JPS58127162A - 空隙検出装置 - Google Patents

空隙検出装置

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JPS58127162A
JPS58127162A JP57008884A JP888482A JPS58127162A JP S58127162 A JPS58127162 A JP S58127162A JP 57008884 A JP57008884 A JP 57008884A JP 888482 A JP888482 A JP 888482A JP S58127162 A JPS58127162 A JP S58127162A
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JP
Japan
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frequency
gap
low
power spectrum
vibration
Prior art date
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Pending
Application number
JP57008884A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaaki Kano
加納 正明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS58127162A publication Critical patent/JPS58127162A/ja
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    • GPHYSICS
    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

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】 発明の技術分野 本発明は、板材間に充填されたこれら板材よりの も低密度。部材中に存在する空隙部分を検出する空隙検
出装置に関する。
発明の技術的背景 一般に、冷蔵庫の本体部分及び扉部分は、鉄板などの外
板及びプラスチック板などの内板とからなる中空の箱状
体と、この箱状体の中空部分に充填された例えばウレタ
ンフオームなどの断熱部材とからなっている。上記断熱
部材は、箱状体に設けられた注入穴よりウレタン原液を
注入したのち発泡させて、ウレタンフオームとしたもの
である。
背景技術の問題点 上記ウレタン原液の注入緻が少なかったり、空気が箱状
体の中に滞留したりすると、空隙ができる。この空11
部分においては断熱幼果が著しく低下し、外板表面に水
滴が付着したり、保温特性が劣化する等の様々の障害を
惹・起する。そのため、従来においては、空気をにがす
ためにあけである穴からのウレタンフオームの漏れ具合
を目視検査i−で空隙の有無を推定しているが、検出精
度が低いのみならず全数検査を行うことが困難である。
さらに、別法としてX線又は超音波による空隙全検出す
ることも考えられるが、ウレタンフオームは密度が小ざ
く、小さな気泡の集まりであるので検出することが困難
である。したがって、迅速かつ確実に板剃間に充填され
たこれら板材より低密度の断熱部材中に存在する空隙部
分の自動検出の実現が要請されている。
発明の目的 仮相11ηに充填されたこれら板材より密度が小さい部
材中に存在する空隙部分を正確かつ迅速に検出すること
のできる?!隙検出装置に関する。
発明の政要 低密度部材が密層している板体に機械的感動を付与し、
このときの板体における振動を噴出して一気信号に変換
し、このシ気信号エリ周波数のパワースペクトラムを求
め、このパワースペクトラムに基づいて空隙部分の有無
を非破壊的に検出するようにしたものである。
発明の実施例 以下1本発明を図面を参照して実施例に基−もいて詳述
すも。本実施例における空隙検出装置は、第1図に示す
ように機械的振動全検出して一気信号に変換する振動検
出部(1)、この振動検出部illに電気的に接続され
た増幅部(2)、この増幅部(2)の出力側に接続され
増幅部(2)から出力された一気信号を高速フーリエ変
換して周波数パワースペクトラムを示すディジタル化さ
れた′一気信号を出力する周波数解析部(3)、この周
波数解析部(3)の出力側に接続され演算機能(中央処
理装置(CPU)にて行う、)及び記憶機能(例えばR
A M (1−(andom Acces s Mem
o ry )などの記憶装置にて行う。)を備える例え
ばマイクロコンビーータなどの演算制g1部(4)、こ
の演算部(4)の出力側に接続された加振部(5)並び
に検出結果を記録する例えばプリンタなどの記録部(6
)及び検出結果を一時的に表示するCRT (Cath
ode Bay Tube)等の表示部(7)から構成
されている。上記加振部(5)は、第2図に示すように
、基台(8)上に載置された支持体19)を有していて
、この支持体(9)には先端部が下方を向いている5字
状の第1の腕部(11が突設されている。この41の腕
部Hの先端部には4動機tlllが取付けられていて、
この電動機fluの回転軸は、基台・8)の上面に平行
になるように設けられている。そうしてV電動機圓の回
転軸の一端部に原動節となるカム0りが固定されている
。このカム112には、支持体(9)に基台(8)の−
上面に平行になるように突設されだ従動節となる板ばね
(1国が接触している。さらに、板ばね03のカムuり
への接触点近傍には、基台(8)の上面に垂直になるよ
うに棒状の加振子(14)が取付けられている。さらに
加振子Iに近接して振動ピックアップ0■が5字状の第
2の腕部口υにばね(15a )を介して懸吊されてい
つ。これら第二の腕部u[ilと振動ピンク−7ノブ(
1つは、振動検出部(1)をなしている。
つき゛に、このように構成された空隙検出装置の作動に
ついて説明する。
まず、基台(8)上に被検物体(17)を水蜜(8)l
に載置する。この被検物体07)は、第3図に示すよう
に、厚さ0.51111程度の鉄板(18と、この鉄板
賭とほぼ同じ厚さのプラスチック板uIと、これら鉄板
u81とプラスチック板uIトの間に充填されたウレタ
ンフオーム(イ)とからなっている。つぎに、基台(8
)上において支持体(9)を移動させ、被検物体u7)
の検出部It(2I)(第2図参照)に振動ピックアッ
プ(19を当接させるnしかるのち、演算制御部(4)
から信号8Aを出力させ、1を動機011の回転軸を第
2図矢印(24方向に回転させる。この電動機tinの
回転軸の回転にともないカム(1りも回転するが、この
カムa21に直接接触している板ばね0階の端部も上昇
1〜、一定位置上昇する古根ばね(lりはカム(I2か
らはずれて弾性力により原位置に復帰する。このさきの
板ばね(13の第2図矢印(ハ)方向の付勢力により、
加振子u4)は検出位置シυの近傍を強くただきつける
。その結果、検出位置■υにも・ける鉄板賭は、加振子
Hの衝撃力により機械的に振動する。この機械的振動は
、振動ピックアップ(15)により機械的振動の波形に
対応した波形を有する一気信号8Bに変換される。この
一気信号SBは増幅部(2)にて増幅され、増幅された
シ気信号8F1′が、周波数解析部(3)に出力ざlし
る。−差信号s++’は1周波数解析部t3+にて周波
数分析され、周波数のパワースペクトラムを示tディジ
タル化された+を差信号SCが、いったん演算制御部(
4)にデータとして記憶される。ところで、第4図は被
検物体u0のウレタンフオームリυ中に空隙部分@がな
い場合のパワースペクトラムを示し、また第5図は破@
物体(■乃のウレタンフオーム(20)中に空隙部分(
24)が存1Eする場合のパワースペクトラムを示して
いる。これらの図かられかるように、最大レベルを示す
共振周波数(2■は、空隙部分画)が存在する場合は、
空隙部分[、!41が存在しない場合に比べて低周波数
側に移動、している。また、空隙部分U4)がない場合
のパワースペクトラムの共振周波数(25)近傍は不規
則な鋸歯状形状をなしていて、どのピークが最大レベル
かを見分けることが困難である。こjLは、ウレタンフ
オームtJが鉄板(181に四層しているのでウレタン
フオーム(イ)と鉄板賭とυ(一体的に振動することに
より両者の振動モードυ1合成されるからである。一方
、空隙部分(2)が存在する場合のパワースペクトラム
の共振層e数e団近傍には、この共振周波数シωと混同
するようなピークは存在せず尖鋭な山形をなしている。
そのため、空隙部分C24)が存在する場合は、空隙部
分(24)が存在しない場合に比べて、共振周波数(2
5)が低周波数側に移動すい場合、はぼ同一レベルの複
数のピークが生L″、ることかあるので、空隙部分12
4)がないのに1欠陥あり1と誤認したり、空隙部分(
、!(イ)があるのに「欠陥なし」と看過したりする確
率が旨くなる。しだがって、本実施例においては、演算
制御部(4)にて第4図及び第5図に示すように、空隙
部分(24Jが存在1〜ない場合の共振周波数((へ)
近傍に基準周波数foを設定し、さらに基準周波数f。
jシ△fだけ高い周波数’max及び基準周波数f。よ
り△fだけ低い周波数’minを設定し、得られたパワ
ースペクトラムを示すデータについて周波数f1□、i
nから共振周波数「0及び共振周波数f。から周波数f
maxiで各別に積分しその大小に基ぢいて空隙部分画
)の有無を判定する。
掌なわら、前述1〜だように、空隙部分(2)が存在す
る場合は、空隙部分241が存在しない場合に比べてそ
の共振周波数(2□□□を示すパワースペクトラムの山
形部分が低周波側に移動するので、積分域(fo。
’maX )における積分値AIと積分域(’min+
 ’0)における積分値A2との比率φ”A2/AIは
大きくなる1、したがって、空隙部分I241を峻別す
るために、最適な基準比率φ0を経験的に求めて、演算
制御部(4)の記憶装置中にあらかじめ設定してお・く
。しかi−て上記周波数解析部(3)から出力されたデ
ータが格納されている上記記憶装置からのデータに基づ
いて中央処理装fi(CPU>にて、積分域A、、A2
を演算しさらに比率φを求め、上記基準比率φ0と比較
演痺する、その結果、φがφ0に等しいか、又はφ0よ
り大である場合(φ≧φ0、ただしφ二φ。は[欠陥な
し」としてもよい。)を1欠陥あり」と判定し、φがφ
0より小である場合を1欠陥なし」と判定する。しかし
て、判定結果は、記録部(6)及び表示部(力にて表示
記録される。他の検出装置についても上述と同様の手順
でウレタンフオーム−中の空隙部分(2)を検出する〇 このようVC1本実施例における空隙検出装置は板材1
141に充填されたこれら板材よりも低密度の断熱部材
中に存在する少なくとも151fil以ヒの大きさの空
隙部分を非破壊的に1F確かつ迅速VC咲出できる。
なお、上記実施例においては、基準比率φ0と実際に得
られた比率φとの比較により、空隙部分の検出を行った
が、パワースペクトラムの共振周波数シつ近傍の鋸歯状
の不規則性が顕著でなく、谷筋に共振周波数を抽出でき
る場合は、得られた共振周波数fとあらかじめ空隙部分
の有無を峻別するために経験的に設定した基準周波数f
、rとを比較し、f≦fT(f(f、rのみでもよいン
である場合を「欠陥あり」と判定するようにしてもよい
。この場合は、上記実施例のように、演算制御部(4)
はマイクロコンビーータでなくてもよく、周波数解析部
(3)の出力側に設けられた共振周波数検出器とこの共
振周波数検出器の出力側に設けられ、基準周波数との比
較を行うだめの比較器とから構成してもよい。さらに、
上記実施例においては、断熱拐はウレタンフオームであ
るが、これに限らず発泡スチロール等のように板材より
低密度、かつ超廿波探傷お・よびX線検査が困難な吸音
性かつ低密度材料であれば、本発明の空隙検出装置は効
果的に適用できる。
発明の効果 本発明の空隙検査装置は、例えばウレタンフオームなど
の低密度部材を包囲して収納する板材に合、空隙部分が
ない場合に比べてその共振周波数が低周波数側に4移す
ることを利用したもので、超音波探傷が適用できない場
合でも、非破壊的に旧篠かつ迅速に空隙部分全検出する
ことができる。
その結果、従来人力に依存していた検査工程を自動化す
ることができ、か一つ全数検肴が可能となるので、低慴
度部材である例えば断熱部材を用いた製品の品質が向−
ヒするとともに検査工程の合理化にを辱する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の空隙検出装置の電気回路系統を示す図
、第2図は第1図の振動検出部と加振部とを示す要部正
面図、第3図は被検物体の断面構造を示す装部断面図、
第4図及び第5図は周波数解析部において得られたパワ
ースペクトラムを示す図である。 (1):振動検出部、 (3):周波数解析部、(4)
:演算制御部、 (5):加振部、uD:被検物体、 
 賭;鉄板(板体)、(zl:ウレタンフオーム(低密
度部材)、124:空隙部分、 第1図 輩2図 30 第40 /It   ラ皮 数− 15図 川 浪 数

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 板材と、上記板材より低密度かつ上記板材に密着した低
    密度部材とからなる被検物体の一ヒ記低密度部材中に存
    在する空隙部分を検出する空隙検出装置において、上記
    板材に機械的振動を付与する加振部と、上記板材に当接
    され上記加振部により付与された機械的振動を検出して
    一気1g号に変換する振動検出部と、この振動検出部か
    ら出力された電気信号を入力して周波数解析し上記機械
    的振動のパワースペクトラムを示す電気信号を出力する
    周波数解析部と、上記パワースペクトラムを示す電気信
    号を入力し上記空隙部分の有無の判定を行う演算制御部
    とを具備し、上記演算制御部におけるJ:記空隙部分の
    有無の判定は上記空隙部分が存在する場合の共振周波数
    が上記空隙部分が存在しない場合の共振周波数に比べて
    低周波数側に遷移することに基づいて行うことを特徴と
    する空隙検出装置。
JP57008884A 1982-01-25 1982-01-25 空隙検出装置 Pending JPS58127162A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63247608A (ja) * 1987-04-03 1988-10-14 Touyoko Erumesu:Kk コンクリ−トの厚さ及び内在ひび割れ位置の測定方法
JPS6465407A (en) * 1987-09-07 1989-03-10 Touyoko Erumesu Kk Measuring instrument for thickness of concrete and position of internal cracking
JPH0193563U (ja) * 1987-12-14 1989-06-20
JPH0254167A (ja) * 1988-08-18 1990-02-23 Kawasaki Steel Corp 鋼帯コイルの変形予知方法
JP2018179790A (ja) * 2017-04-14 2018-11-15 日立造船株式会社 空隙判定方法、空隙判定システム及び弾性波検出方法
JP2020034555A (ja) * 2018-08-28 2020-03-05 公立大学法人首都大学東京 非破壊検査システム、方法およびプログラム

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