JP4262046B2 - Sound inspection system - Google Patents
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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。 The present invention relates to a hammering inspection system including a hitting tool and a defect detection device that detects and detects a defect of an inspection target by collecting and analyzing a hitting sound generated by hitting the inspection target with the hitting tool. .
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)。 In recent years, diagnosis of mechanical equipment such as motors and compressors has been performed by analyzing sound signals emitted from them. In such a case, it is important how accurately the sound signal is captured, and various proposals have been made about this (for example, see Patent Document 1).
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。)。
By the way, the object to be inspected is hit with a striking tool, and the sound (hereinafter referred to as the hitting sound) generated at the time of hitting is collected by a microphone and analyzed to analyze a cavity or the like existing inside the object to be inspected. A hitting sound inspection system that detects a defect is known (see, for example, Non-Patent
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。
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。
However, in the sound inspection system proposed in
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。 In addition, since it is difficult to give the microphone surrounded by the hood an appropriate directivity, in order to avoid the influence of surrounding acoustic noise as much as possible, the hood opening should be in close contact with the inspection target or the inspection target It was necessary to arrange in the vicinity. As a result, in addition to the standing wave of the sound wave inside the hood, a standing wave of the sound wave was also generated between the object to be inspected and the inner wall of the hood, making it more difficult to accurately measure the impact sound. Also, in a limited space such as in a tunnel, the hood opening should be in close contact with the inspection object, or placed near the inspection object to perform a hammering inspection. It can be difficult and possibly cause defects in the detection of defects.
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。 In view of the above circumstances, the present invention provides a hammering inspection system in which the accuracy of detecting an internal defect of an inspection target is improved by a device that selectively receives sound waves generated in response to a hit on the inspection target. For the purpose.
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。
In order to achieve the above object, the sound inspection system of the present invention comprises:
A hitting tool that strikes the inspection target, and a hitting sound emitted from the inspection target when the inspection target is hit with this hitting tool, is collected with a microphone surrounded by a hood, and the hit obtained by this sound collection In a hammering inspection system configured with a defect detection device that detects a defect of the inspection object based on a sound signal,
The hood has an inner space having at least an opening-side sound reflection inner wall having an opening at the front end and a focal point behind the opening, and the opening side in the sound reflection inner wall. Is a sound absorbing material arranged on the opposite side,
The sound receiving surface of the microphone is located in the sound reflection inner wall and is disposed so as to face the opening.
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。 In the sound-inspecting system of the present invention, the sound absorbing material is disposed on the side opposite to the opening side of the hood of the sound collector. Thus, conventionally, sound is received by the microphone after being reflected within the sound reflection inner wall of the hood. Since the sound wave that has been absorbed is absorbed by the sound absorbing material, interference between the sound waves generated in the conventional sound collector is less likely to occur. Therefore, according to the hammering inspection system of the present invention, it is possible to improve the detection accuracy of the internal defect to be inspected.
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。
Since the microphone surrounded by the hood of the present invention can have an appropriate directivity, for example, as in the example of Non-Patent
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。 Here, it is preferable that the hood further has a sound absorbing material disposed along the peripheral edge of the opening.
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。 In this way, when the sound absorbing material is arranged along the peripheral edge of the opening, the sound wave that has arrived from the side or rear of the hood and is diffracted by the edge of the opening of the hood and entering the hood is attenuated. can do.
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。 In addition, the hood may include a light beam emitting unit that emits a light beam parallel to a rotation axis of a rotation surface shape of the sound reflection inner wall that indicates a target hitting point on the inspection target. This is a preferred embodiment.
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。 In this way, by hitting while pointing the desired hitting point with this light beam, the opening of the hood can be directly opposed to the hitting point, so that it is possible to accurately collect the hitting sound. . Thereby, the detection accuracy of the internal defect to be inspected can be further improved.
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。
Furthermore, the hitting tool includes a light beam receiving unit that receives the light beam emitted from the light beam emitting unit,
Acquired by the defect detection device by a light reception result signal acquisition unit that acquires a light reception result signal representing a light reception result received by the light beam receiver, and by the light reception result signal acquisition unit corresponding to the hit on the inspection target It is also a preferred aspect that the apparatus includes a determination unit that determines whether or not the hitting is accurately performed on the hitting point indicated by the light beam based on the received light reception result signal.
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。 In this way, for example, when it is determined that the hitting is not exactly hitting the location pointed to by the light beam, it is possible to prompt the re-blow by issuing a warning. The accuracy can be further improved.
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。 Here, the defect detection device includes a distance measuring means for detecting a distance between a sound receiving surface of the microphone and a hitting point on the inspection target hit by the hitting tool, and a sound collection by the microphone. It is preferable to include correction means for correcting the obtained hitting sound signal according to the distance detected by the distance measuring means.
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。 In this way, even if the collected sound is performed in a state where the distance between the strike point and the microphone receiving surface is changed every time the strike is performed, the detection accuracy of the internal defect to be inspected is further increased. Improvements can be made.
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。
Furthermore, the said impact tool is provided with the impact signal output part which outputs the impact signal according to the impact,
The ranging means obtains an impact signal output from the impact signal output unit, the timing at which the impact signal is acquired by the impact signal acquisition unit, and the impact sound signal at the microphone. A time measuring unit for measuring a time difference between the timing and the timing, and based on the time difference measured by the time measuring unit, the sound receiving surface of the microphone and the inspection object hit by the hitting tool It is also a preferable aspect that the distance between the striking surface and the surface is detected.
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。 Thus, between the sound receiving surface of the microphone and the hit point on the inspection object hit by the hitting tool based on the time difference from the timing at which the hit was made to the timing at which the hit sound reaches the microphone. The distance may be measured.
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。 The hitting tool may be an impulse hammer that outputs a force signal representing a force applied when hitting the inspection target as the hit signal.
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。 In this way, when the hitting tool is an impulse hammer, in addition to the timing at which the hit was made, it is possible to obtain the force information of the hit, so for example, when the force is outside a predetermined range By promoting re-blow, the detection accuracy of the internal defect to be inspected can be further improved.
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。 Alternatively, the ranging means emits a modulated light beam that emits a modulated light beam, and the modulated light beam emitted from the modulated light beam emitter and reflected by the inspection object and returned. The hood is provided with a modulated light beam receiving part for receiving a light beam, and the modulated light beam emitted from the modulated light beam emitting part and reflected from the timing emitted from the modulated light beam emitting part is modulated. A second time measuring unit for measuring a time difference from the timing received by the light beam receiving unit, and based on the time difference measured by the second time measuring unit, It is preferable to detect the distance between the sound receiving surface and the striking surface on the inspection object that is struck by the striking tool.
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。 Thus, the sound receiving surface of the microphone based on the time difference from the timing at which the modulated light beam is emitted to the timing at which the modulated light beam is reflected back to the inspection target, and the hitting point on the inspection target hit by the hitting tool The distance between the two may be measured.
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。 Furthermore, it is also preferable that the modulated light beam emitting unit emits a modulated light beam that indicates a target hitting point on the inspection object and that is parallel to the rotation axis of the rotation surface shape of the sound reflection inner wall. It is.
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。 In this way, it is possible to accurately collect the hitting sound by hitting the hitting point indicated by the modulated light beam, so that the detection accuracy of the internal defect to be inspected can be further improved. it can.
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。
Alternatively, a modulation light beam emitting unit that emits a modulated light beam parallel to the rotation axis of the rotation surface shape of the sound reflection inner wall, which indicates the target hitting point on the inspection object, is provided in the hood. Prepared,
The hitting tool includes a modulated light beam receiving unit that receives the modulated light beam emitted from the modulated light beam emitting unit,
The distance measuring unit further receives a light reception result signal indicating a light reception result received by the modulated light beam light receiving unit, and a timing at which the modulated light beam is emitted from the modulated light beam emitting unit. And a third time measuring unit that measures a time difference between the timing at which the emitted modulated light beam is received by the modulated light beam receiving unit,
The distance measuring means calculates a distance between the sound receiving surface of the microphone and the striking surface on the inspection object hit by the striking tool based on the time difference measured by the third time measuring unit. It is preferable to detect.
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。 In this way, based on the time difference from the timing when the modulated light beam is emitted to the timing when it reaches the impact tool, between the sound receiving surface of the microphone and the impact point on the inspection object impacted by the impact tool The distance may be measured.
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。 Further, based on the light reception result signal acquired by the light reception signal acquisition unit corresponding to the hit on the inspection object, the defect detection device is accurate with respect to the hit point indicated by the light beam. It is also a preferable aspect that a determination unit for determining whether or not the operation has been performed is provided.
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。 In this case, for example, when it is determined that the hitting position indicated by the modulated light beam is not hitting correctly, it is possible to prompt a re-hit by performing a warning. Defect detection accuracy can be further improved.
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。 According to the hammering inspection system of the present invention, it is possible to improve the detection accuracy of internal defects by a device that selectively receives sound waves generated in response to a hit on an inspection target.
以下、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
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。 FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of a sound inspection system according to the present invention.
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。
A
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。 FIG. 2 is an internal block diagram of the sound inspection system according to the present embodiment.
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。
FIG. 2 shows an internal block of the
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
Hereinafter, the case where the internal sound detection of the
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。 Here, FIG. 3 is a frequency characteristic diagram based on the sound output signal output from the microphone arranged in the sound collection hood of the sound collector of the present embodiment.
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。 FIG. 3 shows the measurement of the frequency characteristics of the sound collector with respect to impact. Here, the relative sensitivity is expressed with reference to a measurement condenser microphone whose frequency characteristics are calibrated flat.
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。
As shown in FIG. 3, in the sound collector in which the sound absorbing material is not arranged on the back side of the
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。
The
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。
In order to start the inspection of the
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。
As described above, the beam output of the laser beam 110 is constantly changed by the output control unit. This is the same phase as the laser beam emitted from the laser
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。
Further, since the laser beam 110 is emitted along the rotation axis of the
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。 FIG. 4 is a diagram illustrating how the sound collection characteristics of the microphone according to the present embodiment change depending on the angle of the sound source direction with respect to the rotation axis of the sound collection hood having a rotating surface shape.
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。
4 (a) to 4 (c) show the frequencies when the angles of the sound source direction with respect to the rotation axis of the
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。
In the
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。 FIG. 5 is a diagram showing the applied signal output from the impulse hammer by the impact hammer and the lower part of the impact signal collected by the microphone by the impulse hammer.
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。 FIG. 5 shows a state in which the hitting signal shown in the lower part is detected behind the applied signal shown in the upper part, and the delay of the hitting signal with respect to the applied signal shown in FIG. The distance varies depending on the distance between the inspection target and the microphone.
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。
The
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。 Here, FIG. 6 is a diagram illustrating how the sound collection characteristics of the microphone of the sound-inspecting system according to the present embodiment change according to the distance from the hitting point on the inspection target.
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。
FIG. 6 shows the sound collection characteristics of the sound collector when the distance between the
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。
Further, in the
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。
It is determined whether or not the applied force is within a predetermined range in the
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。
In the
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。
In addition, the
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。
As described above, the sound-inspecting
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。 FIG. 7 is a diagram showing a second embodiment of the sound hitting inspection system of the present invention. In this figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 are attached to the same types as those provided in the first embodiment and those provided in the first embodiment. .
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。
7 is configured by an
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。
Since the
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。
The
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。
The
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。
The
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。 FIG. 8 is an internal block diagram of the hammering inspection system of the present embodiment.
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。
FIG. 8 shows an internal block of the
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
Hereinafter, the case where the internal sound detection of the
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。
When the power of the
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。
Also in the
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。
The
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。
Further, in the
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。
Even in this sound hitting
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。
In the
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。
Further, the
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。
As described above, the sound-inspecting
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。 FIG. 9 is a diagram showing a third embodiment of the sound inspection system of the present invention. In this figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 are attached to the same types as those provided in the first embodiment and those provided in the first embodiment. .
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。
The
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。
Since the
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。
The
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。
The
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。
The
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。 FIG. 10 is an internal block diagram of the sound inspection system according to the present embodiment.
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。
FIG. 10 shows an internal block of the
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
Hereinafter, the case where the internal sound detection of the
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。
In the
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。
When the power source of the
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。
The output of the
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。
In the
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。
The
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。
In the
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。
In the
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。
Further, the
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。
As described above, the sound-inspecting
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。 In the first to third embodiments, an example in which an impulse hammer is used as a hitting tool is described. However, the present invention is not limited to this, and a signal indicating the timing of hitting is externally provided. The output of the present invention is not limited even if it is a normal hammer as long as it can output a hitting sound from an inspection object by hitting.
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。 Furthermore, in the first to third embodiments, the case where the sound absorbing material is disposed around the microphone in the sound collecting hood of the sound collecting device has been described as an example, but this sound absorbing material is the opening of the sound collecting hood. By using a sound collector that is also arranged at the periphery of the hood, the sound wave that arrives from the side or rear of the hood and is diffracted by the edge of the hood opening and entering the hood is attenuated. Since the interference between sound waves can be further suppressed, the detection accuracy of the internal defect to be inspected can be further improved.
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。 FIG. 11 is a cross-sectional view of an example of the sound collecting hood in which the sound absorbing material is also disposed at the peripheral edge of the opening of the sound collecting hood. In addition, what is shown here and the same kind as what is used in 1st Embodiment is attached | subjected the code | symbol same as the code | symbol attached | subjected in 1st Embodiment.
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。
In the
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。 In addition to this, in addition to the periphery of the microphone, glass wool is arranged at the periphery of the sound collection hood opening, and the sound waves that are diffracted at the edge of the hood opening and enter the hood are attenuated. Degradation of directivity is also suppressed.
図12は、集音器の指向特性を示すグラフ図である。 FIG. 12 is a graph showing the directivity characteristics of the sound collector.
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。 12A shows the directivity characteristics of the sound collector in which the sound absorbing material is disposed only around the microphone, and FIG. 12B shows the periphery of the opening of the sound collecting hood in addition to the microphone. In addition, the directivity characteristics of the sound collector which is an aspect of the above-described embodiment in which the sound absorbing material is disposed are shown for each frequency.
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。 From FIG. 12, by arranging the sound absorbing material in the periphery of the opening of the sound collecting hood in addition to the periphery of the microphone, the directivity characteristics with respect to the side and the rear of the sound collector are improved for 1 kHz. It can be seen that the improvement of the directivity with respect to the direction is remarkable, and for 10 kHz, the directivity in the direction close to the front of the sound collector is improved.
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。 Furthermore, by arranging the sound absorbing material also at the peripheral edge of the opening of the sound collecting hood, it is possible to reduce the impact when the opening of the sound collecting device comes into contact with the object to be inspected and to prevent the damage of both. . The sound absorbing material may be other than glass wool as long as it has sound absorbing properties. In the present embodiment, the case where the sound absorbing material is disposed outside the peripheral edge of the opening of the sound collecting hood has been described as an example, but the present invention is not limited thereto, and the sound absorbing material is disposed inside the peripheral edge. You may do.
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
1, 2 and 3 hammering
Claims (9)
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るとともに、前記検査対象上の目標となる打撃地点を指し示す、該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り、
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。 A striking tool for striking the inspection target, and a striking sound emitted from the inspection target at the time of striking the inspection target with the striking tool is collected by a microphone surrounded by a hood, and the striking obtained by the sound collection In a sound-inspecting system configured with a defect detection device that detects a defect of the inspection object based on a sound signal,
The hood has an internal space having at least a rotating surface-shaped sound reflection inner wall having an opening at a front end and a focal point behind the opening, and the opening side in the sound reflection inner wall. the der what sound absorbing material is disposed on the opposite side Rutotomoni points to blow point as a target on said object, the light beam for emitting a light beam parallel to the rotation axis of the rotating surface shape of the sound reflecting inner wall It has a light emitting part ,
The impact tool includes a light beam receiving unit that receives the light beam emitted from the light beam emitting unit,
Acquired by the defect detection device by a light reception result signal acquisition unit that acquires a light reception result signal representing a light reception result received by the light beam receiver, and by the light reception result signal acquisition unit corresponding to the hit on the inspection target A determination unit for determining whether or not the hitting is accurately performed on the hitting point indicated by the light beam based on the received light reception result signal,
The sound-inspecting system according to claim 1, wherein a sound receiving surface of the microphone is disposed so as to be located in the sound reflection inner wall and to face the opening.
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3記載の打音検査システム。 The striking tool includes a striking signal output unit that outputs a striking signal corresponding to the striking ,
The ranging means obtains a batting signal acquisition unit for obtaining a batting signal output from the batting signal output unit, the timing at which the batting signal is obtained by the batting signal acquisition unit, and the batting sound signal in the microphone. A time measuring unit that measures a time difference between the sound receiving timing and the timing, and based on the time difference measured by the time measuring unit, the sound receiving surface of the microphone and the inspection object hit by the hitting tool The sound inspection system according to claim 3, wherein a distance between the hitting surface and the hitting surface is detected .
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3記載の打音検査システム。 The hood includes a modulated light beam emitting unit that emits a modulated light beam that emits a modulated light beam parallel to a rotation axis of a rotation surface shape of the sound reflection inner wall that indicates a target hitting point on the inspection target,
The impact tool includes a modulated light beam receiving unit that receives the modulated light beam emitted from the modulated light beam emitting unit,
The distance measuring unit further acquires a light reception result signal indicating a light reception result received by the modulated light beam light receiving unit, and a timing at which the modulated light beam is emitted from the modulated light beam emission unit And a third time measuring unit that measures a time difference between the timing at which the emitted modulated light beam is received by the modulated light beam receiving unit ,
The distance measuring means determines a distance between the sound receiving surface of the microphone and a striking surface on the inspection object hit by the striking tool based on the time difference measured by the third time measuring unit. The sound inspection system according to claim 3 , wherein the sound inspection system is one to detect.
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