹脂
製フィルムと、前記複数の圧電素子と電極コネクタとを
それぞれ結ぶ導電回路を配置した他方の樹脂製フィルム
とを貼着したことを特徴とする。また、本発明の損傷セ
ンシングシートは、複数の圧電素子を配置した一方の樹
脂製フィルムの外面側に粘着層を形成し、その外面に保
護層を貼着したことを特徴とする。また、本発明の損傷
センシングシートは、樹脂製フィルム内に、弾性波を出
力するための少なくとも１つの圧電素子と該弾性波を検
知する３ケ以上の圧電素子を所定の距離に配置したこと
を特徴とする。
【０００７】また、本発明の損傷センシングシートは、
弾性波を出力するための圧電素子と該弾性波を検知する
ための圧電素子とを等距離に配置したことを特徴する。
また、本発明の損傷センシングシート複合体は、損傷セ
ンシングシートを複合材料中に埋設あるいは貼着したこ
とを特徴とする。また、本発明の損傷センシングシート
複合体は、複合材料をカーボン繊維系複合材料又はガラ
ス繊維系複合材料から形成したことを特徴とする。ま
た、本発明の損傷センシングシート複合体は、一方の複
合材料製シートの外面側に粘着層を形成し、その外面に
保護層を貼着したことを特徴とする。また、本発明の損
傷センシングシート複合体は、圧電素子に用いる圧電材
料のキューリー温度を樹脂製フィルムおよび複合材料の
製造温度より５０℃以上高くしたことを特徴とする。
弾性波を出力するための圧電素子と該弾性波を検知する
ための圧電素子とを等距離に配置したことを特徴する。
また、本発明の損傷センシングシート複合体は、損傷セ
ンシングシートを複合材料中に埋設あるいは貼着したこ
とを特徴とする。また、本発明の損傷センシングシート
複合体は、複合材料をカーボン繊維系複合材料又はガラ
ス繊維系複合材料から形成したことを特徴とする。ま
た、本発明の損傷センシングシート複合体は、一方の複
合材料製シートの外面側に粘着層を形成し、その外面に
保護層を貼着したことを特徴とする。また、本発明の損
傷センシングシート複合体は、圧電素子に用いる圧電材
料のキューリー温度を樹脂製フィルムおよび複合材料の
製造温度より５０℃以上高くしたことを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明に係る上記損傷センシングシートあるい
は損傷センシングシート複合体を被検査体である構造体
に必要な数だけ貼り付けておき、それぞれの損傷センシ
ングシートの１つの圧電素子に駆動電圧を印加して発振
させ、発振に伴って発生する弾性波を他の圧電素子で検
出する。検出された弾性波の出力信号をプリアンプで増
幅し、コンピュータで解析すれば被検査体である構造体
内部の不連続部分等を欠陥として検出することが可能と
なる。
は損傷センシングシート複合体を被検査体である構造体
に必要な数だけ貼り付けておき、それぞれの損傷センシ
ングシートの１つの圧電素子に駆動電圧を印加して発振
させ、発振に伴って発生する弾性波を他の圧電素子で検
出する。検出された弾性波の出力信号をプリアンプで増
幅し、コンピュータで解析すれば被検査体である構造体
内部の不連続部分等を欠陥として検出することが可能と
なる。
【０００９】また、予め既知の損傷状態におけるパルス
出力波形をデータベース化しておき、位置標定された部
位の圧電素子に駆動電圧を印加して発振させ、他の圧電
素子ににおける出力波形をモニタリングすることにより
構造体の劣化診断を行うこともできる。また、波形検出
用の圧電素子はできるだけ広範囲な検出面積を得るため
に少なくとも３個は必要であり、検出精度や損傷の位置
標定のためにカバーする面積を考慮すると検出用の圧電
素子はできるだけ多い方が有効であるが、計算時間が長
くなるため３〜８個が妥当な数である。
出力波形をデータベース化しておき、位置標定された部
位の圧電素子に駆動電圧を印加して発振させ、他の圧電
素子ににおける出力波形をモニタリングすることにより
構造体の劣化診断を行うこともできる。また、波形検出
用の圧電素子はできるだけ広範囲な検出面積を得るため
に少なくとも３個は必要であり、検出精度や損傷の位置
標定のためにカバーする面積を考慮すると検出用の圧電
素子はできるだけ多い方が有効であるが、計算時間が長
くなるため３〜８個が妥当な数である。
【００１０】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１、２に損傷
センシングシートの１つの例を示してある。一方の樹脂
フィルム３の上面に、セラミックス製圧電素子から成る
４個の検出素子１と１個のアクチュエータ２を配置す
る。樹脂フィルム３はポリエーテルイミドフィルムから
形成される。また、検出素子１は４隅に、アクチュエー
タ２は中央に配置され、貼り付けられる。他方の樹脂フ
ィルム５に、その１隅にコネクター４を配置するととも
に、その下面に該コネクター４と検出素子１およびアク
チュエータ２とをそれぞれ接続するように電極回路６を
導電ペーストにて印刷・乾燥して形成する。その後、検
出素子１およびアクチュエータ２の配置された面と電極
回路が配置された面とが接合するようにして樹脂フィル
ム３と樹脂フィルム５とを貼り合わせて損傷センシング
シートを作成する。このような構造とすることにより、
検出素子１，アクチュエータ２および電極回路６はポリ
エーテルイミドフィルムで覆われるため、外部の水分、
塵埃等で汚染されることがなく、また、機能を損なうこ
ともない。
センシングシートの１つの例を示してある。一方の樹脂
フィルム３の上面に、セラミックス製圧電素子から成る
４個の検出素子１と１個のアクチュエータ２を配置す
る。樹脂フィルム３はポリエーテルイミドフィルムから
形成される。また、検出素子１は４隅に、アクチュエー
タ２は中央に配置され、貼り付けられる。他方の樹脂フ
ィルム５に、その１隅にコネクター４を配置するととも
に、その下面に該コネクター４と検出素子１およびアク
チュエータ２とをそれぞれ接続するように電極回路６を
導電ペーストにて印刷・乾燥して形成する。その後、検
出素子１およびアクチュエータ２の配置された面と電極
回路が配置された面とが接合するようにして樹脂フィル
ム３と樹脂フィルム５とを貼り合わせて損傷センシング
シートを作成する。このような構造とすることにより、
検出素子１，アクチュエータ２および電極回路６はポリ
エーテルイミドフィルムで覆われるため、外部の水分、
塵埃等で汚染されることがなく、また、機能を損なうこ
ともない。
【００１１】使用に当たっては、被検査体である構造物
にこの損傷センシングシートを貼り付けておき、コネク
ター４を通して直流電源１．５Ｖで０．１Ｈｚの矩形波
をアクチュエータ２に印加する。すると、アクチュエー
タ２は発振し、発振した弾性波は構造体内部を伝搬して
検出素子１にて検出される。この際、アクチュエータ２
と検出素子１の間に位置する構造体の内部状態により、
それぞれの検出素子１で検出される弾性波の波形は異な
ったものとなる。それぞれの検出素子１で検出された信
号をプリアンプで増幅してコンピュータで解析する。こ
の時、アクチュエータ２と検出素子１との距離がわかっ
ているので伝播速度を検出することが可能である。同時
に、波形の変化から、被検査体内部の弾性特性の不連続
部分を欠陥として検出することができる。この操作を１
週間に１度行い、各週ごとの伝播速度および波形を比較
することで欠陥の進展を確認できるばかりでなく、損傷
位置の大きさや破壊の形態を検出することが可能とな
る。
にこの損傷センシングシートを貼り付けておき、コネク
ター４を通して直流電源１．５Ｖで０．１Ｈｚの矩形波
をアクチュエータ２に印加する。すると、アクチュエー
タ２は発振し、発振した弾性波は構造体内部を伝搬して
検出素子１にて検出される。この際、アクチュエータ２
と検出素子１の間に位置する構造体の内部状態により、
それぞれの検出素子１で検出される弾性波の波形は異な
ったものとなる。それぞれの検出素子１で検出された信
号をプリアンプで増幅してコンピュータで解析する。こ
の時、アクチュエータ２と検出素子１との距離がわかっ
ているので伝播速度を検出することが可能である。同時
に、波形の変化から、被検査体内部の弾性特性の不連続
部分を欠陥として検出することができる。この操作を１
週間に１度行い、各週ごとの伝播速度および波形を比較
することで欠陥の進展を確認できるばかりでなく、損傷
位置の大きさや破壊の形態を検出することが可能とな
る。
【００１２】樹脂フィルム３又は５の形状は正方形ある
いは長方形のどちらでも良く、また、アクチュエータ２
と検出素子１の間隔は同じ方がデータ処理には望ましい
が、異なっていても特に問題はない。また、損傷検出範
囲はアクチュエータ２と検出素子１とを結んだ範囲とな
るため、検出素子１の数は多いほど検出精度上望ましい
が、計算に時間がかかるため、実用上アクチュエータ１
個に対して検出素子の数は３〜８個が適切である。
いは長方形のどちらでも良く、また、アクチュエータ２
と検出素子１の間隔は同じ方がデータ処理には望ましい
が、異なっていても特に問題はない。また、損傷検出範
囲はアクチュエータ２と検出素子１とを結んだ範囲とな
るため、検出素子１の数は多いほど検出精度上望ましい
が、計算に時間がかかるため、実用上アクチュエータ１
個に対して検出素子の数は３〜８個が適切である。
【００１３】図３は、１つの検出素子で捉えた初期波形
（上方図）と１ヶ月後の波形（下方図）を比較した図で
あるが、１ヶ月後の波形は初期波形と比較して弾性波立
ち上がりがδｔだけ遅れており、アクチュエータ２と検
出素子１との間の材料の質的変化すなわち、クラック、
剥離等による弾性定数の変化がおきていることが推測さ
れる。また、検出素子１で把握した波形や到達時間から
損傷の種類や発生場所を特定することができる。
（上方図）と１ヶ月後の波形（下方図）を比較した図で
あるが、１ヶ月後の波形は初期波形と比較して弾性波立
ち上がりがδｔだけ遅れており、アクチュエータ２と検
出素子１との間の材料の質的変化すなわち、クラック、
剥離等による弾性定数の変化がおきていることが推測さ
れる。また、検出素子１で把握した波形や到達時間から
損傷の種類や発生場所を特定することができる。
【００１４】（実施の形態２）図４は実施の形態１の変
形例を示したものである。この例では、一方の樹脂製フ
ィルム３にポリエーテルイミドフィルムを用い、この一
面の１隅にアクチュエータ２を１個配置し、他の３隅に
検出素子１を３個配置するものであるが、その他の構成
は実施の形態１と同じである。この例では、検出素子１
が３個であるため波形解析機能が若干低下するが実用上
何ら問題はない。
形例を示したものである。この例では、一方の樹脂製フ
ィルム３にポリエーテルイミドフィルムを用い、この一
面の１隅にアクチュエータ２を１個配置し、他の３隅に
検出素子１を３個配置するものであるが、その他の構成
は実施の形態１と同じである。この例では、検出素子１
が３個であるため波形解析機能が若干低下するが実用上
何ら問題はない。
【００１５】（実施の形態３）図５は損傷センシングシ
ート複合体の例を示したものである。アクチュエータ２
および検出素子１を配置した樹脂フィルム３及び電極回
路６を配置した樹脂フィルム５は図１，２に示した実施
の形態１あるいは図４に示した実施の形態２と同じもの
を用いる。７は、アクチュエータ２および検出素子１の
位置に穴を開けた中間層としてのシートであり、また、
８は強度部材としてのシートである。シート７は、シー
ト８で検出素子１およびアクチュエータ２を挟んで圧着
したときに検出素子１およびアクチュエータ２が割れた
りして破損することを防止するための、クッションの役
割を果たすものである。
ート複合体の例を示したものである。アクチュエータ２
および検出素子１を配置した樹脂フィルム３及び電極回
路６を配置した樹脂フィルム５は図１，２に示した実施
の形態１あるいは図４に示した実施の形態２と同じもの
を用いる。７は、アクチュエータ２および検出素子１の
位置に穴を開けた中間層としてのシートであり、また、
８は強度部材としてのシートである。シート７は、シー
ト８で検出素子１およびアクチュエータ２を挟んで圧着
したときに検出素子１およびアクチュエータ２が割れた
りして破損することを防止するための、クッションの役
割を果たすものである。
【００１６】シート７およびシート８を形成するに当た
っては、穴を開けたプリプレグと穴のないプリプレグと
を準備し、これらの間に前記の樹脂フィルム３および５
を挟み込み、約１８０℃の温度、３００ｋＰａの加重で
１５分間シートの加圧プレスを行った後、６０℃以下に
なったら圧力を抜く。昇温速度は２℃／分、降温速度は
３℃／分が望ましい。シート７および８の材料としては
ガラス繊維系複合材料又はカーボン繊維系複合材料が用
いられる。このようにして形成された損傷センシングシ
ート複合体を被検査体である構造物に貼り付けて使用す
るものであるが、その使用態様は上記した実施の形態１
と同様である。
っては、穴を開けたプリプレグと穴のないプリプレグと
を準備し、これらの間に前記の樹脂フィルム３および５
を挟み込み、約１８０℃の温度、３００ｋＰａの加重で
１５分間シートの加圧プレスを行った後、６０℃以下に
なったら圧力を抜く。昇温速度は２℃／分、降温速度は
３℃／分が望ましい。シート７および８の材料としては
ガラス繊維系複合材料又はカーボン繊維系複合材料が用
いられる。このようにして形成された損傷センシングシ
ート複合体を被検査体である構造物に貼り付けて使用す
るものであるが、その使用態様は上記した実施の形態１
と同様である。
【００１７】（実施の形態４）図６は、図２に示した損
傷センシングシートの樹脂製フィルム３の外面側に粘着
層９を形成し、その外面に保護層１０を貼着したもので
ある。使用に当たっては、保護層１０を粘着層９から剥
がし、粘着層９を被検査体である構造体の検査面に貼り
付ければ良い。また、粘着層９を、図５に示した複合材
料製シート８の外面側に形成し、その外面に保護層１０
を貼着して構成することもできる。
傷センシングシートの樹脂製フィルム３の外面側に粘着
層９を形成し、その外面に保護層１０を貼着したもので
ある。使用に当たっては、保護層１０を粘着層９から剥
がし、粘着層９を被検査体である構造体の検査面に貼り
付ければ良い。また、粘着層９を、図５に示した複合材
料製シート８の外面側に形成し、その外面に保護層１０
を貼着して構成することもできる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による損傷
センシングシート及び損傷センシングシート複合体は被
検査体に貼り付けるだけで使用できるので、鉄骨構造
体、車体などセンサを埋設できない構造物や稼動してい
る部材にも適用でき、構造体における損傷を断続的ある
いは継続的に把握することが可能となる。また、アクチ
ュエータ及び検出素子に用いる圧電素子は、その厚みが
数百ミクロンオーダーの薄膜であることから、カーボン
系あるいはガラス繊維系複合材料への貼り付けも比較的
容易である。
センシングシート及び損傷センシングシート複合体は被
検査体に貼り付けるだけで使用できるので、鉄骨構造
体、車体などセンサを埋設できない構造物や稼動してい
る部材にも適用でき、構造体における損傷を断続的ある
いは継続的に把握することが可能となる。また、アクチ
ュエータ及び検出素子に用いる圧電素子は、その厚みが
数百ミクロンオーダーの薄膜であることから、カーボン
系あるいはガラス繊維系複合材料への貼り付けも比較的
容易である。
【００１９】さらに、圧電素子は高感度で安価あること
から、光フィバセンサに比較して有利である。また、圧
電素子は脆性材料であるため、過負荷や衝撃により破断
する危険性があるが、適宜の間隔でパルスの入力を行う
ことにより、圧電素子網自体の健全性の評価が可能とな
る。したがって、数個の圧電素子に破損が生じたとして
も、構造システム全体の再構築を行うことなく、ソフト
ウエアの組み替えにより対処出きる利点がある。
から、光フィバセンサに比較して有利である。また、圧
電素子は脆性材料であるため、過負荷や衝撃により破断
する危険性があるが、適宜の間隔でパルスの入力を行う
ことにより、圧電素子網自体の健全性の評価が可能とな
る。したがって、数個の圧電素子に破損が生じたとして
も、構造システム全体の再構築を行うことなく、ソフト
ウエアの組み替えにより対処出きる利点がある。
【図１】本発明の実施の形態１に係るもので、上方の樹
脂製フィルムを除いた状態を示した平面図である。
脂製フィルムを除いた状態を示した平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るものの斜視図であ
る。
る。
【図３】本発明の損傷センシングシートを用いて計測し
た初期波形と一定時間経過後の波形の比較図である。
た初期波形と一定時間経過後の波形の比較図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係るもので、上方の樹
脂製フィルムを除いた状態を示した平面図である。
脂製フィルムを除いた状態を示した平面図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係るものの斜視図であ
る。
る。
【図６】本発明の実施の形態４に係るものの斜視図であ
る。
る。
１ 検出素子 ２ アクチュエータ ３、５ 樹脂フィルム ４ コネクタ ６ 電極回路 ７，８ 複合材料製シート ９ 粘着層 １０ 保護層
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G047 AA07 AC00 BA02 BA03 BC02 BC09 BC10 BC11 DA01 EA10 GA02 GA09 GA14 GB32 GB33 GB36 GG27 GG30 5D019 BB02 BB12 BB17 FF05 5D107 AA12 BB09 CC01 CC05 CC10 CC12 CC13
Claims (10)
- 【請求項１】複数の圧電素子と電極を配置した樹脂製フ
ィルムにおいて、圧電素子の１つに駆動電圧を印加して
弾性波を発生させるとともに、該弾性波を他の圧電素子
で検知するようにしたことを特徴とする損傷センシング
シート - 【請求項２】樹脂製フィルムをポリイミド又はポリエー
テルイミドから形成したことを特徴とする請求項１記載
の損傷センシングシート - 【請求項３】複数の圧電素子を配置した一方の樹脂製フ
ィルムと、前記複数の圧電素子と電極コネクタとをそれ
ぞれ結ぶ導電回路を配置した他方の樹脂製フィルムとを
貼着したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の
損傷センシングシート - 【請求項４】複数の圧電素子を配置した一方の樹脂製フ
ィルムの外面側に粘着層を形成し、その外面に保護層を
貼着したことを特徴とする請求項３記載の損傷センシン
グシート - 【請求項５】樹脂製フィルム内に、弾性波を出力するた
めの少なくとも１つの圧電素子と該弾性波を検知する３
ケ以上の圧電素子を所定の距離に配置したことを特徴と
する請求項１乃至請求項４いずれかに記載の損傷センシ
ングシート - 【請求項６】弾性波を出力するための圧電素子と該弾性
波を検知するための圧電素子とを等距離に配置したこと
を特徴とする請求項５記載の損傷センシングシート - 【請求項７】請求項１乃至請求項６いずれかに記載の損
傷センシングシートを複合材料製シート中に埋設あるい
は貼着したことを特徴とする損傷センシングシート複合
体 - 【請求項８】請求項７記載の複合材料製シートをカーボ
ン繊維系複合材料又はガラス繊維系複合材料から形成し
たことを特徴とする損傷センシングシート複合体 - 【請求項９】一方の複合材料製シートの外面側に粘着層
を形成し、その外面に保護層を貼着したことを特徴とす
る請求項７又は請求項８記載の損傷センシングシート複
合体 - 【請求項１０】圧電素子に用いる圧電材料のキューリー
温度を樹脂製フィルムおよび複合材料の製造温度より５
０℃以上高くしたことを特徴とする請求項１乃至請求項
９のいずれかに記載の損傷センシングシート又は損傷セ
ンシングシート複合体
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|---|---|---|---|
| JP2000311782A JP3459982B2 (ja) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | 損傷センシングシート |
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|---|---|---|---|
| JP2000311782A JP3459982B2 (ja) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | 損傷センシングシート |
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|---|---|
| JP2002122574A true JP2002122574A (ja) | 2002-04-26 |
| JP3459982B2 JP3459982B2 (ja) | 2003-10-27 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3459982B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003515730A (ja) * | 1999-11-23 | 2003-05-07 | ザ ボード オブ トラスティーズ オブ ザ リーランド スタンフォード ジュニア ユニバーシティ | 複合材料および金属材料の構造的一体性を検出する診断層および方法 |
| JP2007003443A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 異常状態検出方法およびシート状圧電センサ |
| KR20210119708A (ko) * | 2020-03-25 | 2021-10-06 | 한국세라믹기술원 | 압전 복합체 손상 감지 센서, 비파괴 검사 장치 및 비파괴 검사 방법 |
| KR20230037312A (ko) * | 2021-09-09 | 2023-03-16 | 한국세라믹기술원 | 압전 복합체 손상 탐지 센서 및 비파괴 검사 장치 |
-
2000
- 2000-10-12 JP JP2000311782A patent/JP3459982B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003515730A (ja) * | 1999-11-23 | 2003-05-07 | ザ ボード オブ トラスティーズ オブ ザ リーランド スタンフォード ジュニア ユニバーシティ | 複合材料および金属材料の構造的一体性を検出する診断層および方法 |
| JP4823459B2 (ja) * | 1999-11-23 | 2011-11-24 | ボード オブ トラスティーズ オブ ザ レランド スタンフォード ジュニア ユニバーシティ | 複合材料および金属材料の構造的一体性を検出する診断層および方法 |
| JP2007003443A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 異常状態検出方法およびシート状圧電センサ |
| JP4674363B2 (ja) * | 2005-06-27 | 2011-04-20 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 異常状態検出方法およびシート状圧電センサ |
| KR20210119708A (ko) * | 2020-03-25 | 2021-10-06 | 한국세라믹기술원 | 압전 복합체 손상 감지 센서, 비파괴 검사 장치 및 비파괴 검사 방법 |
| KR102310053B1 (ko) * | 2020-03-25 | 2021-10-08 | 한국세라믹기술원 | 압전 복합체 손상 감지 센서, 비파괴 검사 장치 및 비파괴 검사 방법 |
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| KR102622738B1 (ko) * | 2021-09-09 | 2024-01-08 | 한국세라믹기술원 | 압전 복합체 손상 탐지 센서 및 비파괴 검사 장치 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3459982B2 (ja) | 2003-10-27 |
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