JP2661061B2 - Ａｅ割れ検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は音響放射波によって製品の割れを検出するAE
割れ検出装置に関する。 （従来の技術） 被検材に超音波等の音波を送信することによって得ら
れる反射エコーのレベル、周期等から被検材の破損を検
出し、材料の評価をすることが広く行われている。 ところで受信する反射エコーには、ノイズ成分が多く
含まれ、このノイズが音響放射（アコースティックエミ
ッション、以下AEと略称する。）の応用を妨げる原因と
なっている。 そこでこのノイズ成分を除去すべく、従来、特開昭59
−180457号公報に記載されているように、アナログフィ
ルタを用いて検出すべき信号の周波数帯域以外の信号の
レベルを低下させることが行われている。 （発明が解決しようとする問題点） アナログフィルタの減衰特性は24dB/oct程度であるた
め、ホワイトノイズのような周波数帯域の広いノイズあ
るいは検出すべき信号周波数に近い周波数に対しては十
分な低減効果が得られないという欠点がある。なお、ノ
イズと割れによる信号の発生タイミングの差に着目し
て、検出時期を適当に設定してノイズの影響を排除する
考え方もあるが、前記した発生タイミングに差がない場
合は検出不能となり、その適用は限られたものとなる。 本発明は上記問題点を解決するためになされたもの
で、検出すべき信号とノイズとの判別が適確に行えるAE
割れ検出装置を得ることを目的とする。 （問題点を解決するための手段） 本発明は、被検材からの音響放射信号を受信するセン
サと、該センサからの出力信号をデジタル信号に変換す
るA/D変換器と、該デジタル信号を時系列に記憶するメ
モリと、該メモリに記憶された信号とこの信号を時間遅
延した信号とを積和演算する自己相関処理部と、該自己
相関処理部の演算結果を基準値と比較して検出すべき信
号かノイズ信号かを判断する信号処理部と、該信号処理
部に対し、信号処理のための区間を設定する区間設定部
とを有することを特徴とする。本発明において、前記区
間設定部は、解析時間の出発点付近を除く範囲に区間を
設定する機能を有するものとすることができる。 （作用） 本発明では、検出信号を自己相関することで、非周期
的（非同期的）なノイズ信号を除去できることはもちろ
ん、自己相関結果としての、例えば相関面積、相関周
期、相関ピーク等を基準値と比較することによって、周
期的な（同期的な）ノイズ信号と割れ信号とを明瞭に区
別することができる。 （実施例） 以下本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
第１図は本発明に係る装置のブロック線図を示すもの
で、１はセンサで図示しない被検材の割れに起因するAE
波２を検出するためのものである。 センサ１によって検出されたAE波２はセンサ１に接続
されたプリアンプ３、メインアンプ４およびフィルタ５
によって増幅されかつ低レベルのノイズ信号が除去され
る。 フィルタ５を通過したAE波２は、サンプルホールド回
路６でホールドされた後、A/D変換器７によってデジタ
ルの時系列信号に変換される。 サンプリング時間は、サンプルホールド回路６および
A/D変換器７に接続された設定部6aによって設定され
る。 デジタル信号に変換されたAE信号は、ついでメモリ８
に入力される。メモリ８にはゲート回路９からの出力も
入力され、センサ１で検出されたAE信号の中で所定の領
域、たとえば割れに起因するAE信号付近のみの信号をデ
ジタル信号として記憶する。 このように所定の領域のみの信号を記憶するのは記憶
容量の問題からである。 ゲート回路９はスタート信号発生器10から出力される
スタート信号をトリガ信号としてゲート回路を形成す
る。 上記のようにして記憶されたデジタル信号は自己相関
処理部11へ入力され、自己相関演算が実施される。自己
相関はメモリ８の時系列デジタル信号と、この信号を基
礎として時間遅延された信号とを積和演算することによ
り実施される。 自己相関演算結果は、信号処理部12に入力される。こ
の信号処理部12には区間設定部13からのデータも出力さ
れ、信号処理部12は区間設定部13で設定された区間内に
おいて自己相関演算結果を処理する。ここに区間とは、
割れ検出時間（解析時間）における任意の時間範囲を意
味する。 信号処理部12は、たとえば基準値としてノイズ信号が
記憶される基準設定部14と判定部15とからなり、判定部
15は区間内の自己相関演算結果と、基準値設定部14によ
って設定された基準値との相対関係から検出すべき信号
かノイズ信号かを判断し、この判断結果を出力するよう
になっている。 つぎに前述した信号処理部12によって処理系について
さらに説明する。 第２図は解析時間の任意の１区間Ｘにおいて面積測定
およびピーク測定を行う例で、同図（ａ）は面積測定を
表わすグラフ、同図（ｂ）はピーク測定を表わすグラ
フ、同図（ｃ）は１区間を測定する場合のブロック線図
である。通常１区間内の測定を行う場合は、解析時間τ
＝０付近を除いた区間を設定する。 第３図は解析時間の任意の２区間Y,Zにおいて測定を
行う例で、同図（ａ）は面積測定を表わすグラフ、同図
（ｂ）は２区間を測定する場合のブロック線図である。
２区間を測定する場合は、区間設定部13から２種類のデ
ータY,Zが出力される。なお、２区間測定の場合は、た
とえば割れ信号の発生周期ごとに区間を設定する。 第４図はホワイトノイズ以外のノイズとして周期性が
あっても持続時間が少いインパルス性のノイズと割れAE
との自己相関演算結果を示すもので、同図（ａ）はノイ
ズ、同図（ｂ）は割れAEを示す。 同図（ａ）からわかるように、この種のノイズは周期
性を有するため、解析時間の全区間における面積等を基
準値と比較して、ノイズ信号か割れ信号かを判断する
と、信号対ノイズ比（S/N比）が低下することが予測さ
れる。 （発明の効果） 本発明では、以上説明したように、自己相関した結果
を基準値と比較して検出すべき信号かノイズ信号かを判
断するので、非同期的なノイズはもとより同期的なノイ
ズに邪魔されることなく、確実に割れ信号を検出するこ
とができ、検出結果に対する信頼性が著しく向上する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本考案に係るAE割れ検出装置のブロック線図、 第２図は１区間設定の処理系を示すもので、同図（ａ）
は面積測定を表わすグラフ、同図（ｂ）はピーク測定を
表わすグラフ、同図（ｃ）はブロック線図、 第３図は２区間設定の処理系を示すもので、同図（ａ）
は面積測定のグラフ、同図（ｂ）はブロック線図、 第４図（ａ）はノイズを示すグラフ、同図（ｂ）は割れ
AE波のグラフである。 １……センサ ７……A/D変換器 ８……メモリ 11……自己相関処理部 12……信号処理部 13……区間設定部

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．被検材からの音響放射信号を受信するセンサと、該
   センサからの出力信号をデジタル信号に変換するA/D変
   換器と、該デジタル信号を時系列に記憶するメモリと、
   該メモリに記憶された信号とこの信号を時間遅延した信
   号とを積和演算する自己相関処理部と、該自己相関処理
   部の演算結果を基準値と比較して検出すべき信号かノイ
   ズ信号かを判断する信号処理部と、該信号処理部に対
   し、信号処理のための区間を設定する区間設定部とを有
   することを特徴とするAE割れ検出装置。 ２．区間設定部が、解析時間の出発点付近を除く範囲に
   区間を設定することを特徴とする請求項１に記載のAE割
   れ検出装置。