JPH0440361A - 二面間の圧着力の検知方法及び装置 - Google Patents

二面間の圧着力の検知方法及び装置

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JPH0440361A
JPH0440361A JP2147073A JP14707390A JPH0440361A JP H0440361 A JPH0440361 A JP H0440361A JP 2147073 A JP2147073 A JP 2147073A JP 14707390 A JP14707390 A JP 14707390A JP H0440361 A JPH0440361 A JP H0440361A
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JP
Japan
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reflected wave
wave
frequency
ultrasonic
bonding force
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JP2147073A
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English (en)
Inventor
Shoji Suyama
須山 昇司
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/12Analysing solids by measuring frequency or resonance of acoustic waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028Material parameters
    • G01N2291/02827Elastic parameters, strength or force
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、伝熱管と管板とのエキスバンド接合部の圧着
力検知等に好適な二面間圧着力の検知方法及び装置に関
する。
〔従来の技術〕
二面間を圧着して成る接合構造は、焼ばめ構造又は冷し
ぼめ構造として知られており、発電用タービンの翼車と
主軸、鉄道車輌の車輪と軸などが代表として挙げられる
。また発電プラントの熱交換器における伝熱管と管板と
の接合に適用されているエキスバンド接合部も、圧着に
よる接合構造の一つである。
しかして、これらの二面間の圧着力の検知方法としで、
第6図説明図に示すような超音波法が知られている。す
なわち第6図において、20は超音波探触子、21は超
音波探傷器、22及び23が被検体であり、被検体22
の表面に油、水、グリセリンなどの接触媒質を介して超
音波探触子20を当てて超音波を発信し、被検体22に
超音波SOを入射させると、これが被検体23との境界
面に到達する。境界面に隙間があるか又は軽く接してい
る状態では、境界面に当てた入射波S。
はほぼ100%近(反射し、その反射波Srが超音波探
触子20に受信される。
一方墳界面が圧着した状態では、超音波の一部が境界面
を透過し、その分反射波Srは弱くなる。境界面を通過
した透過波Stは被検体230表面で反射した後、再度
境界面を透過してその透過波St2が超音波探触子20
に受信される。ここで境界面の圧着力Pと境界面の反射
波Sr及び透過波Stの振幅は、第7図線図に示すよう
な関係にあるので、反射波Sr及び透過波St2の振幅
又は反射波Srと透過波Stの振幅比に基づいて、境界
面の圧着力Pが検知できる。
この超音波法は、熱交換器の伝熱管エキスバンド接合部
や建設機械のローラーのブツシュ圧入部などの検査手段
として適用されている。第8図断面図は建設機械のロー
ラー24のブッシュ25圧入部の形状を示したものであ
り、被検体がこのような形状であれば、境界面の反射波
Srと透過波St2の両方がモニターできるので、それ
ぞれの振幅又はその振幅比をもって圧着力が検知できる
しかしながら、上記従来の反射波、透過波の振幅を基に
した検知方法では、次のような問題がある。
(11前記のローラーのブツシュ圧入部のように、境界
面の反射波と透過波の両方がモニターできる被検体形状
であれば問題はないが、多くの被検体では境界面の反射
波しかモニターできないので、信頼性の高い圧着力の検
知ができない。また超音波探触子を当てる被検体表面の
状態が例えば凹凸が大きいとか錆の付着や塗装があるな
ど悪いと、被検体への入射波が弱くなり、境界面の反射
波も弱くなって圧着力が大きいように誤判断する。
(2)圧着力が大きい場合には、反射波の振幅低下量が
太き(問題はないが、圧着力が小さい範囲では反射波の
振幅低下が僅かであり、圧着力が少ない被検体の圧着力
の検知手段としては信頼性に乏しい。例えば締付ボルト
におけるボルト又はナンドの座面の圧着力が減少してい
る場合には有効でない。
すなわちボルトによる接合は建築、?!梁。
鉄塔などの構造物に多用されているが、これらの構造物
は長年月経過すると、道路橋に例をとれば車輌の通行又
は地震などによる振動により締付力が緩んで、接合機能
が劣化する可能性がある。このためメンテナンス技術と
して、簡便でかつ確実な締付力の緩みの検知手段の出現
が切望されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、このような事情に鑑みて提案されたもので、
被検体形状2表面状態による圧着力検知能力の低下や誤
判断がないとともに、圧着力の少ない領域での検知も簡
便かつ適確に行うことができる二面間の圧着力の検知方
法及び装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
そのために本発明は、二つの被検体同士が圧着する境界
面に対して超音波が直角に入射するような配置で被検体
表面から広い周波数帯域を有する超音波探触子を押し当
てて超音波を送信し、上記境界面の反射波を受信してそ
の周波数スペクトラムのパターンを基にして圧着力を検
知することと、広い周波数帯域を有する超音波探触子、
広帯域のパルス電圧を発信する送信器、受信器、増幅器
、境界面の反射波信号を抽出するゲート回路よりなる超
音波探触部と、上記反射波信号を二つの周波数成分に分
離する周波数フィルター、演算処理部及び表示部よりな
る周波数スペクトラムのパターン解析部とを具えたこと
とを、それぞれ特徴とする。
〔作用〕
本発明二面間の圧着力の検知方法においては、広帯域探
触子を被検体の表面に押し当てて超音波を送信すると、
被検体中に超音波が入射して被検体の圧着面に当たり、
一部は圧着面を通過し一部は反射波として広帯域探触子
に受信される。この信号を周波数分析して反射波の周波
数スペクトラムが得られる。
そこで、この周波数スペクトラムから二つの特定周波数
の振幅比、特定周波数で二分した帯域の面積比などを算
出して、これらと圧着力との関係を対比して被検体圧着
面の圧着力が検知される。
〔実施例〕
第1図は本発明二面間の圧着力の検知方法の一実施例を
示す系統図、第2図、第3図は同上方法の原理を説明す
るもので、第2図は圧着力と超音波周波数スペクトラム
との関係の線図、第3図は周波数スペクトラムのパター
ン分析の線図、第4図は本発明方法を実施する装置の第
1実施例の系統図、第5図は第2実施例の系統図である
まず、本発明の二面間の圧着力の検知方法を第1図につ
いて説明する。
1は広帯域超音波探触子、2は超音波探傷器、3はゲー
ト回路、4は周波数分析器である。5及び6は被検体で
あり、これらは圧着力Pでもってその境界面が圧着され
ている。
圧着力を測定するにあたり、水、油、グリセリンなどの
接触媒質を介して広帯域探触子1を被検体5の表面に押
し付けて、超音波を送信すると、被検体5中に超音波S
Oが入射し、これが被検体6との境界面に当たり、部は
境界面を通過し、一部は反射波Srとして広帯域探触子
1に受信される。この信号を超音波探傷器2とゲート回
路3を経由して周波数分析器4へ送ると、反射波Srの
周波数スペクトラムが得られる。
第2図は、圧着力を段階的に変化させた場合の周波数ス
ペクトラムの変化を示したものであり、■は圧着力がな
い場合、■は圧着力が小さい場合、■は圧着力が比較的
大きい場合を示し、本図より次のことがいえる。
(1)二面が圧着した境界面はロウバスフィ゛ルター的
な作用を成し、境界面の反射波から見ると、低周波成分
がカントされるロウカットフィルター的な役目をする。
(2)  圧着力が増加するに伴って、反射波の低周波
成分のカット領域が高周波側へ移行する。
(3)反射波の振幅変化が僅かな小さい圧着力の領域で
もスペクトラムのパターン変化は明瞭である。
以上のように、境界面の反射波の周波数スペクトラムは
二面間の圧着力により特徴ある変化を示すので、第3図
において、そのパターン解析によって二面間の圧着力が
検知できる。パターン解析のパラメーターの具体例とし
て次のものが挙げられる。
(11ビーク周波数又は中心周波数(fm)。
(2)半値幅・・・ピーク周波数の振幅の半値の周波数
幅(fh2−fh、)。
(3)低周波数側の半値周波数(f h、 ) 。
(4)二つの特定周波数の振幅比(Aa/Ab又はA 
b / A a )。
(5)特定周波数で二分したスペクトラムの積分値の比
率(Z a / Z b又はZ b / Z a )。
次に、本発明の装置の第1実施例について説明する。第
4図は二面間の圧着力が比較的小さい領域における圧着
力の検知を目的とした装置である。同図において、1は
広帯域探触子、7は広帯域のパルス電圧を発信する送信
器、8は受信器、9は増幅器、3はゲート回路である。
そして10は高周波用バンドパスフィルター 11は低
周波用バンドパスフィルター 12は演算処理部、13
は表示部である。
本実施例は締付ボルトの緩みをチエツクする場合の例を
示しており、その作用について説明する。検査対象のボ
ルト17の頭部表面17aに水、油、グリセリンなどの
接触媒質を塗って広帯域探触子1を押し付け、送信器7
よりパルス電圧を発信すると、広帯域探触子1により広
い周波数帯域の超音波に変換され、ボルト17中に超音
波SOが入射し、締結体18に圧着するボルトの座面1
7bに当たり、反射波Srが生ずる。
反射波Srは広帯域探触子1に受信され、電圧に変換さ
れ受信器8に受信された後、増幅器9により増幅され、
ゲート回路3によりボルトの座面17bの反射波Srの
みを抽出する。抽出された反射波信号は高周波用バンド
パスフィルター10を通過して特定の高周波成分子すの
信号が演算処理部12に入力する。
一方同様にして低周波用バンドパスフィルター11では
特定の低周波成分子aの信号を抽出して、これを演算処
理部12に入力する。
演算処理部12では、第3図に示す二つの特定周波数f
a、fbの振幅Aa、Abの除算(Aa/Ab)を行っ
てその商を算出し、予め入力されている圧着力PとA 
a / A bの関係とを対比して、表示部13に、締
付力の緩みなし、緩み小、緩み大などを表示する。
更に、第2実施例の装置を第5図について説明する。こ
の装置では、第1実施例における周波数フィルタ一部分
がバイパスフィルター14とロウバスフィルター15に
代わっている。ゲート回路3までは第1実施例と同じで
あり説明を省略する。
ゲート回路3により抽出された境界面の反射波Srは、
バイパスフィルター14とロウバスフィルター15によ
り特定の周波数fbを超える信号とそれ以下の信号に分
離され、それぞれ演算処理部16に入力する。演算処理
部16では、第3図に示す、特定周波数で部分した信号
の積分すなわち周波数スペクトラムの面積Za、Zbを
算出するとともに、その除算(Za/Zb)を行ってそ
の商を算出し、予め入力されている圧着力PとZa/z
bの関係とを対比して、第1実施例と同様に表示部13
に締付力の状態を表示する。
かくして本発明の方法及び装置により次のような効果が
奏せられる。
(11単に境界面の反射波の振幅に基づいた圧着力の検
知方法ではなく、反射波の周波数特性を基にした検知方
法であるので、被検体表面の状態による影響がなくなる
。すなわち被検体表面に錆が付着して超音波の伝達損失
が大きくなり反射波の振幅が低下することがあっても、
反射波の周波数特性自身は変化しないので、従来法のよ
うな誤判断が解消できる。
(2)圧着力の少ない領域では、境界面の反射波の振幅
低下量は僅かであるが、周波数分析のパラメーターは確
実に変化するので、圧着力の変化を確実に検知できる。
また本発明の装置により、ボルトの締付力の緩みが簡便
にかつ確実に検知でき、ボルトによる締結されている構
造物のメンテナンス技術として有力な点検器となる。
〔発明の効果〕
要するに本発明によれば、二つの被検体同士が圧着する
境界面に対して超音波が直角に入射するような配置で被
検体表面から広い周波数帯域を有する超音波探触子を押
し当てて超音波を送信し、上記境界面の反射波を受信し
てその周波数スペクトラムのパターンを基にして圧着力
を検知することと、広い周波数帯域を有する超音波探触
子、広帯域のパルス電圧を発信する送信器、受信器、増
幅器、境界面の反射波信号を抽出するゲート回路よりな
る超音波探触部と、上記反射波信号を二つの周波数成分
に分離する周波数フィルター演算処理部及び表示部より
なる周波数スペクトラムのパターン解析部とを具えたこ
ととにより、それぞれ被検体形状1表面状態による圧着
力検知能力の低下や誤判断がないとともに、圧着力の少
ない領域での検知も簡便かつ適確に行うことができる二
面間の圧着力の検知方法及び装置を得るから、本発明は
産業上極めて有益なものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明二面間の圧着力の検知方法の一実施例を
示す系統図、第2図、第3図は同上方法の原理を説明す
るもので、第2図は圧着力と超音波周波数スペクトラム
との関係の線図、第3図は周波数スペクトラムのパター
ン分析の線図、第4図は本発明方法を実施する装置の第
1実施例の系統図、第5図は第2実施例の系統図である
。 第6図は従来の検知方法の説明図、第7図は圧着力と反
射波及び透過波振幅の関係の線図、第8図は二面間を圧
着して成る接合部材の断面図である。 1・・・広帯域超音波探触子、2・・・超音波探傷器、
3・・・ゲート回路、4・・・周波数分析器、5゜6・
・・被検体、7・・・送信器、8・・・受信器、9・・
・増幅器、10・・・高周波用バンドパスフィルタ11
・・・41HWa波用バンドパスフイルター12・・・
演算処理部、13・・・表示部、14・・・バイパスフ
ィルター、15・・・ロウバスフィルタ16・・・演算
処理部。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)二つの被検体同士が圧着する境界面に対して超音
    波が直角に入射するような配置で被検体表面から広い周
    波数帯域を有する超音波探触子を押し当てて超音波を送
    信し、上記境界面の反射波を受信してその周波数スペク
    トラムのパターンを基にして圧着力を検知することを特
    徴とする二面間の圧着力の検知方法。
  2. (2)広い周波数帯域を有する超音波探触子、広帯域の
    パルス電圧を発信する送信器、受信器、増幅器、境界面
    の反射波信号を抽出するゲート回路よりなる超音波探触
    部と、上記反射波信号を二つの周波数成分に分離する周
    波数フィルター、演算処理部及び表示部よりなる周波数
    スペクトラムのパターン解析部とを具えたことを特徴と
    する二面間の圧着力の検知装置。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05273179A (ja) * 1992-03-30 1993-10-22 Kubota Corp 二層管の密着状況の判定方法
JP2013501238A (ja) * 2009-08-04 2013-01-10 ザ・ボーイング・カンパニー 多層構造の隠れ層の異常を検出するシステム及び方法
JP2015114119A (ja) * 2013-12-09 2015-06-22 佐藤工業株式会社 あと施工アンカーの健全性評価方法及び評価装置
JP2015125008A (ja) * 2013-12-25 2015-07-06 川崎重工業株式会社 超音波探傷システム、および超音波探傷システムの制御方法
CN105136656A (zh) * 2015-09-09 2015-12-09 珠海格力新元电子有限公司 一种焊片电容的生产线及其检测装置
JP2016142692A (ja) * 2015-02-04 2016-08-08 富士重工業株式会社 嵌合状態検査装置
CN110108500A (zh) * 2019-04-26 2019-08-09 宁波亚大自动化科技有限公司 机油尺检测设备及其检测方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05273179A (ja) * 1992-03-30 1993-10-22 Kubota Corp 二層管の密着状況の判定方法
JP2013501238A (ja) * 2009-08-04 2013-01-10 ザ・ボーイング・カンパニー 多層構造の隠れ層の異常を検出するシステム及び方法
JP2015114119A (ja) * 2013-12-09 2015-06-22 佐藤工業株式会社 あと施工アンカーの健全性評価方法及び評価装置
JP2015125008A (ja) * 2013-12-25 2015-07-06 川崎重工業株式会社 超音波探傷システム、および超音波探傷システムの制御方法
JP2016142692A (ja) * 2015-02-04 2016-08-08 富士重工業株式会社 嵌合状態検査装置
CN105136656A (zh) * 2015-09-09 2015-12-09 珠海格力新元电子有限公司 一种焊片电容的生产线及其检测装置
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