JPH0231123A - 応力分析装置の制御装置 - Google Patents
応力分析装置の制御装置Info
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- JPH0231123A JPH0231123A JP1146550A JP14655089A JPH0231123A JP H0231123 A JPH0231123 A JP H0231123A JP 1146550 A JP1146550 A JP 1146550A JP 14655089 A JP14655089 A JP 14655089A JP H0231123 A JPH0231123 A JP H0231123A
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- scanning
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 2
- 238000013480 data collection Methods 0.000 abstract description 9
- 229920005994 diacetyl cellulose Polymers 0.000 abstract description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 abstract description 2
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- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/72—Investigating presence of flaws
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/24—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
- G01L1/248—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet using infrared
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は対象物の応力を測定する装置に関する。
（従来の技術）
物理的な対象物の応力を測定したり分析するための各種
の非破壊技術が提案されてきた。例えば米国特許ｍ４，
３７８，７０１号は応力を、応力のかかる対象物の一部
により発生する熱放射を検出することＫより分析する技
術を開示している。この技術はオメトロン社（Ｏｍｅｔ
ｒｏ口、Ｉｎｃ、）により市販されているコンピュータ
制御の応力分析装置ｎ（５ｐＡＴＥ ８０００ ’）
において利用されている。この装置は、対象物が周期的
に負荷されると上昇する小さい温度変化を検出する。こ
れらの温度変化は、加えられた負荷を表わす基準信号と
関連づけられる。しかしながら、この公知の装置では熱
変化が間欠的であること、あるいは強い熱放射源が走査
赤外線検出器の視野へ入り込むことにより測定結果が不
正確となる可能性がある。
の非破壊技術が提案されてきた。例えば米国特許ｍ４，
３７８，７０１号は応力を、応力のかかる対象物の一部
により発生する熱放射を検出することＫより分析する技
術を開示している。この技術はオメトロン社（Ｏｍｅｔ
ｒｏ口、Ｉｎｃ、）により市販されているコンピュータ
制御の応力分析装置ｎ（５ｐＡＴＥ ８０００ ’）
において利用されている。この装置は、対象物が周期的
に負荷されると上昇する小さい温度変化を検出する。こ
れらの温度変化は、加えられた負荷を表わす基準信号と
関連づけられる。しかしながら、この公知の装置では熱
変化が間欠的であること、あるいは強い熱放射源が走査
赤外線検出器の視野へ入り込むことにより測定結果が不
正確となる可能性がある。
過負荷状態の発生中に操作者が居ないとすれば、前記の
公知の装置は過負荷により発生した誤りデータを保持す
ることになる。もし、操作者が居合わせ、かつ過負荷の
状態を認識するとすれば、操作者は検出器の過負荷状態
を排除するために検出器の感度を手で調整することがで
きる。しかしながら、その場合前記装置は異なる状況下
で得られた２組のデータを収集したことになり、そのよ
うなデータの均一な表示を妨げる。
公知の装置は過負荷により発生した誤りデータを保持す
ることになる。もし、操作者が居合わせ、かつ過負荷の
状態を認識するとすれば、操作者は検出器の過負荷状態
を排除するために検出器の感度を手で調整することがで
きる。しかしながら、その場合前記装置は異なる状況下
で得られた２組のデータを収集したことになり、そのよ
うなデータの均一な表示を妨げる。
（発明の目的）
本発明の目的は、対象物により、あるいは非対象物によ
り発生した一時的あるいは間欠的熱変化によって悪影響
を受けない走査応力分析装置を提供することである。
り発生した一時的あるいは間欠的熱変化によって悪影響
を受けない走査応力分析装置を提供することである。
本発明の別の目的は、検出器の過負荷に応答して検出器
の感度が自動的に調整される装置を提供することである
。
の感度が自動的に調整される装置を提供することである
。
本発明の別の目的は、熱変化の前後に集められたデータ
が自動的に再較正される装置を提供することである。
が自動的に再較正される装置を提供することである。
本発明のさらに別の目的は過負荷状態に応答して対象物
を自動的に部分的に再走査しうる装置を提供することで
ある。
を自動的に部分的に再走査しうる装置を提供することで
ある。
（課題を解決するための手段）
前記並びにその他の目的は、増幅器のゲインを自動的に
調整し、対象物の一部を再走査し、過負荷の発生前に得
たデータを再較正して、検出器の過負荷状態に応答して
全体の走査に対して一貫した組のデータが得られるよう
にする本発明により達成される。
調整し、対象物の一部を再走査し、過負荷の発生前に得
たデータを再較正して、検出器の過負荷状態に応答して
全体の走査に対して一貫した組のデータが得られるよう
にする本発明により達成される。
（実施例）
第１図に概略図示する光字式応力分析裂開は、分析すべ
き対象物１２により放射された応力発生の熱放射な光字
的に走査するよう作動する公知の走査へッドユニノト１
０を含む。前記走査ヘッドは１９８６年マウンティン他
（ｍｏｕｎｔａｉｎ ｅｔ ａりに発行された米国特許
第４，３７８，７０１号に詳細に記載されている。走査
ヘッドはＸおよびＹミラー駆動モータ１４，１６と赤外
線検出器１８とを含む。コリレータ即ちロックイン増幅
器２０が検出器１８からの信号を受は取る。コリレータ
は例えばＥＧ＆Ｇのモデル５２０６または５２０８０ツ
クイン増幅器のように市販品であることが好ましい。コ
リレータ２０は、そのゲインをそこに伝達された制御信
号で制御し５る可変ゲイン増幅器２１を含む。コリレー
タ２０は検出器信号の振幅を表わす電圧を提供する。
き対象物１２により放射された応力発生の熱放射な光字
的に走査するよう作動する公知の走査へッドユニノト１
０を含む。前記走査ヘッドは１９８６年マウンティン他
（ｍｏｕｎｔａｉｎ ｅｔ ａりに発行された米国特許
第４，３７８，７０１号に詳細に記載されている。走査
ヘッドはＸおよびＹミラー駆動モータ１４，１６と赤外
線検出器１８とを含む。コリレータ即ちロックイン増幅
器２０が検出器１８からの信号を受は取る。コリレータ
は例えばＥＧ＆Ｇのモデル５２０６または５２０８０ツ
クイン増幅器のように市販品であることが好ましい。コ
リレータ２０は、そのゲインをそこに伝達された制御信
号で制御し５る可変ゲイン増幅器２１を含む。コリレー
タ２０は検出器信号の振幅を表わす電圧を提供する。
増幅された検出器信号は、アナログデジタル変換器２４
および １１０バス２６を介してデータ収集および走査
制御装部２２に供給される。前記制御装置２２は、Ｘお
よびＹデジタル−アナログ変換２ｉ（ＤＡＣ）２８．３
０を介してステップ毎に駆動モータ１４．１６を運動さ
せることにより走査ヘッド１０が対象物を走査するよう
にし、モニタ３２に表示すべき情報を提供する。走査の
間、各位置において、コリレータ２０は検出器１８から
データを受は取り、このデータを制御装置２２に伝える
。
および １１０バス２６を介してデータ収集および走査
制御装部２２に供給される。前記制御装置２２は、Ｘお
よびＹデジタル−アナログ変換２ｉ（ＤＡＣ）２８．３
０を介してステップ毎に駆動モータ１４．１６を運動さ
せることにより走査ヘッド１０が対象物を走査するよう
にし、モニタ３２に表示すべき情報を提供する。走査の
間、各位置において、コリレータ２０は検出器１８から
データを受は取り、このデータを制御装置２２に伝える
。
調時制御回路３４が、アナログ−デジタル変換器２４を
介してデータ収集作業を、およびＤＡＣ２８および３０
を介してミラーの運動を調整するよう作動するプログラ
ム可能タイマを含む。制御装置２２はデータ収集ループ
および走査制御機能を実行するようプログラム化された
デジタルコンピュータを含む。前記制御装置はオメトロ
ン社（Ｏｍｅｔｒｏｎ 丁ｎｃ、 ）から市販されて
いる５ｐＡＴＥ８０００システムに含まれている。操作
者による制御はキーボード６６を介して行われる。
介してデータ収集作業を、およびＤＡＣ２８および３０
を介してミラーの運動を調整するよう作動するプログラ
ム可能タイマを含む。制御装置２２はデータ収集ループ
および走査制御機能を実行するようプログラム化された
デジタルコンピュータを含む。前記制御装置はオメトロ
ン社（Ｏｍｅｔｒｏｎ 丁ｎｃ、 ）から市販されて
いる５ｐＡＴＥ８０００システムに含まれている。操作
者による制御はキーボード６６を介して行われる。
本発明によれば、制御装置には、第２ａ図を参照して以
下 用する過負荷状況に応答する別のアルゴリズムを備
えている。アルゴリズムは本システムの割込みに応答し
てステップ１００でメインループ即ちデータ収集ループ
から入力される。次いで、ステップ１０２と１０４とに
おいて、コリレータの状態が検出され、割込みフラッグ
が１にセットされる。
下 用する過負荷状況に応答する別のアルゴリズムを備
えている。アルゴリズムは本システムの割込みに応答し
てステップ１００でメインループ即ちデータ収集ループ
から入力される。次いで、ステップ１０２と１０４とに
おいて、コリレータの状態が検出され、割込みフラッグ
が１にセットされる。
一方もし過負荷状態が消えたとすれば、ステップ１０６
がアルゴリズムをステップ１１０まで進行させ、そこで
分析することなくデータ収集ループへ戻させる。もし過
負荷の状態が検出器１８からの信号の振幅が大きすぎる
故であるとすれば、ステップ１０６はアルゴリズムをデ
ータ収集ループの作動を停止させるステップ１１２まで
導き、次いでカウンタの値を０ＶＥＲＬＤ＝０にセット
するステップ１１４へ、そしてアルゴリズムを約１秒待
機させるステップ１１６まで導く。
がアルゴリズムをステップ１１０まで進行させ、そこで
分析することなくデータ収集ループへ戻させる。もし過
負荷の状態が検出器１８からの信号の振幅が大きすぎる
故であるとすれば、ステップ１０６はアルゴリズムをデ
ータ収集ループの作動を停止させるステップ１１２まで
導き、次いでカウンタの値を０ＶＥＲＬＤ＝０にセット
するステップ１１４へ、そしてアルゴリズムを約１秒待
機させるステップ１１６まで導く。
次いで、コリレータの状態は再びステップ１１８で検出
される。このステップにおいて過負荷の状態が消えたと
すれば、ステップ１２０はアルゴリズムを、ミラー駆動
モータ１４．１６を数ステップバンクさせるステップ１
２２まで導く。それからステップ１２４でヘッド走査お
よびデータ収集ループへ戻り、新しいデータが収集され
て、過負荷の状態を含んでいたデータに代るよう再始動
させる。
される。このステップにおいて過負荷の状態が消えたと
すれば、ステップ１２０はアルゴリズムを、ミラー駆動
モータ１４．１６を数ステップバンクさせるステップ１
２２まで導く。それからステップ１２４でヘッド走査お
よびデータ収集ループへ戻り、新しいデータが収集され
て、過負荷の状態を含んでいたデータに代るよう再始動
させる。
もしステップ１２０において過負荷の状態が依然として
存在しているとすれば、次いでアルゴリズムはステップ
１２（Ｉｓ−１４０まで進行する。このステップ群は、
例えば５から１０秒のようなある時間過負荷の状態が存
在している時間の数を計数すべ（作動する。この時間の
間、過負荷状態が例えば０．１秒毎のように周期的に検
査され、（ＩＯＶＥ［、Ａカウンタ値が各々の過負荷発
生に対して増分される。この時間に過負荷の状態の発生
の数が計数された後、ステップ１２６はアルゴリズムを
ステップ１２８へ分岐する。ステップ１２８２はこの過
負荷を計数するループに関連する遅れとサイクルとを切
る。（例えば約６０回のように）ある数以下の過負荷が
発生した場合、ステップ１３０はアルゴリズムをステッ
プ１２４を介してデータ収集ループへ戻す。
存在しているとすれば、次いでアルゴリズムはステップ
１２（Ｉｓ−１４０まで進行する。このステップ群は、
例えば５から１０秒のようなある時間過負荷の状態が存
在している時間の数を計数すべ（作動する。この時間の
間、過負荷状態が例えば０．１秒毎のように周期的に検
査され、（ＩＯＶＥ［、Ａカウンタ値が各々の過負荷発
生に対して増分される。この時間に過負荷の状態の発生
の数が計数された後、ステップ１２６はアルゴリズムを
ステップ１２８へ分岐する。ステップ１２８２はこの過
負荷を計数するループに関連する遅れとサイクルとを切
る。（例えば約６０回のように）ある数以下の過負荷が
発生した場合、ステップ１３０はアルゴリズムをステッ
プ１２４を介してデータ収集ループへ戻す。
約３０回以上の過負荷が発生したとすれば、アルゴリズ
ムはステップ１４４−１：で進む。ステップ１４４は、
本システムが収集されつつあるデータに関する情報をモ
ニタ６２に表示しているか否か検出する。もしそうでな
ければ、アルゴリズムはステップ１４６−１５０まで進
む。これらのステップは１段階コリレータ２０の感度を
自動的に調整し、収集したデータに関する較正係数を対
応して調整し、ミラー「駆動モータ１４．１６が走査ヘ
ッドのミラーの位置を直して丁度完了した走査の小部分
を再実施することにより過負荷を含んだデータを置き代
えるよう作用する。最後に、ステップ１５２はデータ収
集ループまで戻り再始動させる。
ムはステップ１４４−１：で進む。ステップ１４４は、
本システムが収集されつつあるデータに関する情報をモ
ニタ６２に表示しているか否か検出する。もしそうでな
ければ、アルゴリズムはステップ１４６−１５０まで進
む。これらのステップは１段階コリレータ２０の感度を
自動的に調整し、収集したデータに関する較正係数を対
応して調整し、ミラー「駆動モータ１４．１６が走査ヘ
ッドのミラーの位置を直して丁度完了した走査の小部分
を再実施することにより過負荷を含んだデータを置き代
えるよう作用する。最後に、ステップ１５２はデータ収
集ループまで戻り再始動させる。
ステップ１４４に戻って、もしデータがモニタに表示さ
れつつあるとすれば、アルゴリズムはステップ１５４−
１５８まで進み、これらのステップは（例えば）２分間
の遅れを発生させ、その間コンピュータは人間の操作者
がキーボード６４を介して指令を入力するのを待機する
。操作者の指令が何ら入力されないとすれば、２分間の
遅れ時間が消滅するとアルゴリズムはステップ１６４ま
で進み、該ステップにおいて遅れ時間が終わり、次いで
前述のステップ１４６−１５２まで進む。
れつつあるとすれば、アルゴリズムはステップ１５４−
１５８まで進み、これらのステップは（例えば）２分間
の遅れを発生させ、その間コンピュータは人間の操作者
がキーボード６４を介して指令を入力するのを待機する
。操作者の指令が何ら入力されないとすれば、２分間の
遅れ時間が消滅するとアルゴリズムはステップ１６４ま
で進み、該ステップにおいて遅れ時間が終わり、次いで
前述のステップ１４６−１５２まで進む。
もし操作者の指令が入力するとすれば、ステップ１６０
はアルゴリズムを前述のステップ１６４まで、かつ操作
者がコリレータの感度を調整すべきことを指令すればス
テップ１４６−１５２まで導（。もし操作者が何ら調整
を指令しないとすれば、ステップ１６０はアルゴリズム
を、遅延タイマを切るステップ１６２まで、次いでステ
ップ１５２を介６してデータ収集ループまで戻す。
はアルゴリズムを前述のステップ１６４まで、かつ操作
者がコリレータの感度を調整すべきことを指令すればス
テップ１４６−１５２まで導（。もし操作者が何ら調整
を指令しないとすれば、ステップ１６０はアルゴリズム
を、遅延タイマを切るステップ１６２まで、次いでステ
ップ１５２を介６してデータ収集ループまで戻す。
本発明を特定の実施例に関して説明してきたが、前述の
説明に照らせば当該技術分野の専門家には多様の代案、
修正、および変更が明らかなことを理解すべきである。
説明に照らせば当該技術分野の専門家には多様の代案、
修正、および変更が明らかなことを理解すべきである。
従って、本発明は特許請求の範囲の精神や範囲に入る前
述の代案、修正および変更を全て網罹する意図である。
述の代案、修正および変更を全て網罹する意図である。
第１図は本発明が作用する応力分析装置の簡略化した概
略線図、および 第２ａ図−第２ｃ図は本発明による過負荷応答アルゴリ
ズムの簡略化したフローチャートである。 図において、 １０・・・走査へッドユニソト １２・・・対象物１４
．１６・・・ミラー駆動モータ １８・・・赤外線検出器 ２０・・・増幅器２２・・
・データ収集走査制御装置 ４・・・アナログ−デジタル変換器 ６・・・ １１０パス ８．３０・・・デジタル−アナログ変換器２・・・モニ
タ （外４名） 〃θへ ９ｉｇ、 ２ｃ
略線図、および 第２ａ図−第２ｃ図は本発明による過負荷応答アルゴリ
ズムの簡略化したフローチャートである。 図において、 １０・・・走査へッドユニソト １２・・・対象物１４
．１６・・・ミラー駆動モータ １８・・・赤外線検出器 ２０・・・増幅器２２・・
・データ収集走査制御装置 ４・・・アナログ−デジタル変換器 ６・・・ １１０パス ８．３０・・・デジタル−アナログ変換器２・・・モニ
タ （外４名） 〃θへ ９ｉｇ、 ２ｃ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）対象物により放射された応力関連放射を検出する検
出器と、供給された走査制御信号に応答して対象物にわ
たって検出器を走査する走査器と、前記検出器からの信
号を増幅する可変ゲイン増幅器と、増幅された検出器信
号を収集し、走査制御信号を発生する制御装置とを含む
、対象物の応力を分析する装置において、前記制御装置
が、検出器の過負荷状態を検出する手段と、およびもし
ある時間内に過負荷状態が消えるとすれば自動的に走査
器が対象物の一部を再走査するようにさせる手段とを含
むことを特徴とする制御装置。 ２）特許請求の範囲第１項に記載の装置において、さら
に 過負荷状態の検出に応答して、かつ対象物が再走査され
る前に検出器からの信号の収集を停止する手段と、およ
び 対象物が再走査されるにつれて検出器からの信号の収集
を再開する手段とを含むことを特徴とする制御装置。 ３）特許請求の範囲第１項に記載の装置において、さら
に 過負荷状態の発生に応答して可変ゲイン増幅器のゲイン
を自動的に調整する手段を含むことを特徴とする制御装
置。 ４）特許請求の範囲第１項に記載の装置において、さら
に 過負荷状態の発生の前後に収集されたデータに関する較
正係数を自動的に調整する手段を含むことを特徴とする
制御装置。 ５）特許請求の範囲第１項に記載の装置において、過負
荷検出手段が、ある時間内の過負荷状態の発生を計数す
る手段を含むことを特徴とする制御装置。 ６）特許請求の範囲第３項に記載の装置において、さら
に制御装置により収集されたデータを表示するモニタを
含み、前記制御装置がもし制御装置により収集されたデ
ータがモニタに表示されているとすればある時間自動ゲ
イン調整を遅らせる手段を含むことを特徴とする制御装
置。 ７）対象物により放射される応力関連放射を検出する検
出器と、供給された走査制御信号に応答して対象物にわ
たって検出器を走査する走査器と、前記検出器からの信
号を増幅する可変ゲイン増幅器と、および増幅された検
出器信号を収集し、かつ走査制御信号を発生させる制御
装置とを含む対象物の応力を分析する装置において、前
記制御装置が、 検出器の過負荷状態を検出する手段と、 検出器からの信号の収集を停止する手段と、可変ゲイン
増幅器のゲインを自動的に調整する手段と、 過負荷状態の前後に制御装置により収集された検出器信
号に関する較正係数を自動的に調整する手段と、および 自動的に走査器が対象物の以前に走査した部分を再走査
し、次いで対象物の未走査部分を走査し続けるようにさ
せる手段とを含むことを特徴とする制御装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US204052 | 1988-06-08 | ||
| US07/204,052 US4828400A (en) | 1988-06-08 | 1988-06-08 | Stress analyzer with automatic overload response |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0231123A true JPH0231123A (ja) | 1990-02-01 |
| JP2679846B2 JP2679846B2 (ja) | 1997-11-19 |
Family
ID=22756421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1146550A Expired - Lifetime JP2679846B2 (ja) | 1988-06-08 | 1989-06-08 | 応力分析装置の制御装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4828400A (ja) |
| EP (1) | EP0345641B1 (ja) |
| JP (1) | JP2679846B2 (ja) |
| AU (1) | AU3601289A (ja) |
| CA (1) | CA1325731C (ja) |
| DE (1) | DE58906474D1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9010444D0 (en) * | 1990-05-09 | 1990-06-27 | Secretary Trade Ind Brit | Non-destructive evaluation |
| US5201582A (en) * | 1992-05-15 | 1993-04-13 | Stress Photonics, Inc. | Differential temperature stress measurement employing array sensor with local offset |
| DE4220544B4 (de) * | 1992-06-24 | 2005-10-20 | Woelfel Horst | Verfahren zum Messen mechanischer Spannungskomponenten an der Oberfläche von dynamisch belasteten Meßobjekten |
| US6236049B1 (en) | 1999-09-16 | 2001-05-22 | Wayne State University | Infrared imaging of ultrasonically excited subsurface defects in materials |
| US6593574B2 (en) | 1999-09-16 | 2003-07-15 | Wayne State University | Hand-held sound source gun for infrared imaging of sub-surface defects in materials |
| CA2382675C (en) | 1999-09-16 | 2009-01-06 | Wayne State University | Miniaturized contactless sonic ir device for remote non-destructive inspection |
| US6437334B1 (en) | 1999-09-16 | 2002-08-20 | Wayne State University | System and method for detecting cracks in a tooth by ultrasonically exciting and thermally imaging the tooth |
| GB0128587D0 (en) * | 2001-11-29 | 2002-01-23 | Amersham Pharm Biotech Uk Ltd | Dynamic range |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1601890A (en) * | 1978-05-31 | 1981-11-04 | Sira Institute | Apparatus and method for indicating stress in an object |
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