JP2754183B2 - Detection display method of stress state by color change - Google Patents
Detection display method of stress state by color changeInfo
- Publication number
- JP2754183B2 JP2754183B2 JP7227188A JP22718895A JP2754183B2 JP 2754183 B2 JP2754183 B2 JP 2754183B2 JP 7227188 A JP7227188 A JP 7227188A JP 22718895 A JP22718895 A JP 22718895A JP 2754183 B2 JP2754183 B2 JP 2754183B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stress
- color
- stress state
- piezoelectric
- electrochromic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックスや先
端複合材料をはじめ、あらゆる材料における応力検知お
よび破壊予知のための応力状態の検出表示方法に関する
ものであり、更に具体的には、応力破壊、疲労によるク
ラックの発生、衝撃損傷など、広い範囲の応力異常を検
出対象とする色変化による応力状態の検出表示方法に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of detecting and displaying a stress state in all materials including ceramics and advanced composite materials, and a stress state detection and display method for predicting fracture. The present invention relates to a method for detecting and displaying a stress state due to a color change for detecting a wide range of stress anomalies such as generation of cracks due to fatigue and impact damage.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、応力破壊、疲労によるクラックの
発生、衝撃損傷などに対する材料の安全性検査のほとん
どが、各種の機械、装置等の運転停止時の点検により行
われている。運転時の点検では、超音波や電磁波、レー
ザーなどを利用した高価な解析装置が必要である上に、
運転時における微小なクラックの検出は難しく、安全性
を判断しがたい状況にある。2. Description of the Related Art Conventionally, most safety inspections of materials against stress destruction, generation of cracks due to fatigue, impact damage, and the like are performed by inspections at the time of stopping the operation of various machines and devices. Inspection during operation requires expensive analysis equipment using ultrasonic waves, electromagnetic waves, lasers, etc.
It is difficult to detect minute cracks during operation, and it is difficult to determine safety.
【０００３】一方、応力状態のオンライン自動計測とし
て、圧電素子の応用が検討されているが、これも接触に
よる計測である上に、高価な電気計測機器が必要とさ
れ、また電気計測機器と接続する関係で、構造材料との
一体化を実現できないのが現状である。On the other hand, the application of a piezoelectric element to online automatic measurement of a stress state has been studied. However, this is also a measurement by contact, and requires expensive electric measuring equipment. At present, it is not possible to realize integration with structural materials.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
背景を踏まえ、高価な計測装置を必要とすることなく、
一目瞭然に応力状態を検出表示できるようにした色変化
による応力状態の検出表示方法を提供することを目的と
する。また、本発明は、構造材料等に材料自身の応力状
態の表示機能とそれを累積的にメモリする機能をもたせ
て色変化による応力状態の検出表示を行うようにした検
出表示方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a background, without requiring an expensive measuring device.
An object of the present invention is to provide a method for detecting and displaying a stress state based on a color change, which can detect and display a stress state at a glance. Further, the present invention provides a detection and display method in which a structural material or the like is provided with a function of displaying a stress state of the material itself and a function of cumulatively storing the stress state to perform detection and display of a stress state by color change. With the goal.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の色変化による応力状態の検出表示方法
は、計測対象の材料上に、応力を電気信号に変換する薄
膜または塗着膜からなる圧電材料と、電気化学反応で色
の変わる薄膜または塗着膜からなるエレクトロ・クロミ
ック材料とを、電気的に接続して配設し、計測対象材料
に作用する応力により上記圧電材料において電気信号を
発生させ、その電気信号による上記エレクトロ・クロミ
ック材料の色の変化により、測定対象材料上の応力状態
を検出表示することを特徴とするものである。上記方法
においては、応力の累積をエレクトロ・クロミック材料
における色の累積性とメモリ性により表示することがで
きる。To achieve the above object, according to the Invention The detection method of displaying stress state due to color variations of the present invention, thin to convert on the measurement target material, the stress to an electrical signal
A piezoelectric material consisting of a film or a coating film and an electrochromic material consisting of a thin film or a coating film whose color changes due to an electrochemical reaction are electrically connected and arranged, and the stress acting on the material to be measured An electric signal is generated in the piezoelectric material, and a change in color of the electrochromic material caused by the electric signal is used to detect and display a stress state on the measurement target material. In the above method, the accumulation of stress can be indicated by the accumulation of colors and the memory property of the electrochromic material.
【０００６】上記、応力状態の検出表示方法において
は、測定対象の材料に異常応力が作用した場合に、圧電
材料からの電気信号によるエレクトロ・クロミック材料
の発色効果を利用することによって応力状態を表示する
ので、高価な計測装置を必要とすることなく、一目瞭然
に応力状態を検出表示でき、また、エレクトロ・クロミ
ック材料における色の累積性とメモリ性により、応力状
態の表示を累積的にメモリ表示することができる。In the above-described method for detecting and displaying a stress state, when an abnormal stress is applied to a material to be measured, the stress state is displayed by utilizing a coloring effect of an electrochromic material by an electric signal from a piezoelectric material. The stress state can be detected and displayed at a glance without the need for an expensive measuring device, and the display of the stress state is cumulatively displayed in memory by the color accumulation and memory properties of the electrochromic material. be able to.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について詳述
すると、本発明に係る応力状態の検出表示方法は、基本
的には、アルミナのようなセラミックスや先端複合材料
をはじめ、鉄鋼のような金属、その他あらゆる材料にお
ける応力を検知の対象とするが、各種の機械、装置等の
構造材料における応力の検出表示に好適に用いられるも
のであり、応力破壊、疲労によるクラックの発生、衝撃
損傷など、広い範囲の応力異常を予知検出するために有
効なものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiment of the present invention will be described in detail. The method for detecting and displaying a stress state according to the present invention is basically applicable to ceramics such as alumina, advanced composite materials, and steel. Although it is intended to detect stress in various metals and other materials, it is suitable for use in detecting and displaying stress in structural materials such as various machines and devices. This is effective for predicting and detecting a wide range of stress anomalies.
【０００８】上記応力の検出のためには、構造材料等の
計測対象の上に、異常な応力を電気信号に変換する薄膜
または塗着膜からなる圧電材料と、その圧電材料からの
電気信号に基づく電気化学反応で色の変わる薄膜または
塗着膜からなるエレクトロ・クロミック材料とを組み合
わせ、それらを電気的に接続して配設するが、それらの
圧電材料とエレクトロ・クロミック材料としては、現在
知られているそれぞれの材料を適宜選択して利用するこ
とができる。In order to detect the stress, a thin film for converting an abnormal stress into an electric signal is placed on an object to be measured such as a structural material.
Or a piezoelectric material consisting of a coating film and a thin film or a color that changes color by an electrochemical reaction based on an electric signal from the piezoelectric material
An electrochromic material composed of a coating film is combined, and they are electrically connected and disposed. As the piezoelectric material and the electrochromic material, each of the currently known materials is appropriately selected. Can be used.
【０００９】例えば、圧電材料としては、ＰＺＴ，ＡＩ
Ｎ，Ｌｉ2 ＮｂＯ3 ，ＺｎＯなどのようなキュリー点が
高く、かつ成膜技術が確立されたものを用いることが有
利である。また、エレクトロ・クロミック材料として
は、一般的に、電位によって色が変化する色素材料であ
る化合物とイオンを提供する電解質層の二つの部分で構
成される。色素材料としては、種々な遷移金属酸化物、
および多種な有機化合物などを用いることが可能であ
り、電解質としては、固体電解質や超イオン伝導ガラス
などを用いることができる。また、既に提案されている
色素化合物と電解質を一つにまとめたエレクトロ・クロ
ミック複合材、例えば、電解質となる高分子ゲルマトリ
ックス、色素となる芳香族化合物、および架橋剤などと
一緒に重合、ゲル化して得た単独膜型エレクトロ・クロ
ミック材のようなものを用いれば、単一層で着色機能を
もたせることができる。なお、圧電材料とエレクトロ・
クロミック材料とを電気的に接続するためには、それら
の上下接合面にそれぞれ電極を設けることが必要であ
る。For example, piezoelectric materials such as PZT, AI
It is advantageous to use a material having a high Curie point, such as N, Li 2 NbO 3 , ZnO, and the like, for which a film-forming technique has been established. Further, the electrochromic material is generally composed of two parts, a compound which is a dye material whose color changes according to an electric potential and an electrolyte layer which provides ions. As a dye material, various transition metal oxides,
In addition, various kinds of organic compounds and the like can be used, and as the electrolyte, a solid electrolyte, superionic conductive glass, or the like can be used. In addition, electrochromic composite materials that combine the already proposed dye compound and electrolyte into one, such as a polymer gel matrix as an electrolyte, an aromatic compound as a dye, and polymerization together with a crosslinking agent, gel, etc. When a material such as a single film type electrochromic material is used, a coloring function can be provided in a single layer. Note that piezoelectric materials and
In order to electrically connect to the chromic material, it is necessary to provide electrodes on the upper and lower joining surfaces, respectively.
【００１０】本発明の検出表示方法は、例えば、図１に
示すような態様で実施することができる。同図について
説明すると、応力異常を検出しようとする計測対象の構
造材料（ＭｏＳｉ2 ）１上に、圧電材料ＡｌＮからなる
膜２と、透明電極（ＩＴＯ）３と、電解質（Ｎａ−β−
Ａｌ2 Ｏ3 ）４および色素材料（ＷＯ3 ）５からなるエ
レクトロ・クロミック材料と、透明電極（ＩＴＯ）６と
を、順次積層している。ここでは、構造材料１を構成す
るＭｏＳｉ2 が導電性を有しているため、それを圧電材
料膜２の片側電極として利用し、その構造材料と表面側
の透明電極６とをリード線で接続している。したがっ
て、構造材料１に異常応力が加えられると、圧電材料膜
２の両端から電圧が発生し、その電圧が透明電極３を通
してエレクトロ・クロミック材料に印加され、色素材料
５のＷＯ3 膜が発色する。なお、この発色は実験的にも
確かめている。The detection and display method of the present invention can be carried out, for example, in a mode as shown in FIG. Referring to the figure, a film 2 made of a piezoelectric material AlN, a transparent electrode (ITO) 3, and an electrolyte (Na-β-) are formed on a structural material (MoSi 2 ) 1 to be measured for detecting an abnormal stress.
An electrochromic material composed of Al 2 O 3 ) 4 and a dye material (WO 3 ) 5 and a transparent electrode (ITO) 6 are sequentially laminated. Here, since MoSi 2 constituting the structural material 1 has conductivity, it is used as one side electrode of the piezoelectric material film 2, and the structural material and the transparent electrode 6 on the front side are connected by a lead wire. doing. Therefore, when an abnormal stress is applied to the structural material 1, a voltage is generated from both ends of the piezoelectric material film 2, the voltage is applied to the electrochromic material through the transparent electrode 3, and the WO 3 film of the dye material 5 is colored. . In addition, this coloring has been confirmed experimentally.
【００１１】上記圧電材料とエレクトロ・クロミック材
料とは、薄膜として測定対象の材料上に配設するが、そ
の場合の薄膜化方法としては、スパッタ法、ゾルーゲル
法、蒸着法、溶射法、泳動電着法など、各種の方法を利
用できる。また、現在既知の圧電膜作成技術、エレクト
ロ・クロミック材料の製膜技術など、すべて活用するこ
とができる。それらを塗着膜として用いることも可能で
ある。さらに、上記の圧電材料とエレクトロ・クロミッ
ク材料とを一つに複合化することが可能である。応力発
色機能を一つの層にまとめることによって構造が単純化
でき、プロセス上で有利となる。[0011] The above-mentioned piezoelectric material and electro-chromic material, although disposed on the material to be measured as a thin film, as a thin film method in this case, sputtering, sol-gel method, evaporation method, spraying method, electrophoretic Various methods such as a wearing method can be used. In addition, any of the currently known techniques for forming a piezoelectric film and the technique for forming an electrochromic material can be used. They can be used as a coating film. Further, the above-described piezoelectric material and electrochromic material can be combined into one. By integrating the stress coloring function in one layer, the structure can be simplified, which is advantageous in the process.
【００１２】以上のような圧電材料とエレクトロ・クロ
ミック材料との組み合わせを適宜選択し、それらを電気
的に接続して応力発色機能をもたせ、それを構造材料等
の計測対象材料上に配設すると、計測対象材料に作用す
る応力異常により上記圧電材料において電気信号を発生
し、それが電極を通じてエレクトロ・クロミック材料に
送られる。その電気信号に基づいてエレクトロ・クロミ
ック材料が電気化学反応により色変化を起こし、それに
よって、測定対象の板等の構造材料にかかる応力状態を
検出表示することが可能になる。上記電気信号は、作用
する応力の強弱に比例し、そして電力量が大きいほどコ
ントラストが大きくなる。さらに、電力量に応じて、エ
レクトロ・クロミック材料において働く色素も異なり、
後述するように多色で応力状態を表示することも可能に
なる。When the combination of the piezoelectric material and the electrochromic material as described above is appropriately selected, and they are electrically connected to each other to provide a stress coloring function, and are arranged on a material to be measured such as a structural material. An electric signal is generated in the piezoelectric material due to an abnormal stress acting on the material to be measured, and the electric signal is transmitted to the electrochromic material through the electrodes. Based on the electric signal, the electrochromic material undergoes a color change due to an electrochemical reaction, whereby it is possible to detect and display a stress state applied to a structural material such as a plate to be measured. The electric signal is proportional to the magnitude of the applied stress, and the greater the amount of power, the greater the contrast. Furthermore, depending on the amount of power, the dye that works in the electrochromic material is different,
As described later, it is also possible to display the stress state in multiple colors.
【００１３】上記のように応力で生じたエレクトロ・ク
ロミック材料における色変化は、累積性とメモリ性があ
り、瞬間的な応力異常がなくなった後でも、その応力で
発生した色変化を保持することができる。また、応力の
繰り返し回数に伴い、発生する色変化のコントラストが
増す性質を有する。これらの性質は、応力の検出表示に
有効に利用することができる。さらに、圧電材料とエレ
クトロ・クロミック材料を、構造材の表面に累積膜とし
て取り付ければ、構造材料の応力状態を色の変化で判断
することができる。As described above, the color change in the electrochromic material caused by the stress has a cumulative property and a memory property, and the color change caused by the stress is maintained even after the instantaneous stress abnormality is eliminated. Can be. Further, it has a property of increasing the contrast of the color change that occurs with the number of repetitions of the stress. These properties can be effectively used for stress detection display. Further, if the piezoelectric material and the electrochromic material are attached as a cumulative film on the surface of the structural material, the stress state of the structural material can be determined by the change in color.
【００１４】一方、同じ応力異常が発生しても、圧電材
料を選ぶことによって強弱等の異なる電気信号が得ら
れ、この電気信号の強弱（電力量）によってエレクトロ
・クロミック材料の着色の濃淡が左右される。また、エ
レクトロ・クロミック材料を選ぶことによって望む電力
量での好ましい色変化を起こすことが可能である。例え
ば、青色に変化する酸化タングステンや、黒に変化する
酸化チタン、ダークブルーに変化する酸化二オブなどは
それぞれの着色に必要な電力量値があるので、多種な色
素材料を組み合わせれば、多色で応力情報の表示が可能
となる。On the other hand, even if the same stress abnormality occurs, different electric signals such as strength and strength can be obtained by selecting the piezoelectric material, and the intensity of the electric signal (power amount) affects the intensity of coloring of the electrochromic material. Is done. Also, by choosing an electrochromic material, it is possible to produce a favorable color change at the desired amount of power. For example, tungsten oxide that changes to blue, titanium oxide that changes to black, and niobium oxide that changes to dark blue have the electric energy values required for their respective colorings. It is possible to display stress information in color.
【００１５】なお、上記の圧電材料とエレクトロ・クロ
ミック材料により形成された応力発色機能を有する材料
と構造材料とを、複合技術によって一体化することも可
能である。このような応力ディスプレイ機能をもった材
料は、材料自身の応力状態を人間に直接認識させること
ができる。また、無人システムにおいては、人間の
「目」の代わりになる色認識可能な計測装置を用いれ
ば、全自動かつ非接触的で、機械、装置等の運転時にお
いても応力異常を検出することができる。It is also possible to integrate a material having a stress coloring function and a structural material formed of the piezoelectric material and the electrochromic material by a composite technique. A material having such a stress display function can directly recognize the stress state of the material itself. In an unmanned system, if a measurement device capable of recognizing colors that replaces the human eye is used, it is fully automatic and non-contact, and can detect stress abnormalities even during operation of machines and devices. it can.
【００１６】従来、一般的には、圧電材料から得られる
電流量ではエレクトロ・クロミック材料の色を変化させ
得ないと信じられていた。しかし、本発明者らは圧電体
から瞬間的に相当な電力量を発することが可能であれ
ば、それにより直接的にエレクトロ・クロミック材料の
色変化も起こり得ると考え、その確認実験を行ったとこ
ろ、圧電体から得られる瞬間的な電力量でエレクトロ・
クロミック材料の色が変化することを確認し得た。本発
明は、かかる確認の結果に基づくものであり、この発色
機能の有効な利用により応力異常を一目でわかるように
検出表示することができる。Conventionally, it was generally believed that the amount of current obtained from the piezoelectric material could not change the color of the electrochromic material. However, the present inventors thought that if a considerable amount of electric power could be instantaneously generated from the piezoelectric body, the color change of the electrochromic material could be directly caused by this, and conducted a confirmation experiment. However, the instantaneous amount of power obtained from the piezoelectric
It was confirmed that the color of the chromic material changed. The present invention is based on the result of such a check, and it is possible to detect and display a stress abnormality at a glance by effectively utilizing the coloring function.
【００１７】以下に示す実施例としては、最も構成簡単
な圧電体とエレクトロ・クロミック材料の組み合わせで
あるＰＺＴ／ＷＯ3 薄膜／電解液系を用いた場合につい
て、図面を参照して説明するが、他の系についても同様
な原理と方法で応力発色させることができる。As an embodiment shown below, a case where a PZT / WO 3 thin film / electrolyte system which is a combination of a piezoelectric material and an electrochromic material having the simplest structure is used will be described with reference to the drawings. With respect to other systems, stress coloring can be performed by the same principle and method.
【００１８】[0018]
【実施例】図２に応力発色実験に用いた装置の一例を示
す。この実験装置では、圧電材料１１として、ＰＺＴ焼
結体（φ５×１mm）を用い、その圧電材料１１をステン
レス板からなる一対の電極１２で挟み、さらにそれらの
電極１２を絶縁性のゴム板１３を介して万力１４で挟圧
するようにしている。エレクトロ・クロミック材料は、
ゾル−ゲル法で作成した色素材料の酸化タングステン膜
１５（厚さ１μｍ）と、イオンを提供する塩酸水溶液
（０．１Ｎ）の電解質１６で構成し、その電解質１６を
入れた容器１７内において、上記酸化タングステン膜１
５とステンレス板からなる電極１８を対向させ、それら
を前記一対の電極１２に電気的に接続している。圧電材
料１１に対する応力は、万力１４によって加えた。FIG. 2 shows an example of an apparatus used in a stress coloring experiment. In this experimental device, a PZT sintered body (φ5 × 1 mm) was used as the piezoelectric material 11, the piezoelectric material 11 was sandwiched between a pair of electrodes 12 made of a stainless steel plate, and the electrodes 12 were further insulated by an insulating rubber plate 13. Through the vice 14 via the. Electrochromic materials are
It is composed of a tungsten oxide film 15 (1 μm thick) of a dye material prepared by a sol-gel method and an electrolyte 16 of a hydrochloric acid aqueous solution (0.1 N) providing ions, and in a container 17 containing the electrolyte 16, The above tungsten oxide film 1
5 and an electrode 18 made of a stainless steel plate are opposed to each other, and they are electrically connected to the pair of electrodes 12. The stress on the piezoelectric material 11 was applied by a vice 14.
【００１９】上記のような構成で圧電材料１１に応力を
加えると、その圧電材料から電圧信号が発生するが、発
生する電圧の大きさと周波数は応力を加える方法によっ
て異なる。図３に、本実験で発生した電圧の一例を示
す。この場合には、応力衝撃１回につき、電圧パルスは
１回発生し、発生電圧としては応力の強さに比例するも
のが得られ、応力を調整することによって、最大電圧は
１Ｖ程度で時間幅約１秒のパルスから、種々の変動パル
スまで発生することを確認した。なお、構造材料の表面
に圧電材料膜を形成し、その構造材料に応力を加えるこ
とにより、同様に電圧を発生することが実証されてい
る。When a stress is applied to the piezoelectric material 11 in the above-described configuration, a voltage signal is generated from the piezoelectric material. The magnitude and frequency of the generated voltage differ depending on the method of applying the stress. FIG. 3 shows an example of the voltage generated in this experiment. In this case, one voltage pulse is generated for each stress impact, and a voltage generated is proportional to the strength of the stress. By adjusting the stress, the maximum voltage is about 1 V and the time width is It was confirmed that a pulse from about 1 second to various fluctuation pulses was generated. It has been demonstrated that a piezoelectric material film is formed on the surface of a structural material and a voltage is similarly generated by applying a stress to the structural material.
【００２０】図３に示したような電圧パルスをステンレ
ス板電極１８を通して、酸化タングステン膜１５に印加
すると、膜の色は直ちに無色から鮮やかな青色に変化し
た。これは酸化タングステン膜１５に対する電子とイオ
ン（この場合はプロトン）の同時注入により、青色のタ
ングステンブロンズが形成されたことに起因する。イオ
ン源としては、塩酸電解液の代わりに、他の液体電解質
あるいは固体電解質を用いても同様な効果が得られる。
また、万力１４により加える応力回数の増加に伴って、
上記の酸化タングステン膜１５の色のコントラストが増
すことを確認した。さらに、この色変化については、長
期間（少なくとも３０日の実験期間）を経過してもメモ
リ性があることがわかった。When a voltage pulse as shown in FIG. 3 was applied to the tungsten oxide film 15 through the stainless steel plate electrode 18, the color of the film immediately changed from colorless to vivid blue. This is because blue tungsten bronze was formed by simultaneous injection of electrons and ions (in this case, protons) into the tungsten oxide film 15. Similar effects can be obtained by using another liquid electrolyte or solid electrolyte instead of the hydrochloric acid electrolyte as the ion source.
Also, with the increase in the number of stresses applied by the vise 14,
It was confirmed that the color contrast of the tungsten oxide film 15 was increased. Furthermore, it was found that the color change had memory properties even after a long period of time (at least 30 days of the experimental period).
【００２１】図４に、応力による発色後の酸化タングス
テン膜の吸光スペクトルの一例を示す。５００mm付近に
吸収ピークがあり、人間の視感度に近い光吸収を有して
いることがわかる。これにより、良好なコントラストが
得られることがわかった。FIG. 4 shows an example of an absorption spectrum of the tungsten oxide film after color development due to stress. It can be seen that there is an absorption peak near 500 mm, which has light absorption close to human visibility. As a result, it was found that good contrast was obtained.
【００２２】[0022]
【発明の効果】以上に詳述した本発明の方法によれば、
構造材料等の応力状態を色で表示することができ、各種
工業分野における材料の疲労検知、衝撃検知、応力異
常、破壊予知などに大きな発展をもたらすことを期待で
きる。しかも、本発明によれば、高価な計測装置を必要
とすることなく、一目瞭然に応力状態を検出表示でき、
また、構造材料等に材料自身の応力状態の表示を累積的
にメモリする機能をもたせて、色変化による応力状態の
検出表示を行うことができる。According to the method of the present invention described in detail above,
The state of stress of structural materials and the like can be displayed in color, and it can be expected to greatly develop materials such as fatigue detection, impact detection, stress abnormality, and failure prediction in various industrial fields. Moreover, according to the present invention, the stress state can be detected and displayed at a glance without requiring an expensive measuring device,
In addition, a structure material or the like is provided with a function of cumulatively storing the display of the stress state of the material itself, and the detection and display of the stress state by color change can be performed.
【図１】本発明に係る色変化による応力状態の検出表示
方法の実施の態様についての説明図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment of a method for detecting and displaying a stress state based on a color change according to the present invention.
【図２】本発明の実験に用いた応力発色実験装置の概念
図である。FIG. 2 is a conceptual diagram of a stress coloring experiment apparatus used in an experiment of the present invention.
【図３】実験に用いたＰＺＴ圧電材料からの応力衝撃に
伴う電圧の発生例を示す線図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of generation of a voltage accompanying a stress impact from a PZT piezoelectric material used in an experiment.
【図４】ＰＺＴ圧電材料からの電圧によって発色したＷ
Ｏ3 薄膜の吸光スペクトルの測定例を示す線図である。FIG. 4 is a diagram showing W developed by a voltage from a PZT piezoelectric material.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of measurement of an absorption spectrum of an O 3 thin film.
１ 構造材料 ２ 圧電材料の膜 ４ 電解質 ５ 色素材料 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Structural material 2 Film of piezoelectric material 4 Electrolyte 5 Dye material
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−42623（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−138812（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−80548（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01L 1/16 G01N 21/84Continuation of front page (56) References JP-A-64-42623 (JP, A) JP-A-60-138812 (JP, A) JP-A-63-80548 (JP, A) (58) Fields studied (Int .Cl. 6 , DB name) G01L 1/16 G01N 21/84
Claims (2)
換する薄膜または塗着膜からなる圧電材料と、電気化学
反応で色の変わる薄膜または塗着膜からなるエレクトロ
・クロミック材料とを、電気的に接続して配設し、計測
対象材料に作用する応力により上記圧電材料において電
気信号を発生させ、その電気信号による上記エレクトロ
・クロミック材料の色の変化により、測定対象材料上の
応力状態を検出表示することを特徴とする色変化による
応力状態の検出表示方法。1. A piezoelectric material comprising a thin film or a coating film for converting stress into an electric signal and an electrochromic material comprising a thin film or a coating film which changes color by an electrochemical reaction on a material to be measured. The piezoelectric material is electrically connected to the piezoelectric material to generate an electrical signal by a stress acting on the material to be measured, and the color of the electrochromic material is changed by the electrical signal to generate a stress on the material to be measured. A method for detecting and displaying a stress state based on a color change, wherein the state is detected and displayed.
象材料上の応力状態を検出表示すると同時に、応力の累
積をエレクトロ・クロミック材料における色の累積性と
メモリ性により表示する、 ことを特徴とする色変化による応力状態の検出表示方
法。 2. The method according to claim 1, wherein a change in color of the electrochromic material is used to detect and indicate a stress state on the material to be measured and, at the same time, to calculate the accumulation of stress in the electrochromic material. And a method for detecting and displaying a stress state by a color change.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7227188A JP2754183B2 (en) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | Detection display method of stress state by color change |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7227188A JP2754183B2 (en) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | Detection display method of stress state by color change |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0954043A JPH0954043A (en) | 1997-02-25 |
| JP2754183B2 true JP2754183B2 (en) | 1998-05-20 |
Family
ID=16856877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7227188A Expired - Lifetime JP2754183B2 (en) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | Detection display method of stress state by color change |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2754183B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004031711A1 (en) * | 2002-10-01 | 2004-04-15 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Piezoelectric sensor and input device comprising same |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9629626B2 (en) | 2006-02-02 | 2017-04-25 | Covidien Lp | Mechanically tuned buttress material to assist with proper formation of surgical element in diseased tissue |
| GB2457666B (en) * | 2008-02-19 | 2012-09-12 | Dw Spinks Embossing Ltd | Thin film display |
| US8544337B2 (en) * | 2010-04-06 | 2013-10-01 | International Business Machines Corporation | Piezoelectric chromic impact sensor |
| CN102654424B (en) * | 2012-05-17 | 2014-04-02 | 浙江大学宁波理工学院 | Detection device and real-time detection method for damaged condition of bridge cable |
| US9548275B2 (en) | 2013-05-23 | 2017-01-17 | Globalfoundries Inc. | Detecting sudden changes in acceleration in semiconductor device or semiconductor packaging containing semiconductor device |
| CN108318160B (en) * | 2018-02-05 | 2019-11-08 | 上海海事大学 | Over-voltage alarming device and method based on pressure sensor and electrochromic device |
| CN109612610B (en) * | 2018-11-06 | 2020-11-03 | 重庆大学 | Hydrogel-based color-changeable electronic skin and preparation method thereof |
| CN110426143A (en) * | 2019-07-11 | 2019-11-08 | 南京理工大学 | A kind of vibration visible sensor based on pressure photochromic effect |
| CN112485950A (en) * | 2020-12-14 | 2021-03-12 | 昆山微电子技术研究院 | Electrochromic device |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4521712A (en) * | 1983-11-25 | 1985-06-04 | United Technologies Automotive, Inc. | Pressure sensitive piezoelectric signal generator assembly |
| JPS6380548A (en) * | 1986-09-24 | 1988-04-11 | Nec Corp | Method for evaluating strain in silicon |
| JPS6442623A (en) * | 1987-08-11 | 1989-02-14 | Olympus Optical Co | Endoscope |
-
1995
- 1995-08-11 JP JP7227188A patent/JP2754183B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004031711A1 (en) * | 2002-10-01 | 2004-04-15 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Piezoelectric sensor and input device comprising same |
| US7152482B2 (en) | 2002-10-01 | 2006-12-26 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | Piezoelectric sensor and input device including same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0954043A (en) | 1997-02-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2754183B2 (en) | Detection display method of stress state by color change | |
| KR100245780B1 (en) | Electrochromic thin film state-of-charge detector for on-the-cell application | |
| EP1012590B1 (en) | Improved electrochemical cell | |
| US7133181B2 (en) | Control system for electrochromic devices | |
| US5286357A (en) | Corrosion sensors | |
| US5418086A (en) | Battery with coulometric state of charge indicator | |
| WO2002023259A3 (en) | Reversible electrochemical mirror (rem) state monitoring | |
| US9130227B2 (en) | Photonic crystal electrical property indicator | |
| EP3574373B1 (en) | Method for detecting breakage of a substrate of a switchable optical element and switchable optical device | |
| AU2002252426A1 (en) | Matrix addressable electrochromic display device | |
| WO2002075442A1 (en) | Matrix addressable electrochromic display device | |
| US20120055810A1 (en) | Solid-state electrochemical sensor | |
| CN107223364B (en) | Intelligent window thermal control system | |
| EP0242353A1 (en) | Electric pressure detector provided with a leak indicator. | |
| US4106862A (en) | Electrochromic display cell | |
| Jelle et al. | Correlation between light absorption and electric charge in solid state electrochromic windows | |
| US4455212A (en) | Gel electrode for early detection of metal fatigue | |
| Bohnke et al. | Polymer‐Based Solid Electrochromic Cell for Matrix‐Addressable Display Devices | |
| US6087651A (en) | Highly sensitive light reception element | |
| RU2731030C1 (en) | Method of resistive non-destructive testing | |
| JP2735148B2 (en) | Micro-crack detection method by coloring indication | |
| Cantao et al. | Inorganic oxide solid state electrochromic devices | |
| US7236252B1 (en) | System and apparatus for measuring displacements in electro-active materials | |
| GB1591234A (en) | Solid dry electrochromic display | |
| DE102022103712B3 (en) | Traction battery for an electrically or partially electrically powered vehicle |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |