赤外線応力測定システムのご紹介

～三次元非接触応力測定（応力分布・疲労限度推定・高速微小温度変化など）が可能です～

本システムは、部品表面に作用している力の分布を可視化することができます。また、振動試験機や疲労試験機等と組み合わせて、赤外線カメラによる熱弾性応力測定ができます。

機器名

赤外線応力測定システム

型式

Silver480M

メーカー名

FLIR ATS社(旧Cedip社)

外観写真

このような試験が可能です（用途）

【概　要】
応力値を知りうる手法として、ひずみゲージによる接触式の応力測定、CAEによるモデル解析などがよく知られています。しかし、ひずみゲージは数点の点測定でも配線が煩雑に、CAEはあくまでモデルのため、設定条件や得た答えが正しいか検証が必要などの問題を抱えています。
高速高精度の赤外線カメラを用いた本システムを用いれば、安価かつ短時間で三次元形状品現物の応力分布が数値的・視覚的に得られます。
対象品を疲労試験機や振動試験機に取付け、繰返し力を付加した場合や、自身で周期的に動作する製品についての応力測定が可能です。
また、専用の解析ソフトウェアで、温度及び応力数値・静止画像・動画像の出力及び解析ができます。

・赤外線カメラにより、非接触で３次元形状品表面の熱分布，応力分布を可視化できます。
・繰り返し応力による熱弾性原理を応用し、応力集中／疲労破壊の恐れのある製品・部品の表面応力分布が測定できます。
・散逸エネルギー測定により、疲労限度の推定／検討に応用できます。

【測定画面】

仕様

・検出器：2次元配列量子型センサInSb（インジウムアンチモン）
・検出素子数：最大320×256ピクセル
・画素ピッチ：30×30μm
・観測波長域：2.5～5.0μm
・冷却方式：スターリングクーラー
・雑音等価温度：15mK以下＠30℃
・計測温度範囲：5～400℃ (標準)、400～2000℃(オプションフィルタ使用)
・ロックイン信号取得：レーザー変位計(KEYENCE LK-G150，変位±40mm)

【解像度とフレームレート一覧】

解像度 pixcel	周波数Hz
解像度 pixcel	5～70℃	70～150℃	150～250℃	250～400℃
320x256	380
160x128	1,200
80 x 64	1,300	3,500	3,500	3,500
64 x 4	1,300	6,800	25,000	28,000

※27mmレンズ標準時の場合

・金属面に有効な中赤外線波長域での赤外線エネルギーの高感度・高速取込みができます。
・機器単体性能としての雑音等価温度(NETD)15mKと、ロックインシステムによる参照信号との同期により、1MPaオーダー(鉄鋼の場合1mK≒約1MPaに相当)の応力分布測定ができます。
・最大熱弾性温度（熱弾性係数×引張強さ）が大きい金属製品・樹脂製品等に向いています。（放射率の低いものは艶消し黒色塗装が必要です）

特徴

・繰り返し応力による熱弾性原理を応用し、応力集中／疲労破壊の恐れのある製品・部品の表面応力分布が測定できます。
・散逸エネルギー測定により、疲労限度の推定／検討に応用できます。
・金属面に有効な中赤外線波長域での赤外線エネルギーの高感度・高速取込みができます。
・機器単体性能としての雑音等価温度(NETD)15mKと、ロックインシステムによる参照信号との同期により、1MPaオーダー(鉄鋼の場合1mK≒約1MPaに相当)の応力分布測定ができます。

測定用件

（１）対象材料：金属、樹脂、木材（他応談）
（２）繰返し荷重（弾性変形域）
（３）荷重速度(10Hz以上を推奨)
（４）黒体放射化（耐熱塗料による測定部の塗装）
（５）外乱赤外線、撮影角度の配慮

試験方法

赤外線カメラ、パソコン、レーザー変位計を設置し、数秒間撮影します。
その後、位置補正及び計算を行い、応力分布を取得します。測定・補正・解析で通常２時間程度です。
（１）応力分布（E-mode）
（２）疲労限度推定（D-mode）
（３）温度分布測定（放射率マップ作成機能あり）
などの測定が行えます。

得られる情報

・表面応力分布
・疲労限度推定値
・表面温度分布

主な機能

・三次元形状製品の応力分布
・散逸エネルギー測定
・疲労限度の推定

【応力分布画像】

設置場所

群馬産業技術センター（前橋）

担当係

応用機械係

連絡先

ＴＥＬ：０２７－２９０－３０３０

導入年度

２００７年度

補助事業名

日本自転車振興会補助事業

機器名