JP3231957B2 - 面応力センサ - Google Patents
面応力センサInfo
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- JP3231957B2 JP3231957B2 JP22324494A JP22324494A JP3231957B2 JP 3231957 B2 JP3231957 B2 JP 3231957B2 JP 22324494 A JP22324494 A JP 22324494A JP 22324494 A JP22324494 A JP 22324494A JP 3231957 B2 JP3231957 B2 JP 3231957B2
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- Japan
- Prior art keywords
- coil
- surface stress
- structural material
- stress sensor
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- Prior art date
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化プラスチック
（ＦＲＰ）部材等の平面構造材の疲労破壊の事前検出が
可能な平面構造材の面応力センサに関する。
（ＦＲＰ）部材等の平面構造材の疲労破壊の事前検出が
可能な平面構造材の面応力センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の平面構造材の面応力検出方法とし
ては、特開平５−１４２１３０号公報に記載されている
ように、磁性体であるアモルファスワイヤを埋め込んだ
ＦＲＰ部材の表層に、平面状の励磁コイルと平面状の検
出コイルとから成るピックアップ型センサを接触状態或
は非接触状態で設置し、励磁コイルに高周波電流を供給
してＦＲＰ部材内を通過する磁束によって検出コイルに
発生する誘導起電力を検出し、アモルファスワイヤに生
じる応力を相互インダクタンスの変化として捕らえるよ
うにしたものが知られている。
ては、特開平５−１４２１３０号公報に記載されている
ように、磁性体であるアモルファスワイヤを埋め込んだ
ＦＲＰ部材の表層に、平面状の励磁コイルと平面状の検
出コイルとから成るピックアップ型センサを接触状態或
は非接触状態で設置し、励磁コイルに高周波電流を供給
してＦＲＰ部材内を通過する磁束によって検出コイルに
発生する誘導起電力を検出し、アモルファスワイヤに生
じる応力を相互インダクタンスの変化として捕らえるよ
うにしたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術において
は、検出手段である励磁コイルと検出コイルを平面構造
材に装着するものであり、設置スペースを必要とする。
従って、設置スペースをあまり取れない場合には、新た
な検出方法が望まれる。
は、検出手段である励磁コイルと検出コイルを平面構造
材に装着するものであり、設置スペースを必要とする。
従って、設置スペースをあまり取れない場合には、新た
な検出方法が望まれる。
【０００４】本発明は、従来の技術が有するこのような
点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、平面構造材の面応力を広範囲で、且つ精度よく自動
的に検出することが出来る面応力センサを提供しようと
するものである。
点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、平面構造材の面応力を広範囲で、且つ精度よく自動
的に検出することが出来る面応力センサを提供しようと
するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明は、開ループで並列に配設して平面構造材に埋め込
んだ複数のアモルファスワイヤと、これらのアモルファ
スワイヤに夫々巻装したコイルを備え、これらのコイル
を順次選択して高周波電流で励磁すると共に、励磁した
コイルによる漏れ磁束で他のコイルに誘導される誘導起
電力を測定することによって前記平面構造材の面応力を
検出するものである。
発明は、開ループで並列に配設して平面構造材に埋め込
んだ複数のアモルファスワイヤと、これらのアモルファ
スワイヤに夫々巻装したコイルを備え、これらのコイル
を順次選択して高周波電流で励磁すると共に、励磁した
コイルによる漏れ磁束で他のコイルに誘導される誘導起
電力を測定することによって前記平面構造材の面応力を
検出するものである。
【０００６】
【作用】平面構造材に埋め込まれた複数のアモルファス
ワイヤに夫々巻装されたコイルが順次選択されて高周波
電流で励磁される。一方、励磁したコイルによる漏れ磁
束で他のコイルに誘導される誘導起電力が測定され、平
面構造材の面応力が広範囲で精度よく検出される。
ワイヤに夫々巻装されたコイルが順次選択されて高周波
電流で励磁される。一方、励磁したコイルによる漏れ磁
束で他のコイルに誘導される誘導起電力が測定され、平
面構造材の面応力が広範囲で精度よく検出される。
【０００７】
【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。ここで、図１は本発明に係る面応力センサの
概念図、図２は同じく面応力センサを適用した面応力測
定回路図である。
説明する。ここで、図１は本発明に係る面応力センサの
概念図、図２は同じく面応力センサを適用した面応力測
定回路図である。
【０００８】図１に示すように、面応力センサ１は、多
数の開ループ状のアモルファスワイヤ２の夫々にコイル
３を巻装して成り、コイル３を巻装したアモルファスワ
イヤ２を平行に配列した状態で接着剤を介して２枚のＦ
ＲＰ部材で挟持して形成した平面構造材４と共に構成さ
れている。
数の開ループ状のアモルファスワイヤ２の夫々にコイル
３を巻装して成り、コイル３を巻装したアモルファスワ
イヤ２を平行に配列した状態で接着剤を介して２枚のＦ
ＲＰ部材で挟持して形成した平面構造材４と共に構成さ
れている。
【０００９】各コイル２の両端は、リード線５として平
面構造材４の外部に露出している。
面構造材４の外部に露出している。
【００１０】面応力センサ１によって平面構造材４の面
応力を検出する測定回路においては、図２に示すよう
に、面応力を検出する対象となる部位に配設された６個
のコイル３に誘導起電力を測定する電圧測定器６を並列
接続している。
応力を検出する測定回路においては、図２に示すよう
に、面応力を検出する対象となる部位に配設された６個
のコイル３に誘導起電力を測定する電圧測定器６を並列
接続している。
【００１１】更に、各コイル３の一端にはスキャナ（例
えばロータリスイッチ）７の出力端子７ｂを接続し、各
コイル３の他端にはアース（ＧＮＤ）を接続している。
また、スキャナ７の入力端子７ａとアース（ＧＮＤ）に
は、高周波電流用電源８を並列接続している。
えばロータリスイッチ）７の出力端子７ｂを接続し、各
コイル３の他端にはアース（ＧＮＤ）を接続している。
また、スキャナ７の入力端子７ａとアース（ＧＮＤ）に
は、高周波電流用電源８を並列接続している。
【００１２】平面構造材４の面応力を検出する場合に、
先ずスキャナ７の入力端子７ａと電気的に導通した出力
端子７ｂに接続されたコイル３が励磁コイルとして選択
される。
先ずスキャナ７の入力端子７ａと電気的に導通した出力
端子７ｂに接続されたコイル３が励磁コイルとして選択
される。
【００１３】そして、高周波電流用電源８により高周波
電流が励磁コイルとして選択されたコイル３に流れる。
電流が励磁コイルとして選択されたコイル３に流れる。
【００１４】すると、励磁コイルの励磁によって、図２
の点線で示す磁束Ａが生じ、磁束Ａがアモルファスワイ
ヤ２、ＦＲＰ部材などを通過する磁気回路が構成され
る。
の点線で示す磁束Ａが生じ、磁束Ａがアモルファスワイ
ヤ２、ＦＲＰ部材などを通過する磁気回路が構成され
る。
【００１５】一般に、磁気回路の磁気抵抗Ｒｍは、磁気
回路の形状と材質のみで決まり、次式のように表され
る。
回路の形状と材質のみで決まり、次式のように表され
る。
【００１６】Ｒｍ＝ｌ／（μ・ｓ）、ここでｌは磁路の
長さ、ｓは磁路の断面積、μは透磁率である。従って、
透磁率μが大きく、磁路の長さｌが短い程、磁気回路全
体としての磁気抵抗Ｒｍは小さくなる。
長さ、ｓは磁路の断面積、μは透磁率である。従って、
透磁率μが大きく、磁路の長さｌが短い程、磁気回路全
体としての磁気抵抗Ｒｍは小さくなる。
【００１７】また、磁束Ａは次式のように表される。
【００１８】Ａ＝ＮＩ／Ｒｍ、ここでＮは励磁コイルの
巻数、Ｉは励磁コイルに流れる高周波電流である。
巻数、Ｉは励磁コイルに流れる高周波電流である。
【００１９】平面構造材４に加わる応力は、ＦＲＰ部材
内に埋め込まれたアモルファスワイヤ２にも加わり、ア
モルファスワイヤ２の形状に変化を及ぼす。
内に埋め込まれたアモルファスワイヤ２にも加わり、ア
モルファスワイヤ２の形状に変化を及ぼす。
【００２０】従って、平面構造材４に加わる応力によっ
て、アモルファスワイヤ２の形状が変化し、磁気回路の
磁気抵抗Ｒｍがアモルファスワイヤ２の形状変化によっ
て特に変化する。
て、アモルファスワイヤ２の形状が変化し、磁気回路の
磁気抵抗Ｒｍがアモルファスワイヤ２の形状変化によっ
て特に変化する。
【００２１】すると、磁気抵抗Ｒｍの変化で磁束Ａが変
化し、磁束Ａの変化で検出コイルとして作用するスキャ
ナ７の入力端子７ａと電気的に導通していない出力端子
７ｂに接続されたコイル３に誘導される誘導起電力Ｖ
（Ｖ＝−ｄＡ／ｄｔ）が変化する。なお、検出コイルの
巻数がｎであれば、検出コイルに誘導される誘導起電力
は、ｎＶとなる。
化し、磁束Ａの変化で検出コイルとして作用するスキャ
ナ７の入力端子７ａと電気的に導通していない出力端子
７ｂに接続されたコイル３に誘導される誘導起電力Ｖ
（Ｖ＝−ｄＡ／ｄｔ）が変化する。なお、検出コイルの
巻数がｎであれば、検出コイルに誘導される誘導起電力
は、ｎＶとなる。
【００２２】従って、誘導起電力Ｖの変化を電圧測定器
６で測定し、それから平面構造材４に加わる応力を検出
することが出来る。同様にして、順次スキャナ７でコイ
ル３の中から励磁コイルを選択し、検出コイルとして作
用する他のコイル３に誘導される誘導起電力Ｖを電圧測
定器６で測定すれば、測定対象とした平面構造材の面応
力を広範囲で、且つ精度よく検出することが出来る。
６で測定し、それから平面構造材４に加わる応力を検出
することが出来る。同様にして、順次スキャナ７でコイ
ル３の中から励磁コイルを選択し、検出コイルとして作
用する他のコイル３に誘導される誘導起電力Ｖを電圧測
定器６で測定すれば、測定対象とした平面構造材の面応
力を広範囲で、且つ精度よく検出することが出来る。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数のアモルファスワイヤに夫々巻装されたコイルを順次
選択し高周波電流で励磁すれば、平面構造材の面応力が
広範囲で、且つ精度よく検出することが出来る。
数のアモルファスワイヤに夫々巻装されたコイルを順次
選択し高周波電流で励磁すれば、平面構造材の面応力が
広範囲で、且つ精度よく検出することが出来る。
【図１】本発明に係る面応力センサの概念図
【図２】本発明に係る面応力センサを適用した面応力測
定回路図
定回路図
１…面応力センサ、２…アモルファスワイヤ、３…コイ
ル、４…平面構造材、６…電圧測定器、７…スキャナ、
８…高周波電流用電源。
ル、４…平面構造材、６…電圧測定器、７…スキャナ、
８…高周波電流用電源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−265542（ＪＰ，Ａ) 実開 昭48−83872（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01L 1/12 G01L 1/00 G01N 3/32
Claims (1)
- 【請求項１】 開ループで並列に配設して平面構造材に
埋め込んだ複数のアモルファスワイヤと、これらのアモ
ルファスワイヤに夫々巻装したコイルを備え、これらの
コイルを順次選択して高周波電流で励磁すると共に、励
磁したコイルによる漏れ磁束で他のコイルに誘導される
誘導起電力を測定することによって前記平面構造材の面
応力を検出することを特徴とする面応力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22324494A JP3231957B2 (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 面応力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22324494A JP3231957B2 (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 面応力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0886698A JPH0886698A (ja) | 1996-04-02 |
| JP3231957B2 true JP3231957B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=16795061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22324494A Expired - Fee Related JP3231957B2 (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 面応力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3231957B2 (ja) |
-
1994
- 1994-09-19 JP JP22324494A patent/JP3231957B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0886698A (ja) | 1996-04-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010904 |
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