JPH10239284A - 剥離検知方法及び装置 - Google Patents
剥離検知方法及び装置Info
- Publication number
- JPH10239284A JPH10239284A JP9045987A JP4598797A JPH10239284A JP H10239284 A JPH10239284 A JP H10239284A JP 9045987 A JP9045987 A JP 9045987A JP 4598797 A JP4598797 A JP 4598797A JP H10239284 A JPH10239284 A JP H10239284A
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- Japan
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- peeling
- ultrasonic
- laser beam
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- thin film
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、超音波の波長以下の薄板や、薄膜に
ついても、超音波波長の制約がないため、剥離の検出が
可能で、表面形状の制約を受けず、広い被検面を走査す
る場合でも簡単に走査でき、かつ、レーザーのパワーも
小さくて済む剥離検知方法を提供することを目的とす
る。 【解決手段】本発明にに係る剥離検知方法は、母材１の
表面に薄板２あるいは薄膜が貼着されてなる複合材の剥
離を検知する方法において、（Ａ）パルスレーザービー
ム１２を被検体１７に照射し、（Ｂ）前記被検体１７の
内部に発生する超音波を超音波素子１５で捉えて、
（Ｃ）周波数スペクトラムの差異に基づいて剥離の有無
を検知することを特徴とする。
ついても、超音波波長の制約がないため、剥離の検出が
可能で、表面形状の制約を受けず、広い被検面を走査す
る場合でも簡単に走査でき、かつ、レーザーのパワーも
小さくて済む剥離検知方法を提供することを目的とす
る。 【解決手段】本発明にに係る剥離検知方法は、母材１の
表面に薄板２あるいは薄膜が貼着されてなる複合材の剥
離を検知する方法において、（Ａ）パルスレーザービー
ム１２を被検体１７に照射し、（Ｂ）前記被検体１７の
内部に発生する超音波を超音波素子１５で捉えて、
（Ｃ）周波数スペクトラムの差異に基づいて剥離の有無
を検知することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、剥離検知方法及び
装置に関する。
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術を図４〜図６に示す。図４は
従来の装置での超音波による被検体の剥離の有無の検知
要領の説明図。図５は図４の装置において、剥離が無い
ことを示すモニターの波形図。
従来の装置での超音波による被検体の剥離の有無の検知
要領の説明図。図５は図４の装置において、剥離が無い
ことを示すモニターの波形図。
【０００３】図６は図４の装置において、剥離が有るこ
とを示すモニターの波形図である。従来の技術では、例
えば、ＣＦＲＰ等の複合材料、薄金属板の接合板、ある
いはプラズマＣＶＤ等による薄膜形成物等において、剥
離の有無は、超音波を利用して、図４に示す要領で非破
壊的に検知している。
とを示すモニターの波形図である。従来の技術では、例
えば、ＣＦＲＰ等の複合材料、薄金属板の接合板、ある
いはプラズマＣＶＤ等による薄膜形成物等において、剥
離の有無は、超音波を利用して、図４に示す要領で非破
壊的に検知している。
【０００４】すなわち、図４において、母材１に薄板２
あるいは薄膜が接着されており、超音波探触子４を薄板
２あるいは薄膜の表面に取付け、超音波送受信器５から
送信パルスを探触子４に送り、超音波を内部に入射し、
その受信信号を送受信器５でモニターする。
あるいは薄膜が接着されており、超音波探触子４を薄板
２あるいは薄膜の表面に取付け、超音波送受信器５から
送信パルスを探触子４に送り、超音波を内部に入射し、
その受信信号を送受信器５でモニターする。
【０００５】そうすると、被検休内部に入射された超音
波は、矢印６に示すように、母材の反対側で反射され、
薄板２の表面に戻ってくる。そして、それを繰返す。 （Ａ）もし、剥離がなければ、図５に示すように、送受
信器のモニタには送信パルス７と、１回目の反射波８
と、２回目の反射波９がそれぞれ現れるが、 （Ｂ）もし、剥離があれば、図６に示すように、剥離に
よる空隙部分からの反射波１０ａ〜１０ｃが現れる。 （Ｃ）そのため、この波形の差異により剥離の有無と、
位置を検知することができる。
波は、矢印６に示すように、母材の反対側で反射され、
薄板２の表面に戻ってくる。そして、それを繰返す。 （Ａ）もし、剥離がなければ、図５に示すように、送受
信器のモニタには送信パルス７と、１回目の反射波８
と、２回目の反射波９がそれぞれ現れるが、 （Ｂ）もし、剥離があれば、図６に示すように、剥離に
よる空隙部分からの反射波１０ａ〜１０ｃが現れる。 （Ｃ）そのため、この波形の差異により剥離の有無と、
位置を検知することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術に
は、次のような問題がある。 （１）送受信する超音波の種類が縦波なので、薄板、薄
膜の厚さが、通常使用される１ＭＨｚ〜１０ＭＨｚの超
音波の波長よりも薄いと、到達時間が短くなるため、送
信パルスと、反射波が重なり、剥離を検出することがで
きない。 （２）探触子を被検面に取り付け、被検面上を走査しな
ければならないので、表面は滑らかな平面、もしくは、
なだらかな曲面でなければならず、凸凹した面、ざらざ
らした面には適用できない。 （３）広い面を走査する場合、多大の手間と時間がかか
る。
は、次のような問題がある。 （１）送受信する超音波の種類が縦波なので、薄板、薄
膜の厚さが、通常使用される１ＭＨｚ〜１０ＭＨｚの超
音波の波長よりも薄いと、到達時間が短くなるため、送
信パルスと、反射波が重なり、剥離を検出することがで
きない。 （２）探触子を被検面に取り付け、被検面上を走査しな
ければならないので、表面は滑らかな平面、もしくは、
なだらかな曲面でなければならず、凸凹した面、ざらざ
らした面には適用できない。 （３）広い面を走査する場合、多大の手間と時間がかか
る。
【０００７】本発明は、これらの問題を解決することが
できる方法と装置、すなわち、被検面の平滑度、凸凹に
影響されることなく、また薄板でも迅速、かつ、省力的
にレーザービームを使用して剥離の有無を非接触的に検
知することの出来る経済的な剥離検知方法、及び装置を
提供することを目的とする。
できる方法と装置、すなわち、被検面の平滑度、凸凹に
影響されることなく、また薄板でも迅速、かつ、省力的
にレーザービームを使用して剥離の有無を非接触的に検
知することの出来る経済的な剥離検知方法、及び装置を
提供することを目的とする。
【０００８】
（第１の手段）本発明に係る剥離検知方法は、母材１の
表面に薄板２あるいは薄膜が貼着されてなる複合材の剥
離を検知する方法において、（Ａ）パルスレーザービー
ム１２を被検体１７に照射し、（Ｂ）前記被検体１７の
内部に発生する超音波を超音波素子１５で捉えて、
（Ｃ）周波数スペクトラムの差異に基づいて剥離の有無
を検知することを特徴とする。
表面に薄板２あるいは薄膜が貼着されてなる複合材の剥
離を検知する方法において、（Ａ）パルスレーザービー
ム１２を被検体１７に照射し、（Ｂ）前記被検体１７の
内部に発生する超音波を超音波素子１５で捉えて、
（Ｃ）周波数スペクトラムの差異に基づいて剥離の有無
を検知することを特徴とする。
【０００９】（第２の手段）本発明に係る剥離検知装置
は、（Ａ）パルスレーザービーム１２を被検体１７に照
射するレーザー光源１１と、（Ｂ）被検体１７の内部に
発生する超音波を検知する超音波素子１５と、（Ｃ）上
記超音波素子１５の出力波形の周波数スペクトラムを作
成する周波数分析器１６とを具えたことを特徴とする。
は、（Ａ）パルスレーザービーム１２を被検体１７に照
射するレーザー光源１１と、（Ｂ）被検体１７の内部に
発生する超音波を検知する超音波素子１５と、（Ｃ）上
記超音波素子１５の出力波形の周波数スペクトラムを作
成する周波数分析器１６とを具えたことを特徴とする。
【００１０】したがって、次のように作用する。強力で
かつ時間幅の短いパルスレーザービーム１２を被検体１
７に照射すると．被検面には局部的な熱歪みが発生し、
それによる応力のため変形を起こして内部に超音波が発
生する。
かつ時間幅の短いパルスレーザービーム１２を被検体１
７に照射すると．被検面には局部的な熱歪みが発生し、
それによる応力のため変形を起こして内部に超音波が発
生する。
【００１１】その超音波の強さと音色は、被検体（被検
面）１７の材質特性、内部構造に依存する。その際、も
し剥離があると、その部分は剥離の無い部分とは明らか
に強度、構造、固有振動数が異なるので、異なった音の
強さ、音色を発するから、これを分析することにより、
剥離の有無を検知することができる。
面）１７の材質特性、内部構造に依存する。その際、も
し剥離があると、その部分は剥離の無い部分とは明らか
に強度、構造、固有振動数が異なるので、異なった音の
強さ、音色を発するから、これを分析することにより、
剥離の有無を検知することができる。
【００１２】
（第１の実施の形態）本発明の第１の実施の形態を図１
〜図３に示す。図１は、第１の実施の形態に係る装置の
全体側面図。
〜図３に示す。図１は、第１の実施の形態に係る装置の
全体側面図。
【００１３】図２は、図１の装置で、剥離が無いときの
超音波受信波形スペクトラム図。図３は、図１の装置
で、剥離が有るときの超音波受信波形スペクトラム図で
ある。
超音波受信波形スペクトラム図。図３は、図１の装置
で、剥離が有るときの超音波受信波形スペクトラム図で
ある。
【００１４】図１〜図３において、図４と同一の符号
は、図４と同一の部材を示す。図１に示すように、レー
ザ−光源１１から発射されたパルスレーザービーム１２
は、凸レンズ１４にて絞られ、ミラ−１３で反射した
後、母材１及び接合材の薄板あるいは薄膜２よりなる被
検体１７に照射される。
は、図４と同一の部材を示す。図１に示すように、レー
ザ−光源１１から発射されたパルスレーザービーム１２
は、凸レンズ１４にて絞られ、ミラ−１３で反射した
後、母材１及び接合材の薄板あるいは薄膜２よりなる被
検体１７に照射される。
【００１５】その際、被検体内部にはパルスレーザービ
ーム１２の熱衝撃により超音波が発生し、この超音波は
被検面の一隅に固定した超音波素子１５で検知され、周
波数分析器１６で周波数スペクトラムが分析される。
ーム１２の熱衝撃により超音波が発生し、この超音波は
被検面の一隅に固定した超音波素子１５で検知され、周
波数分析器１６で周波数スペクトラムが分析される。
【００１６】被検体１７に剥離が存在するときは、被検
面の強度及び剛性が局都的に低下する結果、発生する超
音波の強度が低下すると共に．局部的にその固有振動数
が低下し、超音波の周波数が低下する。
面の強度及び剛性が局都的に低下する結果、発生する超
音波の強度が低下すると共に．局部的にその固有振動数
が低下し、超音波の周波数が低下する。
【００１７】従って、剥離がない時の周波数スペクトラ
ムを基準に、計測された周波数スペクトラムについて、
剥離の有無を判断することができる。図２に示す周波数
スペクトラムは、剥離のない場合のものであり、図３に
示す周波数スペクトラムは、剥離のある場合のものであ
る。図２と図３を比較することにより、音の強さの最大
値がより小さく、かつ、その最大値の周波数が低いの方
（図３）に剥離があることがわかる。
ムを基準に、計測された周波数スペクトラムについて、
剥離の有無を判断することができる。図２に示す周波数
スペクトラムは、剥離のない場合のものであり、図３に
示す周波数スペクトラムは、剥離のある場合のものであ
る。図２と図３を比較することにより、音の強さの最大
値がより小さく、かつ、その最大値の周波数が低いの方
（図３）に剥離があることがわかる。
【００１８】
【発明の効果】本発明は前述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。 （１）超音波の波長以下の薄板や、薄膜についても、超
音波波長の制約がないため、剥離の検出が可能である。 （２）探触子は被検面の固定した一点にに取り付ければ
よいので、表面形状の制約を受けない。 （３）広い被検面を走査する場合でも、ミラーを回転さ
せることにより、簡単に走査できる。 （４）レーザーを照射した時は、低周波の可聴音から高
周波の超音波まで発生するが、固体内を伝播する超音波
のみを検知するので、音の発生に必要なレーザーのパワ
ーが小さくて済む。 （５）（４）と同じ理由で、被検面のレーザーによる損
傷のおそれが小さい。 （６）（４）と同じ理由で、周囲の騒音に関係なく音波
を検知できる。 （７）また、本発明によれば、母材表面に薄板あるいは
薄膜が貼着されてなる複合材の剥離を検知するに当た
り、パルスレーザービームを被検面に照射し、上記被検
体内部に発生する超音波を超音波素子で捉えて、周波数
スペクトラムの差異に基づいて剥離の有無を検知するこ
とにより、被検面の平滑度や、凹凸に影響されることな
く、また薄板や、薄膜でも迅速かつ省力的にレーザービ
ームを使用して剥離の有無を検知することのできる経済
的な剥離検知方法を得ることができるので、本発明方法
は、産業上極めて有益なものである。 （８）また、本発明によれば、パルスレーザービームを
被検面に照射するレーザ光源と、被検体内部に発生する
超音波を検知する超音波素子と、上記超音波素子の出力
波形の周波数スペクトラムを作成する周波数分析器とを
具えたことにより、被検面の平滑度や、凹凸に影響され
ることなく、また薄板、薄膜でも迅速かつ省力的にレー
ザービームを使用して剥離の有無を検知することのでき
る経済的な剥離検知装置を得ることができるので、本発
明方法は、産業上極めて有益なものである。
で、以下に記載するような効果を奏する。 （１）超音波の波長以下の薄板や、薄膜についても、超
音波波長の制約がないため、剥離の検出が可能である。 （２）探触子は被検面の固定した一点にに取り付ければ
よいので、表面形状の制約を受けない。 （３）広い被検面を走査する場合でも、ミラーを回転さ
せることにより、簡単に走査できる。 （４）レーザーを照射した時は、低周波の可聴音から高
周波の超音波まで発生するが、固体内を伝播する超音波
のみを検知するので、音の発生に必要なレーザーのパワ
ーが小さくて済む。 （５）（４）と同じ理由で、被検面のレーザーによる損
傷のおそれが小さい。 （６）（４）と同じ理由で、周囲の騒音に関係なく音波
を検知できる。 （７）また、本発明によれば、母材表面に薄板あるいは
薄膜が貼着されてなる複合材の剥離を検知するに当た
り、パルスレーザービームを被検面に照射し、上記被検
体内部に発生する超音波を超音波素子で捉えて、周波数
スペクトラムの差異に基づいて剥離の有無を検知するこ
とにより、被検面の平滑度や、凹凸に影響されることな
く、また薄板や、薄膜でも迅速かつ省力的にレーザービ
ームを使用して剥離の有無を検知することのできる経済
的な剥離検知方法を得ることができるので、本発明方法
は、産業上極めて有益なものである。 （８）また、本発明によれば、パルスレーザービームを
被検面に照射するレーザ光源と、被検体内部に発生する
超音波を検知する超音波素子と、上記超音波素子の出力
波形の周波数スペクトラムを作成する周波数分析器とを
具えたことにより、被検面の平滑度や、凹凸に影響され
ることなく、また薄板、薄膜でも迅速かつ省力的にレー
ザービームを使用して剥離の有無を検知することのでき
る経済的な剥離検知装置を得ることができるので、本発
明方法は、産業上極めて有益なものである。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る装置の全体側
面図。
面図。
【図２】図１の装置において、剥離が無いときの超音波
受信波形スペクトラム図。
受信波形スペクトラム図。
【図３】図１の装置において、剥離が有るときの超音波
受信波形スペクトラム図。
受信波形スペクトラム図。
【図４】従来の装置での超音波による被検体の剥離の有
無の検知要領の説明図。
無の検知要領の説明図。
【図５】図４の装置において、剥離が無いことを示すモ
ニターの波形図。
ニターの波形図。
【図６】図４の装置において、剥離が有ることを示すモ
ニターの波形図。
ニターの波形図。
１…母材 ２…薄板 ３…剥離 ４…超音波探触子 ５…超音波送受信器 ６…矢印 ７…送信パルス ８…１回目の反射波 ９…２回目の反射波 １０…剥離による空隙部分からの反射波 １０ａ…剥離による空隙部分からの反射波 １０ｂ…剥離による空隙部分からの反射波 １０ｃ…剥離による空隙部分からの反射波 １１…レーザー光源 １２…パルスレーザービーム １３…ミラー １４…凸レンズ １５…超音波素子 １６…周波数分析器 １７…被検体（被検面）
Claims (2)
- 【請求項１】母材（１）の表面に薄板（２）あるいは薄
膜が貼着されてなる複合材の剥離を検知する方法におい
て、（Ａ）パルスレーザービーム（１２）を被検体（１
７）に照射し、（Ｂ）前記被検体（１７）の内部に発生
する超音波を超音波素子（１５）で捉えて、（Ｃ）周波
数スペクトラムの差異に基づいて剥離の有無を検知する
ことを特徴とする剥離検知方法。 - 【請求項２】（Ａ）パルスレーザービーム（１２）を被
検体（１７）に照射するレーザー光源（１１）と、
（Ｂ）被検体（１７）の内部に発生する超音波を検知す
る超音波素子（１５）と、（Ｃ）上記超音波素子（１
５）の出力波形の周波数スペクトラムを作成する周波数
分析器（１６）とを具えたことを特徴とする剥離検知装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9045987A JPH10239284A (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 剥離検知方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9045987A JPH10239284A (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 剥離検知方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10239284A true JPH10239284A (ja) | 1998-09-11 |
Family
ID=12734514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9045987A Withdrawn JPH10239284A (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 剥離検知方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10239284A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009126886A1 (en) * | 2008-04-10 | 2009-10-15 | Brookhaven Science Associates Llc | Nondestructive testing apparatus and method |
| JP2011058937A (ja) * | 2009-09-09 | 2011-03-24 | Toyota Central R&D Labs Inc | 構造物内部状態計測システム及び構造物内部状態計測方法 |
-
1997
- 1997-02-28 JP JP9045987A patent/JPH10239284A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009126886A1 (en) * | 2008-04-10 | 2009-10-15 | Brookhaven Science Associates Llc | Nondestructive testing apparatus and method |
| JP2011058937A (ja) * | 2009-09-09 | 2011-03-24 | Toyota Central R&D Labs Inc | 構造物内部状態計測システム及び構造物内部状態計測方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040511 |