JP2891767B2 - Ａｅ発生位置標定装置 - Google Patents
Ａｅ発生位置標定装置Info
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- JP2891767B2 JP2891767B2 JP2284200A JP28420090A JP2891767B2 JP 2891767 B2 JP2891767 B2 JP 2891767B2 JP 2284200 A JP2284200 A JP 2284200A JP 28420090 A JP28420090 A JP 28420090A JP 2891767 B2 JP2891767 B2 JP 2891767B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、AE（アコースティックエミッション）の発
生位置を標定する装置に関する。
生位置を標定する装置に関する。
従来、材料内部に存在する欠陥を非破壊で検査する方
法としてAE法が知られている。この検査法は、材料内に
割れが発生するとこの割れの近傍で生じる弾性ひずみに
よりAE信号が発生することを利用するものであり、被検
体に取り付けた複数のセンサへのAE信号の到達時刻の差
とAE信号の伝播速度を用いて割れの位置を標定すること
ができる。したがって、従来よりこの検査法を利用して
AE信号を計測して、設備機器の異常箇所の検出、素材や
部品の欠陥箇所の検出などが行われている。
法としてAE法が知られている。この検査法は、材料内に
割れが発生するとこの割れの近傍で生じる弾性ひずみに
よりAE信号が発生することを利用するものであり、被検
体に取り付けた複数のセンサへのAE信号の到達時刻の差
とAE信号の伝播速度を用いて割れの位置を標定すること
ができる。したがって、従来よりこの検査法を利用して
AE信号を計測して、設備機器の異常箇所の検出、素材や
部品の欠陥箇所の検出などが行われている。
従来より行われているAE位置標定の方法は、例えば１
次元の位置標定の場合、２個のセンサ（それぞれチャン
ネル1,チャンネル２とする）を被検体に取り付け、次式
（１）を用いてAE発生位置を計算により求めている。
次元の位置標定の場合、２個のセンサ（それぞれチャン
ネル1,チャンネル２とする）を被検体に取り付け、次式
（１）を用いてAE発生位置を計算により求めている。
ｘ＝｛（x1＋x2）＋ｖ（t1＋t2）｝/2 …（１） なお、上記（１）式において、ｘはAEの発生位置、ｖ
はAE信号の伝播速度、t1,t2は、それぞれチャンネル
１、チャンネル２の各センサへのAE信号の到達時刻、
x1,x2は、それぞれチャンネル１、チャンネル２の各セ
ンサの被検体への取り付け位置である。
はAE信号の伝播速度、t1,t2は、それぞれチャンネル
１、チャンネル２の各センサへのAE信号の到達時刻、
x1,x2は、それぞれチャンネル１、チャンネル２の各セ
ンサの被検体への取り付け位置である。
したがって、上記（１）式からも明らかなとおり、セ
ンサへのAE信号の到達時刻のセンサ間の差（上記の１次
元の位置標定の例ではt1−t2）をいかに正確に測定でき
るかが、位置標定の精度を決定する。
ンサへのAE信号の到達時刻のセンサ間の差（上記の１次
元の位置標定の例ではt1−t2）をいかに正確に測定でき
るかが、位置標定の精度を決定する。
従来のAE発生位置標定装置では、センサから出力され
るAEアナログ信号、あるいは、このAEアナログ信号を包
絡線検波した信号が、あらあじめ設定されたしきい値を
越える時刻を測定し、いずれかの位置をセンサへのAE到
達時刻としていた。
るAEアナログ信号、あるいは、このAEアナログ信号を包
絡線検波した信号が、あらあじめ設定されたしきい値を
越える時刻を測定し、いずれかの位置をセンサへのAE到
達時刻としていた。
しかしながら、上記従来の方法では、例えば第５図
（ａ）のようにあるセンサではAEアナログ信号の立ち上
がりの第１番目の山でしきい値を越えるが、同図（ｂ）
のように他のセンサでは２番目以降の山でしきい値を越
えるなど、AEアナログ信号の何番目の山がしきい値を越
えるかはセンサによってばらつきがあった。一般に、AE
信号の第２番目の山は割れによって発生した弾性波のう
ち、エネルギの小さな縦波の到着に対応しており、その
振幅は小さいが、AE信号の第１番目以降の山はエネルギ
の大きな横波の到着に対応しており、その振幅も大き
い。
（ａ）のようにあるセンサではAEアナログ信号の立ち上
がりの第１番目の山でしきい値を越えるが、同図（ｂ）
のように他のセンサでは２番目以降の山でしきい値を越
えるなど、AEアナログ信号の何番目の山がしきい値を越
えるかはセンサによってばらつきがあった。一般に、AE
信号の第２番目の山は割れによって発生した弾性波のう
ち、エネルギの小さな縦波の到着に対応しており、その
振幅は小さいが、AE信号の第１番目以降の山はエネルギ
の大きな横波の到着に対応しており、その振幅も大き
い。
したがって、従来の装置では、位置標定に使用する複
数のセンサからの出力レベルがセンサ間で異なると、出
力レベルの高いセンサからの信号は第１番目の山でしき
い値を越えるが、出力レベルの低いセンサからの信号は
第２番目以降の山でしきい値を越える現象が発生する。
また、第６図のように包絡線検波した信号で判定を行っ
ても、同図（ａ），（ｂ）にそれぞれ示したように、AE
アナログ信号の振幅の違いが、しきい値を越える点の立
ち上がりからのずれ量の違いとなって現れてしまう。
数のセンサからの出力レベルがセンサ間で異なると、出
力レベルの高いセンサからの信号は第１番目の山でしき
い値を越えるが、出力レベルの低いセンサからの信号は
第２番目以降の山でしきい値を越える現象が発生する。
また、第６図のように包絡線検波した信号で判定を行っ
ても、同図（ａ），（ｂ）にそれぞれ示したように、AE
アナログ信号の振幅の違いが、しきい値を越える点の立
ち上がりからのずれ量の違いとなって現れてしまう。
このため、センサへのAE到達時刻の測定に大きな誤差
が発生していた。
が発生していた。
なお、位置標定に使用する複数のセンサからの出力レ
ベルがセンサ間で異なるのは、主に以下の理由による。
ベルがセンサ間で異なるのは、主に以下の理由による。
（ａ） センサ、アンプ系の検出特性が個々のセンサ、
アンプにより異なる。
アンプにより異なる。
（ｂ） 割れ発生位置からAE検出位置（すなわちセンサ
の取り付け位置）までの間のAE信号の伝播特性（減衰の
程度、減速分布の程度、周波数成分）は、被検体の形状
および割れ発生位置とAE検出位置の位置関係に強く依存
する。したがって、同一の割れによって発生したAE信号
でも、被検体内を伝播する過程で大きく変調され、表面
に到達するAE信号の電圧レベルが、検出位置によって大
きく異なることになる。
の取り付け位置）までの間のAE信号の伝播特性（減衰の
程度、減速分布の程度、周波数成分）は、被検体の形状
および割れ発生位置とAE検出位置の位置関係に強く依存
する。したがって、同一の割れによって発生したAE信号
でも、被検体内を伝播する過程で大きく変調され、表面
に到達するAE信号の電圧レベルが、検出位置によって大
きく異なることになる。
（ｃ） センサの被検体への取り付け状態がセンサ間で
微妙に異なるため、被検体表面とセンサの間のAE信号の
伝播特性がセンサ間で異なることによる。
微妙に異なるため、被検体表面とセンサの間のAE信号の
伝播特性がセンサ間で異なることによる。
上記の（ａ）〜（ｃ）の誤差要因によって生ずるAE到
達時刻の差の測定の不正確さを回避するためには、理論
上はしきい値を極力ゼロに近い値に設定すれば良いこと
になる。しかし、しきい値を極力ゼロに近い値に設定し
た場合、実際にはAE計測中に環境ノイズが高頻度で混入
するため、ノイズをAE信号と誤って計測処理することに
なり、計測の精度、効率が極度に低下する。
達時刻の差の測定の不正確さを回避するためには、理論
上はしきい値を極力ゼロに近い値に設定すれば良いこと
になる。しかし、しきい値を極力ゼロに近い値に設定し
た場合、実際にはAE計測中に環境ノイズが高頻度で混入
するため、ノイズをAE信号と誤って計測処理することに
なり、計測の精度、効率が極度に低下する。
すなわち、ここで掲げた誤差要因は、従来のAE発生位
置標定装置では避けることができないものであり、この
誤差要因により、従来の装置ではAE発生位置を正確に標
定することができなかった。
置標定装置では避けることができないものであり、この
誤差要因により、従来の装置ではAE発生位置を正確に標
定することができなかった。
本発明は、AE発生位置を正確に標定できるAE発生位置
標定装置を提供することを課題とする。
標定装置を提供することを課題とする。
上記の課題を解決するためになした本発明のAE発生位
置標定装置は、AE信号に感応して該AE信号に対応するア
ナログ信号を出力する複数のセンサと、上記センサから
のアナログ信号の大きさが予め設定されたしきい値以上
のときに検出信号を出力するAE信号検出手段と、上記セ
ンサから出力されるアナログ信号を一定周期でサンプリ
ングして該アナログ信号の波形を示す時系列のディジタ
ル信号に変換する信号変換手段と、上記ディジタル信号
を順次遅延する信号遅延手段と、前記AE信号検出手段か
ら検出信号が出力されることにより上記信号遅延手段で
遅延された時系列のディジタル信号を所定の長さだけ記
憶するための記憶手段と、上記記憶手段に記憶された各
時系列のディジタル信号からAE信号の第１番目の山の予
め設定された同位相の点に対応する時刻情報をそれぞれ
求め、前記各センサに対応するAE信号についての上記時
刻情報から該AE信号の発生位置を演算する演算手段と、
を備えたことを特徴とする。
置標定装置は、AE信号に感応して該AE信号に対応するア
ナログ信号を出力する複数のセンサと、上記センサから
のアナログ信号の大きさが予め設定されたしきい値以上
のときに検出信号を出力するAE信号検出手段と、上記セ
ンサから出力されるアナログ信号を一定周期でサンプリ
ングして該アナログ信号の波形を示す時系列のディジタ
ル信号に変換する信号変換手段と、上記ディジタル信号
を順次遅延する信号遅延手段と、前記AE信号検出手段か
ら検出信号が出力されることにより上記信号遅延手段で
遅延された時系列のディジタル信号を所定の長さだけ記
憶するための記憶手段と、上記記憶手段に記憶された各
時系列のディジタル信号からAE信号の第１番目の山の予
め設定された同位相の点に対応する時刻情報をそれぞれ
求め、前記各センサに対応するAE信号についての上記時
刻情報から該AE信号の発生位置を演算する演算手段と、
を備えたことを特徴とする。
本発明のAE発生位置標定装置は、AE信号に対応してセ
ンサから出力されるアナログ信号を一定周期でサンプリ
ングするとともにこのアナログ信号を信号の波形を示す
時系列のディジタル信号に変換し、このディジタル信号
を順次遅延することにより、AE信号の検出時にこのAE信
号に対応するディジタル信号を記憶し、このディジタル
信号から演算手段によって、AE信号の第１番目の山の予
め設定された同位相の点に対応する時刻情報をそれぞれ
求めるようにしたので、AE信号の到達時間差にAE信号の
振幅の違いによる影響が生じない。
ンサから出力されるアナログ信号を一定周期でサンプリ
ングするとともにこのアナログ信号を信号の波形を示す
時系列のディジタル信号に変換し、このディジタル信号
を順次遅延することにより、AE信号の検出時にこのAE信
号に対応するディジタル信号を記憶し、このディジタル
信号から演算手段によって、AE信号の第１番目の山の予
め設定された同位相の点に対応する時刻情報をそれぞれ
求めるようにしたので、AE信号の到達時間差にAE信号の
振幅の違いによる影響が生じない。
第１図は本発明実施例のAE発生位置標定装置を示すブ
ロック図であり、被検体Ｗに装着される２個のセンサ1
A,1Bは圧電素子からなる音響−電気変換素子であって、
被検体Ｗにおける割れの発生および成長によって生じる
AE信号を、被検体Ｗの表面から検知して電圧信号として
出力する。これらのセンサからの出力信号は、それぞれ
プリアンプ2A,2B、フィルタ3A,3B、メインアンプ4A,4B
をそれぞれ経て、高速のA/D変換器6A,6B（信号変換手
段）に導入される。また、メインアンプ4Aからの信号
は、パルス発生回路５（AE信号検出手段）に導入され
る。
ロック図であり、被検体Ｗに装着される２個のセンサ1
A,1Bは圧電素子からなる音響−電気変換素子であって、
被検体Ｗにおける割れの発生および成長によって生じる
AE信号を、被検体Ｗの表面から検知して電圧信号として
出力する。これらのセンサからの出力信号は、それぞれ
プリアンプ2A,2B、フィルタ3A,3B、メインアンプ4A,4B
をそれぞれ経て、高速のA/D変換器6A,6B（信号変換手
段）に導入される。また、メインアンプ4Aからの信号
は、パルス発生回路５（AE信号検出手段）に導入され
る。
A/D変換器6A,6Bはそれぞれメインアンプ4A,4Bから入
力される信号を一定の周期（例えば50ns）でサンプリン
グしてディジタルデータに変換し、このデータは遅延回
路7A,7Bにそれぞれ入力される。
力される信号を一定の周期（例えば50ns）でサンプリン
グしてディジタルデータに変換し、このデータは遅延回
路7A,7Bにそれぞれ入力される。
パルス発生回路５は、電圧比較器等によりメインアン
プ4Aからの信号の大きさが予め設定されたしきい値以上
のときに所定の時間幅のパルス信号を発生するものであ
り、そのしきい値は電圧比較器の基準電圧を設定するこ
とにより予め設定されている。また、このパルス発生回
路５からのパルス信号は、遅延回路7A,7B（信号遅延手
段）および中央処理装置９（演算手段）に導入される。
プ4Aからの信号の大きさが予め設定されたしきい値以上
のときに所定の時間幅のパルス信号を発生するものであ
り、そのしきい値は電圧比較器の基準電圧を設定するこ
とにより予め設定されている。また、このパルス発生回
路５からのパルス信号は、遅延回路7A,7B（信号遅延手
段）および中央処理装置９（演算手段）に導入される。
遅延回路7A,7Bは、それぞれリングメモリ等によってF
IFOのバッファを構成し、この遅延回路7A,7Bの出力はそ
れぞれメモリ8A,8B（記憶手段）に接続されている。そ
して、A/D変換器6A,6Bからそれぞれ出力されるデータを
順次記憶するとともに、パルス発生回路５からのパルス
信号が入力されると、予め設定された一定数のデータを
メモリ8A,8Bに格納する。
IFOのバッファを構成し、この遅延回路7A,7Bの出力はそ
れぞれメモリ8A,8B（記憶手段）に接続されている。そ
して、A/D変換器6A,6Bからそれぞれ出力されるデータを
順次記憶するとともに、パルス発生回路５からのパルス
信号が入力されると、予め設定された一定数のデータを
メモリ8A,8Bに格納する。
中央処理装置９はマイクロプロセッサにより構成され
ており、パルス発生回路５からのパルス信号により割込
みが発生すると、遅延回路7A,7Bからのデータがメモリ8
A,8Bに格納されたことを確認して、このメモリ8A,8B
ら、AE発生の１事象に対応して予め設定された数（長
さ）のデータをそれぞれ読み出し、後述説明する演算処
理を施す。そして、演算によって得られたAE信号位置の
標定結果を表示手段10に表示する。
ており、パルス発生回路５からのパルス信号により割込
みが発生すると、遅延回路7A,7Bからのデータがメモリ8
A,8Bに格納されたことを確認して、このメモリ8A,8B
ら、AE発生の１事象に対応して予め設定された数（長
さ）のデータをそれぞれ読み出し、後述説明する演算処
理を施す。そして、演算によって得られたAE信号位置の
標定結果を表示手段10に表示する。
第２図は実施例における信号およびデータの流れを示
すタイムチャートであり、ａはAE信号に対応してアンプ
4Aから出力されるAE出力信号、ｂはパルス発生回路５の
出力信号、ｃはA/D変換器6Aから出力される時系列のデ
ィジタルデータ列、ｄは遅延回路7Aの出力アドレスにお
けるディジタルデータで、このディジタルデータｄがメ
モリ8Aに取り込まれる。
すタイムチャートであり、ａはAE信号に対応してアンプ
4Aから出力されるAE出力信号、ｂはパルス発生回路５の
出力信号、ｃはA/D変換器6Aから出力される時系列のデ
ィジタルデータ列、ｄは遅延回路7Aの出力アドレスにお
けるディジタルデータで、このディジタルデータｄがメ
モリ8Aに取り込まれる。
AE出力信号ａが立ち上がるまでは、A/D変換器6Aはゼ
ロのデータD1を順次出力しており、例えば時刻T0でAE出
力信号ａが立ち上がると、A/D変換器6AはAE出力信号ａ
の振幅に相当するディジタルデータD2を順次出力する。
このA/D変換器6Aから出力されるディジタルデータD1,D2
は、所定データ数（所定時間）遅延されて遅延回路７の
出力アドレス内にディジタルデータとして順次現れる。
ロのデータD1を順次出力しており、例えば時刻T0でAE出
力信号ａが立ち上がると、A/D変換器6AはAE出力信号ａ
の振幅に相当するディジタルデータD2を順次出力する。
このA/D変換器6Aから出力されるディジタルデータD1,D2
は、所定データ数（所定時間）遅延されて遅延回路７の
出力アドレス内にディジタルデータとして順次現れる。
そして、AE出力信号ａが一定のしきい値H0を越える
と、パルス発生回路５からパルス信号Ｐが出力され、こ
のパルス信号Ｐにより遅延回路7Aのデータはメモリ8Aに
書き込まれる。
と、パルス発生回路５からパルス信号Ｐが出力され、こ
のパルス信号Ｐにより遅延回路7Aのデータはメモリ8Aに
書き込まれる。
すなわち、メモリ8Aには、AE出力信号ａの立ち上がり
前のデータD1と立ち上がり後のデータD2との所定長のデ
ータが順次書き込まれる。
前のデータD1と立ち上がり後のデータD2との所定長のデ
ータが順次書き込まれる。
同様にメモリ8BにもAE出力信号ａの立ち上がり前のデ
ータと立ち上がり後のデータとの所定長のデータが順次
書き込まれる。
ータと立ち上がり後のデータとの所定長のデータが順次
書き込まれる。
なお、イニシャライズ時にメモリ8A,8Bの書込み開始
アドレスはそれぞれ決められており、さらに、１事象の
AE発生について上記のようにして書き込むデータ長は予
め設定されているので、例えば、１事象毎のメモリ8A,8
Bの書込み開始アドレスをそれぞれ基準にすることによ
り、各データの格納アドレスとA/D変換器6A,6Bのサンプ
リング周期により各メモリ8A,8B内の各データに時刻を
対応付けることができる。
アドレスはそれぞれ決められており、さらに、１事象の
AE発生について上記のようにして書き込むデータ長は予
め設定されているので、例えば、１事象毎のメモリ8A,8
Bの書込み開始アドレスをそれぞれ基準にすることによ
り、各データの格納アドレスとA/D変換器6A,6Bのサンプ
リング周期により各メモリ8A,8B内の各データに時刻を
対応付けることができる。
このようにしてメモリ8A,8Bに記憶されたディジタル
データは、中央処理装置９に読み出され、中央処理装置
９は時刻を対応付けた時系列のディジタルデータに基づ
いて、AE信号の第１の山の波形の特徴点（予め決められ
た同位相の点）を求め、この点に対応する時刻からAE発
生位置を演算する。
データは、中央処理装置９に読み出され、中央処理装置
９は時刻を対応付けた時系列のディジタルデータに基づ
いて、AE信号の第１の山の波形の特徴点（予め決められ
た同位相の点）を求め、この点に対応する時刻からAE発
生位置を演算する。
中央処理装置９においては、第４図にそのフローチャ
ートを示すごときプログラムによってAE発生位置標定の
検査を行う。
ートを示すごときプログラムによってAE発生位置標定の
検査を行う。
第４図（ａ）に示したように、電源がONになるとイニ
シャライズを行い（ステップS1）、パルス発生回路５か
らのパルス信号による割込みの発生の有無と、検査終了
か否かを監視する（ステップS2,ステップS4）。なお、
検査終了の条件としては、例えばメモリ8A,8Bのデータ
記憶容量が飽和すると終了する等の条件を設定すること
ができる。
シャライズを行い（ステップS1）、パルス発生回路５か
らのパルス信号による割込みの発生の有無と、検査終了
か否かを監視する（ステップS2,ステップS4）。なお、
検査終了の条件としては、例えばメモリ8A,8Bのデータ
記憶容量が飽和すると終了する等の条件を設定すること
ができる。
パルス発生回路５からパルス信号が入力されて割込み
が発生すると（ステップS3）、第４図（ｂ）に示したよ
うに、メモリ8A,8Bにデータが書き込まれたことを確認
し（ステップS5）、メモリ8A,8BからAE発生の１事象に
対応して予め設定された所定数のデータをそれぞれ読み
出して内部のメモリに格納する（ステップS6）。
が発生すると（ステップS3）、第４図（ｂ）に示したよ
うに、メモリ8A,8Bにデータが書き込まれたことを確認
し（ステップS5）、メモリ8A,8BからAE発生の１事象に
対応して予め設定された所定数のデータをそれぞれ読み
出して内部のメモリに格納する（ステップS6）。
次に、格納したデータに演算処理を行って各センサ1
A,1BへのAE到達時刻を求め（ステップS7）、例えば１次
元のAE発生位置標定の場合、前掲の式（１）等によりAE
発生位置の計算を行う（ステップS8）。そして、得られ
た結果を表示装置10に表示し（ステップS9）、第４図
（ａ）のフローに復帰する。
A,1BへのAE到達時刻を求め（ステップS7）、例えば１次
元のAE発生位置標定の場合、前掲の式（１）等によりAE
発生位置の計算を行う（ステップS8）。そして、得られ
た結果を表示装置10に表示し（ステップS9）、第４図
（ａ）のフローに復帰する。
次に、AE到達時刻の演算方法について説明する。
第１の演算方法は、メモリ8A,8B毎にそれぞれ読み取
ったデータについて、AE出力信号ａの振幅に相当するデ
ィジタルデータを上記のような時刻差について微分演算
を施し、この微係数の符号が正から負にあるいは負から
正に変わる点で、かつ、AE信号のディジタルデータの絶
対値がゼロ以外の値を有する点、すなわち、AE信号の第
１番目の山のピークの時刻に対応する点をAE到達時刻と
して設定する。
ったデータについて、AE出力信号ａの振幅に相当するデ
ィジタルデータを上記のような時刻差について微分演算
を施し、この微係数の符号が正から負にあるいは負から
正に変わる点で、かつ、AE信号のディジタルデータの絶
対値がゼロ以外の値を有する点、すなわち、AE信号の第
１番目の山のピークの時刻に対応する点をAE到達時刻と
して設定する。
また、第２の演算方法は、上記第１の演算方法で第１
番目の山のピークの時刻に対応する点を設定し、この点
のから時刻（アドレス）を遡って、ディジタルデータが
ゼロになる点をAE到達時刻として設定する。
番目の山のピークの時刻に対応する点を設定し、この点
のから時刻（アドレス）を遡って、ディジタルデータが
ゼロになる点をAE到達時刻として設定する。
第３図は上記第１および第２の演算方法による各実施
例で求められるAE到達時刻と従来の方法を用いた場合に
求められるAE到達時刻の違いを比較する図である。
例で求められるAE到達時刻と従来の方法を用いた場合に
求められるAE到達時刻の違いを比較する図である。
第３図において、ａはセンサ1Aの出力、ｂは従来の方
法によるAE到達時刻差、ｃは実施例の第１の演算方法に
よるAE到達時刻差、ｄは実施例の第２の演算方法による
AE到達時刻差、ｅはセンサ1Bの出力を示している。
法によるAE到達時刻差、ｃは実施例の第１の演算方法に
よるAE到達時刻差、ｄは実施例の第２の演算方法による
AE到達時刻差、ｅはセンサ1Bの出力を示している。
従来の方法によれば、センサ1Bの出力がセンサ1Aの出
力より小さいので、センサ1Aでは第１の山でしきい値H0
に達しているが、センサ1Bでは第２の山でしきい値H0に
達するようになる。このため、AE到達時間差ｂは、AE信
号の１周期程度になっている。
力より小さいので、センサ1Aでは第１の山でしきい値H0
に達しているが、センサ1Bでは第２の山でしきい値H0に
達するようになる。このため、AE到達時間差ｂは、AE信
号の１周期程度になっている。
一方、実施例の第１の演算方法によれば、センサ1A,1
Bの各出力a,eにおける第１の山の各ピーク点P1,P2に対
応する時刻t3,t4のAE到達時間差ｃは、AE信号の１周期
より小さくなっている。また、同様に、実施例の第２の
演算方法によれば、各第１の山の立ち上がり点Q1,Q2に
対応する時刻t1,t2のAE到達時間差ｄは、AE信号の１周
期より小さくなっている。
Bの各出力a,eにおける第１の山の各ピーク点P1,P2に対
応する時刻t3,t4のAE到達時間差ｃは、AE信号の１周期
より小さくなっている。また、同様に、実施例の第２の
演算方法によれば、各第１の山の立ち上がり点Q1,Q2に
対応する時刻t1,t2のAE到達時間差ｄは、AE信号の１周
期より小さくなっている。
ところが、AE信号がセンサ1A,1Bに到達した時点と
は、本来、センサ1A,1Bの各出力a,eにおける第１の山の
立ち上がり点Q1,Q2であるので、実施例の第２演算方法
によれば、本当のAE到達時間差が得られる。また、各セ
ンサ1A,1Bの出力レベルは異なるが、第１の山付近で
は、各波形の周期が略同じであるので、第１演算方法に
よっても本当のAE到達時間差に相当する時間差を得るこ
とができる。このことは、各センサ1A,1Bの出力の各波
形における位相が同じ点でAE到達時刻を求めることに起
因している。
は、本来、センサ1A,1Bの各出力a,eにおける第１の山の
立ち上がり点Q1,Q2であるので、実施例の第２演算方法
によれば、本当のAE到達時間差が得られる。また、各セ
ンサ1A,1Bの出力レベルは異なるが、第１の山付近で
は、各波形の周期が略同じであるので、第１演算方法に
よっても本当のAE到達時間差に相当する時間差を得るこ
とができる。このことは、各センサ1A,1Bの出力の各波
形における位相が同じ点でAE到達時刻を求めることに起
因している。
なお、センサへのAE到達時刻を求める上記の各演算を
実行するに先立って、ノイズ除去のためのディジタルフ
ィルタリングを施してもよい。
実行するに先立って、ノイズ除去のためのディジタルフ
ィルタリングを施してもよい。
また、上記の実施例では、AE発生毎にメモリ8A,8Bに
記憶されたAEの１事象に対応するデータ長のディジタル
データを読み出して、AE発生位置標定を行うようにして
いるが、別の例では、検査中の演算を行わないで、１つ
の検査期間中に発生する全てのAE信号をメモリ8A,8Bに
記録するだけにとどめておいて、検査終了後に個々のAE
事象について発生位置標定演算を行うようにしてもよ
い。
記憶されたAEの１事象に対応するデータ長のディジタル
データを読み出して、AE発生位置標定を行うようにして
いるが、別の例では、検査中の演算を行わないで、１つ
の検査期間中に発生する全てのAE信号をメモリ8A,8Bに
記録するだけにとどめておいて、検査終了後に個々のAE
事象について発生位置標定演算を行うようにしてもよ
い。
本発明によるAE発生位置標定の精度を従来装置と対比
した実施例を以下に説明する。
した実施例を以下に説明する。
共鳴周波数五百kHzのセンサを使用してセラミックス
の４点曲げ破壊靭性試験を行い、試験片の破断に伴って
放出されるAE信号を従来装置および本発明による装置を
用いて同時に計測し、AE発生位置標定を実施した。
の４点曲げ破壊靭性試験を行い、試験片の破断に伴って
放出されるAE信号を従来装置および本発明による装置を
用いて同時に計測し、AE発生位置標定を実施した。
従来装置によるAE発生位置標定結果は、破断位置から
約１〜2cmの範囲にばらついており、AE信号のセンサへ
の到達時刻が正確に測定できていないことが確認され
た。
約１〜2cmの範囲にばらついており、AE信号のセンサへ
の到達時刻が正確に測定できていないことが確認され
た。
これに対し、本発明によるAE発生位置標定結果は、破
断位置から約１〜2mmの範囲に集中しており、約１〜2mm
の精度でAE発生位置を標定できることを確認した。な
お、上述の実験例において、本発明に用いたA/D変換器
のサンプリング周期は、50nsである。
断位置から約１〜2mmの範囲に集中しており、約１〜2mm
の精度でAE発生位置を標定できることを確認した。な
お、上述の実験例において、本発明に用いたA/D変換器
のサンプリング周期は、50nsである。
上記の実施例では、１次元のAE発生位置標定の場合に
ついて説明したが、３個以上のセンサを用い、AE信号に
よる各センサからのアナログ信号に上記実施例と同様の
処理を施してAE到達時刻を求めることにより正確なAE到
達時刻を求めることができ、周知の演算方法により高次
のAE発生位置標定を行うことができる。
ついて説明したが、３個以上のセンサを用い、AE信号に
よる各センサからのアナログ信号に上記実施例と同様の
処理を施してAE到達時刻を求めることにより正確なAE到
達時刻を求めることができ、周知の演算方法により高次
のAE発生位置標定を行うことができる。
以上説明したように本発明のAE発生位置標定装置によ
れば、AE信号に対応してセンサから出力されるアナログ
信号を一定周期でサンプリングするとともにこのアナロ
グ信号を信号の波形を示す時系列のディジタル信号に変
換し、このディジタル信号を順次遅延することにより、
AE信号の検出時にこのAE信号に対応するディジタル信号
を記憶し、このディジタル信号から演算手段によって、
AE信号の第１番目の山の予め設定された同位相の点に対
応する時刻情報をそれぞれ求めるようにしたので、AE信
号の到達時間差にAE信号の振幅の違いによる影響が生じ
なくなり、AE発生位置を正確に標定することができる。
れば、AE信号に対応してセンサから出力されるアナログ
信号を一定周期でサンプリングするとともにこのアナロ
グ信号を信号の波形を示す時系列のディジタル信号に変
換し、このディジタル信号を順次遅延することにより、
AE信号の検出時にこのAE信号に対応するディジタル信号
を記憶し、このディジタル信号から演算手段によって、
AE信号の第１番目の山の予め設定された同位相の点に対
応する時刻情報をそれぞれ求めるようにしたので、AE信
号の到達時間差にAE信号の振幅の違いによる影響が生じ
なくなり、AE発生位置を正確に標定することができる。
第１図は本発明実施例のAE発生位置標定装置を示すブロ
ック図、 第２図は実施例における信号およびデータの流れを示す
タイムチャート、 第３図は実施例におけるAE到達時刻と従来の方法を用い
た場合のAE到達時刻との違いを比較して示す図、 第４図は実施例に係わるフローチャート、 第５図はAE信号としきい値とを比較するだけでAE到達時
刻を求める従来の方法の問題点を説明する図、 第６図はAE信号の包絡線検波した信号としきい値とを比
較するだけでAE到達時刻を求める従来の方法の問題点を
説明する図である。 1A,1B……センサ、５……パルス発生回路、6A,6B……A/
D変換器、7A,7B……遅延回路、8A,8B……メモリ、９…
…中央処理装置。
ック図、 第２図は実施例における信号およびデータの流れを示す
タイムチャート、 第３図は実施例におけるAE到達時刻と従来の方法を用い
た場合のAE到達時刻との違いを比較して示す図、 第４図は実施例に係わるフローチャート、 第５図はAE信号としきい値とを比較するだけでAE到達時
刻を求める従来の方法の問題点を説明する図、 第６図はAE信号の包絡線検波した信号としきい値とを比
較するだけでAE到達時刻を求める従来の方法の問題点を
説明する図である。 1A,1B……センサ、５……パルス発生回路、6A,6B……A/
D変換器、7A,7B……遅延回路、8A,8B……メモリ、９…
…中央処理装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 29/00 - 29/28
Claims (3)
- 【請求項１】AE信号に感応して該AE信号に対応するアナ
ログ信号を出力する複数のセンサと、 上記センサからのアナログ信号の大きさが予め設定され
たしきい値以上のときに検出信号を出力するAE信号検出
手段と、 上記各センサに対応して該センサから出力されるアナロ
グ信号を一定周期でサンプリングして該アナログ信号の
波形を示す時系列のディジタル信号に変換する複数の信
号変換手段と、 上記各センサに対応して上記ディジタル信号を順次遅延
する複数の信号遅延手段と、 前記AE信号検出手段から検出信号が出力されることによ
り上記信号遅延手段で遅延された各センサに対応する時
系列のディジタル信号をそれぞれ所定の長さだけ記憶す
るための記憶手段と、 上記記憶手段に記憶された各時系列のディジタル信号か
らAE信号の第１番目の山の予め設定された同位相の点に
対応する時刻情報をそれぞれ求め、前記各センサに対応
するAE信号についての上記時刻情報から該AE信号の発生
位置を演算する演算手段と、 を備えたことを特徴とするAE発生位置標定装置。 - 【請求項２】前記予め設定された同位相の点が第１番目
の山のピークの点であることを特徴とする請求項１記載
のAE発生位置標定装置。 - 【請求項３】前記予め設定された同位相の点が第１番目
の山の立ち上がり点であることを特徴とする請求項１記
載のAE発生位置標定装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27610289 | 1989-10-25 | ||
| JP1-276102 | 1989-10-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03205554A JPH03205554A (ja) | 1991-09-09 |
| JP2891767B2 true JP2891767B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=17564828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2284200A Expired - Lifetime JP2891767B2 (ja) | 1989-10-25 | 1990-10-24 | Ａｅ発生位置標定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2891767B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3212733B2 (ja) * | 1993-02-10 | 2001-09-25 | 光洋精工株式会社 | Ａｅ発生箇所標定装置 |
| JP3700000B2 (ja) * | 2002-07-19 | 2005-09-28 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 気体濃度計測装置および気体濃度計測方法 |
| JP5696900B2 (ja) * | 2011-09-21 | 2015-04-08 | 株式会社Ｊｖｃケンウッド | 携帯型電子機器を保持する電子機器 |
| CN107624160B (zh) * | 2016-05-17 | 2021-05-28 | 株式会社东芝 | 构造物评价系统、构造物评价装置以及构造物评价方法 |
-
1990
- 1990-10-24 JP JP2284200A patent/JP2891767B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03205554A (ja) | 1991-09-09 |
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