JP6115499B2 - 歪測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、歪測定装置に関する。

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）。

特開２０１１-８９９３６号公報

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、静電容量を高精度に測定するには，歪測定装置のインピーダンスを幅広い測定範囲で計測する必要がある。しかし，従来の歪測定装置では，その構造から，インピーダンスの測定範囲が制限され，測定精度が低下する虞がある。

前述した課題を解決する主たる本発明は、第１ケースと、前記第１ケースに対して絶縁された状態で収容される筒状電極とを有し、被測定物に取り付けられる第１電極体と、第２ケースと、前記筒状電極に挿入されるように、前記第２ケースに対して絶縁された状態で収容される棒状電極とを有し、前記被測定物に取り付けられる第２電極体と、前記棒状電極が前記筒状電極に挿入されるように前記第１電極体の周囲を取り囲む第１絶縁部材と、前記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金属部材は、前記第１電極体を保持するために前記第１金属部材を変形させるためのスリットと、前記スリットの幅を狭めるために調整螺子が螺着される螺子孔と、を有し、前記第１測定装置は、第１信号線の一端に接続される電流計と、第２信号線の一端に接続されるアンプと、第３信号線の一端に接続される電圧計と、第４信号線の一端に接続される電圧源と、を有し、前記第１電極体及び前記第２電極体が前記被測定物に取り付けられる前に、前記棒状電極及び前記筒状電極を接続させて測定誤差を補正するための第１値を取得するとともに、前記棒状電極及び前記筒状電極を離間させて測定誤差を補正するための第２値を取得し、前記第１及第２信号線の他端は夫々、前記第１及び第２ケースのうちの一方のケースの内部において結合され、前記筒状電極及び前記棒状電極のうちの前記一方のケースに収容されている一方の電極に接続されており、前記第３及第４信号線の他端は夫々、前記第１及び第２ケースのうちの他方のケースの内部において結合され、前記筒状電極及び前記棒状電極のうちの前記他方のケースに収容されている他方の電極に接続されていることを特徴とする歪測定装置である。

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。

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。

本発明の実施形態における歪測定装置を示す図である。 本発明の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。 本発明の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。 本発明の実施形態における第１装置を示す正面図である。 本発明の実施形態における棒状電極及び筒状電極を離間させた状態の補正装置を示す図である。 本発明の実施形態における補正装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態における棒状電極及び筒状電極を接触させた状態の補正装置を示す図である。 本発明の実施形態における歪計を示すブロック図である。

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。

＝＝＝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２）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信号線については、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９４、第２同軸ケーブル９３、第３同軸ケーブル９２、第４同軸ケーブル９１（「各同軸ケーブル」とも称する）、調整螺子８６（図４）等については省略されている。

歪測定装置３００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３００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。

歪測定装置３００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８００及び第２装置２００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１装置８００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。

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。

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。

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。

＝＝＝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。

＝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。

＜第１取付装置＞
第１取付装置８は、第１電極体７を配管４００に対して着脱自在に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。

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。

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。

第１金属部材８１における底面（−Ｚ）の四隅に脚８５が、例えば溶接されている。当該脚８５は、配管４００に対して例えば溶接される。つまり、第１金属部材８１は、配管４００に対して脚８５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を電気的に絶縁した状態で保持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。

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。

＜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。

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。

第１ケース７１は、第１開口７４Ａ、７４Ｂ、第２開口７５を有する。

第１開口７４Ｂには、第１同軸ケーブル９４の一端が挿入される。第１開口７４Ａには、第２同軸ケーブル９３の一端が挿入される。第１開口７４Ａ、７４Ｂ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。

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。

＝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。

＜第２取付装置＞
第２取付装置２は、第２電極体３を配管４００に対して着脱自在に取り付けるための装置であり、配管４００に固定される。

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。

＜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。

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。

第２ケース３１は、第１開口３４Ａ、３４Ｂ、第２開口３５を有する。

第１開口３４Ｂには、第３同軸ケーブル９２の一端が挿入される。第１開口３４Ａには、第４同軸ケーブル９１の一端が挿入される。第１開口３４Ａ、３４Ｂ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。

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。

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。

＜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、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。

＝＝＝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。

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。

容量計５は、電圧源５１３、電圧計５２３、アンプ５３３、電流計５４３を有する。容量計５と、筒状電極７２及び棒状電極３２とは、各同軸ケーブルを介して接続される。

＜接続＞
第１同軸ケーブル９４の信号線９４１の他端は筒状電極７２に例えばスポット溶接により接続されており、信号線９４１の一端は電流計５４３の一端に接続されている。第１同軸ケーブル９４の外皮としての導体９４２の他端は第１ケース７１に接続されており、導体９４２の一端は電流計５４３の他端に接続されている。

第２同軸ケーブル９３の信号線９３１の他端は筒状電極７２に例えばスポット溶接により接続されており、信号線９３１の一端はアンプ５３３における一方の入力に接続されている。第２同軸ケーブル９３の外皮としての導体９３２の他端は第１ケース７１に接続されており、導体９３２の一端はアンプ５３３における他方の入力に接続されている。

信号線９４１、９３１の他端は夫々、第１ケース７１の内部において筒状電極７２で結合されている。信号線９４１、９３１の他端は夫々、筒状電極７２における＋Ｘ側の端で結合されている。尚、例えば信号線９４１、９３１の他端は夫々、筒状電極７２における＋Ｘ側の端以外の所定位置で結合されていることとしてもよいし、第１ケース７１と筒状電極７２との間における所定位置で結合されていることとしてもよい。

第３同軸ケーブル９２の信号線９２１の他端は棒状電極３２に例えばスポット溶接により接続されており、信号線９２１の一端は電圧計５２３の一端に接続されている。第３同軸ケーブル９２の外皮としての導体９２２の他端は第２ケース３１に接続されており、導体９２２の一端は電圧計５２３の他端に接続されている。

第４同軸ケーブル９１の信号線９１１の他端は棒状電極３２に例えばスポット溶接により接続されており、信号線９１１の一端は電圧源５１３の一端に接続されている。第４同軸ケーブル９１の外皮としての導体９１２の他端は第２ケース３１に接続されており、導体９１２の一端は電圧源５１３の他端に接続されている。

信号線９２１、９１１の他端は夫々、第２ケース３１の内部において棒状電極３２で結合されている。信号線９２１、９１１の他端は夫々、棒状電極３２における−Ｘ側の端で結合されている。尚、例えば信号線９２１、９１１の他端は夫々、棒状電極３２における−Ｘ側の端以外の所定位置で結合されていることとしてもよいし、第２ケース３１と棒状電極３２との間における所定位置で結合されていることとしてもよい。

＜容量測定＞
容量計５における電流計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Ｐ２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。

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。尚、ガード電流を流して容量の測定精度を向上させるために、第１ケース７１と第２ケース３１とが、導電ケーブルを介して電気的に接続されていることとしてもよい。

容量計５は、容量計５の測定値に対してショート補正及びオープン補正を行って、測定誤差を補正した上で、前述の測定情報を出力する。

＜ショート補正及びオープン補正＞
容量計５は、ショート補正を行うための第１値を用いてショート補正を行い、オープン補正を行うための第２値を用いてオープン補正を行う。ショート補正及びオープン補正を行うために、容量計５は、第１値及び第２値を取得する。

第１値を取得する場合、棒状電極３２及び筒状電極７２を互いに接続させた状態とする必要がある。又、第２値を取得する場合、棒状電極３２及び筒状電極７２を互いに離間させた状態とする必要がある。

＝＝＝補正装置＝＝＝
以下、図５乃至図７を参照して、本実施形態における補正装置について説明する。

図５は、本実施形態における棒状電極及び筒状電極を離間させた状態の補正装置を示す図である。図６は、本実施形態における補正装置を示す斜視図である。図７は、本実施形態における棒状電極及び筒状電極を接触させた状態の補正装置を示す図である。図５及び図７は、図３に対応する断面図である。又、図５及び図７においては、説明の便宜上、ガイド５１１、５１２は省略されている。

＝補正の環境＝
補正装置１００は、第１値及び第２値を取得する際に、電気炉１０１の内部において第１電極体７及び第２電極体３を移動させる装置である。電気炉１０１の内部は、歪測定装置３００が配管４００の歪量を測定する測定環境を模擬するべく、例えば６００℃以上の比較的高温とされている。つまり、第１及び第２値を取得する環境は、歪測定装置３００が配管４００の歪量を測定する測定環境を模擬したものとなっている。

＝構成＝
補正装置１００は、第１架台５０、第２架台１０、伝達棒１０３を有する。

＜第１架台＞
第１架台５０は、例えばセラミックス等の絶縁性の材料によって形成されている。第１架台５０は、電気炉１０１の内部における所定位置に固定されている。第１架台５０は、傾斜面５１、取付面５２、ガイド５１１、５１２（図６）を有する。

取付面５２は、第１架台５０の天面（＋Ｚ）に形成されている。取付面５２には、第１取付装置８Ｃが固定されている。尚、第１取付装置８Ｃは、第１架台５０に対して第１電極体７を着脱自在に取り付けるための装置であり、第１取付装置８と同様な構成である。

傾斜面５１は、第１架台５０の上部（＋Ｚ）に設けられている。傾斜面５１は、−Ｘ側から＋Ｘ側に向かうにつれてＺ軸における高さが高くなる（＋Ｚ）ように傾斜している。

ガイド５１１、５１２は、Ｙ軸におけるガイド５１１、５１２の間に第２架台１０が設けられて、第２架台１０が傾斜面５１上を滑って移動するのを案内するための部材である。

＜第２架台＞
第２架台１０は、例えばセラミックス等の絶縁性の材料によって形成されている。第２架台１０は、電気炉１０１の内部において傾斜面５１上を滑って移動できるように、傾斜面５１上に載置されている。第２架台１０は、傾斜面１１、取付面１２を有する。

取付面１２は、第２架台１０の天面（＋Ｚ）に形成されている。取付面１２には、第２取付装置２Ｂが固定されている。尚、第２取付装置２Ｂは、第２架台１０に対して第２電極体３を着脱自在に取り付けるための装置であり、第２取付装置２と同様な構成である。

傾斜面１１は、第２架台１０の下部（−Ｚ）に設けられている。傾斜面１１は、−Ｘ側から＋Ｘ側に向かうにつれてＺ軸における高さが高くなる（＋Ｚ）ように傾斜している。傾斜面１１は、第２架台１０が傾斜面５１上を滑って移動するように、傾斜面５１と対向している。

＜伝達棒＞
伝達棒１０３は、第２架台１０に対して第２架台１０を移動させるための移動力Ｆ１（図５）、移動力Ｆ２（図７）を伝達するための例えば絶縁性の棒部材であり、第２架台１０における−Ｘ側の側面１３に取り付けられている。伝達棒１０３は、電気炉１０１の外部から移動力Ｆ１、Ｆ２を伝達できるように、電気炉１０１の挿通孔１０２に挿通されている。そして、伝達棒１０３の一端は、挿通孔１０２を介して電気炉１０１の内部から外部へ突出している。

＝＝＝補正値の取得＝＝＝
以下、図５及び図７を参照して、本実施形態における補正値の取得について説明する。

＜オープン補正を行うための第２値の取得（図５）＞
第２値を取得する場合、電気炉１０１の外部において＋Ｘから−Ｘへ向かって第２架台１０を移動させるための移動力Ｆ１が伝達棒１０３の一端に伝達される。この移動力Ｆ１に基づいて、第２架台１０が＋Ｘから−Ｘへ向かって移動する。このとき、棒状電極３２が筒状電極７２の外部に出て筒状電極７２から離間することになる。更にこのとき、容量計５は、第２値を取得する。

＜ショート補正を行うための第１値の取得（図７）＞
第１値を取得する場合、電気炉１０１の外部において−Ｘから＋Ｘへ向かって第２架台１０を移動させるための移動力Ｆ２が伝達棒１０３の一端に伝達される。この移動力Ｆ２に基づいて、第２架台１０が−Ｘから＋Ｘへ向かって移動する。このとき、棒状電極３２の外周の一部が筒状電極７２の内周の一部に接触することになる。更にこのとき、容量計５は、第１値を取得する。

尚、例えば棒状電極３２及び筒状電極７２の離間及び接触を確実に行わせるために、第２架台１０の移動範囲を規制する規制部材が電気炉１０１の内部における所定位置に設けられていることとしてもよい。

歪測定装置３００を用いて配管４００の歪量を測定する際、容量計５は、上述の取得された第１値及び第２値を用いて、ショート補正及びオープン補正を行うことにより、例えば各同軸ケーブルの浮遊容量等に基づく測定誤差の補正を行う。

＝＝＝歪計＝＝＝
以下、図８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８は、本実施形態における歪計を示すブロック図である。

歪計４は、歪測定部４６、制御部４７を有する。

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の歪量を算出し、算出結果を出力又は表示する。尚、容量計５から受信した測定情報においては、第１値及び第２値を用いて行われたショート補正及びオープン補正が反映されている。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の歪量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。

＝＝＝歪量の測定＝＝＝
以下、図３、図５及び図７を参照して、本実施形態における歪量の測定について説明する。

第１及び第２値を取得するために、第１電極体７及び第２電極体３が夫々第１取付装置８Ｃ及び第２取付装置２Ｂに取り付けられる。このとき、第１電極体７及び第２電極体３は夫々、第１架台５０及び第２架台１０に載置されることになる。

移動力Ｆ１（図５）が伝達棒１０３の一端に伝達されて、棒状電極３２が筒状電極７２の外部に出て筒状電極７２から離間することになる。このとき、容量計５は、第２値を取得する。移動力Ｆ２（図７）が伝達棒１０３の一端に伝達されて、棒状電極３２の外周の一部が筒状電極７２の内周の一部に接触することになる。このとき、容量計５は、第１値を取得する。

これらの後、配管４００の歪量を測定するために、第１電極体７及び第２電極体３は夫々、第１取付装置８及び第２取付装置２に取り付けられる。このとき、配管４００に対して第１電極体７及び第２電極体３が取り付けられたことになる。そして、歪計４は、電極により形成されるコンデンサの容量値に基づいて、配管４００の歪量を計測する。

前述したように、歪測定装置３００は、第１電極体７、第２電極体３、歪計４有する。第１電極体７は、第１ケース７１と、第１ケース７１に対して絶縁された状態で収容される筒状電極７２とを有する。第２電極体３は、第２ケース３１と、筒状電極７２に挿入されるように、第２ケース３１に対して絶縁された状態で収容される棒状電極３２とを有する。第１電極体７及び第２電極体３は、被測定物としての配管４００に取り付けられる。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、信号線９４１の一端に接続されている電流計５４３、信号線９３１の一端に接続されているアンプ５３３、信号線９２１の一端に接続されている電圧計５２３、信号線９１１の一端に接続されている電圧源５１３を有する。信号線９４１及び信号線９３１の他端は夫々、例えば第１ケース７１の内部において結合され、筒状電極７２に接続されている。信号線９２１及び信号線９１１の他端は夫々、例えば第２ケース３１の内部において結合され、棒状電極３２に接続されている。よって、筒状電極７２及び棒状電極３２を含む筒状電極７２及び棒状電極３２の近傍において、信号線９４１、９３１の他端が結合され、信号線９２１、９１１の他端が結合されることになる。従って、信号線９４１、９３１の他端の結合位置から筒状電極７２までの第１距離、及び、信号線９２１、９１１の他端の結合位置から棒状電極３２までの第２距離を短くすることにより、容量計５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３００の測定精度を向上させることができる。又、容量計５のオープン補正及びショート補正を行うための第１値及び第２値を、歪測定装置３００による測定環境を模擬した環境において取得することが可能となる。従って、オープン補正及びショート補正を行うことにより、歪測定装置３００の測定精度を更に向上させることができる。

又、信号線９４１及び信号線９３１の他端は夫々、筒状電極７２において結合されている。信号線９２１及び信号線９１１の他端は夫々、棒状電極３２において結合されている。よって、前述の第１距離及び第２距離を更に短くすることにより、歪測定装置３００の測定精度を向上させることができる。

又、信号線９４１及び信号線９３１の他端は夫々、筒状電極７２における棒状電極３２とは反対側の端部に接続されている。信号線９２１及び信号線９１１の他端は夫々、棒状電極３２における筒状電極７２とは反対側の端部に接続されている。よって、信号線９４１、９３１の筒状電極７２への接続作業、及び、信号線９２１、９１１の棒状電極３２への接続作業が容易となる。従って、製造が比較的容易で、量産性に優れた歪測定装置３００を提供することができる。

又、信号線９４１及び信号線９３１の他端は夫々、筒状電極７２に対して例えばスポット溶接により接続されている。信号線９２１及び信号線９１１の他端は夫々、棒状電極３２に対して例えばスポット溶接により接続されている。従って、例えば信号線９４１、９３１の筒状電極７２に対する接触不良、及び、信号線９２１、９１１の棒状電極３２に対する接触不良を防止して、歪測定装置３００の測定精度を向上させることができる。又、歪測定装置３００の耐久性を向上させることができる。

又、歪測定装置３００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。

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。

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。

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。

本実施形態では、信号線９３１、９４１の他端が筒状電極７２に接続され、信号線９１１、９２１の他端が棒状電極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。例えば信号線９３１、９４１の他端が棒状電極３２に接続され、信号線９１１、９２１の他端が筒状電極７２に接続されることとしてもよい。

又、本実施形態では、第１ケース７１及び第２ケース３１が金属製の筐体であ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。例えば第１ケース７１及び第２ケース３１が樹脂等の絶縁性の筐体であることとしてもよい。

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
３００ 歪測定装置
４００ 配管
９１１、９２１、９３１、９４１ 信号線

Claims (7)

1. 第１ケースと、前記第１ケースに対して絶縁された状態で収容される筒状電極とを有し、被測定物に取り付けられる第１電極体と、
   第２ケースと、前記筒状電極に挿入されるように、前記第２ケースに対して絶縁された状態で収容される棒状電極とを有し、前記被測定物に取り付けられる第２電極体と、
   前記棒状電極が前記筒状電極に挿入されるように前記第１電極体の周囲を取り囲む第１絶縁部材と、
   前記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金属部材は、前記第１電極体を保持するために前記第１金属部材を変形させるためのスリットと、前記スリットの幅を狭めるために調整螺子が螺着される螺子孔と、を有し、
   前記第１測定装置は、
   第１信号線の一端に接続される電流計と、
   第２信号線の一端に接続されるアンプと、
   第３信号線の一端に接続される電圧計と、
   第４信号線の一端に接続される電圧源と、を有し、
   前記第１電極体及び前記第２電極体が前記被測定物に取り付けられる前に、前記棒状電極及び前記筒状電極を接続させて測定誤差を補正するための第１値を取得するとともに、前記棒状電極及び前記筒状電極を離間させて測定誤差を補正するための第２値を取得し、
   前記第１及第２信号線の他端は夫々、前記第１及び第２ケースのうちの一方のケースの内部において結合され、前記筒状電極及び前記棒状電極のうちの前記一方のケースに収容されている一方の電極に接続されており、
   前記第３及第４信号線の他端は夫々、前記第１及び第２ケースのうちの他方のケースの内部において結合され、前記筒状電極及び前記棒状電極のうちの前記他方のケースに収容されている他方の電極に接続されている
   ことを特徴とする歪測定装置。
2. 前記第１及第２信号線の他端は夫々、前記一方の電極において結合されており、
   前記第３及第４信号線の他端は夫々、前記他方の電極において結合されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の歪測定装置。
3. 前記第１及第２信号線の他端は夫々、前記一方の電極における前記他方の電極とは反対側の第１端部に接続されており、
   前記第３及第４信号線の他端は夫々、前記他方の電極における前記一方の電極とは反対側の第２端部に接続されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の歪測定装置。
4. 前記第１及第２信号線の他端は夫々、前記第１端部に対してスポット溶接により接続されており
   前記第３及第４信号線の他端は夫々、前記第２端部に対してスポット溶接により接続されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の歪測定装置。
5. 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、
   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。
6. 前記被測定物と前記第１金属部材との間において前記第１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１脚と、
   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。
7. 前記被測定物は、第１配管と前記第１配管に溶接される第２配管と、を有し、
   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。

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