JPH0481135B2 - - Google Patents
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- JPH0481135B2 JPH0481135B2 JP59160061A JP16006184A JPH0481135B2 JP H0481135 B2 JPH0481135 B2 JP H0481135B2 JP 59160061 A JP59160061 A JP 59160061A JP 16006184 A JP16006184 A JP 16006184A JP H0481135 B2 JPH0481135 B2 JP H0481135B2
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- G—PHYSICS
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- 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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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は被検体を赤外線測定してコンピユー
タに取込まれた温度データに対しコンピユータ処
理を行つて被検体の応力分布を画像化する方法に
関する。[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) This invention relates to a method for imaging the stress distribution of a test object by performing infrared measurement on the test object and performing computer processing on the temperature data input into a computer. .
（従来の技術）
機械装置、部品、或いは、構造物等を設計する
場合、どの部位にどの程度の応力が掛つているか
を知ることが安全性の観点から重要な課題であ
る。近年、このような被検体の応力分布を非接触
で短時間に測定する方法が提案されている（特願
昭55−56691）。この方法の原理を以下簡単に説明
する。(Prior Art) When designing mechanical devices, parts, structures, etc., it is an important issue from a safety standpoint to know which parts are subjected to how much stress. In recent years, a method has been proposed for measuring the stress distribution of such an object in a short time without contact (Japanese Patent Application No. 56,691/1982). The principle of this method will be briefly explained below.
この出願の発明者は第４図に示すように被検体
１に荷振機２によつて繰り返し圧縮及び引張り荷
重を負荷すると、被検体１の表面温度が荷重負荷
の周期に同期して荷重０の時の温度を中心として
上昇及び下降を繰り返すことを見出した。 The inventor of this application discovered that when compressive and tensile loads are repeatedly applied to the test object 1 using a load shaker 2 as shown in FIG. It was found that the temperature repeatedly rises and falls around the temperature at .
例えば、第５図Ａに示すように、被検体に正弦
波的に荷重を負荷すると、正の半サイクルに対応
する圧縮荷重及び負の半サイクルに対応する引張
荷重に同期して、被検体表面温度は第５図Ｂに示
すように正弦波的に上昇及び下降を繰り返す。ま
た、圧縮荷重又は引張荷重を矩形波的に負荷した
場合にも（それぞれ第５図Ｃ及びＥに示す）、こ
れらに同期して表面温度が上昇又は下降する（第
５図Ｄ及びＦに示す）。 For example, as shown in FIG. 5A, when a load is applied to the test object in a sinusoidal manner, the test object surface synchronously with the compressive load corresponding to the positive half cycle and the tensile load corresponding to the negative half cycle. The temperature rises and falls repeatedly in a sinusoidal manner as shown in FIG. 5B. Furthermore, when a compressive load or a tensile load is applied in a rectangular waveform (as shown in Figures 5C and E, respectively), the surface temperature increases or decreases in synchronization with these (as shown in Figures 5D and F). ).
このような表面温度の変化量と応力変化との間
には比例関係があることがわかつているので、被
検体に繰り返し荷重を負荷して特定点での温度変
化の幅を検出すれば、その点における応力の大き
さを知ることが出来る。 It is known that there is a proportional relationship between the amount of change in surface temperature and stress change, so if a load is repeatedly applied to the test object and the width of temperature change at a specific point is detected, the width of the temperature change can be calculated. You can know the magnitude of stress at a point.
このような原理に基づく応力分布の画像化方法
につき従来考えられている方法を、第６図を参照
して簡単に説明する。 A conventional stress distribution imaging method based on such a principle will be briefly described with reference to FIG. 6.
第６図に示す例は被検体の一点（一ポイント）
毎の走査で赤外線測定を行つて、応力分布を画像
化する方法である。被検体１に荷振機２により荷
重負荷を与え、各ポイント毎にスキヤナ３を停止
させて赤外線検出器４でそれぞれの温度データを
読取る。例えば正弦波的の負荷荷重の場合には、
検出されたアナログ温度データを切換器５で正の
半サイクルと負の半サイクルとで切換えてＡ／Ｄ
変換器６（６ａ及び６ｂ）に送り、そこでデジタ
ル温度データに変換した後、それぞれコンピユー
タ７内の対応するメモリ７ａ，７ｂに記憶する。
この記憶された温度データから、同一周期内の、
負荷振幅差が最大となる二つの時点における第一
及び第二温度データを個別にかつ各周期毎に読取
つて平均化回路７ｃでそれぞれ平均化する。この
例では、第一温度データを正の最大振幅時におけ
るデータとし、第二温度データを負の最大振幅時
におけるデータとし得るが、また、正負の各最大
振幅時に幅を持たせ、その時間間隔内での検出温
度データの平均化を行い、各周期毎に得られたこ
れら平均化された値の加重平均を求め、これらを
第一及び第二温度データとすることも出来る。こ
れら第一及び第二温度データの差を差演算器７ｄ
で求め、この差すなわち応力情報を含む温度情報
を例えばCRTのような表示装置８に供給し、よ
つて、被検体の応力分布を画像表示させることが
出来る。 The example shown in Figure 6 is one point on the subject.
This method performs infrared measurement during each scan to visualize the stress distribution. A load is applied to the object 1 by the load shaker 2, the scanner 3 is stopped at each point, and the infrared detector 4 reads the temperature data at each point. For example, in the case of a sinusoidal load,
The detected analog temperature data is switched between a positive half cycle and a negative half cycle by the switch 5 and converted into A/D.
After being sent to the converter 6 (6a and 6b) where it is converted into digital temperature data, it is stored in the corresponding memories 7a and 7b in the computer 7, respectively.
From this stored temperature data, within the same cycle,
The first and second temperature data at the two points in time when the load amplitude difference is maximum are read individually and in each cycle, and averaged by the averaging circuit 7c. In this example, the first temperature data can be the data at the time of the maximum positive amplitude, and the second temperature data can be the data at the time of the maximum negative amplitude. It is also possible to average the detected temperature data within the temperature range, obtain a weighted average of these averaged values obtained for each cycle, and use these as the first and second temperature data. A difference calculator 7d calculates the difference between these first and second temperature data.
This difference, ie, temperature information including stress information, is supplied to a display device 8, such as a CRT, so that the stress distribution of the subject can be displayed as an image.
尚、荷振機２、切換器５、Ａ／Ｄ変換器６ａ，
６ｂ、メモリ７ａ，７ｂ、平均化回路７ｃ、差演
算器７ｄのタイミングをタイミング回路９からの
タイミング信号で取る。 In addition, the load shaker 2, the switching device 5, the A/D converter 6a,
6b, memories 7a, 7b, averaging circuit 7c, and difference calculator 7d are determined by a timing signal from a timing circuit 9.
このポイント測定方法であると、画像全体につ
き一点毎に温度データを測定し画像化していかな
ければならないので時間がかかる。そこで、ライ
ン又は一画面走査での測定を行つて測定時間の短
縮を図る方法も考えられる。 This point measurement method requires time to measure temperature data point by point for the entire image and convert it into an image. Therefore, a method of shortening the measurement time by performing measurement by scanning a line or one screen may also be considered.
この場合には、荷重を負荷している間、被検体
の一部分、或いは、全部を走査して検出したアナ
ログ温度データを前述と同様にコンピユータ７の
各メモリ７ａ及び７ｂに記憶させる。この走査は
一ライン走査でも、数ライン走査でも、一フイー
ルド走査でも良い。そして、一ライン中に、例え
ば、256〜512の点を取り、一ラインを何回も高速
走査し、これら一ラインのデータを各第一及び第
二温度データを上述したメモリ７ａ，７ｂにそれ
ぞれ記憶した後これより読取つて平均化回路７ｃ
で第一及び第二温度データの平均化値を出し、差
演算器７ｄで平均値の差演算を行つてその結果を
一画面メモリ（図示していない）に記憶させる。
そして、一画面当りの温度情報が記録された後、
前述と同様に表示装置８にこの温度情報を送り、
応力分布の画像表示を行う。 In this case, analog temperature data detected by scanning a part or all of the object while the load is being applied is stored in each of the memories 7a and 7b of the computer 7 in the same way as described above. This scanning may be one line scanning, several line scanning, or one field scanning. Then, for example, 256 to 512 points are taken in one line, one line is scanned at high speed many times, and the data of these one line is stored in the memories 7a and 7b as the first and second temperature data, respectively. After memorizing it, it is read from this and the averaging circuit 7c
An average value of the first and second temperature data is obtained, a difference calculation between the average values is performed by a difference calculator 7d, and the result is stored in a one-screen memory (not shown).
Then, after the temperature information per screen is recorded,
Send this temperature information to the display device 8 in the same way as described above,
Displays an image of stress distribution.
同様にして、一画面走査では、テレビジヨン走
査と同程度の走査速度で被検体１を走査する必要
がある点を除けば、他の点は前述のライン走査の
場合と同様に処理を行つて、応力分布の画像化を
図ることが出来る。 Similarly, in single-screen scanning, except for the fact that the subject 1 needs to be scanned at a scanning speed comparable to that of television scanning, other points are processed in the same way as in the case of line scanning described above. , it is possible to image the stress distribution.
（発明が解決しようとする問題点）
このような原理による応力分布の画像化方法で
は、同一点について第一温度データと第二温度デ
ータを測定するということが各点について正確な
応力値を求める上での前提である。ところが、こ
のような前提は、被検体が応力により大きく変形
する場合には満足されないことが多い。すなわ
ち、熱弾性効果を用いた被検体の温度分布の測定
では、被検体に応力によつて生じる温度差は0.01
〜0.5℃という微小な温度であるのに対し、被検
体には応力に無関係な温度勾配がはじめから存在
し、この温度勾配が例えば１℃／mm程度もある。
従つて、荷重負荷による被検体の変形により第一
温度データと第二温度データとで測定位置が１mm
でもずれていると、位置ずれによる温度差が１℃
も発生することになり、応力による温度差（0.01
〜0.5℃）は位置ずれによる温度差によつて隠さ
れて大きな誤差が発生してしまい、正確な応力分
布を測定することは困難である。(Problem to be Solved by the Invention) In the stress distribution imaging method based on this principle, measuring the first temperature data and the second temperature data at the same point makes it difficult to obtain accurate stress values at each point. This is the premise above. However, such a premise is often not satisfied when the subject is significantly deformed due to stress. In other words, when measuring the temperature distribution of a test object using the thermoelastic effect, the temperature difference caused by stress on the test object is 0.01.
Although the temperature is as small as ~0.5°C, a temperature gradient unrelated to stress already exists in the specimen, and this temperature gradient is, for example, about 1°C/mm.
Therefore, due to the deformation of the test object due to load application, the measurement position is 1 mm between the first temperature data and the second temperature data.
However, if it is misaligned, the temperature difference due to the misalignment will be 1°C.
temperature difference due to stress (0.01
~0.5°C) is hidden by the temperature difference due to positional misalignment, resulting in a large error, making it difficult to accurately measure the stress distribution.
このような誤差の発生は、位置ずれが発生する
前と後で第一及び第二の温度データを測定してい
ることに起因している。そこで、本発明者は、荷
重による変形とか、位置ずれを生じる被検体の場
合に誤差を除去して正確な温度データを得るため
に、被検体表面に熱応答時間が繰り返し荷重パル
スの荷重印加期間に近い熱フイルタを付着し、熱
フイルタの温度が急激に上昇又は下降しないよう
にして温度変化の応答を遅らせると共に、一方の
温度データの検出のタイミングをずらし、同じ荷
重が印加されている期間に２つの温度データを測
定することを考えた。このようにすれば、圧縮又
は引張の一方の荷重期間の間に２つの温度データ
を測定できるので、２つの温度データを測定した
時に被検体の位置ずれは発生していないので、同
一位置について正確に第一及び第二の温度データ
を測定することができる。 The occurrence of such errors is due to the fact that the first and second temperature data are measured before and after the positional deviation occurs. Therefore, in order to remove errors and obtain accurate temperature data in the case of a test object that is deformed or misaligned due to load, the inventors have developed a method to increase the thermal response time of the test object surface during the load application period of repeated load pulses. Attach a heat filter close to the temperature of the heat filter to prevent the temperature of the heat filter from rising or falling rapidly, delaying the response to temperature changes, and shifting the timing of detection of one temperature data to prevent the temperature of the heat filter from rising or falling rapidly. We considered measuring two temperature data. In this way, two temperature data can be measured during one of the compression or tension loading periods, so when the two temperature data are measured, there is no positional shift of the subject, so the same position can be accurately measured. First and second temperature data can be measured.
従つて、この発明の目的は、被検体に荷重をか
けた時、被検体が伸び、曲げ等によつて変形した
り、或いは、位置ずれを生じる場合であつても、
より正確に応力分布状況の画像化を図る方法を提
供することにある。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a method for applying a load to a test object, even if the test object is deformed by elongation, bending, etc., or misaligned.
The object of the present invention is to provide a method for more accurately imaging stress distribution.
（問題点を解決するための手段）
この目的の達成を図るため、この発明によれ
ば、被検体に荷重を繰り返し負荷し、この被検体
を赤外線検出器を用いて走査して、荷重の一周期
毎に最大荷重振幅差を与える二つの時間期間にお
ける該被検体の各温度を第一温度データ及び第二
温度データとしてそれぞれ検出し、これら第一及
び第二温度データの差演算を行つて、被検体の応
力分布を画像化するに当り、前述の被検体の表面
に熱フイルタを付着し、前記荷重を相異なる第一
荷重レベル及び第二荷重レベルが繰り返される矩
形波状の荷重とし、熱フイルタを付着させた被検
体を赤外線検出器を用いて走査して、前記被検体
に対する荷重負荷の第一の荷重レベルの停止値後
及び次の第一の荷重レベルの開始直前の温度デー
タを前記第一及び第二温度データとしてコンピユ
ータにそれぞれ取込み、第一及び第二温度データ
の差演算を行つて応力分布の情報を含む温度情報
を求め、この温度情報を基にして応力分布の画像
表示を行わせることを特徴とする。(Means for Solving the Problems) In order to achieve this object, according to the present invention, a load is repeatedly applied to a test object, and the test object is scanned using an infrared detector to reduce the load. Detecting each temperature of the subject in two time periods giving a maximum load amplitude difference for each cycle as first temperature data and second temperature data, and calculating the difference between these first and second temperature data, In order to image the stress distribution of the test object, a thermal filter is attached to the surface of the test object, the load is a rectangular wave-like load in which different first and second load levels are repeated, and the thermal filter is The test object to which the test object is attached is scanned using an infrared detector, and the temperature data after the stop value of the first load level of the load application to the test object and immediately before the start of the next first load level is obtained. The first and second temperature data are respectively imported into the computer, and the difference between the first and second temperature data is calculated to obtain temperature information including stress distribution information. Based on this temperature information, an image of the stress distribution is displayed. It is characterized by
（作用）
このように構成すれば、第一の荷重レベルの停
止直後に熱フイルタに残存している第一の荷重レ
ベルにおける温度を測定して得た温度データを第
一温度データとし、次の第一の荷重レベルの開始
直前に熱フイルタの温度を測定して得た温度デー
タを第二温度データとしてコンピユータに取り込
むので、２つの温度データは同一の荷重レベルの
時に測定される。そのため、位置ずれや、変形に
起因する温度データの測定誤差が生じることがな
く、従つて、一層正確な温度データが得られ、よ
つて、一層正確に応力分布の画像化を図ることが
出来る。(Function) With this configuration, the temperature data obtained by measuring the temperature at the first load level that remains in the heat filter immediately after the first load level stops is used as the first temperature data, and the temperature data obtained by measuring the temperature at the first load level immediately after the first load level stops is used as the first temperature data. Since the temperature data obtained by measuring the temperature of the thermal filter immediately before the start of the first load level is input into the computer as the second temperature data, the two temperature data are measured at the same load level. Therefore, measurement errors in temperature data due to positional deviation or deformation do not occur, and therefore, more accurate temperature data can be obtained, and therefore, it is possible to image the stress distribution more accurately.
（実施例）
以下、第１図〜第３図を参照して、この発明の
実施例につき説明する。(Embodiments) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
この発明では、先ず、被検体の表面の全体又は
測定しようとする領域に熱応答時間か繰り返し荷
重パルスの荷重印加期間に近い熱フイルタを付着
する。この熱フイルタとしてこれを被検体に密着
させて使用した時、この熱フイルタの温度が被検
体の温度変化よりゆるやかに変化するような材料
のものを選ぶ。 In this invention, first, a thermal filter is attached to the entire surface of the object or the area to be measured, with a thermal response time that is close to the load application period of repeated load pulses. The thermal filter is selected from a material such that when it is used in close contact with the subject, the temperature of the thermal filter changes more slowly than the temperature of the subject.
このように、熱フイルタを被検体に密着させれ
ば、温度がゆるやかに変化すると共に、例えば荷
重パルスを間隔をおいて繰り返し印加した場合、
荷重印加期間には被検体に位置ずれがあるが、荷
重を停止させた直後では、荷重が負荷されていな
いので位置ずれが無く、しかも、荷重の負荷が停
止した直後の短時間は荷重時の温度が位置ずれが
なく残存していることとなる。 In this way, if the thermal filter is brought into close contact with the subject, the temperature will change gradually, and if, for example, load pulses are repeatedly applied at intervals,
During the load application period, there is a positional shift in the test object, but immediately after the load is stopped, there is no positional shift because the load is not applied. This means that the temperature remains without any positional deviation.
この熱フイルタが被着された被検体に対して荷
重パルスを繰り返し負荷することにより熱フイル
タ上の温度分布、すなわち、被検体の表面の温度
分布を正確に検出することが出来るが、このよう
な熱フイルタを用いることによる効果を一層発揮
させるようにするため、この実施例では、第１図
Ａに示すように、相異なる第一及び第二の２つの
荷重レベルが繰り返される矩形波状の荷重を用い
る。本実施例では、低レベルの方を荷重零（無荷
重）として説明する。 By repeatedly applying load pulses to a test object to which this heat filter is attached, it is possible to accurately detect the temperature distribution on the heat filter, that is, the temperature distribution on the surface of the test object. In order to further demonstrate the effect of using a thermal filter, in this embodiment, as shown in FIG. use In this embodiment, the lower level is assumed to be zero load (no load).
このような矩形波状荷重を印加すると、被検体
の温度は、第１図Ｂに示すように、荷重波形にほ
ぼ対応するが、立ち上がり及び立ち下がりがやや
遅れた波形となる。 When such a rectangular waveform load is applied, the temperature of the subject becomes a waveform that almost corresponds to the load waveform, but with a slightly delayed rise and fall, as shown in FIG. 1B.
そして、被検体に密着させた熱フイルタの温度
は、第１図Ｃに示すように変化し、一方の荷重の
負荷を停止した直後でも充分な温度が残存するの
で、この荷重停止直後の熱フイルタの温度データ
を圧縮時の温度データ（前述の第一温度データに
対応する）として、第１図Ｄで示すようなタイミ
ングパルスで、コンピユータに取込み、かつ、再
荷重負荷直前の熱フイルタの温度データを引張時
の温度データ（前述の第二温度データに対応す
る）として、第１図Ｅに示すようなタイミングパ
ルスで、コンピユータに取込めば良い。 The temperature of the thermal filter that is in close contact with the subject changes as shown in Figure 1C, and since sufficient temperature remains even after one load is stopped, the temperature of the thermal filter immediately after the load is stopped. The temperature data at the time of compression (corresponding to the first temperature data described above) is input into the computer using timing pulses as shown in Figure 1D, and the temperature data of the thermal filter immediately before reloading is obtained. It is sufficient to input the temperature data (corresponding to the above-mentioned second temperature data) at the time of tension into the computer using a timing pulse as shown in FIG. 1E.
これらコンピユータに取込んだ両温度データを
下にして、その後のコンピユータ処理を行うこと
によつて、応力分布の画像化を行えば良い。 Stress distribution can be imaged by performing subsequent computer processing with both temperature data taken into the computer as the bottom.
従つて、この実施例では、この点に着目し、荷
重時の温度データを取るタイミングを、第１図Ｄ
に示すように、荷重の負荷が停止して荷重が零と
なつた直後の時点にずらし、このタイミングで被
検体に被着している熱フイルタの温度データを第
一温度データとしてコンピユータに取込み、取込
んだ温度データから荷重時温度を求め、かつ、再
荷重負荷直前の熱フイルタの温度データを第二温
度データとしてコンピユータに取込み、その後の
処理は、以下に説明するように、例えば、第２図
又は第３図に示す装置を用いて画像化を行えば良
い。 Therefore, in this embodiment, we focused on this point and set the timing for taking temperature data during loading as shown in Fig. 1D.
As shown in , the temperature is shifted to the point immediately after the load stops and the load becomes zero, and at this timing, the temperature data of the thermal filter attached to the subject is imported into the computer as the first temperature data. The temperature at the time of loading is determined from the imported temperature data, and the temperature data of the thermal filter immediately before reloading is imported into the computer as second temperature data.The subsequent processing is performed as described below. Imaging may be performed using the apparatus shown in FIG.
そこで、先ず、第１図Ａ〜Ｈ及び第２図を参照
して、被検体１の一点（一ポイント）毎の走査で
赤外線測定を行つて、応力分布の画像化を図る方
法につき説明する。 First, with reference to FIGS. 1A to 1H and FIG. 2, a method for imaging the stress distribution by performing infrared measurement by scanning each point of the object 1 will be described.
第２図は、この方法の実施に使用する装置系を
示す線図で、被検体１の表面に熱フイルタを密着
させて設けてある。３はスキヤナで、第１図Ａに
示すように、荷振機２で被検体１で矩形波状の荷
重パルスを周期的に、例えば約１秒の持続時間で
かつ約１秒の間隔で、負荷する。このポイント検
出の場合には、これら荷重パルスが加わつている
間は走査しないで、一つのポイント、例えば第一
ポイント、に止つていて、この第一ポイントの温
度データを読取り、次の荷重パルスの負荷時には
次の第二ポイントに移りこのポイントに止つて第
二ポイントの温度データを読取る。このように、
各ポイント毎に走査を停止した状態で、赤外線検
出器４でそのポイントのアナログ温度データを読
取るように構成されている。このアナログ温度デ
ータは、荷重パルスを負荷している間は指数関数
的に上昇し、荷重パルスの負荷を停止すると指数
関数的に低下する。 FIG. 2 is a diagram showing an apparatus system used to carry out this method, in which a thermal filter is provided in close contact with the surface of the subject 1. 3 is a scanner, and as shown in FIG. do. In the case of this point detection, do not scan while these load pulses are applied, but stop at one point, for example, the first point, read the temperature data of this first point, and then apply the next load pulse. When the load is applied, it moves to the next second point and stops at this point to read the temperature data of the second point. in this way,
It is configured such that while scanning is stopped for each point, the infrared detector 4 reads analog temperature data at that point. This analog temperature data increases exponentially while applying the load pulse and decreases exponentially when the load pulse is removed.
５はこのアナログ温度データを増幅する増幅
器、６はＡ／Ｄ変換器でアナログ温度データをデ
ジタル温度データに変換して次段のコンピユータ
７に送る。 5 is an amplifier that amplifies this analog temperature data, and 6 is an A/D converter that converts the analog temperature data into digital temperature data and sends it to the computer 7 at the next stage.
９はタイミング回路で、荷振機２の荷重パルス
のタイミングを取ると共に、Ａ／Ｄ変換器６及び
コンピユータ７にも第１図Ｄ及びＥに示すような
タイミングパルスをそれぞれ供給する。第１図Ｄ
に示すタイミングパルスによつて、各ポイント毎
に、荷重パルスの負荷直後の、従つて、被検体１
の振動停止直後のデジタル温度データ（第１図Ｆ
に示す）をコンピユータ７へ取込むためのタイミ
ングを取る。さらに、第１図Ｅに示すタイミング
パルスによつて、次の荷重パルスの負荷開始直前
のデジタル温度データ（第１図Ｇに示す）を各ポ
イント毎にコンピユータ７にそれぞれ取込む。 A timing circuit 9 takes the timing of the load pulse of the load shaker 2 and also supplies timing pulses as shown in FIG. 1D and E to the A/D converter 6 and computer 7, respectively. Figure 1D
For each point, the timing pulse shown in FIG.
Digital temperature data immediately after the vibration stops (Fig. 1 F
) is taken into the computer 7. Furthermore, digital temperature data (shown in FIG. 1G) immediately before the start of the next load pulse is input into the computer 7 at each point using the timing pulse shown in FIG. 1E.
このようにして取込まれたそれぞれの温度デー
タの高さが荷重時温度T1及び無荷重時温度T2に
対応しており、これら温度データから、コンピユ
ータ処理によつて、各ポイント毎に平均化した
後、荷重時温度T1及び無荷重時温度T2をそれぞ
れ得、続いて、これら荷重時温度T1と無荷重時
温度T2との差演算を行つて、例えば、第１図Ｈ
に示すような、各ポイント毎に対応する温度情報
を得る。この温度情報の大きさが応力値に対応し
た輝度で表わされる。従つて、このようにして得
られた温度情報を例えばCRTのような表示装置
８に供給して、応力分布を画像表示させることが
出来る。 The height of each temperature data captured in this way corresponds to the loaded temperature T 1 and the unloaded temperature T 2 , and from these temperature data, the average is calculated for each point by computer processing. After that, the temperature under load T 1 and the temperature under no load T 2 are respectively obtained, and then the difference between the temperature T 1 under load and the temperature T 2 under no load is calculated, for example, as shown in FIG.
Obtain temperature information corresponding to each point as shown in . The magnitude of this temperature information is expressed by brightness corresponding to the stress value. Therefore, the temperature information obtained in this manner can be supplied to a display device 8 such as a CRT, and the stress distribution can be displayed as an image.
しかしながら、このポイント測定の方法は画像
全体につき一点毎に温度データを測定し画像化し
ていかなければならないので時間がかかる。 However, this point measurement method requires time to measure temperature data point by point for the entire image and convert it into an image.
従つて、次に、第１図Ａ〜Ｈ及び第３図を参照
して、この測定時間を短縮出来るライン又は一画
面走査での測定につき説明する。尚、第３図にお
いて第２図に示した構成成分と同様な構成部分に
ついては詳細な説明を省略する。 Therefore, next, with reference to FIGS. 1A to 1H and FIG. 3, a description will be given of measurement by line or single screen scanning, which can shorten the measurement time. In FIG. 3, detailed description of the same components as those shown in FIG. 2 will be omitted.
この場合には、第１図Ａに示すように、矩形波
状の荷重パルスを被検体１に負荷している時間、
例えば、約１秒の間にスキヤンナ３及び赤外線検
出器４で被検体の一部分、或いは、全部を走査し
て第１図Ｃに示すように温度変化する熱フイルタ
のアナログ温度データの一部分をコンピユータ７
に読取る。この走査は一ライン走査でも数ライン
或いは一フイールド走査であつても良い。そし
て、一ライン中に256〜512の点を取り、荷重パル
スの負荷時間中、一ラインを何回も高速走査し、
これらの点の温度データをタイミング回路９から
のタイミングパルス（第１図Ｄ及びＥ）でコンピ
ユータ７のラインメモリ１０ａに取込むと共
に、負荷停止時の温度データも同様にして一ライ
ンメモリ１０ｂに取込む。それぞれの一ライン
メモリ及び１０ａ及び１０ｂでは取込まれた
温度データの平均化を行つて平均値を出し、これ
ら平均値を荷重時温度T1及び無荷重温度T2とす
る（第１図Ｆ及びＧ）。 In this case, as shown in FIG. 1A, the time period during which a rectangular waveform load pulse is applied to the subject
For example, by scanning part or all of the object with the scanner 3 and infrared detector 4 for about 1 second, a part of the analog temperature data of the thermal filter whose temperature changes as shown in FIG. 1C is sent to the computer 7.
to read. This scanning may be one line scanning, several lines, or one field scanning. Then, 256 to 512 points are taken in one line, and one line is scanned at high speed many times during the loading time of the load pulse.
Temperature data at these points is loaded into the line memory 10a of the computer 7 using timing pulses from the timing circuit 9 (FIG. 1 D and E), and temperature data when the load is stopped is also loaded into the line memory 10b in the same way. It's crowded. Each one-line memory and 10a and 10b average the captured temperature data to obtain an average value, and these average values are used as the temperature under load T 1 and the temperature without load T 2 (Fig. 1 F and 10B). G).
次に、コンピユータ７でこれら荷重時温度T1
及び無荷重温度T2の差演算（図中１１で示す）
を行つて温度情報△Ｔ（第１図Ｈ）を求め、この
温度情報△Ｔを一画面メモリ１２に記憶させる。
一画面当りの温度情報が記憶された後、コンピユ
ータ７から表示装置に信号を送り、温度分布を画
像表示させる。この場合得られた温度分布画像で
表示されている画像の輝度が応力値に対応した大
きさを表わしている。 Next, the computer 7 calculates these loading temperatures T 1
and calculation of the difference between the no-load temperature T 2 (indicated by 11 in the figure)
is performed to obtain temperature information ΔT (H in FIG. 1), and this temperature information ΔT is stored in the one-screen memory 12.
After the temperature information per screen is stored, the computer 7 sends a signal to the display device to display the temperature distribution as an image. In this case, the brightness of the image displayed in the obtained temperature distribution image represents the magnitude corresponding to the stress value.
一画面走査の時は、テレビジヨン走査と同程度
の走査速度で、被検体１を走査する必要がある点
を除けば、他の点は前述のライン走査の場合と同
様に処理を行つて、応力分布を画像化することが
出来る。 When performing single-screen scanning, except for the fact that the subject 1 needs to be scanned at a scanning speed comparable to that of television scanning, the other points are processed in the same way as in the case of line scanning described above. Stress distribution can be visualized.
なお、上述した説明では、矩形波状荷重の一方
の荷重レベルが零で、第一及び第二温度データを
荷重レベルが零の期間に測定する場合を例にあげ
て説明したが、第一及び第二温度データを荷重が
印加されている期間に測定しても良いし、引張り
荷重と圧縮荷重のように荷重の方向が互いに逆方
向の２種のレベルの荷重を繰り返し印加するよう
な矩形波状荷重を用いても同様に実施できる。 In addition, in the above explanation, an example was given in which the load level of one of the rectangular wave loads is zero and the first and second temperature data are measured during the period when the load level is zero. Two-temperature data may be measured during the period when the load is being applied, or a rectangular waveform load may be used, such as tensile load and compressive load, in which two levels of load with opposite load directions are repeatedly applied. It can be implemented in the same way using .
（発明の効果）
上述した説明からも明らかなように、この発明
の方法によれば、先ず、被検体の全体又は測定し
ようとする領域に熱フイルタを付着し、さらに、
荷重として第一及び第二の２つの荷重レベルが繰
り返される矩形波状の荷重を負荷し、被検体に対
する第一レベルの荷重印加の停止直後の熱フイル
タの温度を第一温度データとして読取ると共に、
次の第一レベルの荷重印加の直前における熱フイ
ルタの温度を第二温度データとして読取つている
ので、２つの温度データを同じ荷重レベルの期間
内で位置ずれがない状態で読取ることができる。
従つて、この発明は応力分布を一層正確に画像化
することが出来るという利点を有する。(Effects of the Invention) As is clear from the above explanation, according to the method of the present invention, first, a thermal filter is attached to the entire subject or the area to be measured, and then,
Applying a rectangular wave-like load in which two load levels, first and second, are repeated as a load, and reading the temperature of the thermal filter immediately after stopping the application of the first level load to the subject as first temperature data,
Since the temperature of the thermal filter immediately before the next first level load application is read as the second temperature data, two temperature data can be read within the same load level period without positional deviation.
Therefore, the present invention has the advantage that stress distribution can be imaged more accurately.
さらに、被検体に負荷される圧縮又は引張の片
方の荷重側だけで測定するのであるから、位置ず
れがなく精度の高い応力分布画像が得られる。 Furthermore, since measurement is performed only on one side of the load, compressive or tensile, applied to the object, a highly accurate stress distribution image without positional deviation can be obtained.
第１図Ａ〜Ｈはこの発明の実施例をそれぞれ説
明するための波形図、第２図はこの発明の説明に
供する装置系を示す線図、第３図はこの発明の説
明に供する他の装置系を示す線図、第４図はこの
発明の方法の説明に供する線図、第５図Ａ〜Ｆは
従来及びこの発明の原理を説明するための、被検
体部分を示す線図及び信号波形図、第６図は従来
及びこの発明の説明に供する装置系を示す線図で
ある。
１……被検体、２……荷振機、３……スキヤ
ナ、４……赤外線検出器、５……増幅器、６……
Ａ／Ｄ変換器、７……コンピユータ、９……タイ
ミング回路、８……表示装置、１０ａ……一ライ
ンメモリ、１０ｂ……ラインメモリ、１１…
…差演算、１２……一画面メモリ。
1A to 1H are waveform diagrams for explaining the embodiments of this invention, FIG. 2 is a diagram showing an apparatus system for explaining this invention, and FIG. 3 is a diagram for explaining other embodiments of this invention. Diagrams showing the apparatus system; FIG. 4 is a diagram used to explain the method of the present invention; FIGS. The waveform diagram and FIG. 6 are diagrams showing a conventional apparatus system and an apparatus system used for explaining the present invention. 1... Subject, 2... Load shaker, 3... Scanner, 4... Infrared detector, 5... Amplifier, 6...
A/D converter, 7... Computer, 9... Timing circuit, 8... Display device, 10a... One line memory, 10b... Line memory, 11...
...Difference operation, 12...One screen memory.
Claims (1)
重の一周期毎に最大荷重振幅差を与える二つの時
間期間における該被検体の各温度を第一温度デー
タ及び第二温度データとしてそれぞれ検出し、 これら第一及び第二温度データの差演算を行つ
て、被検体の応力分布を画像化するに当り、 前記被検体の表面に熱フイルタを付着し、 前記荷重を相異なる第一荷重レベル及び第二荷
重レベルが繰り返される矩形波状の荷重とし、 熱フイルタを付着させた被検体を赤外線検出器
を用いて走査して、前記被検体に対する荷重負荷
の第一の荷重レベルの停止直後及び次の第一の荷
重レベルの開始直前の温度データを前記第一及び
第二温度データとしてコンピユータにそれぞれ取
込み、これら第一及び第二温度データの差演算を
行つて応力分布の情報を含む温度情報を求め、該
温度情報を基にして応力分布の画像表示を行わせ
ることを特徴とする応力分布の画像化方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の応力分布の画像
化方法において、前記赤外線検出器による走査は
ポイント走査、ライン走査又は一画面走査のいづ
れかの走査で行うことを特徴とする応力分布の画
像化方法。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の応力分布の画像
化方法において、前記熱フイルタとして、前記荷
重の持続時間に近い応答時間を持つものを用いた
ことを特徴とする応力分布の画像化方法。[Claims] 1. A load is repeatedly applied to a test object, and the test object is scanned using an infrared detector to obtain the maximum load amplitude difference for each cycle of the test object during two time periods. Detecting each temperature as first temperature data and second temperature data, respectively, and calculating the difference between these first and second temperature data to image the stress distribution of the subject, the surface of the subject. A heat filter is attached to the load, the load is a rectangular wave-like load in which different first load levels and second load levels are repeated, and the test object to which the heat filter is attached is scanned using an infrared detector, Temperature data immediately after the first load level of load application to the test object stops and immediately before the start of the next first load level is input into the computer as the first and second temperature data, and these first and second temperatures are 1. A method for imaging a stress distribution, which comprises performing a data difference calculation to obtain temperature information including stress distribution information, and displaying an image of the stress distribution based on the temperature information. 2. The stress distribution imaging method according to claim 1, wherein the scanning by the infrared detector is performed by point scanning, line scanning, or single screen scanning. Method. 3. The stress distribution imaging method according to claim 1, wherein the thermal filter has a response time close to the duration of the load.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16006184A JPS6138443A (en) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | Method for imaging stress distribution |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16006184A JPS6138443A (en) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | Method for imaging stress distribution |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6138443A JPS6138443A (en) | 1986-02-24 |
| JPH0481135B2 true JPH0481135B2 (en) | 1992-12-22 |
Family
ID=15707054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16006184A Granted JPS6138443A (en) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | Method for imaging stress distribution |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6138443A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012103122A (en) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Jtekt Corp | Method for measuring stress |
| JP2012103124A (en) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Jtekt Corp | Stress measuring method |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63269026A (en) * | 1987-04-27 | 1988-11-07 | Nippon Denki Sanei Kk | Apparatus for measuring infrared temperature distribution |
| JPS646906A (en) * | 1987-06-29 | 1989-01-11 | Asahi Optical Co Ltd | Phase element |
| JPS6410136A (en) * | 1987-07-03 | 1989-01-13 | Nippon Avionics Co Ltd | Instrument for measuring stress distribution by infrared ray |
| JP4610955B2 (en) * | 2004-07-15 | 2011-01-12 | ▲隆▼英 阪上 | Method and apparatus for measuring thermal influence due to plastic deformation |
| JP6786915B2 (en) * | 2016-07-07 | 2020-11-18 | 横浜ゴム株式会社 | Evaluation method of rubber composition for tires |
-
1984
- 1984-07-30 JP JP16006184A patent/JPS6138443A/en active Granted
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012103122A (en) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Jtekt Corp | Method for measuring stress |
| JP2012103124A (en) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Jtekt Corp | Stress measuring method |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6138443A (en) | 1986-02-24 |
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