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公開番号2024141630
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-10
出願番号2023053385
出願日2023-03-29
発明の名称非接触音響検査装置
出願人学校法人桐蔭学園,佐藤工業株式会社,富士フイルム株式会社
代理人個人,個人
主分類G01N 29/06 20060101AFI20241003BHJP(測定;試験)
要約【課題】光学計測装置が移動しながら対象面の振動を計測可能とする非接触音響検査装置に関する技術を提供する。
【解決手段】非接触音響検査装置は、構造物の対象面に平面波音波を照射して対象面を加振する非集束型の音響発信装置と、対象面の振動による振動波を光学的に計測する光学計測装置と、光学計測装置を移動させる搬送装置と、音響発信装置、光学計測装置、および、搬送装置を制御する制御手段と、光学計測装置によって計測された振動波を解析する解析手段と、解析結果を用いて構造物の状態を検査する検査手段と、を備え、搬送装置は、光学計測装置が移動しながら対象面の振動を計測可能とするように、光学計測装置を移動させることを特徴とする。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
構造物の対象面に平面波音波を照射して対象面を加振する非集束型の音響発信装置と、
前記対象面の振動による振動波を光学的に計測する光学計測装置と、
前記光学計測装置を移動させる搬送装置と、
前記音響発信装置、前記光学計測装置、および、前記搬送装置を制御する制御手段と、
前記光学計測装置によって計測された前記振動波を解析する解析手段と、
解析結果を用いて前記構造物の状態を検査する検査手段と、を備え、
前記搬送装置は、前記光学計測装置が移動しながら前記対象面の振動を計測可能とするように、前記光学計測装置を移動させることを特徴とする非接触音響検査装置。
続きを表示（約 860 文字）【請求項２】
前記搬送装置は、前記音響発信装置を移動させることを特徴とする請求項１に記載の非接触音響検査装置。
【請求項３】
前記音響発信装置は、異なる周波数の複数のバースト波からなるマルチトーンバースト波を所定の送信間隔で前記平面波音波として送出する請求項１または２に記載の非接触音響検査装置。
【請求項４】
前記音響発信装置は、異なる周波数の複数のバースト波からなるマルチトーンバースト波を所定の送信間隔で前記平面波音波として送出し、
前記解析手段は、前記平面波音波に基づき生成した参照波形と前記振動波との相互相関関数を算出する請求項１または２に記載の非接触音響検査装置。
【請求項５】
前記解析手段は、前記マルチトーンバースト波の周波数毎に前記相互相関関数を算出し、
算出した前記相互相関関数に基づき、前記所定の送信間隔毎に前記参照波形と前記振動波との最大相関値を示す周波数の参照波形を特定する請求項４に記載の非接触音響検査装置。
【請求項６】
前記解析手段は、前記対象面の各単位部位を座標位置とする平面画像に、特定した前記参照波形と前記振動波との相関値を前記所定の送信間隔毎に描画し、得られた前記平面画像を解析結果として出力する請求項５に記載の非接触音響検査装置。
【請求項７】
前記解析手段は、前記複数のバースト波に前記所定の送信間隔のＮ倍（Ｎは自然数）かつ所定数連続したフィルタ処理を施した参照波形を用いて前記相互相関関数を算出する請求項４に記載の非接触音響検査装置。
【請求項８】
前記解析手段は、前記マルチトーンバースト波の周波数帯域に対し、任意の周波数間隔毎に前記参照波形と前記振動波との相互相関関数を算出する請求項４に記載の非接触音響検査装置。
【請求項９】
前記光学計測装置は、前記対象面にレーザ光を垂直に照射する請求項１または２に記載の非接触音響検査装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触音響検査装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
対象物を非接触に解析・探査することを目的として、対象物に対して音波を照射する技術が種々提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１には、橋梁やトンネル等の建築物を検査対象とし、無人航空機（Ｕｎｍａｎｎｅｄａｅｒｉａｌｖｅｈｉｃｌｅ、ＵＡＶ）に搭載した音響発信源から音波を照射して測定対象の対象面を加振し、加振した対象面の振動速度を計測器（レーザドップラ振動計）によって測定し、測定結果を解析し、検査対象の建築物の内部に生じた欠陥部分の解析を行う非接触音響検査システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１９－１９６９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、音響発信源は移動させながら音波を照射しているが、計測器を移動させながら計測することは行っていないため、測定可能な範囲に限りがあり、検査効率に問題があった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、光学計測装置が移動しながら構造物の対象面の振動を計測可能とする非接触音響検査装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、構造物の対象面に平面波音波を照射して対象面を加振する非集束型の音響発信装置と、前記対象面の振動による振動波を光学的に計測する光学計測装置と、前記光学計測装置を移動させる搬送装置と、前記音響発信装置、前記光学計測装置、および、前記搬送装置を制御する制御手段と、前記光学計測装置によって計測された前記振動波を解析する解析手段と、解析結果を用いて前記構造物の状態を検査する検査手段と、を備え、前記搬送装置は、前記光学計測装置が移動しながら前記対象面の振動を計測可能とするように、前記光学計測装置を移動させることを特徴とする非接触音響検査装置に関する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により提供される非接触音響検査装置によれば、測定可能な範囲を広げることが可能となり、高い検査効率を実現可能な非接触音響検査装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
非接触音響検査装置の構成を示す説明図である。
評価実験１の構造物、光学計測装置、および搬送装置の位置関係を示す模式図である。
構造物の内部に埋め込んだ模擬欠陥の配置を示す断面図である。
評価実験１の計測領域を示す図である。
評価実験１および２に用いた平面波音波（マルチトーンバースト波）の波形図である。
相関相互処理を用いた解析方法の概念図である。
画像化処理方法の概念図である。
（ａ）は評価実験１の移動速度Ｓｌｏｗの場合の相関値のエネルギー表示結果を示す図であり、（ｂ）は評価実験１の移動速度Ｎｏｒｍａｌの場合の相関値のエネルギー表示結果を示す図であり、（ｃ）は評価実験１の移動速度Ｆａｓｔの場合の相関値のエネルギー表示結果を示す図である。
評価実験２の構造物、光学計測装置、および搬送装置の位置関係を示す模式図である。
評価実験２の計測領域を示す模式図である。
（ａ）は評価実験２の移動速度Ｓｌｏｗの場合の相関値のエネルギー表示結果を示す図であり、（ｂ）は評価実験２の移動速度Ｎｏｒｍａｌの場合の相関値のエネルギー表示結果を示す図であり、（ｃ）は評価実験２の移動速度Ｆａｓｔの場合の相関値のエネルギー表示結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好ましい実施形態の例について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態の図面は、いずれも本発明の技術思想、構成及び動作を説明するためのものであり、その構成を具体的に限定するものではない。また、全ての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
（【００１１】以降は省略されています）

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