JP2001194346A - 構成要素の非破壊試験装置及び方法 - Google Patents

構成要素の非破壊試験装置及び方法

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JP2001194346A
JP2001194346A JP2000332015A JP2000332015A JP2001194346A JP 2001194346 A JP2001194346 A JP 2001194346A JP 2000332015 A JP2000332015 A JP 2000332015A JP 2000332015 A JP2000332015 A JP 2000332015A JP 2001194346 A JP2001194346 A JP 2001194346A
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Georg Greuel
グロイアル ゲオルク
Rik Van Ark
ファン アーク リク
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Koninklijke Philips NV
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Koninklijke Philips Electronics NV
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    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 試験すべき構成要素の簡単且つ高信頼評価を
提供する装置及び方法を提供することにある。 【解決手段】 本発明は受動構成要素(１)の非破壊試験
方法に関する。本発明の方法では、受動構成要素(１)の
品質を試験するために電気試験信号を受動構成要素に供
給し、アコースティックエミッションをマイクロフォン
（４）により測定し得るように、測定された信号を評価
ユニット(５)に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、受動構成要素の非
破壊試験装置及び方法に関するものである。品質制御は
構成要素の製造において重要である。試験すべき構成要
素は欠陥を検出するために適当な期間に亘って負荷試験
を受ける。構成要素の接点で測定し得る電気量が評価に
使用される。Ｘ線又は超音波を用いて構成要素内部の欠
陥も検出することができる。
【０００２】
【従来技術】米国特許第５，５１０，７１９号がキャパ
シタの試験方法を開示している。この試験のために、試
験電圧をキャパシタに供給し、関連温度で所定に期間に
亘って負荷する。しきい値電圧より低い残留電圧を品質
評価の基準として用いる。この残留電圧はキャパシタの
接点で測定される。
【０００３】上述の方法では、試験すべき構成要素の接
点上の電気的応答を検査する。これまでに知られている
方法は、このような試験の実行はかなり多量の作業を必
要とする欠点を有する。更に、既知の方法は下等品質の
構成要素が試験により完全に破壊されてしまう惧れがあ
る。
【０００４】他の外部試験信号は試験中の構成要素にＸ
線又は超音波により供給される。これは、例えばＸ線源
又は超音波源の追加の実施を必要とする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】これがため、本発明の
目的は、試験すべき構成要素の故障裕度の簡単且つ高信
頼評価を提供する装置及び方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、この目的を達
成するために、電気試験信号を受けた構成要素によるア
コースティックエミッションを測定可能にしたことを特
徴とする。
【０００７】標準試験では電気試験信号が試験すべき構
成要素の接点に供給される。この試験は、例えば構成要
素の抵抗値又はキャパシタンスのような基本機能特性を
試験することを目的としている。構成要素の内部欠陥は
このような特性をアコースティックエミッションとして
測定し得る振動に変換する。故障構成要素の周波数スペ
クトルは高品質構成要素の周波数スペクトルと著しく相
違する。試験構成要素の品質に関する判定はこの差に基
づいて行う。
【０００８】アコースティックエミッションは構成要素
のすぐ近くに配置されたマイクロフォンにより測定する
ことができる。測定された信号を評価ユニットに供給
し、ここでスペクトル分析により比較を実行し、比較結
果を、例えば分類マシンの制御のために使用することが
できる。
【０００９】構成要素の種類に依存して、試験電圧又は
試験電流を試験すべき構成要素の端子に供給する。
【００１０】パルス電圧状の試験信号を使用するのが特
に有利である。このとき生起する電界が静止電荷キャリ
ヤ及び移動電荷キャリヤに力を及ぼす。この効果は種々
の電気構成要素、例えば非線形抵抗又は強誘電キャパシ
タに使用されているような強誘電体材料の場合に特に顕
著である。強誘電体材料は高い比誘電率を有し、外部電
界に応答してドメイン壁のシフトを生ずる。次いでこの
シフトが材料内に機械的ストレスを誘起し、このストレ
スがしきい値を超えるときクラック(亀裂)及び/又は離
層を発生し得る。このとき構成要素の電気特性はまだ特
定の範囲内にある。しかし、クラック又は離層のような
潜在的損傷が構成要素の早期故障の惧れを示す。例え
ば、この場合には破壊強度が通常減少している。電気
的、機械的又は大気的(温度、湿度)ストレスに長期間さ
らされると、故障(例えば短絡)が生ずる。
【００１１】構成要素の内部欠陥の場合には、適当な波
形、振幅及び持続時間を有する試験電圧により故障構成
要素内にクラックの発生を誘起させる。その結果生ずる
アコースティックエミッションはクラッキングの検出を
可能にし、最終的に下等品質の構成要素の検出を可能に
する。直流電圧又は交流電圧の形の試験電圧を必要に応
じ使用することができる。
【００１２】本発明の方法は、強誘電体材料又は強磁性
材料又は電歪材料又は磁歪材料からなる受動構成要素の
場合に、試験すべき構成要素の品質の高信頼度の評価を
提供する。
【００１３】本発明の装置及び方法は抵抗及びキャパシ
タの試験に特に好適である。構成要素は自動試験装置内
で試験電圧又は試験電流により試験されるのが普通であ
るため、本発明の装置及び方法は出力検査並びに入力検
査のための品質制御又は試験手続きにおいて容易に実現
することができる。
【００１４】本発明の利点は、アコースティック試験装
置はサンプルを制御する特別の装置を付加する必要がな
い点にある。更に、音響的に測定し得るエミッションは
簡単に検出することができる。部分放電、インピーダン
ススペクトルシフト又は共振シフトが測定される構成要
素の試験に対しては、構成要素の端子における電気応答
の測定はかなり複雑になることが確かめられた。
【００１５】この試験を実行する手段は既存の自動試験
装置内に簡単に組み込むことができる。故障検出にＸ線
又は超音波を使用する場合には、このような簡単な実現
は不可能である。この非破壊試験は他の利点を有する。
構成要素の内部品質は、パルス状試験信号の受信時のク
ラッキング又は離層に応答するのみであり、高品質の構
成要素の特性はこのような負荷に影響されない。
【００１６】
【実施例】図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明
する。図１は本発明装置の概略図であり、１は構成要素
を示し、これにその端子２及び３を経て電圧パルス状の
テスト信号が供給される。その結果生ずる電界及び機械
的ストレスがドメイン壁のシフトを誘起し、これにより
下等品質の構成要素にクラック（亀裂）が発生すること
になる。このようなクラックの発生時に、構成要素１は
音響的に測定し得るアコースティックエミッションを出
力する。このようなアコースティックエミッションは構
成要素１に隣接配置されたマイクロフォンによりピック
アップするされ、評価ユニット５に供給される。評価ユ
ニット５は、マイクロフォン４のための制御ユニット
６、測定増幅器７及びフィルタ８、ピーク値メモリ９、
スペクトル分析器１０、比較器１１及び出力インタフェ
ース１２を含む。
【００１７】マイクロフォン４は制御ユニット６により
制御される。マイクロフォン４によりピックアップされ
た信号は測定増幅器７及び/又はフィルタ８に供給され
る。増幅及びフィルタ処理された信号はピーク値メモリ
９及びスペクトル分析器１０に供給される。スペクトル
分析器はＦＦＴ(高速フーリエ変換)を実行する。比較器
１１は当該信号の周波数スペクトルを高品質構成要素に
よるアコースティックエミッション中に得られた周波数
スペクトルと比較する。
【００１８】図２は試験電圧２１の変化と、下等品質の
構成要素のアコースティック信号２２の変化とを示す。
【００１９】図３は試験電圧３１の変化と、高品質の構
成要素のアコースティック信号３２の変化とを示す。下
等品質の構成要素のアコースティック信号２２は高品質
の構成要素のアコースティック信号３２と明確に相違す
る。
【００２０】これらの差は比較器１１で検出され、出力
インタフェース１２を経て関連する制御マシン、例えば
分類マシンに供給される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明装置の概略図である。
【図２】 下等品質の構成要素のアコースティックエミ
ッションを示す図である。
【図３】 高品質の構成要素のアコースティックエミッ
ションを示す図である。
【符号の説明】
１ 構成要素 ２、３ 端子 ４ マイクロフォン ５ 評価ユニット ６ 制御ユニット ７ 測定増幅器 ８ フィルタ ９ ピーク値メモリ １０ スペクトル分析器 １１ 比較器 １２ 出力インタフェース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 590000248 Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １, 5621 ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔｈ ｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ (72)発明者 リク ファン アーク オランダ国 6042 ヘーヘー ルールモン ト ブレーデウェッハ 10

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気試験信号を受けた構成要素によるア
    コースティックエミッションを測定し得ることを特徴と
    する構成要素の非破壊試験装置。
  2. 【請求項２】 前記アコースティックエミッションはマ
    イクロフォンにより測定し得ることを特徴とする請求項
    １記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記マイクロフォンによりピックアップ
    された測定信号は評価ユニットに供給し得ることを特徴
    とする請求項１記載の装置。
  4. 【請求項４】 電気試験信号を受動構成要素の端子に供
    給し、該構成要素によるアコースティックエミッション
    をマイクロフォンにより測定し、測定された信号値を評
    価ユニットに供給することを特徴とする構成要素の非破
    壊試験方法。
  5. 【請求項５】 交流電圧及び/又は直流電圧を前記構成
    要素に供給することを特徴とする請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記アコースティックエミッションは電
    気試験信号を受けた強誘電構成要素について測定するこ
    とを特徴とする請求項１-４の何れかに記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記アコースティックエミッションは電
    気試験信号を受けた強磁性構成要素について測定するこ
    とを特徴とする請求項１-４の何れかに記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記アコースティックエミッションは電
    気試験信号を受けた磁歪構成要素について測定すること
    を特徴とする請求項１-４の何れかに記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記アコースティックエミッションは電
    気試験信号を受けた電歪構成要素について測定すること
    を特徴とする請求項１-４の何れかに記載の方法。
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