JP6506707B2 - 圧電素子のクラック検出方法及びその装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施例に係る圧電素子のクラック検出装置を概念的に示す全体図である。
本実施例のクラック検出方法は、一対の圧電素子9a、9bに極めて微細なマイクロ・クラックが生じているか否かも検出可能とするものである。つまり、本実施例では、微細なマイクロ・クラックを含め、クラックをサイズに拘わらず検出可能とする。
図8〜図14を参照して、評価対象値と基準値との比較について実験結果と共に説明する。
図15〜図20を参照して、評価対象値を用いて判別式から得られる値の評価について実験結果と共に説明する。
本実施例のクラック検出方法は、一体的に変形するように結合した対象となる一対の圧電素子9a、9b中の一方の圧電素子9aに対して電圧を印加し該一方の圧電素子9aを変形させる変形ステップS1と、一対の圧電素子9a、9b中の他方の圧電素子9bを一方の圧電素子9aの変形によって強制的に変形させ該強制的な変形に応じて他方の圧電素子9bから電圧を発生させる電圧発生ステップS2と、他方の圧電素子9bから発生した電圧値と一方の圧電素子9aに印加した電圧値とから対象となる一対の圧電素子9a、9bの伝達関数を求める関数演算ステップS3と、求めた伝達関数によって得られた値である評価対象値に基づいて対象となる一対の圧電素子9a、9bの何れか一方又は双方に微細マイクロ・クラックが生じているか否かを検出するクラック検出ステップS4とを備える。
3 交流電源
5 電圧測定器
7 クラック検出器
9a、9b 圧電素子
15 固定側部材
17 可動側部材
19 連結部
Claims (7)
- 一体的に変形するように結合した対象となる一対の圧電素子中の一方の圧電素子に対して電圧を印加し該一方の圧電素子を変形させる変形ステップと、
前記一対の圧電素子中の他方の圧電素子を前記一方の圧電素子の変形によって強制的に変形させ該強制的な変形に応じて前記他方の圧電素子から電圧を発生させる電圧発生ステップと、
前記他方の圧電素子から発生した電圧値と前記一方の圧電素子に印加した電圧値とから前記対象となる一対の圧電素子の伝達関数を求める関数演算ステップと、
前記求めた伝達関数によって得られた値である評価対象値に基づいて前記対象となる一対の圧電素子の何れか一方又は双方にクラックが生じているか否かを検出するクラック検出ステップと、
を備えることを特徴とする圧電素子のクラック検出方法。 - 請求項1記載の圧電素子のクラック検出方であって、
前記一対の圧電素子は、一端が固定側部材に取り付けられ、他端が可動側部材に取り付けられ、
前記変形ステップは、前記一方の圧電素子の変形によって前記可動側部材を変位させ、
前記電圧発生ステップは、前記可動側部材の変位によって前記他方の圧電素子を変形させて前記電圧の発生を行わせる、
ことを特徴とするクラック検出方法。 - 請求項1又は2記載の圧電素子のクラック検出方法であって、
前記クラック検出ステップは、前記評価対象値を基準値と比較することにより、或は前記評価対象値を用いて判別式から得られる値を評価することによって前記対象となる一対の圧電素子の何れか一方又は双方にクラックが生じているか否かを検出する、
ことを特徴とするクラック検出方法。 - 請求項3記載のクラック検出方法であって、
前記基準値は、何れか一方又は双方にクラックが生じている少なくとも一対の圧電素子のエラーサンプル又は双方にクラックが生じていない少なくとも一対の圧電素子の正常サンプルから予め求めた伝達関数によって得られた値である、
ことを特徴とする圧電素子のクラック検出方法。 - 請求項3記載の圧電素子のクラック検出方法であって、
前記判別式は、何れか一方又は双方にクラックが生じている複数対の圧電素子のエラーサンプルから予め求めた複数の伝達関数によって得られた値をそれぞれエラー値とし、双方にクラックが生じていない複数対の圧電素子の正常サンプルから予め求めた複数の伝達関数によって得られた値をそれぞれ正常値とし、前記エラー値と前記正常値とを判別分析して得られた判別関数である、
ことを特徴とするクラック検出方法。 - 請求項1〜5の何れか一項に記載の圧電素子のクラック検出方法であって、
前記伝達関数は、周波数伝達関数であり、
前記評価対象値は、前記周波数伝達関数のゲイン特性又は位相特性の波形の一つのピークを含むと共に該ピークと隣接するピークを含まない少なくとも一つの周波数レンジ内のピーク値又は面積値若しくは前記ピークの位置する周波数値である、
ことを特徴とする圧電素子のクラック検出方法。 - 一体的に変形するように結合した対象となる一対の圧電素子中の一方の圧電素子に接続された電源と、
前記一対の圧電素子中の他方の圧電素子に接続された電圧測定器と、
前記電源及び前記電圧測定器に接続されたクラック検出器とを備え、
前記電源は、前記一方の圧電素子に対して電圧を印加して該一方の圧電素子を変形させ、
前記電圧測定器は、前記一方の圧電素子の変形によって強制的に変形した前記他方の圧電素子から発生した電圧を測定し、
前記クラック検出器は、前記電源から前記一方の圧電素子に印加された電圧値と前記電圧測定器で測定された電圧値を取得し、両電圧値から前記対象となる一対の圧電素子の伝達関数を求め、前記求めた伝達関数から得られる値である評価対象値に基づいて前記対象となる一対の圧電素子の何れか一方又は双方にクラックが生じているか否かを検出する、
をことを特徴とする圧電素子のクラック検出装置。
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