JP3434222B2 - 歪み検出器およびその製造方法 - Google Patents

歪み検出器およびその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、歪み検出器およ
びその製造方法に関し、特に、廉価であると共に確実に
歪みを検出する歪み検出器およびその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の歪み検出器は、歪みの検出にスト
レインゲージの如き精密高価な変位検知素子を使用し、
この変位検知素子の検知した出力電圧を高倍率の差動増
幅器によリ増幅した電圧信号に基づいて変位量を測定し
ている。この検知された電圧信号が或る所定値に到達し
たところで、警報を発生する構成を採用している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した通り、歪み検
出器の従来例は、変位検知素子として測定精度の高い素
子を使用している。測定精度の高い素子は、一般に、高
価であると共に、その高精度を維持するに入念な保守を
必要とされ、これに多くの労力と時間を投入しなければ
ならない。そして、差動増幅器についても、これを温度
特性を有しない状態に管理するのは容易なもとではな
く、そして、これを長期間時間使用した場合に生ずる経
年変化の問題も考慮しなければならない。
【0004】歪み検出器を地すベリの発生する恐れのあ
る領域に設置して地すベリ警報を発生することに使用す
る場合、地すベリの発生する恐れのある領域は国内にも
多数箇所存在する。多数箇所に歪み検出器を設置する必
要のある場合、その価格が廉価であればそれに越したこ
とはなく、そして、測定精度の維持管理を必要とされる
歪み検出器であっては用を成さない。即ち、歪み検出器
の価格が高価であってはその設置される地すベリ監視箇
所が限られることとなり、頻繁な保守点検を必要とする
歪み検出器であっても、同様に、地すベリ監視箇所が限
られることになる。
【0005】この発明は、廉価であると共に保守は殆ど
必要とされない確実に歪み検出をする上述の問題を解消
した歪み検出器およびその製造方法を提供するものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1:可撓性パイプ
1を具備し、一定量の歪みが加わった時点で機械的に変
形破損する材料より成り、可撓性パイプ1内に収容され
る棒状センサ2を具備し、棒状センサ2に取り付け固定
される検知装置21を具備し、可撓性パイプ1と棒状セ
ンサ2の間に介在して両者を機械的に結合する固体充填
剤4を具備する歪み検出器を構成した。
【0007】そして、透光性のガラス棒、或いは透光性
の陶磁器棒を棒状センサ2とし、投光部および受光部よ
り成る投受光器を検知装置21とした歪み検出器を構成
した。また、請求項2:導電性ガラス棒を棒状センサ2
とし、導電性ガラス棒の両端部間に接続される電源を検
知装置21とした歪み検出器を構成した。
【0008】更に、請求項3:ガラス、陶磁器、合成樹
脂の如き機械的に変形破損する材料より成る長尺棒を棒
状センサ2とし、超音波送受装置を検知装置21とした
歪み検出器を構成した。そして、請求項4:固体充填剤
4は主剤と硬化剤より成る2液性硬化合成樹脂を固化し
たものより成る歪み検出器を構成した。
【0009】また、請求項5:請求項1ないし請求項
の内の何れかに記載される歪み検出器において、可撓性
パイプ1と棒状センサ2の間はY字状のスペーサの如き
周縁部が可撓性パイプ1内面と一部接触しない部分を
有する形状のスペーサ3により保持されている歪み検出
器を構成した。ここで、請求項:可撓性パイプ1およ
び検知装置21を端部に取り付け固定した棒状センサ2
を準備し、この棒状センサ2をY字状のスペーサの如き
周縁部が可撓性パイプ1内面と一部接触しない部分を
有する形状のスペーサ3のセンサ挿入孔31に挿通した
状態で可撓性パイプ1内に収容し、主剤と硬化剤を攪拌
混合した2液性硬化合成樹脂を可撓性パイプ1内に注入
充填して固体充填材4を構成した歪み検出器の製造方法
を構成した。
【0010】また、請求項:パイプ埋設孔51を台地
5に穿設し、可撓性パイプ1をパイプ埋設孔51に埋設
し、検知装置21を端部に取り付け固定した棒状センサ
2を準備し、この棒状センサ2をY字状のスペーサの如
き周縁部が可撓性パイプ1内面と一部接触しない部分を
有する形状のスペーサ3のセンサ挿入孔31に挿通した
状態で可撓性パイプ1内に収容し、主剤と硬化剤を攪拌
混合した2液性硬化合成樹脂を可撓性パイプ1内に注入
充填して固体充填材4を構成した歪み検出器の製造方法
を構成した。
【0011】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図1を参
照して説明する。図1において、1は可撓性パイプ、1
1は可撓性パイプ1を閉塞する閉塞端板である。可撓性
パイプ1は塩化ビニールの如き柔軟性の合成樹脂より成
り、直線状に構成される。
【0012】2は棒状センサであり、一定量の歪みが加
わった時点で機械的に変形破損する材料より成る。この
棒状センサ2としては、透光性のガラス棒、透光性の陶
磁器棒を使用することができる。21はセンサ2に結合
して信号を得る検知装置である。この検知装置21は棒
状センサ2の端部に取り付け固定される投光部および受
光部より成る投受光器により構成することができる。検
知装置21は、また、一方の端部に投光部を取り付け固
定し、他方の端部に受光部を取り付け固定したものとす
ることができる。
【0013】3は可撓性パイプ1内面とこれに挿入され
る棒状センサ2外面との間に介在するスペーサである。
このスペーサ3の周縁部は可撓性パイプ1内面と一部接
触しない部分を有する形状とされ、実施例はY字状に構
成されている。31はY字状のスペーサ3の中心部に形
成されたセンサ挿入孔である。4は固体充填材である。
充填材4としては、主剤と硬化剤より成る2液性硬化合
成樹脂を採用し、これを注入して硬化させて固体充填材
4を容易に廉価に構成することができる。
【0014】この発明の歪み検出器を製造するには、先
ず、検知装置21を端部に取り付け固定した棒状センサ
2をスペーサ3を介して可撓性パイプ1に挿入する。こ
れに際して、棒状センサ2をY字状のスペーサ3のセン
サ挿入孔31に挿通してこれを棒状センサ2の両端に予
め取り付けておく。スペーサ3をY字状とした理由は可
撓性パイプ1とスペーサ3との間に必ず充填材4が流通
する経路を構成するためである。両端に取り付けられた
スペーサ3により棒状センサ2が可撓性パイプ1の内面
に接触せず、棒状センサ2は可撓性パイプ1に添って保
持されることになる。主剤と硬化剤を攪拌混合した2液
性硬化合成樹脂より成る充填材4を可撓性パイプ1の開
口から内部に注入充填する。可撓性パイプ1内に注入さ
れた充填材4はY字状のスペーサ3と可撓性パイプ1の
内壁との間に形成される流通孔を介して可撓性パイプ1
の閉塞端板11に迄注入充填される。可撓性パイプ1の
長さを棒状センサ2の長さと比較して長く設計し、可撓
性パイプ1に充填材4を充填して棒状センサ2は検知装
置21を含めて充填材4に埋没せしめる。
【0015】以上の歪み検出器において、検知装置21
として投受光器を使用した場合、投光部から放射された
光は透光性の棒状センサ2中を伝播し、受光部は棒状セ
ンサ2の他方の端面において反射した反射光を検出して
いる。検知装置21として、一方の端部に投光部を取り
付け固定し、他方の端部に受光部を取り付け固定したも
のとした場合は、投光部から放射された光は透光性の棒
状センサ2中を伝播して受光部に直接入射して検出され
る。
【0016】図2を参照して歪み検出器を台地に構成す
る製造方法を説明する。図2は図1を参照して図示説明
された歪み検出器を台地に構成するところを説明する図
である。図2において、5は台地を示す。図1の歪み検
出器を地すべりの危険性のある傾斜した台地5に設置
し、地表の僅かなずれを検出してこれを地すべりの前兆
現象であると認識することに使用することができる。
【0017】図2(a)を参照するに、地すべりの恐れ
のある傾斜した台地5にドリルによりパイプ埋設孔51
を穿設する。パイプ埋設孔51の口径は可撓性パイプ1
の直経にほぼ匹敵する口径とし、これに可撓性パイプ1
を埋設する。図2(b)を参照するに、次いで、Y字状
のスペーサ3を両端を含めて複数個予め取り付けた棒状
センサ2を埋設された直線状の可撓性パイプ1に挿入す
る。
【0018】ところで、台地5にパイプ埋設孔51を穿
設し、これに可撓性パイプ1を埋設するに際して、パイ
プ埋設孔51の穿設は意図した通りに直線的に実行され
ることはなく、パイプ埋設孔51は一般に湾曲して形成
される。湾曲したパイプ埋設孔51に直線状の棒状セン
サ2を挿入した場合、可撓性パイプ1内面とこれに挿入
される棒状センサ2外面との間の距離は一様にはならな
いことになる。
【0019】図2(c)を参照するに、この発明は、こ
こで充填材4を可撓性パイプ1の開口から内部に注入充
填する。これにより、可撓性パイプ1内面とこれに挿入
される棒状センサ2外面との間の間隙は充填材4が完全
に充填され、充填材4はその後に固化し、棒状センサ2
は固化した充填材4と可撓性パイプ1とを介して台地5
に機械的に係合したことになる。棒状センサ2を挿入す
るに際してY字状のスペーサ3を取り付けておくことに
より、可撓性パイプ1内面とこれに挿入される棒状セン
サ2外面との間にはこれらの全長に亘って間隙が必ず形
成され、ここに固体充填材4が形成されて棒状センサ2
と台地5との間の機械的係合は確実になる。
【0020】歪み検出器を埋設設置した台地5に地すべ
りが発生すると、可撓性パイプ1にその長さ方向と直交
する方向の外力が加わるに到る。可撓性パイプ1に加わ
るこの外力は長さ方向に不均等であり、その結果、可撓
性パイプ1にはせんだん力が加わる。可撓性パイプ1と
棒状センサ2との間には固化した充填材4が介在してい
るので、せんだん力は固体の充填材4を介して棒状セン
サ2に伝達される。機械的に変形破損する透光性のガラ
ス、透光性の陶磁器の如き材料より成る棒状センサ2
は、せんだん力が或る一定の限度を超えたところで破損
するに到り、これに対応して地すべりの発生を検出する
ことができる。即ち、検知装置21として投受光器を使
用した場合、投光部から放射された光は透光性の棒状セ
ンサ2中を伝播し、受光部は棒状センサ2の他方の端面
において反射した反射光を検出するが、棒状センサ2が
変形破損したことにより受光部は反射光に変化を来た
し、或いは反射光を検出し得なくなり、これにより棒状
センサ2の変形破損を検知することができる。検知装置
21として一方の端部に投光部を取り付け固定し、他方
の端部に受光部を取り付け固定したものとした場合も、
棒状センサ2の変形破損に起因して受光部に入射する光
は変化或いは遮断され、これにより棒状センサ2の変形
破損を検知することができる。
【0021】以上の実施例においては、棒状センサ2は
透光性のガラス、透光性の陶磁器の如き機械的に変形破
損する材料より成るものとしたが、これを導電性ガラス
棒の如き機械的に変形破損する材料より成るものとする
ことができる。この場合、導電性ガラス棒の両端部間に
検知装置21として電源を接続しておく。斯くして、電
流遮断に対応して導電性ガラス棒の破損を検知すること
ができる。
【0022】更に、棒状センサ2としてガラス、陶磁
器、合成樹脂、金属材料より成る長尺棒を使用し、検知
装置21として超音波送受装置を使用して棒状センサ2
の破損を検知することができる。即ち、長尺棒の一方の
端部に送波部を取り付け固定すると共に、他方の端部に
受波部を取り付け固定する。送波部から放射された超音
波は長尺棒中を伝播して受波部に直接入射して検出され
ている。斯くして、超音波の遮断に対応して長尺棒の破
損を検知することができる。
【0023】
【発明の効果】以上の通りであって、この発明によれ
ば、正確な歪み検出器を提供することができ、そして、
この発明の歪み検出器は廉価であると共に保守は殆ど必
要とされない。従って、鉄道、道路その他の公共性の高
いところのみに限らずに、個人の裏山その他の危険の発
生する恐れのあるところに手軽に設置することができ
る。
【0024】また、パイプ埋設孔は一般に湾曲して形成
され、湾曲したパイプ埋設孔に直線状の棒状センサを挿
入した場合、可撓性パイプ内面とこれに挿入される棒状
センサ外面との間の距離は一様にはならないのである
が、ここで、この発明は、充填材を可撓性パイプの開口
から内部に注入充填することにより可撓性パイプ内面と
これに挿入される棒状センサ外面との間の間隙は充填材
が完全に充填され、充填材はその後に固化し、棒状セン
サは固化した充填材と可撓性パイプとを介して台地に対
して機械的係合を確保し、歪みに即応することができ
る。
【0025】更に、棒状センサを挿入するに際してY字
状のスペーサの如き周縁部が可撓性パイプ内面と一部接
触しない部分を有する形状のスペーサを取り付けておく
ことにより、可撓性パイプ内面とこれに挿入される棒状
センサ外面との間にはこれらの全長に亘って間隙が必ず
形成され、ここに固体充填材が形成されて棒状センサと
台地との間の機械的係合は更に確実に確保される。
【図面の簡単な説明】
【図1】歪み検出器の実施例を説明する図。
【図2】歪み検出器の製造方法を説明する図。
【符号の説明】
1 パイプ 11 閉塞端板 2 センサ 21 検知装置 3 スペーサ 31 センサ挿通孔 4 充填材 5 台地
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 21/32 G01B 11/16 G01B 17/04 G01D 21/00 G01L 1/06

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 可撓性パイプを具備し、 一定量の歪みが加わった時点で機械的に破損する透光性
    のガラス棒、或いは透光性の陶磁器棒より成り、上記
    撓性パイプ内に収容される棒状センサを具備し、上記 棒状センサの端部に取り付け固定され、上記棒状セ
    ンサに光を入射する投光部、およびその投光部より入射
    された光を受光する受光部より成る投受光器の検知装置
    を具備し、上記 可撓性パイプと棒状センサの間に介在して両者を機
    械的に結合する固体充填剤を具備し、上記受光部に入射する光が遮断されたことにより上記棒
    状センサの破損を検知する ことを特徴とする歪み検出
    器。
  2. 【請求項2】 可撓性パイプを具備し、 一定量の歪みが加わった時点で機械的に破損する導電性
    ガラス棒より成り、上記可撓性パイプ内に収容される棒
    状センサを具備し、 上記棒状センサの端部に取り付け固定される電源の検知
    装置を具備し、 上記可撓性パイプと棒状センサの間に介在して両者を機
    械的に結合する固体充填剤を具備 し、上記電源の電流遮断に対応して上記導電性ガラス棒の破
    損を検知する ことを特徴とする歪み検出器。
  3. 【請求項3】 可撓性パイプを具備し、 一定量の歪みが加わった時点で機械的に破損するガラ
    ス、陶磁器、合成樹脂の如き長尺棒より成り、上記可撓
    性パイプ内に収容される棒状センサを具備し、 上記棒状センサの端部に取り付け固定され、上記棒状セ
    ンサに超音波を入射する送波部とその送波部から入射し
    た超音波を検出する受波部より成る超音波送受信装置の
    検知装置を具備し、 上記可撓性パイプと棒状センサの間に介在して両者を機
    械的に結合する固体充填剤を具備 し、上記受波部に入射する超音波が遮断されたことにより上
    記棒状センサの破損を 検出する ことを特徴とする歪み検
    出器。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし請求項の内の何れかに
    記載される歪み検出器において、上記 固体充填剤は主剤と硬化剤より成る2液性硬化合成
    樹脂を固化したものより成ることを特徴とする歪み検出
    器。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし請求項の内の何れかに
    記載される歪み検出器において、上記 可撓性パイプと棒状センサの間はY字状のスペーサ
    の如き周縁部が可撓性パイプ内面と一部接触しない部
    分を有する形状のスペーサにより保持されていることを
    特徴とする歪み検出器。
  6. 【請求項6】 可撓性パイプおよび検知装置を端部に取
    り付け固定した棒状センサを準備し、上記棒状センサは一定量の歪みが加わった時点で機械的
    に破損する材料の透光性のガラス棒、或いは透光性の陶
    磁器棒より成り、 上記検知装置は上記棒状センサに光を入射する投光部、
    およびその投光部より入射された光を受光する受光部よ
    り成り、 この棒状センサをY字状のスペーサのセンサ挿入孔に挿
    通した状態で上記可撓性パイプ内に収容し、 主剤と硬化剤を攪拌混合した2液性硬化合成樹脂を上記
    可撓性パイプ内に注入充填して固体充填材を構成し、上記受光部に入射する光が遮断されたことにより上記棒
    状センサの破損を検知する ことを特徴とする歪み検出器
    の製造方法。
  7. 【請求項7】 パイプ埋設孔を台地に穿設し、 可撓性パイプを上記パイプ埋設孔に埋設し、 検知装置を端部に取り付け固定した棒状センサを準備
    し、上記棒状センサは一定量の歪みが加わった時点で機械的
    に破損する材料の透光性のガラス棒、或いは透光性の陶
    磁器棒より成り、 上記検知装置は上記棒状センサに光を入射する投光部、
    およびその投光部より入射された光を受光する受光部よ
    り成り、 この棒状センサをY字状のスペーサのセンサ挿入孔に挿
    通した状態で上記可撓性パイプ内に収容し、 主剤と硬化剤を攪拌混合した2液性硬化合成樹脂を上記
    可撓性パイプ内に注入充填して固体充填材を構成し、上記受光部に入射する光が遮断されたことにより上記棒
    状センサの破損を検知する ことを特徴とする歪み検出器
    の製造方法。
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