JP2014106102A - 非接触音響検査装置および非接触音響検査方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】特定時刻に限局した音波を使用し、直達音波あるいは周囲構造からの反射音波の時間構造に着目することにより、それら音波が光学的な検出系に与える影響を除去し、光学的に検出される対象信号のみを使用することにより、加振音波による悪影響を低下させ対象欠陥の高精度検出を可能とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、光学検出系に入射する加振音波による悪影響を除去し、非接触音響検査法における欠陥部検出性能を向上させることが可能な非接触音響検査装置を提供することを目的とする。
本発明は次の(i)〜(x)である。
(i)対象物に向けて送波音波を出力する送波部と、
前記送波部から前記送波音波が出力される時間関係を制御する制御部と、
前記送波音波により加振される前記対象物の振動を光学的に計測する光学計測部と、
前記光学計測部の計測結果に基づいて前記対象物の構造を示す検査情報を算出する処理部と、を備え、
前記制御部は、前記送波音波を特定時刻に限局して前記送波部から出力させ、
前記処理部は、前記計測結果のうち前記対象物が振動している時間帯を判定し、前記時間帯と異なる時間関係で計測された不要成分の少なくとも一部を抑圧して前記検査情報を算出することを特徴とする非接触音響検査装置。
(ii)前記送波音波が、それぞれ中心周波数の異なる波形成分により構成されていることを特徴とする上記(i)に記載の非接触音響検査装置。
(iii)前記処理部が、前記複数の波形成分の周波数帯域に基づいて前記対象物が振動している前記時間帯を判定する上記(ii)に記載の非接触音響検査装置。
(iv)前記複数の波形成分の周波数帯域が相互に重畳しており、
前記処理部は、前記複数の波形成分の周波数スペクトルに基づいて前記対象物の振動周波数および前記時間帯を算出する上記(iii)に記載の非接触音響検査装置。
(v)前記処理部が、前記送波音波の周波数帯域よりも狭い周波数分解能で前記周波数スペクトルを算出する上記(iv)に記載の非接触音響検査装置。
(vi)前記処理部が、前記特定時刻および前記送波部と前記対象物との距離に基づいて前記対象物が振動している時間帯を判定する上記(i)から(v)のいずれかに記載の非接触音響検査装置。
(vii)前記制御部は、前記送波音波が前記送波部から出力され前記対象物に到達するまでの時間内に、前記特定時刻に限局された前記送波音波を前記送波部から複数回送信させることを特徴とする上記(i)から(vi)のいずれかに記載の非接触音響検査装置。
(viii)前記送波部から出力された前記送波音波が前記光学計測部に到達するまでの時間(L1/c)と、限局された前記送波音波の時間長(T1)と、の和(L1/c+T1)が、前記送波部から出力された前記送波音波が前記対象物に到達するまでの時間(L2/c)よりも短いことを特徴とする上記(i)から(vii)のいずれかに記載の非接触音響検査装置。
(ix)前記処理部または前記光学計測部は、前記対象物振動の、当該送波音波の周波数に対応した周波数帯域の信号を選択的に通過させることにより前記不要成分の少なくとも一部を抑圧する上記(i)から(viii)のいずれかに記載の非接触音響検査装置。
(x)対象物に向けて非接触に送波音波を出力する送波工程と、
前記送波音波により加振される前記対象物の振動を光学的に計測する計測工程と、
前記光学計測部の計測結果に基づいて前記対象物の構造を示す検査情報を算出する処理工程と、を含み、
前記送波工程では、特定時刻に限局して前記送波音波を出力し、
前記処理工程では、前記計測結果のうち前記対象物が振動している時間帯を判定し、前記時間帯と異なる時間関係で計測された不要成分の少なくとも一部を抑圧して前記検査情報を算出することを特徴とする非接触音響検査方法。
本発明は非接触式の音響検査装置および方法であり、本発明によれば、特定時刻に限局した音波を使用して不要信号の除去を行うことにより、光学的な検出系に与える加振音波による悪影響を低下させることが可能である。被照射体にあたる対象物としては、例えば、コンクリート構造物、地面(土、砂、石、アスファルト等)、木、液体、人体が挙げられる。具体的には、本発明の音響検査装置および音響検査方法によれば、例えば、コンクリート構造物の内部に形成される空洞状の欠陥部や、地面に埋められている地雷の存在あるいは位置を正確に把握することができる。この場合、欠陥部や地雷が探知対象物である。また、人体の内部に存在する腫瘍等の位置を正確に把握することができる。この場合、腫瘍等が探知対象物である。また、各種製品等の内部に発生する欠陥部の存在あるいは位置を非破壊で正確に把握することができる。この場合、欠陥部が探知対象物である。また、池、海、湖等の液面の近くに位置する、周囲の液体と音響インピーダンスが異なる探知対象物の位置を正確に把握することができる。
L1/c+T1<L2/c
L2/c+T2<2L2/c
2L2/c<T0
T1<L2/c−L1/c=10−1=9(msec)
T2<2L2/c−L2/c=L2/c=10(msec)
T0>2L2/c=20(msec)
L2/c+T3<2L2/c
TA=L1/c+(M−1)T4+T1<L2/c
(M−1)T4<(L2−L1)/c−T1
TB=L2/c+(M−1)T4+T2<2L2/c
(M−1)T4<L2/c−T2
2 加振音波
3 対象物
4 欠陥部
5 光学検出系
6 欠陥
7 処理部
8 制御部
10 直接音波
11 反射音波
12 観察波
13 振動状況信号
Claims (10)
- 対象物に向けて送波音波を出力する送波部と、
前記送波部から前記送波音波が出力される時間関係を制御する制御部と、
前記送波音波により加振される前記対象物の振動を光学的に計測する光学計測部と、
前記光学計測部の計測結果に基づいて前記対象物の構造を示す検査情報を算出する処理部と、を備え、
前記制御部は、前記送波音波を特定時刻に限局して前記送波部から出力させ、
前記処理部は、前記計測結果のうち前記対象物が振動している時間帯を判定し、前記時間帯と異なる時間関係で計測された不要成分の少なくとも一部を抑圧して前記検査情報を算出することを特徴とする非接触音響検査装置。 - 前記送波音波が、中心周波数の異なる波形成分により構成されていることを特徴とする請求項1に記載の非接触音響検査装置。
- 前記処理部が、前記複数の波形成分の周波数帯域に基づいて前記対象物が振動している前記時間帯を判定する請求項2に記載の非接触音響検査装置。
- 前記複数の波形成分の周波数帯域が相互に重畳しており、
前記処理部は、前記複数の波形成分の周波数スペクトルに基づいて前記対象物の振動周波数および前記時間帯を算出する請求項3に記載の非接触音響検査装置。 - 前記処理部が、前記送波音波の周波数帯域よりも狭い周波数分解能で前記周波数スペクトルを算出する請求項4に記載の非接触音響検査装置。
- 前記処理部が、前記特定時刻および前記送波部と前記対象物との距離に基づいて前記対象物が振動している時間帯を判定する請求項1から5のいずれかに記載の非接触音響検査装置。
- 前記制御部は、前記送波音波が前記送波部から出力され前記対象物に到達するまでの時間内に、前記特定時刻に限局された前記送波音波を前記送波部から複数回送信させることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の非接触音響検査装置。
- 前記送波部から出力された前記送波音波が前記光学計測部に到達するまでの時間(L1/c)と、限局された前記送波音波の時間長(T1)と、の和(L1/c+T1)が、前記送波部から出力された前記送波音波が前記対象物に到達するまでの時間(L2/c)よりも短いことを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の非接触音響検査装置。
- 前記処理部または前記光学計測部は、前記対象物振動の、当該送波音波の周波数に対応した周波数帯域の信号を選択的に通過させることにより前記不要成分の少なくとも一部を抑圧する請求項1から8のいずれかに記載の非接触音響検査装置。
- 対象物に向けて非接触に送波音波を出力する送波工程と、
前記送波音波により加振される前記対象物の振動を光学的に計測する計測工程と、
前記計測工程の計測結果に基づいて前記対象物の構造を示す検査情報を算出する処理工程と、を含み、
前記送波工程では、特定時刻に限局して前記送波音波を出力し、
前記処理工程では、前記計測結果のうち前記対象物が振動している時間帯を判定し、前記時間帯と異なる時間関係で計測された不要成分の少なくとも一部を抑圧して前記検査情報を算出することを特徴とする非接触音響検査方法。
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