JP2003501641A - 構造体における負荷を測定するシステム、測定ユニット及び測定センサ - Google Patents

構造体における負荷を測定するシステム、測定ユニット及び測定センサ

Info

Publication number
JP2003501641A
JP2003501641A JP2001501837A JP2001501837A JP2003501641A JP 2003501641 A JP2003501641 A JP 2003501641A JP 2001501837 A JP2001501837 A JP 2001501837A JP 2001501837 A JP2001501837 A JP 2001501837A JP 2003501641 A JP2003501641 A JP 2003501641A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
measuring
measuring unit
unit
sensor
central processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001501837A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4156833B2 (ja
Inventor
リスト・サカリ・ルヴァリ
Original Assignee
アール・ルヴァリ・オーワイ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アール・ルヴァリ・オーワイ filed Critical アール・ルヴァリ・オーワイ
Publication of JP2003501641A publication Critical patent/JP2003501641A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4156833B2 publication Critical patent/JP4156833B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G7/00—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by magnetic, electromagnetic, or electrostatic action, or by means not provided for in the preceding groups
    • G01G7/02—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by magnetic, electromagnetic, or electrostatic action, or by means not provided for in the preceding groups by electromagnetic action
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/205—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using distributed sensing elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
    • G01B7/18—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge using change in resistance

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Measurement Of Force In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本発明は、構造体における負荷、応力及び／又は材料疲労を測定するシステムに関するものである。本発明は、前記システムに関連した使用に適した測定センサユニット（５０）及び測定センサ（３０２）に関するものでもある。本発明は、船体における応力及び負荷の測定に応用できる。第一の発明思想は、測定システムの測定センサユニット（５０）は、数学的測定の全結果を測定ユニットから中央演算処理装置へ伝達できる（３１６，２１）ように、センサから得られる信号を処理する手段（３１０）を備えることである。他の発明思想は、センサアセンブリと歪み計とから測定センサを作り、それによって、変形をセンサアセンブリの弾性領域に取り付けた歪み計に伝達するというものである。弾性領域はセンサアセンブリにおける２個のＨ開口と共に形成されるのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造体で生ずる負荷、応力及び／又は材料疲労の測定システムに関
するものである。本発明は、前記システムに関連した使用に適した測定ユニット
及び測定センサに関するものでもある。本発明は、船体における応力及び負荷の
測定に応用できる。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
船の船体にかかる負荷（荷重）は、構造体の破損の前に検出すべき材料疲労の
ような構造体において生ずる変化のために、連続して測定していなければならな
い。同様な測定は、他の車両、橋及びビルのような他の構造体に関しても実施さ
れる。
【０００３】 構造の局所的な変形を測定するために、測定センサを船体に固定することを含
む方法が従来存在する。図１は、船体の主甲板１０の平面図と船体の主甲板上の
測定センサ１１，１２，１３及び１４の通常の位置とを示している。通常使用す
る測定センサは、例えば船体の主甲板に溶接することによってしっかりと取付け
た約１-２ｍの長さのスチール棒であって、棒の一端は固定され、他の一端は軸
方向に可動なものである。結合部では、例えば、動きセンサは相対運動を測定す
るために配備している。測定センサの棒は、十分大きくあるべき（通常、最大±
5mm）棒の相対運動及び十分正確であるべき変形測定のために上述の長さに少な
くとも等しい長さを有する。
【０００４】 従来の方法では、測定センサから得られた弱い信号は測定システムの中央ユニ
ットに送られ、そこではセンサから受け取った信号は増幅され、デジタル形式に
変換され、数学的な信号処理が実施される。測定結果によって、臨界変形の最適
な信頼できる検出を可能とするための異なる標準信号処理モデルがある。このよ
うなモデルは周波数域分析やいわゆるレインフロー分類（Rainflow classificat
ion）である。レインフロー分類はＡＳＴＭ標準E1049-85（再承認１９９０年）
において定義されている。
【０００５】 上述の従来のシステムはいくつか欠点がある。まず第一に、システムは所定の
数の標準測定センサに対して発明されたものであり、そのため、必要でもさらに
測定センサを付加することはできない。これは、システムの中央演算処理装置の
計算容量及びインターフェースは所定数の測定センサに対して決められていると
いう事実によるものである。通常の数の測定センサでは、例えば双胴船において
は十分でなく、というのは、双胴船では、通常例えば測定センサ４個である“従
来”の船の船体と比較して、かなり多数の、例えば、６０個のユニットの測定セ
ンサが必要だからである。
【０００６】 第二には、従来のシステムは、測定センサと中央演算処理装置との間の長い測
定ラインに接続されたインターフェースの問題を含んでいる。これは測定ケーブ
ルの保護によって避けるのは難しい。というのは、測定センサから伝達される信
号は低周波アナログ信号だからである。
【０００７】 また、従来の測定センサは面倒な計算の問題も含んでいる。この一つの理由は
、船体から大きな測定センサを取り外すのが大変であることであり、他の理由と
しては、大きなサイズの測定センサは、船体に取り付けたときは較正条件下でと
は異なる値を示すことにある。結果として、正確でかつ信頼性の高い較正を行う
ことは困難である。また、欠陥を有する測定センサを置換することも大変である
。
【０００８】 本発明の目的は、新しい測定手法を用いて上述の問題を回避することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第一の発明思想は、測定センサユニット、すなわち、測定システムの測定ユニ
ットは、数学的測定の全結果を測定ユニットから中央演算処理装置へ伝達できる
ように、センサから得られる信号を処理する手段を備えることである。この方法
では、中央演算処理装置に大きな計算能力を要せず、また、この容量要求は使用
される測定センサの数に実質的に依存する。従って、測定センサの数は容易に増
加しうる。また、測定ユニットと中央演算処理装置との間のケーブルに接続され
たインターフェースの負のインパクトは小さい。というのは、伝達される信号は
デジタルであり、必要なら伝達を繰り返すことができるからである。
【００１０】 第二の発明思想は、測定センサが、測定される構造体に容易に接続でき、容易
に取り外すことができる機械的較正を有するものである。この場合には、測定さ
れる構造体は測定センサの取付のためのベースを含むことが好ましい。測定セン
サは、測定される構造体から離れたところで較正することができ、測定センサの
挙動について、測定される構造体と較正条件下とで全く同じである。
【００１１】 他の発明思想は、センサアセンブリと歪み計とから測定センサを作り、それに
よって、変形をセンサアセンブリの弾性領域に取り付けた歪み計に伝達するとい
うものである。弾性領域はセンサアセンブリにおける２個のＨ開口と共に形成さ
れるのが好ましい。また、センサは、温度較正のための第２の歪み計を変形のな
いセンサアセンブリの一部に備える。この方法では、例えば、較正中の扱いが容
易な、サイズは小さいが精度の高い測定センサを備える。
【００１２】 中央演算処理装置と少なくとも一つの測定ユニットとを備えた、構造体上の負
荷を測定するための本発明のシステムにおいて、測定ユニットが −構造体の変形を電気信号に変換する測定センサと、 −前記信号をデジタル信号に変換する手段と、 −デジタル信号の数学的処理のための手段と、 −処理結果を中央演算処理装置に伝達する手段とを備え、 中央演算処理装置は少なくとも一の測定ユニットから伝達される処理結果を受
信しかつ収集する手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】 構造体上の負荷を測定するための本発明の測定センサにおいて、測定される構
造体に取付られかつ測定される構造体に取り付けられた２個の剛性部材とこれら
の間に弾性部材とを含むセンサアセンブリを備え、第１の歪み計は、歪み計の変
形に比例した信号を生成するために構造体及びセンサアセンブリの変形を歪み計
に伝達する前記弾性部材に固定されていることを特徴とする。
【００１４】 構造体上の負荷を測定するための本発明の測定ユニットにおいて、 −構造体の変形を電気信号に変換する測定センサと、 −前記信号をデジタル信号に変換する手段と、 −デジタル信号の数学的処理のための手段と、 −処理結果を中央演算処理装置に伝達する手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】 本発明の好適な実施形態を従属項に記載する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は、添付図面を参照して以下に詳細に説明する。
【００１７】 図１については、従来技術の記載と関連づけて上述のように説明した。
【００１８】 図２は、本発明の測定システムのブロック図である。これは、デジタルデータ
通信バス２１に接続された中央演算処理装置２０を含む。データ通信バス２１に
接続されて、測定される構造体における適当な測定位置に配置された複数の測定
ユニット３０，３２，３４がある。
【００１９】 中央演算処理装置、例えば、例えば、ＮＴオペレーティングシステムを有する
例えば、ＰＣベースのコンピュータを備える。この場合、ウィンドウズ（登録商
標）ＮＴオペレーティングシステムでは、分割されたメモリはオープンユーザー
インターフェースとして機能してもよい。ここで、ユーザーは、インターフェー
スを介してシステムにある測定結果にアクセスし、システムを制御できる。デー
タ通信バスは、ＡＲＣＮＥＴデータネットワーク（アタッチド・リソース・コン
ピュータ・ネットワーク）であるのが好ましい。ＡＲＣＮＥＴコンピュータネッ
トワークは自動機器再構成（automatic reconfiguration）の特徴を有する。こ
の特徴は、プログラムの変更、あるいは、システムの変更なしで測定センサ／ユ
ニットの付加又は取り外しを行うことによって利用するのが好ましい。各測定セ
ンサ／ユニットは、システムの有する個々の識別子（例えば、シリアル番号）を
もとに、システムにおいて特定され、そのため、データは、個々の識別子によっ
てウィンドウズ（登録商標）ＮＴの分割されたメモリにおけるユーザーインター
フェース（データ構造）にオーガナイズされる。ＡＲＣＮＥＴコンピュータネッ
トワークは、各活性化に関連してデータ通信ノード識別子を自動的に扱う。ここ
で、中央演算処理装置のメッセージ解釈に組み込んだ交差接続は自動的にオーガ
ナイズでき、データ通信ノード識別子を測定ユニットの個々の識別子に結合する
ことができる。
【００２０】 図３は本発明の測定ユニット３０を示している。これは、変形を測定する第１
の歪み計と温度較正のための第２の歪み計とがシリアルに結合したホイートスト
ンブリッジを備える。固定抵抗がブリッジの第２の部分を形成する。
【００２１】 ホイートストンブリッジから得られた測定信号は、計装用増幅器３０４を用い
て増幅される。この増幅器の信号はさらにローパスフィルタ３０６によってされ
にフィルタされる。測定周波数域は例えば0-150ヘルツであり、周波数域はプロ
グラムによって選択できるのが好ましい。増幅されかつフィルタされたアナログ
信号は、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器３０８によってデジタル信号に変
換される。Ａ／Ｄ変換器から得られたデジタル信号はマイクロプロセッサ３１０
に送られる。Ａ／Ｄ）変換器３０８はプロセッサ３１０に含んでもよい。プロセ
ッサ３１０は、測定ユニットのインターナルバス３１を介してストレージ３１４
に測定結果を格納する。この繰り返しプログラム可能ストレージ３１４は例えば
、4kB＋32kBの容量を有する。例えば、最後の10秒をカバーするリアルタイム測
定信号はメモリに格納可能である。計算パラメータはメモリに格納することもで
きる。バス３１２に接続されたデータ通信インターフェース３１６は、中央演算
処理装置と測定ユニットとの間でデータを伝達するシステムバス２１とも交信す
る。測定ユニットメモリ３１４から中央演算処理装置への測定データの伝達は、
中央演算処理装置からのコマンドと測定ユニットに格納されたプログラムとをも
とに行われる。中央演算処理装置の要求で、測定ユニットは例えば、10秒サンプ
ルヒストリーを中央演算処理装置に伝達できる。
【００２２】 測定ユニットは、サンプル周波数で測定サンプル信号を中央演算処理装置を伝
達する。ここで、このサンプル周波数はＤ／Ａ変換器のサンプリング周波数より
低い方が好ましい。測定ユニットはデータ通信バスを介してコンフィグレーショ
ンすることもできる。例えば、実施される測定ユニットにおいてプログラムされ
た分析方法を選択することも可能である。測定ユニットは、中央演算処理装置に
よってチェックされる所定の間隔で環境設定（configuration setting）を伝達
してもよい。また、測定オフセットを較正でき、データサンプリング周波数は中
央演算処理装置の制御下で設定できる。測定ユニットはその作動を監督するのも
好ましい。例えば、信号分析プログラムのサイクルは、プロセッサの計算能力に
おける過負荷を防止するために監督することができる。
【００２３】 プロセッサ３１０は、例えば128kBの容量を有する内部固定ＲＯＭメモリを備
えるのが好ましい。測定ユニットファンクションに関連したプログラムと、中央
演算処理装置と測定ユニットとの間のデータ通信に関連したプログラムとは、こ
のＲＯＭに格納される。要求された、アルゴリズムを分析する信号もＲＯＭに格
納され、アルゴリズムは例えば、： −信号アベレージの計算 −有効信号値の計算 −ピーク値の表現：正のピーク値、負のピーク値、最大ピーク−ピーク値 −ゼロオーバーフロー及び平均ゼロオーバーフロー周波数の計算 −レインフロー分類 −高速フーリエ変換（ＦＦＴ）プロセスによる信号の周波数域スペクトルの計算
である。
【００２４】 測定ユニットのプロセッサにおいてプログラムされたこれらの分析法は、リア
ルタイムで測定ユニットによって実施されるのが好ましい。
【００２５】 上述のブロックに加えて、測定ユニットは、バス（図３には図示せず）から得
られた供給電圧から作動電圧を発生するための回路を備える。
【００２６】 図４は、測定ユニットと中央演算処理装置との間でのデータの伝達のために、
本発明による段階４００のフロー図を示す。第一に、測定ユニットは中央演算処
理装置からメッセージを受信したか否かをチェックする（段階４０２）。メッセ
ージを受信すれば、それを解釈する（段階４０４）。次いで、、測定ユニットが
新しいコンフィグレーションを受信したか否かのチェックに従う（段階４０６）
。新しいコンフィグレーションを受信したら、測定ユニットのコンフィグレーシ
ョンをこれらの新しいデータに従ってリセットする（段階４０８）。次に、測定
ユニットが有効なコンフィグレーションデータを中央演算処理装置へ伝達するコ
マンドを受けたか否かのチェックに従う（段階４１０）。コマンドは、中央演算
処理装置によって測定ユニットにアドレスを指定されたメッセージにおける例え
ば、ビット／ビットストリングであっってもよい。コマンドはセンサタイマーか
ら導出してもよい。このようなコマンドを受けると、コンフィグレーションデー
タが中央演算処理装置に設定される（段階４１２）。
【００２７】 測定ユニットが数学的に計算された測定データを中央演算処理装置に送るコマ
ンドを受けたか否かがチェックされる（段階４１４）。このようなコマンドを受
けたら、測定データが中央演算処理装置に伝達される（段階４１６）。この後、
測定ユニットが信号のヒストリを中央演算処理装置へ送るコマンドを受けたか否
かのチェックに従う（段階４１８）。このようなコマンドを受けたら、信号のヒ
ストリが中央演算処理装置へ送られる（段階４２０）。測定ユニットがレインフ
ロー分類を中央演算処理装置へ送るコマンドを受けたか否かをチェックする（段
階４２２）。このようなコマンドを受けたら、レインフロー分類が中央演算処理
装置へ送られる（段階４２４）。測定ユニットがＦＦＴの結果を中央演算処理装
置へ送るコマンドを受けたか否かをチェックする（段階４２６）。このようなコ
マンドを受けたら、ＦＦＴの結果が中央演算処理装置へ送られる（段階４２８）
。最後に、測定ユニットの信号サンプルバッファがデータを含むか否かのチェッ
クに従う（段階４３０）。データがバッファを含むと、データは中央演算処理装
置へ送られる（段階４３２）。その場合、伝達はサンプリング周波数より低いサ
ンプル周波数で生ずるのが好ましい。このような段階の終わりに、段階４０２を
再度始め、上述の段階を繰り返し、各場合に、中央演算処理装置に対して必要な
測定データが中央演算処理装置のコマンドに従って実際に中央演算処理装置に送
られる。中央演算処理装置とは別に、結果として、上述のコマンドを測定ユニッ
トタイマーから導いてもよい。
【００２８】 図５ａ及び図５ｂは、本発明の測定ユニットでの使用において適切な本発明の
測定センサ５０を示している。図５ａは測定センサの平面図であり、図５ｂは測
定センサの側面図である。測定センサは、剛性部材５０４と５０８とを端部に、
また、弾性部材５０６を中央に有するセンサアセンブリ５０２を備える。剛性部
材及び弾性部材は図においては破線で分けている。センサアセンブリの剛性部材
は、測定される構造体材料にセンサを取り付けるため、あるいは、構造体材料に
備えた部材を取り付けるための穴５２０と５２２とを有する。
【００２９】 センサアセンブリの弾性部材５０６は、Ｈ形状の２個の開口５１０と５１２、
すなわち、いわゆるダブルＨ開口を有する。この開口によって、弾性部材は剛性
部材より高い弾性を付与する。２個のＨ形状開口の間には第１の歪み計センサ５
３０が取り付けられ、例えば、ホイーストンブリッジに接続されて、弾性部材の
変形に比例する信号を提供する。また、第２のＨ開口内には第２の歪み計センサ
が取り付けられ、その取付ベースでは変形は生じない。この第２の歪み計センサ
の目的は、ホイーストンブリッジの参照抵抗として機能すること、及び、第１の
歪み計センサにおいてセンサの温度変動によって生じた抵抗変化を補償すること
である。
【００３０】 センサアセンブリ材料（例えば、弾性範囲σE）の弾性面積は、測定される構
造体材料の変形がセンサアセンブリの弾性面積において永久変化を生じないもの
であるように、構造体材料のそれより大きくなるように選択されることが好まし
い。センサアセンブリの２個のＨ形の脚は矩形断面であり、その長さは、圧縮負
荷が全弾性面積（σE）を超えた構造体材料の変形に対応するとき、圧力負荷の
もとでの湾曲長さを超えない。
【００３１】 センサは構造体材料に溶接された取付部材にボルトによって固定され、それに
よって、測定センサが置換され較正されることができるのが好ましい。実際、測
定センサは通常の精密さの作業で取り付けることができる。構造体材料からのパ
ワーの伝達は摩擦接合によって生じ、センサアセンブリの接着面はコバルト炭化
物コーティング５４４、５４８によって粗くしている。コーティングの炭化物結
晶は、構造体材料に溶接された固定要素の係合面を貫通し、滑りが防止されてい
る。
【００３２】 測定ユニットが本発明のセンサと本発明の信号処理エレクトロニクスとを備え
るとき、ユニットは、測定センサを備えるケーシングの底部と信号処理エレクト
ロニクスを備えるケーシングのカバー部とによって包まれていることができるの
が好ましい。また、底部とカバー部とが防水性ユニットを保証するように結合さ
れているのが好ましい。適当な接合ボックスにおいて拡張可能な固定ケーブルが
測定ユニットに使用されるのが好ましい。
【００３３】 第２のオプションは、別々のケーシングにおいて測定センサと信号処理エレク
トロニクスとを包んでいる。このような方法では、爆発的な状態のもとで、セン
サ部の取付を実施することが必要なときには有利である。このような位置は例え
ば、様々な容器の内面である。次いで、測定エレクトロニクスは例えば、容器の
外側に配置されるのが好ましい。
【００３４】 本発明の多くの好適な実施形態は上述の通りである。本発明の原理は、詳細及
び応用の分野についてクレームによって画定された保護の範囲内で変形できるも
のである。
【００３５】 船体での負荷の測定の他に、本発明が多くの変形に適用できることは特に留意
されたい。本発明の測定センサ、測定ユニット及び／又はシステムは互いに独立
に実施することもできることにも留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 船体の主甲板上の測定センサの従来の配置を示す図である。
【図２】 本発明の測定システムのブロック図である。
【図３】 本発明の測定ユニットのブロック図である。
【図４】 測定データを伝達する本発明の手順のフロー図である。
【図５ａ】 本発明の測定センサの平面図である。
【図５ａ】 本発明の測定センサの側面図である。
【符号の説明】
２０ 中央演算処理装置 ２１，３１６ 処理結果伝達手段 ３０，３２，３４ 測定ユニット ５０，３０２ 測定センサ ３０２ ホイーストンブリッジ ３０８ 変換手段 ３１０ 信号処理手段 ５０２ センサアセンブリ ５０４，５０８ 剛性部 ５０６ 弾性部 ５１０，５１２ Ｈ開口 ５２０，５２２ 取付手段 ５３０ 第１の歪み計 ５３２ 第２の歪み計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ， ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，Ｋ Ｇ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ， ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ， ＺＡ，ＺＷ

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 中央演算処理装置（２０）と少なくとも一つの測定ユニッ
    ト（３０，３２，３４）とを備えた、構造体上の負荷を測定するシステムにおい
    て、測定ユニットが、 −構造体の変形を電気信号に変換する測定センサ（３０２，５０）と、 −前記信号をデジタル信号に変換する手段（３０８）と、 −前記信号を数学的に処理する手段（３１０）と、 −処理結果を中央演算処理装置に伝達する手段（３１６，２１）とを備え、 中央演算処理装置は少なくとも一の測定ユニットから伝達される処理結果を受
    信しかつ収集する手段を備えたことを特徴とするシステム。
  2. 【請求項２】 システムが、中央演算処理装置から少なくとも一の測定ユ
    ニットの機能を制御する手段を備えた請求項１に記載のシステム。
  3. 【請求項３】 中央演算処理装置（２０）と測定ユニット（３０，３２，
    ３４）との間のデータ通信は、少なくとも２個の測定ユニットが接続されたバス
    （２１）を介して行われかつ測定ユニットを論理的に特定する識別子が測定ユニ
    ットに接続され、識別子は、所定の測定ユニットにアドレス指定したデータと所
    定の測定ユニットから送られたデータとを特定するために、測定ユニットと中央
    演算処理装置との間でやり取りされることを特徴とする請求項１又は請求項２の
    いずれかに記載のシステム。
  4. 【請求項４】 前記の少なくとも一の測定ユニットが測定される構造体材
    料に取り外し可能に取り付けられた請求項１から請求項３のいずれか一項に記載
    のシステム。
  5. 【請求項５】 構造体上の負荷を測定する測定センサ（５０）であって、
    測定される構造体に取り付けられ、かつ、測定される構造体に取り付けるための
    ２個の剛性部（５０４，５０８）とそれら剛性部の間に弾性部（５０６）とを備
    えたセンサアセンブリを具備し、第１の歪み計（５３０）は、変形に比例する信
    号を生成するために、構造体及びセンサアセンブリの変形を歪み計に伝達するた
    めに弾性部を有することを特徴とする測定センサ。
  6. 【請求項６】 実質的に変形が生じないベースの一部に取り付けられた温
    度較正のための第２の歪み計（５３２）を備えた請求項５に記載の測定センサ。
  7. 【請求項７】 前記第１の歪み計と第２の歪み計とをホイーストンブリッ
    ジ（３０２）において集積された請求項６に記載の測定センサ。
  8. 【請求項８】 前記センサアセンブリは、弾性領域を形成し、前記第１の
    歪み計（５３０）のための測定点を提供する２個のＨ開口（５１０，５１２）を
    備えた請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の測定センサ。
  9. 【請求項９】 前記第１の歪み計を２個のＨ開口の間に取り付けられた請
    求項８に記載の測定センサ。
  10. 【請求項１０】 第２の歪み計（５３２）がＨ開口の中央部材に取り付け
    られた請求項６、請求項８、請求項９のうちのいずれか一項に記載の測定センサ
    。
  11. 【請求項１１】 センサアセンブリ材料の弾性（σE）の弾性面積／範囲が
    、構造体材料の弾性より高くなるように選択された請求項５から請求項１０のい
    ずれか一項に記載の測定センサ。
  12. 【請求項１２】 測定される構造体材料に、あるいは、構造体材料に備え
    た固定部材に設けられた剛性面部（５４４，５４８）が、接合摩擦をエンハンス
    するために粗くされている請求項５から請求項１１のいずれか一項に記載の測定
    センサ。
  13. 【請求項１３】 構造体上の負荷を測定する測定ユニット（３０）におい
    て、 −構造体の変形を電気信号に変換する測定センサ（３０２）と、 −前記信号をデジタル信号に変換する手段（３０８）と、 −デジタル信号を数学的に処理する手段（３１０）と、 −処理結果を中央演算処理装置に伝達する手段（３１６）とを備えた測定ユニッ
    ト。
  14. 【請求項１４】 構造体材料に取り外し可能に取り付けるための手段（５
    ２０，５２２）を備えた請求項１３に記載の測定ユニット。
  15. 【請求項１５】 システムが自動機器再構成データネットワークを備えた
    請求項１に記載のシステム。
  16. 【請求項１６】 測定ユニットが機器再構成データネットワークに接続す
    る手段を備えた請求項１３に記載の測定ユニット。
JP2001501837A 1999-06-03 2000-06-02 構造体における負荷を測定するシステム、測定ユニット及び測定センサ Expired - Fee Related JP4156833B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI991270 1999-06-03
FI991270A FI107193B (fi) 1999-06-03 1999-06-03 Mittausanturi
PCT/FI2000/000492 WO2000075605A1 (en) 1999-06-03 2000-06-02 System for measuring loadings in a structure, measuring unit and measuring sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003501641A true JP2003501641A (ja) 2003-01-14
JP4156833B2 JP4156833B2 (ja) 2008-09-24

Family

ID=8554800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001501837A Expired - Fee Related JP4156833B2 (ja) 1999-06-03 2000-06-02 構造体における負荷を測定するシステム、測定ユニット及び測定センサ

Country Status (10)

Country Link
US (1) US6701260B1 (ja)
EP (1) EP1194730A1 (ja)
JP (1) JP4156833B2 (ja)
KR (1) KR20020014807A (ja)
CN (1) CN1190652C (ja)
AU (1) AU4762500A (ja)
EE (1) EE200100654A (ja)
FI (1) FI107193B (ja)
NO (1) NO20015895D0 (ja)
WO (1) WO2000075605A1 (ja)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040079222A (ko) * 2003-03-07 2004-09-14 한근조 회전체의 무선 응력 측정장치
KR100933236B1 (ko) * 2003-08-22 2009-12-24 한국항공우주산업 주식회사 항공기 하중 측정 신호 분석 시스템
ES2283159B1 (es) * 2004-01-13 2008-08-16 Miguel Luis Cabral Martin Procedimiento de medida de la resistencia y fatiga en estructuras dinamicas, sometidas a deformacion y dispositivo de medicion para su puesta en practica.
CN1295480C (zh) * 2005-01-31 2007-01-17 中南大学 大型结构框架非接触式应力测量装置
ATE446495T1 (de) * 2006-05-30 2009-11-15 Timken Co Sensor für verschiebung, dehnung und kraft
KR100836419B1 (ko) * 2006-06-07 2008-06-09 울산과학대학 산학협력단 하중/압력/길이를 동시에 측정가능한 범용 데이터이력기록장치
DE102006044692B4 (de) * 2006-09-22 2017-02-02 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Winkel-Messanordnung
US7878069B2 (en) 2009-05-04 2011-02-01 Kulite Semiconductor Products, Inc. Torque insensitive header assembly
US7559248B2 (en) * 2007-07-03 2009-07-14 Kulite Semiconductor Products, Inc. High pressure transducer having an H shaped cross-section
US8296053B1 (en) 2007-10-09 2012-10-23 Lockheed Martin Corporation System and method for determining relative motion between ship combat system elements
US8432537B2 (en) * 2008-06-16 2013-04-30 Duhane Lam Photoelastic coating for structural monitoring
WO2012031961A1 (de) * 2010-09-09 2012-03-15 Inventio Ag Lastmesseinrichtung für eine aufzugsanlage
CN102175472A (zh) * 2010-12-31 2011-09-07 大连理工大学 基于生命年轮仿生机制的无线智能疲劳监测系统
CN102636306B (zh) * 2012-03-30 2014-04-16 中国船舶重工集团公司第七○二研究所 用于船舶结构长期安全监测的分布式应变采集器
CN104849030B (zh) * 2014-12-19 2018-08-24 北京宝沃汽车有限公司 用于往复式活塞发动机的连杆动态载荷测试装置
CN104748664B (zh) * 2015-03-13 2017-10-24 南华大学 一种岩土体内部位移量测量系统
WO2017074165A1 (ko) * 2015-10-30 2017-05-04 주식회사 임프레시보코리아 플렉시블 구조체의 변형을 감지하기 위한 장치, 방법 및 비일시성의 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
CN105865781A (zh) * 2016-06-14 2016-08-17 广东精铟海洋工程股份有限公司 一种基于双惠通斯桥连接的条载荷测量装置
EP3484518B1 (en) 2016-07-07 2024-08-14 The Board of Trustees of the Leland Stanford Junior University Antibody adjuvant conjugates
CN106248045A (zh) * 2016-09-06 2016-12-21 西安交通大学 一种抗强电磁干扰的应变测量系统
CN106840151B (zh) * 2017-01-23 2019-05-17 厦门大学 基于时延补偿的无模型船体变形测量方法
CN109029236A (zh) * 2018-07-25 2018-12-18 中铁第四勘察设计院集团有限公司 一种消除温度影响的工程结构机械应变测试方法及装置
CN113993549A (zh) 2019-03-15 2022-01-28 博尔特生物治疗药物有限公司 靶向her2的免疫缀合物
CN110864798A (zh) * 2019-11-18 2020-03-06 中国矿业大学(北京) 温度校正装置及微振动测量系统
CN112880799A (zh) * 2021-03-25 2021-06-01 梅特勒-托利多(常州)精密仪器有限公司 安全冗余传感器
CN113252277B (zh) * 2021-05-24 2024-06-25 中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司 模拟风载荷的变电站引下线力学响应试验装置及试验方法
US20230127077A1 (en) * 2021-10-08 2023-04-27 Qorvo Us, Inc. Input structures for strain detection

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1333167A (en) * 1971-02-23 1973-10-10 Peak Components Ltd Strain measuremenet
GB1456403A (en) 1974-01-04 1976-11-24 Welwyn Electric Ltd Transducers
US4064744A (en) * 1976-06-04 1977-12-27 Kistler-Morse Corporation Strain sensorextensiometer
US4336595A (en) * 1977-08-22 1982-06-22 Lockheed Corporation Structural life computer
DE3314181A1 (de) * 1983-04-19 1984-10-25 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Verfahren zur ueberwachung der ermuedung von bauteilen, z.b. in kernkraftwerken
US4522072A (en) 1983-04-22 1985-06-11 Insouth Microsystems, Inc. Electromechanical transducer strain sensor arrangement and construction
US4831558A (en) * 1986-08-26 1989-05-16 The Slope Indicator Company Digitally based system for monitoring physical phenomena
US5512713A (en) * 1991-12-27 1996-04-30 Ishida Co., Ltd. Load cell having a hollow and a strain gauge formed on a substrate attached inside the hollow
EP0548927B1 (en) * 1991-12-27 1998-04-15 ISHIDA CO., Ltd. Load cell and weighing apparatus using the same
US5327791A (en) * 1992-01-16 1994-07-12 Walker Robert R Vehicle beam load measuring system
US5606515A (en) * 1993-02-03 1997-02-25 Instron Corporation Sensor conditioning circuitry for use with electrically excited transducers
FR2701317B1 (fr) 1993-02-09 1995-03-31 Thomson Csf Dispositif de mesure d'efforts exercés sur une pièce mécanique et procédé de fixation.
US5754122A (en) * 1993-07-19 1998-05-19 Competitive Technologies, Inc. System and method for monitoring structures
US6420819B1 (en) * 1994-01-27 2002-07-16 Active Control Experts, Inc. Packaged strain actuator
FI105721B (fi) 1995-09-15 2000-09-29 Vesa Koivisto Anturi kuormitusten mittaamiseksi
JP3188838B2 (ja) * 1996-03-28 2001-07-16 株式会社福岡機器製作所 レインフロー法による疲労解析用データ採取装置
US5734110A (en) 1996-10-11 1998-03-31 Kistler-Morse Corporation Temperature compensated, easily installed bolt-on strain sensor
IT1289699B1 (it) * 1996-11-29 1998-10-16 Alenia Elsag Sistemi Navali S Dispositivo di misura di deformazioni di una struttura, in particolare una struttura navale
US5962792A (en) * 1997-06-02 1999-10-05 The Penn State Research Foundation Beam strain gauge

Also Published As

Publication number Publication date
JP4156833B2 (ja) 2008-09-24
EE200100654A (et) 2003-02-17
US6701260B1 (en) 2004-03-02
WO2000075605B1 (en) 2001-03-08
CN1190652C (zh) 2005-02-23
FI991270A0 (fi) 1999-06-03
FI107193B (fi) 2001-06-15
CN1353808A (zh) 2002-06-12
AU4762500A (en) 2000-12-28
NO20015895L (no) 2001-12-03
WO2000075605A1 (en) 2000-12-14
NO20015895D0 (no) 2001-12-03
KR20020014807A (ko) 2002-02-25
EP1194730A1 (en) 2002-04-10
FI991270A (fi) 2000-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003501641A (ja) 構造体における負荷を測定するシステム、測定ユニット及び測定センサ
CN111275931B (zh) 一种危岩体断裂预警方法及系统
US6691007B2 (en) Vehicle condition monitoring system
JP4825599B2 (ja) 損傷検出方法、損傷検出装置、損傷検出システム
JPH02212734A (ja) 構造部材の構造的完全性変化を検出する装置および方法
CN101504333B (zh) 基于应变监测的索结构中索系统的递进式健康监测方法
CN107014486B (zh) 一种输电线路微风振动监测装置的核查单元及方法
WO2004056271A3 (en) Method for determining normal measurements for a patient
US9664649B2 (en) Structural health monitoring system employing electromechanical impedance technology
US4756194A (en) Method and system for controlling cracks in loaded structures
JP3777453B2 (ja) 構造体のモニタリングシステム
KR19990064682A (ko) 케이블의 동적 특성을 이용한 교량케이블의 장력 측정장치
WO2000072616B1 (en) A robust and efficient method for smoothing measurement results
CN110907633A (zh) 一种基于惯性导航的车载移动桥梁安全检测装置及方法
CN113139154B (zh) 一种星载微波成像仪在轨热镜温度推算装置及方法
CN107882318A (zh) 可监测底盘受力状态的外套式脚手架底座
FI114040B (fi) Järjestelmä rakenteeseen kohdistuvien kuormitusten mittaamiseksi ja mittausyksikkö
KR100343279B1 (ko) 케이블의 동적 특성을 이용한 교량 케이블의 장력 측정방법
CN111397822A (zh) 一种基于激光陀螺的桥梁安全监测装置及方法
JP2004117174A (ja) 損傷防止システム
WO2001061301A1 (en) Method for determining the strain of construction
JP3921655B2 (ja) 塗膜管理システム
CN217930633U (zh) 基于超声波的大跨度悬索桥索夹螺杆预紧力监测装置
CN106840489A (zh) 载荷谱数据采集系统、方法、装置及混凝土泵车
CN115014504A (zh) 一种城市道路桥梁异常振动检测预警装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041111

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070828

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071128

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080115

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20080415

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20080422

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080515

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080610

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080710

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110718

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees