KR20020083372A - 시험편 신장측정방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
기준선 첨부없이 정확한 측정값을 얻을 수 있고 자동화할 수 있는 비접촉 방식의 신장측정방법 및 장치로서, 레이저 투광기 및 CCD 카메라를 포함하는 두 센서부의 레이저 빔을 시험편상 두 위치에 있는 지시 기준선에 조사하는 단계, 레이저 반사광을 CCD 카메라로 복수의 프린지를 포함하는 스페클 패턴으로 각각 촬영하는 단계, 스페클 패턴의 소정의 위치에 있는 프린지를 CCD 카메라 스크린 좌표상 각각의 두 위치에 있는 지시 기준선위치에 상응하는 목표로 인식하는 단계, 시험편의 신장과 같이 이동하는 목표 프린지의 좌표상 픽셀단위이동량을 검출하여 시험편의 신장정보를 결정하는 단계, CCD 카메라로 촬영된 스페클 패턴의 프린지는 텔레비전 카메라 스크린의 소정의 위치에 있는 표식으로 상변화하는 단계를 포함하고 있다. 시험편의 파단직전에 나타나는 CCD 카메라의 스페클 패턴의 상의 정지와 산란을 감지하여 시험편상 인장하중의 인가를 정지시킬 수도 있다.
Description
본 발명은 기준선 (또는 기준점) 을 시험편 (test specimen) 에 첨부하지 않는 비접촉방식으로 시험편의 신장측정방법 및 장치에 관한 것이고 특히, 시험편에 조사된 레이저 빔의 반사광에 나타나는 스페클 패턴 (speckle pattern) 에서 프린지 (fringe) 이동량을 이용한 신장측정방법 및 장치에 관한 것이다.
비접촉방식으로 시험편 신장측정으로 사용되는 방법으로서, 시험편의 신장방향으로 두점에 기준선을 부착시키는 단계, 두대의 텔레비전 카메라로 각각의 기준선을 촬영하여 텔레비전 스크린상 각각의 표식을 컴퓨터로 인식시키는 단계, 시험편 신장을 따라 움직이는 텔레비전 스크린상 표식의 이동량을 계산하는 단계, 각각의 표식을 항상 텔레비전 스크린상에 나타나는 소정의 위치에 있도록 두대의 텔레비전 카메라의 위치를 제어하는 단계, 및 시험편에 인장하중을 적용하기 전과 시험편의 파단후 두대의 텔레비전 카메라의 거리차이에 기초한 신장측정하는 단계를 포함하는 방법이다.
또한, 비접촉방식으로 기준선 부착없이 하는 시험편의 신장측정 방법으로서, 인장하중을 가하는 방향으로 소정의 길이 증가를 갖는 레이저 빔을 시험편 표면에 조사하는 단계, 스페클 패턴에서 다양한 선명도에 따른 전기신호로 시험편의 두 위치의 기준점에 따라 구역에서의 반사광을 인식하는 단계, 및 상센서의 출력을 사용하여 스페클 패턴의 전기신호의 관련함수에 기초한 시험편의 신장을 계산하는 단계를 포함하는 비접촉방식의 신장측정으로서 다양한 방법 및 장치가 제안되었고 예를 들어, 특개소 59-52963, 특공소 61-27681, 특개평 7-4928 에 공개되었다.
그러나, 전자의 방법 즉, 텔레비전 카메라를 사용하는 방법은 기준선이 시험편에 부착되어야 하는 치명적 결점을 포함하고 있다. 즉, 기준선을 부착시키는 방법에는 시험편에 표시 (scratch) 하는 방법, 실 (seal) 을 부착하는 방법으로 잉크같은 것으로 표식하는 방법, 및 기준위치에 바인더로 시험편을 고정시키는 방법을 포함하고 있다. 그러나, 기준선을 부착하는 측정방법은 시험편의 강도에 나쁜 영향을 주고, 실 (seal) 이 벗겨지고, 기준선의 신장으로 기준자체가 불명확해지고, 기준선의 잉크도 시험편에서 화학적 변화를 일으켜 시험의 정확성과 효율성을 막는다.
반면에, 후자의 방법 즉, 스페클 패턴을 이용한 신장측정의 종래 방법은 레이저 빔을 시험편 일부에 조사하여 상센서 같은 것으로 측정하여 얻어진 반사광을 변환하여 스페클 패턴과 일치하는 전기신호를 얻는 단계, 시험편 신장전후에 신호의 상관함수에 기초한 스페클 패턴의 이동량을 결정하는 단계를 포함하고 있다. 즉, 상센서로 인식된 스페클 패턴은 전기신호로 변환되어 사용되기 때문에, 정밀한 광학부품 및 변조소자가 사용되지 않으면 높은 측정 정확성을 얻기 힘들다.
더욱이, 스페클 패턴을 사용하는 종래 신장측정에서는, 변형전 (전체적으로 점 패턴) 시험편의 신장방향으로의 스페클 패턴을 전에는 전기신호로 저장하는 단계, 및 전기신호에 관계된 변형시 스페클 패턴의 상관함수를 연속적으로 결정하는 단계로 스페클 패턴의 이동량을 결정하도록 되어있다. 따라서, 만약 측정시시험편과 레이저 빔이 상대적으로 횡으로 놓여지면, 기준자체로서 스페클 패턴은 부정확해져서 모든 측정값에 신뢰성을 잃는 문제를 야기한다. 특히, 만약 측정시 인장하중이 시험편에 주어지고 미세한 횡적오차를 피할 수 없다면, 측정시 이 문제는 심각해 진다.
또한, 종래 신장측정의 일반적인 문제점으로서, 인장하중을 적용하기 전에 기준선사이의 거리와 인장하중에 의해 시험편의 파열시 기준선사이에 기초하여 부러지는 신장점이 결정되므로, 시험편에 파열이 일어날 때까지 인장하중을 가한다. 그러나, 재료에 따라 파열시 시험편이 조각으로 깨지면서 위험을 초래할 수 있으므로, 작동자는 신장측정장치에 시험편을 설치한 후에 안전한 장소로 피해야하기 때문에, 작업능률에 지장을 준다.
따라서, 본 발명의 제 1 목적은 상기 방법을 달성하는 신장측정장치뿐만 아니라, 기준점을 시험편에 설정하지 않고, 정밀한 광학장치 또는 변조소자를 사용하지 않고 정확한 측정값을 얻을 수 있고, 시험편의 횡이동은 무시할 수 있고, 자동화도 할 수 있는 비접촉 방식의 신장측정방법을 제공한다.
본 발명의 제 2 목적은 상기 방법을 달성하는 신장측정장치 뿐만 아니라, 상처리장치의 이용, 지금까지의 종래 텔레비전 카메라를 있는 그대로 사용하여 연산작업 및 제어하는 상기 신장측정방법을 제공한다.
본 발명의 제 3 목적은 상기 방법을 달성하는 신장측정장치 뿐만 아니라, 시험편의 파단직전의 상태를 측정할 수 있고, 시험편을 파괴하지 않고도 파단시와 실질적으로 동등한 신장측정값을 결정하는 신장측정방법을 제공한다.
본 발명의 제 1 목적은 인장하중을 시험편에 적용시키는 동안 비접촉방식 제 1 신장측정방법으로 달성되고, 레이저 투광기와 CCD 카메라 일체를 가진 두 센서부에서 각각의 시험편상의 신장방향을 따라 설정된 두위치에 지시 기준위치에 레이저를 각각 조사하는 단계, 각각의 CCD 카메라로 레이저 반사광을 각각의 복수의 프린지를 구성하는 스페클 패턴으로 촬영하는 단계, 스페클 패턴 소정의 위치의 프린지를 CCD 카메라 스크린 좌표상의 두 위치에서 각각의 규정된 기준위치에 따른 목표로서 인식하는 단계, 시험편의 신장에 따라서 움직이는 각각의 스페클 패턴내의 목표 프린지 좌표상 픽셀단위이동량을 검출하는 단계, 목표 프린지가 항상 스크린의 소정의 위치에 위치하도록 매움직임마다 검출신호로 시험편의 신장방향을 따라서 두 센서부의 트래킹 (tracking) 제어를 수행하는 단계, 및 두 센서부 사이의 거리, 각각의 이동검출량 또는 각각 목표 프린지의 픽셀단위이동량으로 시험편의 신장정보를 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 1 방법은 각각 인장응력 시험기에 설정된 시험편의 신장방향을 따라 두 위치의 지시 기준선위치에 레이저 빔을 조사하며, CCD 카메라로 레이저 반사광을 스페클 패턴은 각각의 복수 프린지로 각각 촬영하고, 레이저 투광기와 CCD 카메라를 가진 한 쌍의 센서부를 포함하고, 촬영된 상의 픽셀단위상 시험편의 신장에 일치하게 움직인 목표 프린지의 이동량을 검출하며, 검출신호로 한 쌍의 센서구동부를 제어하여 스페클 패턴의 소정위치에 목표 프린지를 놓고, 각각의 가이드를 따라 한 쌍의 센서부를 움직이며 지지가능한 입력신호와 일치하는 가이드를 따라센서부를 움직이는 한 쌍의 센서구동부를 포함하고, 센서부의 CCD 카메라로 촬영된 스페클 패턴의 소정의 위치의 프린지를 지시 기준선 위치에 따라 목표 프린지로서 인식하는 제어부를 포함하고, 두 센서부사이의 거리, 각각의 이동검출신호량 또는 목표 프린지의 픽셀단위이동량으로 시험편 신장정보를 결정하는 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연산부로 시험편 제 1 신장측정장치로써 달성될 수 있다.
본 발명의 제 2 목적은 시험편에 인장하중을 적용하는 동안 비접촉 방식의 제 2 인장측정방법으로도 달성될 수 있으며, 각각 레이저 투광기와 CCD 카메라 일체를 갖춘 두 센서부의 레이저 빔을 시험편상의 신장방향을 따라 설정된 두 위치의 지시 기준선위치에 조사하는 단계, 각각의 CCD 카메라로 레이저 반사광을 각각의 복수의 프린지로 구성된 스페클 패턴으로 촬영하는 것을 포함하는 단계, 스페클 패턴의 소정의 위치에서 프린지를 두 위치의 각각의 지시 기준선위치에 따라 목표물로 인식하는 단계, 목표 프린지를 두대의 텔레비전 카메라 스크린의 소정의 위치에 각각 표식으로 상을 변환하는 단계, 시험편 신장과 일치하게 이동하는 텔레비전 스크린의 표식의 픽셀단위이동량을 검출하는 단계, 표식이 항상 텔레비전 스크린의 소정의 위치하도록 매이동마다 검출신호로 시험편의 신장방향을 따라 각각 두 센서부의 움직임을 제어하는 단계, 및 두 센서부 사이에 거리와, 각각의 표식의 이동검출신호량 또는 텔레비전의 표식의 픽셀단위이동량으로 시험편에 신장정보를 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 2 방법은 인장응력 시험기에 설정된 시험편의 신장방향에 따라 두 위치에 지시 기준선위치에 레이저 빔을 조사하며, CCD 카메라로 레이저 반사광을 각각의 복수의 프린지로 구성된 스페클 패턴을 촬영하는, 레이저 투광기와 CCD 카메라를 갖는 한 쌍의 센서부를 포함하고, 한 쌍의 상변환장치를 센서부를 따라 배치하며, 텔레비전 카메라 스크린상 소정의 위치에 표식으로 센서부의 CCD 카메라로 촬영된 목표 프린지를 촬영하고, 각각의 가이드를 따라 한 쌍의 센서부를 움직이며 지지하며 입력신호와 일치하게 가이드를 따라 센서부를 움직이는 한 쌍의 센서구동부를 포함하고, 표식이 텔레비전 스크린의 소정의 위치에 있도록 텔레비전 스크린의 픽셀단위상의 시험편의 신장과 일치하게 움직이는 표식의 이동량을 검출하며, 검출신호로 한 쌍의 센서구동부를 제어하고, 텔레비전 카메라 (25 및 26) 으로 촬영된 표식을 지시 기준선위치에 상응하는 기준선으로 인식하는 제어부를 포함하고, 두 센서부사이의 거리, 각각의 표식 이동검출신호량 또는 텔레비전 표식의 픽셀단위이동량으로 시험편의 신장정보를 결정하는 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시험편의 제 2 신장측정장치는 달성된다.
본 발명의 제 3 목적은 상기 제 1 또는 제 2 측정방법에서 실시된 제 3 방법으로 달성되는데 상기 시험편의 적용의 파단직전에 나타나는 스페클 패턴 상의 멈춤 또는 상의 왜곡을 감지하여 시험편상에 가하는 인장응력을 멈추도록 한다.
본 발명의 제 3 방법은 상기 제 1 또는 제 2 장치에서 실시된 제 3 장치로 달성되고, 시험편의 파단직전에 CCD 카메라의 스페클 패턴으로 나타나는 상멈춤과 상의 산란 (disturbance) 을 감지하고 시험편의 인장하중 정지신호를 출력하는 하중제어장치를 더 포함하고 있다.
도 1 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제 1 신장측정장치의 개략구성도이다.
도 2 는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 제 2 신장측정장치의 개략구성도이다.
도 3 는 본 발명의 더 바람직한 실시예에 따른 제 3 신장측정장치의 개략구성도이다.
도 4 는 본 발명의 더 바람직한 실시예에 따라 보정된 신장측정장치의 개략구성도이다.
도 5 는 텔레비전 카메라로 기준점을 촬영하는 종래 신장측정장치의 개략구성도이다.
도 6 는 영상변환장치의 작동 설명도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1. 인장응력 시험기 2. 시험편
13. 연산부 18. 펄스모터
21. 영상처리부 23. 펄스모터 제어부
본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조로 설명될 것이다.
본 발명은 인장응력 시험기 (1) 에 설정된 시험편 (2) 의 신장을 측정하고, 인장응력 시험기 (1) 은 척 (chuck; 3 및 4) 으로 시험편 (2) 의 끝부분을 보호하도록 되어있고, 척 (3 및 4) 중 하나 또는 둘다 당기는 인장하중을 시험편 (2) 에 적용한다.
도 1 는 본 발명에 따른 방법을 달성하는데 사용된 신장측정장치의 바람직한 실시예의 개략도이다. 측정장치 (5) 는 레이저 투광기 (6a 또는 6b) 와 CCD 카메라 (7a 또는 7b) 일체를 갖는 한 쌍의 센서부 (8 및 9), 시험편 (2) 의 인장방향으로 센서부 (8 및 9) 각각을 수직으로 움직이는 한 쌍의 센서구동부, 센서부 (8 및 9) 의 정보에 기초한 센서구동부 (10 및 11) 로 구동신호를 출력하는 제어부 (12) 와 다양한 자료에 기초한 시험편 (2) 의 신장율 및 신장량 같은 신장정보를 계산하는 연산부 (13), 제어부 (12) 및 연산부 (13) 은 중앙처리장치 (14; 이하 컴퓨터) 가 결합되어 있는 것을 포함하고 있다.
센서부 (8 및 9) 는 상응하는 센서구동부 (10 및 11) 의 가이드 봉 (rod; 15 및 16) 으로 지지되고, 여기에 있는 센서부 (8) 는 레이저 투광기 (6a) 의 레이저 빔을 시험편의 한 지시 기준선위치 (A) 에 조사하고 CCD 카메라 (7a) 로 복수의 프린지를 포함하는 스페클 패턴으로 레이저 반사광을 촬영한다. 같은 방법으로, 센서부 (9) 는 레이저 투광기 (6b) 의 레이저 빔을 시험편의 다른 규정된 기준선 위치 (B) 에 조사하고, CCD 카메라 (7b) 로 레이저 반사광을 스페클 패턴으로 촬영한다.
센서구동부 (10 및 11) 는 한 쌍의 구동장치 예를 들어, 센서부 (8 및 9) 를 지지하는 한 쌍의 가이드 봉 (5 및 16) 과 여기에 상응하는 펄스모터 (17 및 18) 를 포함하고 있고, 센서부 (8 및 9) 는 가이드 봉 (15 및 16) 을 따라 후에 기술될 제어부 (12) 의 신호에 의해 수직으로 움직이게 된다. 도시된 실시예에서, 가이드 봉 (15 및 16) 은 펄스모터 (17 및 18) 로 회전하는 공급회전 봉 (feed screw rod) 으로 구성되어 있어서 가이드 봉 (15 및 16) 의 회전으로 센서부 (8 및 9) 를 수직으로 움직이게 한다.
제어부 (12) 는 센서부 (8 및 9) 내에서 CCD 카메라 (7a 및 7b) 로 촬영된 스페클 패턴내 소정의 프린지를 스크린의 픽셀 좌표계상 소정의 위치의 목표 프린지로서 저장하고, 각각 목표 프린지가 스크린상에서 움직일 때 제어부 (12) 는 픽셀단위로 양을 검출하여 검출값을 펄스신호로 센서구동부 (10 및 11) 의 각각의 펄스모터 (17 및 18) 에 보내고 센서 (8 및 9) 의 트래킹 제어를 수행하여 각각의 목표 프린지가 스크린의 소정의 위치에 있도록 한다.
이런 목적으로, 제어부 (12) 는 측정장치의 업무를 수행하는 중앙처리장치 (19), 인장시험기 (1) 의 상태정보 입출력을 위한 입출력부 (20), 센서부 (8 및 9) 에서 입력되는 스페클 패턴의 비디오 신호를 A/D 변환하고 더 뚜렷한 스페클 패턴을 만드는 중간 톤을 배제하는 2치화 (binarization) 를 수행하는 상처리부 (11 및 22) 그리고 펄스모터 제어부 (23 및 24) 는 시험편 (2) 의 지시 기준선위치 (A 및 B) 에 상응하는 목표 프린지같은 스페클 패턴로서 적절한 구역을 가진 프린지를 저장하고, 비디오 스크린의 픽셀에 상응하는 좌표이동량같은 시험편 (2) 의 신장을따라 움직이는 목표 프린지이동량을 검출하고 검출신호를 센서구동부 (10 및 11) 의 펄스모터 (17 및 18) 에 보내는 것을 포함하고 있다.
연산부 (13) 는 인장하중의 적용시작과 시험편 (2) 의 파단사이에 다양한 기준에 근거한 시험편의 신장율과 신장량을 계산하도록 되어있다. 예를 들어, 시험편 (2) 의 신장율 (δ) 은 다음 방정식에 따라서 결정된다:
여기서 L0는 인장하중의 적용시작전 센서부 (8 과 9) 사이의 거리를 나타내고, L 는 시험편 (2) 의 파단시 센서부 (8 과 9) 사이의 거리를 나타낸다.
또한, 작동부 (13) 는 각 목표 프린지의 이동량과 센서부 (8 및 9) 의 이동량사이 관계의 견지에서 목표 프린지의 이동량이 기초한 신장율 (또는 신장량) 을 계산하거나, 센서부 (8 및 9) 의 펄스신호와 이동량사이의 관계의 견지에서 펄스신호에 기초한 같은량을 계산한다.
따라서, 도 1 에 도시된 장치는 스페클 패턴내 소정의 위치의 지시 기준선위치를 목표 프린지로서 인식하고, 스페클 패턴의 비디오 스크린내 좌표상 목표 프린지의 움직임으로서 시험편 (2) 의 신장을 따라 이동하는 지시 기준선위치 (A 및 B) 의 이동을 결정하고, 비디오 스크린의 픽셀단위 이동량을 검출하고, 검출신호로 센서부 (8 및 9) 의 위치 트래킹 제어를 수행하여 각 목표 프린지가 상기 스크린내 소정의 위치에 있고 인장시작전과 시험편의 파단시 센서부 (8 과 9) 사이의 거리와 이동량, 펄스신호량 또는 목표 프린지가 이동하는 픽셀수와의 관계로 신장을 측정한다.
도 2 는 본 방법을 달성하는데 사용된 제 2 신장측정장치 뿐만아니라 본 발명의 제 2 목적을 달성하기 위한 제 2 신장측정방법을 도시한다. 본 실시예를 설명하기 전에, 텔레비전 카메라의 시험편에 부착된 기준점 표식을 촬영하도록 된 종래측정수단이 기술되어 있다.
도 5 는 실시예를 도시한다. 이 장치에서, 기준점 표식 (A' 및 B') 은 시험편 (2) 의 두 특정위치에 덧붙여져 있고, 두 위치에 있는 기준점 표식 (A' 및 B') 은 두대의 텔레비전 카메라 (25 및 26) 로 촬영되고, 인장시험시 각 카메라 스크린내 표식에 대해서 제어부 (12') 의 상처리부 (21' 및 22') 로 표식의 픽셀단위이동량을 계산하는 상처리를 수행하고, 텔레비전 카메라 (25 및 26) 에 상응하는 펄스모터 제어부 (23' 및 24') 의 계산된 이동량에 기초하여 신호를 텔레비전 카메라 (25 및 26) 의 카메라 구동부 (10' 및 11') 의 펄스모터 (17' 및 18') 로 보내고, 텔레비전 카메라 (25 및 26) 를 각각 제어하여 각 기준점표식 (A' 및 B') 이 텔레비전 스크린의 각 중앙에 위치하여 텔레비전 카메라사이의 거리에 기초한 시험편 (2) 의 신장을 측정한다.
텔레비전 카메라를 사용한 신장측정장치는 기준점 표식 (A 및 B) 이 시험편 (2) 에 부착되어야하기 때문에 전에 기술된 단점을 포함한다.
도 2 에 도시된 본 발명은 적용하여 사용된 기준점 표식 (A' 및 B') 의 첨부없이 도 1 를 참조하여 전에 설명된 본 발명을 제 2 신장측정방법 및 제 2 측정장치를 텔레비전 카메라 시스템상 측정장치에 제공하는 반면에, 텔레비전 카메라 시스템의 종래 측정수단으로 사용된 제어부 (12'), 상처리부 (21' 및 22'), 펄스모터제어부 (23' 및 24'), 중앙처리장치 (14) 같은것 및 연산부 (13') 을 그대로 활용한다.
즉, 신장측정방법은 도 1 에 도시된 장치의 센서부 (8 및 9) 의 CCD 카메라 (7a 및 7b) 로 촬영된 스페클 패턴을 두개의 각 텔레비전 스크린의 소정의 위치에 있는 표식으로 변환하고, 시험편 (2) 의 신장에 따라 이동하는 픽셀단위의 각 텔레비전 스크린의 표식의 이동량을 검출하고, 검출펄스신호로 센서구동부 (10 및 11) 의 펄스모터 (17 및 18) 를 제어하고, 센서부 (8 및 9) 의 트래킹 제어를 수행하여 표식이 항상 각 텔레비전 스크린 소정위치에 위치하도록 하고, 두 센서부 (8 및 9) 의 이동량 및 거리, 표식의 이동검출신호량 또는 표식의 픽셀단위이동량에 기초하여 시험편 (2) 의 신장을 측정한다.
이런 목적으로, 도 2 에 도시된 장치는 센서부 (8 및 9) 의 CCD 카메라 (7a 및 7b) 의 출력은 텔레비전 스크린용으로 고안된 프로그램을 작동하는 제어부 (12') 의 상처리부 (21' 및 22') 로 입력하는 상변환장치 (27 및 28) 와 연결되어 있고, 텔레비전 스크린용으로 고안된 펄스모터제어부 (23' 및 24') 의 펄스신호를 각 센서구동부 (10 및 11) 의 펄스모터 (17 및 18) 에 입력한다. 그러나, 도 6 에 도시된 기준 표식으로 상변환장치를 통하여 텔레비전 카메라 스크린에 보내는 상변환장치 (27 및 28) 는 CCD 카메라의 스크린 촬영된 스페클 패턴을 표시한다.
따라서, 도 2 에 도시된 장치를 적용시켜 센서부 (8 및 9) 의 CCD 카메라 (7a 및 7b) 로 촬영된 지시 기준선위치에 사용된 스페클 패턴이 두 텔레비전 스크린내 표식으로 상전환되고, 센서부 (8 및 9) 는 텔레비전 스크린을 사용하는 종래 프로그램을 사용하여 시험편 (2) 의 신장을 따라서 제어되는 위치에 놓여진다.
그러나, 본 발명자는 인장하중을 받는 시험편 (2) 의 스페클 패턴은 일단 정지하고 시험편의 파단직전에 패턴이 산란된다는 것을 많은 실험을 통해서 발견하였고, 상기 현상을 발견하면 인장하중을 정지하고 즉시 신장값을 측정하여 실질적으로 동등한 신장 측정값을 얻을 수 있다는 새로운 생각에 도달하게 되었다. 즉, 신장측정방법은 시험편 (2) 의 파단직전에 스페클 패턴의 정지와 산란을 감지하고 인장응력시험기 (1) 에서 인장하중을 정지시키는 특징을 가지고 있다.
도 3 및 도 4 는 상기 측정방법에 사용된 장치의 개략적 구성을 도시하고, 도 3 에 도시된 장치는 도 1 에 도시된 장치와는 하중제어부 (29) 를 덧붙여 파단직전에 스페클 패턴의 상이 멈춤과 왜곡을 감지하고 인장응력시험기 (1) 에서 인장하중을 정지시키는 것을 제외하고는 같은 구성을 가지고 있으며, 도 4 에 도시된 장치는 도 2 에 도시된 장치와는 하중제어부 (29) 를 덧붙이는 것을 제외하고는 같은 구성을 가지고 있다. 도시된 실시예에서, 하중제어부 (29) 는 중앙 연산 장치 (14) 에 결합되어 있다.
본 발명자는 인장하중을 받는 시험편 (2) 의 스페클 패턴은 일단 정지하고 시험편의 파단직전에 패턴이 산란된다는 것을 많은 실험을 통해서 발견하였고, 상기 현상을 발견하면 인장하중을 정지하고 즉시 신장값을 측정하여 실질적으로 동등한 신장 측정값을 얻을 수 있다는 새로운 생각에 도달하게 되었다. 즉, 신장측정방법은 시험편 (2) 의 파단직전에 스페클 패턴의 정지와 산란을 감지하고 인장응력시험기 (1) 에서 인장하중을 정지시키는 특징을 가지고 있다.
Claims (6)
- 인장하중을 시험편 (2) 에 인가하는 동안 비접촉방식 신장측정방법에 있어서,레이저 투광기 (6a 또는 6b) 및 CCD 카메라 (7a 및 7b) 일체를 가진 두 센서부 (8 및 9) 의 레이저 빔을 상기 시험편 (2) 의 신장방향에 따라 설정된 두 위치에 있는 지시 기준선위치 (A 및 B) 에 각각 조사하는 단계;상기 CCD 카메라 (7a 및 7b) 로 레이저 반사광을 각각의 복수 프린지를 포함하는 스페클 패턴으로 각각 촬영하는 단계;상기 스페클 패턴의 소정의 위치에 있는 상기 프린지를 상기 CCD 카메라 스크린 좌표상 두 위치에 있는 상기 각 지시 기준선위치 (A 및 B) 와 상응하는 목표로서 인식하는 단계;상기 시험편의 신장에 따라 이동하는 상기 각 스페클 패턴내의 목표 프린지좌표의 픽셀단위이동량을 검출하는 단계;상기 목표 프린지가 항상 상기 스크린의 소정의 위치에 있도록 매이동마다 검출신호로 상기 시험편 (2) 의 신장방향을 따라 상기 두 센서부 (8 및 9) 의 트래킹 제어를 수행하는 단계; 및상기 두 센서부 (8 및 9) 사이거리, 각각의 이동검출신호량 또는 상기 각 목표 프린지의 픽셀단위이동량으로 상기 시험편 (2) 에 대한 신장정보를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉방식 신장측정방법.
- 인장하중을 시험편 (2) 에 인가하는 동안 비접촉방식 신장측정방법에 있어서,레이저 투광기 (6a 또는 6b) 및 CCD 카메라 (7a 또는 7b) 일체를 가진 두 센서부 (8 및 9) 의 레이저 빔을 상기 시험편 (2) 의 신장방향을 따라 설정된 두 위치의 지시 기준선위치 (A 및 B) 에 각각 조사하는 단계;상기 CCD 카메라 (7a 및 7b) 로 레이저 반사광을 각각의 복수 프린지를 포함하는 스페클 패턴으로 각각 촬영하는 단계;상기 스페클 패턴의 소정의 위치에 있는 프린지를 상기 각 두 위치에 있는 지시 기준선위치 (A 및 B) 와 상응하는 목표로서 인식하는 단계;상기 목표 프린지를 두대의 텔레비전 카메라 스크린의 소정의 위치에 있는 표식으로 각각 상변환시키는 단계;상기 시험편 (2) 의 신장에 의해 이동하는 상기 텔레비전 스크린의 픽셀단위이동량을 검출하는 단계;상기 표식이 항상 상기 텔레비전 스크린의 소정의 위치에 있도록 매이동마다 상기 검출신호로 상기 시험편 (2) 의 신장방향을 따라 상기 두 센서부 (8 및 9) 의 이동을 제어하는 단계;상기 두 센서부 (8 및 9) 사이거리, 각각의 표식 이동검출신호량 또는 각각의 텔레비전 상 표식의 픽셀단위이동량으로 상기 시험편 (2) 의 신장정보를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉방식 신장측정방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 시험편의 파단직전에 나타나는 상기 스페클 패턴 상의 정지와 왜곡을 감지하여 상기 시험편상의 인장하중을 정지시키는 것을 특징으로 하는 비접촉방식 신장측정방법.
- 시험편 신장측정장치에 있어서,인장응력시험기에 설정된 시험편 (2) 의 신장방향을 따라 두 위치에 있는 지시 기준선 (A 및 B) 에 레이저 빔을 각각 조사하고, CCD 카메라 (7a 및 7b) 로 레이저 반사광을 각각의 복수 프린지로 구성된 스페클 패턴으로 촬영하고, 레이저 분광기 (6a 또는 6b), 상기 CCD 카메라 (7a 또는 7b) 일체를 갖는 한쌍의 센서부 (8 및 9);각각의 가이드를 따라서 한쌍의 센서부 (8 및 9) 를 이동하며 지지할 수 있고 입력신호에 일치하는 상기 가이드를 따라 상기 센서부 (8 및 9) 를 이동시키는 한쌍의 센서구동부 (10 및 11);상기 목표 프린지가 상기 스페클 패턴의 소정의 위치에 각각 있도록, 촬영된 상의 픽셀단위로 상기 시험편의 신장에 의해 이동하는 목표 프린지 이동량을 검출하고, 검출신호로 상기 센서구동부 (10 및 11) 를 제어하고, 상기 센서부 (8 및 9) 의 상기 CCD 카메라 (7a 및 7b) 로 촬영된 상기 스페클 패턴의 소정의 위치에 있는 상기 프린지를 상기 지시 기준선 (A 및 B) 에 상응하는 상기 목표 프린지로 각각인식하는 제어부 (12); 및상기 두 센서부 (8 및 9) 사이거리, 각각의 이동검출신호량 또는 상기 목표 프린지의 픽셀단위이동량에 의해 상기 시험편 (2) 에 대한 신장정보를 결정하는 연산부 (13) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 시험편 신장측정장치.
- 시험편 신장측정장치에 있어서,인장응력시험기에 설정된 시험편 (2) 의 신장방향을 따라 두 위치에 있는 지시 기준선 (A 및 B) 에 레이저 빔을 조사하고, CCD 카메라 (7a 및 7b) 로 레이저 반사광을 각각 복수의 프린지로 구성된 스페클 패턴으로 각각 촬영하고, 레이저 분광기 (6a 또는 6b) 와 상기 CCD 카메라 (7a 또는 7b) 일체를 갖는 한쌍의 센서부 (8 및 9);각각의 가이드를 따라서 상기 한쌍의 센서부 (8 및 9) 를 이동하며 지지할 수 있고 입력신호에 일치하는 가이드를 따라 상기 센서부 (8 및 9) 를 움직일 수 있는 한쌍의 센서구동부 (10 및 11);상기 센서부 (8 및 9) 의 상기 CCD 카메라 (7a 및 7b) 로 촬영된 상기 목표 프린지를 상기 텔레비전 카메라 스크린상 소정의 위치에 있는 표식으로 각각 촬영하고, 상기 센서부 (8 및 9) 와 각각 일치하게 있는 한쌍의 상변환장치 (27 및 28);표식이 상기 텔레비전 스크린의 소정의 위치에 있도록, 상기 텔레비전 스크린의 픽셀단위상 상기 시험편 신장에 의해 이동하는 표식이동량을 검출하고, 상기검출신호로 상기 한쌍의 센서구동부 (10 및 11) 를 제어하고, 상기 텔레비전 카메라 (25 및 26) 로 촬영된 상기 표식을 각각의 상기 지시 기준선위치 (A 및 B) 에 상응하는 기준선으로 각각 인식하는 제어부 (12); 및상기 두 센서부 (8 및 9) 사이거리, 각각의 표식 이동검출신호량 또는 상기 텔레비전 상 표식의 픽셀단위이동량에 의해 상기 시험편 (2) 에 대한 신장정보를 결정하는 연산부 (13) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 시험편 신장측정장치.
- 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,상기 시험편 파단직전에 나타나는 상기 CCD 카메라의 상기 스페클 패턴 상의 정지와 산란을 감지하고 상기 시험편용 인장하중 정지신호를 출력하는 하중제어장치 (29) 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시험편 신장측정장치.
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