JPH01500460A - 混成分析検査機器用の改良プローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 混成分析検査機器用の改良プローブ 技術分野 本発明は、通常非破壊検査及び分析物質の混成分析検査機器用の改良プローブに 関し、特に、改良されたグラファイト樹脂複合物質の物理特性を分析し、厚さを 計測する混成分析検査機器用の改良プローブに関する。このようなグラファイト 樹脂複合物質が飛行機のスキン（殻）及び他の副構成部品のような飛行機成分の 構造における応用に高頻度に使用されている。

背景技術 グラファイト樹脂複合物質及び成分のような改良した繊維マトリックス物質の非 破壊検査は、このような物質及び成分の高レベルの品質の保証と、構造的一体性 とを提供するために開発されてきた。このような複合体で作られる個々の繊維及 びマトリックス物質は、しばしば不均一な品質であり、更に、異なって、変化し た模様で積層されている。更に、製造者は、積層中において、積層枚数及び積層 間隔等のヒトによる偶発的誤差が発生することも予想している。勿論、固化周期 及び加熱速度の僅かな変化は、仕上った部品の外観に異常がなくとも、機械的特 性に主要な影響を持っている。通常、多重検査における複合物質の特性偏差は、 確立された金属用の技術に許容され考慮されたものより遥かに大きい。洗練され た改良非破壊検査装置及び方法は、鑑査下の部品の正確な品質、大きい保証を伴 って検査を確立できるように、開発しなければならない。

多くの個別の点検、検査及び分析技術は、このような繊維マトリックスの超音波 検査、磁気誘導検査、伝導検査、液体侵入検査、熱赤外検査及び目視検査用に開 発されている。

発　明　の　開　示 本発明は、教示によれば、改良グラファイト樹脂複合物質のような検査物質の物 理特性を検査及び分析し、厚みを計測する混成分析検査機器用の改良プローブを 提供する。この改良プローブは、検査物質の表面に対して平坦に配置された平坦 端面を有するプローブ・ハウジングを含んでいる。この端面に対しては、端面と 直交した中央長手軸線に沿って磁気誘導コイルが配置されている。また、端面に 対しては、この磁気誘導コイルに近接して圧電素子が配置され、更に、磁気誘導 コイル及び圧電素子の両者に近接して、渦電流コイルが上記の中央長手軸線に沿 って配置されている。

詳述すると、磁気誘導コイルが環状コイルを備え、圧電素子が環状磁気誘導コイ ル内に配置された環状ケーシングを有し、渦電流コイルが環状ケーシング内に配 置されて、これらの要素がプローブ・ハウジングの端面で相互に同軸配置されて いる。

更に、プローブ・ハウジングは、端面に全部取付られた環状磁気誘導コイル、圧 電素子及び渦電流コイルを有する円筒状のハウジングを備えている。

混成分析検査機器の改良プローブの本発明の目的及び利点は、添付図面を参照し た実施例によって以下に記載される。

図面の簡単な説明 第１図は混成分析検査機器によって形成された種々の検査及び測定において用い られた３種類のプローブも示す公知の実施例の混成分析検査機器の斜視図、第２ 図は本発明の教示によって構成された改良プローブを用いた第１図の公知の混成 分析検査機器の斜視図、第３図は第２図の改良プローブの部分断面図である。

発明を実施するための最良の形態 図面を詳細に参照すると、第１図は改良グラファイト樹脂複合体の厚さを計測し 、その物理特性を非破壊分析する混成分析検査（ＣＡＴ）機器１０の公知の実施 例が示されている。このＣＡＴ機器１０は、グラファイト樹脂複合体で超音波、 磁気及び電気（渦電流）の４種のモードを形成でき、携帯キャビネット１２に一 体となっている。全検査は、検査物質の特定の表面に位置合わせして配置される プローブ１４．１６及び１８によって導かれる。

このＣＡＴ機器１ｏは、次の４個の分析／計測回路システムからなっている。

システムｌ：相対振幅 マイクロプロセッサ基本の超音波パルス残響回路モジュール２０は、物質を通し てエコーとして反射した回遊信号を形成する超音波パルスの振幅変化を測定する 。この測定がプローブ１４で実施される。

システム２：速度 マイクロプロセッサ基本の超音波パルス残響回路モジュール２０は、システムｌ がエコー相対振幅を測定している間に、プローブ１４を使用して、物質の超音波 速度を同時に測定する。

システム３：厚さ 低周波数のマイクロプロセッサ基本の磁気誘導回路モジュール２２は、複合体の 特性変動或は特性に作用しないで、グラファイト複合体の機械的厚さを測定する 。均一な透磁率の強磁性シートは複合体の対抗面に密接に接触して堅く配置され て、この測定を実施する。この測定がプローブ１６でなされる。

システム４：電導度 高周波数のマイクロプロセッサ基本の渦電流回路モジュール２４は、グラファイ ト複合体の相対電導度或は相対コンダクタンスを測定するようになっている。検 査周波数及び渦電流プローブ１８は、複合体毎の予期された厚さ範囲のより薄い 端部で「厚さ効果」を最小にするようになっている。

磁気誘導プローブ１６は、コイルの中央長手軸線が物質の表面に通常直交するよ うに検査物質の外面に近接して配置される磁気誘導コイル１７を含んでいる。こ の回路を使用すると、均一な透磁率の要素が検査物質の外面上で磁気誘導グロー ブ１６の位置と反対の内面に最も近接して配置されて、検査物質を中間に配置し て磁気誘導コイル１７を持つ磁気回路を完成している。この磁気誘導回路は、そ の後約５０ＫＨ２のがなり低周波数で磁気誘導コイルを励起する。この配列にお いて、検査物質が必須的にコイル及び要素間のスペーサとして作用し、これらの 間の距離は、測定が検査物質の厚みを示すように、磁気回路のインピーダンスを 決定する。

測定された厚みは、その後、検査物質内の超音波速度の測定においてパルス残響 回路に用いられ、マイクロプロセッサを通して自動的に或は手動で入力される。

音響プローブ１４は、まず、超音波パルスを発生するためにパルスされ、その後 残響の超音波パルスの検知用に監視される圧電変換器１５を備えることが好まし い。超音波パルス回路は、約５　Ｍ　ＨＺの周波数で圧電変換器を励起すること が好ましい。パルス残響回路は、２つの分離測定、検査物質を通した音響或は音 速及び勿論エコーバックとしてプローブに反射した、検査物質の対抗面から運行 する各パルスの減衰測定を実施する。

最後の測定は、渦電流回路によるもので、この測定用に、渦電流プローブ１８が 前述の２つのプローブと同位置に配置される。渦電流プローブ１８は、渦電流コ イル１９の中央長手軸線が検査物質の表面に通常直交するように、検査物質の外 面に近接して配置される渦電流コイル１９を含んでいる。その後、このコイル１ ９は、Ｉ　Ｍ　Ｈｚ以上の周波数で励起されて、渦電流を有する検査物質内に交 流電界を誘導する交流磁界、これと協働する交流磁界、これと協働する協働磁界 とを発生して、この協働磁界が渦電流コイルの交流磁界に影響して、渦電流回路 において、渦電流コイルのインピーダンスが検査物質の電導度の測定を提供して いる。

第２図は本発明の数示によって構成された改良プローブ３゜を用いｌ；公知の混 成分析検査機器ｌＯを示している。この改良プローブ３０は、第１図の配列と同 様にプラグ・ジャック１３によって機器１０に接続されている。個別の電気コネ クタからのコードが１本のケーブル３２に結合されて改良プローブ３゜に導かれ ている。

第３図は、構造を詳しく示した改良グローブ３０の部分断面図である。この改良 プローブは、検査物質の表面に対して平坦に配置された平坦端面３６を有するプ ローブ・ハウジング３４を含んでいる。この端面に対しては、端面と直交した中 央長手軸線を持つかなり大径の環状磁気誘導コイル３８が配置されている。また 、端面３６に対しては、この磁気誘導コイル３８内に環状ケーシングを有する圧 電素子４０が配置されている。更に、端面３６に対しては、圧電素子４０内に渦 電流コイル４２が上記の中央長手軸線を持って同軸配置されている。この配列に おいて、磁気誘導コイル３８、圧電素子４０の環状ケーシング及び渦電流コイル ４２は、全てプローブ・ハウジングの端面３６に対して相互に同軸配置されてい る。

改良プローブ３０の操作は、磁気誘導コイル３８、圧電素子４０及び渦電流コイ ル４２が順番に励起される点が第１図の配列のそれと類似している。しかし、１ 個のみのプローブが用いられているので、多重プローブの位置合わせに関する問 題を解決できる。例えば、コイル３８及び４２及び円筒要素４０の相対同軸配置 は別の実施例で異なってもよい。

が＼ ＦＩＧ、　ｊ ＩＱ−、。

ＦＩＧ、　２ ＦＩＧ、　３ 国際調査報告

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．検査物質の表面に対して平坦に配置された平垣端面（３６）を有するプロー ブ・ハウジング（３４）と、この端面（３６）に対抗配置されて、該端面と直交 した中央長手軸線を持つかなり環状磁気誘導コイル（３８）と、前記端面（３６ ）及び前記磁気誘導コイル（３８）に近接配置された圧電素子４０と、 前記端面３６に対抗し、前記磁気誘導コイル（３８）及び前記圧電素子（４０） の両者に近接配置されると共に、前記中央長手軸線を持つ渦電流コイル（４２） とを備えた、検査物質の厚さを測定し、その物理特性を非破壊検査及び分析する 混成分析検査機器に使用される複合分析プローブ。
2. ２．前記磁気誘導コイル（３８）が環状コイルを備え、前記圧電素子（４０）が 前記環状の磁気誘導コイル（３８）内に配置される環状ケーシングを備え、前記 渦電流コイル（４２）が前記環状ケーシング内に配置されて、前記磁気誘導コイ ル（３８）、前記圧電素子（４０）及び前記渦電流コイル（４２）は、全てプロ ーブ・ハウジング（３４）の端面（３６）に対して相互に同軸配置されている請 求の範囲第１項記載の混成分析プローブ。
3. ３．前記プローブ・ハウジングは、全部前記端面（３６）に対抗して取付られた 前記環状の磁気誘導コイル（３８）、前記圧電素子（４０）及び前記渦電流コイ ル（４２）を有する円筒状のハウジング（３４）を備えた請求の範囲第２項記載 の混成分析プローブ。