JPS6138441A - Method for imaging stress distribution of specimen - Google Patents

Method for imaging stress distribution of specimen

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JPS6138441A
JPS6138441A JP16005984A JP16005984A JPS6138441A JP S6138441 A JPS6138441 A JP S6138441A JP 16005984 A JP16005984 A JP 16005984A JP 16005984 A JP16005984 A JP 16005984A JP S6138441 A JPS6138441 A JP S6138441A
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    • G01L1/24Measuring 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
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Abstract

PURPOSE:To enhance the accurate degree in the imaging of stress distribution, by adhering a thermal filter to the surface of a specimen and calculating interpolation data under such a condition that the stress value of the thermal filter comes to zero while accurately correcting the measuring error of temp. data on the basis of the interpolation data. CONSTITUTION:For example, a thermal filter 10 comprising an adhesive tape is adhered to the surface of a specimen 1. A computer 7 consiting of memories 7a, 7b, 7e, 7f, averaging circuits 7c, 7g, a DELTAV and DELTAH determination circuit 7h, an interpolation data determination circuit 7i, a correction circuit 7j and a difference operation circuit 7d is connected to a change-over device 5. Then, load is applied to the specimen 1 and infrared scanning is applied to the thermal filter 10 to detect temp. data which is, in turn, stored in the memories 7e, 7f while interpolation is accurately performed so as to bring the stress value of the thermal filter 10 to zero to calculate correction values DELTAH, DELTAV in horizontal and vertical directions and a temp. measuring error is compensated to send an accurate temp. component to a display apparatus. As a result, accurate image display can be performed.

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ュータに取込
まれた温度データに対しコンピュータ処理を行って被検
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 a test object and performing computer processing on the temperature data input into a computer. .

(従来の技術) 機械装置1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っ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55−56H1) 、この方法の原
理を以下簡単に説明する。
(Prior Art) When designing a single part of a mechanical device or a structure, it is an important issue from the viewpoint of safety to know how much stress is applied to which part. In recent years, a method has been proposed for measuring the stress distribution of an object in a non-contact manner in a short time (Japanese Patent Application No. 55-56H1).The principle of this method will be briefly explained below.

この出願の発明者は被検体に繰り返し圧縮及び引張り荷
重を負荷すると、被検体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 a test object, the surface temperature of the test object repeatedly rises and falls around the temperature at zero load in synchronization with the cycle of the load application. .

例えば、第4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4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4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4図(D)及び(F)に示す)。
For example, as shown in FIG. 4(A), when a load is applied to the test object in a sinusoidal manner, the compressive load corresponding to the positive half cycle and the tensile load corresponding to the negative half cycle are synchronized.
The surface temperature of the specimen repeatedly rises and falls in a sinusoidal manner as shown in Figure 4 (B), and also when compressive load or tensile load is applied in a rectangular wave (Figure 4 (C)).
and (E)), and the surface temperature rises or falls in synchronization with these (shown in FIGS. 4(D) 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がっているので、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輻を検出すれば、
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 intensity of temperature change at a specific point is detected,
You can know the magnitude of stress at that 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5図を一参照して、簡単に
説明する。
A conventional stress distribution imaging method based on such a principle will be briefly explained with reference to FIG.

第5図に示す例は被検体の一点(−ポイント)毎の走査
で赤外線測定を行って、応力分布を画像化する方法であ
る。被検体lに荷重fi2により荷重負荷を与え、各ポ
イント毎にスキャナ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0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eb)に送り、そこでデジタル温
度データに変換した後、それぞれコンピュータ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−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
つ各周期毎に読取って平均化回路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CARTのような表示装置!18に供給
し、よって、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 FIG. 5 is a method of performing infrared measurement by scanning each point (-point) of the object to visualize the stress distribution. A load is applied to the subject L by a load fi2, the scanner 3 is stopped at each point, and each temperature data is read by the infrared detector 4.0For example, in the case of a sinusoidal load, the detected analog The temperature data is switched between the positive half cycle and the negative half cycle using the switch 5.
The data is sent to the D converter 6 (6a and eb), where it is converted into digital temperature data, and then stored in the corresponding memories 7a and 7b in the computer 7, respectively. From this stored temperature data, the first and second temperature data at the two points in time when the load amplitude difference is maximum within the same cycle are read individually and for each cycle, and averaged by the averaging circuit 7C. do. 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. The difference between these first and second temperature data is calculated by a difference calculator 7d, and this difference, that is, temperature information including stress information is displayed on a display device such as CART! 18, so that the stress distribution of the subject can be displayed as an image.

尚、荷重a2、切換器5、A/D変換器6a、6b 。Note that the load a2, the switch 5, and the A/D converters 6a and 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。
The timing of the memories 7a, 7b, the averaging circuit 7c, and the difference calculator 7d is 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
測定を行って測定時間の短線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ュータ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、−フィールド走査でも良い、そして、−ライ
ン中に、例えば、256〜512の点を取り、−ライン
を何回も高速走査し、これら一ラインのデータの各第一
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って平均化回路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っ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、−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a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 manner as described above.
to be memorized. This scanning may be a single line scan, several line scans, or a field scan, and then, for example, 256 to 512 points are taken in the line, and the line is scanned at high speed many times, After storing each of the first and second temperature data in the above-mentioned memories 7a and 7b, they are read from the data, an averaging circuit 7c outputs an average value of the first and second temperature data, and a difference calculator 7d calculates an average value of the first and second temperature data. A difference calculation between average values is performed and the result is stored in a one-screen memory (not shown). Then, after the temperature information per screen is recorded, this temperature information is sent to the display device a in the same manner as described above, and an image of the stress distribution is displayed.

同様にして、一画面走査では、テレビジョン走査と同程
度の走査速度で被検体l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
って、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 l 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) しかしなから、このような原理に基づく被検体応力分布
の画像化方法は被検体の温度勾配が小さい場合に有効で
ある。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the method of imaging the stress distribution of a subject based on such a principle is effective when the temperature gradient of the subject is small.

しかし、この被検体に荷重をかけて圧縮とか引張とかを
行うと、応力によって生じた温度変化以外に、被検体の
位置ずれに起因して本来の測定点からずれた別の点の温
度データを測定してしまうため、何らかの原因によって
被検体に大きな温度勾配がある場合には、大きな測定温
度誤差が生じてしまう。
However, when a load is applied to this test object and compression or tension is performed, in addition to the temperature change caused by the stress, temperature data at another point that deviates from the original measurement point due to positional deviation of the test object is generated. Therefore, if there is a large temperature gradient in the subject for some reason, a large measurement error will occur.

第6図に示す被検体lの長さを、例えば、立=100■
とし、これに荷重を±22kg/mm2程度負荷した時
の被検体1に伸びが0.2 +oa+であるとする。
The length of the subject l shown in FIG. 6 is, for example, vertical = 100
It is assumed that the elongation of the specimen 1 is 0.2 + oa + when a load of about ±22 kg/mm 2 is applied thereto.

一方、被検体1の温度勾配が〜3Gmmの幅に対して〜
30℃程度あると仮定すると、1+w+aで1”0の勾
配がある。
On the other hand, for a width of ~3Gmm, the temperature gradient of the object 1 is ~
Assuming the temperature is about 30°C, there is a slope of 1"0 at 1+w+a.

ところで、上述したようなデジタル化を用いた方法では
、100■程度の長さの被検体1を走査する時のライン
間隔は1mm程度〜0.5履履程度であるので、この時
0.2Hの位置ずれ誤差が生じていると、温度誤差成分
は0.2℃となる。この温度誤差は信号に比べて非常に
大きな誤差である。現実にこの熱弾性効果によって生ず
る温度差は上述の荷重程度であると0.4℃となるから
、上述した温度誤差成分は極めて大きな誤差となる。
By the way, in the method using digitization as described above, the line interval when scanning the subject 1 having a length of about 100 cm is about 1 mm to 0.5 tracks, so at this time If a positional shift error of This temperature error is a very large error compared to the signal. In reality, the temperature difference caused by this thermoelastic effect is 0.4° C. under the above-mentioned load, so the above-mentioned temperature error component becomes an extremely large error.

従って、このような位置ずれによる温度誤差を補正して
やらなければならない。
Therefore, it is necessary to correct the temperature error caused by such positional deviation.

この補正を行うに当りどの程度の走査ライン間隔で走査
すべきかという別の問題がある。一画素を11とすると
、一画素単位で移動した場合には1画素の中心点で見る
と1■移動したことになる。上述と同様に、被検体の方
に30℃/30鵬鳳の温度勾配があると考えあると、[
■に位置ずれに対する温度変化が1℃となり、このよう
な温度変化のあるものをlam間隔で動かしたのでは、
信号の大きさを考えると、補正をすることが出来ない。
When performing this correction, another problem is how much scanning line interval should be scanned. Assuming that one pixel is 11, moving in units of one pixel means that the center point of one pixel has moved by 1. Similarly to the above, if we consider that there is a temperature gradient of 30°C/30°C towards the subject, then [
In ■, the temperature change due to positional deviation is 1℃, and if you move something with such a temperature change at lam intervals,
Considering the magnitude of the signal, correction cannot be made.

この発明の目的は、上述した問題点の解決を図った、新
規な被検体応力分布の画像化方法を提供することにある
An object of the present invention is to provide a novel method for imaging the stress distribution of a subject, which solves the above-mentioned problems.

(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、この発明の方法によれば、 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
るこの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って、被検
体の応力分布を画像化するに当り。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve this objective, according to the method of the present invention, a load is repeatedly applied to an object, the object is scanned using an infrared detector, and the load is measured. Each temperature of this object during two time periods giving the maximum load amplitude difference for each cycle is detected as first temperature data and second temperature data, and the difference between these first and second temperature data is calculated. When imaging the stress distribution of the subject.

この被検体の表面に熱フィルタを付着し、この熱フィル
タを赤外線検出器で走査して、荷重の−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この熱フィル
タの各温度を第三温度データ及び第四温度データとして
それぞれ検出する工程と。
A thermal filter is attached to the surface of the test object, and the thermal filter is scanned with an infrared detector to measure each temperature of the thermal filter during two time periods giving the maximum load amplitude difference for each cycle of the load. and detecting each as temperature data and fourth temperature data.

これら第三及び第四温度データから、前述の熱フィルタ
の応力値が零となる条件で、補間データをそれぞれ求め
る工程と。
A step of obtaining interpolated data from the third and fourth temperature data under the condition that the stress value of the thermal filter is zero.

前述の差演算を実施する前に、この補間データを用いて
前記第一及び第二温度データの1位置ずれによる誤差を
補正する工程と を含むことを特徴とする。
The method is characterized in that it includes a step of correcting an error caused by a one-position shift between the first and second temperature data using the interpolated data before performing the above-described difference calculation.

(作用) このように構成すれば、被検体が高温となりかつ温度勾
配が大きくなった場合でも、被検体の微小な位置変位に
起因する大きな温度データ測定誤差を補間データで正確
に補正することが出来るので、被検体の応力分布の戸像
化をより正確に行うことが出来る。
(Function) With this configuration, even when the temperature of the object becomes high and the temperature gradient becomes large, it is possible to accurately correct large temperature data measurement errors caused by minute positional displacements of the object using interpolated data. Therefore, it is possible to more accurately visualize the stress distribution of the object.

(実施例の説明) 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。尚、この発明の場合においても、上述し
た第4図の荷重波形及び第5図の回路が適用出来るが、
その詳細な説明は重複するので省略する。
(Description of Embodiments) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. Incidentally, even in the case of this invention, the load waveform shown in FIG. 4 and the circuit shown in FIG. 5 described above can be applied.
The detailed explanation will be omitted since it will be redundant.

第1図はこの発明に用いる主としてコンピュータ7(第
5図に示した)の機能ブロックを示し、第2図は熱フィ
ルタを貼付だ被検体を示し、第3図はこの発明の温度デ
ータの補正の説明に供する線図である。
Fig. 1 mainly shows the functional blocks of the computer 7 (shown in Fig. 5) used in this invention, Fig. 2 shows a subject to which a thermal filter is attached, and Fig. 3 shows correction of temperature data according to this invention. FIG.

この発明においては1位置の補正を細かく行うこと、及
び、その補正量を決めることが必要である。この位置の
補正の細かさは、最終的に得られる温度分布画像に必要
な温度データが不足しない程度の細かさとする。
In this invention, it is necessary to finely correct one position and to determine the amount of correction. The fineness of this position correction is set to such a degree that the temperature data required for the finally obtained temperature distribution image is not insufficient.

この発明においては、第2図に示すように、被検体lの
表面に熱フィルタ10を付着する。この熱フィルタ10
として被検体1の温度分布と同程度の温度となって被検
体の温度勾配は表面に出てくるが、荷重負荷によって生
じた応力に起因した温度変化は伝達せず、しかも、被検
体の圧縮及び引張に応じて伸縮するものを用いる。この
熱フィルタ10として、例えば、接着テープとか、ビニ
ールテープとか、その他上述の条件を満足するものなら
材料、大きさ、厚さを問わず、何でも使用することが出
来る。また、この熱フィルタlOの貼付箇所も任意に選
定することが出来る。
In this invention, as shown in FIG. 2, a thermal filter 10 is attached to the surface of the subject l. This heat filter 10
As a result, the temperature distribution of the specimen 1 becomes similar to that of the specimen 1, and the temperature gradient of the specimen appears on the surface, but the temperature change caused by the stress caused by the load application is not transmitted, and the And use one that expands and contracts in response to tension. As this thermal filter 10, for example, adhesive tape, vinyl tape, or any other material that satisfies the above-mentioned conditions can be used regardless of the material, size, and thickness. Further, the location where this thermal filter IO is attached can also be arbitrarily selected.

次に、熱フィルタ10を貼付けた被検体1に荷重を負荷
すると、被検体lの熱フィルタlOの部分には、被検体
l自体の温度分布は現われるが、応力による温度変化成
分は現われない、この熱フィルタ10を赤外線走査して
第三及び第四温度データをそれぞれ検出し、これらデー
タを、第1図に示すように、切換器5を経てコンピュー
タ7の他のメモリ7e及び7fにそれぞれ記憶する。そ
して、今、被検体1の位置補正の一画素以下の値を、M
S3図に示すように、水平方向ではΔH及び垂直方向で
はΔVとする。尚、第3図において、Pjiは一画素よ
りも小さい二次元座標上での点であり、このPji点の
周囲の四つの点、すなわち、温度データDji、 Dj
i+1.0j◆11+1、D j+Iiで表わした点で
囲まれた四角形の領域が一画素である。従って、例えば
、垂直方向に引張った場合を考えると。
Next, when a load is applied to the subject 1 to which the thermal filter 10 is attached, the temperature distribution of the subject 1 itself appears in the part of the subject 1 where the thermal filter 10 is attached, but the temperature change component due to stress does not appear. This thermal filter 10 is scanned by infrared rays to detect third and fourth temperature data, and these data are stored in the other memories 7e and 7f of the computer 7, respectively, via the switch 5, as shown in FIG. do. Now, the value of the position correction of the subject 1 of one pixel or less is M
As shown in Figure S3, ΔH in the horizontal direction and ΔV in the vertical direction. In FIG. 3, Pji is a point on two-dimensional coordinates that is smaller than one pixel, and four points around this Pji point, that is, temperature data Dji, Dj
i+1.0j◆11+1, D The rectangular area surrounded by the points represented by j+Ii is one pixel. So, for example, consider the case of vertical tension.

ΔH=0とし得るので、メモリ7e及び7fに取込まれ
た第三及び第四温度データを平均化回路7gで平均化し
た後、ΔV及びΔH決定回路7hによって、ΔVを極め
て細かく、例えば、走査ライン間隔の1/100単位(
一画素の1/100以下)で変えて被検体l自体の位置
ずれによる温度分布成分を測定する。得られた温度分布
データに対して、熱フィルタlOの部分は応力による温
度変化成分は現われないのであるから応力値が零となる
ように。
Since ΔH can be 0, the third and fourth temperature data taken into the memories 7e and 7f are averaged by the averaging circuit 7g, and then the ΔV and ΔH determining circuit 7h calculates ΔV very finely, for example by scanning. 1/100 unit of line spacing (
(1/100 or less of one pixel) to measure the temperature distribution component due to the positional deviation of the subject l itself. In the obtained temperature distribution data, the stress value is set to zero since no temperature change component due to stress appears in the portion of the thermal filter IO.

補間を正確に行ってやれば、その成分が零となる補正値
ΔVが求まる。一般に、同様な処理によって、補正値と
してはΔH及びΔVとが得られる。
If the interpolation is performed accurately, a correction value ΔV that makes the component zero can be found. Generally, ΔH and ΔV are obtained as correction values through similar processing.

次に、これら補正値ΔH及びΔ■を補間データ決定回路
61に送り、そこでこれらの補正量ΔH及びΔVを基に
して、 補間データ=DjiX(1−ΔH)X(1−ΔV+ D
 ji+1×  (ΔH)X(1−ΔV)+Dj+1i
+1×(ΔH)X  (ΔV)+Dj+1iX  (1
−Δ)()X(ΔV) の式からPji点での補間データを算出する。
Next, these correction values ΔH and Δ■ are sent to the interpolation data determining circuit 61, where, based on these correction amounts ΔH and ΔV, interpolation data=DjiX(1-ΔH)X(1-ΔV+D
ji+1× (ΔH)X(1-ΔV)+Dj+1i
+1×(ΔH)X (ΔV)+Dj+1iX (1
-Δ)()X(ΔV) Interpolated data at point Pji is calculated from the formula: -Δ)()X(ΔV).

次に、予め、或いは、その後に通常の被検体の測定を行
って得られた第一及び第二温度データを切換器5を経て
メモリ7a及び7bに記憶し、記憶された各データを読
出して平均化回路7Cで平均化した後補正回路71に送
る。一方、この補正回路7jには、前述した補間データ
決定回路71から得られた補間データを供給し、そこで
この補間データで平均化された第一及び第二温度データ
のそれぞれを補正してやれば、動いたことによる温度デ
ータの位置補正成分が全部補償されて正確な温度成分が
得られることとなる。
Next, the first and second temperature data obtained by performing normal measurement of the object in advance or after that are stored in the memories 7a and 7b via the switch 5, and each stored data is read out. After being averaged by the averaging circuit 7C, it is sent to the correction circuit 71. On the other hand, if the interpolated data obtained from the interpolated data determination circuit 71 described above is supplied to the correction circuit 7j, and each of the averaged first and second temperature data is corrected using this interpolated data, the movement will be corrected. The positional correction component of the temperature data due to the temperature data is completely compensated for, and an accurate temperature component is obtained.

然る後、補正された第一及び第二温度データを差演算回
路7dに送り、そこで差演算を行ってその結果を温度情
報として表示装置(第5図に8で示す)に送給し、画像
表示を行わせる。
Thereafter, the corrected first and second temperature data are sent to a difference calculation circuit 7d, where a difference calculation is performed, and the result is sent as temperature information to a display device (indicated by 8 in FIG. 5). Displays an image.

上述したコンピュータ7における処理によって、温度勾
配の大きい被検体の場合であっても、補間により温度デ
ータの位置ずれが補正されるので、その後のコンピュー
タ処理によって差演算されるべき荷重振幅差が最大とな
る二つの時点における第一及び第二温度データには測定
誤差成分がほとんど無い。
Through the processing in the computer 7 described above, even in the case of an object with a large temperature gradient, the positional deviation of the temperature data is corrected by interpolation, so that the load amplitude difference to be calculated by the subsequent computer processing is maximized. There is almost no measurement error component in the first and second temperature data at the two points in time.

上述したように、被検体に荷重を負荷したことにより被
検体が何等かの原因によって発熱しその温度勾配が大き
くなった場合には被検体の微小な位置変動であっても大
きな温度データ測定誤差が生じるが、この発明によれば
、この測定誤差を補正することが出来る。そめため、こ
の発明による被検体温度分布の画像化方法を要約すると
、(a)被検体表面に、熱弾性効果による温度変化は伝
えないが被検体自体の温度分布にはほぼ等しくなりかつ
被検体の伸縮に対応するような材料の熱フィルタを、貼
付け、被検体に貼付けた熱フィルタの温度データをコン
ピュータに取込み、コンピュータ処理によって応力値が
零となるような温度データの位置ずれ補正量を求める工
程と、(b)熱フィルタが貼付けられていない被検体に
対して温度データをコンピュータに取込む工程と(c)
 (a)の工程で求めた位置ずれ補正量を用いて、(b
)で求めた熱フィルタのない被検体の温度データの位置
補正を、一画素以下の1例えば、一画素の1/100程
度までの補間で、コンピュータ処理により行う工程と、 (d)位置補正されて得られた熱フィルタが貼付けられ
ていない被検体の温度データでの差演算を行って画像化
を行う工程とを有する。
As mentioned above, if a load is applied to the test object and the test object generates heat for some reason and the temperature gradient becomes large, even a small positional change of the test object can cause a large temperature data measurement error. However, according to the present invention, this measurement error can be corrected. Therefore, to summarize the method of imaging the temperature distribution of a subject according to the present invention, (a) the temperature change due to the thermoelastic effect is not transmitted to the surface of the subject, but the temperature distribution is almost equal to that of the subject itself, and the temperature distribution of the subject is Attach a thermal filter made of a material that can accommodate the expansion and contraction of the object, import the temperature data of the thermal filter attached to the test object into a computer, and use computer processing to calculate the amount of positional deviation correction for the temperature data that will make the stress value zero. (b) a step of importing temperature data into a computer for a subject to which a thermal filter is not attached; and (c)
Using the positional deviation correction amount obtained in step (a), (b)
) The positional correction of the temperature data of the test object without a thermal filter obtained in step 1 is performed by computer processing by interpolation of one pixel or less, for example, to about 1/100 of one pixel; and a step of performing imaging by performing a difference calculation using the temperature data of the subject to which no thermal filter is attached.

尚、上述した実施例では、被検体として金属につき説明
したが、大きな温度勾配を有する他の材料に適用するこ
とが出来る。
In the above-described embodiments, metal was used as the object to be examined, but the present invention can be applied to other materials having a large temperature gradient.

さらに、この発明においても走査はポイント走査でも、
ライン走査でも、或いは、一画面走査でも良い。
Furthermore, in this invention, even if the scanning is point scanning,
Line scanning or single screen scanning may be used.

(発明の効果) 上述の説明からも明らかなように、この発明の方法によ
れば、被検体に荷重を負荷したことにより発熱しその温
度勾配が大きくなった場合にも、被検体の微小な位を変
動に起因する大きな温度データ測定誤差を正確に補正す
ることが出来るので、このような被検体の温度分布の画
像化をより正確に行うことが出来るという利点がある。
(Effects of the Invention) As is clear from the above explanation, according to the method of the present invention, even when a load is applied to the test object, which generates heat and the temperature gradient becomes large, the minute temperature gradient of the test object can be maintained. Since large temperature data measurement errors caused by temperature fluctuations can be accurately corrected, there is an advantage that the temperature distribution of the subject can be imaged more accurately.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の方法の一実施例の説明に供する、コ
ンピュータの機能ブロック図、第2図及び第3図はこの
発明の実施例をそれぞれ説明するための線図、 第4図(A)〜(F)は従来及びこの発明の詳細な説明
するための、被検体部分を示す線図及び信号波形図。 第5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、 第6図は従来の方法の欠点の説明に供する線図である。 l・・・被検体、     2・・・荷重機3・・・ス
キャナ、     4・・・赤外線検出器5・・・切換
器、    6.6ia、8b−A/rJ変換器7、−
コンピュータ、  7a、7b、7e、7f−メモリ7
c、7g・・・平均化回路、 7d・・・差演算器Cヌ
+a(引聾ヨ路)7h・・・ΔV及びΔH決定回路 71・・・補間データ決定回路 7j・・・補正回路、    8・・・表示装置9・・
・タイミング回路、  lO・・・熱フィルタ。
FIG. 1 is a functional block diagram of a computer for explaining one embodiment of the method of the present invention, FIGS. 2 and 3 are diagrams for explaining the embodiment of the present invention, and FIG. 4 (A ) to (F) are line diagrams and signal waveform diagrams showing the subject part for detailed explanation of the conventional method and the present invention. FIG. 5 is a diagram showing a conventional system and an apparatus system for explaining the present invention, and FIG. 6 is a diagram for explaining the drawbacks of the conventional method. l...Object to be inspected, 2...Loading device 3...Scanner, 4...Infrared detector 5...Switcher, 6.6ia, 8b-A/rJ converter 7, -
Computer, 7a, 7b, 7e, 7f - memory 7
c, 7g...Averaging circuit, 7d...Difference calculator C+a (deaf Yoro) 7h...ΔV and ΔH determining circuit 71...Interpolation data determining circuit 7j...Correction circuit, 8...Display device 9...
・Timing circuit, lO...thermal filter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、被検体に荷重を繰り返し負荷し、 該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
の差演算を行って、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ィルタを付着し、該熱フィ
ルタを赤外線検出器で走査して、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熱フィル
タの各温度を第三温度データ及び第四温度データとして
それぞれ検出する工程と、 前記第三及び第四温度データから、前記熱フィルタの応
力値が零となる条件で、補間データをそれぞれ求める工
程と、 前記差演算を実施する前に、該補間データを用いて前記
第一及び第二温度データの、位置ずれによる誤差を補正
する工程と を含むことを特徴とする被検体応力分布の画像化方法。 2、特許請求の範囲第1項記載の被検体応力分布の画像
化方法において、前記熱フィルタの材料を、前記被検体
の温度分布と同程度の温度となって該被検体の温度勾配
は表面に出てくるが、荷重負荷によって生じた応力に起
因した温度変化は伝達せず、しかも、該被検体の圧縮及
び引張に応じて伸縮する材料とすることを特徴とする被
検体応力分布の画像化方法。 3、特許請求の範囲第1項記載の被検体応力分布の画像
化方法において、Pjiを一画素よりも小さい二次元座
標上での点とした時、点Pjiでの前記補間データは 補間データ=Dji×(1−ΔH)×(1−ΔV+Dj
i+1×(ΔH)×(1−ΔV)+Dj+1i+1×(
ΔH)×(ΔV)+Dj+1i×(1−ΔH)×(ΔV
) から求め、この場合、Dji、Dji+1、Dj+1i
+1、Dj+1iを前記点Pjiの周囲の四つの点であ
ってこれら点が囲む四角形の領域が一画素を形成するよ
うな点とし、ΔH及びΔVを前記点Pjiから前記四角
形の一方の辺及びこの辺と直交する他方の辺に対する垂
直距離であるとし、該ΔH及びΔVを前記熱フィルタの
応力値が零となる条件から算出することを特徴とする被
検体応力分布の画像化方法。 4、特許請求の範囲第1項記載の被検体応力分布の画像
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被検体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 determine the test object during two time periods that give a maximum load amplitude difference for each cycle of the test object. Each temperature of the specimen is detected as first temperature data and second temperature data, and the difference between these first and second temperature data is calculated to image the stress distribution of the specimen. A thermal filter is attached to the surface, and the thermal filter is scanned with an infrared detector to obtain third temperature data and third temperature data for each temperature of the thermal filter in two time periods that give the maximum load amplitude difference for each cycle of the load. a step of detecting each as four temperature data; a step of obtaining interpolated data from the third and fourth temperature data under conditions such that the stress value of the thermal filter is zero; and before performing the difference calculation, A method for imaging stress distribution in a subject, comprising the step of correcting errors due to positional deviation in the first and second temperature data using the interpolated data. 2. In the method for imaging stress distribution in a subject as set forth in claim 1, the material of the thermal filter is heated to a temperature comparable to the temperature distribution of the subject so that the temperature gradient of the subject is An image of stress distribution in a test object, which is characterized by a material that does not transmit temperature changes caused by stress caused by load application and expands and contracts in response to compression and tension of the test object. method. 3. In the method for imaging stress distribution in a subject as described in claim 1, when Pji is a point on two-dimensional coordinates smaller than one pixel, the interpolated data at point Pji is interpolated data = Dji×(1-ΔH)×(1-ΔV+Dj
i+1×(ΔH)×(1-ΔV)+Dj+1i+1×(
ΔH)×(ΔV)+Dj+1i×(1-ΔH)×(ΔV
), in this case, Dji, Dji+1, Dj+1i
+1, Dj+1i are four points around the point Pji such that the rectangular area surrounded by these points forms one pixel, and ΔH and ΔV are from the point Pji to one side of the rectangle and this side. A method for imaging stress distribution in a subject, characterized in that ΔH and ΔV are calculated from conditions under which the stress value of the thermal filter is zero. 4. In the method for imaging stress distribution in a subject as set forth in claim 1, the scanning by the infrared detector is performed by any one of point scanning, line scanning, or single screen scanning. Imaging method for stress distribution.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220005534A (en) * 2019-06-26 2022-01-13 재팬 사이언스 앤드 테크놀로지 에이전시 Stress and strain distribution display method, device and program

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20220005534A (en) * 2019-06-26 2022-01-13 재팬 사이언스 앤드 테크놀로지 에이전시 Stress and strain distribution display method, device and program

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