JP6674976B2 - 検査対象物の検査装置及び検査方法 - Google Patents
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Description
FRP材を含む層状構造物及び/又は樹脂で構成される構造物を検査対象物とする検査方法であって、
前記検査対象物の表面における被検査領域に打撃具で打撃を与えるステップと、
前記打撃への反力による前記打撃具の加速度に応じた加速度信号を前記打撃具に搭載した加速度計で検出するステップと、
検出された前記加速度信号の波形データを記録するステップと、
記録された前記波形データに基づき前記被検査領域に対応するコンター図を作成するステップと、
前記コンター図を表示部に表示するステップと、
前記表示部に表示された前記コンター図に基づき前記検査対象物の内部欠陥の有無を判定するステップと
を備えている。
上記(1)の方法によれば、打撃具に搭載した加速度計で加速度信号の波形データを検出することにより、例えば、計測時における周囲の雑音の影響を受けることなく検査対象物の内部欠陥の有無を判定することができる。また、被検査領域に対応するコンター図を表示部に表示することにより、視覚的に内部欠陥の有無を容易に把握することができるから、例えば検査者の経験や勘に頼ることなく検査対象物の内部欠陥の有無を容易に判定することができる。
前記打撃の際の打音を集音マイクで計測するステップをさらに備え、
前記記録するステップでは、前記打音の波形データを記録し、
前記コンター図を作成するステップでは、記録された前記加速度信号の前記波形データ及び前記打音の波形データの各々に基づく前記コンター図を作成し、
前記判定するステップでは、前記加速度信号又は前記打音に基づき作成された前記コンター図の少なくとも一方に基づき、前記内部欠陥の有無を判定し、必要に応じて検査員に知らせるアラーム及び又は眼鏡型のヘッドマウントディスプレイなどの準備をしてもよい。
前記検査対象物の健全部における前記加速度信号の波形データを予め取得して記録するステップを備え、
前記判定するステップでは、検査の際に取得した前記波形データを予め記録された前記健全部の波形データと比較することで前記内部欠陥の有無を判定してもよい。
前記打撃を与えるステップでは、前記被検査領域を格子状に区画して格子毎に前記打撃を与えてもよい。
前記コンター図を作成するステップでは、
前記被検査領域の各計測点で取得した時系列データ(Tn)を周波数分析した結果(Ln)を当該取得時の加振力(Fn)で除算した結果(Ln/Fn)について、取得回数に応じた平均値を求めて前記各計測点のデータ(Zn)とするとともに、
前記データ(Zn)に関して評価すべき周波数帯域のバンドレベルを算出してもよい。
前記コンター図を作成するステップでは、
パルスパワー法を用いて前記加速度信号の波形データを解析するとともに、
エンベロープ処理法を用いて前記打音の波形データを解析してもよい。
つまり、上記(6)の方法によれば、加速度信号の波形データ及び打音の波形データを、それぞれ高精度に検出可能な解析手法をもって解析することができる。そして、上記の各波形データと各手法との組み合わせを併用することにより、より高精度に内部欠陥の有無を判定することができる。
前記検査対象物は、風力発電設備の風車翼であってもよい。
FRP材を含む層状構造物及び/又は樹脂で構成される構造物を検査対象物とする検査装置であって、
前記検査対象物の表面における被検査領域に打撃を与えるための打撃具及び前記打撃への反力による前記打撃具の加速度に応じた加速度信号を検出する加速度計を含む打撃装置と、
前記加速度計により検出された前記加速度信号の波形データを記録する記録部と、
前記波形データに基づき前記検査対象物の内部欠陥の有無を判定するデータ処理部と、
前記データ処理部による処理結果を表示するための表示部と、を備え、
前記データ処理部は、前記記録部に記録された前記波形データに基づき前記被検査領域に対応するコンター図を作成して前記表示部に表示させるように構成されている。
検査対象物の検査装置は、
前記打撃の際の打音を計測するための集音マイクを備え、
前記記録部は、前記集音マイクで計測された前記打音の波形データを記録するように構成され、
前記データ処理部は、前記記録部に記録された前記加速度信号の前記波形データ又は前記打音の前記波形データに基づき前記内部欠陥の有無を判定するように構成されていてもよい。
前記記録部には、予め取得した前記検査対象物の健全部又は前記検査対象物の任意の一点における前記加速度信号の前記波形データが記録されており、
前記データ処理部は、検査の際に取得した前記加速度信号の前記波形データを予め記録された前記健全部又は前記検査対象物の任意の一点の前記波形データと比較して前記内部欠陥の有無を判定するように構成されていてもよい。
検査対象物の検査装置は、
前記打撃装置を搭載するためのフレームと、
前記検査対象物の前記表面に対向する前記フレームの一側に突設された突出部と、
前記フレームに対する前記打撃装置の配置を可変に構成された移動機構と、を備え、
前記移動機構は、
前記フレームの前記一側に沿う第1方向に延在する第1レールと、
前記第1レールに沿って移動可能な第1スライダと、
前記第1スライダに取り付けられ、前記一側に沿うとともに前記第1方向と交差する第2方向に延在する第2レールと、
前記打撃装置を搭載し前記第2レールに沿って移動可能な第2スライダと、を含んでもよい。
検査対象物の検査装置は、
前記第1スライダ、前記第2スライダ及び前記打撃具にそれぞれ駆動力を付与する第1駆動源、第2駆動源及び第3駆動源と、
少なくとも前記第1駆動源、前記第2駆動源及び前記第3駆動源の動作を制御するためのコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記被検査領域を格子状に区画して格子毎に前記打撃を与えるように前記第1駆動源、前記第2駆動源及び前記第3駆動源を制御するように構成されていてもよい。
前記データ処理部は、
前記被検査領域の各計測点で取得した時系列データ(Tn)を周波数分析した結果(Ln)を当該取得時の加振力(Fn)で除算した結果(Ln/Fn)について、取得回数に応じた平均値を求めて前記各計測点のデータ(Zn)とするとともに、
前記データ(Zn)に関して評価すべき周波数帯域のバンドレベルを算出するように構成されていてもよい。
前記データ処理部は、
パルスパワー法を用いて前記加速度信号の波形データを解析するとともに、
エンベロープ処理法を用いて前記打音の波形データを解析するように構成されていてもよい。
前記検査対象物は、風力発電設備の風車翼であってもよい。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
図1は、一実施形態に係る検査装置の構成例を示す概略図である。図2は、一実施形態におけるコンター図の例を示す図である。図3は、一実施形態におけるデータ処理部の構成例を示す制御ブロック図である。図4は、他の実施形態に係る検査装置の構成例を示す概略図である。図5は、他の実施形態に係る検査装置の構成例を示す概略図である。なお、図1、図4及び図5に示す検査装置は、例えば、UAV(unmanned aerial vehicle)又はドローンに搭載し、遠隔操作により風車翼に押し付けて使うことができるように構成され得る。
打撃装置10は、検査対象物2の表面21に一定の力で打撃を与えることができるように構成され得る。この打撃装置10は、例えば汎用のハンマに加速度センサを取り付けて構成してもよいし、センサ内蔵型の打撃具11(例えばインパルスハンマなど)を用いてもよい。
記録部37は、少なくとも上記加速度信号の波形データを記録できるように構成された記録装置であり、例えばデジタルデータレコーダ等を採用してもよい。
表示部38は、データ処理部30による処理結果を表示する表示装置であり、例えば、液晶、プラズマ、有機EL或いは投影など種々の方式により上記処理結果を表示できるように構成されたディスプレイであってもよい。例えば、上記表示部38として、眼鏡型のヘッドマウントディスプレイ等を採用してもよい。
本開示の少なくとも一実施形態におけるデータ処理部30は、記録部37に記録された波形データに基づき被検査領域23(例えば、図2(a)参照)に対応するコンター図70(例えば、図2(b)及び図2(c)参照)を作成して表示部38に表示させるように構成されている。
データ処理部30は、例えばコンピュータであり、デスクトップ型、ラップトップ型、タブレット型その他種々の形態のPC(personal computer)等を採用し得る。
図3は、一実施形態におけるデータ処理部30の構成例を示す制御ブロック図である。図3に非限定的に例示するように、データ処理部30は、CPU31、該CPU31が実行する各種プログラムやテーブル等のデータを記憶するための記憶部としてのROM(Read Only Memory)33、各プログラムを実行する際の展開領域や演算領域としてのワーク領域として機能するRAM(Random Access Memory)32の他、図示しない大容量記憶装置としてのハードディスクドライブ(HDD)、通信ネットワークに接続するための通信インターフェース、及び外部記憶装置(例えば図1に例示する記録部37など)が装着されるアクセス部などを備えていてもよい。これらは全て、バス36を介して接続される。更に、データ処理部30は、例えば、キーボードやマウス等からなる入力部(図示省略)や表示部38等と接続されていてもよい。
幾つかの実施形態において、ROM33には、記録部37に記録された波形データに基づき被検査領域23に対応するコンター図70を作成して表示部38に表示させるための表示プログラム34が格納されていてもよい。そして、CPU31がこの表示プログラム34をROM33から読み出し、RAM32に展開して実行することにより、上記コンター図70が表示部38に表示され得る。
この場合、ROM33には、記録部37に記録された加速度信号の波形データ又は打音の波形データに基づき内部欠陥25の有無を判定するためのプログラム(図示略)が格納されていてもよい。そして、CPU31が当該プログラムをROM33から読み出し、RAM32に展開して実行することにより、加速度信号の波形データ又は打音の波形データに基づくコンター図70が表示部38に表示され得る。
例えば図2(b)は、図2(a)の被検査領域23を打撃具11で打撃した際の加速度信号の波形データから作成されたコンター図70、図2(c)は図2(a)の被検査領域23を打撃具11で打撃した際に集音マイク15を介して検出された打音の波形データから作成されたコンター図70をそれぞれ非限定的に例示している。図2(a)の符号25で示す内部欠陥の領域には、内部に層間剥離が形成されており、両コンター図70が内部欠陥25を表示部38上に視覚的に再現できていることがわかる。
そして、データ処理部30は、検査の際に取得した加速度信号の波形データを、予め記録された健全部27又は検査対象物2の任意の一点の波形データと比較して内部欠陥25の有無を判定するように構成されていてもよい。
この場合、ROM33には、検査の際に取得した加速度信号の波形データを、予め記録された健全部27又は検査対象物2の任意の一点の波形データと比較して内部欠陥25の有無を判定するためのプログラム(図示略)が格納されていてもよい。そして、CPU31が当該プログラムをROM33から読み出し、RAM32に展開して実行することにより、検査の際に取得した加速度信号の波形データを、予め記録された健全部27又は検査対象物2の任意の一点の波形データと比較して内部欠陥25の有無が判定され得る。
フレーム40は、例えば平面視にて略正方形をなす環状の枠体であってもよく、当該フレーム40の内側の開口部を介して打撃装置10の打撃具11により検査対象物2の表面21を打撃(図4では紙面垂直方向に、又は、図5では紙面左右方向に)できるように構成され得る。このフレーム40には、検査員が当該フレーム40ごと打撃装置10を搬送可能とする少なくとも一つのハンドル42(把持部)が設けられていてもよい。なお、フレーム40は、打撃装置10を搭載した状態で打撃具11による被検査領域23への打撃が可能に構成されていればよく、その形状は特に限定されない。
突出部41は、検査対象物2の表面21と打撃装置10との間に一定の距離を確保した状態で該表面21にフレーム40を固定するものであり、検査対象物2の表面21に対向する上記フレーム40の一側に複数設けられ得る。幾つかの実施形態では、例えば、異なる3か所に設けられた3つの突出部41により、フレーム40を表面21に3点支持するように構成してもよい(図4参照)。
移動機構43は、フレーム40の一側に沿う第1方向(例えば図4におけるX方向)に延在する第1レール45と、該第1レール45に沿って移動可能な第1スライダ46と、該第1スライダ46に取り付けられ、上記一側に沿うとともに第1方向と交差する第2方向(例えば図4におけるY方向)に延在する第2レール48と、打撃装置10を搭載し第2レール48に沿って移動可能な第2スライダ49と、を含んでもよい。すなわち、上記第1レール45及び第1スライダ46により、例えば図4において紙面上下方向に移動可能なX軸移動機構44が構成されるとともに、上記第2レール48及び第2スライダ49により、例えば図4において紙面左右方向に移動可能なY軸移動機構47が構成され得る。
上記X軸移動機構44及びY軸移動機構47は、それぞれ手動によって移動可能に構成されていてもよいし、モータその他の電動アクチュエータを含む駆動源によって移動可能に構成されていてもよい。
なお、上記フレーム40には、該フレーム40における任意の位置に固定した状態で集音マイク15を搭載してもよい。また、集音マイク15は、打撃装置10とともに移動可能な状態で移動機構43(例えば第2スライダ49)に搭載されてもよい。
上記第1駆動源51、第2駆動源52及び第3駆動源53は、各々、例えばステッピングモータやACサーボモータ等を含む電動モータであってもよい。なお、打撃具11を駆動する第3駆動源53には、例えば電磁ソレノイド等を適用してもよい。
そして、本開示の幾つかの実施形態におけるコントローラは、被検査領域23を格子状に区画して格子60毎に打撃を与えるように第1駆動源51、第2駆動源52及び第3駆動源53を制御するように構成され得る(図2(a)、図4及び図5参照)。
各格子60は、例えば縦方向及び横方向にそれぞれ所定の間隔で区画されていてもよく、縦及び横に等間隔(つまり正方形)に区画されていてもよい。
幾つかの実施形態において、ROM33には、検査対象物2の健全性を診断するための自動診断プログラム35が格納されていてもよい。そして、CPU31がこの自動診断プログラム35をROM33から読み出し、RAM32に展開して実行することにより、コントローラは、検査対象物2の健全性を自動で診断するように構成され得る。
具体的に、各計測点のデータ(Zn)は、次式(1)で表される。
また、周波数帯域レベルは、次式(2)で表される。
幾つかの実施形態において、データ処理部30は、パルスパワー法を用いて加速度信号の波形データを解析するように構成されていてもよい(図6参照)。また、データ処理部30は、エンベロープ処理法を用いて打音の波形データを解析するように構成されていてもよい(図6参照)。
パルスパワー法は、例えば打撃具11による打撃の際の打撃力と、打撃の反力による打撃具11の加速度とを解析することで内部欠陥25の有無を検知する。
エンベロープ処理法は、例えば振動波形の包絡線(エンベロープ)を周波数解析するものであり、共振系で励振された高周波成分を絶対値整流し、ローパスフィルタで高周波成分を除去することにより低周波成分を抽出する。
つまり、パルスパワー法を用いて加速度信号の波形データを解析するとともに、エンベロープ処理法を用いて打音の波形データを解析するように構成すれば、加速度信号の波形データ及び打音の波形データを、それぞれ高精度に検出可能な解析手法をもって解析することができる。そして、上記の各波形データと各手法との組み合わせを併用することにより、より高精度に内部欠陥25の有無を判定することができる。
図7は本開示の少なくとも一実施形態に係る検査方法を示すフローチャートである。
図7に示すように、本開示の少なくとも一実施形態に係る検査方法は、FRP材20Aを含む層状構造物20及び/又は樹脂20Bで構成される構造物20を検査対象物2とする検査方法であって、上記検査対象物2の表面21における被検査領域23に打撃具11で打撃を与えるステップ(S10)と、打撃への反力による打撃具11の加速度に応じた加速度信号を打撃具11に搭載した加速度計13で検出するステップ(S20)と、検出された加速度信号の波形データを記録するステップ(S30)と、記録された波形データに基づき被検査領域23に対応するコンター図70を作成するステップ(S40)と、コンター図70を表示部(ディスプレイ)38に表示するステップ(S50)と、表示部38に表示されたコンター図70に基づき検査対象物2の内部欠陥25の有無を判定するステップ(S60)と、を備えている。
上記の方法によれば、打撃具11に搭載した加速度計13で加速度信号の波形データを検出することにより、例えば、計測時における周囲の雑音の影響を受けることなく検査対象物2の内部欠陥25の有無を判定することができる。また、被検査領域23に対応するコンター図70を表示部38に表示することにより、視覚的に内部欠陥25の有無を容易に把握することができるから、例えば検査者の経験や勘に頼ることなく検査対象物2の内部欠陥25の有無を容易に判定することができる。
そして上記の記録するステップ(S30)では、打音の波形データを記録し、コンター図70を作成するステップ(S40)では、記録された加速度信号の波形データ及び打音の波形データの各々に基づくコンター図70を作成し、判定するステップ(S60)では、加速度信号又は打音に基づき作成されたコンター図70の少なくとも一方に基づき、内部欠陥25の有無を判定し、必要に応じて検査員に知らせるアラーム39及び又は眼鏡型のヘッドマウントディスプレイなどの準備をしてもよい。
2 検査対象物
2A 風車翼
10 打撃装置
11 打撃具(打撃ロッド)
13 加速度計(加速度センサ)
15 集音マイク
20 層状構造物(樹脂構造物)
20A FRP材
20B 樹脂
21 表面
23 被検査領域
25 内部欠陥
27 健全部
30 データ処理部(PC)
31 CPU
32 RAM
33 ROM
34 表示プログラム
35 自動診断プログラム
36 バス
37 記録部(デジタルデータレコーダ)
38 表示部(ディスプレイ)
39 アラーム(警報機)
40 フレーム
41 突出部(接地脚)
42 ハンドル(把持部)
43 移動機構
44 X軸移動機構
45 第1レール(X軸移動レール)
46 第1スライダ
47 Y軸移動機構
48 第2レール(Y軸移動レール)
49 第2スライダ
51 第1駆動源
52 第2駆動源
53 第3駆動源
60 格子(計測点)
70 コンター図
Claims (17)
- FRP材を含む層状構造物及び/又は樹脂で構成される構造物を検査対象物として検査装置で検査する検査方法であって、
前記検査装置は、前記検査対象物の表面における被検査領域に打撃を与えるための打撃具及び前記打撃への反力による前記打撃具の加速度に応じた加速度信号を検出する加速度計を含む打撃装置と、
前記打撃装置を搭載するためのフレームと、
前記検査対象物の前記表面に対向する前記フレームの一側に突設された突出部と、
前記フレームに対する前記打撃装置の配置を可変に構成された移動機構と、を有し、
前記移動機構は、
前記フレームに沿う第1方向に延在する第1レールと、
前記第1レールに沿って移動可能な第1スライダと、
前記第1スライダに取り付けられ、前記フレームに沿うとともに前記第1方向と交差する第2方向に延在する第2レールと、
前記打撃装置を搭載し前記第2レールに沿って移動可能な第2スライダと、を含み、
前記検査対象物の表面における前記被検査領域に前記打撃具で打撃を与えるステップと、
前記打撃への反力による前記打撃具の加速度に応じた前記加速度信号を前記打撃具に搭載した前記加速度計で検出するステップと、を備えたことを特徴とする検査方法。 - 前記検査装置は、
前記加速度計により検出された前記加速度信号の波形データを記録する記録部と、
前記波形データに基づき前記検査対象物の内部欠陥の有無を判定するデータ処理部と、
前記データ処理部による処理結果を表示するための表示部と、をさらに有しており、
前記加速度計で検出された前記加速度信号の波形データを前記記録部に記録するステップと、
記録された前記波形データに基づき前記被検査領域に対応するコンター図を作成するステップと、
前記コンター図を前記表示部に表示するステップと、
前記表示部に表示された前記コンター図に基づき前記検査対象物の内部欠陥の有無を判定するステップと
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の検査方法。 - 前記打撃の際の打音を集音マイクで計測するステップをさらに備え、
前記記録するステップでは、前記打音の波形データを記録し、
前記コンター図を作成するステップでは、記録された前記加速度信号の前記波形データ及び前記打音の波形データの各々に基づく前記コンター図を作成し、
前記判定するステップでは、前記加速度信号又は前記打音に基づき作成された前記コンター図の少なくとも一方に基づき、前記内部欠陥の有無を判定し、検査員に知らせるアラーム及び又は眼鏡型のヘッドマウントディスプレイの準備をすることを特徴とする
請求項2に記載の検査方法。 - 前記コンター図を作成するステップでは、
パルスパワー法を用いて前記加速度信号の波形データを解析するとともに、
エンベロープ処理法を用いて前記打音の波形データを解析する
請求項3に記載の検査方法。 - 前記検査対象物の健全部における前記加速度信号の波形データを予め取得して記録するステップを備え、
前記判定するステップでは、検査の際に取得した前記波形データを予め記録された前記健全部の波形データと比較することで前記内部欠陥の有無を判定する
請求項2〜4のいずれか1項に記載の検査方法。 - 前記コンター図を作成するステップでは、
前記被検査領域の各計測点で取得した時系列データ(Tn)を周波数分析した結果(Ln)を、前記時系列データの取得時の加振力(Fn)で除算した結果(Ln/Fn)について、取得回数に応じた平均値を求めて前記各計測点のデータ(Zn)とするとともに、
前記データ(Zn)に関して評価すべき周波数帯域のバンドレベルを算出する
請求項2〜5の何れか一項に記載の検査方法。 - 前記打撃を与えるステップでは、前記被検査領域を格子状に区画して、前記移動機構により前記打撃装置の配置を変えることで、格子毎に前記打撃を与える
請求項1〜6の何れか一項に記載の検査方法。 - 前記検査対象物は、風力発電設備の風車翼である
請求項1〜7の何れか一項に記載の検査方法。 - 前記検査装置は、UAVまたはドローンに搭載されており、
前記打撃を与えるステップの前に実行され、前記UAVまたは前記ドローンの遠隔操作により、前記UAVまたは前記ドローンに搭載された前記検査装置を前記風車翼に押し付けるステップを、さらに備えることを特徴とする請求項8に記載の検査方法。 - FRP材を含む層状構造物及び/又は樹脂で構成される構造物を検査対象物とする検査装置であって、
前記検査対象物の表面における被検査領域に打撃を与えるための打撃具及び前記打撃への反力による前記打撃具の加速度に応じた加速度信号を検出する加速度計を含む打撃装置と、
前記加速度計により検出された前記加速度信号の波形データを記録する記録部と、
前記波形データに基づき前記検査対象物の内部欠陥の有無を判定するデータ処理部と、
前記データ処理部による処理結果を表示するための表示部と、
前記打撃装置を搭載するためのフレームと、
前記検査対象物の前記表面に対向する前記フレームの一側に突設された突出部と、
前記フレームに対する前記打撃装置の配置を可変に構成された移動機構と、を備え、
前記データ処理部は、前記記録部に記録された前記波形データに基づき前記被検査領域に対応するコンター図を作成して前記表示部に表示させるように構成されており、
前記移動機構は、
前記フレームに沿う第1方向に延在する第1レールと、
前記第1レールに沿って移動可能な第1スライダと、
前記第1スライダに取り付けられ、前記フレームに沿うとともに前記第1方向と交差する第2方向に延在する第2レールと、
前記打撃装置を搭載し前記第2レールに沿って移動可能な第2スライダと、を含む
ことを特徴とする検査対象物の検査装置。 - 前記打撃の際の打音を計測するための集音マイクを備え、
前記記録部は、前記集音マイクで計測された前記打音の波形データを記録するように構成され、
前記データ処理部は、前記記録部に記録された前記加速度信号の前記波形データ又は前記打音の前記波形データに基づき前記内部欠陥の有無を判定するように構成されている
請求項10に記載の検査装置。 - 前記データ処理部は、
パルスパワー法を用いて前記加速度信号の波形データを解析するとともに、
エンベロープ処理法を用いて前記打音の波形データを解析するように構成されている
請求項11に記載の検査装置。 - 前記記録部には、予め取得した前記検査対象物の健全部又は前記検査対象物の任意の一点における前記加速度信号の前記波形データが記録されており、
前記データ処理部は、検査の際に取得した前記加速度信号の前記波形データを予め記録された前記健全部又は前記検査対象物の任意の一点の前記波形データと比較して前記内部欠陥の有無を判定するように構成されている
請求項10〜12の何れか1項に記載の検査装置。 - 前記第1スライダ、前記第2スライダ及び前記打撃具にそれぞれ駆動力を付与する第1駆動源、第2駆動源及び第3駆動源と、
少なくとも前記第1駆動源、前記第2駆動源及び前記第3駆動源の動作を制御するためのコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記被検査領域を格子状に区画して格子毎に前記打撃を与えるように前記第1駆動源、前記第2駆動源及び前記第3駆動源を制御するように構成されている
請求項10〜13のいずれか1項に記載の検査装置。 - 前記データ処理部は、
前記被検査領域の各計測点で取得した時系列データ(Tn)を周波数分析した結果(Ln)を、前記時系列データの取得時の加振力(Fn)で除算した結果(Ln/Fn)について、取得回数に応じた平均値を求めて前記各計測点のデータ(Zn)とするとともに、
前記データ(Zn)に関して評価すべき周波数帯域のバンドレベルを算出するように構成されている
請求項10〜14の何れか一項に記載の検査装置。 - 前記検査対象物は、風力発電設備の風車翼である
請求項10〜15の何れか一項に記載の検査装置。 - 請求項10〜16のいずれか一項に記載の検査装置と、
前記検査装置を搭載するUAVまたはドローンと、を備え、
前記検査装置は、前記UAVまたは前記ドローンが遠隔操作されることにより、検査対象物である風車翼に押し付けて使うことができるように構成されることを特徴とする検査システム。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102135290B1 (ko) * | 2020-04-21 | 2020-07-17 | 주식회사 중부구조안전기술단 | 안전점검 및 진단을 위한 철근탐사기용 받침부재 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11624690B2 (en) * | 2019-03-12 | 2023-04-11 | The Boeing Company | Device and method for use in examining a composite structure |
US20220026397A1 (en) * | 2020-07-21 | 2022-01-27 | Voliro Ag | Structural wall inspection system using drones to perform nondestructive testing (ndt) |
DE102021002090A1 (de) | 2021-04-21 | 2022-10-27 | BIBA - Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH | Luftfahrzeug-basiertes Verfahren zur Detektion einer Schadstelle mittels mechanischer und/oder akustischer Impulsanregung bei einem zu untersuchenden Strukturelement, sowie Impulsball, Luftfahrzeug und System zur Durchführung derselben |
TWI789167B (zh) * | 2021-12-16 | 2023-01-01 | 上銀科技股份有限公司 | 檢測進給系統之動態特性偏差的方法及系統 |
US12012927B2 (en) * | 2022-05-24 | 2024-06-18 | General Electric Renovables Espana, S.L. | System and method for detecting a failure condition in a component of a wind turbine |
JP2024057647A (ja) | 2022-10-13 | 2024-04-25 | 株式会社Subaru | タッピング検査システム及びタッピング検査方法 |
Family Cites Families (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1989007249A1 (en) * | 1986-08-28 | 1989-08-10 | Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. | Impact-type method and apparatus for inspecting structures |
EP0351430B1 (en) * | 1986-08-28 | 1994-05-04 | Mitsui Engineering and Shipbuilding Co, Ltd. | Impact-type apparatus for inspecting structures |
US6327921B1 (en) * | 2000-03-03 | 2001-12-11 | Iowa State University | Non-destructive inspections and the display of inspection results |
US6339960B1 (en) * | 2000-10-30 | 2002-01-22 | Mississippi State University | Non-intrusive pressure and level sensor for sealed containers |
US20170313332A1 (en) * | 2002-06-04 | 2017-11-02 | General Electric Company | Autonomous vehicle system and method |
EP1576363B1 (de) * | 2002-12-19 | 2009-08-12 | GE Inspection Technologies GmbH | Ultraschallprüfgerät und verfahren zur auswertung von ultraschallsignalen |
CN101238352A (zh) * | 2005-01-17 | 2008-08-06 | P-回应Ip股份有限公司 | 加工用容器衬里的非破坏性测试 |
JP2006250660A (ja) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Asahi Glass Co Ltd | セラミックスハニカムフィルタの検査方法及び検査装置 |
JP4736501B2 (ja) * | 2005-03-29 | 2011-07-27 | 横浜ゴム株式会社 | Frp構造物の非破壊検査方法 |
JP4631515B2 (ja) * | 2005-04-07 | 2011-02-16 | 横浜ゴム株式会社 | Frp構造物の非破壊検査方法 |
CN100465609C (zh) * | 2006-12-30 | 2009-03-04 | 北京航空航天大学 | 数控机床加工动力学特性测试分析系统 |
CN101561379B (zh) * | 2009-05-13 | 2011-06-29 | 清华大学 | 一种用于结构损伤检测的敲击扫描方法 |
JP2010271116A (ja) | 2009-05-20 | 2010-12-02 | Applied Research Kk | 健全性診断用打撃ハンマ及びこれを用いたコンクリート構造物の健全性診断方法 |
JP5305023B2 (ja) * | 2009-06-15 | 2013-10-02 | パルステック工業株式会社 | 製品検査装置および製品検査方法 |
US9068909B2 (en) * | 2010-12-17 | 2015-06-30 | Gates Corporation | Nondestructive test for flexible composites |
US9152304B2 (en) * | 2012-12-31 | 2015-10-06 | General Electric Company | Systems and methods for virtual control of a non-destructive testing system |
JP6410250B2 (ja) * | 2014-03-28 | 2018-10-24 | 株式会社小川優機製作所 | 建造物の垂直面診断走行装置 |
US10399676B2 (en) * | 2014-03-31 | 2019-09-03 | Working Drones, Inc. | Indoor and outdoor aerial vehicles for painting and related applications |
US9611038B2 (en) * | 2014-06-03 | 2017-04-04 | Working Drones, Inc. | Mobile computing device-based guidance navigation and control for unmanned aerial vehicles and robotic systems |
US10011352B1 (en) * | 2014-09-12 | 2018-07-03 | Working Drones, Inc. | System, mobile base station and umbilical cabling and tethering (UCAT) assist system |
US9776200B2 (en) * | 2014-09-19 | 2017-10-03 | Luryto, Llc | Systems and methods for unmanned aerial painting applications |
US10821463B2 (en) * | 2014-09-19 | 2020-11-03 | Luryto, Llc | Systems and method for unmanned aerial painting applications |
JP6881295B2 (ja) | 2015-03-04 | 2021-06-02 | 日本電気株式会社 | 欠陥検査装置、欠陥検査方法及びプログラム |
CN106292655A (zh) * | 2015-06-25 | 2017-01-04 | 松下电器(美国)知识产权公司 | 远程作业装置和控制方法 |
JP6185541B2 (ja) * | 2015-11-13 | 2017-08-23 | エコ・パワー株式会社 | 風力発電機用ブレードの検査方法 |
KR101729285B1 (ko) * | 2015-11-30 | 2017-04-24 | (주)크리에이텍 | 선박의 장비 받침대용 구조물 동강성 계측 및 분석 시스템 |
US9740200B2 (en) * | 2015-12-30 | 2017-08-22 | Unmanned Innovation, Inc. | Unmanned aerial vehicle inspection system |
US9594059B1 (en) * | 2015-12-31 | 2017-03-14 | The Boeing Company | System and method for automated bond testing |
WO2017217470A1 (ja) * | 2016-06-16 | 2017-12-21 | 日本電気株式会社 | 点検システム、移動ロボット装置及び点検方法 |
US11235890B1 (en) * | 2016-10-25 | 2022-02-01 | Working Drones, Inc. | Unmanned aerial vehicle having an elevated surface sensor |
US20180244386A1 (en) * | 2017-02-13 | 2018-08-30 | Top Flight Technologies, Inc. | Weather sensing |
CN107607690B (zh) * | 2017-10-13 | 2019-10-18 | 中国农业大学 | 一种土壤参数的监测系统和方法 |
JP7188686B2 (ja) * | 2017-10-30 | 2022-12-13 | 株式会社フジタ | 検査対象物の状態評価装置 |
CL2018000999A1 (es) * | 2018-04-18 | 2018-05-18 | Miguel Angel Mura Yanez | Sistema de equipos autónomos transportables y/o instalables en obra que permiten multiplicidad de tareas de construcción; equipos uav (vehículo aéreo no tripulado), dispositivos de adosamiento removible que se fija a obra, brazo robot y herramientas para efectuar tareas complejas. método suministro de carga poder, fluidos continuos y cable de suministros seguro en vuelo y tierra. software, inteligencia artificial y dispositivos. |
KR102095644B1 (ko) * | 2018-08-10 | 2020-03-31 | 경일대학교산학협력단 | 구조안전진단용 센서모듈 설치 드론 |
-
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102135290B1 (ko) * | 2020-04-21 | 2020-07-17 | 주식회사 중부구조안전기술단 | 안전점검 및 진단을 위한 철근탐사기용 받침부재 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020003240A (ja) | 2020-01-09 |
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US11579059B2 (en) | 2023-02-14 |
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