JPH04351955A - アコースティックエミッション聴音器 - Google Patents
アコースティックエミッション聴音器Info
- Publication number
- JPH04351955A JPH04351955A JP3127088A JP12708891A JPH04351955A JP H04351955 A JPH04351955 A JP H04351955A JP 3127088 A JP3127088 A JP 3127088A JP 12708891 A JP12708891 A JP 12708891A JP H04351955 A JPH04351955 A JP H04351955A
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- Japan
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- loudspeaker
- signal
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- amplified
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- Pending
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、固体材料のクラック
，転位，変態に伴って生ずるアコースティックエミッシ
ョン（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｅｍｍｉｓｓｉｏｎ，以下
ＡＥと称する）を可聴信号に変換して放声するＡＥ聴音
器に関するものである。
，転位，変態に伴って生ずるアコースティックエミッシ
ョン（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｅｍｍｉｓｓｉｏｎ，以下
ＡＥと称する）を可聴信号に変換して放声するＡＥ聴音
器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＡＥとは、固体材料内部の微少な破壊あ
るいはそれと同様なエネルギー開放過程によって発生す
る弾性波動現象であって、ＡＥ現象により生じた弾性波
は材料内を伝播し表面に取りつけたＡＥセンサによって
電気信号に変換される。弾性波は超音波帯域にあり、検
知するためのＡＥセンサとしてはＰＺＴ（チタンジルコ
ン酸鉛）素子等が用いられる。
るいはそれと同様なエネルギー開放過程によって発生す
る弾性波動現象であって、ＡＥ現象により生じた弾性波
は材料内を伝播し表面に取りつけたＡＥセンサによって
電気信号に変換される。弾性波は超音波帯域にあり、検
知するためのＡＥセンサとしてはＰＺＴ（チタンジルコ
ン酸鉛）素子等が用いられる。
【０００３】従来、ＡＥを用いた検知装置は、ＡＥの周
波数帯域が数１００ＫＨｚ以上にも及ぶため、電気的な
信号処理によりＡＥの発生率や累積数または波形や周波
数の分析を行って材料のクラック等の検知をするもので
、例えば図３に示すようなものがある。図３において、
１１は材料のクラック等に伴って生ずるＡＥを検出する
ＡＥセンサ，１２はＡＥセンサ出力信号を増幅するプリ
アンプ，１３は数１０〜数１００ＫＨｚ程度の帯域をも
つバンドパスフィルタ，１４はメインアンプ，１５はメ
インアンプの出力信号の包絡線を検波する包絡線検波回
路，１６は包絡線検波回路の信号レベルをしきい値と比
較する比較器，１７はカウンタ，１８はＡＥの発生状況
を解析・処理するコンピュータ，１９〜２１はＤ／Ａ変
換器である。
波数帯域が数１００ＫＨｚ以上にも及ぶため、電気的な
信号処理によりＡＥの発生率や累積数または波形や周波
数の分析を行って材料のクラック等の検知をするもので
、例えば図３に示すようなものがある。図３において、
１１は材料のクラック等に伴って生ずるＡＥを検出する
ＡＥセンサ，１２はＡＥセンサ出力信号を増幅するプリ
アンプ，１３は数１０〜数１００ＫＨｚ程度の帯域をも
つバンドパスフィルタ，１４はメインアンプ，１５はメ
インアンプの出力信号の包絡線を検波する包絡線検波回
路，１６は包絡線検波回路の信号レベルをしきい値と比
較する比較器，１７はカウンタ，１８はＡＥの発生状況
を解析・処理するコンピュータ，１９〜２１はＤ／Ａ変
換器である。
【０００４】以上のような構成において、数１００ＫＨ
ｚの周波数領域にあるＡＥ波はＡＥセンサ１１で検出さ
れ電気信号に変換された後、プリアンプ１２で増幅後バ
ンドパスフィルタ１３で雑音除去され、メインアンプ１
４で所定のレベルに増幅された後包絡線検波回路１５で
信号の検波が行われ、この信号は更に比較器１６によっ
てレベル選別された後コンピュータ１８に入力される。
ｚの周波数領域にあるＡＥ波はＡＥセンサ１１で検出さ
れ電気信号に変換された後、プリアンプ１２で増幅後バ
ンドパスフィルタ１３で雑音除去され、メインアンプ１
４で所定のレベルに増幅された後包絡線検波回路１５で
信号の検波が行われ、この信号は更に比較器１６によっ
てレベル選別された後コンピュータ１８に入力される。
【０００５】コンピュータ１８では入力信号に基づいて
ＡＥの発生率や発生回数の演算または波形や周波数分析
の処理を行い、材料や軸受の変形もしくは破壊の状態を
検査する。
ＡＥの発生率や発生回数の演算または波形や周波数分析
の処理を行い、材料や軸受の変形もしくは破壊の状態を
検査する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
は以上のように構成されているので装置全体が複雑で高
価である。また、ＡＥの検知についても測定条件の設定
や検出されたＡＥの見極めには相当の熟練を要する等の
問題があった。この発明は以上のような従来例の問題点
を解消するためになされたもので、本来耳には聞こえな
いＡＥ波を可聴帯域の音に変換し、聴覚によりＡＥの発
生状況の検知を可能とした操作が容易で安価なＡＥ聴音
器の提供を目的としている。
は以上のように構成されているので装置全体が複雑で高
価である。また、ＡＥの検知についても測定条件の設定
や検出されたＡＥの見極めには相当の熟練を要する等の
問題があった。この発明は以上のような従来例の問題点
を解消するためになされたもので、本来耳には聞こえな
いＡＥ波を可聴帯域の音に変換し、聴覚によりＡＥの発
生状況の検知を可能とした操作が容易で安価なＡＥ聴音
器の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係るＡＥ聴音
器は、固体材料のクラック，転位，変態に伴って生ずる
アコースティックエミッションを検出し電気信号に変換
するＡＥセンサと、該ＡＥセンサの出力信号を可聴帯域
の周波数の信号に変換する変換装置と、前記変換装置の
出力信号を音響信号に変換する拡声器とを備えた構成と
し、前記目的を達成しようとするものである。
器は、固体材料のクラック，転位，変態に伴って生ずる
アコースティックエミッションを検出し電気信号に変換
するＡＥセンサと、該ＡＥセンサの出力信号を可聴帯域
の周波数の信号に変換する変換装置と、前記変換装置の
出力信号を音響信号に変換する拡声器とを備えた構成と
し、前記目的を達成しようとするものである。
【０００８】
【作用】以上のような構成としたこの発明に係るＡＥ聴
音器は、超音波帯域のＡＥ波を可聴帯域の周波数に変換
したため、聴覚によりＡＥの発生状況を容易に検知し確
認することが可能となる。
音器は、超音波帯域のＡＥ波を可聴帯域の周波数に変換
したため、聴覚によりＡＥの発生状況を容易に検知し確
認することが可能となる。
【０００９】
【実施例】以下に、この発明の一実施例を図面に基づい
て説明する。図１は、この発明の実施例のブロック図を
示す。材料のクラック等に伴って生じるＡＥは、例えば
ＰＺＴ（チタンジルコン酸鉛）素子等の圧電素子で構成
されるＡＥセンサ１によって検知され数μＶ〜数１００
μＶの電気信号として出力され変換装置Ａに供給される
。この実施例においては、変換装置Ａはプリアンプ２，
ピーク検出器３，Ｖ／Ｆ変換器４，およびオーディオア
ンプ５で構成されている。変換装置Ａに供給された信号
は、先ずプリアンプ２に入力され増幅された後、ピーク
検出器３に入力される。ピーク検出器３はプリアンプ２
の出力信号のピーク値を検出し一定時間保持の後リセッ
トする機能をもつ。ここで、ＡＥは、材料に応力を掛け
ていき材料のクラック，転位，変態に伴って発生するも
のであって単発的に発生し、また弾性波のレベルは発生
の都度異なる値を持つことからピーク検出器の使用は有
効である。ピーク検出器３の出力信号はＶ／Ｆ変換器４
に供給される。このＶ／Ｆ変換器４はピーク検出器３の
出力信号を、そのピークレベルに応じた可聴帯域（２０
〜２００００Ｈｚ）の周波数の信号に変換するものであ
る。このＶ／Ｆ変換器４の出力信号は、オーディオアン
プ５によって所定のレベルに増幅される。所定のレベル
に増幅された変換装置Ａの出力は拡声器６に供給され、
この拡声器６からＡＥのピークレベルに対応した可聴音
が放声される。拡声器６は、ヘッドホン、スピーカ等の
電気−音響変換器で構成される。
て説明する。図１は、この発明の実施例のブロック図を
示す。材料のクラック等に伴って生じるＡＥは、例えば
ＰＺＴ（チタンジルコン酸鉛）素子等の圧電素子で構成
されるＡＥセンサ１によって検知され数μＶ〜数１００
μＶの電気信号として出力され変換装置Ａに供給される
。この実施例においては、変換装置Ａはプリアンプ２，
ピーク検出器３，Ｖ／Ｆ変換器４，およびオーディオア
ンプ５で構成されている。変換装置Ａに供給された信号
は、先ずプリアンプ２に入力され増幅された後、ピーク
検出器３に入力される。ピーク検出器３はプリアンプ２
の出力信号のピーク値を検出し一定時間保持の後リセッ
トする機能をもつ。ここで、ＡＥは、材料に応力を掛け
ていき材料のクラック，転位，変態に伴って発生するも
のであって単発的に発生し、また弾性波のレベルは発生
の都度異なる値を持つことからピーク検出器の使用は有
効である。ピーク検出器３の出力信号はＶ／Ｆ変換器４
に供給される。このＶ／Ｆ変換器４はピーク検出器３の
出力信号を、そのピークレベルに応じた可聴帯域（２０
〜２００００Ｈｚ）の周波数の信号に変換するものであ
る。このＶ／Ｆ変換器４の出力信号は、オーディオアン
プ５によって所定のレベルに増幅される。所定のレベル
に増幅された変換装置Ａの出力は拡声器６に供給され、
この拡声器６からＡＥのピークレベルに対応した可聴音
が放声される。拡声器６は、ヘッドホン、スピーカ等の
電気−音響変換器で構成される。
【００１０】以下に動作を説明する。数１００ＫＨｚの
周波数領域にあるＡＥ波は、ＡＥセンサ１で検出され電
気信号に変換された後、変換装置Ａのプリアンプ２で増
幅される。プリアンプ２の出力波形は図２（Ａ）に示す
ような減衰振動波形となる。プリアンプ２の出力信号は
ピーク検出器３に入力され、ＡＥ発生時の信号のピーク
値を検出する。ピーク検出された信号は図２（Ｂ）に示
すように、次のＡＥ発生時のピーク値検出の為一定時間
経過後にリセットされる。
周波数領域にあるＡＥ波は、ＡＥセンサ１で検出され電
気信号に変換された後、変換装置Ａのプリアンプ２で増
幅される。プリアンプ２の出力波形は図２（Ａ）に示す
ような減衰振動波形となる。プリアンプ２の出力信号は
ピーク検出器３に入力され、ＡＥ発生時の信号のピーク
値を検出する。ピーク検出された信号は図２（Ｂ）に示
すように、次のＡＥ発生時のピーク値検出の為一定時間
経過後にリセットされる。
【００１１】このピーク信号はＶ／Ｆ変換器４に入力さ
れ、図２（Ｃ）に示すようにピーク信号の電圧レベルに
応じた可聴帯域の周波数に変換される。変換された可聴
周波数の信号はオーディオアンプ５で所定のレベルに増
幅される。この変換装置Ａの出力信号は、拡声器６に入
力され、ピーク検出器３の保持時間の間、拡声器６の放
声により音として聞くことが可能となる。またＡＥ波の
レベルの違いは周波数の高低で聞き分けることができる
。
れ、図２（Ｃ）に示すようにピーク信号の電圧レベルに
応じた可聴帯域の周波数に変換される。変換された可聴
周波数の信号はオーディオアンプ５で所定のレベルに増
幅される。この変換装置Ａの出力信号は、拡声器６に入
力され、ピーク検出器３の保持時間の間、拡声器６の放
声により音として聞くことが可能となる。またＡＥ波の
レベルの違いは周波数の高低で聞き分けることができる
。
【００１２】なお、ＡＥ波のレベルはＡＥセンサの出力
において数μＶ〜数１００μＶと微小なため、使用の状
況によっては雑音の混入が無視できない場合がある。こ
のような場合には、プリアンプ２とピーク検出器３との
中間に数１０ＫＨｚ〜数１００ＫＨｚの帯域を持つバン
ドパスフィルタを挿入することにより雑音の除去を計る
ことができる。
において数μＶ〜数１００μＶと微小なため、使用の状
況によっては雑音の混入が無視できない場合がある。こ
のような場合には、プリアンプ２とピーク検出器３との
中間に数１０ＫＨｚ〜数１００ＫＨｚの帯域を持つバン
ドパスフィルタを挿入することにより雑音の除去を計る
ことができる。
【００１３】なお、上記実施例においては、保持機能を
有するピーク検出器３を適用した場合について説明した
が、これに限らず、材料に連続的に応力を加え続けてい
くと単発性のＡＥ波が短時間に多数発生し外見上連続し
て発生しているように見えるので、保持機能を持たない
ピーク検出器を適用することができ、また、ピーク検出
器に代えて実効値演算器を適用することもできる。
有するピーク検出器３を適用した場合について説明した
が、これに限らず、材料に連続的に応力を加え続けてい
くと単発性のＡＥ波が短時間に多数発生し外見上連続し
て発生しているように見えるので、保持機能を持たない
ピーク検出器を適用することができ、また、ピーク検出
器に代えて実効値演算器を適用することもできる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
固体材料のクラック，転位，変態に伴って生ずるＡＥ波
を可聴周波数の音響信号に変換して放声するようにした
ので、ＡＥの発生状況を容易に耳で確認することができ
、ＡＥを応用した材料のクラック検出や軸受の傷検出等
を迅速且つ効果的に行うことができる効果が得られる。
固体材料のクラック，転位，変態に伴って生ずるＡＥ波
を可聴周波数の音響信号に変換して放声するようにした
ので、ＡＥの発生状況を容易に耳で確認することができ
、ＡＥを応用した材料のクラック検出や軸受の傷検出等
を迅速且つ効果的に行うことができる効果が得られる。
【図１】この発明の実施例のブロック図である。
【図２】実施例の各部波形図である。
【図３】従来例のブロック図である。
１ ＡＥセンサ
６ 拡声器
Ａ 変換装置
Claims (1)
- 【請求項１】 固体材料のクラック，転位，変態に伴
って生ずるアコースティックエミッションを検出し電気
信号に変換するＡＥセンサと、該ＡＥセンサの出力信号
を可聴帯域の周波数の信号に変換する変換装置と、前記
変換装置の出力信号を音響信号に変換する拡声器とを備
えたことを特徴とするアコースティックエミッション聴
音器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3127088A JPH04351955A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | アコースティックエミッション聴音器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3127088A JPH04351955A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | アコースティックエミッション聴音器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04351955A true JPH04351955A (ja) | 1992-12-07 |
Family
ID=14951287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3127088A Pending JPH04351955A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | アコースティックエミッション聴音器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04351955A (ja) |
-
1991
- 1991-05-30 JP JP3127088A patent/JPH04351955A/ja active Pending
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