JP2005121571A - 打音検査システム - Google Patents

Abstract

【課題】 検査対象への打撃に応じて発生する音波を選択的に受波する工夫により内部欠陥の検出精度の向上が図られた打音検査システムを提供する。
【解決手段】 検査対象を打撃する打撃具と、検査対象をこの打撃具で打撃した際の、検査対象から発せられる打撃音をフードで囲まれたマイクロホンで集音し、この集音によって得られた打撃音信号に基づいて前記検査対象の欠陥の検出を行なう欠陥検出装置とで構成された打音検査システムにおいて、
フードを、前端に開口を有し該開口よりも後方に焦点を有する回転面形状の音反射内壁を少なくとも該開口側に有する内部空間が形成されると共に該音反射内壁内の該開口側とは反対側に吸音材が配置し、
前記マイクロホンの受音面を、前記音反射内壁内に位置するとともに前記開口の方を向くように配置した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、打撃具と、この打撃具による検査対象に対する打撃によって発生した打音を集音し分析することで検査対象の欠陥の検出を行なう欠陥検出装置とで構成された打音検査システムに関する。

近年、モータやコンプレッサ等の機械設備の診断が、これらから発せられる音信号を分析することによってなされている。このような場合、音信号をいかに正確に捕捉するかが重要であり、これについては様々な提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、検査対象を打撃具で打撃し、その打撃の際に発生する音（以下では、これを打音と称す）をマイクロホンで集音して分析することで検査対象内部に存在する空洞などの欠陥の検出を行なう打音検査システムが知られている（例えば、非特許文献１、特許文献２、特許文献３参照。）。

上記非特許文献１には、打撃具として、打撃力を電圧等で出力することのできるインパルスハンマを用い、トンネルの履工コンクリートをこのインパルスハンマで打撃した際に発生する打音を聴診器形状のフードで囲まれたマイクロホンで集音する打音検査システムが提案されており、このシステムでは、打撃ごとにインパルスハンマから得られる最大電圧値とこれに伴ってマイクロホンで集音される打音の最大音圧値との比に基づいて不良箇所の判定が行なわれている。
特許第３２２３２３７号公報 ‘検査技術’、２００２年７月号、第４１−４５頁（技術トピックス／建築・土木） 特開平５−３２２８６１号公報 特開２００２−３３３４３７号公報

しかし、これら非特許文献１、特許文献２、および特許文献３において提案されている打音検査システムでは、フードの内壁で反射することなくマイクロホンの受音面に向かう音波の他に、フードの内壁で一度だけ反射してからマイクロホンに向かう音波やフードの内壁で複数回反射を繰り返した音波も集音されてしまうために、これら音波が互いに干渉し合うことで検査対象内の欠陥検出の精度が低下する事態が生じている。

しかもフードで囲まれたマイクロホンに適切な指向特性をもたせることが困難なので、周囲の音響雑音等の影響をできるだけ避けるために、フードの開口部を検査対象に密着するようにさせ、あるいは検査対象の近傍に配置する必要があった。その結果フードの内部における音波の定在波の他に、検査対象とフードの内壁との間でも音波の定在波が生じ、打撃音の精確な測定を一層困難にした。またトンネル内などのように限られた空間において、フードの開口部を検査対象に密着するようにさせ、あるいは検査対象の近傍に配置して打音検査を行うことは作業を実施する上での困難をともない、ともすれば欠陥の検出漏れの原因ともなり得た。

本発明は、上記事情に鑑み、検査対象への打撃に応じて発生する音波を選択的に受波する工夫により検査対象の内部欠陥の検出精度の向上が図られた打音検査システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の打音検査システムは、
検査対象を打撃する打撃具と、この検査対象をこの打撃具で打撃した際の、この検査対象から発せられる打撃音をフードで囲まれたマイクロホンで集音し、この集音によって得られた打撃音信号に基づいて上記検査対象の欠陥の検出を行なう欠陥検出装置とで構成された打音検査システムにおいて、
上記フードが、前端に開口を有しこの開口よりも後方に焦点を有する回転面形状の音反射内壁を少なくともこの開口側に有する内部空間が形成されると共にこの音反射内壁内のこの開口側とは反対側に吸音材が配置されたものであって、
上記マイクロホンの受音面が、上記音反射内壁内に位置するとともに上記開口の方を向くように配置されていることを特徴とする。

本発明の打音検査システムでは、集音器のフードの開口側とは反対側に吸音材が配置されており、これにより、従来においてはフードの音反射内壁内で反射した後にマイクロホンによって受音されていた音波は吸音材によって吸音されるので、従来の集音器において発生していた音波どうしの干渉が生じにくくなる。したがって、本発明の打音検査システムによれば、検査対象の内部欠陥の検出精度を向上させることができる。

本発明のフードで囲まれたマイクロホンには適切な指向特性をもたせることができるので、例えば非特許文献１の例のように、周囲の音響雑音等の影響をできるだけ避けるために、該フードの開口部を検査対象に密着するようにさせ、あるいは検査対象の近傍に配置する必要がない。従って本発朋におけるフードで囲まれたマイクロホンと検査対象との距離を任意に設定することができるので、打音検査の作業性を向上することができる。フードで囲まれたマイクロホンと検査対象との距離を確保できることはまた、検査対象とフードの内壁との間での音波の定在波の発生の軽減に寄与することは勿論である。

ここで、上記フードが、さらに上記開口の周縁部に沿って吸音材が配置されたものであることが好ましい。

このように、吸音材を上記開口の周縁部に沿って配置すると、フードの側方もしくは後方から到来してフードの開口の縁で回折されてフード内に侵入してくる音波を減衰したものとすることができる。

また、上記フードが、上記検査対象上の目標となる打撃地点を指し示す、上記音反射内壁の回転面形状の回転軸に平行な光ビームを出射する光ビーム出射部を備えたものであることも好ましい態様である。

このようにすると、所望の打撃地点をこの光ビームで指し示すようにしながら打撃を行うことで、フードの開口を打撃地点に正対させることができるため打音の集音を正確に行なうことができる。これにより、さらに、検査対象の内部欠陥の検出精度を向上させることができる。

さらに、上記打撃具が、上記光ビーム出射部から出射された上記光ビームを受光する光ビーム受光部を備えたものであり、
上記欠陥検出装置が、上記光ビーム受光部で受光された受光結果を表す受光結果信号を取得する受光結果信号取得部と、上記検査対象への打撃に対応する、上記受光結果信号取得部で取得した受光結果信号に基づいてこの打撃が上記光ビームによって指し示された打撃地点に対して正確に行なわれたか否かを判定する判定部とを備えたものであることも好ましい態様である。

このようにすると、例えば、打撃が、光ビームで指し示した場所を正確に打撃していないと判定した場合には警告を発することで再打撃を促すこともできるため、検査対象の内部欠陥の検出精度をさらに一層向上させることができる。

ここで、上記欠陥検出装置が、上記マイクロホンの受音面と、上記打撃具によって打撃された上記検査対象上の打撃地点との間の距離を検出する測距手段と、上記マイクロホンによる集音で得られた上記打撃音信号をこの測距手段で検出された上記距離に応じて補正する補正手段とを備えたことが好ましい。

このようにすると、例え集音が、打撃が行なわれるごとに打撃地点とマイクロホンの受音面との間の距離が変化した状態で行われたとしても、検査対象の内部欠陥の検出精度のさらなる向上を図ることができる。

さらに、上記打撃具が、打撃に応じた打撃信号を出力する打撃信号出力部を備えたものであり、
上記測距手段が、上記打撃信号出力部から出力される打撃信号を取得する打撃信号取得部と、この打撃信号取得部で打撃信号が取得されたタイミングと上記マイクロホンにおいて上記打撃音信号が得られたタイミングとの間の時間差を計測する時間計測部とを備え、この時間計測部で計測されたこの時間差に基づいて、上記マイクロホンの受音面と、上記打撃具によって打撃された上記検査対象上の打撃面との間の距離を検出するものであることも好ましい態様である。

このように、打撃が行なわれたタイミングから、その打音がマイクロホンに届くタイミングまでの時間差に基づいてマイクロホンの受音面と、上記打撃具によって打撃された上記検査対象上の打撃地点との間の距離を計測するものであってもよい。

また、上記打撃具が、上記打撃信号として、上記検査対象への打撃の際の加力を表す加力信号を出力するインパルスハンマであってもよい。

このように、打撃具がインパルスハンマであると、打撃が行われたタイミングの他にその打撃の加力情報も得ることが出来るため、例えば、加力が所定の範囲外であった場合には再打撃を促す様にすることで検査対象の内部欠陥の検出精度をさらに一層向上させることができる。

あるいは、上記測距手段が、変調された光ビームを出射する変調光ビームを出射する変調光ビーム出射部と、この変調光ビーム出射部から出射されて上記検査対象で反射されて戻ってきた変調光ビームを受光する変調光ビーム受光部とを上記フードに備え、さらに、上記変調光ビーム出射部から出射されるタイミングと、上記変調光ビーム出射部から出射され反射された変調光ビームが上記変調光ビーム受光部に受光されるタイミングとの間の時間差を計測する第２の時間計測部を備えたものであって、この第２の時間計測部で計測された時間差に基づいて、上記マイクロホンの受音面と、上記打撃具によって打撃された上記検査対象上の打撃面との間の距離を検出するものであることが好ましい。

このように、変調光ビームが出射されたタイミングから検査対象に反射して戻ってくるタイミングまでの時間差に基づいてマイクロホンの受音面と、上記打撃具によって打撃された上記検査対象上の打撃地点との間の距離を計測するものであってもよい。

さらに、上記変調光ビーム出射部が、上記検査対象上の目標とする打撃地点を指し示す、上記音反射内壁の回転面形状の回転軸に平行な変調光ビームを出射するものであることも好ましい態様である。

このようにすると、この変調光ビームよって指し示された打撃地点を打撃することで打撃音の集音を正確に行なうことができるため、検査対象の内部欠陥の検出精度をさらに一層向上させることができる。

あるいは、上記測距手段が、上記検査対象上の目標とする打撃地点を指し示す、上記音反射内壁の回転面形状の回転軸に平行な変調光ビームを出射する変調光ビーム出射部を上記フードに備え、
上記打撃具が、上記変調光ビーム出射部から出射された変調光ビームを受光する変調光ビーム受光部を備えたものであり、
上記測距手段が、さらに、上記変調光ビーム受光部で受光された受光結果を表す受光結果信号を取得する受光結果取得部と、上記変調光ビーム出射部から上記変調光ビームが出射されるタイミングとこの出射された変調光ビームが上記変調光ビーム受光部で受光されたタイミングとの間の時間差を計測する第３の時間計測部とを備えたものであって、
上記測距手段は、上記第３の時間計測部で計測された時間差に基づいて、上記マイクロホンの受音面と、上記打撃具によって打撃された上記検査対象上の打撃面との間の距離を検出するものであることが好ましい。

このように、変調光ビームが出射されたタイミングから打撃具に到達するタイミングまでの時間差に基づいてマイクロホンの受音面と、上記打撃具によって打撃された上記検査対象上の打撃地点との間の距離を計測するものであってもよい。

さらに、上記欠陥検出装置が、上記検査対象への打撃に対応する、上記受光信号取得部で取得した受光結果信号に基づいて、この打撃が上記光ビームによって指し示された打撃地点に対して正確に行なわれたか否かを判定する判定部を備えたものであることも好ましい態様である。

このようにすると、例えば、変調光ビームよって指し示された打撃位置を正確に打撃していないと判定した場合に警告を行なうようにすることで再打撃を促すこともできるため、検査対象の内部欠陥の検出精度をさらに一層向上させることができる。

本発明の打音検査システムによれば、検査対象への打撃に応じて発生する音波を選択的に受波する工夫により内部欠陥の検出精度の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の打音検査システムの第１実施形態の構成図である。

図１に示す、本実施形態である打音検査システム１は、インパルスハンマ１０と欠陥検出装置２０とで構成されており、欠陥検出装置２０は、打音の集音を行なう集音器２３、各種信号が集められるとともにデジタル信号への変換などを行なう中継器２２、および、中継器２２からの各種信号を分析するパーソナルコンピュータ２１（以下、このパーソナルコンピュータをパソコンと称呼する）で構成されている。

インパルスハンマ１０は、持ち手１０ｂ、打撃部１０ａ、受光したレーザビームを中継器２２に送信する第１レーザビーム受光部１０ｃ、打撃力に応じた電圧信号を出力する加力出力部１０ｄ、加力出力部１０ｄから出力された電圧信号を送信するための第１信号線１０ｅ、および、レーザビーム受光部１０ｃで受光したレーザビームを送信するための第１光ファイバ線１０ｆで構成されている。

集音器２３は、インパルスハンマ１０による検査対象への打撃によって発生した打音を集音するマイクロホン２３ｃ、周囲の音がマイクロホンで集音されないようにするための集音フード２３ｅ、この集音フード２３ｅの外側に取り付けられた持ち手２３ｄ、レーザビームを出射するレーザビーム出射部２３ｂ、マイクロホン２３ｃの周囲に配置された吸音材であるグラスウール２３ａ、および、マイクロホン２３ｃから出力される打音信号を中継器２２に送信するための第２信号線２３ｇで構成されている。尚、このレーザビーム出射部２３ｂは、レーザダイオード、このレーザダイオードへの印加電流を変化させることでビーム出力を変化させるビーム出力制御部、および、レーザダイオードから出射されたレーザービームをフード開口方向と中継器２２とに振り分けるビームスプリッタで構成されており、レーザダイオードから発せられビームスプリッタで分割された一方のレーザビームを中継器２２に送信するための第２光ファイバ線２３ｆも、図１に示す集音器２３の構成要素となっている。

中継器２２は、インパルスハンマ１０からの上記第１信号線１０ｅおよび第１光ファイバ線１０ｆと、集音器２３からの第２信号線２３ｇおよび第２光ファイバ線２３ｆとが接続され、第１光ファイバ線１０ｆおよび第２光ファイバ線２３ｆから送信されてくるレーザビームを干渉させると共に、各種信号をデジタル変換して第３信号線２ａを通じてパソコン２１に送信する。

パソコン２１は、中継器２２から送信されてきた各種デジタル信号に対する補正を行なったり、各種デジタル信号波形の表示画面への表示を行なう。

図２は、本実施形態の打音検査システムの内部ブロック図である。

図２には、左側に集音器２３の内部ブロック、中央上側にパソコン２１の内部ブロック、中央下側に中継器２２の内部ブロック、右側にインパルスハンマ１０の内部ブロックが示されている。

図２の右側に示すインパルスハンマ１０は、加力信号出力部１０ｄ、および、集音器２３のレーザビーム出射部２３ｂから出射されたレーザビームを受光すると共に中継器２２に送信するレーザビーム受光部１０ｃで構成されている。

図２の左側に示す集音器２３は、打音を集音して打音信号を出力するマイクロホン２３ｃおよびレーザビーム出射部２３ｂで構成されている。

図２の中央下段に示す中継器２２は、マイクロホン２３ｃからの打音信号を取得する打音信号取得部２２ｂ、レーザビーム出射部２３ｂから送信されたレーーザビームとレーザビーム受光部１０ｃから送信されたレーザビームとを干渉させるレーザビーム干渉部２２ａ、レーザビーム受光部１０ｃからのレーザビームの出力を計測するビーム出力計測部２２ｄ、および、インパルスハンマ１０からの加力信号を取得する加力信号取得部２２ｃで構成されている。

図２の中央上段に示すパソコン２１は、中継器２２のレーザビーム干渉部２２ａで検出された干渉結果と加力信号取得部２２ｃで加力信号が得られたタイミングとに基づいてマイクロホン２３ｃと打撃地点との間の距離を演算する距離演算部２１ａ、加力信号取得部２２ｃで加力信号が得られたタイミングとその加力信号の出力とその打撃の際に得られたレーザビームの出力とに基づき、打撃がそのレーザビームによって指し示された打撃地点に対して正確に行われたか否か、あるいは打撃の際の加力が所定の範囲内にあるものであったか否かを判定する打撃判定部２１ｃ、および、中継器２２の打音信号取得部２２ｂからの打音信号を、距離演算部２１ａからの距離情報を基に補正して打音信号の解析を行う打音信号解析・補正部２１ｂで構成されている。

以下、屋内に置かれた図１に示す検査対象１００の内部欠陥の検出を打音検査システム１で行う場合について説明する。

ここで、図３は、本実施形態の集音器の集音フードの内部に配置されたマイクロホンから出力された打音信号による周波数特性図である。

図３は、打撃に対する集音器の周波数特性を測定したものである。尚、ここでは、周波数特性が平坦に校正されている計測用コンデンサーマイクを基準にした相対感度で表している。

図３に示すように、集音フード２３ｅの奥側に吸音材が配置されていない集音器では．集音フード内での音波の反射の影響で、概ね２〜６ｋＨｚの周波数帯域で感度がピークを呈する一方、概ね１１〜１５ｋＨｚの周波数帯域で感度が低下している。これに対して、集音フード２３ｅの奥側に吸音材２３ａが配置されている集音器２３では、測定周波数全域にわたって平坦な特性になっている。これにより、本実施形態である打音検査システム１では、集音器２３の集音フード２３ｅの奥側に吸音材２３ａが配置されていることで、吸音材２３ａが配置されていない場合と比べより発信音に近い音の集音が可能であることが読みとれる。これは、集音フード内の奥側に吸音材２３ａを備えたことで、従来においては、集音フード内で反射した後にマイクロホンで集音されていた音波が吸音材に吸収されるために、集音フード内で反射することなく直接マクロホンで集音される音波との干渉が生じにくくなったためである。

打音検査システム１の集音器２３の集音フード２３ｅには、中央奥側にレーザビーム出射部２３ｂとマイクロホン２３ｃとが配置され、これらと集音フード２３ｅの内壁との間には上述の吸音材２３ａが取り付けられている。

図１に示す検査対象１００への検査を開始するためにこの打音検査システム１の電源がオンされて、さらに、集音器２３に備えられたレーザビーム出射ボタン（不図示）がオンされると、レーザビーム１１０が、この回転面形状である集音フード２３ｅの回転軸に沿ってレーザビーム出射部２３ｂから出射される。

このレーザービーム１１０は、前述したように、出力制御部によってビーム出力は常に変更されている。これは、レーザビーム出射部２３ｂから出射され、中継器２２に送信されたレーザビームと、この中継器２２に送信されたレーザビームと同位相であって、レーザビーム出射部２３ｂから集音フードの開口から検査対象に向けて出射されたレーザビーム、即ちインパルスハンマ１０で受光されたレーザビームとの位相差が波長の整数倍となった時にマイクロホン２３ｃと打撃地点との間の距離計測が不能に陥ることを防止するためである。

また、このレーザビーム１１０は、この回転面形状である集音フード２３ｅの回転軸に沿って出射されているため、所望する打撃地点にこのレーザービーム１１０を照射し、その照射部分を打撃することで打音は集音器２３で正確に集音されることとなる。

図４は、本実施形態のマイクロホンの集音特性が、回転面形状である集音フードの回転軸に対する音源方向の角度によって変化する様子を示す図である。

図４（ａ）から図４（ｃ）には、回転面形状である集音フード２３ｅの回転軸に対する音源方向の角度が、それぞれ０度、６度、および１２度であった場合の、周波数ごとの相対感度が示されている。ここには、周波数が０ｋＨｚから１６ｋＨｚまでの範囲において、図４（ａ）では相対感度が２から７の間で変化しているのに対し、図４（ｂ）では相対感度が１から３．５の間で変化しており、さらに、図４（ｃ）では相対感度が０．５から２．５の間で変化している様子が示されており、集音フードの回転軸に対する音源方向の角度が増すごとに高周波に対する感度が鈍くなっていく様子が示されている。

この打音検査システム１では、検査対象に対する打撃は、予め打撃する順番が決定されている検査対象上の打撃位置にこのレーザビーム１１０を照射するように集音器２３を動かしながら行なわれており、インパルスハンマ１０からは、打撃が行われるたびにその打撃力に応じた加力信号が中継器２１に送信されている。また、集音器２３では、このインパルスハンマ１０による検査対象への打撃によって発生した打音がマイクロホン２３ｃで集音されており、この打音に応じた打音信号が中継器２２に送信されている。

図５は、インパルスハンマによる打撃によってインパルスハンマから出力された加力信号を上段に、このインパルスハンマによる打撃によってマイクロホンで集音された打音の打音信号を下段に示す図である。

図５には、上段に示す加力信号に遅れて、下段に示す打音信号が検出されている様子が示されており、図５に示される、加力信号に対する打音信号の遅れは、この検査対象とマイクロホンとの間の距離に応じて変化する。

インパルスハンマ１０には、打撃力に応じた加力信号を出力する機能の他に、受光したレーザビームを中継器２２に送信するレーザビーム受光部１０ｃが備えられており、レーザビーム１１０が指し示している打撃地点を打撃することで、このレーザビーム１１０はレーザビーム受光部１０ｃに受光されることとなる。 レーザビーム受光部１０ｃによって受光されたレーザビーム１１０は、中継器２２に第１光ファイバ線１０ｆを通じて送信される。前述したように、集音器２３から検査対象１００に出射されているレーザビーム１１０は、レーザダイオードから出射されたレーザビームを２分割したうちの一方であり、もう一方は第２光ファイバ線２３ｆを通じて中継器２２に送信されており、中継器２２では、集音器２３から送信されてくるレーザビームとインパルスハンマ１０から送信されてくるレーザビームとを干渉させてその結果を検出している。この検出結果は、打撃が行われた際の、マイクロホン２３ｃと検査対象１００上の打撃地点との間の距離を表すものとして打音信号の補正に利用されている。この補正は、集音が、打撃の度にマイクロホン２３ｃと検査対象１００上の打撃地点との間の距離が変化した状態で行なわれることで検査対象１００の内部欠陥の検出精度が低下してしまうのを防止するために行なわれている。

ここで、図６は、本実施形態の打音検査システムのマイクロホンの集音特性が、検査対象上の打撃地点からの距離に応じて変化する様子を示す図である。

図６には、マイクロホン２３ｃと検査対象１００上の打撃地点との間の距離が５０ｃｍ、１００ｃｍ、および１５０ｃｍである場合の集音器の集音特性がそれぞれ示されている。ここには、マイクロホン２３ｃと検査対象１００上の打撃地点との間の距離が１００ｃｍ〜１５０ｃｍの間で変化しても、感度は変化するものの周波数に対する特性に変化はほとんどないことが示されており、例え、打撃の度にマイクロホン２３ｃと検査対象１００上の打撃地点との間の距離が１００ｃｍ〜１５０ｃｍの間で変化したとしても、打撃が行われた際のそれらの間の距離が得られれば補正が可能であることが図６から読みとることができる。なお５０ｃｍの距離では感度だけでなく周波数特性にも変化が生ずるが、距離が分かれば補正が可能である。

また、この打音検査システム１では、検査対象への打撃を行った際のインパルスハンマ１０の加力が所定の範囲内にあるか否かが打撃判定部２１ｃにおいて判定されているほか、打撃が行われた際のレーザビーム受光部１０ｃで受光したレーザビームのビーム出力をビーム出力計測部２２ｄで検出することで、検査対象への打撃がレーザービームの照射位置に対して正確に行われたか否かも打撃判定部２１ｃにおいて判定されている。

打撃判定部２１ｃにおいて加力が所定の範囲内にあるか否かが判定されているのは、打撃の度に打撃力が大きく異なってしまうと、検査対象１００の内部欠陥の検出精度が低下してしまうからであり、また、打撃がレーザービームの照射位置に対して正確に行われたか否かが判定されているのも同じ理由による。この打音システム１では、加力が所定の範囲内にないと判定されるか、または、打撃がレーザービームの照射位置に対して正確に行われなかったと判定されると、パソコン２１に備えられているスピーカからブザー音が発音されるようになっており、この場合には、その打撃に伴って得られた全てのデータは記録されないようになっている。したがって、ユーザーは打撃地点への再打撃を行なうことができるようになっている。

パソコン２１では、打撃地点とマイクロホンとの間の距離の検出が、中継器２２のレーザビーム干渉部２２ａから送信されてくる干渉の結果と中継器２２の加力信号取得部２２ｃから送信されてくる加力信号とを基に打撃ごとに距離演算部２１ａで行われており、この距離演算部２１ａの演算結果に応じて、中継器２２の打音信号取得部２２ｂから送信されてくる打音信号の補正が行なわれている。

また、パソコン２１では、検査対象１００に対して行なった打撃についての分析結果が画像表示されるようになっており、ユーザーは、その表示を見ながら検査対象内部の欠陥の有無を見極めることができる。

以上説明したように、本実施形態の打音検査システム１は、集音フード内の奥側に吸音材が取り付けられた集音器２３を備えていることから、集音フード内に吸音材が取り付けられていない集音器が備えられている打音検査システムと比べて検査対象の欠陥検出を高精度に行うことができる。また、この打音検査システム１では、打撃毎に、打音の集音が行われるマイクロホンと打撃地点との間の距離が計測されその計測された距離に応じた補正が打音信号に対して行なわれるため、例え、集音がこのマイクロホンと打撃地点との間の距離が打撃の度に変化した状態で行われたとしても、検査対象内部の欠陥検出を高精度に行うことができる。さらに、この打音検査システム１では、打撃毎に検出される加力信号に基づいて加力が所定の範囲にあるか否かと、集音器２３のレーザビーム出射部２３ｂから出射されたレーザビームによって指し示された打撃位置が打撃されているか否かとが判定されており、これらのうちのいずれかが問題ありと判定されるとブザーによる警告が発せられ、その問題があった打撃に伴って得られたデータは記録されないようになっている。つまり、検査対象内部の欠陥検出の精度を低下させる要因は省かれるようになっている。尚、本実施形態では、打撃の際の加力が所定の範囲にあるか否か、あるいは、集音器２３のレーザビーム出射部２３ｂから出射されたレーザビームによって指し示された打撃地点が正確に打撃されているか否かを判定する場合を例に挙げて説明したが、この判定が行われなくても本発明の効果は減却されるものではなく、また、打撃毎に、打音の集音が行われるマイクロホンと打撃地点との間の距離が計測されないものであっても同様である。また、上述したような、レーザビームを打音の集音が行われるマイクロホンと打撃地点との間の距離の計測に利用しないのであれば、このレーザビームを変調せずに、打撃地点を指し示すためだけのものとして利用するものであってもよく、さらには、集音器２３からレーザビームを出射しないものであっても、集音集音フード内に吸音材が配置されているものであればよい。

図７は、本発明の打音検査システムの第２実施形態を示す図である。尚、本図では、本実施形態に備えられているもので第１実施形態に備えられているものと同じ種類のものには、図１において付されている符号と同じ符号が付されている。

図７に示す、本実施形態の打音検査システム２は、インパルスハンマ１０と欠陥検出装置２００とで構成されており、欠陥検出装置２００は、打音の集音を行なう集音器２３１、各種信号が集められる中継器２２１、および、中継器２２１からの各種信号を分析するパソコン２１１で構成されている。本実施形態と第１実施形態との間の相違点は、打撃毎の、マイクロホンと打撃地点との間の距離検出の方法が異なっている点のみであり、第１実施形態では、集音器から出射された変調レーザビームと、これと同位相で検査対象側に出射された後に打撃地点で受光されたこの変調レーザービームとを干渉させて距離検出を行なっていたのに対し、本実施形態では、インパルスハンマ１０による打撃タイミングと、その打撃に伴って発生した打音がマイクロホンで集音されたタイミングとの時間差に基づいて距離検出が行われている。

インパルスハンマ１０は、第１実施形態のインパルスハンマと種類および機能が同じであるので説明は省略する。

集音器２３１は、インパルスハンマ１０による検査対象に対する打撃によって発生した打音を集音するマイクロホン２３ｃ、周囲の音がマイクロホンで集音されないようにするための集音フード２３ｅ、この集音フードの外側面に取り付けられた持ち手２３ｄ、レーザビームを出射するレーザビーム出射部２３１ｂ、マイクロホン２３ｃによる集音を選択的に行うための吸音材であるグラスウール２３ａ、および、打音信号をマイクロホン２３ｃから中継器２２へ送信するための第２信号線２３ｇで構成されている。尚、このレーザビーム出射部２３１ｂは、第１実施形態のレーザビーム出射部２３ｂとは異なり、レーザダイオードのみからなり、本実施形態では、第１実施形態のようにレーザダイオードへの印加電流の変化や、レーザダイオードから出射されたレーザービームの振り分けは行なわれていない。

中継器２２１は、インパルスハンマ１０からの上記第１信号線１０ｅおよび第１光ファイバ線１０ｆと、集音器２３１からの第２信号線２３ｇとが接続されている。

パソコン２１１は、中継器２２１から送信されてきた各種デジタル信号に対する補正を行なったり、表示画面への表示を行なう。

図８は、本実施形態の打音検査システムの内部ブロック図である。

図８には、左側に集音器２３１の内部ブロック、中央上側にパソコン２１１の内部ブロック、中央下側に中継器２２１の内部ブロック、右側にインパルスハンマ１０の内部ブロックが示されている。

図８に示すインパルスハンマ１０は、加力信号出力部１０ｄ、および、受光したレーザビームを中継器２２１に送信するレーザビーム受光部１０ｃで構成されている。

図８に示す集音器２３１は、打音を集音して打音信号を出力するマイクロホン２３ｃおよびレーザビーム出射部２３１ｂで構成されている。

図８に示す中継器２２１は、マイクロホン２３ｃからの打音信号を取得する打音信号取得部２２ｂ、レーザビーム受光部１０ｃからのレーザビームの出力を計測するビーム出力計測部２２ｄ、および、インパルスハンマ１０からの加力信号を取得する加力信号取得部２２ｃで構成されている。

図８に示すパソコン２１１は、中継器２２１の加力信号取得部２２ｃからの加力信号の取得タイミングと中継器２２１の打音信号取得部２２ｂからの打音信号の取得タイミングとに基づいて打撃ごとの打撃地点とマイクロホンとの間の距離を演算する距離演算部２１１ａ、加力信号取得部２２ｃからの加力信号が得られたタイミングとその打撃の際に得られたレーザビームの出力とに基づき、打撃がそのレーザビームによって指し示された打撃地点に対して正確に行われたか否か、あるいは打撃の際の加力が所定の範囲内にあるものであったか否かを判定する打撃判定部２１ｃ、および、中継器２２の打音信号取得部２２ｂからの打音信号を、距離演算部２１１ａからの距離情報を基に補正して打音信号の解析を行う打音信号解析・補正部２１１ｂで構成されている。

以下、屋内に置かれた図７に示す検査対象１００の内部欠陥の検出を打音検査システム２で行う場合を取り上げて説明する。

検査対象への検査を開始するためにこの打音検査システム２の電源がオンされて、さらに、集音器２３１に備えられたレーザビーム出射ボタンがオンされると、レーザビーム１１１が、この回転面形状である集音フード２３ｅの回転軸に沿ってレーザビーム出射部２３１ｂから出射される。尚、このレーザービーム１１１は、前述したように、出力の制御は行われていないレーザビームであるが、第１実施形態と同様に、この回転面形状である集音フード２３ｅの回転軸に沿って出射されているため、所望の打撃位置にこのレーザービーム１１１を照射することでその打撃位置への打撃による打音は集音器２３１で正確に集音されることとなる。

この打音検査システム２でも、検査対象に対する打撃は、予め打撃する順番が決定されている検査対象上の打撃位置にこのレーザビーム１１１を照射するように集音器２３１を動かしながら行なわれ、インパルスハンマ１０からは、打撃が行われるたびにその打撃力に応じた加力信号が中継器２１１に送信される。また、集音器２３１からは、このインパルスハンマ１０による検査対象への打撃によって発生した打音がマイクロホン２３ｃで集音されて打音信号が中継器２２１に送信される。

このインパルスハンマ１０には、打撃力に応じた加力信号を出力する機能の他に、受光したレーザビームを中継器２２に送信するレーザビーム受光部１０ｃが備えられており、集音器２３１から出射されたレーザビームが照射されている打撃地点を打撃することで、レーザビームはレーザビーム受光部１０ｃで受光されることとなる。レーザビーム受光部１０ｃによって受光されたレーザビームは、中継器２２１に第１光ファイバ線１０ｆを通じて送信される。

また、この打音検査システム２では、検査対象への打撃を行った際のインパルスハンマ１０の加力が所定の範囲内にあるか否かが打撃判定部２１ｃにおいて判定されているほか、打撃が行われた際のレーザビーム受光部１０ｃで受光したレーザビームのビーム出力がビーム出力計測部２２ｄで検出されていることで、検査対象への打撃がレーザービームの照射位置に対して正確に行われたか否かも打撃判定部２１ｃにおいて判定されている。

この打音検査システム２でも、加力が所定の範囲内にないと判定されるか、または、打撃がレーザービームの照射位置に対して正確に行われなかったと判定されると、パソコン２１に備えられているスピーカからブザー音が発音されるようになっている。

パソコン２１１では、打撃地点とマイクロホンとの間の距離の検出が、中継器２２１の打音信号取得部２２ｂからの打音信号の送信のタイミングと、中継器２２１の加力信号取得部２２ｃからの加力信号の送信タイミングとの間の時間差を基に打撃ごとに距離演算部２１１ａで行われており、この距離演算部２１１ａの演算結果に応じて、中継器２２１の打音信号取得部２２ｂから送信されてくる打音信号の補正が行なわれている。

また、パソコン２１１では、検査対象１００に対して行なった打撃についての分析結果が画像表示されるようになっており、ユーザーは、その検査対象内部の欠陥の有無の見極めを行なうことができる。

以上説明したように、本実施形態の打音検査システム２も、集音フード内の奥側に吸音材を備えた集音器２３１を備えているために、集音フード内に吸音材が備えられていない打音検査システムと比べて検査対象の欠陥検出を高精度に行うことができる。また、この打音検査システム２では、打撃毎に、打音の集音が行われるマイクロホンと打撃地点との間の距離検出が、中継器２２１の打音信号取得部２２ｂからの打音信号の送信のタイミングと、中継器２２１の加力信号取得部２２ｃからの加力信号の送信タイミングとの間の時間差を基に距離演算部２１１ａで行われており、ここで検出された距離に応じた補正が打音信号に対して行なわれるため、例えマイクロホンによる集音が、打撃の度にこのマイクロホンと打撃地点との間の距離が変化した状態で行なわれたとしても、検査対象内部の欠陥検出を高精度に行うことができる。さらに、この打音検査システム２でも、打撃毎に検出される加力信号に基づいて加力が所定の範囲にあるか否かと、集音器２３１のレーザビーム出射部２３１ｂから出射されたレーザビームによって指し示された打撃位置が正確に打撃されているか否かとが判定されており、これらのうちのいずれかが問題ありと判定されるとブザーによる警告が発せられるようになっているため、検査対象内部の欠陥検出の精度低下が防止されるようになっている。尚、本実施形態でも、打撃の際の加力が所定の範囲にあるか否か、あるいは、集音器２３１のレーザビーム出射部２３１ｂから出射されたレーザビームによって指し示された打撃位置が打撃されているか否かを判定する場合を例に挙げて説明したが、この判定が行われなくても本発明の効果は減却されるものではなく、また、打撃毎に、打音の集音が行われるマイクロホンと打撃地点との間の距離が計測されないものであっても同様である。また、集音器２３１からレーザビームを出射しないものであっても、集音集音フード内に吸音材が配置されているものであればよい。

図９は、本発明の打音検査システムの第３実施形態を示す図である。尚、本図では、本実施形態に備えられているもので第１実施形態に備えられているものと同じ種類のものには、図１において付されている符号と同じ符号が付されている。

図９に示す、本実施形態の打音検査システム３は、インパルスハンマ１０と欠陥検出装置２１０とで構成されており、欠陥検出装置２１０は、打音の集音を行なう集音器２３２、各種信号が集められる中継器２２２、および、中継器２２２からの各種信号を分析するパソコン２１で構成されている。本実施形態と第１実施形態との間の相違点は、打撃毎の、マイクロホンと打撃地点との間の距離検出の方法が異なっている点のみであり、本実施形態では、集音器２３２から出射された変調レーザビームと検査対象で反射して集音器２３２に戻ってきた変調レーザビームとを干渉させることで距離検出が行なわれている。

インパルスハンマ１０は、第１実施形態のインパルスハンマと種類および機能が同じものであるので説明は省略する。

集音器２３２は、インパルスハンマによる検査対象に対する打撃によって発生した打音を集音するマイクロホン２３ｃ、周囲からの音がマイクロホンで集音されないようにするための集音フード２３ｅ、この集音フードの外側表面に取り付けられた持ち手２３ｄ、レーザビームを出射するレーザビーム出射部２３ｂ、マイクロホン２３ｃによる集音を選択的に行うための吸音材であるグラスウール２３ａ、および、マイクロホン２３ｃから中継器２２２への打音信号の送信のための第２信号線２３ｇで構成されている。尚、このレーザビーム出射部２３ｂは、レーザダイオード、このレーザダイオードへの印加電流を変化させることでビーム出力を変化させるビーム出力制御部、および、レーザダイオードから出射されたレーザービームを集音フードの開口外と第２光ファイバ線とに振り分けるビームスプリッタで構成されており、レーザダイオードから発せられビームスプリッタで分割された一方のレーザビームを中継器２２２に送信するための第２光ファイバ線２３ｆ、ビームスプリッタで分割されたもう一方の、レーザダイオードから発せられ検査対象で反射して戻ってきたレーザビームを受光する第２レーザビーム受光部２３２ｂ、および、この第２レーザビーム受光部２３２ｂで受光したレーザビームを中継器２２２に送信するための第３光ファイバ線２３ｈも図９に示す集音器２３２の構成要素となっている。

中継器２２２は、インパルスハンマ１０からの上記第１信号線１０ｅおよび第１光ファイバ線１０ｆと、集音器２３２からの第２信号線２３ｇ、第２光ファイバ線２３ｆ、および第３光ファイバ線２３ｈとが接続され、第２光ファイバ線２３ｆおよび第３光ファイバ線２３ｈから送信されてくるレーザビームを干渉させると共に、各種信号をデジタル変換して第３信号線２ａを通じてパソコン２１に送信する。

パソコン２１は、中継器２２２から送信されてきた各種デジタル信号に対する補正を行なったり、表示画面への表示を行なう。

図１０は、本実施形態の打音検査システムの内部ブロック図である。

図１０には、左側に集音器２３２の内部ブロック、中央上側にパソコン２１の内部ブロック、中央下側に中継器２２２の内部ブロック、右側にインパルスハンマ１０の内部ブロックが示されている。

図１０に示すインパルスハンマ１０は、加力信号出力部１０ｄ、および、受光したレーザビームを中継器２２２に送信するための第１レーザビーム受光部１０ｃで構成されている。

図１０に示す集音器２３２は、打音を集音して打音信号を出力するマイクロホン２３ｃ、レーザビーム出射部２３ｂ、および第２レーザビーム受光部２３２ｂで構成されている。

図１０に示す中継器２２２は、マイクロホン２３ｃからの打音信号を取得する打音信号取得部２２ｂ、レーザビーム出射部２３ｂからのレーザビームと第２レーザビーム受光部２３２ｂからのレーザビームとを干渉させるレーザビーム干渉部２２ａ、第１レーザビーム受光部１０ｃからのレーザビームの出力を計測するビーム出力計測部２２ｄ、および、インパルスハンマ１０からの加力信号を取得する加力信号取得部２２ｃで構成されている。

図１０に示すパソコン２１は、中継器２２２のレーザビーム干渉部２２ａで検出された干渉結果に基づいて、加力信号取得部２２ｄからの加力信号が得られたタイミングとその打撃の際に得られたレーザビームの出力とに基づき、打撃がそのレーザビームによって指し示された打撃地点に対して正確に行われたか否か、あるいは打撃の際の加力が所定の範囲内にあるものであったか否かを判定する打撃判定部２１ｃ、中継器２２２の加力信号取得部２２ｃからの加力信号の取得タイミングと中継器２２２のレーザビーム干渉部２２ａからの干渉結果とに基づいて打撃ごとの打撃地点とマイクロホンとの間の距離を演算する距離演算部２１ａ、および、中継器２２２の打音信号取得部２２ｂからの打音信号を、距離演算部２１ａからの距離情報を基に補正して打音信号の解析を行う打音信号解析・補正部２１ｂで構成されている。

以下、屋内に置かれた図９に示す検査対象１００の内部欠陥の検出を打音検査システム３で行う場合を取り上げて説明する。

本実施形態の打音検査システム３の集音器２３２の集音フード２３ｅには、中央奥側にレーザビーム出射部２３ｂと第２レーザビーム受光部２３２ｂとマイクロホン２３ｃとが配置され、これらと集音集音フードの内壁との間には吸音材２３ａが取り付けられている。

検査対象への検査を開始するためにこの打音検査システム３の電源がオンされて、さらに、集音器２３２に備えられたレーザビーム出射ボタンがオンされると、レーザビーム１１２が、この回転面形状である集音集音フードの回転軸に沿ってレーザビーム出射部２３ｂから出射される。

このレーザービーム１１２は、前述したように出力を変化させる出力制御部によって常に出力が変更されている。これは、レーザビーム出射部２３ｂから中継器２２２に送信されたレーザビームと、検査対象で反射した戻ってきたレーザビームとの位相差が波長の整数倍となった時にマイクロホン２３ｃの受音面２３１ｃと検査対象上の打撃位置との間の距離計測が不能に陥ることを防止するためである。

この打音検査システム３では、検査対象に対する打撃は、予め打撃する順番が決定されている検査対象上の打撃地点にこのレーザビーム１１２を照射するように集音器２３２を動かしながら行なわれ、インパルスハンマ１０からは、打撃が行われるたびにその打撃力に応じた加力信号が中継器２２２に送信される。また、集音器２３２では、第１実施形態と同様に、レーザビーム出射部２３ｂのレーザダイオードから発せられるレーザビームを分割し、そのうちの一方を第２光ファイバ線を通じて中継器２２２に送信しているほか、もう一方の、レーザビーム出射部２３ｂから集音フードの開口外に出射された後に検査対象に反射して戻り第２レーザビーム受光部２３２ｂで受光されたレーザビームを第３光ファイバ線を通じて中継器２２２に送信している。また、このインパルスハンマ１０による検査対象への打撃によって発生した打音がマイクロホン２３ｃで集音され、マイクロホン２３ｃからは、打音信号が第２信号線２３ｇを通じて中継器２２２に送信されている。

このインパルスハンマ１０には、打撃力に応じた加力信号を出力する機能の他に、集音器２３２からのレーザビームを受光する第１レーザビーム受光部１０ｃが設けられており、レーザビームが指し示している打撃地点を打撃することで、レーザビーム出射部２３ｂから出射されているレーザビームは第１レーザビーム受光部１０ｃで受光されることとなる。第１レーザビーム受光部１０ｃによって受光されたレーザビームは、中継器２２２に第１光ファイバ線１３を通じて送信されているが、本実施形態では、前述したように、打撃が行われた際のマイクロホン２３ｃと打撃地点との間の距離検出が、集音器２３２のレーザビーム出射部２３ｂおよび第２レーザビーム受光部２３２ｂから中継器２２２に送信されるレーザビームに基づいて行われており、このインパルスハンマ１０の第１レーザビーム受光部１０ｃで受光され中継器２２２に送信されてくるレーザビームはレーザビーム出射部２３ｂから出射されたレーザビームによって照射された打撃地点を正確に打撃しているか否かを判定する打撃判定部２１ｃでのみ利用されている。

また、この打音検査システム３では、検査対象への打撃を行った際のインパルスハンマ１０の加力が所定の範囲内にあるか否かが打撃判定部２１ｃにおいて判定されている。

パソコン２１では、前述した打撃地点とマイクロホンとの間の距離検出が、中継器２２２のレーザビーム干渉部２２ａから送信されてくる干渉の結果と中継器２２２の加力信号取得部２２ｃから送信されてくる加力信号とを基に打撃ごとに距離演算部２１ａで行われており、この距離演算部２１ａの演算結果に応じて、中継器２２２の打音信号取得部２２ｂから送信されてくる打音信号の補正が行なわれている。

また、パソコン２１では、検査対象１００に対して行なった打撃についての分析結果が画像表示されるようになっており、ユーザーは、その検査対象内部の欠陥の有無の見極めを行うことができる。

以上説明したように、本実施形態の打音検査システム３では、集音フード内の奥側に吸音材が配置された集音器２３２を備えているために、集音フード内に吸音材が配置されていない集音器が備えられている打音検査システムと比べて検査対象の欠陥検出を高精度に行うことができる。また、この打音検査システム３では、打撃毎に、打音の集音が行われるマイクロホンと打撃地点との間の距離が、レーザビーム出射部２３ｂからのレーザビームと第２レーザビーム受光部２３２ｂからのレーザビームとを干渉させることで計測されその計測された距離に応じた打音信号補正が行なわれるため、例え集音が、打撃の度にマイクロホンと打撃地点との間の距離が変化した状態で行われても検査対象内部の欠陥検出を高精度に行うことができる。さらに、この打音検査システム３では、打撃毎に検出される加力信号に基づいて加力が所定の範囲にあるか否かと、集音器２３２のレーザビーム出射部２３ｂから出射されたレーザビームによって指し示された打撃位置が正確に打撃されているか否かとが判定されており、これらのうちのいずれかが問題ありと判定されるとブザーによる警告が発せられるようになっている。尚、本実施形態では、打撃の際の加力が所定の範囲にあるか否か、あるいは、集音器２３２のレーザビーム出射部２３ｂから出射されたレーザビームによって指し示された打撃地点が正確に打撃されているか否かを判定する場合を例に挙げて説明したが、この判定が行われなくても本発明の効果は減却されるものではなく、また、打撃毎に、打音の集音が行われるマイクロホンと打撃地点との間の距離が計測されないものであっても同様である。また、上述したような、レーザビームを打音の集音が行われるマイクロホンと打撃地点との間の距離の計測に利用しないのであれば、このレーザビームを変調せずに、打撃地点を指し示すためだけのものとして利用するものであってもよい。さらには、集音器２３２からレーザビームを出射しないものであっても、集音集音フード内に吸音材が配置されているものであればよい。

また、第１から第３実施形態では、打撃具としてインパルスハンマを採用している例で説明しているが、本発明はこれに限るものではなく、打撃を行ったタイミングを表す信号を外部に出力するものであればよく、さらには、打撃によって検査対象から打音を発生させることができるものであれば、通常のハンマであっても、本発明の効果は減却されるものではない。

さらに、第１から第３実施形態では、集音器の集音フード内のマイクロホンの周囲に吸音材を配置した場合を例に挙げて説明しているが、この吸音材が集音フードの開口の周縁部にも配置された集音器を用いることで、フードの側方もしくは後方から到来してフードの開口の縁で回折されてフード内に侵入してくる音波を減衰したものとすることでさらに音波どうしの干渉を抑制できるため、検査対象の内部欠陥の検出精度をさらに向上させることができる。

図１１は、吸音材が、集音フードの開口の周縁部にも配置されている集音フードの一例の断面図である。尚、ここに示されるもので、第１実施形態において使用されているものと同じ種類のものには、第１実施形態において付されている符号と同じ符号が付されている。

図１１に示される集音フード２３ｅには、上述した通り、マイクロホンの周囲に加え、開口の周縁部にも吸音材であるグラスウール２４ａが全周に配置されている。尚、この、開口の周縁部のグラスウール２４ａは、図１１に示す様に全周に配置されたものに限るものではなく、また、着脱可能なものであってもよい。

また、このように、マイクロホンの周囲に加え、グラスウールを集音フード開口の周縁部に配置し、フードの開口の縁で回折されてフード内に侵入してくる音波を減衰したものとすることで指向性の劣化も抑制される。

図１２は、集音器の指向特性を示すグラフ図である。

図１２（ａ）には、マイクロホンの周囲にのみ吸音材が配置されている集音器の指向特性、図１２（ｂ）には、マイクロホンの周囲に加え、集音フードの開口の周縁部にも吸音材が配置された上記実施形態の一態様である集音器の指向特性が周波数別に示されている。

図１２からは、マイクロホンの周囲に加え、集音フードの開口の周縁部にも吸音材を配置したことにより、１ｋＨｚについては、集音器の側方および後方に対する指向特性が改善され、特に真後ろ方向に対する指向性の改善が顕著であることが読みとれ、１０ｋＨｚについては、集音器の正面に近い方向の指向性が改善されていることが読みとれる。

さらに、集音フードの開口の周縁部にも吸音材を配置したことで、集音器の開口が検査対象と接触した場合の衝撃を和らげ、両者の破損を防止する効果も提供することができる。尚、吸音材としては、吸音性のあるものであればグラスウール以外のものであってもよい。尚、本実施形態では、集音フードの開口の周縁部外側に吸音材を配置した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、周縁部内側に吸音材を配置するものであってもよい。

本発明の打音検査システムの第１実施形態の構成図である。 本実施形態の打音検査システムの内部ブロック図である。 本実施形態の集音器の打音に対する周波数特性図である。 本実施形態のマイクロホンの集音特性が、回転面形状である集音フードの回転軸に対する音源方向の角度によって変化する様子を示す図である。 インパルスハンマによる打撃によってインパルスハンマから出力された加力信号を上段に、このインパルスハンマによる打撃によってマイクロホンで集音された打音の打音信号を下段に示す図である。 本実施形態の打音検査システムのマイクロホンの集音特性が、検査対象上の打撃地点からの距離に応じて変化する様子を示す図である。 本発明の打音検査システムの第２実施形態を示す図である。 本実施形態の打音検査システムの内部ブロック図である。 本発明の打音検査システムの第３実施形態を示す図である。 本実施形態の打音検査システムの内部ブロック図である。 吸音材が、集音フードの開口の周縁部にも配置されている集音フードの一例の断面図である。 集音器の指向特性を示すグラフ図である。

符号の説明

１、２、３ 打音検査システム
２ａ 第３信号線
１０ｃ 第１レーザビーム受光部
１０ｄ 加力出力部
１０ｅ 第１信号線
１０ｆ 第１光ファイバ線
２０ 欠陥検出装置
２１ａ 距離演算部
２１ｂ 打音信号解析・補正部
２１ｃ 打撃判定部
２２ 中継器
２２ａ レーザビーム干渉部
２２ｂ 打音信号取得部
２２ｃ 加力信号取得部
２２ｄ ビーム出力計測部
２３ 集音器
２３ａ、２４ａ グラスウール
２３ｂ レーザビーム出射部
２３１ｃ 受音面
２３ｆ 第２光ファイバ線
２３ｇ 第２信号線
２３ｈ 第３光ファイバ線

Claims (11)

1. 検査対象を打撃する打撃具と、該検査対象を該打撃具で打撃した際の、該検査対象から発せられる打撃音をフードで囲まれたマイクロホンで集音し、該集音によって得られた打撃音信号に基づいて前記検査対象の欠陥の検出を行なう欠陥検出装置とで構成された打音検査システムにおいて、
   前記フードが、前端に開口を有し該開口よりも後方に焦点を有する回転面形状の音反射内壁を少なくとも該開口側に有する内部空間が形成されると共に該音反射内壁内の該開口側とは反対側に吸音材が配置されたものであって、
   前記マイクロホンの受音面が、前記音反射内壁内に位置するとともに前記開口の方を向くように配置されていることを特徴とする打音検査システム。
2. 前記フードが、さらに前記開口の周縁部に沿って吸音材が配置されたものであることを特徴とする請求項１記載の打音検査システム。
3. 前記フードが、前記検査対象上の目標となる打撃地点を指し示す、前記音反射内壁の回転面形状の回転軸に平行な光ビームを出射する光ビーム出射部を備えたものであることを特徴とする請求項１記載の打音検査システム。
4. 前記打撃具が、前記光ビーム出射部から出射された前記光ビームを受光する光ビーム受光部を備えたものであり、
   前記欠陥検出装置が、前記光ビーム受光部で受光された受光結果を表す受光結果信号を取得する受光結果信号取得部と、前記検査対象への打撃に対応する、前記受光結果信号取得部で取得した受光結果信号に基づいて該打撃が前記光ビームによって指し示された打撃地点に対して正確に行なわれたか否かを判定する判定部とを備えたものであることを特徴とする請求項３記載の打音検査システム。
5. 前記欠陥検出装置が、前記マイクロホンの受音面と、前記打撃具によって打撃された前記検査対象上の打撃地点との間の距離を検出する測距手段と、前記マイクロホンによる集音で得られた前記打撃音信号を該測距手段で検出された前記距離に応じて補正する補正手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の打音検査システム。
6. 前記打撃具が、打撃に応じた打撃信号を出力する打撃信号出力部を備えたものであり、
   前記測距手段が、前記打撃信号出力部から出力される打撃信号を取得する打撃信号取得部と、該打撃信号取得部で打撃信号が取得されたタイミングと前記マイクロホンにおいて前記打撃音信号が得られたタイミングとの間の時間差を計測する時間計測部とを備え、該時間計測部で計測された該時間差に基づいて、前記マイクロホンの受音面と、前記打撃具によって打撃された前記検査対象上の打撃面との間の距離を検出するものであることを特徴とする請求項５記載の打音検査システム。
7. 前記打撃具が、前記打撃信号として、前記検査対象への打撃の際の加力を表す加力信号を出力するインパルスハンマであることを特徴とする請求項６記載の打音検査システム。
8. 前記測距手段が、変調された光ビームを出射する変調光ビームを出射する変調光ビーム出射部と、該変調光ビーム出射部から出射されて前記検査対象で反射されて戻ってきた変調光ビームを受光する変調光ビーム受光部とを前記フードに備え、さらに、前記変調光ビーム出射部から出射されるタイミングと、前記変調光ビーム出射部から出射され反射された変調光ビームが前記変調光ビーム受光部に受光されるタイミングとの間の時間差を計測する第２の時間計測部を備えたものであって、該第２の時間計測部で計測された時間差に基づいて、前記マイクロホンの受音面と、前記打撃具によって打撃された前記検査対象上の打撃面との間の距離を検出するものであることを特徴とする請求項５記載の打音検査システム。
9. 前記変調光ビーム出射部が、前記検査対象上の目標とする打撃地点を指し示す、前記音反射内壁の回転面形状の回転軸に平行な変調光ビームを出射するものであることを特徴とする請求項８記載の打音検査システム。
10. 前記測距手段が、前記検査対象上の目標とする打撃地点を指し示す、前記音反射内壁の回転面形状の回転軸に平行な変調光ビームを出射する変調光ビーム出射部を前記フードに備え、
    前記打撃具が、前記変調光ビーム出射部から出射された変調光ビームを受光する変調光ビーム受光部を備えたものであり、
    前記測距手段が、さらに、前記変調光ビーム受光部で受光された受光結果を表す受光結果信号を取得する受光結果取得部と、前記変調光ビーム出射部から前記変調光ビームが出射されるタイミングと該出射された変調光ビームが前記変調光ビーム受光部で受光されたタイミングとの間の時間差を計測する第３の時間計測部とを備えたものであって、
    前記測距手段は、前記第３の時間計測部で計測された時間差に基づいて、前記マイクロホンの受音面と、前記打撃具によって打撃された前記検査対象上の打撃面との間の距離を検出するものであることを特徴とする請求項５記載の打音検査システム。
11. 前記欠陥検出装置が、前記検査対象への打撃に対応する、前記受光信号取得部で取得した受光結果信号に基づいて、該打撃が前記光ビームによって指し示された打撃地点に対して正確に行なわれたか否かを判定する判定部を備えたものであることを特徴とする請求項１０記載の打音検査システム。

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