JPH01209358A - Physical property value measuring apparatus for composite material and fibrous substance - Google Patents

Physical property value measuring apparatus for composite material and fibrous substance

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JPH01209358A
JPH01209358A JP63034802A JP3480288A JPH01209358A JP H01209358 A JPH01209358 A JP H01209358A JP 63034802 A JP63034802 A JP 63034802A JP 3480288 A JP3480288 A JP 3480288A JP H01209358 A JPH01209358 A JP H01209358A
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JP
Japan
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ultrasonic
ultrasonic wave
composite material
propagation velocity
physical property
Prior art date
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Application number
JP63034802A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Kobayashi
朗 小林
Masaru Watanabe
勝 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tonen General Sekiyu KK
Original Assignee
Toa Nenryo Kogyyo KK
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Publication date
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an apparatus which enables measurement of a physical property value on stream, by providing an ultrasonic wave generating means for generating an ultrasonic wave in an object to be measured to perform a computation based on a propagation velocity of the ultrasonic wave and an expression previously stored. CONSTITUTION:Based on a drive command signal outputted from a control circuit 4, an object 6 is irradiated with a laser light from a laser oscillator 1 for generating ultrasonic waves to generate an ultrasonic wave in the surface of the object 6. The ultrasonic wave propagating through the object 6 is detected with an ultrasonic wave detector 2 provided at a specified distance from the laser oscillator 1. The propagation velocity of the ultrasonic wave is determined with a data analysis/memory circuit 3 from a time difference between the timing of irradiating the object 6 with the laser light and that of detecting the ultrasonic wave propagating through the object 6 with the ultrasonic wave detector 2. Then, a physical property value of the object 6 is determined by an expression for obtaining the value from the ultrasonic wave propagation velocity previously stored.

Description

【発明の詳細な説明】 、−・十の1 ノ 本発明は、一般に、複合材料及び繊維状物質の物性値測
定装置に関し、特に例えば、繊維強化複合材パイプやプ
レート等の複合材料及び炭素繊維、ガラス繊維、アラミ
ド繊維やセラミックスの繊、!i等のjaIti状物質
の物性値(例えば、弾性率)をレーザ光を前記物質表面
に照射することによって測定する複合材料及び繊維状物
質の物性値測定装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention generally relates to a device for measuring physical properties of composite materials and fibrous materials, and in particular, for example, composite materials such as fiber-reinforced composite pipes and plates, and carbon fiber , glass fiber, aramid fiber and ceramic fiber,! The present invention relates to a device for measuring physical properties of composite materials and fibrous materials, which measures the physical properties (e.g., elastic modulus) of a jaIti-like substance such as i by irradiating the surface of the substance with a laser beam.

−の 1− その、[へ 従来、繊維強化複合材パイプやプレート等の複合材料及
び炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維やセラミックス
の繊維等の繊維状物質の物性値即ちりi性率の値は、以
下に記載するごとき方法にてΔlli定されていた。即
ち、まず弾性率測定対象物たる前述した各種複合材料や
各種繊維状物質を、弾性率測定のための試料として所定
長さだけ切り取る第1の工程と、該第1の工程にて切り
取った試料を、引張試験機にセットした後引張試験を実
施する第2の工程と、該M2の工程において実施された
引張試験の試験結果から前記弾性率測定対象物たる試料
における荷重と伸びの関係を求めるとともに、この求め
た荷重と伸びの関係と前記試料の断面積の値とから前記
弾性率測定対象物の弾性率を求める第3の工程とから成
っているものである。
-1- The physical properties of composite materials such as fiber-reinforced composite pipes and plates, and fibrous materials such as carbon fibers, glass fibers, aramid fibers, and ceramic fibers, that is, the dust index , Δlli was determined by the method described below. That is, first, there is a first step in which the aforementioned various composite materials and various fibrous materials, which are the objects to be measured for elastic modulus, are cut to a predetermined length as a sample for elastic modulus measurement, and the sample cut in the first step is A second step of carrying out a tensile test after setting it in a tensile tester, and determining the relationship between load and elongation in the sample, which is the object to be measured for the elastic modulus, from the test results of the tensile test carried out in the M2 step. The method also includes a third step of determining the elastic modulus of the object to be measured for elastic modulus from the thus determined relationship between load and elongation and the value of the cross-sectional area of the sample.

ところで、上述したごとき弾性率の測定方法にあっては
、前記弾性率測定対象物の弾性率を求めるのに3つの工
程を必要とし、しかも第1の工程にて行なわれる弾性率
測定のための試料を前記各種複合材料、各種繊維状物質
から切り取る作業や、第2の工程にて行なわれる前記切
り取った試料を引張試験機にセットする作業には相当の
時間が必要であり又手数がかかるという問題がある。
By the way, in the method for measuring the elastic modulus as described above, three steps are required to determine the elastic modulus of the object to be measured. It is said that the work of cutting out samples from the various composite materials and various fibrous materials mentioned above, and the work of setting the cut out samples in the tensile testing machine performed in the second step, require a considerable amount of time and effort. There's a problem.

そのうえ第2の工程において使用される引張試験機は、
上述したように、所定長さに切り取られた試料をセット
して引張試験を行なうようになっているから、該引張試
験機を複合材料を製造する装置や繊維状物質を製造する
繊維製造装置に組み込んでオンスドリームにて!a雄の
複合材料の弾性率等を検査したり、或いは繊維の弾性率
等を検査することができないという問題点もある。更に
は、前記引張試験機の駆動時において生ずる該引張試験
機自身の変形が弾性率測定対象物たる複合材料や繊維状
物質における荷重と伸びの関係を正確に把握するのに支
障となり、従って高精度な弾性率の測定ができないとい
う問題点もあった。
Moreover, the tensile tester used in the second step is
As mentioned above, a tensile test is performed by setting a sample cut to a predetermined length, so this tensile tester can be used in equipment that manufactures composite materials or fiber manufacturing equipment that manufactures fibrous materials. Incorporate it into Ons Dream! There is also the problem that it is not possible to test the elastic modulus of a male composite material or the elastic modulus of fibers. Furthermore, the deformation of the tensile testing machine itself that occurs during operation of the tensile testing machine makes it difficult to accurately grasp the relationship between load and elongation in composite materials and fibrous materials, which are the objects of elastic modulus measurement. There was also the problem that accurate measurement of elastic modulus was not possible.

そこで、本発明者等は、上述したごとき多くの問題点を
解決するために、前記第2の工程において用いられてい
る引張試験機の使用を止めることを想起し、該引張試験
機に代るより好ましい技術的手段を見出すべく実験、研
究を重ねた。その結果、所定強度のレーザ光を、弾性率
測定対象物たる複合材料や繊維状物質の表面に照射する
ことによって超音波を発生させ、この超音波の前記りi
性率測定対象物中を伝播する速度を検知することにより
弾性率を求める方法について着目し、実際に装置を組み
立てて該装置にて実験を行なった結果、極めて良好な弾
性率測定値データが得られることが判明した。
Therefore, in order to solve many of the problems mentioned above, the present inventors recalled the idea of discontinuing the use of the tensile testing machine used in the second step, and decided to replace the tensile testing machine. Repeated experiments and research were carried out to find more preferable technical means. As a result, ultrasonic waves are generated by irradiating a laser beam of a predetermined intensity onto the surface of the composite material or fibrous material that is the object of elastic modulus measurement, and the
We focused on a method of determining the elastic modulus by detecting the propagation speed in the object to be measured, and as a result of actually assembling a device and conducting experiments with the device, we were able to obtain extremely good elastic modulus measurement data. It turned out that it was possible.

本発明は、斯る新規な知見に基づくものである。The present invention is based on such novel findings.

旦−一勺 従って本発明は、上述したごとき問題点を解決するため
に創案されたものであって、その目的は、作業能率が良
く、複合材料を製造する装置や繊維状物質を製造する繊
維製造装置に組み込んでオンスドリームにて複合材料や
繊維状物質の弾性率等物性値の検査が行なえ、更には、
高精度な弾性率等物性値の測定を行なうことが可能な、
複合材料及び繊維状物質の物性値測定装置を提供するこ
とである。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the present invention was devised in order to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to provide an apparatus for manufacturing composite materials and fibers for manufacturing fibrous materials with high working efficiency. By incorporating it into manufacturing equipment, you can test the physical properties such as the elastic modulus of composite materials and fibrous materials using ONS DREAM.
It is possible to measure physical properties such as elastic modulus with high precision.
An object of the present invention is to provide a device for measuring physical properties of composite materials and fibrous materials.

、11 占    ・   るた  の  −上記目的
は、本発明に係る複合材料及び繊維状物質の物性値測定
装置によって達成される。要約すれば、本発明は、複合
材料及び繊維状物質に対して非接触状態で超音波を発生
させる超音波発生手段と、前記複合材料及び繊維状物質
の内部を伝播する超音波を検出すべく、前記超音波発生
手段と所定距離を隔てて設けられた超音波検知手段と、
前記超音波発生手段と前記超音波検知手段との間の距離
データと、与えられた密度と得られた超音波伝播速度値
とから前記複合材料及び繊維状物質の物性値を求める演
算式とを予め記憶している記憶手段と、前記超音波発生
手段が超音波を発生させた時点と前記超音波検知手段が
前記超音波を検知した時点との間の時間差分値と前記距
離データとから超音波の伝播速度を求め、この求めた超
音波伝播速度値と前記演算式とから前記複合材料及び繊
維状物質の物性値を求める演算処理手段とを具備したこ
とを特徴とする複合材料及び繊維状物質の物性値測定装
こである。
, 11 - The above object is achieved by the device for measuring physical properties of composite materials and fibrous materials according to the present invention. In summary, the present invention provides an ultrasonic wave generating means for generating ultrasonic waves in a non-contact state with respect to a composite material and a fibrous material, and a device for detecting the ultrasonic wave propagating inside the composite material and the fibrous material. , an ultrasonic detection means provided at a predetermined distance from the ultrasonic generation means;
an arithmetic expression for calculating the physical property values of the composite material and the fibrous material from the distance data between the ultrasonic generating means and the ultrasonic detecting means, the given density and the obtained ultrasonic propagation velocity value; The ultrasonic data is calculated from the storage means stored in advance, the time difference value between the time when the ultrasonic wave generation means generates the ultrasonic wave, and the time when the ultrasonic wave detection means detects the ultrasonic wave, and the distance data. Composite materials and fibrous materials characterized by comprising: arithmetic processing means for determining the propagation velocity of a sound wave and calculating physical property values of the composite material and fibrous materials from the determined ultrasonic propagation velocity value and the arithmetic expression. This is a device for measuring the physical properties of substances.

笈ム愕 以下1図面により本発明の実施例について説明する。Shocking An embodiment of the present invention will be described below with reference to one drawing.

第1図は、本発明の第1の実施例に従う複合材料及びH
&維状状物質物性(1i’i Is定装置を示す0本発
明の第1の実施例に従う複合材料及び繊維状物質の物性
値測定装置(以下、簡単のため「物性値測定袋δ」とい
う)は、例えば炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維や
セラミックスの繊維等の繊維状物質(以下単に「繊維状
物質」という)6の物性値(特に弾性率、以下単に弾性
率で表わす)を測定するための装置であって、その概要
は、第1図を参照して明らかなように、超音波発生手段
即ち超音波発生用レーザ発振器lと、超音波検知手段即
ち超音波検出器2と、記憶手段が有している各種データ
の記憶機渣と演算処理手段が有しているデータ演算処理
g&俺とを兼備しているデータ解析・記憶回路3と、制
御回路4と、データ表示部5とから成っているものであ
る。上述したごとき構成について更に詳述すれば、以下
のようである。即ち、前記超音波発生用レーザ発振器1
は、ボI記制御回路4の制御下におかれ、前記l&維状
状物質の表面にレーザ光を照射しこの照射したレーザ光
の放射圧レーザ光照射に起因して、前記繊維状物質6表
面に発生する熱応力及び前記繊維状物質6のlへ発の力
等によって、前記m雄状物質6に超音波を発生せしめる
ようになっている。前記超音波発生用レーザ発振器1は
、既に周知のように、励起用ランプを始め、該励起用ラ
ンプを駆動する電源回路や該励起用ランプから照射され
たレーザ光を受光したときに前記データ解析・記憶回路
3に対して所定の電気信号を出力する受光素子手段(い
ずれも図示しない)等をA備している。
FIG. 1 shows a composite material and H according to a first embodiment of the invention.
& Fibrous material physical properties (1i'i Is 0 indicating device for determining physical properties of composite materials and fibrous materials according to the first embodiment of the present invention (hereinafter referred to as "physical property value measurement bag δ" for simplicity) ) measures the physical properties (especially elastic modulus, hereinafter simply expressed as elastic modulus) of fibrous materials (hereinafter simply referred to as "fibrous materials")6 such as carbon fibers, glass fibers, aramid fibers, and ceramic fibers. As is clear from FIG. 1, this device includes an ultrasonic generating means, that is, an ultrasonic generating laser oscillator 1, an ultrasonic detecting means, that is, an ultrasonic detector 2, and a memory. A data analysis/memory circuit 3, a control circuit 4, a data display section 5, which has both a storage device for various data possessed by the means and a data arithmetic processing g&me possessed by the arithmetic processing means. The above-mentioned configuration will be described in more detail as follows.That is, the ultrasonic generation laser oscillator 1
is placed under the control of the control circuit 4, and the surface of the fibrous material 6 is irradiated with laser light, and due to the radiation pressure of the irradiated laser light, the fibrous material 6 is Ultrasonic waves are caused to be generated in the m-male substance 6 by the thermal stress generated on the surface and the force exerted on the fibrous substance 6. As is already well known, the ultrasonic wave generating laser oscillator 1 analyzes the data when it receives an excitation lamp, a power supply circuit for driving the excitation lamp, and a laser beam emitted from the excitation lamp. - Equipped with light receiving element means (none of which are shown) etc. for outputting a predetermined electric signal to the memory circuit 3.

前記超音波検出器2は、前記超音波発生用レーザ発振器
lと所定距離を隔てて設置され、前記繊維状物質6とは
非接触状態で、前記超音波発生用レーザ発振器lによる
レーザ光照射によって発生し前記繊維状物質6中を伝播
する超音波を検出して、前記データ解析・記憶回路3に
対し所定の電気信号を出力するようになっている。前述
した繊維状物質6のごとき弾性率測定対象物中を伝播す
る超音波を該測定対象物に対して非接触で検知する超音
波検出器2には、第4図にて図示するごときスタビライ
ズドマイケルソン干渉方式に係る超音波検1■1器と、
第5図にて図示するごときヘテロゲイン干渉方式に係る
超音波検出器との2種類のものが存在するが、これらの
構成の詳細については後述する。
The ultrasonic detector 2 is installed at a predetermined distance from the ultrasonic wave generating laser oscillator l, and is in a non-contact state with the fibrous substance 6 by the laser beam irradiation by the ultrasonic wave generating laser oscillator l. Ultrasonic waves generated and propagated through the fibrous material 6 are detected, and a predetermined electrical signal is output to the data analysis/storage circuit 3. The ultrasonic detector 2 that detects ultrasonic waves propagating through an object to be measured for elastic modulus, such as the fibrous material 6 described above, without contacting the object, includes a stabilized detector as shown in FIG. Ultrasonic detector 1■1 device related to Michelson interference method,
There are two types of ultrasonic detectors according to the heterogain interference method as shown in FIG. 5, and the details of these configurations will be described later.

前記データ解析・記憶回路3は、前述した内容から既に
明らかなように、各種データを記憶する記憶機部を具備
しているメモリ部(図示しない)と、前記メモリ部に記
憶されている各種データ等を演算処理する信号処理部と
から成っている。前述したメモリ部に記憶されるデータ
としては、例えば、前記超音波発生用レーザ発振器1と
前記超音波検出器2どの間の距離を示す距離データを始
め、該距離データと前記信号処理部によって求められる
前記超音波発生用レーザ発振器lがレーザ光を照射した
時期と前記超音波検出器2が前記繊維状物質6中を伝播
してきた超音波を検出した時期とのfluの時間差分値
とから、前記超音波の伝播速度Cを求める第1の演算式
1弾性率測定対象物たる各種繊維状物質6の密度値デー
タ、前記第1の演算式にて求められた前記超音波の伝播
速度Cと、前記密度値データとから前記りi性率測定対
象物たる各種繊維状物質6の弾性率を求める第2の演算
式(即ち、波動方程式) C= (弾性率)/(密1等がある。前記信号処理部は
、前記内容から既に明らかなように、まず超音波発生用
レーザ発振器lの受光素子手段から電気信号が出力され
た時期と超音波検出器2から電気信号が出力された時期
との間の時間差分値を求め、次いでメモリ部に記憶され
ている前記距離データ及び第1の演算式とから超音波の
伝播速度Cを求めるとともに、更に該求めた超音波の伝
播速度Cと前記第2の演算式とから前記繊維状物質6の
弾性率の値を求めるように構成されている。前述した制
御回路4は、予め設定されているプログラムに従って前
記データ解析・記憶回路3を始め、超音波発生用レーザ
発振器1.Mi音波検出器2の駆動を制御するようにな
っている。前記制御回路4は、前記プログラムに従って
前記超音波発生用レーザ発振器1及び超音波検出器2に
対する駆動指令信号を出力することによって、繊維状物
質6中を伝播する超音波の伝播速度Cの測定インターバ
ルを調整するようになっている。前記データ表示部5は
、前記デ′−タ解析・記憶回路3から出力される表示出
力を受けて、例えば、前記メモリ部に記憶されている距
離データ、信号処理部によって演算処理された超音波の
伝播速度C1前記メモリ部に記憶されている繊維状物質
6の密度値データ、信号処理部によって演算処理された
繊維状物質6の弾性率の値等を諸々の態様で表示するよ
うに構成されている。
As is already clear from the above-mentioned content, the data analysis/storage circuit 3 includes a memory section (not shown) having a memory section for storing various data, and various data stored in the memory section. It consists of a signal processing section that performs arithmetic processing. The data stored in the memory unit mentioned above includes, for example, distance data indicating the distance between the ultrasonic wave generating laser oscillator 1 and the ultrasonic detector 2, and the distance data calculated using the distance data and the signal processing unit. From the time difference value of flu between the time when the ultrasonic wave generating laser oscillator l irradiated the laser beam and the time when the ultrasonic detector 2 detected the ultrasonic wave propagated in the fibrous material 6, A first calculation formula for determining the propagation velocity C of the ultrasonic wave 1 Density value data of various fibrous substances 6 as the elastic modulus measurement target, the propagation velocity C of the ultrasonic wave determined by the first calculation formula, , the second calculation formula (i.e., wave equation) for calculating the elastic modulus of various fibrous materials 6, which are the objects to be measured, from the density value data. As is already clear from the above content, the signal processing section first determines when an electric signal is output from the light receiving element means of the ultrasonic wave generating laser oscillator l and when an electric signal is output from the ultrasonic detector 2. Then, the ultrasonic propagation velocity C is obtained from the distance data stored in the memory section and the first calculation formula, and the ultrasonic propagation velocity C thus obtained and It is configured to obtain the value of the elastic modulus of the fibrous material 6 from the second calculation formula.The control circuit 4 described above controls the data analysis/storage circuit 3 and others according to a preset program. , a laser oscillator for generating ultrasonic waves 1, and a drive of the Mi sound wave detector 2. The control circuit 4 controls the driving of the laser oscillator for generating ultrasonic waves 1 and the ultrasonic detector 2 according to the program. By outputting a command signal, the measurement interval of the propagation velocity C of the ultrasonic wave propagating in the fibrous material 6 is adjusted.The data display section 5 is connected to the data analysis/storage circuit. For example, the distance data stored in the memory section, the propagation velocity of the ultrasonic wave calculated by the signal processing section C1, the fibrous material 6 stored in the memory section. It is configured to display the density value data of the fibrous material 6, the elastic modulus value of the fibrous material 6 calculated by the signal processing section, etc. in various ways.

上述したごとき構成において、制御回路4から出力され
る駆動指令信号に基づいて、超音波発生用レーザ発振器
lがm維状物買6に向けてレーザ光を照射すると、これ
によって繊維状物質6表面に発生した超音波は該繊維状
物質6中を伝播し、この超音波は前記超音波発生用レー
ザ発振器lとは所定距離を隔てて該繊維状物質6表面と
非接触状態で設けられている超音波検出器2によって検
出される0Mi音波発生用レーザ発振器lがレーザ光を
照射することによって前記受光素子手段から所定の電気
信号が出力されると、データ解析争記憶回路3は、該電
気信号が出力された時期をメモリ部に記憶するとともに
、超音波検出器2が繊維状物質6中を伝播してきた超音
波を検出したことを示す電気信号を出力した時点で信号
処理部にて両者の間の時間差分値を演算する。このよう
にして時間差分値を求めた後、信号処理部は前述したご
ときプロセスにて超音波の伝播速度Cを求め、次いで前
記繊維状物質6の弾性率の値を求めてデータ表示部5に
表示させることとなる。
In the configuration described above, when the ultrasonic wave generating laser oscillator l irradiates a laser beam toward the m fibrous material 6 based on the drive command signal output from the control circuit 4, this causes the surface of the fibrous material 6 to be The generated ultrasonic waves propagate through the fibrous material 6, and the ultrasonic waves are provided at a predetermined distance from the ultrasonic generation laser oscillator 1 without contacting the surface of the fibrous material 6. When the laser oscillator l for generating 0Mi sound waves detected by the ultrasonic detector 2 irradiates a laser beam and a predetermined electric signal is output from the light receiving element means, the data analysis memory circuit 3 detects the electric signal. At the same time, the time when the ultrasonic detector 2 outputs the electric signal indicating that the ultrasonic wave propagated through the fibrous material 6 is outputted is stored in the memory section, and the signal processing section stores the timing when the ultrasonic wave propagated through the fibrous material 6 is outputted. Calculate the time difference value between. After determining the time difference value in this manner, the signal processing section determines the propagation velocity C of the ultrasonic wave using the process described above, and then determines the value of the elastic modulus of the fibrous material 6 and displays it in the data display section 5. It will be displayed.

第2図は、本発明の第2の実施例に従う物性値測定装置
を示す、本発明の第2の実施例に従う物性値測定装置は
、繊維強化複合材パイプのごとき複合材料(以下単に「
複合材料」という)106の物性値(特に弾性率、以下
単に弾性率で表わす)を測定するための装置であって、
その概要は、第2図を参照して明らかなように、前記第
1図にて図示した構成の装置に超音波を検出した時点で
データ解析・記憶回路3に電気信号を出力する前記超音
波検出器2と略同様な超音波検出器102を付加した構
成となっている。即ち、第2図において、超音波検出器
2は、超音波発生用レーザ発振器1からのレーザ光の照
射によって励起された前記複合材料106の長手方向に
伝播する超音波を検出したときに前記データ解析・記憶
回路3に対して電気信号を出力するように、又超音波検
出器102については、前記レーザ光の照射によって励
起された前記複合材料106の円周方向に伝播する超音
波を検出したときに前記データ解析・記憶回路3に対し
て電気信号を出力するように、前記両超音波検出器2.
102を設定することによって、前記複合材料106(
即ち、繊維強化複合材パイプ)の長手方向及び円周方向
の超音波の伝播速度Cの計測を回部ならしめたものであ
る0本実施例では、説明の都合上、複合材料106の長
手方向に伝播する超音波の伝播速度Cと、該複合材料1
06の円周方向に伝播する超音波の伝播速度Cとが夫々
測定回走なように該複合材料106とは非接触状態で超
音波を検出する超音波検出器2,102を配置すること
としたが、該超音波検出器の設近個数、設置態様を変更
することにより、複数の方向(任意の方向)に伝播する
超音波の伝播速度Cを同時に計測することが可能である
。又、上述したごとき構成の物性値測定装置を採用する
ことによって、複合材料106たる繊維強化複合材パイ
プを形成しているmAaの配向性を検知することが回部
となり、これとともに、例えば繊維が切れていたり或い
はマトリクスに空隙がある等の欠陥が繊維強化複合材プ
レートに存在している場合に、これを確実に検知するこ
ともr=f能となった。なお、前述したデータ解析・記
憶回路3、制御回路4、データ表示部5の構成及び各部
の動作については、前記第1図に係る本発明の第1の実
施例に従う物性値測定装置と略同様であるので、その説
明は省略する。
FIG. 2 shows a physical property value measuring device according to a second embodiment of the present invention.
An apparatus for measuring physical property values (particularly elastic modulus, hereinafter simply expressed as elastic modulus) of 106 (referred to as "composite material"),
As is clear from FIG. 2, the ultrasonic wave outputs an electric signal to the data analysis/storage circuit 3 at the time when the ultrasonic wave is detected by the device having the configuration shown in FIG. 1. The configuration is such that an ultrasonic detector 102 substantially similar to the detector 2 is added. That is, in FIG. 2, the ultrasonic detector 2 detects the data when it detects the ultrasonic waves propagating in the longitudinal direction of the composite material 106 excited by the laser beam irradiation from the ultrasonic generation laser oscillator 1. The ultrasonic detector 102 detected ultrasonic waves propagating in the circumferential direction of the composite material 106 excited by the laser beam irradiation. Both the ultrasonic detectors 2 .
By setting 102, the composite material 106 (
That is, the measurement of the propagation velocity C of the ultrasonic wave in the longitudinal direction and the circumferential direction of the fiber-reinforced composite material pipe is carried out in a circular manner. The propagation velocity C of the ultrasonic wave propagating to and the composite material 1
The ultrasonic detectors 2 and 102 that detect ultrasonic waves without contacting the composite material 106 are arranged so that the propagation velocity C of the ultrasonic waves propagating in the circumferential direction of the composite material 106 is the same as the measured rotation speed. However, by changing the number of adjacent ultrasonic detectors and the manner in which they are installed, it is possible to simultaneously measure the propagation velocity C of ultrasonic waves propagating in a plurality of directions (arbitrary directions). In addition, by employing the physical property value measuring device having the above-described configuration, it is possible to detect the orientation of the mAa forming the fiber-reinforced composite pipe, which is the composite material 106, and at the same time, for example, the orientation of the fibers is detected. It has also become possible to reliably detect defects such as cuts or voids in the matrix when the fiber-reinforced composite plate is present. The configuration of the data analysis/storage circuit 3, control circuit 4, and data display section 5 and the operation of each part described above are substantially the same as those of the physical property value measuring device according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. Therefore, its explanation will be omitted.

第3図は、本発明の第3の実施例に従う物性値測定装置
を示す0本発明の第3の実施例に従う物性値測定装とは
、繊雅強化複合材プレートのごとき複合材料(以下単に
「複合材料」という)206の物性値(特に弾性率、以
下中に弾性率で表わす)を測定するための装置であって
、その概要は、第3図を参照して明らかなように、前記
第1図にて図示した構成の装置に超fg波を検出した時
点でデータ解析・記憶回路3に電気信号を出力する前記
超音波検出器2と略同様な超音波検出器202を付加し
た構成となっている。即ち、第3図において、超音波検
出器2は、超音波発生用レーザ発振器1からのレーザ光
の照射によって励起された前記複合材料206のOo力
方向即ち、繊維強化複合材プレートを形成している繊維
の長平方向を示し、第3図においては、繊維強化複合材
プレートhにおける超音波発生用レーザ発振器lからの
レーザ光照射位置と繊維強化複合材プレート中を伝播し
たkm ff波の超音波検出器2への入射位置との間を
結んだ直線方向をいう、以下同じ)に伝播するa ft
波を検出したときに前記データ解析・記憶回路3に対し
て電気信号を出力するように、又Mi音波検出器202
については、前記レーザ光の照射によって励起された重
犯複合材料206の90°方向(即ち、前記O0方向と
直角に交差する方向をいう、以下同じ)に伝播する超音
波を検出したときに前記データ解析・記憶回路3に対し
て電気信号を出力するように、前記両超音波検出器2,
202を設定することによって、前記複合材料206(
即ち、繊維強化複合材プレート)の00方向及び90’
方向の超音波の伝播速度Cの計測を可能ならしめたもの
である0本実施例では、説明の都合−ヒ、複合材料20
6の00方向に伝播する超音波の伝播速度Cと、該複合
材料6の90″方向に伝播する超音波の伝播速度Cとが
夫々測定回部なように該複合材料206とは非接触状態
で超音波を検出する超音波検出器2,202を配dする
こととしたが、該超音波検出器の設置個数、設置態様を
変更することにより、複数の方向(任意の方向、例えば
、第3図にて図示するθがθへ900)に伝播する超音
波の伝播速度Cを同時に計測することが可能である。又
、上述したごとき構成の物性値測定siを採用すること
によって、複合材料206たる繊維強化複合材プレート
を形成している繊維の配向性を検知することが可能とな
り、これとともに、例えばm維が切れていたり或いはマ
トリクスに空隙がある等の欠陥が繊維強化複合材プレー
トに存在している場合に、これを確実に検知することも
可能となった。
FIG. 3 shows a physical property measuring device according to a third embodiment of the present invention. This is an apparatus for measuring physical property values (particularly elastic modulus, hereinafter expressed as elastic modulus) of 206 (referred to as "composite material"), the outline of which is as is clear with reference to FIG. A configuration in which an ultrasonic detector 202 substantially similar to the ultrasonic detector 2 that outputs an electric signal to the data analysis/storage circuit 3 at the time of detecting an ultra-FG wave is added to the device having the configuration shown in FIG. It becomes. That is, in FIG. 3, the ultrasonic detector 2 detects the direction of the Oo force of the composite material 206 excited by the laser beam irradiation from the ultrasonic generation laser oscillator 1, that is, the direction of the Oo force of the composite material 206, which forms the fiber-reinforced composite plate. Fig. 3 shows the laser beam irradiation position from the ultrasonic generation laser oscillator l on the fiber-reinforced composite plate h and the km ff wave ultrasound propagated in the fiber-reinforced composite plate. a ft which propagates in the straight line direction connecting the position of incidence on the detector 2 (the same applies hereinafter).
The Mi sound wave detector 202 is configured to output an electrical signal to the data analysis/storage circuit 3 when a wave is detected.
, when an ultrasonic wave propagating in the 90° direction (i.e., a direction perpendicular to the O0 direction, the same applies hereinafter) of the serious composite material 206 excited by the laser beam irradiation is detected, the data is detected. Both ultrasonic detectors 2,
202, the composite material 206 (
i.e., the 00 direction and the 90' direction of the fiber-reinforced composite plate)
In this example, for convenience of explanation, the composite material 20
The composite material 206 is in a non-contact state so that the propagation velocity C of the ultrasonic wave propagating in the 00 direction of the composite material 6 and the propagation velocity C of the ultrasonic wave propagating in the 90'' direction of the composite material 6 are measured respectively. The ultrasonic detectors 2, 202 for detecting ultrasonic waves are arranged in the d, but by changing the number of ultrasonic detectors installed and the manner in which they are installed, it is possible to It is possible to simultaneously measure the propagation velocity C of the ultrasonic wave propagating from θ to θ (900°) as shown in Fig. It is now possible to detect the orientation of the fibers forming the fiber-reinforced composite plate, which is 206, and to detect defects such as broken m-fibers or voids in the matrix. It has also become possible to reliably detect this if it exists.

以上説明したごとき本発明に従う物性値測定装置を用い
て実際にm雄状物質6として炭素繊維(ストランド)や
ガラス繊維(ストランド)の弾性率の値を又繊維強化複
合材プレート等の複合材料206として例えば炭素繊維
強化プラスチツクプレー1・の弾性率の値を夫々測定し
た結果1表1にて示すごときデータを得ることができた
Using the physical property measuring device according to the present invention as described above, the elastic modulus of carbon fibers (strands) and glass fibers (strands) as m-male substances 6 is actually measured, and the values of the elastic modulus of carbon fibers (strands) and glass fibers (strands) of composite materials 206 such as fiber reinforced composite plates are measured. For example, as a result of measuring the elastic modulus of carbon fiber reinforced plastic play 1, the data shown in Table 1 could be obtained.

表     1 上記衣1において、試料工、試料■、試料■、試料■及
び試料Vは、夫々炭素繊維強化プラスチツクプレートで
あり、第3図にて図示したごとき構成の物質値測定装置
によって上述したデータが得られ、又、試料■は、炭素
繊維(ストランド)、試料■は、ガラス繊維(ストラン
ド)であって、これら試料■及び試料■からは、第1図
にて図示したごとき構成の物質値測定装置によって上述
したデータが得られた。
Table 1 In the above clothing 1, sample material, sample ■, sample ■, sample ■, and sample V are carbon fiber reinforced plastic plates, respectively, and the above-mentioned data were obtained using the material value measuring device having the configuration shown in Fig. 3. In addition, sample (2) is carbon fiber (strand), sample (2) is glass fiber (strand), and from these sample (2) and sample (2), the material values of the composition shown in Figure 1 are obtained. The measuring device provided the data described above.

本実施例に従う超音波発生用レーザ発振器1から照射さ
れるレーザ光の照射条件は、以下のようである。
The irradiation conditions of the laser beam irradiated from the ultrasonic wave generation laser oscillator 1 according to this embodiment are as follows.

Nd:YAGレーザ SHG (波長532nm)レー
ザ出カニ82(mJ) レーザビーム径=1.5〜2.8φ(mm)レーザ出力
密度: 133〜484  (MW/ c rn’)」
−述した内容から明らかなように、本発明に従う物性値
測定装置によれば、極めて高精度な弾性率の測定を行な
うことが可能となった。なお、上述した一連の実験を行
なうに際しては、通常用いられている超音波探傷器を採
用すると、弾性率測定対象物たる繊維状物質中を伝播す
る超音波の減衰が大きくて高精度な超音波の伝播速度の
検出ができず、超音波探傷器に代えて、前述した超音波
発生用レーザ発振器lを用いた方がはるかに高精度な超
音波の伝播速度の測定が行なえることが、本発明者等に
より明らかとなった。
Nd:YAG laser SHG (wavelength 532nm) Laser output 82 (mJ) Laser beam diameter = 1.5~2.8φ (mm) Laser output density: 133~484 (MW/ crn')
-As is clear from the above, the physical property value measuring device according to the present invention makes it possible to measure the elastic modulus with extremely high accuracy. Note that when conducting the above series of experiments, if a commonly used ultrasonic flaw detector is used, the ultrasonic waves propagating through the fibrous material, which is the object of elastic modulus measurement, will have a large attenuation and a high-precision ultrasonic wave. The propagation velocity of ultrasonic waves cannot be detected, and it is clear that using the aforementioned ultrasonic generation laser oscillator instead of an ultrasonic flaw detector can measure the propagation velocity of ultrasonic waves with much higher accuracy. This was revealed by the inventors.

ここで、本発明に従う第1〜第3の実施例に係る物性値
測定装置に用いられている所謂非接触式の超音波検出器
の原理的構成について説明する。
Here, the fundamental structure of the so-called non-contact type ultrasonic detector used in the physical property value measuring apparatus according to the first to third embodiments of the present invention will be explained.

第4図は、本発明に従うスタビライズドマイケルソン干
渉方式の超音波検出器を示す、第4図にて示したスタビ
ライズドマイケルソン干渉方式の超音波検出器は、概略
以下のようになっている。
FIG. 4 shows a stabilized Michelson interference type ultrasonic detector according to the present invention. The stabilized Michelson interference type ultrasonic detector shown in FIG. 4 is roughly as follows. .

即ち、レーザ8(例えば、He−Neレーザ、レーザ出
力5 m W )からレーザ光が照射されると、該レー
ザ光は、レンズllaにて集光され、アパチャー16a
を通過することによってノイズの低減、コヒーレント性
の改善が行なわれレンズ11bを通ってビームスプリッ
タ−12に送られる。
That is, when a laser beam is irradiated from the laser 8 (e.g., He-Ne laser, laser output: 5 mW), the laser beam is focused by the lens lla, and the aperture 16a
By passing through the lens 11b, the noise is reduced and the coherence is improved, and the light is sent to the beam splitter 12 through the lens 11b.

ビームスプリッタ−12に送られたレーザ光は、該ビー
ムスプリッタ−12において2つのビームに分光され、
1方のビームについては、レンズllcを介してピエゾ
素子9の表面に取り付けられている反射鏡10 ′aに
送られて該反射鏡10′aにて反射され、再度レンズl
ieを介してビームスプリッタ−12に戻ることとなる
。一方、前述したビームスプリッタ−12において分光
された他のビームについては、レンズlidを介して測
定対象物の測定面7に送られ、該測定面7にて反射され
レンズlldを介してビームスプリッタ−12に戻る。
The laser light sent to the beam splitter 12 is split into two beams by the beam splitter 12,
One beam is sent to a reflecting mirror 10'a attached to the surface of the piezo element 9 via a lens llc, reflected by the reflecting mirror 10'a, and then sent to the lens lc again.
It will return to the beam splitter 12 via the IE. On the other hand, the other beams separated by the beam splitter 12 described above are sent to the measurement surface 7 of the object to be measured via the lens lid, reflected at the measurement surface 7, and sent to the beam splitter via the lens lld. Return to 12.

ビームスプリッタ−12に到達した2つのビームがビー
ムスプリッタ−12において重畳されて干渉縞が形成さ
れる。このようにして干渉縞が形成されたビームは、レ
ンズlieを通り、その一部は、アパチャー16bを通
過して光検出器13に送出される。即ち、弾性率測定対
象物たる各種繊維状物質や各種複合材料等の表面におい
て超音波の微小変動が発生すると、これが上述した干渉
縞の移動変化となって現われるので、光検出器13にて
該変化を促えることができる。前述した干渉縞の移動変
化に応じた電気信号が光検出器13から出力されると、
該電気信号は信号増幅器14にて増幅されて、第1図〜
第3図にて図示したデータ解析・記憶回路3及びローパ
スフィルター15に夫々出力されることとなる。
The two beams reaching the beam splitter 12 are superimposed at the beam splitter 12 to form interference fringes. The beam on which interference fringes have been formed in this manner passes through the lens lie, and a portion thereof passes through the aperture 16b and is sent to the photodetector 13. That is, when minute fluctuations in ultrasonic waves occur on the surface of various fibrous materials or various composite materials, etc., which are the objects to be measured for elastic modulus, this appears as a movement change in the interference fringes described above, so that the photodetector 13 detects the fluctuations. It can encourage change. When an electric signal corresponding to the movement change of the interference fringes described above is output from the photodetector 13,
The electrical signal is amplified by the signal amplifier 14, and is shown in FIGS.
The signals are output to the data analysis/storage circuit 3 and the low-pass filter 15 shown in FIG. 3, respectively.

ローパスフィルター15に入力された電気信号は、ロー
パスフィルター15を介して前述したピエゾ素子9に出
力され、ピエゾ素子9を駆動する。こてによって外部か
ら伝達される低周波振動、測定器自身が発する低周波振
動、大気の揺らぎによる光路の変化等による影響が除去
され、超音波発生用レーザ発振器lによって発生する超
音波(約I M Hz以上)を検出することができるも
のである。なお、上述したピエゾ素子9に代えて音響ス
ピーカーを使用しても良く、又、光検出器13には、光
電子増倍管ホトダイオード等が使用される。
The electrical signal input to the low-pass filter 15 is output to the piezo element 9 described above via the low-pass filter 15, and drives the piezo element 9. The effects of low-frequency vibrations transmitted from the outside by the iron, low-frequency vibrations emitted by the measuring instrument itself, changes in the optical path due to atmospheric fluctuations, etc. are eliminated, and the ultrasonic waves (about I MHz or higher). Note that an acoustic speaker may be used in place of the piezo element 9 described above, and a photomultiplier tube photodiode or the like may be used as the photodetector 13.

第5図は、本発明に従うヘテロゲイン干渉方式の超音波
検出器を示す、第5図にて示したヘテロゲイン干渉方式
の超音波検出器は、la略以下のようになっている。即
ち、レーザ8(例えば、He−Neレーザ、レーザ出力
5mW)からレーザ光(周波数fo)が照射されると、
該レーザ光は、高周波発振回路17により周波数fsに
て超音波振動せしめられているブラッグセル16に与え
られる0周波数fsにて超音波振動せしめられているブ
ラッグセル16に入射したレーザ光は、該ブラッグセル
16においてブラッグセル16自身の超音波振動にも拘
らず周波数変化することなしに直進するビーム(周波数
fo)と回折するビーム(周波数fo−fs)とに分光
される。ブラッグセル16によって分光されたビーム中
、直進するビームは、レンズllfを介して測定面7に
到達し、測定面7にて反射されレンズllfを介して再
びブラッグセル16に戻り、ブラッグセル16にて回折
されて周波数がf o+f sのビームとなって光検出
器13に送出される。一方、ブラッグセル16によって
分光されたビーム中、回折するビームは、レンズllf
を介して反射鏡10′b、10′Cにて反射され、ブラ
ッグセル16を直進して周波数fo−fsにて光検出器
13に送出される。ここで、測定面7が超音波発生用レ
ーザ発振器1からのレーザ光照射に起因して周波数fm
にて超音波振動すると、前記f o+f sの周波数で
光検出器13に送出されるべきレーザビームは、ドツプ
ラーシフトによって周波数がfo+fsffmとなり、
徒って光検出器13には、周波数f o+f sthf
mのビームと前述した周波数fo−fsのビームとの差
分値である2・fs±fmの周波数で且つ振幅か   
 の  のの大きさのビームが与えられることとなる。
FIG. 5 shows a hetero gain interference type ultrasonic detector according to the present invention. The hetero gain interference type ultrasonic detector shown in FIG. 5 is approximately as follows. That is, when laser light (frequency fo) is irradiated from the laser 8 (for example, He-Ne laser, laser output 5 mW),
The laser beam is given to the Bragg cell 16 which is ultrasonically vibrated at a frequency fs by the high frequency oscillation circuit 17.The laser beam incident on the Bragg cell 16 which is ultrasonically vibrated at a zero frequency fs is In spite of the ultrasonic vibration of the Bragg cell 16 itself, the beam is separated into a straight beam (frequency fo) and a diffracted beam (frequency fo-fs) without changing its frequency. Among the beams separated by the Bragg cell 16, the straight beam reaches the measurement surface 7 via the lens Ilf, is reflected at the measurement surface 7, returns to the Bragg cell 16 again via the lens ILF, and is diffracted by the Bragg cell 16. The beam becomes a beam having a frequency of f o + f s and is sent to the photodetector 13 . On the other hand, among the beams separated by the Bragg cell 16, the diffracted beam is
The light is reflected by the reflecting mirrors 10'b and 10'C, travels straight through the Bragg cell 16, and is sent to the photodetector 13 at the frequency fo-fs. Here, the measurement surface 7 has a frequency fm due to the laser beam irradiation from the ultrasonic generation laser oscillator 1.
When subjected to ultrasonic vibration at , the laser beam to be sent to the photodetector 13 at the frequency of f o + f s has a frequency of fo + fsffm due to Doppler shift,
Inadvertently, the photodetector 13 has a frequency f o+f sthf
The frequency is 2 fs ± fm, which is the difference between the beam of m and the beam of frequency fo-fs mentioned above, and the amplitude is
A beam of size of is given.

前述のごときビームが光検出器13に与えられると、こ
れによって該光検出器13から所定の電気信号がデータ
解析・記憶回路3に出力される。なお、前述した超音波
発生用レーザ発振器lから照射されるレーザ光、超音波
検出用のレーザ8から照射されるレーザ光は、例えば、
ポリゴンミラー反射鏡のごときを利用することによって
、前記測定面7上を広範囲にスキャンすることができる
When the beam as described above is applied to the photodetector 13, a predetermined electrical signal is outputted from the photodetector 13 to the data analysis/storage circuit 3. Note that the laser light emitted from the ultrasonic generation laser oscillator l and the laser light emitted from the ultrasonic detection laser 8 are, for example,
By using a reflector such as a polygon mirror, the measurement surface 7 can be scanned over a wide range.

上述した内容は、いずれも所謂非接触式の超音波検出器
を用いた物性値測定装置に関するものであるが1本発明
は、上記のように所謂非接触式の超音波検出器を用いた
物性値測定装置にのみ限定されるものではなく、超音波
検出に所謂接触式の超音波検出器である超音波探触子と
超音波発生のための手段としてレーザとを具備した物性
値測定装置にも当然に適用が回部である。
All of the above-mentioned contents relate to a physical property value measuring device using a so-called non-contact type ultrasonic detector. It is not limited only to value measuring devices, but also to physical property value measuring devices equipped with an ultrasonic probe, which is a so-called contact-type ultrasonic detector, and a laser as a means for generating ultrasonic waves. Of course, the application is also circulatory.

第6図(イ)、第6図(ロ)、第6図(/X)は、上述
した所謂接触式の超音波検出器たる超音波探触子302
を具備した物性値測定装置による弾性率測定の態様を示
したものである。第7図(イ)は測定対象物たる試料A
の表面と略直交する方向からレーザ光を照射し、レーザ
光の照射位置から距離文だけ離間した試料Aのレーザ光
の照射部位と同一面側に超音波探触子302を接触させ
て試料Aの表面(0°方向)を伝播する超音波を検出す
るようにしたものである。第7図(ロ)は、測定対象物
たる試料Bの側端部にレーザ光を照射し、レーザ光の照
射位置から距離皇だけ離間した試料Bのレーザ光の照射
部位と対向関係にある試料Bの側端部に超音波探触子3
02を接触させて試料Bの内部(0”方向)を伝播する
超音波を検出するようにしたものである。更に第7図(
ハ)は、測定対象物たる厚さがtの試料Cの表面と略直
交する方向からレーザ光を照射し、試料Cのレーザ光の
照射位置とは反対側の面の前記レーザ光の照射部位と試
料Cを挟んで対向している部位に超音波探触子302を
接触させて試料Cを横断する方向(90°方向)に伝播
する超音波を検出するようにしたものである。
6(a), 6(b), and 6(/X) show the ultrasonic probe 302, which is the so-called contact type ultrasonic detector mentioned above.
This figure shows an aspect of elastic modulus measurement using a physical property value measuring device equipped with the following. Figure 7 (a) shows sample A, which is the object to be measured.
A laser beam is irradiated from a direction substantially perpendicular to the surface of the sample A, and the ultrasonic probe 302 is brought into contact with the same side as the laser beam irradiation area of sample A, which is a distance from the laser beam irradiation position. It is designed to detect ultrasonic waves propagating on the surface (in the 0° direction). Figure 7 (b) shows a sample in which the side edge of sample B, which is the object to be measured, is irradiated with a laser beam, and the sample B is located in an opposing relationship with the laser beam irradiated part of sample B, which is a distance away from the laser beam irradiation position. Ultrasonic probe 3 is attached to the side end of B.
02 to detect the ultrasonic waves propagating inside the sample B (in the 0'' direction).
In c), a laser beam is irradiated from a direction substantially perpendicular to the surface of a sample C with a thickness t, which is an object to be measured, and a portion of the sample C that is irradiated with the laser beam is on the side opposite to the irradiation position of the laser beam. The ultrasonic probe 302 is brought into contact with a portion facing each other with the sample C in between, and ultrasonic waves propagating in a direction across the sample C (90° direction) are detected.

l見立盈j 以上説明したように、本発明によれば、作業能率が良く
、複合材料を製造する装置や繊維状物質を製造する#a
維製造装置に組み込んでオンスドリームにて複合材料や
繊維状物質の弾性率等物性値の検査が行なえ、更には、
高精度な弾性率等物性値の測定を行なうことが可能な、
複合材料及び繊維状物質の物性値測定装置を提供するこ
とができる。
As explained above, according to the present invention, an apparatus for manufacturing composite materials and a device for manufacturing fibrous materials with good working efficiency can be used.
By incorporating it into textile manufacturing equipment, you can test the physical properties such as the elastic modulus of composite materials and fibrous materials using Ons Dream.
It is possible to measure physical properties such as elastic modulus with high precision.
A device for measuring physical properties of composite materials and fibrous materials can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の第1の実施例に従う複合材料及び繊
維状物質の物性値測定装置を示すブロック図である。 第2図は、本発明の第2の実施例に従う複合材料及びS
aW状物質の物性値測定装置を示すブロック図である。 第3図は、本発明の第3の実施例に従う複合材料及び繊
維状物質の物性値測定装置を示すブロック図である。 第4図は1本発明に従うスタビライズドマイケルソン干
渉方式の超音波検出器を示したブロック図である。 第5図は、本発明に従うヘテロゲイン干渉方式の超音波
検出器を示したブロック図である。 第6図(イ)、第6図(ロ)、第6図(l\)は、夫々
本発明に従う超音波探触子を具備した物性値測定装置に
よる弾性率測定の態様を示した図である。 1:超音波発生用レーザ発振器 2.102,202,302 :超音波検出塁3:デー
タ解析・記憶回路 6.108,208 :弾性率測定対象物代理人 弁理
士  宮 川 長 夫 ji−二1 第4図 第5図
FIG. 1 is a block diagram showing an apparatus for measuring physical properties of composite materials and fibrous materials according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a composite material and S according to a second embodiment of the invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an apparatus for measuring physical properties of an aW-like substance. FIG. 3 is a block diagram showing an apparatus for measuring physical properties of composite materials and fibrous materials according to a third embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing a stabilized Michelson interference type ultrasonic detector according to the present invention. FIG. 5 is a block diagram showing a heterogain interference type ultrasonic detector according to the present invention. Figure 6 (a), Figure 6 (b), and Figure 6 (l\) are diagrams showing modes of elastic modulus measurement by a physical property value measuring device equipped with an ultrasonic probe according to the present invention, respectively. be. 1: Laser oscillator for ultrasonic generation 2.102,202,302: Ultrasonic detection base 3: Data analysis/storage circuit 6.108,208: Elastic modulus measurement target agent Patent attorney Nagao Miyagawa ji-21 Figure 4 Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)複合材料及び繊維状物質に対して非接触状態で超音
波を発生させる超音波発生手段と、前記複合材料及び繊
維状物質の内部を伝播する超音波を検出すべく、前記超
音波発生手段と所定距離を隔てて設けられた超音波検知
手段と、前記超音波発生手段と前記超音波検知手段との
間の距離データと、与えられた密度と得られた超音波伝
播速度値とから前記複合材料及び繊維状物質の物性値を
求める演算式とを予め記憶している記憶手段と、前記超
音波発生手段が超音波を発生させた時点と前記超音波検
知手段が前記超音波を検知した時点との間の時間差分値
と前記距離データとから超音波の伝播速度を求め、この
求めた超音波伝播速度値と前記演算式とから前記複合材
料及び繊維状物質の物性値を求める演算処理手段とを具
備したことを特徴とする複合材料及び繊維状物質の物性
値測定装置。
1) Ultrasonic generation means for generating ultrasonic waves in a non-contact state with respect to the composite material and the fibrous material; and the ultrasonic generation means for detecting the ultrasonic wave propagating inside the composite material and the fibrous material. an ultrasonic detection means provided at a predetermined distance from the ultrasonic wave generator, distance data between the ultrasonic generating means and the ultrasonic detecting means, a given density and an obtained ultrasonic propagation velocity value. a storage means that stores in advance calculation formulas for determining physical property values of the composite material and the fibrous material; a time point when the ultrasonic wave generating means generates an ultrasonic wave; and a time point when the ultrasonic wave detecting means detects the ultrasonic wave; Calculation processing that calculates the propagation velocity of the ultrasonic wave from the time difference value between the points and the distance data, and calculates the physical property values of the composite material and the fibrous material from the calculated ultrasonic propagation velocity value and the calculation formula. 1. An apparatus for measuring physical properties of composite materials and fibrous substances, characterized by comprising: means.
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