JPH11304768A - 剥離検知装置及び方法 - Google Patents
剥離検知装置及び方法Info
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- JPH11304768A JPH11304768A JP10117079A JP11707998A JPH11304768A JP H11304768 A JPH11304768 A JP H11304768A JP 10117079 A JP10117079 A JP 10117079A JP 11707998 A JP11707998 A JP 11707998A JP H11304768 A JPH11304768 A JP H11304768A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、被検面の平滑度や、凹凸に影響さ
れることなく、剥離の有無を検知することができ、ま
た、高温の被検面でも迅速かつ省力的にレーザービーム
を使用して剥離の有無を検知することができる剥離検知
装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明に係る剥離検知装置は、（Ａ）パ
ルスレーザービーム５を被検面に照射するレーザー光源
４と、（Ｂ）前記パルスレーザー４の照射により被検体
８内に発生する超音波を受信する超音波検知用レーザー
光源１１及び干渉計１２と、（Ｃ）前記干渉計１２の出
力に基づいて周波数スペクトラムを作成する周波数分析
器１０とを具えたことを特徴とする。
れることなく、剥離の有無を検知することができ、ま
た、高温の被検面でも迅速かつ省力的にレーザービーム
を使用して剥離の有無を検知することができる剥離検知
装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明に係る剥離検知装置は、（Ａ）パ
ルスレーザービーム５を被検面に照射するレーザー光源
４と、（Ｂ）前記パルスレーザー４の照射により被検体
８内に発生する超音波を受信する超音波検知用レーザー
光源１１及び干渉計１２と、（Ｃ）前記干渉計１２の出
力に基づいて周波数スペクトラムを作成する周波数分析
器１０とを具えたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、母材の表面に薄板
が貼着されてなる複合材の剥離を検知する装置及び方法
に関する。
が貼着されてなる複合材の剥離を検知する装置及び方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術を図２〜図４に示す。図２
は、従来の装置および方法の説明図、図３は、第２図の
装置において剥離がないときの受信波形図、図４は、第
２図の装置において剥離があるときの受信波形図であ
る。
は、従来の装置および方法の説明図、図３は、第２図の
装置において剥離がないときの受信波形図、図４は、第
２図の装置において剥離があるときの受信波形図であ
る。
【０００３】従来の技術では、例えばＣＦＲＰ等の複合
材料、薄金属板の接合板、溶射製品、あるいはプラズマ
ＣＶＤ等による薄膜形成物において、剥離の有無は図２
に示す要領で非破壊的に検知している。
材料、薄金属板の接合板、溶射製品、あるいはプラズマ
ＣＶＤ等による薄膜形成物において、剥離の有無は図２
に示す要領で非破壊的に検知している。
【０００４】図２において、母材１には薄板２あるいは
薄膜が接着されている。レーザー光源４より発射された
パルスレーザービーム５は、凸レンズ６にて絞られ、ミ
ラー７で反射した後、母材１及び接合材の薄板２あるい
は薄膜からなる被検体８に照射される。
薄膜が接着されている。レーザー光源４より発射された
パルスレーザービーム５は、凸レンズ６にて絞られ、ミ
ラー７で反射した後、母材１及び接合材の薄板２あるい
は薄膜からなる被検体８に照射される。
【０００５】その際、被検体８の内部にはパルスレーザ
ービーム５の熱衝撃により超音波が発生する。その超音
波は被検面の一隅に固定した超音波素子９で検知され、
周波数分析器１０により周波数スペクトラムが分析され
る。
ービーム５の熱衝撃により超音波が発生する。その超音
波は被検面の一隅に固定した超音波素子９で検知され、
周波数分析器１０により周波数スペクトラムが分析され
る。
【０００６】その周波数スペクトラムの分析結果の一例
を図３および図４に示す。図３に示す周波数スペクトラ
ムは剥離のない場合のものであり、図４に示す周波数ス
ペクトラムは剥離のある場合のものである。
を図３および図４に示す。図３に示す周波数スペクトラ
ムは剥離のない場合のものであり、図４に示す周波数ス
ペクトラムは剥離のある場合のものである。
【０００７】図３と図４を比較することにより明らかな
ように、最大値が、より小さく、かつその最大値の周波
数が低い図４の方に剥離があることが判る。その理由
は、被検体８に剥離が存在するときは被検面の強度及び
剛性が局部的に低下する結果、発生する超音波の強度が
低下すると共に、局部的にその固有振動数が低下し、超
音波の周波数が低下するためである。
ように、最大値が、より小さく、かつその最大値の周波
数が低い図４の方に剥離があることが判る。その理由
は、被検体８に剥離が存在するときは被検面の強度及び
剛性が局部的に低下する結果、発生する超音波の強度が
低下すると共に、局部的にその固有振動数が低下し、超
音波の周波数が低下するためである。
【０００８】すなわち、強力でかつ時間幅の短いパルス
レーザービーム５を被検体８に照射すると、被検面には
局部的な熱歪みが発生し、それによる応力のため変形を
起こして内部に超音波が発生する。
レーザービーム５を被検体８に照射すると、被検面には
局部的な熱歪みが発生し、それによる応力のため変形を
起こして内部に超音波が発生する。
【０００９】その超音波の強さと音色は、被検体８の材
質特性と、内部構造に依存する。その際、もし剥離があ
ると、その部分は剥離の無い部分とは明らかに強度と、
構造と、固有振動数が異なるので、異なった音の強さ
と、音色を発する。そのため、これを分析、比較するこ
とにより剥離の有無を検知することができる。
質特性と、内部構造に依存する。その際、もし剥離があ
ると、その部分は剥離の無い部分とは明らかに強度と、
構造と、固有振動数が異なるので、異なった音の強さ
と、音色を発する。そのため、これを分析、比較するこ
とにより剥離の有無を検知することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の装置および
方法は、被検面の平滑度や、凹凸に影響されることな
く、また薄板や、薄膜でも、広い被検面を迅速かつ省力
的にレーザービーム５を使用して剥離の有無を検知する
ことのできる有効な方法であるが、下記の問題点があ
る。 （１）受信用の超音波素子９を被検面に取り付けなけれ
ばならないので、その部分の表面は滑らかな平面、もし
くは、なだらかな曲面でなければならず、凸凹した面、
ざらざらした面には適用できず、また広い面を高速に走
査できない。 （２）被検面が高温の場合、受信用の超音波素子９を取
り付けることができない。 （３）パルスレーザビーム５の照射地点、すなわち超音
波の発生地点と、受信用の超音波素子９が離れているた
め、発生地点から受信地点間の被検体の伝播特性の影響
で剥離の有無による周波数スペクトラムの差が顕著でな
くなる。
方法は、被検面の平滑度や、凹凸に影響されることな
く、また薄板や、薄膜でも、広い被検面を迅速かつ省力
的にレーザービーム５を使用して剥離の有無を検知する
ことのできる有効な方法であるが、下記の問題点があ
る。 （１）受信用の超音波素子９を被検面に取り付けなけれ
ばならないので、その部分の表面は滑らかな平面、もし
くは、なだらかな曲面でなければならず、凸凹した面、
ざらざらした面には適用できず、また広い面を高速に走
査できない。 （２）被検面が高温の場合、受信用の超音波素子９を取
り付けることができない。 （３）パルスレーザビーム５の照射地点、すなわち超音
波の発生地点と、受信用の超音波素子９が離れているた
め、発生地点から受信地点間の被検体の伝播特性の影響
で剥離の有無による周波数スペクトラムの差が顕著でな
くなる。
【００１１】すなわち、発生地点から受信地点までに到
達する間に、周波数スペクトラムが変化してしまうの
で、差を明瞭に判別できなくなる。本発明は上記の課題
を解決することが出来る装置と方法、すなわち受信超音
波素子９を取り付ける部分の被検面の平滑度や、凹凸に
影響されず、また高温状態の被検面にも適用でき、内部
伝播によるスペクトラム変化の影響を受けない剥離検知
装置と方法を提供することを目的とする。
達する間に、周波数スペクトラムが変化してしまうの
で、差を明瞭に判別できなくなる。本発明は上記の課題
を解決することが出来る装置と方法、すなわち受信超音
波素子９を取り付ける部分の被検面の平滑度や、凹凸に
影響されず、また高温状態の被検面にも適用でき、内部
伝播によるスペクトラム変化の影響を受けない剥離検知
装置と方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】（第１の手段）本発明に
係る剥離検知装置は、（Ａ）パルスレーザービーム５を
被検面に照射するレーザー光源４と、（Ｂ）前記パルス
レーザー４の照射により被検体８内に発生する超音波を
受信する超音波検知用レーザー光源１１及び干渉計１２
と、（Ｃ）前記干渉計１２の出力に基づいて周波数スペ
クトラムを作成する周波数分析器１０とを具えたことを
特徴とする。 （第２の手段）本発明に係る剥離検知方法は、母材１の
表面に薄板２が貼着されている複合材の剥離３を検知す
る方法において、（Ａ）パルスレーザービーム５を被検
面に照射し、（Ｂ）前記照射により複合材内に発生する
超音波を、超音波検知用レーザー光源１１及び干渉計１
２で捉え、（Ｃ）前記干渉計１２の出力に基づいて、周
波数分析器１０により周波数スペクトラムを作成し、
（Ｄ）前記周波数スペクトラムの差異に基づいて剥離３
の有無を検知することを特徴とする。
係る剥離検知装置は、（Ａ）パルスレーザービーム５を
被検面に照射するレーザー光源４と、（Ｂ）前記パルス
レーザー４の照射により被検体８内に発生する超音波を
受信する超音波検知用レーザー光源１１及び干渉計１２
と、（Ｃ）前記干渉計１２の出力に基づいて周波数スペ
クトラムを作成する周波数分析器１０とを具えたことを
特徴とする。 （第２の手段）本発明に係る剥離検知方法は、母材１の
表面に薄板２が貼着されている複合材の剥離３を検知す
る方法において、（Ａ）パルスレーザービーム５を被検
面に照射し、（Ｂ）前記照射により複合材内に発生する
超音波を、超音波検知用レーザー光源１１及び干渉計１
２で捉え、（Ｃ）前記干渉計１２の出力に基づいて、周
波数分析器１０により周波数スペクトラムを作成し、
（Ｄ）前記周波数スペクトラムの差異に基づいて剥離３
の有無を検知することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本発明の第
１の実施の形態を図１、図３、図４に示す。図１は、本
発明の第１の実施の形態にに係る装置および方法の説明
図、図３は、図１の装置による剥離が無いときの超音波
受信波形スペクトラム図、図４は、図１の装置による剥
離が有るときの超音波受信波形スペクトラム図である。
１の実施の形態を図１、図３、図４に示す。図１は、本
発明の第１の実施の形態にに係る装置および方法の説明
図、図３は、図１の装置による剥離が無いときの超音波
受信波形スペクトラム図、図４は、図１の装置による剥
離が有るときの超音波受信波形スペクトラム図である。
【００１４】本発明の１実施例を図面に基づいて説明す
る。図１において、母材１には薄板２あるいは薄膜が接
着されており、被検体８を構成している。母材１と薄板
２間には剥離３が存在している。
る。図１において、母材１には薄板２あるいは薄膜が接
着されており、被検体８を構成している。母材１と薄板
２間には剥離３が存在している。
【００１５】４は超音波発生用レーザー光源であり、５
はレーザー光源４から発射されたパルスレーザービー
ム、６は凸レンズ、７はミラー、１０は周波数分析器、
１１は超音波検知用レーザー光源、１２は干渉計、１３
はダイクロイックミラーである。 （作用）図１においては母材１には薄板２あるいは薄膜
が接着されている。
はレーザー光源４から発射されたパルスレーザービー
ム、６は凸レンズ、７はミラー、１０は周波数分析器、
１１は超音波検知用レーザー光源、１２は干渉計、１３
はダイクロイックミラーである。 （作用）図１においては母材１には薄板２あるいは薄膜
が接着されている。
【００１６】超音波発生用レーザー光源４から発射され
たパルスレーザービーム５は、凸レンズ６により絞ら
れ、ミラー７で反射した後、ダイクロイックミラー１３
を透過して、母材１及び接合材の薄板２あるいは薄膜か
らなる被検体８に照射される。
たパルスレーザービーム５は、凸レンズ６により絞ら
れ、ミラー７で反射した後、ダイクロイックミラー１３
を透過して、母材１及び接合材の薄板２あるいは薄膜か
らなる被検体８に照射される。
【００１７】一方、超音波検知用レーザー光源１１から
出射されたレーザビーム１４は、干渉計１２を経由し、
ダイクロイックミラー１３で反射され、被検体８におい
て前記超音波発生用パルスレーザービーム５が照射され
た位置に照射される。
出射されたレーザビーム１４は、干渉計１２を経由し、
ダイクロイックミラー１３で反射され、被検体８におい
て前記超音波発生用パルスレーザービーム５が照射され
た位置に照射される。
【００１８】そして、被検体８の表面で反射されたレー
ザビーム１５はレーザビーム１４と同一経路を逆に通っ
て、干渉計１２に入射する。干渉計１２では、レーザビ
ーム１５とレーザビーム１４とが干渉し、その位相差が
検知され、その大きさが電圧出力となり、周波数分析器
１０に出力される。
ザビーム１５はレーザビーム１４と同一経路を逆に通っ
て、干渉計１２に入射する。干渉計１２では、レーザビ
ーム１５とレーザビーム１４とが干渉し、その位相差が
検知され、その大きさが電圧出力となり、周波数分析器
１０に出力される。
【００１９】もし、被検体８の表面が超音波により振動
していると、その表面変位により反射されたレーザビー
ム１５の位相が静止時より変化するので、干渉計１２に
よりその大きさが検知され、電圧出力となる。
していると、その表面変位により反射されたレーザビー
ム１５の位相が静止時より変化するので、干渉計１２に
よりその大きさが検知され、電圧出力となる。
【００２０】すなわち、超音波による振動変位が検出さ
れることになるので、従来の超音波素子による超音波の
検出と同等の検出が可能となる。従って、干渉計の出力
信号を周波数分析器１０で分析することにより、従来装
置および方法と同様に、剥離がある場合は図４のような
結果が得られ、剥離が無い場合は図３のような結果が得
られる。そのため、剥離の有無を検知することができ
る。
れることになるので、従来の超音波素子による超音波の
検出と同等の検出が可能となる。従って、干渉計の出力
信号を周波数分析器１０で分析することにより、従来装
置および方法と同様に、剥離がある場合は図４のような
結果が得られ、剥離が無い場合は図３のような結果が得
られる。そのため、剥離の有無を検知することができ
る。
【００２１】本発明装置および方法では、被検体に接触
することなく超音波の発生、受信ができるので、 （１）被検体の表面性状によらず、剥離の有無を検知で
きる。
することなく超音波の発生、受信ができるので、 （１）被検体の表面性状によらず、剥離の有無を検知で
きる。
【００２２】すなわち、凸凹した面、ざらざらした面で
も適用でき、かつ広い面を高速に走査できる。 （２）被検面が高温の場合でも適用できる。 （３）パルスレーザビームの照射地点すなわち超音波の
発生地点と、受信用の超音波素子が離れていないため、
発生地点から受信地点間の被検体の伝播特性の影響を受
けない。
も適用でき、かつ広い面を高速に走査できる。 （２）被検面が高温の場合でも適用できる。 （３）パルスレーザビームの照射地点すなわち超音波の
発生地点と、受信用の超音波素子が離れていないため、
発生地点から受信地点間の被検体の伝播特性の影響を受
けない。
【００２３】すなわち、発生地点から受信地点まで到達
する間に、周波数スペクトラムが変化することはない。
従って、従来装置および方法に存在した問題が、本発明
装置および方法により解決されることになる。
する間に、周波数スペクトラムが変化することはない。
従って、従来装置および方法に存在した問題が、本発明
装置および方法により解決されることになる。
【００２４】
【発明の効果】本発明は前述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。 （１）本発明装置または方法によれば、パルスレーザー
ビームを被検面に照射するレーザ光源と、被検体内部に
発生する超音波を検知するレーザ光源及び干渉計と、上
記干渉計の出力波形の周波数スペクトラムを作成する周
波数分析器とを具えていることにより、被検面の平滑度
や、凹凸に影響されることなく、剥離の有無を検知する
ことができる。 （２）また、高温の被検面でも迅速かつ省力的にレーザ
ービームを使用して剥離の有無を検知することができ
る。 （３）そのため、経済的な剥離検知装置および方法を得
ることができる。
で、以下に記載するような効果を奏する。 （１）本発明装置または方法によれば、パルスレーザー
ビームを被検面に照射するレーザ光源と、被検体内部に
発生する超音波を検知するレーザ光源及び干渉計と、上
記干渉計の出力波形の周波数スペクトラムを作成する周
波数分析器とを具えていることにより、被検面の平滑度
や、凹凸に影響されることなく、剥離の有無を検知する
ことができる。 （２）また、高温の被検面でも迅速かつ省力的にレーザ
ービームを使用して剥離の有無を検知することができ
る。 （３）そのため、経済的な剥離検知装置および方法を得
ることができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る装置の説明
図。
図。
【図２】従来の装置の説明図。
【図３】剥離がないときの受信波形図。
【図４】剥離があるときの受信波形図。
１ …母材 ２ …薄板 ３ …剥離 ４ …レーザー光源 ５ …パルスレーザービーム ６ …凸レンズ ７ …ミラー ８ …被検体 ９ …超音波素子 １０…周波数分析器 １１…超音波検知用レーザー光源 １２…干渉計 １３…ダイクロイックミラー １４…レーザビーム １５…レーザビーム
Claims (2)
- 【請求項１】（Ａ）パルスレーザービームを被検面に照
射するレーザー光源と、（Ｂ）前記パルスレーザーの照
射により前記被検体内に発生する超音波を受信する超音
波検知用レーザー光源及び干渉計と、（Ｃ）前記干渉計
の出力に基づいて周波数スペクトラムを作成する周波数
分析器とを具えたことを特徴とする剥離検知装置。 - 【請求項２】母材の表面に薄板が貼着されている複合材
の剥離を検知する方法において、（Ａ）パルスレーザー
ビームを被検面に照射し、（Ｂ）前記照射により複合材
内に発生する超音波を、超音波検知用レーザー光源及び
干渉計で捉え、（Ｃ）前記干渉計の出力に基づいて、周
波数分析器により周波数スペクトラムを作成し、（Ｄ）
前記周波数スペクトラムの差異に基づいて剥離の有無を
検知することを特徴とする剥離検知方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10117079A JPH11304768A (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 剥離検知装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10117079A JPH11304768A (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 剥離検知装置及び方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11304768A true JPH11304768A (ja) | 1999-11-05 |
Family
ID=14702882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10117079A Withdrawn JPH11304768A (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 剥離検知装置及び方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11304768A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100397052C (zh) * | 2000-05-02 | 2008-06-25 | 富士胶片株式会社 | 超声波接收装置 |
| JP2009098031A (ja) * | 2007-10-17 | 2009-05-07 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 多層管の界面状態検出装置および界面状態検出方法 |
| JP2009536319A (ja) * | 2006-05-10 | 2009-10-08 | ナショナル・リサーチ・カウンシル・オブ・カナダ | 被接着構造体の接着一体性を評価する方法 |
| WO2011140911A1 (zh) * | 2010-05-14 | 2011-11-17 | Wang Bo | 探伤***及探伤方法 |
| JP2017151084A (ja) * | 2015-12-21 | 2017-08-31 | ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ | 複合材検査 |
| JP2017151083A (ja) * | 2015-12-21 | 2017-08-31 | ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ | 複合材検査 |
| WO2020241092A1 (ja) * | 2019-05-30 | 2020-12-03 | 株式会社島津製作所 | 管状体の接合部の検査方法及び装置 |
-
1998
- 1998-04-27 JP JP10117079A patent/JPH11304768A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100397052C (zh) * | 2000-05-02 | 2008-06-25 | 富士胶片株式会社 | 超声波接收装置 |
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| WO2020241092A1 (ja) * | 2019-05-30 | 2020-12-03 | 株式会社島津製作所 | 管状体の接合部の検査方法及び装置 |
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050705 |