JPH0531570Y2

JPH0531570Y2 -

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Publication number: JPH0531570Y2
Application number: JP15724887U
Authority: JP
Priority date: 1987-10-14
Filing date: 1987-10-14
Publication date: 1993-08-13
Anticipated expiration: 2002-10-14
Also published as: JPH0161658U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、被検査品に対する打撃振動を用いた
割れ検出装置に関する。

この割れ検出装置は、官能検査に代わる自動化
された被破壊検査として利用される。

〔従来の技術〕

被破壊検査の一つに、被検査品に打撃を加え、
その振動音を検出することにより被検査品の割れ
を検出するいわゆる打撃振動解析法がある。

この方法は、Ｘ線回折を用いた方法に比べて環
境衛生上の利点があるが、なかなか高い検出精度
が得られていない。

従来例としては、打撃振動の共振周波数と減衰
係数から亀裂発生を予測する手法が研究されてい
る（たとえば、「打撃振動解析法による金属材料
の機械的性質と亀裂の評価」；日本非破壊検査協
会第３分科会資料No.3844を参照のこと）。

また、特開昭48−30983号に見られるように、
打撃振動の減衰波形より得た固有振動数により割
れの判別をする技術も知られている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところが、前者によれば、Ｎ数を多くとつたと
きの亀裂の進展につれた予測が可能であるもの
の、亀裂が小さい時点での検出精度が十分ではな
い。また、後者によれば、減衰波形のバラツキが
一定のレベルに達するのは、振幅レベルが相当小
さくなつてからであり、精度が十分とは言えな
い。したがつて、本考案の目的は、打撃振動を用
いた割れ検出において、高精度で割れの発生を検
出することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本考案の割れ検出装置は、打撃振動を
分析するに当たり、１〜３次の固有周波数のレベ
ルを判定するとともに、デイレイ手段によつて１
〜３次の固有周波数に応じて固有周波数の分析時
期を異ならせ、もつとも精度の高い時期での分析
を可能としたことを特徴とする。

具体的には、本考案の構成は次の通りである。
なお、参考までに第１図における符号を付してあ
る。

本考案は、被検査品１０に打撃を加え、その振
動音を検出することにより被検査品１０の割れを
検出する装置である。

この装置は、被検査品１０に対する打撃手段１
２と、打撃により被検査品１０から発生する振動
を検出する振動検出手段１４と、振動検出手段１
４より送られる減衰波形を受けて所定時期に１〜
３次の固有周波数のレベルを検出する周波数分析
手段１６と、周波数分析手段１６へ１〜３次の固
有周波数の検出時期をそれぞれ指示するデイレイ
手段１８と、周波数分析手段１６から送られる１
〜３次の固有周波数のレベルを基準値と比較する
判定手段２０とからなる。

〔作用〕

本考案の作用について、第２図のフローチヤー
トに基づき説明する。

上述の本考案の割れ検出装置によれば、振動検
出手段１４によつて検出された被検査品１０の打
撃振動の固有周波数は、デイレイ手段２０で予め
決められた時期（１〜３次に対応した所定時間）
に周波数分析手段１６にデータが取り込まれる
（ステツプＡ）。次に、判定する固有周波数の次数
に応じたピーク値が周波数分析手段１６によつて
検出される（ステツプＢ）。検出されたピーク値
は、判定手段２０において基準値と比較がなされ
る（ステツプＣ）。そして、１〜３次の固有周波
数のレベルがすべて基準値以上のときに“割れな
し”の信号を出力し、そのレベルの一つでも基準
値以下のときに“割れ有り”の信号が出力される
ものである。このデイレイ手段１８による分析時
期は、割れの有無のレベルの差が最も大きい時期
に予め設定されている。

〔実施例〕

次に、第３図ないし第８図に基づき、本考案に
かかる割れ検出装置の実施例を説明する。

第３図は、割れ検出装置のブロツク図、第４図
は、検出された周波数の分析結果、第５図は、１
次固有振動のデイレイ時間と出力レベルとの関係
を示すグラフ、第６図は、２次固有振動に関する
第５図と同様のグラフ、第７図は、３次固有振動
に関する第５図と同様のグラフ、そして、第８図
は、検出周波数の減衰波形とデイレイタイミング
との関係を示す図である。

第３図に示す割れ検出装置３０において、治具
３２上に被検査物であるギヤ３４が載置されてい
る。治具３２の上方には、打撃手段として、振り
子式の打撃装置３６が設けられ、振り子先端の金
属球３８をギヤ３４に衝突させて振動を発生する
ようになつている。この金属球３８は、直径が
15.0mm、重さが16.3gの鋼製である。

なお、ギヤ３４は、治具３２の中心軸４０に嵌
合されており、中心軸４０の下端には加速度ピツ
クアツプ４２が埋め込まれている。加速度ピツク
アツプ４２は、アンプ４４に接続されている。ま
た、ギヤ３４の歯面より水平に10cmの距離を隔て
た位置にンデンサーマイク（騒音計でもよい）４
６が配設されている。加速度ピツクアツプ４２と
マイク４６は、適宜選択して使用され、振動検出
手段を構成している。

加速度ピツクアツプ４２もしくはマイク４６か
らの検出信号は、周波数分析手段としての周波数
分析装置４８に送られる。周波数分析装置４８
は、第４図に示すようなバンド出力レベルを促
え、各ピークレベルを検出することができるよう
になつている。本実施例においては、同図におい
て示すピーク値P1（１次固有振動）、ピーク値P2
（２次固有振動）、ピーク値P3（３次固有振動）を
検出することができるようにされている。４次以
下（たとえば、ピーク値P4は、ノイズレベル
（破線NLで示す）との差が小さいため、本実施
例では用いない。なお、検出された１〜３次のピ
ーク値は、デイレイ手段としてのデイレイ装置５
０からなの１〜３次のタイミング信号を受けて１
〜３次のピークレベルを出力するようにされてい
る。

デイレイ装置５０は、加速度ピツクアツプ４２
もしくはマイク４６と周波数分析装置４８との間
に並列に接続されており、１〜３次のタイミング
調整用のタイマーIC５２，５４，５６が設けら
れている。タイマーIC５２，５４，５６には、
コンデンサ５２ａ，５４ａ，５６ａと可変抵抗器
５２ｂ，５４ｂ，５６ｂが外設されており、可変
抵抗器５２ｂ，５４ｂ，５６ｂを調整することに
より、周波数分析装置４８へのタイミング信号の
出力時期を設定可能となつている。なお、タイマ
ーIC５２，５４，５６は、加速度ピツクアツプ
４２もしくはマイク４６からの検出信号に基づき
作動開始するようにされている。

周波数分析装置４８から出力される１〜３次の
ピークレベルは、判定手段としての判定装置５８
に送られる。判定装置５８は、マイクロコンピユ
ータ素子６０と、素子６０に外設される“割れな
し”信号判定用のAND回路６２および“割れあ
り”信号判定用のOR回路６４と、AND回路６２
およびOR回路６４に接続される表示器６６から
構成される。素子６０においては、周波数分析装
置４８から出力された１〜３次のピークレベルと
素子６０の記憶装置に予め格納されている基準レ
ベル値を比較して、ピークレベルが基準レベルを
越えるときは、“割れなし”信号をAND回路６２
に出力し、ピークレベルが基準レベル値以下のと
きは、“割れあり”信号をOR回路６４に出力す
る。AND回路６２は、１〜３次の出力信号がす
べて“割れなし”信号として出力された場合にの
み表示器６６へ“割れなし”表示信号を送る。ま
た、OR回路６４は、１〜３次の出力信号のいず
れか一つが“割れあり”信号として出力された場
合にのみ表示器６６へ“割れあり”表示信号を送
る。

表示器６６は、“割れなし”を表示する青色の
ランプと“割れあり”を表示する赤色のランプが
設けられており、それぞれのランプは、AND回
路６２およびOR回路６４から送られる“割れな
し”表示信号および“割れあり”表示信号を受け
て、リレーを介して点灯するようにされている。

次に、この割れ検出装置３０の作動について説
明する。

この割れ検出装置３０の作動に先立ち、検査対
象となるギヤ３４に応じてデイレイ装置５０にお
ける１〜３次のタイミング信号の出力時期を設定
する必要がある。本実施例においては、デイレイ
装置５０の可変抵抗器５２ｂ，５４ｂ，５６ｂを
変えてデイレイ時間を調整し、デイレイ時間と１
〜３次の固有振動数のピークレベル値との関係を
ギヤの割れの有無に応じて試験した。その結果を
第５図ないし第７図に示す。グラフ上、OK−１
〜３は“割れなし”の試験品、NG−１〜３は
“割れ有り”試験品をそれぞれ示す。１次ピーク
レベルに関しては、第５図に示すように、1.5秒
のデイレイ時間のときに割れの有無で最も大きな
レベル差があることが分かつた。２次ピークレベ
ルに関しては、第６図に示すように、0.5秒のデ
イレイ時間のときに割れの有無で最も大きなレベ
ル差があることが分かつた。３次ピークレベルに
関しては、第７図に示すように、0.3秒のデイレ
イ時間のときに割れの有無で最も大きなレベル差
があることが分かつた。

したがつて、デイレイ装置５０は、可変抵抗器
５２ｂ，５４ｂ，５６ｂの調整によつて、予めそ
れぞれｔ１（1.5秒）、ｔ２（0.5秒）、ｔ３（0.3
秒）のデイレイ時間が設定されている。これによ
り、加速度ピツクアツプ４２もしくはマイク４６
からの検出信号は、信号が検出された時点からそ
れぞれ1.5秒、0.5秒、0.3秒経過した時点で、１〜
３次の各ピークレベルが周波数分析装置４８から
出力される。すなわち、第８図に示すように、そ
れぞれ1.5秒、0.5秒、0.3秒経過した時点でデイレ
イ装置５０からタイミング信号のパルスが周波数
分析装置４８に出力され、各々の時点での減衰波
形が周波数分析装置４８で分析され、ピークレベ
ルが出力される。

上述したデイレイ時間の設定は、被検査物の種
類によつて異なるので、被検査物に応じて予め設
定しておく必要がある。しかし、低次の固有振動
程、デイレイ時間を大きくとれば、デイレイ時間
を取らない場合や、一律のデイレイ時間とした場
合に比べて、高い精度で割れの有無を検出するこ
とが可能であるので、たとえば、上述したデイレ
イ時間を他の種類の被検査物に適用したとして
も、それなりの精度向上の効果期待できる。

以上、本考案の特定の実施例について説明した
が、本考案は、この実施例に限定されるものでは
なく、実用新案登録請求の範囲に記載の範囲内で
種々の実施態様が包含されるものである。

〔考案の効果〕

以上より、本考案の割れ検出装置によれば、デ
イレイ手段によつて１〜３次の固有周波数のレベ
ルの分析時期を最適になるようにしたので、割れ
の有無のレベル差が最も大きい時期に割れの発生
を検出することができ、極めて高精度の割れ検出
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本考案にかかる割れ検
出装置を説明するための図面であり、第１図は、
クレーム対応図、そして、第２図は、フローチヤ
ートである。第３図ないし第８図は、本考案にか
かる割れ検出装置の実施例を説明するための図面
であり、第３図は、割れ検出装置のブロツク図、
第４図は、検出された周波数の分析結果、第５図
は、１次固有振動のデイレイ時間と出力レベルと
の関係を示すグラフ、第６図は、２次固有振動に
関する第５図と同様のグラフ、第７図は、３次固
有振動に関する第５図と同様のグラフ、そして、
第８図は、検出周波数の減衰波形とデイレイタイ
ミングとの関係を示す図である。１０……被検査品、１２……打撃手段、１４…
…振動検出手段、１６……周波数分析手段、１８
……デイレイ手段、２０……判定手段。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】被検査品に打撃を加え、その振動音を検出する
ことにより被検査品の割れを検出する装置であつ
て、被検査品に対する打撃手段と、打撃により被検
査品から発生する振動を検出する振動検出手段
と、振動検出手段より送られる減衰波形を受けて
所定時期に１〜３次の固有周波数のレベルを検出
する周波数分析手段と、周波数分析手段へ１〜３
次の固有周波数の検出時期をそれぞれ指示するデ
イレイ手段と、周波数分析手段から送られる１〜
３次の固有周波数のレベルを基準値と比較する判
定手段とからなり、１〜３次の固有周波数のレベルがすべて基準値
以上のときに“割れなし”の信号を出力し、その
レベルの一つでも基準値以下のときに“割れ有
り”の信号を出力することを特徴とする割れ検出
装置。