JPH0954043A - Method for detecting and displaying stressed condition using color change - Google Patents
Method for detecting and displaying stressed condition using color changeInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックスや先
端複合材料をはじめ、あらゆる材料における応力検知お
よび破壊予知のための応力状態の検出表示方法に関する
ものであり、更に具体的には、応力破壊、疲労によるク
ラックの発生、衝撃損傷など、広い範囲の応力異常を検
出対象とする色変化による応力状態の検出表示方法に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stress state detection and display method for stress detection and fracture prediction in all materials including ceramics and advanced composite materials. The present invention relates to a method for detecting and displaying a stress state due to a color change, which is intended to detect a wide range of stress anomalies such as occurrence of cracks due to fatigue and impact damage.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、応力破壊、疲労によるクラックの
発生、衝撃損傷などに対する材料の安全性検査のほとん
どが、各種の機械、装置等の運転停止時の点検により行
われている。運転時の点検では、超音波や電磁波、レー
ザーなどを利用した高価な解析装置が必要である上に、
運転時における微小なクラックの検出は難しく、安全性
を判断しがたい状況にある。2. Description of the Related Art Conventionally, most of the material safety inspections for stress fracture, generation of cracks due to fatigue, impact damage and the like have been conducted by inspections when various machines and devices are stopped. For inspection during operation, an expensive analysis device that uses ultrasonic waves, electromagnetic waves, lasers, etc. is required.
It is difficult to detect small cracks during operation, and it is difficult to judge safety.
【０００３】一方、応力状態のオンライン自動計測とし
て、圧電素子の応用が検討されているが、これも接触に
よる計測である上に、高価な電気計測機器が必要とさ
れ、また電気計測機器と接続する関係で、構造材料との
一体化を実現できないのが現状である。On the other hand, application of a piezoelectric element has been studied as an online automatic measurement of a stress state, but this is also a measurement by contact, and an expensive electric measuring instrument is required, and it is connected to the electric measuring instrument. Due to this, it is the current situation that integration with structural materials cannot be realized.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
背景を踏まえ、高価な計測装置を必要とすることなく、
一目瞭然に応力状態を検出表示できるようにした色変化
による応力状態の検出表示方法を提供することを目的と
する。また、本発明は、構造材料等に材料自身の応力状
態の表示機能とそれを累積的にメモリする機能をもたせ
て色変化による応力状態の検出表示を行うようにした検
出表示方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of such a background, the present invention requires no expensive measuring device, and
An object of the present invention is to provide a method of detecting and displaying a stress state by color change, which enables the stress state to be detected and displayed at a glance. Further, the present invention provides a detection and display method in which a structural material or the like has a function of displaying a stress state of the material itself and a function of cumulatively storing the stress state so as to detect and display a stress state due to a color change. With the goal.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の色変化による応力状態の検出表示方法
は、計測対象の材料上に、応力を電気信号に変換する圧
電材料と、電気化学反応で色の変わるエレクトロ・クロ
ミック材料とを、電気的に接続して配設し、計測対象材
料に作用する応力により上記圧電材料において電気信号
を発生させ、その電気信号による上記エレクトロ・クロ
ミック材料の色の変化により、測定対象材料上の応力状
態を検出表示することを特徴とするものである。上記方
法においては、圧電材料とエレクトロ・クロミック材料
とを薄膜または塗着膜として測定対象の材料上に配設す
ることができ、また、応力の累積をエレクトロ・クロミ
ック材料における色の累積性とメモリ性により表示する
ことができる。In order to achieve the above-mentioned object, a method of detecting and displaying a stress state by color change of the present invention comprises a piezoelectric material for converting stress into an electric signal on a material to be measured, An electrochromic material that changes color by an electrochemical reaction is electrically connected to the electrochromic material, and an electric signal is generated in the piezoelectric material by the stress acting on the material to be measured. It is characterized in that the state of stress on the material to be measured is detected and displayed by the change in the color of the material. In the above method, the piezoelectric material and the electrochromic material can be disposed on the material to be measured as a thin film or a coating film, and the accumulation of stress can be determined by the accumulation of color and the memory of the electrochromic material. It can be displayed according to sex.
【０００６】上記、応力状態の検出表示方法において
は、測定対象の材料に異常応力が作用した場合に、圧電
材料からの電気信号によるエレクトロ・クロミック材料
の発色効果を利用することによって応力状態を表示する
ので、高価な計測装置を必要とすることなく、一目瞭然
に応力状態を検出表示でき、また、エレクトロ・クロミ
ック材料における色の累積性とメモリ性により、応力状
態の表示を累積的にメモリ表示することができる。In the above-described stress state detection and display method, when abnormal stress is applied to the material to be measured, the stress state is displayed by utilizing the coloring effect of the electrochromic material by the electric signal from the piezoelectric material. Therefore, the stress state can be detected and displayed at a glance without the need for expensive measurement equipment, and the display of the stress state is cumulatively displayed in memory due to the color cumulative property and the memory property of the electrochromic material. be able to.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について詳述
すると、本発明に係る応力状態の検出表示方法は、基本
的には、アルミナのようなセラミックスや先端複合材料
をはじめ、鉄鋼のような金属、その他あらゆる材料にお
ける応力を検知の対象とするが、各種の機械、装置等の
構造材料における応力の検出表示に好適に用いられるも
のであり、応力破壊、疲労によるクラックの発生、衝撃
損傷など、広い範囲の応力異常を予知検出するために有
効なものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The embodiments of the present invention will be described in detail. The stress state detecting and displaying method according to the present invention basically includes ceramics such as alumina and advanced composite materials as well as steel. The target is to detect stress in various metals and other materials, but it is suitable for detecting and displaying the stress in structural materials such as various machines and devices. It is effective for predicting and detecting a wide range of stress abnormalities.
【０００８】上記応力の検出のためには、構造材料等の
計測対象の上に、異常な応力を電気信号に変換する圧電
材料と、その圧電材料からの電気信号に基づく電気化学
反応で色の変わるエレクトロ・クロミック材料とを組み
合わせ、それらを電気的に接続して配設するが、それら
の圧電材料とエレクトロ・クロミック材料としては、現
在知られているそれぞれの材料を適宜選択して利用する
ことができる。In order to detect the above-mentioned stress, a piezoelectric material for converting an abnormal stress into an electric signal is measured on a measurement object such as a structural material, and a color is detected by an electrochemical reaction based on the electric signal from the piezoelectric material. By combining different electrochromic materials and arranging them by electrically connecting them, as the piezoelectric material and the electrochromic material, it is necessary to appropriately select and use each of the currently known materials. You can
【０００９】例えば、圧電材料としては、ＰＺＴ，ＡＩ
Ｎ，Ｌｉ2 ＮｂＯ3 ，ＺｎＯなどのようなキュリー点が
高く、かつ成膜技術が確立されたものを用いることが有
利である。また、エレクトロ・クロミック材料として
は、一般的に、電位によって色が変化する色素材料であ
る化合物とイオンを提供する電解質層の二つの部分で構
成される。色素材料としては、種々な遷移金属酸化物、
および多種な有機化合物などを用いることが可能であ
り、電解質としては、固体電解質や超イオン伝導ガラス
などを用いることができる。また、既に提案されている
色素化合物と電解質を一つにまとめたエレクトロ・クロ
ミック複合材、例えば、電解質となる高分子ゲルマトリ
ックス、色素となる芳香族化合物、および架橋剤などと
一緒に重合、ゲル化して得た単独膜型エレクトロ・クロ
ミック材のようなものを用いれば、単一層で着色機能を
もたせることができる。なお、圧電材料とエレクトロ・
クロミック材料とを電気的に接続するためには、それら
の上下接合面にそれぞれ電極を設けることが必要であ
る。For example, as the piezoelectric material, PZT, AI
It is advantageous to use N, Li 2 NbO 3 , ZnO or the like having a high Curie point and established film forming technology. The electrochromic material is generally composed of two parts, a compound which is a pigment material whose color changes according to an electric potential and an electrolyte layer which provides ions. As the dye material, various transition metal oxides,
Further, various organic compounds and the like can be used, and as the electrolyte, a solid electrolyte, superionic conductive glass, or the like can be used. In addition, an electro-chromic composite material in which a dye compound and an electrolyte that have already been proposed are combined into one, for example, a polymer gel matrix that serves as an electrolyte, an aromatic compound that serves as a dye, and a cross-linking agent are polymerized and gelled. By using such a single-film electrochromic material obtained by converting into a single layer, a single layer can have a coloring function. In addition, the piezoelectric material and electro
In order to electrically connect with the chromic material, it is necessary to provide electrodes on the upper and lower bonding surfaces thereof, respectively.
【００１０】本発明の検出表示方法は、例えば、図１に
示すような態様で実施することができる。同図について
説明すると、応力異常を検出しようとする計測対象の構
造材料（ＭｏＳｉ2 ）１上に、圧電材料ＡｌＮからなる
膜２と、透明電極（ＩＴＯ）３と、電解質（Ｎａ−β−
Ａｌ2 Ｏ3 ）４および色素材料（ＷＯ3 ）５からなるエ
レクトロ・クロミック材料と、透明電極（ＩＴＯ）６と
を、順次積層している。ここでは、構造材料１を構成す
るＭｏＳｉ2 が導電性を有しているため、それを圧電材
料膜２の片側電極として利用し、その構造材料と表面側
の透明電極６とをリード線で接続している。したがっ
て、構造材料１に異常応力が加えられると、圧電材料膜
２の両端から電圧が発生し、その電圧が透明電極３を通
してエレクトロ・クロミック材料に印加され、色素材料
５のＷＯ3 膜が発色する。なお、この発色は実験的にも
確かめている。The detection and display method of the present invention can be carried out, for example, in the mode as shown in FIG. Referring to the figure, a film 2 made of a piezoelectric material AlN, a transparent electrode (ITO) 3 and an electrolyte (Na-β-) are formed on a structural material (MoSi 2 ) 1 to be measured which is to detect a stress abnormality.
An electrochromic material composed of Al 2 O 3 ) 4 and a dye material (WO 3 ) 5 and a transparent electrode (ITO) 6 are sequentially laminated. Here, since MoSi 2 constituting the structural material 1 has conductivity, it is used as one electrode of the piezoelectric material film 2, and the structural material and the transparent electrode 6 on the front surface side are connected by a lead wire. are doing. Therefore, when an abnormal stress is applied to the structural material 1, a voltage is generated from both ends of the piezoelectric material film 2, the voltage is applied to the electrochromic material through the transparent electrode 3, and the WO 3 film of the dye material 5 is colored. . This color development has been confirmed experimentally.
【００１１】上記圧電材料とエレクトロ・クロミック材
料とは、薄膜として測定対象の材料上に配設することが
でき、その場合の薄膜化方法としては、スパッタ法、ゾ
ルーゲル法、蒸着法、溶射法、泳動電着法など、各種の
方法を利用できる。また、現在既知の圧電膜作成技術、
エレクトロ・クロミック材料の製膜技術など、すべて活
用することができる。それらを塗着膜として用いること
も可能である。さらに、上記の圧電材料とエレクトロ・
クロミック材料とを一つに複合化することが可能であ
る。応力発色機能を一つの層にまとめることによって構
造が単純化でき、プロセス上で有利となる。The above-mentioned piezoelectric material and electrochromic material can be arranged as thin films on the material to be measured, and in that case, the thinning method includes sputtering method, sol-gel method, vapor deposition method, thermal spraying method, Various methods such as electrophoretic deposition can be used. In addition, currently known piezoelectric film production technology,
It can be fully utilized for film forming technology of electro-chromic materials. It is also possible to use them as a coating film. In addition, the piezoelectric material and electro
It is possible to combine a chromic material into one. By combining the stress coloring function into one layer, the structure can be simplified, which is advantageous in the process.
【００１２】以上のような圧電材料とエレクトロ・クロ
ミック材料との組み合わせを適宜選択し、それらを電気
的に接続して応力発色機能をもたせ、それを構造材料等
の計測対象材料上に配設すると、計測対象材料に作用す
る応力異常により上記圧電材料において電気信号を発生
し、それが電極を通じてエレクトロ・クロミック材料に
送られる。その電気信号に基づいてエレクトロ・クロミ
ック材料が電気化学反応により色変化を起こし、それに
よって、測定対象の板等の構造材料にかかる応力状態を
検出表示することが可能になる。上記電気信号は、作用
する応力の強弱に比例し、そして電力量が大きいほどコ
ントラストが大きくなる。さらに、電力量に応じて、エ
レクトロ・クロミック材料において働く色素も異なり、
後述するように多色で応力状態を表示することも可能に
なる。When a combination of the piezoelectric material and the electrochromic material as described above is appropriately selected and electrically connected to each other so as to have a stress coloring function, it is arranged on a measurement object material such as a structural material. An electric signal is generated in the piezoelectric material due to the stress abnormality acting on the measurement target material, and the electric signal is sent to the electrochromic material through the electrode. The electrochromic material undergoes a color change due to an electrochemical reaction based on the electrical signal, which makes it possible to detect and display the stress state applied to the structural material such as the plate to be measured. The electric signal is proportional to the strength of the applied stress, and the greater the amount of electric power, the greater the contrast. Furthermore, the dyes that work in electrochromic materials differ depending on the amount of power,
As will be described later, it is possible to display the stress state in multiple colors.
【００１３】上記のように応力で生じたエレクトロ・ク
ロミック材料における色変化は、累積性とメモリ性があ
り、瞬間的な応力異常がなくなった後でも、その応力で
発生した色変化を保持することができる。また、応力の
繰り返し回数に伴い、発生する色変化のコントラストが
増す性質を有する。これらの性質は、応力の検出表示に
有効に利用することができる。さらに、圧電材料とエレ
クトロ・クロミック材料を、構造材の表面に累積膜とし
て取り付ければ、構造材料の応力状態を色の変化で判断
することができる。The color change in the electrochromic material caused by the stress as described above has a cumulative property and a memory property, and the color change caused by the stress is retained even after the momentary stress abnormality disappears. You can Further, it has the property of increasing the contrast of the color change that occurs as the stress is repeated. These properties can be effectively used for the stress detection display. Furthermore, if the piezoelectric material and the electrochromic material are attached to the surface of the structural material as a cumulative film, the stress state of the structural material can be judged by the change in color.
【００１４】一方、同じ応力異常が発生しても、圧電材
料を選ぶことによって強弱等の異なる電気信号が得ら
れ、この電気信号の強弱（電力量）によってエレクトロ
・クロミック材料の着色の濃淡が左右される。また、エ
レクトロ・クロミック材料を選ぶことによって望む電力
量での好ましい色変化を起こすことが可能である。例え
ば、青色に変化する酸化タングステンや、黒に変化する
酸化チタン、ダークブルーに変化する酸化二オブなどは
それぞれの着色に必要な電力量値があるので、多種な色
素材料を組み合わせれば、多色で応力情報の表示が可能
となる。On the other hand, even if the same stress anomaly occurs, different electric signals such as strength and weakness can be obtained by selecting the piezoelectric material, and the intensity of the electric signal (the amount of electric power) determines the shade of coloring of the electrochromic material. To be done. In addition, by selecting an electrochromic material, it is possible to cause a desirable color change with a desired amount of power. For example, tungsten oxide that changes to blue, titanium oxide that changes to black, and niobium oxide that changes to dark blue have the electric power values necessary for coloring, so if you combine various pigment materials, It is possible to display stress information in color.
【００１５】なお、上記の圧電材料とエレクトロ・クロ
ミック材料により形成された応力発色機能を有する材料
と構造材料とを、複合技術によって一体化することも可
能である。このような応力ディスプレイ機能をもった材
料は、材料自身の応力状態を人間に直接認識させること
ができる。また、無人システムにおいては、人間の
「目」の代わりになる色認識可能な計測装置を用いれ
ば、全自動かつ非接触的で、機械、装置等の運転時にお
いても応力異常を検出することができる。It is also possible to integrate the above-mentioned piezoelectric material and the electrochromic material having a stress coloring function and the structural material by a composite technique. A material having such a stress display function allows a human to directly recognize the stress state of the material itself. Moreover, in an unmanned system, if a measuring device capable of color recognition instead of the human "eyes" is used, it is fully automatic and non-contact, and it is possible to detect stress abnormalities even when operating machines, devices, etc. it can.
【００１６】従来、一般的には、圧電材料から得られる
電流量ではエレクトロ・クロミック材料の色を変化させ
得ないと信じられていた。しかし、本発明者らは圧電体
から瞬間的に相当な電力量を発することが可能であれ
ば、それにより直接的にエレクトロ・クロミック材料の
色変化も起こり得ると考え、その確認実験を行ったとこ
ろ、圧電体から得られる瞬間的な電力量でエレクトロ・
クロミック材料の色が変化することを確認し得た。本発
明は、かかる確認の結果に基づくものであり、この発色
機能の有効な利用により応力異常を一目でわかるように
検出表示することができる。Conventionally, it was generally believed that the amount of current obtained from a piezoelectric material could not change the color of the electrochromic material. However, the inventors of the present invention considered that if it is possible to instantaneously generate a considerable amount of electric power from the piezoelectric body, the color change of the electrochromic material may occur directly, and the confirmation experiment was conducted. However, the instantaneous electric power obtained from the piezoelectric body
It was confirmed that the color of the chromic material changed. The present invention is based on the result of such confirmation, and the stress abnormality can be detected and displayed at a glance by effectively utilizing this coloring function.
【００１７】以下に示す実施例としては、最も構成簡単
な圧電体とエレクトロ・クロミック材料の組み合わせで
あるＰＺＴ／ＷＯ3 薄膜／電解液系を用いた場合につい
て、図面を参照して説明するが、他の系についても同様
な原理と方法で応力発色させることができる。In the examples shown below, a case of using a PZT / WO 3 thin film / electrolyte system which is a combination of a piezoelectric body and an electrochromic material having the simplest configuration will be described with reference to the drawings. Stress coloring can be applied to other systems by the same principle and method.
【００１８】[0018]
【実施例】図２に応力発色実験に用いた装置の一例を示
す。この実験装置では、圧電材料１１として、ＰＺＴ焼
結体（φ５×１mm）を用い、その圧電材料１１をステン
レス板からなる一対の電極１２で挟み、さらにそれらの
電極１２を絶縁性のゴム板１３を介して万力１４で挟圧
するようにしている。エレクトロ・クロミック材料は、
ゾル−ゲル法で作成した色素材料の酸化タングステン膜
１５（厚さ１μｍ）と、イオンを提供する塩酸水溶液
（０．１Ｎ）の電解質１６で構成し、その電解質１６を
入れた容器１７内において、上記酸化タングステン膜１
５とステンレス板からなる電極１８を対向させ、それら
を前記一対の電極１２に電気的に接続している。圧電材
料１１に対する応力は、万力１４によって加えた。EXAMPLE FIG. 2 shows an example of an apparatus used for the stress coloring experiment. In this experimental apparatus, a PZT sintered body (φ5 × 1 mm) was used as the piezoelectric material 11, the piezoelectric material 11 was sandwiched by a pair of electrodes 12 made of stainless steel plates, and the electrodes 12 were further insulated by an insulating rubber plate 13. A vise 14 is used to pinch it. Electro-chromic materials are
A tungsten oxide film 15 (thickness 1 μm) of a dye material prepared by the sol-gel method and an electrolyte 16 of an aqueous hydrochloric acid solution (0.1 N) that provides ions are formed in a container 17 in which the electrolyte 16 is placed. The tungsten oxide film 1
5 and the electrode 18 made of a stainless plate are opposed to each other, and they are electrically connected to the pair of electrodes 12. The stress on the piezoelectric material 11 was applied by the vise 14.
【００１９】上記のような構成で圧電材料１１に応力を
加えると、その圧電材料から電圧信号が発生するが、発
生する電圧の大きさと周波数は応力を加える方法によっ
て異なる。図３に、本実験で発生した電圧の一例を示
す。この場合には、応力衝撃１回につき、電圧パルスは
１回発生し、発生電圧としては応力の強さに比例するも
のが得られ、応力を調整することによって、最大電圧は
１Ｖ程度で時間幅約１秒のパルスから、種々の変動パル
スまで発生することを確認した。なお、構造材料の表面
に圧電材料膜を形成し、その構造材料に応力を加えるこ
とにより、同様に電圧を発生することが実証されてい
る。When stress is applied to the piezoelectric material 11 with the above-described structure, a voltage signal is generated from the piezoelectric material, but the magnitude and frequency of the generated voltage differ depending on the method of applying stress. FIG. 3 shows an example of the voltage generated in this experiment. In this case, one voltage pulse is generated for each stress shock, and the generated voltage is proportional to the stress intensity. By adjusting the stress, the maximum voltage is about 1 V It was confirmed that various fluctuation pulses were generated from a pulse of about 1 second. It has been proved that a voltage is similarly generated by forming a piezoelectric material film on the surface of a structural material and applying stress to the structural material.
【００２０】図３に示したような電圧パルスをステンレ
ス板電極１８を通して、酸化タングステン膜１５に印加
すると、膜の色は直ちに無色から鮮やかな青色に変化し
た。これは酸化タングステン膜１５に対する電子とイオ
ン（この場合はプロトン）の同時注入により、青色のタ
ングステンブロンズが形成されたことに起因する。イオ
ン源としては、塩酸電解液の代わりに、他の液体電解質
あるいは固体電解質を用いても同様な効果が得られる。
また、万力１４により加える応力回数の増加に伴って、
上記の酸化タングステン膜１５の色のコントラストが増
すことを確認した。さらに、この色変化については、長
期間（少なくとも３０日の実験期間）を経過してもメモ
リ性があることがわかった。When a voltage pulse as shown in FIG. 3 was applied to the tungsten oxide film 15 through the stainless plate electrode 18, the color of the film immediately changed from colorless to bright blue. This is because blue tungsten bronze was formed by the simultaneous injection of electrons and ions (protons in this case) into the tungsten oxide film 15. Similar effects can be obtained by using other liquid electrolyte or solid electrolyte instead of the hydrochloric acid electrolyte as the ion source.
Also, as the number of stresses applied by the vise 14 increases,
It was confirmed that the color contrast of the tungsten oxide film 15 was increased. Furthermore, it has been found that this color change has a memory property even after a long period of time (experimental period of at least 30 days).
【００２１】図４に、応力による発色後の酸化タングス
テン膜の吸光スペクトルの一例を示す。５００mm付近に
吸収ピークがあり、人間の視感度に近い光吸収を有して
いることがわかる。これにより、良好なコントラストが
得られることがわかった。FIG. 4 shows an example of the absorption spectrum of the tungsten oxide film after color development due to stress. It can be seen that there is an absorption peak near 500 mm, and the light absorption is close to human visual sensitivity. As a result, it was found that good contrast was obtained.
【００２２】[0022]
【発明の効果】以上に詳述した本発明の方法によれば、
構造材料等の応力状態を色で表示することができ、各種
工業分野における材料の疲労検知、衝撃検知、応力異
常、破壊予知などに大きな発展をもたらすことを期待で
きる。しかも、本発明によれば、高価な計測装置を必要
とすることなく、一目瞭然に応力状態を検出表示でき、
また、構造材料等に材料自身の応力状態の表示を累積的
にメモリする機能をもたせて、色変化による応力状態の
検出表示を行うことができる。According to the method of the present invention detailed above,
The stress state of structural materials and the like can be displayed in colors, and it can be expected to bring about great progress in fatigue detection, impact detection, stress abnormality, failure prediction, etc. of materials in various industrial fields. Moreover, according to the present invention, the stress state can be detected and displayed at a glance without requiring an expensive measuring device,
Further, the structural material or the like has a function of cumulatively storing the display of the stress state of the material itself, so that the stress state due to the color change can be detected and displayed.
【図１】本発明に係る色変化による応力状態の検出表示
方法の実施の態様についての説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of a method for detecting and displaying a stress state due to color change according to the present invention.
【図２】本発明の実験に用いた応力発色実験装置の概念
図である。FIG. 2 is a conceptual diagram of a stress color development experiment device used in an experiment of the present invention.
【図３】実験に用いたＰＺＴ圧電材料からの応力衝撃に
伴う電圧の発生例を示す線図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of generation of voltage due to stress shock from the PZT piezoelectric material used in the experiment.
【図４】ＰＺＴ圧電材料からの電圧によって発色したＷ
Ｏ3 薄膜の吸光スペクトルの測定例を示す線図である。FIG. 4 shows W colored by a voltage from a PZT piezoelectric material.
It is a diagram showing an example of measurement of an absorption spectrum of an O 3 thin film.
１ 構造材料 ２ 圧電材料の膜 ４ 電解質 ５ 色素材料 1 Structural Material 2 Piezoelectric Material Film 4 Electrolyte 5 Dye Material
Claims (3)
換する圧電材料と、電気化学反応で色の変わるエレクト
ロ・クロミック材料とを、電気的に接続して配設し、計
測対象材料に作用する応力により上記圧電材料において
電気信号を発生させ、その電気信号による上記エレクト
ロ・クロミック材料の色の変化により、測定対象材料上
の応力状態を検出表示することを特徴とする色変化によ
る応力状態の検出表示方法。1. A material to be measured, in which a piezoelectric material for converting stress into an electric signal and an electrochromic material whose color changes by an electrochemical reaction are electrically connected to each other and arranged on the material to be measured. An electric signal is generated in the piezoelectric material by a stress acting on the stress, and the stress due to the color change is characterized by detecting and displaying the stress state on the measurement target material by the change in the color of the electrochromic material due to the electric signal. State detection and display method.
塗着膜として測定対象の材料上に配設する、ことを特徴
とする色変化による応力状態の検出表示方法。2. The method according to claim 1, wherein the piezoelectric material and the electrochromic material are provided on the material to be measured as a thin film or a coating film. Detection display method.
の方法において、 エレクトロ・クロミック材料の色の変化により、測定対
象材料上の応力状態を検出表示すると同時に、応力の累
積をエレクトロ・クロミック材料における色の累積性と
メモリ性により表示する、ことを特徴とする色変化によ
る応力状態の検出表示方法。3. The method according to claim 1, wherein the stress state on the material to be measured is detected and displayed by the change in the color of the electrochromic material, and at the same time, the accumulated stress is electro-deposited. A method of detecting and displaying a stress state due to a color change, which is characterized by displaying a color accumulative property and a memory property in a chromic material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7227188A JP2754183B2 (en) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | Detection display method of stress state by color change |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1815804A3 (en) * | 2006-02-02 | 2007-10-31 | Tyco Healthcare Group Lp | Mechanically tuned buttress material to assist with proper formation of surgical element in diseased tissue |
| GB2457666A (en) * | 2008-02-19 | 2009-08-26 | D W Spinks | Piezoelectrically-powered thin film display security feature for bank notes, etc |
| US20110239790A1 (en) * | 2010-04-06 | 2011-10-06 | International Business Machines Corporation | Piezoelectric chromic impact sensor |
| CN102654424A (en) * | 2012-05-17 | 2012-09-05 | 浙江大学宁波理工学院 | Detection device and real-time detection method for damaged condition of bridge cable |
| US9548275B2 (en) | 2013-05-23 | 2017-01-17 | Globalfoundries Inc. | Detecting sudden changes in acceleration in semiconductor device or semiconductor packaging containing semiconductor device |
| CN108318160A (en) * | 2018-02-05 | 2018-07-24 | 上海海事大学 | Over-pressed alarming device and method based on pressure sensor and electrochromic device |
| CN109612610A (en) * | 2018-11-06 | 2019-04-12 | 重庆大学 | A kind of color variable electronic skin and preparation method thereof based on hydrogel |
| CN110426143A (en) * | 2019-07-11 | 2019-11-08 | 南京理工大学 | A kind of vibration visible sensor based on pressure photochromic effect |
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|---|---|---|---|---|
| AU2003266663A1 (en) * | 2002-10-01 | 2004-04-23 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Piezoelectric sensor and input device comprising same |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60138812A (en) * | 1983-11-25 | 1985-07-23 | エセツクス・グル−プ・インコ−ポレイテツド | Signal generator |
| JPS6380548A (en) * | 1986-09-24 | 1988-04-11 | Nec Corp | Method for evaluating strain in silicon |
| JPS6442623A (en) * | 1987-08-11 | 1989-02-14 | Olympus Optical Co | Endoscope |
-
1995
- 1995-08-11 JP JP7227188A patent/JP2754183B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60138812A (en) * | 1983-11-25 | 1985-07-23 | エセツクス・グル−プ・インコ−ポレイテツド | Signal generator |
| JPS6380548A (en) * | 1986-09-24 | 1988-04-11 | Nec Corp | Method for evaluating strain in silicon |
| JPS6442623A (en) * | 1987-08-11 | 1989-02-14 | Olympus Optical Co | Endoscope |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9629626B2 (en) | 2006-02-02 | 2017-04-25 | Covidien Lp | Mechanically tuned buttress material to assist with proper formation of surgical element in diseased tissue |
| EP1815804A3 (en) * | 2006-02-02 | 2007-10-31 | Tyco Healthcare Group Lp | Mechanically tuned buttress material to assist with proper formation of surgical element in diseased tissue |
| GB2457666A (en) * | 2008-02-19 | 2009-08-26 | D W Spinks | Piezoelectrically-powered thin film display security feature for bank notes, etc |
| GB2457666B (en) * | 2008-02-19 | 2012-09-12 | Dw Spinks Embossing Ltd | Thin film display |
| US20110239790A1 (en) * | 2010-04-06 | 2011-10-06 | International Business Machines Corporation | Piezoelectric chromic impact sensor |
| US8544337B2 (en) * | 2010-04-06 | 2013-10-01 | International Business Machines Corporation | Piezoelectric chromic impact sensor |
| CN102654424A (en) * | 2012-05-17 | 2012-09-05 | 浙江大学宁波理工学院 | Detection device and real-time detection method for damaged condition of bridge cable |
| US9548275B2 (en) | 2013-05-23 | 2017-01-17 | Globalfoundries Inc. | Detecting sudden changes in acceleration in semiconductor device or semiconductor packaging containing semiconductor device |
| CN108318160A (en) * | 2018-02-05 | 2018-07-24 | 上海海事大学 | Over-pressed alarming device and method based on pressure sensor and electrochromic device |
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