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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は打撃検査装置に関し、特に燃料電池、コンクリート試験片等の欠陥を、これらを打撃した場合の振動に基づき検査する場合に適用して有用なものである。
【0002】
【従来の技術】
燃料電池は、銅板とリンプル材とを接着により積層した多層構造物であり、各層の接着不良等の欠陥を検査する必要がある。このため、従来、燃料電池等の検査対象物を検査するために、打撃検査が行われてきた。具体的には、検査対象物である燃料電池を作業台の上に置き、検査員が燃料電池をハンマで打撃し、その打撃音を聞くことによって良否を判定していた。
【0003】
一方、特開昭61−23966号公報には、鋳物等の検査試料を打撃し、この打撃によって生じた音をマイクロフォンで収音してバンドパスフィルタに通し、バンドパスフィルタからの出力データに基づいて試料の良・不良ランクを判別する自動感応検査装置が開示されている。また、特開平6−34430号公報には、自動車部品等から発生する評価すべき音をマイクロフォンで検出し、検出された音を感応検査によって予め得られているメンバシップ関数に基づいて評価する音質評価装置が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
検査員が燃料電池等を打撃して、その打撃音を判断する打撃検査では、欠陥判別の判断は個人の経験、感性等に頼るため、評価が定量的でなく、結果にばらつきが生じる等の問題がある。
【0005】
一方、特開昭61−23966号公報及び特開平6−34430号公報に記載された検査装置では、マイクロフォンによって打撃音を検出しているので、暗騒音等の周囲のノイズの影響で判定結果の精度が低下するという問題がある。
【0006】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、検査員の経験や感性に頼ることなく均質で、周囲ノイズ等の影響を受けない高精度の検査を行うことができると同時に、汎用性にも優れる打撃検査装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の構成は次の点を特徴とする。
【0008】
1) 平板であるベース部材の表面に複数個配設した弾性部材、各弾性部材で弾性的に支持する支持板及び各支持板の上面にそれぞれ載置した加速度計を有し、各加速度計上に検査対象物を載置するように構成したセンサ部と、
前記検査対象物をセンサ部の各加速度計に当接させて支持した状態でこの検査対象物をハンマー等で叩くことにより加振し、これにより得る各加速度計の出力信号を処理してその周波数特性、位相特性を検出するとともに、さらに場合により特定の周波数における振動モードを検出する信号処理手段と、
健全性が保証されている基準検査対象物を上述の如く加振した場合の前記周波数特性及び位相特性、又は周波数特性、位相特性及び振動モードに基づく基準データと、実測する検査対象物を同様に加振した場合の前記周波数特性及び位相特性、又は周波数特性、位相特性及び振動モードに基づく実測データとを比較し、両データの相関関係に基づき前記検査対象の良否を判定する判定手段とを有すること。
【0009】
2) 平板であるベース部材の表面に複数個配設した弾性部材、各弾性部材で弾性的に支持する支持板及び各支持板の上面にそれぞれ載置した荷重計を有し、各荷重計上に検査対象物を載置するように構成したセンサ部と、
前記検査対象物をセンサ部の各荷重計に当接させて支持した状態でこの検査対象物をハンマー等で叩くことにより加振し、これにより得る各荷重計の出力信号を処理してその周波数特性、位相特性及び当該検査対象物の重量を検出するとともに、さらに場合により特定の周波数における振動モードを検出する信号処理手段と、
健全性が保証されている基準検査対象物を上述の如く加振した場合の前記周波数特性、位相特性及び重量、又は前記周波数特性、位相特性、重量及び振動モードに基づく基準データと、実測する検査対象物を同様に加振した場合の前記周波数特性、位相特性及び重量、又は前記周波数特性、位相特性、重量及び振動モードに基づく実測データとを比較し、両データの相関関係に基づき前記検査対象の良否を判定する判定手段とを有すること。
【0010】
3) 上記1)又は2)に記載する打撃検査装置において、
加速度計又は荷重計を配設する各位置に凹部を形成したベース部材と、
前記凹部に嵌入し得るように形成した小片であるベース片、このベース片の表面に配設した弾性部材、この弾性部材で弾性的に支持する支持板及びこの支持板の上面に載置した加速度計又は荷重計を具備したセンサユニットとを有すること。
【0011】
4) 上記1)乃至3)の何れか一つに記載する打撃検 査装置において、
加速度計又は荷重計の先端部は錐体となっており、この錐体の先端で検査対象物の下方からこの検査対象物に点接触して支持するように構成したこと。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【0013】
<第1の実施の形態>
図1は、本発明の第1の実施の形態による打撃検査装置を示す斜視図である。この打撃検査装置1は、ベース部材2と、ベース部材2に設けられた弾性部分4と、弾性部分4の四隅及び中央に取付けられたセンサである5つの加速度計6a、6b、6c、6d、6eと、加速度計6a乃至6eによって検出された信号を処理するための信号処理装置8とを有する。ベース部材2に設けられた弾性部分4は、ゴム板、スポンジ等の任意適当な弾性部材で構成される。弾性部材4の材質、厚さ等は検査対象物に応じて適宜選択する。5つの加速度計6a乃至6eは、それらの上に検査対象物を支持することができるように、弾性部分4に取付けられる。各加速度計6a乃至6eの配置及び個数は、適用に応じて任意に変更することができる。また、ベース部材2の弾性部分4以外の部分を省略して、ベース部材2全体が弾性部材で構成されても良い。
【0014】
各加速度計6a乃至6eの出力は、信号処理装置8に接続されている。信号処理装置8は、加速度計6a乃至6eの出力信号を周波数分析するための周波数分析部12と、周波数分析部12の分析結果に基づいて検査対象物の欠陥の有無を判定する判別部14と、判別部14の判別結果を表示するための表示部10とを有する。
【0015】
ここで、図2乃至図4を参照して、上記第1の実施の形態に係る打撃検査装置1の作用をその使用態様とともに説明する。
【0016】
図2は、上記打撃検査装置1を用いる打撃試験の態様を概念的に示す説明図である。まず、打撃検査装置1を作業机Dの上に設置し、検査対象物である燃料電池Tを、打撃検査装置1の弾性部分4に取付けられた各加速度計6の上に置く。検査対象物が各加速度計6上に支持されると、検査対象物の重量によって加速度計6を取付けた弾性部分4が一定量変形し、その位置で検査対象物が支持される。次いで、検査員は、燃料電池Tの所定の位置をハンマHで打撃し、燃料電池Tを加振する。検査対象物を打撃する位置は、後述する卓越周波数が明確に検出できるように、適用に応じて検査対象物の隅部、中央部等、適当な位置に設定する。
【0017】
加振により振動が励起された燃料電池Tは、各加速度計6の上で変形・振動する。例えば、燃料電池Tの加速度計6aによって支持されている部分が下方に振動すると、加速度計6aは燃料電池Tによって下方に押圧され、その力によって弾性部分4が変形し、加速度計6aは下方に移動させられる。逆に、燃料電池Tが上方に振動すると、燃料電池Tの自重によって下方に変形していた弾性部分4がもとの形状に復元するので、加速度計6aは弾性部分4によって燃料電池Tに押付けられる。好ましくは、弾性部分4の材質や厚さは、検査対象物の振動の全周期に亘って、加速度計6が検査対象物に接触した状態になるように選択する。このように、各加速度計6は、燃料電池Tの変形・振動に従って、燃料電池Tに当接したまま上下に振動する。各加速度計6の出力信号は、信号処理装置8に送られる。
【0018】
図3(a)は実際の打撃試験を行う前に、健全な検査対象物の基準データを取得するために行う基準データ採取作業の際の信号処理のフローチャートであり、図3(b)は実際の打撃試験を行う際の信号処理のフローチャートである。
【0019】
基準データを取得する場合には、従来の打撃検査方法等によって欠陥がないことが確認されている燃料電池Tを打撃検査装置に載せ、打撃を行う。それ以外の点は、実際の打撃試験の手順と同様である。すなわち、健全な燃料電池Tを打撃することによって振動を発生させ、これに伴う5つの加速度計6a乃至6eによる振動の経時的な波形を検出する。
【0020】
ステップS1では、信号処理装置8に内蔵された周波数分析部12が、それらの時刻歴波形を取得する。
【0021】
次いで、ステップS2では、周波数分析部12が各時刻歴波形の周波数スペクトルを計算する。周波数スペクトルの計算には当業者には良く知られたFET演算(高速フーリエ演算)等を使用することができる。
【0022】
ステップS3では、各周波数スペクトルがピークを示す周波数である卓越周波数を抽出する。図4(a)乃至(e)は、各加速度計6a乃至6eによってそれぞれ取得された時刻歴波形の周波数スペクトルである。ここで、加速度計6aに図4(a)の特性が対応し、以下同様に加速度計6bに図4(b)の特性が、加速度計6cに図4(c)の特性が、加速度計6dに図4(d)の特性がそれぞれ対応している。図4(a)乃至(d)に示す燃料電池Tの四隅における周波数スペクトルには、約1750Hzに卓越周波数があり、図4(e)に示す燃料電池Tの中央における周波数スペクトルには、約3000Hzに卓越周波数がある。
【0023】
ステップS4では、これらの卓越周波数が信号処理装置8に内蔵された判別部14に基準データとして記憶される。かくして、基準データの取得処理を終了する。
【0024】
このとき、好ましくは、検査対象物の質量と、弾性部分4のばね特性とによって規定される固有振動数(剛体モードの固有振動数)が、測定すべき卓越周波数よりも十分に低くなるように、弾性部分4の材質及び厚さを選択して打撃検査装置を構成する。
【0025】
次に、図3(b)を参照して、実際の打撃試験におけるデータ処理手順を説明する。実際の打撃試験では、まず、検査すべき燃料電池Tを打撃検査装置1に載せ、ハンマHで打撃する。図3(b)のステップS11の打撃波形データの取得から、ステップS13の卓越周波数の把握までの処理は、図3(a)のステップS1乃至S3と同様であるので説明を省略する。
【0026】
次いで、ステップS14では、図3(a)のステップS4で判別部14に記憶させておいた基準データの卓越周波数と、ステップS13で抽出された検査すべき燃料電池Tの卓越周波数が、判別部14によって比較される。各周波数スペクトルの卓越周波数が一致した場合には、ステップS15に進み、燃料電池Tに欠陥がない旨が表示部10に表示される。
【0027】
一方、各卓越周波数の何れか一つでも基準データと一致しない場合には、ステップS16に進み、燃料電池Tに欠陥がある旨が表示される。一例として、接着不良等の欠陥がある燃料電池Tにおいては、1750Hzに存在した卓越周波数が約1500Hzに低下し、3000Hzに存在した卓越周波数が約2300Hzに低下する。本形態では、1750Hzの卓越周波数が1550Hz以下に、又は3000Hzの卓越周波数が2350Hz以下に低下した場合に欠陥ありと判定している。ただ、かかる判定方法、及び閾値とする周波数は、検査対象等に合わせて適宜決定し得る。
【0028】
本形態の打撃検査装置によれば、検査員の経験や感性に頼ることなく、均質な検査結果を得ることができ、また、周囲ノイズが大きい環境下にあっても、精度良く検査を行うことができる。更に、検査対象物の振動を複数の加速度計で測定するので、局部的な検査対象物の欠陥も検出することができる。また、本形態によれば、一般に、加速度計を使用して行われている振動試験のように、検査対象物に加速度計を貼り付ける必要がなく、迅速に検査を行うことができる。
【0029】
<第2の実施の形態>
次に、図5を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る打撃検査装置を説明する。同図に示すように、本形態に係る打撃検査装置20は、図1に示す加速度計6a乃至6eの代りに、センサとして荷重計を使用し、ベース部材が弾性部分を有しない点で第1の実施の形態と異なっているが、他の大部分の構成は第1の実施の形態と同様である。そこで、図1と同一部分には同一番号を付し、作用、効果も含め、重複する説明は省略する。
【0030】
図5に示すように、本形態に係る打撃検査装置20は、ベース部材22と、ベース部材22の四隅及び中央に取付けられた5つの荷重計24と、各荷重計24に接続された信号処理装置8とを有する。
【0031】
次に、当該第2の実施の形態の作用を説明する。まず、第1の実施の形態と同様に、各荷重計24の上に検査対象物である燃料電池Tを置き、所定の位置をハンマで打撃する。打撃により、検査対象物に振動が励起され、燃料電池Tの一部が下方に振動・変形すると、その部分を支持している荷重計に作用する力が増大する。逆に、燃料電池Tの一部が上方に振動・変形すると、その部分を支持している荷重計に作用する力は減少し、最小でゼロになる場合もある。このようにして、検査対象物の振動に応じた時刻歴波形が荷重計によって検出される。
【0032】
このとき、各荷重計24が検査対象物を支持する位置は、荷重計24及びベース部材22の変形量分しか移動しないので、その移動量は非常に小さい。従って、検査対象物の振動振幅も、一般に第1の実施の形態の場合に比べ小さくなる。各荷重計24によって検出された信号の処理は、第1の実施の形態と同様である。
【0033】
本形態では、荷重変化により卓越周波数を把握するため、検査対象物をゴムやスポンジ等の弾性体で浮かせる必要がなく、重量の大きな検査対象物にも適用することができる。
【0034】
<第3の実施の形態>
次に、図6(a)及び(b)を参照して、本発明の第3の実施の形態に係る打撃検査装置30を説明する。第3の実施の形態による打撃検査装置30は、検査対象物を、ベース部材32に設けられた弾性部分34に載せて支持し、検査対象物の振動を非接触センサで検出する点が、第1の実施の形態と異なる。だた、多くの部分で第1の実施の形態と同様であるので、第1の実施の形態と同一部分には同一番号を付し、作用、効果も含め、重複する説明は省略する。
【0035】
図6(a)は第3の実施の形態に係る打撃検査装置30を示す斜視図、図6(b)は、図6(a)のb−b断面を示す。同図に示すように、打撃検査装置30は、センサを取付けるための5つの凹部38を設けたベース部材32と、ベース部材32に設けられた弾性部分34と、各凹部38の中に夫々取付けられた非接触式センサ36と、各非接触式センサに接続された信号処理装置8とを有する。
【0036】
ここで、非接触式センサ36としては、適用に応じて、レーザ変位計、レーザ振動計、静電容量式変位計、渦電流式変位計等を使用することができる。ベース部材32の上部に設けられた弾性部分34は、スポンジ、又は柔軟なゴム等で構成され、凹部38を形成するために刳り貫かれた部分を除く全面で検査対象物である燃料電池Tを支持するように構成されている。また、弾性部分34の厚さ及び材質は、検査対象物を弾性部分の上に置いた際に、非接触式センサと検査対象物との間に所定の隙間ができるように決定する。
【0037】
次に、本形態の作用を説明する。まず、検査すべき燃料電池Tを、ベース部材32の弾性部分34の上に載せる。このとき、燃料電池Tは、弾性部分34が燃料電池Tの重量により所定量、変形した状態で支持される。次いで、燃料電池Tを打撃すると、燃料電池Tは弾性部分34の上で変形・振動する。この振動により、燃料電池Tと非接触式センサ36との間の距離が変形し、この変化に応じた信号が、各非接触式センサ36によって検出される。信号処理装置8による信号処理手順は、第1の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【0038】
本形態では、センサと検査対象物が接触していないので、センサの重量の影響やセンサが接触することによる影響を排除することができ、精度良く判別を行うことができる。また、本形態では、検査対象物のほぼ全面を弾性部分によって支持するので、検査対象物に作用する圧力が小さく、検査対象物を傷つけることがない。
【0039】
<第4の実施の形態>
図7は本発明の第4の実施の形態に係る打撃検査装置を示す図で、(a)は検出対象を載置した状態で示すそのセンサ部の斜視図、(b)はそのセンサ部のみを抽出して示す斜視図、(c)はその一つのセンサを抽出して示す正面図である。同図に示すように、本形態に係る打撃検査装置41は、平板であるベース部材42の表面に分散して複数個(本形態では9個)配設したセンサ部Iを有する。このセンサ部Iは、ベース部材42の表面に直立させて配設した弾性部材であるバネ部材43a、43b、43cを有している。このバネ部材43a、43b、43cは3個で一組をなし、その上端で円板状の支持板44を下方から弾性的に支持している。本形態の場合のセンサである加速度計45は、各支持板44の上面に載置してあり、その先端部は錐体(円錐)となっており、この錐体の先端で検査対象物である燃料電池Tの下方からこの燃料電池Tに点接触して支持するように構成してある。ここで、前記錐体は、例えば円錐形状のキャップ45aを円筒体45bである加速度計45の本体に固着することにより容易に形成することができる。
【0040】
本形態においては、図7(b)に示すセンサ部Iの加速度計45のキャップ45aに接触させて燃料電池Tを載置する。燃料電池Tを載置した状態を図7(a)に示す。かかる状態でハンマHでこの燃料電池Tの所定位置を叩き、加振する。この結果、燃料電池Tは上下方向のみならず、左右方向にも揺れるが、3点支持のバネ部材43a乃至43cが前記揺れを吸収して燃料電池Tがベース板42の面に平行に移動させる。この結果、加速度計45は、キャップ45aによる点接触支持の効果と相俟って高精度に燃料電池Tに発生した振動による加速度を検出し得る。
【0041】
各加速度計45の出力信号は、信号処理系に送出されて所定の手順で処理される。図8は、本形態に係る信号処理系を示すブロック線図である。同図に示すように、各加速度計45の出力信号S1 はそれぞれに対応して設けた各アンプ46及びフィルタ47を介して信号処理・判定部48に入力される。同時に、ハンマHの荷重計の出力信号S2 もアンプ46及びフィルタ47を介して信号処理・判定部48に入力される。ここで、フィルタ47は加速度計45の出力信号から所定の周波数帯域の成分を抽出するバンドパスである。信号処理・判定部48は、各入力信号を処理して検査対象である燃料電池Tの良否を判定するものであるが、例えばパーソナルコンピュータで好適に構成することができる。この信号処理・判定部48における信号処理の具体的手順及び良否判定処理の具体的手順は次の通りである。
【0042】
図9は上記信号処理・判定部48におけるデータ処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、本形態においても、先ず健全性が保証されている検査対象物である基準の燃料電池TをハンマHで叩いて加振し、このときの各加速度計45の出力信号を分析する。すなわち、健全性が保証されている燃料電池Tを打撃する(ステップS21参照。)とともに、これにより発生する打撃波形データを取得する(ステップS22参照。)。次に、打撃波形データの周波数分析を行うが、本形態においては振動数の算出のみならず、位相の算出も行っている(ステップS23参照。)。かかる位相関係も検査対象物である燃料電池Tの良否判定の要素として判定精度を向上させるためである。ちなみに、本形態ではハンマHに作用する衝撃を検出すベくこのハンマHに内蔵する荷重計の出力信号も同時に入力して処理しているので、これを基準とした各加速度計45の出力信号の位相を検出することができる。なお、かかる位相関係は、ハンマHに作用する衝撃波形を基準とする必要は、必ずしもない。例えば、加速度計45の内の一つを基準センサとしてその出力信号に対する位相関係を算出するようにしても勿論、良い。この場合には、当然ハンマHに作用する衝撃を検出する必要はない。
【0043】
さらに、本形態では、加振による燃料電池Tの各部の振動の様子を表す振動モードも算出している(ステップS24参照。)。ステップS23、24の処理で算出したデータは基準データとしてデータベース化される(ステップS25参照。)。
【0044】
上述の如く基準データをデータベース化した後、実際の検査対象となる燃料電池Tについて、同様の加振を行い、ステップS21乃至24と同様の処理により実測データを作成する((ステップS26参照。)乃至(ステップS29参照。)。
【0045】
その後、データベース化した基準データと実測データとを比較して(ステップS30参照。)、一致する場合は、健全であると判定するとともに(ステップS31参照。)、不一致の場合は、欠陥ありと判定する(ステップS32参照。)。
【0046】
図10乃至図12は、検査対象物である燃料電池Tのそれぞれ異なる打撃点をハンマHで打撃して加振した場合に各加速度計45の出力信号に基づき得られる周波数特性及び位相特性並びに振動モードを示す特性図である。各図において、左上から順に並べた9個の周波数特性及び位相特性が、図7(b)に記載する左上から順に並べた加速度計45の出力信号の分析結果にそれぞれ対応している。これらは健全性が保証されている燃料電池Tに基づく基準データである。また、図10の上部に示す振動モードは、図中に矢印で示す打撃点を叩いたときの振動数E(Hz)に関する振動モードであり、各加速度計45の位置に対応する燃料電池Tの各点が図中の白丸と黒丸で示す点の間を振動していることを示している。同一の打撃点を叩き、振動数E(Hz)に関して収集したデータに基づく振動モードは、燃料電池Tが健全であれば図10のものと一致する。このように、位相とともに振動モードも良否判定の要素とすることで当該良否判定の精度が飛躍的に向上する。図11及び図12も図10に準じた特性を示しているが、図11の場合は、同図に矢印で示す打撃点を叩いたときの振動数F(Hz)に関する振動モードであり、図12の場合は、同図に矢印で示す打撃点を叩いたときの振動数G(Hz)に関する振動モードである。
【0047】
<第5の実施の形態>
図13は本発明の第5の実施の形態に係る打撃検査装置を示す図で、(a)は検出対象を載置した状態で示すそのセンサ部の斜視図、(b)はそのセンサユニットのみを抽出して示す斜視図である。同図に示すように、本形態に係る打撃検査装置51は、図7に示す第4の実施の形態に係るセンサ部Iのバネ部材43a、43b、43c、支持板44及び加速度計45を、円板上の小片であるベース片52上に集積してユニット化したものである。同時に、ベース部材50には、その加速度計45を配設する各位置に凹部50aを形成し、各凹部50aに前記ユニットのベース片52を嵌入するように構成してある。かかるユニットの複数及びベース部材50でセンサ部IIを構成している。
【0048】
したがって、本形態においては、凹部50aに嵌入するユニットの数を適宜選択することにより、検査対象物の大きさに応じた、打撃検査装置IIを構成することができる。すなわち、大きさが異なる複数種類の燃料電池Tの打撃検査装置として共通化を図ることができる。なお、信号処理系等、その他の構成は前記第4の実施の形態と全く同一である。そこで、重複する説明は省略する。
【0049】
<第6の実施の形態>
図14は本発明の第6の実施の形態に係る打撃検査装置を示す図で、(a)は検出対象を載置した状態で示すそのセンサ部の斜視図、(b)はそのセンサ部のみを抽出して示す斜視図、(c)はその一つのセンサを抽出して示す正面図である。本形態に係る打撃検査装置61はそのセンサ部 IIIのセンサを荷重計65で構成した点だけが、第4及び第5の実施の形態と異なるだけである。そこで、第4及び第5の実施の形態と同一部分については同一番号を付し、重複する説明は省略する。
【0050】
本形態によれば、センサとして荷重計65を用いているので、検査対象物を叩いて得る振動波形の周波数、位相及び振動モードのみならず、検査対象物の重量も計測することができる。したがって、この重量も良否判定の要素とすることができる。
【0051】
図15は本形態に係る打撃検査装置61におけるデータ処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、本形態は、検査対象物の重量も良否判定の要素としているので、健全データの収集及び検査データの収集の際にそれぞれ検査対象の重量算出の処理が追加されている((ステップS33、34参照。)。したがって、基準データと実測データとは周波数、位相及び振動モードとともに、燃料電池Tの重量も要素として比較する(ステップS35参照。)。他の処理内容及び手順は、第4及び第5の実施の形態と全く同様である。そこで、図15中、図9と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
【0052】
上記第4乃至第6の実施の形態では、周波数特性、位相特性とともに振動モードも良否判定のデータとして考慮する構成としたが、必ずしもこの様にする必要はない。十分な判定精度が得られる場合には、振動モードを判定要素から省くこともできる。ただ、振動モードも考慮した場合が、より良好な判定精度が保証されることについては論をまたない。
【0053】
以上、本発明の好ましい実施の形態を説明したが、本発明の範囲又は精神から逸脱することなく、特許請求の範囲に記載した技術的事項の範囲内において、開示した実施の形態に種々の変更をすることができる。特に、本発明の打撃検査装置は、上記各実施の形態で例示した燃料電池以外にも、可搬性のある任意の検査対象物を検査することができる。また、検査の目的は必ずしも欠陥の発見である必要はなく、本発明の打撃検査装置を製品のランク付けや、選別に使用することもできる。さらに、加振は、必ずしもハンマによるインパクト加振である必要はなく、電動式の加振機等によるインパクト加振、ランダム加振等、任意の加振方法を採用することができる。
【0054】
【発明の効果】
以上実施の形態とともに具体的に説明した通り、〔請求項1〕に記載する発明は、平板であるベース部材の表面に複数個配設した弾性部材、各弾性部材で弾性的に支持する支持板及び各支持板の上面にそれぞれ載置した加速度計を有し、各加速度計上に検査対象物を載置するように構成したセンサ部と、前記検査対象物をセンサ部の各加速度計に当接させて支持した状態でこの検査対象物をハンマー等で叩くことにより加振し、これにより得る各加速度計の出力信号を処理してその周波数特性、位相特性を検出するとともに、さらに場合により特定の周波数における振動モードを検出する信号処理手段と、健全性が保証されている基準検査対象物を上述の如く加振した場合の前記周波数特性及び位相特性、又は周波数特性、位相特性及び振動モードに基づく基準データと、実測する検査対象物を同様に加振した場合の前記周波数特性及び位相特性、又は周波数特性、位相特性及び振動モードに基づく実測データとを比較し、両データの相関関係に基づき前記検査対象の良否を判定する判定手段とを有するので、
検査員の経験や感性に頼ることなく、均質な検査結果を得ることができるばかりでなく、周囲ノイズが大きい環境下にあっても、精度良く検査を行うことができる。
また、検査対象物の振動を複数の加速度計で測定するので、局部的な検査対象物の欠陥も検出することができる。さらに、各加速度計が個別に弾性支持されているので、検査対象物の振動に忠実に追従する振動波形を検出することができ、このことによっても検査対象物の良否判定の精度の向上を図ることができる。
さらに、本発明は、検査対象物の振動周波数のみならず、位相特性も良否判定の際の要素としているので、より確実に良否判定の精度を向上させることができる。加えて、振動モードも良否判定の要素とした場合には、飛躍的に良否判定の精度が向上する。
【0055】
〔請求項2〕に記載する発明は、平板であるベース部材の表面に複数個配設した弾性部材、各弾性部材で弾性的に支持する支持板及び各支持板の上面にそれぞれ載置した荷重計を有し、各荷重計上に検査対象物を載置するように構成したセンサ部と、前記検査対象物をセンサ部の各荷重計に当接させて支持した状態でこの検査対象物をハンマー等で叩くことにより加振し、これにより得る各荷重計の出力信号を処理してその周波数特性、位相特性及び当該検査対象物の重量を検出するとともに、さらに場合により特定の周波数における振動モードを検出する信号処理手段と、健全性が保証されている基準検査対象物を上述の如く加振した場合の前記周波数特性、位相特性及び重量、又は前記周波数特性、位相特性、重量及び振動モードに基づく基準データと、実測する検査対象物を同様に加振した場合の前記周波数特性、位相特性及び重量、又は前記周波数特性、位相特性、重量及び振動モードに基づく実測データとを比較し、両データの相関関係に基づき前記検査対象の良否を判定する判定手段とを有するので、
〔請求項1〕に記載する発明の作用・効果に加え、検査対象物の重量も良否判定の要素とすることができるので、さらに判定精度を向上させることができる。
【0056】
〔請求項3〕に記載する発明は、〔請求項1〕又は〔請求項2〕に記載する打撃検査装置において、加速度計又は荷重計を配設する各位置に凹部を形成したベース部材と、前記凹部に嵌入し得るように形成した小片であるベース片、このベース片の表面に配設した弾性部材、この弾性部材で弾性的に支持する支持板及びこの支持板の上面に載置した加速度計又は荷重計を具備したセンサユニットとを有するので、
〔請求項1〕及び〔請求項2〕に記載する発明の作用・効果に加え、凹部に嵌入するユニットの数を適宜選択することにより、検査対象物の大きさに応じた、打撃検査装置を構成することができる。すなわち、大きさが異なる複数種類の検査対象物の打撃検査装置として共通化を図ることができる。
【0057】
〔請求項4〕に記載する発明は、〔請求項1〕乃至〔請求項3〕の何れか一つに記載する打撃検 査装置において、加速度計又は荷重計の先端部は錐体となっており、この錐体の先端で検査対象物の下方からこの検査対象物に点接触して支持するように構成したので、
〔請求項1〕乃至〔請求項3〕に記載する発明の作用・効果に加え、検査対象物を下方から点で支持することができるので、その振動に忠実に追従して、高精度に検査対象物の振動波形を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る打撃検査装置を示す斜視図である。
【図2】図1に示す打撃検査装置による打撃検査の態様を概念的に示す説明図である。
【図3】図1に示す打撃検査装置におけるデータ処理手順を示すフローチャートである。
【図4】図1に示す打撃検査装置によって測定された周波数スペクトルの一例を示す特性図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係る打撃検査装置を示す斜視図である。
【図6】本発明の第3の実施の形態に係る打撃検査装置のを示す図で、(a)はその斜視図、(b)はそのb−b線断面図である。
【図7】本発明の第4の実施の形態に係る打撃検査装置を示す図で、(a)は検出対象を載置した状態で示すそのセンサ部の斜視図、(b)はそのセンサ部のみを抽出して示す斜視図、(c)はその一つのセンサを抽出して示す正面図である。
【図8】図7に示す打撃検査装置の信号処理系を示すブロック線図である。
【図9】図7に示す打撃検査装置におけるデータ処理手順を示すフローチャートである。
【図10】検査対象物の第1の加振点を加振した場合に各加速度計の出力信号に基づき得られる周波数特性及び位相特性並びに振動モードを示す特性図である。
【図11】検査対象物の第2の加振点を加振した場合に各加速度計の出力信号に基づき得られる周波数特性及び位相特性並びに振動モードを示す特性図である。
【図12】検査対象物の第3の加振点を加振した場合に各加速度計の出力信号に基づき得られる周波数特性及び位相特性並びに振動モードを示す特性図である。
【図13】本発明の第5の実施の形態に係る打撃検査装置を示す図で、(a)は検出対象を載置した状態で示すその7ンサ部の斜視図、(b)はそのセンサユニットのみを抽出して示す斜視図である。
【図14】本発明の第6の実施の形態に係る打撃検査装置を示す図で、(a)は検出対象を載置した状態で示すそのセンサ部の斜視図、(b)はそのセンサ部のみを抽出して示す斜視図、(c)はその一つのセンサを抽出して示す正面図である。
【図15】図14に示す打撃検査装置におけるデータ処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
I、II、 III センサ部
H ハンマ
T 燃料電池
41、51、61 打撃検査装置
42、50 ベース部材
43a、43b、43c バネ部材、 44 支持板
45 加速度計
45a キャップ
52 ベース片
65 荷重計[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an impact inspection device, and is particularly useful when applied to inspect a defect of a fuel cell, a concrete test piece, or the like based on a vibration when these are hit.
[0002]
[Prior art]
A fuel cell is a multilayer structure in which a copper plate and a rimple material are laminated by bonding, and it is necessary to inspect each layer for defects such as poor bonding. For this reason, hit inspection has been conventionally performed to inspect an inspection object such as a fuel cell. Specifically, a fuel cell to be inspected is placed on a workbench, and the inspector hits the fuel cell with a hammer and listens to the sound of the hit to determine pass / fail.
[0003]
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 61-23966 discloses that a test sample such as a casting is hit, a sound generated by the hit is collected by a microphone, passed through a band-pass filter, and based on output data from the band-pass filter. There is disclosed an automatic sensitivity inspection apparatus for determining the good / defective rank of a sample. Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-34430 discloses a sound quality in which a sound to be evaluated generated from an automobile part or the like is detected by a microphone, and the detected sound is evaluated based on a membership function obtained in advance by a sensitivity test. An evaluation device is disclosed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the impact inspection in which the inspector strikes the fuel cell etc. and judges the impact sound, the judgment of the defect depends on the experience, sensitivity, etc. of the individual, so the evaluation is not quantitative and the results may vary. There's a problem.
[0005]
On the other hand, in the inspection apparatus described in JP-A-61-23966 and JP-A-6-34430, since a striking sound is detected by a microphone, the judgment result is affected by the influence of ambient noise such as background noise. There is a problem that accuracy is reduced.
[0006]
The present invention has been made in consideration of the above-described problems of the related art, and can perform a high-precision inspection that is uniform without being influenced by ambient noise and the like without relying on the experience and sensibility of the inspector. An object is to provide an excellent impact inspection device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The configuration of the present invention that achieves the above object has the following features.
[0008]
1) It has a plurality of elastic members disposed on the surface of a flat base member, a support plate elastically supported by each elastic member, and an accelerometer mounted on the upper surface of each support plate. A sensor unit configured to place an inspection object,
The test object is vibrated by hitting it with a hammer or the like in a state where the test object is supported by being brought into contact with each accelerometer of the sensor unit. Signal processing means for detecting characteristics, phase characteristics, and optionally detecting a vibration mode at a specific frequency,
The frequency characteristics and the phase characteristics when the reference inspection object whose soundness is guaranteed as described above are vibrated as described above, or the frequency characteristics, the reference data based on the phase characteristics and the vibration mode, and the inspection object to be measured in the same manner. Comparing the frequency characteristics and the phase characteristics when the vibration is applied, or the frequency characteristics, the phase characteristics, and the actually measured data based on the vibration mode, and determining whether the inspection object is good or bad based on the correlation between the two data. thing.
[0009]
2) It has a plurality of elastic members disposed on the surface of a base member which is a flat plate, a support plate elastically supported by each elastic member, and a load meter mounted on the upper surface of each support plate. A sensor unit configured to place an inspection object,
The test object is vibrated by hitting it with a hammer or the like in a state where the test object is supported by being brought into contact with each load cell of the sensor unit, and the output signal of each load cell obtained by this is processed to process the frequency. Signal processing means for detecting the characteristic, the phase characteristic and the weight of the inspection object, and further optionally detecting a vibration mode at a specific frequency,
When the reference test object whose soundness is guaranteed is vibrated as described above, the frequency characteristics, the phase characteristics, and the weight, or the reference data based on the frequency characteristics, the phase characteristics, the weight, and the vibration mode, and the test to be measured. The frequency characteristics, the phase characteristics and the weight when the target object is similarly vibrated, or the frequency characteristics, the phase characteristics, the measured data based on the weight and the vibration mode are compared, and based on the correlation between the two data, the inspection target is determined. Determining means for determining the quality of the product.
[0010]
3) In the impact inspection device described in 1) or 2) above,
A base member having a concave portion at each position where an accelerometer or a load meter is provided,
A base piece that is a small piece formed to fit into the recess, an elastic member disposed on the surface of the base piece, a support plate elastically supported by the elastic member, and an acceleration placed on the upper surface of the support plate A sensor unit having a load meter or a load cell.
[0011]
4) In the impact inspection device according to any one of 1) to 3) above,
The tip of the accelerometer or the load meter is a cone, and the tip of the cone is configured to support the inspection object in point contact from below the inspection object.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0013]
<First embodiment>
FIG. 1 is a perspective view showing the impact inspection device according to the first embodiment of the present invention. The impact inspection device 1 includes a
[0014]
The outputs of the accelerometers 6a to 6e are connected to a
[0015]
Here, the operation of the impact inspection device 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
[0016]
FIG. 2 is an explanatory view conceptually showing a mode of a hit test using the hit inspection device 1. First, the impact inspection device 1 is installed on the work desk D, and the fuel cell T to be inspected is placed on each
[0017]
The fuel cell T whose vibration is excited by the vibration deforms and vibrates on each
[0018]
FIG. 3A is a flowchart of signal processing at the time of a reference data collection operation performed to obtain reference data of a sound inspection target before an actual impact test is performed, and FIG. 6 is a flowchart of signal processing when performing a hit test.
[0019]
When acquiring the reference data, the fuel cell T, which has been confirmed to be free from defects by a conventional impact inspection method or the like, is mounted on an impact inspection device and impact is performed. Otherwise, the procedure is the same as that of the actual impact test. That is, vibration is generated by striking a sound fuel cell T, and the resulting time-dependent waveform of the vibration is detected by the five accelerometers 6a to 6e.
[0020]
In step S1, the
[0021]
Next, in step S2, the
[0022]
In step S3, a dominant frequency at which each frequency spectrum indicates a peak is extracted. FIGS. 4A to 4E show frequency spectra of time history waveforms obtained by the accelerometers 6a to 6e, respectively. Here, the characteristics of FIG. 4A correspond to the accelerometer 6a, and similarly, the characteristics of FIG. 4B correspond to the
[0023]
In step S4, these dominant frequencies are stored as reference data in the discriminating
[0024]
At this time, preferably, the natural frequency (the natural frequency of the rigid body mode) defined by the mass of the inspection object and the spring characteristics of the elastic portion 4 is sufficiently lower than the dominant frequency to be measured. By selecting the material and thickness of the elastic portion 4, the impact inspection device is configured.
[0025]
Next, a data processing procedure in an actual impact test will be described with reference to FIG. In the actual impact test, first, the fuel cell T to be inspected is mounted on the impact inspection device 1 and is impacted with the hammer H. The processing from the acquisition of the striking waveform data in step S11 in FIG. 3B to the determination of the dominant frequency in step S13 is the same as steps S1 to S3 in FIG.
[0026]
Next, in step S14, the dominant frequency of the reference data stored in the determining
[0027]
On the other hand, if any one of the dominant frequencies does not match the reference data, the process proceeds to step S16, and a message indicating that the fuel cell T is defective is displayed. As an example, in the fuel cell T having a defect such as poor adhesion, the dominant frequency existing at 1750 Hz is reduced to about 1500 Hz, and the dominant frequency existing at 3000 Hz is reduced to about 2300 Hz. In this embodiment, when the dominant frequency of 1750 Hz falls to 1550 Hz or less, or the dominant frequency of 3000 Hz falls to 2350 Hz or less, it is determined that there is a defect. However, the determination method and the frequency used as the threshold can be appropriately determined according to the inspection target or the like.
[0028]
According to the impact inspection apparatus of the present embodiment, it is possible to obtain a uniform inspection result without depending on the experience and sensitivity of the inspector, and to perform the inspection with high accuracy even in an environment where ambient noise is large. Can be. Further, since the vibration of the inspection object is measured by a plurality of accelerometers, a local defect of the inspection object can be detected. In addition, according to the present embodiment, it is not necessary to attach an accelerometer to an inspection target, as in a vibration test generally performed using an accelerometer, and the inspection can be performed quickly.
[0029]
<Second embodiment>
Next, with reference to FIG. 5, an impact inspection device according to a second embodiment of the present invention will be described. As shown in the drawing, the
[0030]
As shown in FIG. 5, the
[0031]
Next, the operation of the second embodiment will be described. First, similarly to the first embodiment, the fuel cell T to be inspected is placed on each
[0032]
At this time, since the position at which each
[0033]
In this embodiment, since the dominant frequency is grasped by a change in load, the test object does not need to be floated by an elastic body such as rubber or sponge, and can be applied to a heavy test object.
[0034]
<Third embodiment>
Next, an
[0035]
FIG. 6A is a perspective view illustrating the
[0036]
Here, as the
[0037]
Next, the operation of the present embodiment will be described. First, the fuel cell T to be inspected is placed on the
[0038]
In the present embodiment, since the sensor and the inspection object are not in contact with each other, the influence of the weight of the sensor and the influence of the contact of the sensor can be eliminated, and the determination can be performed with high accuracy. Further, in this embodiment, since almost the entire surface of the inspection target is supported by the elastic portion, the pressure acting on the inspection target is small, and the inspection target is not damaged.
[0039]
<Fourth embodiment>
FIGS. 7A and 7B are views showing a hit inspection apparatus according to a fourth embodiment of the present invention, in which FIG. 7A is a perspective view of a sensor unit in which a detection target is placed, and FIG. FIG. 2C is a perspective view illustrating the extracted sensor, and FIG. 2C is a front view illustrating the extracted sensor. As shown in the drawing, the
[0040]
In the present embodiment, the fuel cell T is placed in contact with the cap 45a of the
[0041]
The output signal of each
[0042]
FIG. 9 is a flowchart showing a data processing procedure in the signal processing /
[0043]
Further, in the present embodiment, a vibration mode indicating the state of vibration of each part of the fuel cell T due to the vibration is also calculated (see step S24). The data calculated in the processing of steps S23 and S24 is stored in a database as reference data (see step S25).
[0044]
After converting the reference data into a database as described above, the same excitation is performed on the fuel cell T to be actually inspected, and actual measurement data is created by the same processing as steps S21 to S24 (see step S26). Through (see step S29).
[0045]
Thereafter, the reference data in the database and the actually measured data are compared (see step S30). If they match, it is determined that they are sound (see step S31), and if they do not match, it is determined that there is a defect. (See step S32).
[0046]
FIGS. 10 to 12 show frequency characteristics, phase characteristics, and vibrations obtained based on the output signals of the
[0047]
<Fifth embodiment>
FIGS. 13A and 13B are views showing a hit inspection device according to a fifth embodiment of the present invention, wherein FIG. 13A is a perspective view of a sensor unit in which a detection target is mounted, and FIG. It is a perspective view which extracts and shows. As shown in the drawing, the
[0048]
Therefore, in the present embodiment, by appropriately selecting the number of units fitted into the concave portion 50a, it is possible to configure the impact inspection device II according to the size of the inspection object. That is, it is possible to use the same type of impact inspection apparatus for a plurality of types of fuel cells T having different sizes. The other components such as a signal processing system are exactly the same as those of the fourth embodiment. Therefore, duplicate description will be omitted.
[0049]
<Sixth Embodiment>
FIGS. 14A and 14B are views showing a strike inspection device according to a sixth embodiment of the present invention, wherein FIG. 14A is a perspective view of a sensor portion showing a state where a detection target is placed, and FIG. FIG. 2C is a perspective view illustrating the extracted sensor, and FIG. 2C is a front view illustrating the extracted sensor. The
[0050]
According to the present embodiment, since the
[0051]
FIG. 15 is a flowchart showing a data processing procedure in the
[0052]
In the fourth to sixth embodiments, the vibration mode as well as the frequency characteristic and the phase characteristic are taken into consideration as the data for judging the quality, but this is not always necessary. When sufficient judgment accuracy can be obtained, the vibration mode can be omitted from the judgment element. However, it is clear that better judgment accuracy is guaranteed when the vibration mode is also considered.
[0053]
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, various modifications may be made to the disclosed embodiments without departing from the scope or spirit of the present invention within the scope of the technical matters described in the claims. Can be. In particular, the impact inspection device of the present invention can inspect any portable inspection object other than the fuel cells exemplified in the above embodiments. Further, the purpose of the inspection need not always be to find a defect, and the impact inspection apparatus of the present invention can be used for ranking or sorting products. Further, the vibration need not necessarily be impact vibration by a hammer, and any vibration method such as impact vibration by an electric vibration machine or random vibration can be adopted.
[0054]
【The invention's effect】
As specifically described with the above embodiments, the invention described in [Claim 1] is directed to an elastic member provided on a surface of a base member which is a flat plate, and a support plate elastically supported by each elastic member. And a sensor unit having an accelerometer mounted on the upper surface of each support plate and configured to mount an inspection object on each accelerometer, and contacting the inspection object with each accelerometer of the sensor unit. The test object is vibrated by hitting it with a hammer or the like in a state of being supported and processed, and the output signal of each accelerometer obtained thereby is processed to detect its frequency characteristic and phase characteristic, and further, in some cases, a specific Signal processing means for detecting a vibration mode at a frequency, and the frequency characteristic and the phase characteristic, or the frequency characteristic, the phase characteristic and the vibration when the reference test object whose soundness is guaranteed is vibrated as described above. The reference data based on the data and the frequency characteristics and the phase characteristics when the test object to be measured is similarly vibrated, or the measured data based on the frequency characteristics, the phase characteristics, and the vibration mode are compared, and a correlation between the two data is obtained. A determination unit that determines the quality of the inspection target based on the relationship,
Not only can a uniform inspection result be obtained without relying on the experience and sensibility of the inspector, but also the inspection can be performed with high accuracy even in an environment with large ambient noise.
Further, since the vibration of the inspection object is measured by a plurality of accelerometers, a local defect of the inspection object can be detected. Further, since each accelerometer is individually elastically supported, it is possible to detect a vibration waveform that faithfully follows the vibration of the inspection object, thereby improving the accuracy of the quality determination of the inspection object. be able to.
Further, according to the present invention, not only the vibration frequency of the inspection object but also the phase characteristics are used as elements in the quality judgment, so that the accuracy of the quality judgment can be more reliably improved. In addition, when the vibration mode is also used as an element of the quality judgment, the accuracy of the quality judgment is dramatically improved.
[0055]
The invention described in [Claim 2] is characterized in that a plurality of elastic members are provided on the surface of a base member which is a flat plate, a support plate elastically supported by each elastic member, and a load placed on the upper surface of each support plate. And a sensor unit configured to place the test object on each load cell, and hammering the test object with the test object in contact with and supported by each load meter of the sensor unit. Vibration by hitting with etc., and processing the output signal of each load cell obtained thereby to detect its frequency characteristics, phase characteristics and the weight of the inspection object, and furthermore, in some cases, the vibration mode at a specific frequency A signal processing means for detecting, based on the frequency characteristics, phase characteristics and weight, or the frequency characteristics, phase characteristics, weight and vibration mode when the reference test object whose soundness is guaranteed is vibrated as described above. Zu The reference data and the frequency characteristics, the phase characteristics and the weight when the test object to be measured is similarly vibrated, or the frequency characteristics, the phase characteristics, the measured data based on the weight and the vibration mode are compared, and both data are compared. A determination unit for determining the quality of the inspection target based on the correlation,
In addition to the functions and effects of the invention described in [Claim 1], the weight of the inspection object can also be used as an element of the quality determination, so that the determination accuracy can be further improved.
[0056]
The invention described in [Claim 3] is characterized in that, in the impact inspection device according to [Claim 1] or [Claim 2], a base member having a concave portion formed at each position where an accelerometer or a load meter is provided; A base piece that is a small piece formed to fit into the recess, an elastic member disposed on the surface of the base piece, a support plate elastically supported by the elastic member, and an acceleration placed on the upper surface of the support plate And a sensor unit equipped with a load cell
In addition to the functions and effects of the inventions described in [Claim 1] and [Claim 2], by appropriately selecting the number of units to be fitted into the concave portions, it is possible to provide a hitting inspection device according to the size of the inspection object. Can be configured. In other words, it is possible to achieve a common impact inspection apparatus for a plurality of types of inspection objects having different sizes.
[0057]
According to the invention described in [Claim 4], in the impact testing device according to any one of [Claim 1] to [Claim 3], the tip of the accelerometer or the load meter is a cone. Since the tip of the cone is configured to support the test object in point contact from below the test object,
In addition to the functions and effects of the invention described in [Claim 1] to [Claim 3], the object to be inspected can be supported at a point from below, so that the inspection can be performed with high accuracy by following the vibration exactly. The vibration waveform of the object can be detected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an impact inspection device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view conceptually showing a mode of a blow test by the blow test apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a flowchart showing a data processing procedure in the impact inspection device shown in FIG. 1;
4 is a characteristic diagram showing an example of a frequency spectrum measured by the impact inspection device shown in FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing a strike inspection device according to a second embodiment of the present invention.
FIGS. 6A and 6B are views showing a hit inspection apparatus according to a third embodiment of the present invention, wherein FIG. 6A is a perspective view thereof, and FIG. 6B is a sectional view taken along line bb.
FIGS. 7A and 7B are views showing a hitting inspection device according to a fourth embodiment of the present invention, wherein FIG. 7A is a perspective view of a sensor unit in a state where a detection target is placed, and FIG. FIG. 3C is a perspective view showing only one of the sensors, and FIG. 4C is a front view showing only one of the sensors.
8 is a block diagram showing a signal processing system of the impact inspection device shown in FIG.
9 is a flowchart showing a data processing procedure in the impact inspection device shown in FIG.
FIG. 10 is a characteristic diagram showing a frequency characteristic, a phase characteristic, and a vibration mode obtained based on an output signal of each accelerometer when a first excitation point of the inspection object is excited.
FIG. 11 is a characteristic diagram showing a frequency characteristic, a phase characteristic, and a vibration mode obtained based on an output signal of each accelerometer when a second excitation point of the inspection object is excited.
FIG. 12 is a characteristic diagram showing a frequency characteristic, a phase characteristic, and a vibration mode obtained based on an output signal of each accelerometer when a third excitation point of the inspection object is excited.
FIGS. 13A and 13B are views showing a hitting inspection device according to a fifth embodiment of the present invention, wherein FIG. 13A is a perspective view of a sensor portion of the impact detection device mounted thereon, and FIG. FIG. 4 is a perspective view showing only units extracted.
FIGS. 14A and 14B are views showing a hitting inspection device according to a sixth embodiment of the present invention, wherein FIG. 14A is a perspective view of a sensor unit in a state where a detection target is placed, and FIG. FIG. 3C is a perspective view showing only one of the sensors, and FIG. 4C is a front view showing only one of the sensors.
FIG. 15 is a flowchart showing a data processing procedure in the impact inspection device shown in FIG.
[Explanation of symbols]
I, II, III sensor unit
H hammer
T fuel cell
41, 51, 61 Impact inspection device
42, 50 Base member
43a, 43b, 43c spring member, 44 support plate
45 accelerometer
45a cap
52 Base piece
65 load cell
Claims (4)
前記検査対象物をセンサ部の各加速度計に当接させて支持した状態でこの検査対象物をハンマー等で叩くことにより加振し、これにより得る各加速度計の出力信号を処理してその周波数特性、位相特性を検出するとともに、さらに場合により特定の周波数における振動モードを検出する信号処理手段と、
健全性が保証されている基準検査対象物を上述の如く加振した場合の前記周波数特性及び位相特性、又は周波数特性、位相特性及び振動モードに基づく基準データと、実測する検査対象物を同様に加振した場合の前記周波数特性及び位相特性、又は周波数特性、位相特性及び振動モードに基づく実測データとを比較し、両データの相関関係に基づき前記検査対象の良否を判定する判定手段とを有することを特徴とする打撃検査装置。It has a plurality of elastic members arranged on the surface of a flat base member, a support plate elastically supported by each elastic member, and an accelerometer mounted on the upper surface of each support plate. A sensor unit configured to place an object,
The test object is vibrated by hitting it with a hammer or the like in a state where the test object is supported by being brought into contact with each accelerometer of the sensor unit. Signal processing means for detecting characteristics, phase characteristics, and optionally detecting a vibration mode at a specific frequency,
The frequency characteristics and the phase characteristics when the reference inspection object whose soundness is guaranteed as described above are vibrated as described above, or the frequency characteristics, the reference data based on the phase characteristics and the vibration mode, and the inspection object to be measured in the same manner. Comparing the frequency characteristics and the phase characteristics when the vibration is applied, or the frequency characteristics, the phase characteristics, and the actually measured data based on the vibration mode, and determining whether the inspection object is good or bad based on the correlation between the two data. An impact inspection device characterized by the above-mentioned.
前記検査対象物をセンサ部の各荷重計に当接させて支持した状態でこの検査対象物をハンマー等で叩くことにより加振し、これにより得る各荷重計の出力信号を処理してその周波数特性、位相特性及び当該検査対象物の重量を検出するとともに、さらに場合により特定の周波数における振動モードを検出する信号処理手段と、
健全性が保証されている基準検査対象物を上述の如く加振した場合の前記周波数特性、位相特性及び重量、又は前記周波数特性、位相特性、重量及び振動モードに基づく基準データと、実測する検査対象物を同様に加振した場合の前記周波数特性、位相特性及び重量、又は前記周波数特性、位相特性、重量及び振動モードに基づく実測データとを比較し、両データの相関関係に基づき前記検査対象の良否を判定する判定手段とを有することを特徴とする打撃検査装置。It has a plurality of elastic members arranged on the surface of a base member that is a flat plate, a support plate elastically supported by each elastic member, and a load meter placed on the upper surface of each support plate, and an inspection object is placed on each load meter. A sensor unit configured to place an object,
The test object is vibrated by hitting it with a hammer or the like in a state where the test object is supported by being brought into contact with each load cell of the sensor unit, and the output signal of each load cell obtained by this is processed to process the frequency. Signal processing means for detecting the characteristic, the phase characteristic and the weight of the inspection object, and further optionally detecting a vibration mode at a specific frequency,
When the reference test object whose soundness is guaranteed is vibrated as described above, the frequency characteristics, the phase characteristics, and the weight, or the reference data based on the frequency characteristics, the phase characteristics, the weight, and the vibration mode, and the test to be measured. The frequency characteristics, the phase characteristics and the weight when the target object is similarly vibrated, or the frequency characteristics, the phase characteristics, the measured data based on the weight and the vibration mode are compared, and based on the correlation between the two data, the inspection target is determined. And a judging means for judging pass / fail of the hitting inspection device.
加速度計又は荷重計を配設する各位置に凹部を形成したベース部材と、
前記凹部に嵌入し得るように形成した小片であるベース片、このベース片の表面に配設した弾性部材、この弾性部材で弾性的に支持する支持板及びこの支持板の上面に載置した加速度計又は荷重計を具備したセンサユニットとを有することを特徴とする打撃検査装置。In the impact inspection device according to [claim 1] or [claim 2],
A base member having a concave portion at each position where an accelerometer or a load meter is provided,
A base piece that is a small piece formed to fit into the recess, an elastic member disposed on the surface of the base piece, a support plate elastically supported by the elastic member, and an acceleration placed on the upper surface of the support plate And a sensor unit having a load meter.
加速度計又は荷重計の先端部は錐体となっており、この錐体の先端で検査対象物の下方からこの検査対象物に点接触して支持するように構成したことを特徴とする打撃検査装置。In the impact inspection apparatus according to any one of [Claim 1] to [Claim 3],
A tip test of an accelerometer or a load meter is a cone, and the tip of the cone is configured to support the test object in point contact with the test object from below the test object. apparatus.
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