JP5944930B2 - Strain measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、歪測定装置に関する。 The present invention relates to a strain measuring device.
例えば、被測定物の歪を測定する歪測定装置が知られている(例えば特許文献1)。 For example, a strain measuring device that measures strain of an object to be measured is known (for example, Patent Document 1).
例えば、特許文献1の歪測定装置においては、被測定物に取り付けられる筒状電極と、当該筒状電極の内部に挿入されるように被測定物に取り付けられる棒状電極との間の静電容量の値に基づいて、被測定物の歪が測定されている。この歪測定装置においては、例えば、静電容量を測定する際の浮遊容量等の影響により、静電容量の測定精度が低下することがある。この場合、被測定物における歪の歪測定装置による測定精度が低下する虞がある。
For example, in the strain measuring apparatus of
前述した課題を解決する主たる本発明は、筒状電極と、前記筒状電極の外径よりも大きい内径を有しており前記筒状電極を収容する金属製の第1ケースと、前記第1ケースに対して前記筒状電極が接触しないように前記第1ケースの内部において前記筒状電極を支持する絶縁性の第1支持部材とを有し、被測定物に取り付けられる第1電極体と、前記筒状電極に挿入される棒状電極と、前記棒状電極の外径よりも大きい内径を有するとともに前記棒状電極が前記筒状電極に挿入されるように前記棒状電極を収容する金属製の第2ケースと、前記第2ケースに対して前記棒状電極が接触しないように前記第2ケースの内部において前記棒状電極を支持する絶縁性の第2支持部材とを有し、前記被測定物に取り付けられる第2電極体と、前記棒状電極の前記筒状電極に挿入されている部分の長さに応じて定まる静電容量を測定する第1測定装置の測定結果に基づいて、前記被測定物における前記棒状電極が挿入される方向の歪量を測定する第2測定装置と、を備え、前記第1測定装置は、電圧源に一端が接続される第1導電線と、前記第1導電線の周囲に設けられる第1導体と、電圧計に一端が接続される第2導電線と、前記第2導電線の周囲に設けられるとともに前記第1導体に接続される第2導体と、アンプに一端が接続される第3導電線と、前記第3導電線の周囲に設けられる第3導体と、電流計に一端が接続される第4導電線と前記第4導電線の周囲に設けられるとともに前記第3導体に接続される第4導体と、を有し、前記筒状電極及び前記棒状電極のうちの一方の電極は、前記第1及び第2導電線の他端に接続され、前記筒状電極及び前記棒状電極のうちの他方の電極は、前記第3及び第4導電線の他端に接続され前記第1及び第2ケースのうちの前記一方の電極を収容する一方のケースは、前記第1及び第2導体に接続され、前記第1及び第2ケースのうちの他方のケースは、前記第3及び第4導体に接続され、前記第1及び第2ケースの間に接続される導電ケーブル、を更に備え、前記導電ケーブルの両端は夫々、前記第1及び第2ケースが互いに接続されるように、前記第1及び第2ケースに対して溶接されることを特徴とする歪測定装置である。
The main present invention for solving the above-described problems includes a cylindrical electrode, a first case made of metal having an inner diameter larger than the outer diameter of the cylindrical electrode and accommodating the cylindrical electrode, and the first An insulating first support member for supporting the cylindrical electrode inside the first case so that the cylindrical electrode does not contact the case; A rod-shaped electrode inserted into the cylindrical electrode, and a metal first electrode having an inner diameter larger than an outer diameter of the rod-shaped electrode and accommodating the rod-shaped electrode so that the rod-shaped electrode is inserted into the cylindrical electrode. Two cases, and an insulating second support member that supports the rod-shaped electrode inside the second case so that the rod-shaped electrode does not contact the second case, and is attached to the object to be measured. Second electrode body and the rod-shaped Based on the measurement result of the first measuring device that measures the capacitance determined according to the length of the portion of the pole inserted into the cylindrical electrode, the direction of the insertion of the rod-shaped electrode in the object to be measured A second measuring device that measures the amount of strain, wherein the first measuring device includes a first conductive line having one end connected to a voltage source, a first conductor provided around the first conductive line, A second conductive line having one end connected to the voltmeter; a second conductor provided around the second conductive line and connected to the first conductor; and a third conductive line having one end connected to the amplifier; A third conductor provided around the third conductive line; a fourth conductive line having one end connected to an ammeter; and a fourth conductor provided around the fourth conductive line and connected to the third conductor. A conductor, and one of the cylindrical electrode and the rod-shaped electrode is The other electrode of the cylindrical electrode and the rod electrode is connected to the other end of the first and second conductive lines, and the other electrode is connected to the other end of the third and fourth conductive lines. One case that accommodates the one of the two cases is connected to the first and second conductors, and the other case of the first and second cases is the third and fourth conductors. And a conductive cable connected between the first and second cases, and the first and second cases are connected to each other at both ends of the conductive cable, respectively. And a strain measuring device welded to the second case .
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。 Other features of the present invention will become apparent from the accompanying drawings and the description of this specification.
本発明によれば、被測定物における歪の測定精度を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the measurement precision of the distortion in a to-be-measured object can be improved.
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。 At least the following matters will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
===歪測定装置===
以下、図1及び図2を参照して、本実施形態における歪測定装置について説明する。図1は、本実施形態における歪測定装置を示す図である。尚、第1電極体7及び第2電極体3は、第1電極体7及び第2電極体3の略中央を通り且つXZ平面(図3)に平行な断面における断面図として示されている。容量計5に対応する構成については、一点鎖線で囲まれている。各同軸ケーブル等の導体に囲まれている導電線については、破線で示されている。図2は、本実施形態における歪測定装置の一部を示す斜視図である。尚、図2においては、説明の便宜上、第1同軸ケーブル93、第2同軸ケーブル91、調整螺子86(図4)等については省略されている。
=== Strain measuring device ===
Hereinafter, the strain measuring apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram illustrating a strain measuring apparatus according to the present embodiment. In addition, the
歪測定装置100は、例えば火力発電所に設けられた、ボイラ、タービン、配管等における溶接されている部分の歪量を測定するための装置である。尚、歪量とは、例えば、測定対象物の変形に応じた、当該測定対象物の変位量を示すものとする。歪測定装置100は、例えば600℃以上の比較的高温となっている金属製の配管400(被測定物)における溶接部等の測定対象部分401の歪量を測定するための静電容量方式の変位計である。
The
歪測定装置100は、第1装置800(図2)、第2装置200、容量計5(第1測定装置)、歪計4(第2測定装置)を有する。尚、本実施形態において、Z軸は、第1装置200及び第2装置800が立設する高さ方向(垂直方向)に沿う軸であり、+Zは、配管400から第1装置800に向かう上方向を示し、−Zは、第1装置800から配管400に向かう下方向を示すものとする。又、X軸は、第1装置800及び第2装置200が隣接する方向に沿う軸であり、+Xは、第2装置200から第1装置800に向かう方向を示し、−Xは、第1装置800から第2装置200に向かう方向を示すものとする。又、Y軸は、X軸及びZ軸に対して直交する軸であり、+Yは、第1装置800におけるスリット8Bが設けられている一方の側面からスリット8Bが設けられていない他方の側面に向かう方向を示し、−Yは、第2装置200における他方の側面から一方の側面に向かう方向を示すものとする。
The
第1装置800及び第2装置200は、金属製の配管400における測定対象部分401の歪量を測定する際に、配管400が延在する方向(X軸)において、測定対象部分401の両側に設けられる。第1装置800及び第2装置200は、測定対象部分401における当該配管400が延在する方向(配管400の長手方向)の歪量を測定するためのセンサとして機能する。
When the
容量計5は、棒状電極32と筒状電極72とによって形成されるコンデンサ(「電極により形成されるコンデンサ」とも称する)の容量を測定するための、例えばLCRメータである。
The
歪計4は、容量計5の測定結果に基づいて、測定対象部分401の歪量を測定する。
The strain meter 4 measures the strain amount of the
===第1装置、第2装置===
以下、図1乃至図4を参照して、本実施形態における第1装置及び第2装置について説明する。図3は、本実施形態における歪測定装置の一部を示す断面図である。尚、図3は、図2における第1装置800の略中央を通るXZ平面から+Y方向へ向かって見た状態の、第1装置800及び第2装置200を示している。又、図3では、説明の便宜上、調整螺子86(図4)は省略されている。図4は、本実施形態における第1装置を示す正面図である。
=== first device, second device ===
Hereinafter, the first device and the second device in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a part of the strain measuring apparatus according to the present embodiment. FIG. 3 shows the
=第1装置=
第1装置800は、配管400における測定対象部分401よりも+X側に例えば溶接されて固定される。第1装置800は、第1取付装置8、第1電極体7を有する。
= First device =
The
<第1取付装置>
第1取付装置8は、第1電極体7を配管400に対して取り付けるための装置であり、配管400に固定される。第1取付装置8は、第1金属部材81、第1絶縁部材82、83、金属製の脚85、調整螺子86(図4)を有する。
<First mounting device>
The
第1金属部材81は、配管400に対して第1電極体7を取り付けるべく、棒状電極32が筒状電極72に挿入されるように、第1絶縁部材82、83と配管400との間において第1絶縁部材82、83の周囲を取り囲んでいる。
The
第1金属部材81は、スリット8B、螺子孔81A、81Bを有する。スリット8Bは、金属部材81を変形させるための隙間である。螺子孔81A、81Bは、第1金属部材81におけるスリット8Bが設けられている側(−Y)において、Z軸に沿って設けられている。
The
第1金属部材81における底面(−Z)の四隅に脚25が、例えば溶接されている。当該脚25は、配管400に対して例えば溶接される。つまり、金属部材21は、配管400に対して脚25によって強固に固定されることとなる。
第1絶縁部材82、83は、配管400に対して第1電極体7を電気的に絶縁するための例えばセラミックス等の一対の絶縁部材である。第1絶縁部材82、83は、第1金属部材81の内部に固定されている。第1絶縁部材82、83は夫々、Z軸における上側及び下側に固定されている。
The first insulating
調整螺子86は、第1電極体7を保持するために第1金属部材81を変形させるのに用いられる。調整螺子86は、螺子孔81A、81Bに連続的に螺着される。Z軸方向におけるスリット8Bの幅が、調整螺子86によって狭められた場合、第1金属部材81の内部に設けられている第1電極体7は、第1絶縁部材82、83によって挟持される。そして、第1電極体7は、第1取付装置8によって配管400に取り付けられることになる。
The adjusting
<第1電極体>
第1電極体7は、第1ケース71、筒状電極72、第1支持部材73を有する。
<First electrode body>
The
第1ケース71は、筒状電極72を収容する例えば金属製の筐体である。第1ケース71の外形は、例えば、円柱形状を呈する。第1ケース71は、内部に筒状電極72を収容できるように、中空構造を呈する。尚、X軸方向における第1ケース71の長さは、筒状電極72全体を収容できるように、X軸方向における筒状電極72の長さよりも長くされている。第1ケース71の内径は、筒状電極72の外径よりも大きくされている。
The
第1ケース71は、第1開口74(第1挿入孔)、第2開口75を有する。
The
第1開口74は、第1同軸ケーブル93の一端が挿入される。第1開口74は、第2電極体3側(−X)とは反対側(+X)に設けられる。第2開口75は、筒状電極72の内部と通じている。第2開口75は、第2電極体3側に設けられる。第2開口75の径は、第2開口75を介して筒状電極72の内部に棒状電極32が挿入されるように、棒状電極32の径よりも大きくされる。
One end of the first
第1支持部材73は、第1ケース71に対して筒状電極72が接触しないように、第1ケース71の内部において筒状電極72を支持する。第1支持部材73は、例えばセラミックス等の絶縁性の部材である。第1支持部材73は、第1ケース71の内部全体に設けられていることとしてもよい。
The
筒状電極72は、棒状電極32と共にコンデンサを形成するための金属製の部材である。筒状電極72は、配管400の長手方向(X軸)に沿って延在している。筒状電極72は、棒状電極32がX軸に沿って進退自在に挿入される。筒状電極72は、第1ケース71と接触しないように、第1支持部材73によって第1ケース71の内部に固定される。
The
=第2装置=
第2装置200は、配管400における測定対象部分401よりも−X側に例えば溶接されて固定される。第2装置200は、第2取付装置2、第2電極体3を有する。
= Second device =
The
<第2取付装置>
第2取付装置2は、第2電極体3を配管400に対して取り付けるための装置であり、配管400に固定される。
<Second mounting device>
The
尚、第2取付装置2の構成は、第1取付装置8の構成と同様である。つまり、第2取付装置2における第2金属部材21、第2絶縁部材22、23、調整螺子(不図示)、脚25夫々の構成は、第1金属部材81、第1絶縁部材82、83、調整螺子86、脚85の構成と同様である。
The configuration of the
<第2電極体>
第2電極体3は、第2ケース31、棒状電極32、第2支持部材33を有する。
<Second electrode body>
The
第2ケース31は、棒状電極32の一部を収容する例えば金属製の筐体である。第2ケース31の外形は、例えば、円柱形状を呈する。第2ケース31は、内部に棒状電極32の一部を収容できるように、中空構造を呈する。第2ケース31の内径は、棒状電極32の外径よりも大きくされている。
The
第2ケース31は、第1開口34(第2挿入孔)、第2開口35を有する。
The
第1開口34は、第2同軸ケーブル91の一端が挿入される。第1開口34は、第1電極体7側(+X)とは反対側(−X)に設けられる。第2開口35からは、棒状電極32が突出している。第2開口35は、第1電極体7側に設けられる。
One end of the second
第2支持部材33は、第2ケース31に対して棒状電極32が接触しないように、第2ケース31の内部において棒状電極32を支持する。第2支持部材33は、例えばセラミックス等の絶縁性の部材である。第2支持部材33は、第2ケース31の内部全体に設けられていることとしてもよい。
The
棒状電極32は、筒状電極72と共にコンデンサを形成するための金属製の部材である。棒状電極32は、配管400の長手方向(X軸)に沿って延在している。棒状電極32は、X軸に沿って筒状電極72に対して進退自在に挿入される。棒状電極32は、第2ケース31と接触しないように、第2支持部材33によって第2ケース31の内部に固定される。棒状電極32は、例えば、円柱形状を呈している。
The rod-shaped
<コンデンサの静電容量>
棒状電極32及び筒状電極72によって形成されるコンデンサの静電容量の値は、配管400が延在する方向(X軸)における第1装置800と第2装置200との間の距離D1に応じて定められることになる。つまり、コンデンサの静電容量の値は、棒状電極32の筒状電極72に挿入される部分の長さに応じて定まることになる。従って、コンデンサの静電容量の値の変動に基づいて、距離D1の変動を求めることが可能となる。つまり、コンデンサの静電容量の値の変動に基づいて、測定対象部分401における棒状電極32が筒状電極72に挿入される方向(X軸)の歪量を求めることが可能となる。
<Capacitance of capacitor>
The capacitance value of the capacitor formed by the rod-shaped
===容量計===
以下、図1を参照して、本実施形態における容量計について説明する。
=== Capacitance meter ===
Hereinafter, the capacity meter in the present embodiment will be described with reference to FIG.
容量計5は、自動平衡ブリッジ法による4端子対測定法に基づいて、電極により形成されるコンデンサの容量を測定する装置である。
The
容量計5は、電圧源513、電圧計523、アンプ533、電流計543、導電線511、521、531、541、導体512、522、532、542を有する。
The
導電線511、521夫々の一端は、T型BNCコネクタ61の導電線611、621を介して接続点P1において互いに接続されている。
One end of each of the
導体512、522は夫々、導電線511、521の周囲に設けられている。導体512、522は、T型BNCコネクタ61の導体612、622を介して、互いに接続されている。尚、導体612、622は、導電線611、621の周囲に設けられている。
The
導電線511の他端は、電圧源513を介して導体512と接続される。導電線521の他端は、電圧計523を介して導体522と接続される。
The other end of the conductive wire 511 is connected to the
導電線531、541夫々の一端は、T型BNCコネクタ63の導電線631、641を介して接続点P3において互いに接続されている。
One end of each of the
導体532、542は夫々、導電線531、541の周囲に設けられている。導体532、542は、T型BNCコネクタ63の導体632、642を介して、互いに接続されている。尚、導体632、642は、導電線631、641の周囲に設けられている。
The
導電線531の他端は、アンプ533における一方の入力と接続される。尚、アンプ533における他方の入力は、導体532と接続される。導電線541の他端は、電流計543を介して導体542と接続される。
The other end of the
尚、電流計543と導体542との間に電圧源(不図示)が設けられており、この電圧源の出力は、接続点P3の電圧が略0V(仮想接地)となるようにアンプ533の出力に基づいて制御される。
A voltage source (not shown) is provided between the
容量計5は、電圧源513の出力電圧、電圧計523及び電流計543の測定結果等に基づいて、電極により形成されるコンデンサの容量を測定し、測定結果を示す測定情報を出力する。
The
===容量計と電極体との接続===
以下、図1を参照して、本実施形態における容量計と電極体との接続について説明する。
=== Connection between capacitance meter and electrode body ===
Hereinafter, the connection between the capacitance meter and the electrode body in the present embodiment will be described with reference to FIG.
第1電極体7は、第1同軸ケーブル93及びT型BNCコネクタ63を介して、容量計5に接続される。第2電極体3は、第2同軸ケーブル91及びT型BNCコネクタ61を介して、容量計5に接続される。第1電極体7と第2電極体3とは、導電ケーブル900を介して互いに接続される。
The
<各ケーブル>
第1同軸ケーブル93は、導電線931と当該導電線931の周囲に設けられる導体932とを有する耐熱ケーブルである。第2同軸ケーブル91は、導電線911と当該導電線911の周囲に設けられる導体912とを有する耐熱ケーブルである。第1同軸ケーブル93、第2同軸ケーブル91は、例えば、無機絶縁ケーブル、つまり、MI(Mineral Insulation)ケーブルであることとしてもよい。
<Each cable>
The first
導電ケーブル900は、少なくとも導電線を有する耐熱ケーブルである。導電ケーブル900は、例えば、第1同軸ケーブル93等と同様なMIケーブルであることとしてもよい。
The
<接続>
第1同軸ケーブル93における導電線931の一端は、筒状電極72に接続される。導電線931の他端は、接続点P3において導電線641、631の双方と接続される。これらの接続により、筒状電極72が、接続点P3に接続される。第1同軸ケーブル93における導体932は、電路939を介して第1ケース71に接続される。この接続により、第1ケース71が、容量計5における導体532、542の双方に対して接続される。尚、電路939は、導体932の第1ケース71への溶接により形成されることとしてもよい。
<Connection>
One end of the
第2同軸ケーブル91における導電線911の一端は、棒状電極32に接続される。導電線911の他端は、接続点P1において導電線611、621の双方と接続される。これらの接続により、棒状電極32が、接続点P1に接続される。第2同軸ケーブル91における導体912は、電路919を介して第2ケース31に接続される。この接続により、第2ケース31が、容量計5における導体512、522の双方に対して接続される。尚、電路919は、導体912の第2ケース31への溶接により形成されることとしてもよい。
One end of the
尚、第1同軸ケーブル93、第2同軸ケーブル91の一端は夫々、第1開口74、34に挿入されているために、第1同軸ケーブル93、第2同軸ケーブル91夫々の、第1支持部材73、第2支持部材33に対する固定強度が向上することになる。
Note that one end of each of the first
導電ケーブル900の両端は、第1ケース71と第2ケース31とが電気的に接続されるように、第1ケース71、第2ケース31に接続される。この接続により、容量計5における導体512、522、532、542夫々が互いに接続されることになる。尚、導電ケーブル900の両端は夫々、第1ケース71、第2ケース31に対して例えば溶接されて接続されることとしてもよい。従って、容量計5が電極により形成されるコンデンサの容量を測定するときに、導体512、522、612、622、912、電路919、第2ケース31、導電線900、第1ケース71、電路939、導体932、632、642、532、542を介してガード電流を流すことができるようになる。このため、容量計5の電極により形成されるコンデンサの容量の測定精度を向上させることができる。
Both ends of the
尚、例えば、容量計5とT型BNCコネクタ61、63との間に、所定のテストフィクスチャが設けられていることとしてもよい。
For example, a predetermined test fixture may be provided between the
===歪計===
以下、図5及び図6を参照して、本実施形態における歪計について説明する。図5は、本実施形態における歪計のハードを示すブロック図である。図6は、本実施形態における歪計を示すブロック図である。
=== Strain meter ===
Hereinafter, with reference to FIG.5 and FIG.6, the strain meter in this embodiment is demonstrated. FIG. 5 is a block diagram showing hardware of the strain gauge in the present embodiment. FIG. 6 is a block diagram showing a strain gauge in the present embodiment.
歪計4は、CPU(Central Processing Unit)41、通信装置42、記憶装置43、表示装置44、入力装置45を有する。CPU41は、記憶装置43に記憶されているプログラムを実行することにより歪計4の各種機能を実現し、歪計4を統括制御する。記憶装置43には、前述のプログラム、各種情報が記憶されている。表示装置44は、歪計4の情報を表示するディスプレイである。入力装置45は、歪計4に対して情報を入力するための例えばキーボード、マウス等である。通信装置42は、容量計5との間で通信を行う。
The strain gauge 4 includes a CPU (Central Processing Unit) 41, a
歪計4は、更に、歪測定部46、制御部47(「歪計4の各種機能」とも称する)を有する。尚、歪計4の各種機能は、記憶装置43に記憶されているプログラムのCPU41による実行により実現される。
The strain gauge 4 further includes a
歪測定部46は、容量計5から受信した測定情報に基づいて、電極により形成されるコンデンサの容量値から配管400の歪を算出し、算出結果を出力又は表示する。尚、例えば、電極により形成されるコンデンサの容量値と配管400の歪量との関係を示す歪情報が各種情報に含まれており、歪測定部46は、歪情報等に基づいて配管400の歪を算出することとしてもよい。制御部47は、容量計5の制御を行う。
The
歪計4は、電極により形成されるコンデンサの容量値を容量計5が測定するように、容量計5を制御する。この後、歪計4は、容量計5から測定情報を受信し、受信された測定情報に基づいて配管400の歪を算出する。
The strain meter 4 controls the
前述したように、歪測定装置100は、第1電極体7、第2電極体3、歪計4を有する。第1電極体7は、筒状電極72、第1ケース71、第1支持部材73を有しており、配管400に取り付けられる。第1ケース71は、筒状電極72の外径よりも大きい内径を有しており、筒状電極72を収容する金属製のケースである。第1支持部材73は、第1ケース71に対して筒状電極72が接触しないように第1ケース71の内部において筒状電極72を支持する絶縁性の部材である。第2電極体3は、棒状電極32、第2ケース31、第2支持部材33を有しており、配管400に取り付けられる。棒状電極32は、筒状電極72に挿入される。第2ケース31は、棒状電極32の外径よりも大きい内径を有するとともに棒状電極32が筒状電極72に挿入されるように棒状電極32を収容する金属製のケースである。第2支持部材33は、第2ケース31に対して棒状電極32が接触しないように第2ケース31の内部において棒状電極32を支持する絶縁性の部材である。歪計4は、棒状電極32の筒状電極72に挿入されている部分の長さに応じて定まる静電容量を測定する容量計5の測定結果に基づいて、配管400における棒状電極32が挿入される方向(X軸)の歪量を測定する。容量計5は、導電線511、521、531、541、導体512、522、532、542を有する。導電線511の一端は電圧源513に接続される。導体512は導電線511の周囲に設けられる。導電線521の一端は電圧計523に接続される。導体522は、導電線521の周囲に設けられるとともに導体512に接続される。導電線531の一端はアンプ533に接続される。導体532は、導電線531の周囲に設けられる。導電線541の一端は電流計543に接続される。導体542は、導電線541の周囲に設けられるとともに導体532に接続される。筒状電極72は、導電線531、541の他端に接続される。棒状電極32は、導電線511、521の他端に接続される。第1ケース71は、導体532、542に接続される。第2ケース31は、導体512、522に接続される。第1ケース71、第2ケース31は、導体532、542と導体512、522とが接続されるように、互いに接続される。従って、前述したように、ガード電流を流すことができるようになる。従って、浮遊容量の容量値を低減させることにより、電極により形成されるコンデンサについての容量計5による容量の測定精度を向上させることができる。よって、歪測定装置100による配管400の歪の測定精度を向上させることができる。
As described above, the
又、第1ケース71及び第2ケース31は、導電ケーブル900によって接続される。導電ケーブル900の両端は夫々、第1ケース71及び第2ケース31が互いに接続されるように、第1ケース71、第2ケース31に対して溶接される。例えば600℃以上等の比較的高温となる第1ケース71、第2ケース31同士を確実に接続することにより、歪測定装置100による配管400の歪の測定精度を向上させることができる。
The
又、第1ケース71及び第2ケース31は、棒状電極32が挿入される方向(X軸)において並べられている。導電ケーブル900の両端は夫々、第1ケース71における+X側の端部、第2ケース31における−X側の端部に溶接される。よって、例えば、導電ケーブル900が第1ケース71と第2ケース31との間において撓んで、棒状電極32に接触するのを防止することができる。従って、導電ケーブル900が棒状電極32に接触することによる容量計5の測定誤差を低減させることができる。
The
又、第1同軸ケーブル93は、第1電極体7と容量計5との間に接続される。第2同軸ケーブル91は、第2電極体3と容量計5との間に接続される。筒状電極72は、導電線931を介して導電線531、541に接続される。棒状電極32は、導電線911を介して導電線511、521に接続される。第1ケース71は、第1同軸ケーブル93の導体932を介して導体532、542に接続される。第2ケース31は、第2同軸ケーブル91の導体912を介して導体512、522に接続される。従って、第1電極体7及び第2電極体3と容量計5との間に接続されるケーブルにおいて発生する浮遊容量を低減させることができる。よって、容量計5の測定精度を向上させることができる。
The first
又、第1同軸ケーブル93は、第1同軸ケーブル93の一端が第1開口74に挿入された状態で第1ケース71に取り付けられる。第2同軸ケーブル91は、第2同軸ケーブル91の一端が第1開口34に挿入された状態で第2ケース31に取り付けられる。よって、第1同軸ケーブル93、第2同軸ケーブル91を夫々、第1ケース71、第2ケース31に対して確実に接続することができる。従って、容量計5の測定精度を更に向上させることができる。
The first
又、歪測定装置100は、第1絶縁部材82、83、第1金属部材81、第2絶縁部材22、23、第2金属部材21を有する。第1絶縁部材82、83は、棒状電極32が筒状電極72に挿入されるように第1電極体7の周囲を取り囲む。第2絶縁部材22、23は、棒状電極32が筒状電極72に挿入されるように第2電極体3の周囲を取り囲む。第1金属部材81は、配管400に対して第1電極体7を取り付けるべく、棒状電極32が筒状電極72に挿入されるように第1絶縁部材83と配管400との間において第1絶縁部材82、83の周囲を取り囲む。第2金属部材21は、配管400に対して第2電極体3を取り付けるべく、棒状電極32が筒状電極72に挿入されるように第2絶縁部材23と配管400との間において第2絶縁部材22、23の周囲を取り囲む。よって、電極によって形成されるコンデンサを測定する際に、例えば、筒状電極72及び棒状電極32から配管400に対して供給されるリーク電流を低減させることができる。従って、容量計5の測定精度を更に向上させることができる。
The
又、脚85は、配管400と第1金属部材81との間において第1金属部材81から配管400に向かって突出する。脚85は、配管400に固定される金属製の脚である。脚25は、配管400と第2金属部材21との間において第2金属部材21から配管400に向かって突出する。脚25は、配管400に固定される金属製の脚である。従って、第1電極体7及び第2電極体3を配管400に対して確実に固定することができる。
Further, the
又、脚25、85は、配管400における測定対象部分401の両側に固定される。従って、配管400における比較的大きくひずむことがある測定対象部分401の歪を測定することができる。
The
又、配管400は、例えば、ボイラで加熱された蒸気が通されている。導電ケーブル900は、耐熱材料により形成されている、例えばMIケーブルである。従って、比較的高温下においても、第1ケース71と第2ケース31とを確実に接続することができる。
Moreover, the steam heated by the boiler is let through the piping 400, for example. The
又、第1支持部材73及び第2支持部材33は、セラミックスにより形成されている。従って、筒状電極72、棒状電極32が夫々第1ケース71、第2ケース31に対して電気的に絶縁されるように、筒状電極72、棒状電極32を確実に支持することができる。
The
尚、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。 In addition, the said embodiment is for making an understanding of this invention easy, and is not for limiting and interpreting this invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes equivalents thereof.
尚、本実施形態においては、第1同軸ケーブル93における導電線931の一端が筒状電極72に接続され、第2同軸ケーブル91における導電線911の一端が棒状電極32に接続されることについて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、導電線931の一端が棒状電極32に接続され、導電線911の一端が筒状電極72に接続されることとしてもよい。この場合、導体932は、第2ケース31に接続され、導体912は、第1ケース71に接続されることとする。
In the present embodiment, one end of the
3 第2電極体
4 歪計
5 容量計
7 第1電極体
31 第2ケース
32 棒状電極
71 第1ケース
72 筒状電極
100 歪測定装置
400 配管
900 導電ケーブル
3 Second electrode body 4
Claims (9)
前記筒状電極に挿入される棒状電極と、前記棒状電極の外径よりも大きい内径を有するとともに前記棒状電極が前記筒状電極に挿入されるように前記棒状電極を収容する金属製の第2ケースと、前記第2ケースに対して前記棒状電極が接触しないように前記第2ケースの内部において前記棒状電極を支持する絶縁性の第2支持部材とを有し、前記被測定物に取り付けられる第2電極体と、
前記棒状電極の前記筒状電極に挿入されている部分の長さに応じて定まる静電容量を測定する第1測定装置の測定結果に基づいて、前記被測定物における前記棒状電極が挿入される方向の歪量を測定する第2測定装置と、を備え、
前記第1測定装置は、
電圧源に一端が接続される第1導電線と、
前記第1導電線の周囲に設けられる第1導体と、
電圧計に一端が接続される第2導電線と、
前記第2導電線の周囲に設けられるとともに前記第1導体に接続される第2導体と、
アンプに一端が接続される第3導電線と、
前記第3導電線の周囲に設けられる第3導体と、
電流計に一端が接続される第4導電線と
前記第4導電線の周囲に設けられるとともに前記第3導体に接続される第4導体と、を有し、
前記筒状電極及び前記棒状電極のうちの一方の電極は、前記第1及び第2導電線の他端に接続され、
前記筒状電極及び前記棒状電極のうちの他方の電極は、前記第3及び第4導電線の他端に接続され
前記第1及び第2ケースのうちの前記一方の電極を収容する一方のケースは、前記第1及び第2導体に接続され、
前記第1及び第2ケースのうちの他方のケースは、前記第3及び第4導体に接続され、
前記第1及び第2ケースの間に接続される導電ケーブル、を更に備え、前記導電ケーブルの両端は夫々、前記第1及び第2ケースが互いに接続されるように、前記第1及び第2ケースに対して溶接される
ことを特徴とする歪測定装置。 A cylindrical electrode, a first case made of metal having an inner diameter larger than an outer diameter of the cylindrical electrode, and housing the cylindrical electrode, and the cylindrical electrode are not in contact with the first case A first electrode body that has an insulating first support member that supports the cylindrical electrode inside the first case, and is attached to the object to be measured;
A rod-shaped electrode inserted into the cylindrical electrode, and a metal second electrode having an inner diameter larger than the outer diameter of the rod-shaped electrode and accommodating the rod-shaped electrode so that the rod-shaped electrode is inserted into the cylindrical electrode. A case and an insulating second support member that supports the rod-shaped electrode inside the second case so that the rod-shaped electrode does not contact the second case, and is attached to the object to be measured. A second electrode body;
Based on the measurement result of the first measuring device that measures the capacitance determined according to the length of the portion of the rod-shaped electrode inserted into the cylindrical electrode, the rod-shaped electrode in the object to be measured is inserted. A second measuring device for measuring the amount of strain in the direction,
The first measuring device includes:
A first conductive line having one end connected to the voltage source;
A first conductor provided around the first conductive line;
A second conductive wire having one end connected to the voltmeter;
A second conductor provided around the second conductive line and connected to the first conductor;
A third conductive line having one end connected to the amplifier;
A third conductor provided around the third conductive line;
A fourth conductive line having one end connected to the ammeter, and a fourth conductor provided around the fourth conductive line and connected to the third conductor;
One of the cylindrical electrode and the rod-shaped electrode is connected to the other end of the first and second conductive wires,
The other electrode of the cylindrical electrode and the rod-shaped electrode is connected to the other end of the third and fourth conductive wires, and one case that houses the one electrode of the first and second cases Is connected to the first and second conductors,
The other of the first and second cases is connected to the third and fourth conductors,
A conductive cable connected between the first and second cases, and the first and second cases are connected to each other at both ends of the conductive cable. A strain measuring device which is welded to
前記導電ケーブルの一端は、前記第1ケースにおける前記第2ケースとは反対側の端部に溶接されており、
前記導電ケーブルの他端は、前記第2ケースにおける前記第1ケースとは反対側の端部に溶接されている
ことを特徴とする請求項1に記載の歪測定装置。 The first and second cases are arranged in a direction in which the rod-shaped electrode is inserted,
One end of the conductive cable is welded to the end of the first case opposite to the second case,
The strain measuring device according to claim 1 , wherein the other end of the conductive cable is welded to an end of the second case opposite to the first case.
前記第1及び第2電極体のうちの他方の電極体と前記第1測定装置との間に接続される第2同軸ケーブルと、を更に備え、
前記一方の電極は、前記第1同軸ケーブルの第5導電線を介して前記第1及び第2導電線の他端に接続され、
前記他方の電極は、前記第2同軸ケーブルの第6導電線を介して前記第3及び第4導電線の他端に接続され、
前記一方のケースは、前記第5導電線を取り囲む前記第1同軸ケーブルの第5導体を介して前記第1及び第2導体に接続され、
前記他方のケースは、前記第6導電線を取り囲む前記第2同軸ケーブルの第6導体を介して前記第3及び第4導体に接続されている
ことを特徴とする請求項1に記載の歪測定装置。 A first coaxial cable connected between one electrode body having the one of the first and second electrode bodies and the first measuring device;
A second coaxial cable connected between the other of the first and second electrode bodies and the first measuring device; and
The one electrode is connected to the other ends of the first and second conductive lines via a fifth conductive line of the first coaxial cable,
The other electrode is connected to the other ends of the third and fourth conductive lines via a sixth conductive line of the second coaxial cable;
The one case is connected to the first and second conductors via a fifth conductor of the first coaxial cable surrounding the fifth conductive line,
The strain measurement according to claim 1, wherein the other case is connected to the third and fourth conductors via a sixth conductor of the second coaxial cable surrounding the sixth conductive line. apparatus.
前記他方のケースには、前記第2同軸ケーブルの端部が挿入される第2挿入孔が設けられており、
前記第1同軸ケーブルは、前記第1同軸ケーブルの端部が前記第1挿入孔に挿入された状態で前記一方のケースに取り付けられ、
前記第2同軸ケーブルは、前記第2同軸ケーブルの端部が前記第2挿入孔に挿入された状態で前記他方のケースに取り付けられている
ことを特徴とする請求項3に記載の歪測定装置。 The one case is provided with a first insertion hole into which an end of the first coaxial cable is inserted,
The other case is provided with a second insertion hole into which an end of the second coaxial cable is inserted,
The first coaxial cable is attached to the one case with the end of the first coaxial cable being inserted into the first insertion hole,
The strain measuring apparatus according to claim 3 , wherein the second coaxial cable is attached to the other case in a state where an end of the second coaxial cable is inserted into the second insertion hole. .
前記棒状電極が前記筒状電極に挿入されるように前記第2電極体の周囲を取り囲む第2絶縁部材と、
被測定物に対して前記第1電極体を取り付けるべく、前記棒状電極が前記筒状電極に挿入されるように前記第1絶縁部材と前記被測定物との間において前記第1絶縁部材の周囲を取り囲む第1金属部材と、
前記被測定物に対して前記第2電極体を取り付けるべく、前記棒状電極が前記筒状電極に挿入されるように前記第2絶縁部材と前記被測定物との間において前記第2絶縁部材の周囲を取り囲む第2金属部材と、を更に備る
ことを特徴とする請求項1に記載の歪測定装置。 A first insulating member surrounding the first electrode body so that the rod-shaped electrode is inserted into the cylindrical electrode;
A second insulating member surrounding the second electrode body so that the rod-shaped electrode is inserted into the cylindrical electrode;
Around the first insulating member between the first insulating member and the device under test so that the rod-shaped electrode is inserted into the cylindrical electrode in order to attach the first electrode body to the device under test. A first metal member surrounding
In order to attach the second electrode body to the object to be measured, the second insulating member is interposed between the second insulating member and the object to be measured so that the rod electrode is inserted into the cylindrical electrode. The strain measuring apparatus according to claim 1 , further comprising: a second metal member surrounding the periphery.
前記被測定物と前記第2金属部材との間において前記第2金属部材から前記被測定物に向かって突出し、前記被測定物に固定される金属製の第2脚と、を更に備える
ことを特徴とする請求項5に記載の歪測定装置。 A metal first leg that protrudes from the first metal member toward the object to be measured between the object to be measured and the first metal member, and is fixed to the object to be measured;
A metal second leg that protrudes from the second metal member toward the object to be measured between the object to be measured and the second metal member, and is fixed to the object to be measured. The strain measuring apparatus according to claim 5 , wherein the apparatus is a strain measuring apparatus.
前記第1脚は、前記第1配管に固定され、
前記第2脚は、前記第2配管に固定される
ことを特徴とする請求項6に記載の歪測定装置。 The object to be measured includes a first pipe and a second pipe welded to the first pipe.
The first leg is fixed to the first pipe;
The strain measuring apparatus according to claim 6 , wherein the second leg is fixed to the second pipe.
前記導電ケーブルは、耐熱材料により形成されている
ことを特徴とする請求項7に記載の歪測定装置。 The first and second pipes pass steam heated by a boiler,
The strain measuring device according to claim 7 , wherein the conductive cable is made of a heat-resistant material.
ことを特徴とする請求項1に記載の歪測定装置。 The strain measuring apparatus according to claim 1, wherein the first and second support members are made of ceramics.
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