JP2001215157A

JP2001215157A - 応力発光材料を用いた応力または応力分布の測定方法と測定システム

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Publication number: JP2001215157A
Application number: JP2000024974A
Authority: JP
Inventors: Yukio Jo; 超男徐; Morihito Akiyama; 守人秋山; Kazuhiro Nonaka; 一洋野中; Tadahiko Watanabe; 忠彦渡辺
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2000-02-02
Filing date: 2000-02-02
Publication date: 2001-08-10
Anticipated expiration: 2020-02-02
Also published as: US20010017059A1; JP3709430B2; US6628375B2

Abstract

(57)【要約】【課題】応力発光材料を利用することによって、コー
ドレスで、リアルタイムに直接応力分布を観察できると
共に、簡単に応力あるいは応力分布、応力画像を測定で
きる測定方法及び測定システムを提供する。【解決手段】材料自体が応力に比例して発光する応力
発光材料を含む被験体に応力を加え、該被験体における
応力発光材料の発光強度に基づいて該被験体における応
力分布を可視化する。被験体における応力発光材料の発
光強度を測定し、該測定値と前記応力発光材料の発光強
度と応力との相関データとを比較することにより、該被
験体における応力または応力分布を求めることができ
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、被験体等の測定対
象物に掛かる応力値、応力分布、応力画像をコードレス
で簡単に測定またはモニタリングすることのできる、応
力または応力分布の測定方法と測定システムに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】物体の各部分に生ずる応力の大きさを測
定することは、機械や構造物の設計分野をはじめ、生活
の各分野においてきわめて重要である。従って、応力分
布を測定するために種々の手法が既に開発されている。
その主な手法として、従来、歪ゲージを測定対象に貼り
つけて応力測定を行う方法が一般的であるが、この方法
では、歪ゲージを取りつけた箇所のデータしか得ること
ができず、応力分布を求めるためには多数の測定点に歪
ゲージを貼付する必要がある。また、この方法では多数
の歪ゲージを張り付ける作業に手間が掛かり、張り付け
たゲージの大きさの関係で小さな被験体では取り付けが
困難であり、微細領域での応力分布の測定ができないな
どの欠点があった。さらに、応力分布を測定するため
に、多数の歪ゲージを張り付けても、個々の測定点の歪
値しか得ることはできない。

【０００３】一方、個々の測定点ではなく、連続面の応
力分布測定を可能にするために、物体からの赤外線を検
出して応力分布を測定する赤外線応力画像方法が開発さ
れている。ところが、この赤外線応力画像手法では、計
測対象物に解析専用の周期的な応力を加えると共に、カ
メラに応力の同期信号を印加する必要があり、実際の稼
働時の応力測定や、リアルタイムでの応力測定はできな
い。これらの他には、光学的測定が容易な透明な樹脂
で、実体に近い模型を作り、この模型に荷重を加えて応
力分布を測定する光弾性法などの方法があるが、何れも
簡単に被験体の実際の使用状態下での応力分布を測定す
ることはできない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、材料自
体が応力により発光する応力発光粉末を透明光学樹脂に
混合して作成したバルク体、あるいはそれを計測対象物
に塗布して膜を形成し、それらを被験体として種々の荷
重を印加したところ、応力の集中する部分では発光強度
が高く、応力に比例して発光強度が増大することによ
り、その応力分布を可視化できることを見いだした。更
に、種々条件を変えて実験を繰り返し、検討を重ねた結
果、発光強度と応力の間には相関があることが判明し
た。被験体は、応力発光材料の粉末を透明樹脂に混合し
て作成したバルク体、または前記応力発光材料の粉末を
透明樹脂と混合して計測対象物の表面に被着した膜によ
り形成しているが、前記相関は、バルク体により被験体
を作成した場合と、被着膜により被験体を形成した場合
とで同様な結果が得られた。本発明は、このような知見
に基づいてなされたものであり、従って、本発明が解決
しようとする課題は、従来の応力測定方法の欠点を解決
し、応力発光材料を利用することによって、コードレス
で、リアルタイムに直接応力分布を観察できると共に、
簡単に応力あるいは応力分布、応力画像を測定できる新
規な測定方法及び測定システムを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の応力発光材料を用いた応力分布の測定方法
は、材料自体が応力に比例して発光する応力発光材料を
含む被験体に応力を加え、該被験体における応力発光材
料の発光強度に基づいて該被験体における応力分布を可
視化することを特徴とするものである。また、本発明の
方法は、材料自体が応力に比例して発光する応力発光材
料を含む被験体に応力を加え、該被験体における応力発
光材料の発光強度の測定値と、その応力発光材料の発光
強度と応力との相関データとを比較することにより、該
被験体における応力または応力分布を求めることを特徴
とするものである。本発明の測定方法において用いられ
る被験体は、前記応力発光材料の粉末を透明樹脂に混合
して作成したバルク体、または前記応力発光材料の粉末
を透明樹脂と混合して計測対象物の表面に被着した膜、
あるいは前記応力発光材料の粉末を有機バインダーと混
合して測定対象物に塗着した塗膜により形成するのが適
切である。前記被験体における応力発光材料の発光強度
は、分光器を通して得られる発光スペクトルのピーク値
により検出したり、被験体に前記ピーク値と異なる波長
の照明を施しながら行うのが有効である。

【０００６】また、本発明の応力発光材料を用いた応力
または応力分布の測定システムは、材料自体が応力に比
例して発光する応力発光材料を含む被験体と、該被験体
における応力発光材料の発光強度を検出する光検出器
と、該光検出器により検出された検出値と前記応力発光
材料の発光強度と応力との相関データとを比較し前記被
験体の応力を演算する演算手段と、前記演算手段により
演算された前記被験体の応力を表示する表示装置とを有
することを特徴とするものである。この測定システムに
おいては、前記被験体と光検出器との間をガラスファイ
バー等の光学通路で接続したり、前記光検出器に応力発
光材料の発光スペクトルのピーク値を検出する分光器を
備えることができる。

【０００７】また、本発明の応力発光材料を用いた応力
画像の測定システムは、材料自体が応力に比例して発光
する応力発光材料を含む被験体と、該被験体における応
力発光材料の発光強度を面として撮影する撮影手段と、
該撮影された発光強度を応力画像として表示する表示装
置とを有するものとすることができる。

【０００８】

【作用】上記測定方法によれば、応力発光材料を含む被
験体の発光強度が、圧縮応力、引張応力、せん断応力等
の増大に比例して強くなることから、該被験体における
応力発光材料の発光強度に基づいて該被験体における応
力分布を可視化することができる。また、この発光強度
と応力との相関データを実験等によりあらかじめ求めて
おき、次に、被験体に応力を加え該被験体の特定点の発
光強度を測定し、該測定値と、前記応力発光材料の発光
強度と応力との相関データとを比較すれば、測定された
発光強度に対応する応力がわかるから、被験体の特定点
に掛かっている応力を知ることができる。そして、測定
点を移動させて被験体の異なった位置の応力値を求めれ
ば、被験体の応力分布を定量的に知ることができる。

【０００９】被検体の応力または応力分布の測定は、被
験体における発光強度を検出する光検出器と、該光検出
器により検出された検出値と前記応力発光材料の発光強
度と応力との相関データとを比較して前記被験体の応力
を演算する演算手段と、前記演算手段により演算された
前記被験体の応力を表示する表示装置とを有する測定シ
ステムにより行うことができ、これにより被検体の応力
または応力分布を効率的且つ正確に測定して記録するこ
とができる。また、前記被験体における応力発光材料の
発光強度の測定を、分光器により前記応力発光材料の発
光スペクトルのピーク値のみの検出により行ったり、前
記被験体に前記ピーク値と異なる波長の照明を施しなが
ら行うと、周囲の光の影響を除外することができ、測定
精度を上げることができる。さらに、被験体の各点は応
力に応じて発光強度が変化するので、面として発光画像
を取れば、２次元的な応力分布やその時間的変化がわか
る応力画像を得ることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の原理を示すため
の応力と発光強度の相関を説明するためのものである。
本発明者らが、後述の応力発光材料を含む被験体に応力
を加え、該被験体における応力発光材料の発光強度と応
力との相関を実験したところ、発光強度は、図１の
（ａ）〜（ｃ）に示すように、圧縮応力、引張応力、せ
ん断応力（トルク）の増大に比例して強くなることが確
認されている。被験体は、応力発光材料の粉末を透明樹
脂に混合して作成したバルク体、または前記応力発光材
料の粉末を透明樹脂と混合して計測対象物の表面に被着
した膜により形成しているが、前記相関は、バルク体に
より被験体を作成した場合と、被着膜により被験体を形
成した場合とで同様な結果が得られている。したがっ
て、材料自体が応力に比例して発光する応力発光材料を
含む被験体に応力を加えると、応力の大きい箇所は強く
発光するので、該被験体における応力発光材料の発光強
度に基づいて該被験体における応力分布を可視化するこ
とができる。

【００１１】また、図１の（ａ）〜（ｃ）に示すよう
な、発光強度と、圧縮応力、引張応力、せん断応力（ト
ルク）との相関データを実験等によりあらかじめ求めて
おき、次に、測定対象物としての被験体に応力を加え、
該被験体の特定点の発光強度を測定し、該測定値と、前
記応力発光材料の発光強度と応力との相関データとを比
較すれば、測定された発光強度に対応する応力がわかる
から、被験体の特定点に掛かっている応力を知ることが
できる。そして、測定点を移動させて被験体の異なった
部位の応力値を求めれば、被験体の応力分布を定量的に
知ることができる。被験体をバルク体により作成した場
合は、設計などのための模型の３次元応力解析に非常に
有用であり、被験体を被着膜により形成した場合は、実
物（計測対象物自体）の応力分布測定に非常に有利であ
る。

【００１２】図２に、この考えに基づく本発明の測定シ
ステムの一実施例の構成を示している。この実施例で
は、被験体に、圧縮、引張り、曲げ、衝撃、摩擦力等の
荷重をかけた場合の被験体の特定点の発光強度が、光検
出器により検出される。検出された発光強度は、モニタ
ーにより観察できると共に、該発光強度の測定値と、コ
ンピュータのメモリーに記憶されている応力発光材料の
発光強度と応力との相関データとを、コンピュータの演
算装置において比較・演算し、該演算装置により演算さ
れた応力値の信号を表示装置に出力させ、被験体の特定
点の応力値として表示させることができる。測定点を移
動させれば、表示装置に被験体の応力分布を表示させる
ことができる。光検出器と被験体の間には光ファイバー
が設けられているが、該光ファイバーの代わりに、光学
レンズ等を用いてもよい。図２に示す実施例では、発光
強度の測定値をコンピュータの演算装置により応力値に
変換しているが、本発明の測定方法は必ずしもそのよう
な変換をするものに限定されるわけではない。

【００１３】また、被験体の各点は応力に応じて発光強
度が変化するので、面として発光画像を取れば、２次元
的な応力分布や時間的に変化する応力画像が得られる。
図３は、この考えに基づく本発明の一実施例の構成を示
しており、光検出器の代わりにビデオカメラを使用して
いる。また、図４の実施例に示すように、光検出器の前
に、分光器やフィルターを設けることができる。分光器
によって、発光スペクトルのピーク値のみ検出すると、
発光中心波長での発光強度が得られるが、この強度と応
力との相関は図１と同様で、応力の増大に伴って発光ピ
ーク値が直線的に高くなることが実験によりわかってい
る。この関係から、応力発光材料の発光スペクトルのみ
を検出することにより、被験体の応力または応力分布を
測定できる。このようにして、周囲の光の影響を除外す
ると、測定精度を上げることができる。

【００１４】応力を精度良く測定するためには、環境か
らの光の干渉を極力低減し、応力に比例しない光を除外
する必要がある。このためには、周囲の照明として応力
発光と明確に異なった波長の照明光を使用することが有
利であり、例えば、図２及び図４に示すように、被験体
の照明手段として、応力発光材料の発光スペクトルのピ
ーク値と異なる波長の光で照明することができる波長選
択照明手段を用いると良い。発光材料として欠陥制御型
ＳＡＯ−Ｅを使用する場合、応力発光は５２０ｎｍ中心
の緑発光になっているから、波長選択照明手段による照
明は６００ｎｍ以上の赤いランプを使用すると良い。上
述した実施例では、応力を表す信号をデジタル信号に変
換して記憶するようにしているが、これは一般なデジタ
ルカメラ、ＣＣＤカメラなどのデジタルメディアはもち
ろん、フィルム、写真、ビデオなどのアナログ的な画像
記憶手段でも良い。

【００１５】

【実施例】以下に、上記の測定システムを利用した実施
例について、典型的なものを説明する。［実施例１］図２に示す測定システムを用い、前記バル
ク体を被験体とした局部応力解析の実施例まず、被験体は下記のように作製した。欠陥制御型ＳＡ
Ｏ−Ｅ応力発光材料は炭酸ストロンチウムとアルミナと
をＳｒ_{０．９８５}Ａｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ_０．０１の組成に
なるように秤量し、混合した後、まず空気中において８
００℃で６０分間焼成し、次に還元雰囲気（５％Ｈ_２
／Ａｒ）中において１３００℃で４時間焼成し、この材
料を粉砕し、応力発光体の粉末材料を作製した。このよ
うにして得た粉末を光学樹脂（ストリアス社製）と重量
比で５０ｗｔ％で混合し、表１に示す形状の被験体Ｓ１
〜Ｓ６を成形した。

【００１６】

【表１】被験体の形状Ｓ１：正方体２０×２０×２０ｍｍＳ２：長方体Ｗ５０×Ｌ１００×ｔ１０ｍｍＳ３：円柱体直径φ１０×長さ２５０ｍｍＳ４：長方体Ｗ３０×Ｌ５５×ｔ１３ｍｍＳ５：ペレット直径２０×厚さ２５ｍｍＳ６：中心に直径２５ｍｍの円孔を有する長方形板（Ｗ
５０×Ｌ１００×ｔ１０ｍｍ）

【００１７】上記の被験体に材料試験器を用いて、圧
縮、引張り、曲げ、ねじり、衝撃などの試験を行った。
図５に被験体Ｓ１の圧縮応力と発光強度の相関を示す。
荷重をさらに増大すると、被験体を構成する樹脂が塑性
変形を起こし応力が増大しないため、発光強度が飽和す
る。応力の検知範囲は、被験体の機械強度に依存し、機
械強度の高い被験体の場合、広い応力範囲において発光
強度は応力に比例する。さらに応力の検出感度も被験体
に依存するが、硬度の高い被験体ほど検出感度が高いこ
とが分かっている。応力を加えたときの光信号から応力
を加えていないときのバック信号を差し引けば、図６に
示すように、一定範囲内において発光強度が応力に比例
して直線的に増大する領域を有することが分かる。この
場合、応力の検知感度は０．１ＭＰａ、このときの応力
発光材料の歪み感度は３×１０^−７程度であり、非常に
高い応力検知感度を有することが分かった。

【００１８】応力発光体の発光強度は応力の変化速度に
も依存する。変化速度が速いほど発光強度が強くなるこ
とがわかった。したがって、応力分布の相対値には応力
の変化速度の影響を受けないが、実際の応力値に変換す
るためには、圧電体などの加速度センサにより応力の変
化速度の補償をする必要がある。引張りについては、図
７に被験体Ｓ２の試験結果を示すように、引張り応力の
増大と共に発光強度が増大し、応力発光により引張り応
力を高感度で検知することができた。ねじりについて
は、図８に被験体Ｓ３の試験結果を示すように、トルク
の増大と共に発光強度が増大し、応力発光によりせん断
応力を高感度で検知することができた。従来、赤外線カ
メラによる応力画像では測定できなかったねじり問題は
本発明の方法により簡単に測定できることが分かった。

【００１９】［実施例２］図３に示す測定システムを用
いた応力画像解析の実施例被験体Ｓ４の曲げ試験を行い、リアルタイムで応力画像
を測定した結果、応力発光材料を利用することによっ
て、動的な応力分布をリアルタイムでモニターできるこ
とがわかった。このことから、本発明の測定方法は、従
来の方法と比べて非常に簡単に連続的な応力画像が取れ
ると共に、高感度であることがわかった。図９と図１０
に、それぞれ被験体Ｓ５、Ｓ６の圧縮および引張りの応
力分布画像の解析例を示す。応力発光画像から求めた応
力分布は、有限要素法、または歪みゲージ法で解析した
結果とよく一致しており、このことから、本発明の方法
を用いれば応力分布画像を簡単にモニターできることが
わかった。種々の重量比の応力発光体と光学樹脂で、被
験体Ｓ１〜Ｓ６と同様のものを作製し、検討したとこ
ろ、発光強度による応力の解析は１０〜９０ｗｔ％の広
い混合範囲において、応力発光強度より解析できること
がわかった。上記の被験体は、応力発光体粉末と光学樹
脂との混合により構成したが、光学樹脂のほか、アルミ
ナ、シリカなど種々の無機物質およびプラスチック、樹
脂、ゴムなどの種々の有機物質との複合体でも同様な結
果が得られ、その混合比は０．１ｗｔ％の応力発光体で
も有効である。

【００２０】［実施例３］応力発光体膜を被着した計測対象物の応力解析の実施例応力発光材料ＳＡＯ−Ｅ粉末を９０ｗｔ％の重量比で透
明樹脂と混合して構成したペーストを、計測対象物の表
面に厚さ０．３ｍｍに塗布して、室温〜８０℃で硬化し
た後に測定を行ったところ、前記バルク体の場合と類似
した結果が得られた。また、バルク体の場合と同様に、
応力分布画像が得られることがわかった。図４に示すよ
うなシステムを利用して、このときの発光スペクトルも
同時に測定できると共に、被験体の照明に発光スペクト
ルのピーク値と異なった波長の照明を利用でき、発光ス
ペクトルの中心波長は５２０ｎｍ（図１１参照）で、そ
のピーク値は応力の増大に比例して増大することがわか
った。製膜方法としては、上記の応力発光材料含有樹脂
の塗布法以外に、熱塗布法、スプレー法などの塗布法が
有効である。また、有機バインダーと界面活性剤で分散
した応力発光材料を直接塗布し、あるいは、それをシー
ト（フィルム）状に成形し、このフィルムを被験体に接
着して応力分布を測定するのも便利であることを確かめ
ている。更に、上記塗布法以外に、物理製膜法を用いる
ことができる。具体的には、例えば、イオンプレーティ
ング、スパッタリング、イオンミキシング、蒸着法など
が有利である。対象物の応力を高感度に検知するために
は、塗布する応力発光材料あるいは応力発光膜、応力発
光塗膜の弾性係数を最適化する必要がある。一般的に
は、対象物と同程度の弾性係数を有する応力発光材料、
あるいは応力発光膜、応力発光塗膜を形成する材料を選
択するのが有利である。なお、応力発光膜、あるいは応
力発光塗膜の弾性係数は、塗布方法や使用する樹脂、有
機バインダーなどを選択することにより制御することが
できる。

【００２１】図１２，１３に、石英ガラスの上に応力発
光膜としてＺｎＳ：Ｍｎをイオンプレーティング法で製
膜して、摩擦荷重による応力発光画像を解析した例と衝
撃荷重による応力発光画像を解析した例を示す。これら
の図には、摩擦と機械衝撃とに対する応力画像からの応
力発光スペクトル、および中心波長ピークの荷重依存性
が示されている。他の種々の応力に対しても、バルク体
の場合と同様に応力の検知ができると共に、応力画像が
得られた。以上のように、応力発光材料を種々の方法に
より被験体の表面に塗布し、この応力発光膜の発光強度
を測定することにより、バルク体の場合と同様に、被験
体の応力解析、応力分布、応力画像を得ることができ
た。

【００２２】また、前記ＳＡＯ−Ｅ以外に、応力発光材
料系、ＺｎＳ：Ｃｕ，ＺｎＳ：Ｍｎ，スピネル構造、Ｍ
Ａｌ_２Ｏ_４：Ｎ（但し、Ｍ＝Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂ
ａ；Ｎ＝Ｅｕ，Ｃｅ，Ｔｂ，Ｓｍ，Ｃｕ，Ｍｎ），Ｍ
_３Ａｌ_２Ｏ_６：Ｎ，ＭＡｌ_１２Ｏ_１９：Ｎ，メリ
ライト系構造酸化物、Ｃａ_２Ａｌ_２ＳｉＯ_７：
Ｎ，ＭＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｎ，Ｍ_３ＭｇＳｉ_２Ｏ
_８：Ｎ（ここで、Ｍ＝Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ；Ｎ＝Ｅｕ，
Ｃｅ，Ｓｍ，Ｃｕ，Ｍｎ）などについても類似な結果が
得られた。

【００２３】

【発明の効果】以上に詳述したように、本発明によれ
ば、応力発光材料を利用することによって、コードレス
で、リアルタイムに直接応力分布を観察できると共に、
簡単に応力あるいは応力分布、応力画像を測定できる新
規な測定方法及び測定システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明するための図であり、
（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ圧縮荷重、引張り荷重およ
びトルクの場合の応力と発光強度の相関を模式的に示す
図である。

【図２】本発明の一実施例の局部応力観察及び解析シス
テムの構成を示すブロック構成図である。

【図３】同じく２次元応力画像観察及び解析システムの
構成を示すブロック構成図である。

【図４】同じく別の２次元応力画像観察及び解析システ
ムの構成を示すブロック構成図である。

【図５】応力発光材料の発光強度の荷重依存性を示す図
である。

【図６】応力を加えていないときのバック信号を差し引
いた発光強度と応力との相関を示す図である。

【図７】発光強度の圧縮応力、引張応力に対する依存性
を比較して示す図である。

【図８】発光強度のせん断応力（トルク）に対する依存
性を示す図である。

【図９】（ａ）〜（ｃ）は、圧縮応力分布画像の解析例
を示す図であり、（ａ）は圧縮応力を加えるペレット状
の被験体を、（ｂ）はペレットにおける応力の概略を、
（ｃ）は応力解析と発光強度との相関を示している。

【図１０】（ａ）および（ｂ）は引張応力分布画像の解
析例を示す図であり、（ａ）は中央に円孔を有する長方
形板に引張応力を加えた状態の概略を示し、(ｂ)は応力
発光画像による応力解析の結果を示している。

【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、圧縮荷重による応力発光
画像の解析例を示す図であり、（ａ）はペレット状の被
験体に圧縮応力を加える状態を示し、（ｂ）は波長と発
光強度との相関を、(ｃ)は荷重と発光強度との相関を示
している。

【図１２】（ａ）〜（ｃ）は、摩擦荷重による応力発光
画像の解析例を示す図であり、（ａ）は被験体に摩擦加
重を加える状態を示し、（ｂ）は波長と発光強度との相
関を、（ｃ）は荷重と発光強度との相関を示している。

【図１３】（ａ）および（ｂ）は、衝撃荷重による応力
発光画像を解析した例を示す図であり、（ａ）は被験体
に衝撃荷重を加える状態を示し、（ｂ）は衝撃荷重と発
光強度との相関を示している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者徐超男佐賀県鳥栖市布津原町11 九工研宿舎Ａ− ３号 (72)発明者秋山守人佐賀県鳥栖市宿町字野々下807番地１工業技術院九州工業技術研究所内 (72)発明者野中一洋佐賀県鳥栖市布津原町11 九工研宿舎Ａ− ２号 (72)発明者渡辺忠彦佐賀県鳥栖市宿町字野々下807番地１工業技術院九州工業技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】材料自体が応力に比例して発光する応力発
光材料を含む被験体に応力を加え、該被験体における応
力発光材料の発光強度に基づいて該被験体における応力
分布を可視化することを特徴とする応力発光材料を用い
た応力分布の測定方法。
【請求項２】材料自体が応力に比例して発光する応力発
光材料を含む被験体に応力を加え、該被験体における応
力発光材料の発光強度の測定値と、その応力発光材料の
発光強度と応力との相関データとを比較することによ
り、該被験体における応力または応力分布を求めること
を特徴とする応力発光材料を用いた応力または応力分布
の測定方法。
【請求項３】被験体を、前記応力発光材料の粉末を透明
樹脂に混合して作成したバルク体、または前記応力発光
材料の粉末を透明樹脂と混合して計測対象物の表面に被
着した膜、あるいは前記応力発光材料の粉末を有機バイ
ンダーと混合して測定対象物に塗着した塗膜により形成
していることを特徴とする請求項１または２記載の応力
発光材料を用いた応力または応力分布の測定方法。
【請求項４】被験体における応力発光材料の発光強度
を、分光器を通して得られる発光スペクトルのピーク値
により検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれ
かに記載の応力発光材料を用いた応力または応力分布の
測定方法。
【請求項５】応力発光材料の発光強度を、被験体に応力
発光材料の発光スペクトルのピーク値とは異なる波長の
照明を行いながら検出することを特徴とする請求項４に
記載の応力発光材料を用いた応力または応力分布の測定
方法。
【請求項６】材料自体が応力に比例して発光する応力発
光材料を含む被験体と、該被験体における応力発光材料
の発光強度を検出する光検出器と、該光検出器により検
出された検出値と前記応力発光材料の発光強度と応力と
の相関データとを比較し前記被験体の応力を演算する演
算手段と、前記演算手段により演算された前記被験体の
応力を表示する表示装置とを有することを特徴とする応
力発光材料を用いた応力または応力分布の測定システ
ム。
【請求項７】被験体を、前記応力発光材料の粉末を透明
樹脂に混合して作成したバルク体、または前記応力発光
材料の粉末を透明樹脂と混合して計測対象物の表面に被
着した膜、あるいは前記応力発光材料の粉末を有機バイ
ンダーと混合して測定対象物に塗着した塗膜により形成
したことを特徴とする請求項６記載の応力発光材料を用
いた応力または応力分布の測定システム。
【請求項８】被験体と光検出器との間をガラスファイバ
ー等の光学通路で接続したことを特徴とする請求項６ま
たは７記載の応力発光材料を用いた応力または応力分布
の測定システム。
【請求項９】被験体と光検出器との間に、応力発光材料
の発光スペクトルのピーク値を検出するための分光器を
備えたことを特徴とする前記請求項６〜８のいずれかに
記載の応力発光材料を用いた応力または応力分布の測定
システム。
【請求項１０】材料自体が応力に比例して発光する応力
発光材料を含む被験体と、該被験体における応力発光材
料の発光強度を面として撮影する撮影手段と、該撮影さ
れた発光強度を応力画像として表示する表示装置とを有
することを特徴とする応力発光材料を用いた応力画像の
測定システム。