JP6504125B2 - 亀裂監視装置及び異常予測装置 - Google Patents
亀裂監視装置及び異常予測装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6504125B2 JP6504125B2 JP2016141105A JP2016141105A JP6504125B2 JP 6504125 B2 JP6504125 B2 JP 6504125B2 JP 2016141105 A JP2016141105 A JP 2016141105A JP 2016141105 A JP2016141105 A JP 2016141105A JP 6504125 B2 JP6504125 B2 JP 6504125B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- strip
- crack
- metal foils
- foil
- outer edge
- 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.)
- Active
Links
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 title claims description 11
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 title claims description 11
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 143
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 88
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 25
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims description 22
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 20
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 16
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 35
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
特許文献1及び2に記載には、クラックモニタセンサー本体と、それぞれ抵抗値の異なるセンサー固有抵抗からなる抵抗回路を具備し、各センサーの抵抗の和を計算する亀裂用のセンサーが記載されている。そして、特許文献1及び2には、センサーによって、抵抗の和の変化量から亀裂の発生をモニタリングすることが出来ると記載されている。
本発明は、上記の点に着目してなされたもので、簡易な構成で亀裂の進行状況を検出可能とすることを目的とする。
上記複数の帯状金属箔は2本以上毎に組を構成し、同じ組を構成する2本以上の帯状金属箔は、それぞれ上記基材の面に沿って並列して配置されていることを特徴とする。
ここで、上記の組は1組でも良い。2組以上の場合には、各組毎に、帯状金属箔の延在方向の少なくとも一部を異なる延在方向となるように設定することが好ましい。また、その延在方向が異なる部分は、例えば基材の外縁に沿った方向に延在するように設定する。
また、亀裂検出用のセンサー本体を金属箔とすることで、亀裂による引張力によってより確実に各帯状金属箔が切断可能に構成されると共に、別途固有抵抗器を設けることで、切断による合成抵抗値の変化をより確実に検出可能となる。
また、一枚の基材に複数本の帯状金属箔を有することで、亀裂検出のために取り付ける、亀裂監視装置の取付け作業の時間短縮とコスト削減も可能となる。
<構成>
本実施形態の亀裂監視装置は、図1に示すように、可撓性を有する膜状(シート状)の基材2上に、複数の帯状金属箔10a、10b、10c、11a、11b、11c(図1では6本)が形成され、帯状金属箔10a、10b、10c、11a、11b、11c毎に個別の固有抵抗器20、21が設けられている。各帯状金属箔10a、10b、10c、11a、11b、11cとそれに設けられた固有抵抗器20、21によって、それぞれ亀裂センサーが構成される。すなわち、図1の構成では6個の亀裂センサーを有する。
基材2は、可撓性と電気絶縁性とを有する樹脂などの絶縁材料から構成される。そのような樹脂としてはポリイミドが例示出来る。ポリイミドは、耐熱性・難燃性に優れていると共に、電気絶縁性にも優れた材料である。
本実施形態では、2個の帯状箔群10、11を有する場合を例示している。2個の帯状箔群10、11は、基材2の幅方向に並ぶように配置され、各帯状箔群10、11の帯状金属箔が3本の場合を例示している。各帯状箔群10、11の帯状金属箔は、2本でも良いし、4本以上でも良い。また、各帯状箔群10、11が有する帯状金属箔の本数が異なっていても良い。また、各帯状金属箔は曲線状に延在していても良いが、組を構成する帯状金属箔が並列するように配置されている。
各帯状金属箔10a、10b、10c、11a、11b、11cは、基材2の長辺(基材2の上縁(上辺2a)又は下縁(下辺2b))に沿って延在し、全長に渡って外縁延在部を構成する。また、隣り合う帯状金属箔10a、10b、10c、11a、11b、11cが接触しないように形成されている。本実施形態では、上側の帯状箔群10を構成する帯状金属箔10a、10b、10cは、上辺2aに沿って延在し、下側の帯状箔群11を構成する帯状金属箔11a、11b、11cは、下辺2bに沿って延在するように配置されている。
図1に示すように、帯状箔群10、11毎に各帯状箔群10、11を構成する複数の帯状金属箔の両左端部10B、11Bが、接続用の金属箔30で連結されている。また、上側の帯状箔群10の左端部10Bと下側の帯状箔群11の左端部11Bとが連結用の金属箔30で連結することで、上側の帯状箔群10と下側の帯状箔群11とが電気的に直列に接続されている。また、上側の帯状箔群10の右端部10Aと、下側の帯状箔群11の右端部11Aとにそれぞれ一対の端子31、32が形成されている。
固有抵抗器20、21は、帯状金属箔の延在方向の両端側に寄せて設けることが好ましい。すなわち、固有抵抗器20、21は、亀裂検知箇所からずれた位置に配置することが好ましい。
電圧取得部40は、一対の端子31、32に定電流を供給する定電流電源41と、一対の端子31、32に対し定電流電源41と並列に接続する電圧計などから構成される電圧検出部42とを備える。電圧取得部40は、更に、電圧検出部42が検出した電圧値を無線通信で送信する送信部43を備える。
ここで、送信部43からの信号を無線通信によって受信可能な受信部51を有する。受信部51は、送信部43から受信した電圧値信号を診断用コンピュータ52に出力する。なお、複数箇所の送信部43からの信号を一箇所の受信部51で受信する場合には、送信部43が送信する信号に送信箇所を特定する識別情報を付加しておけば良い。
例えば、部品間の連結部や接合部を金属箔が跨ぐように基材を貼り付けた場合には、ボルトの緩みなどによって部品間にズレが生じると、そのズレの進行に応じた帯状金属箔の切断によってズレ具合が診断出来る。つまり異常が予測可能となる。
また、図2に示すように、基材2の裏面に粘着剤の層4を形成し、その上に剥離紙5を設けた構成としても良い。この場合には、現場での亀裂監視センサー1の貼り付けが容易となる。また裏面全面を対象物に対して簡易に貼り付けることが出来る。
亀裂監視センサー1を、亀裂を監視する対象の表面に貼り付ける。例えば、突合せ溶接した2つの部品間を帯状金属箔が跨るように亀裂監視センサー1を取り付ける。または、亀裂監視センサー1を、亀裂が発生しやすいと推定される部分の面や、亀裂が発生している箇所の亀裂先端部などに貼り付ける。
ここで、電圧取得部40も基材2の上に予め固定しておいても良い。また、電圧取得部40を基材2とは別体に設けておいても良い。電圧取得部40を別体に設けた場合には、別途電圧取得部40を基材2の近傍に固定しておく。
亀裂監視センサー1の測定部位(取付け箇所)は、例えばサイジングプレス設備におけるプレスの揺動フレームの表面である。例えば発生している亀裂初期の当該亀裂先端部に亀裂監視センサー1を貼り付ける。
亀裂監視センサー1を貼り付けて亀裂発生を監視する箇所は、上記の箇所に限定されない。特に、クレーンや圧延機などの荷重を受ける装置への適用に好適である。
ここで、亀裂監視センサー1の基材2を、荷重が負荷される装置に取り付け、亀裂診断部である診断用コンピュータ52で、基材2を取り付けた部位の異常を診断する装置が、異常予測装置を構成する。
例えば、図1の向きで亀裂監視センサー1を対象に貼り付けた場合であって、その対象において、基材2の幅方向(基材の短手方向、図1の上下方向)の上側に亀裂が発生して下方に向けて亀裂が進行する場合で説明する。このとき、亀裂の進行に伴い、亀裂監視センサー1に入力される基材長手方向に沿った引張力によって、上側の帯状箔群10における帯状金属箔10a、10b、10cが上側から順番に、つまり10a→10b→10cの順番に帯状金属箔10a、10b、10cが切断されていく。
また、帯状金属箔の設定ピッチが分かっているので、電圧値が変化するまでの時間から亀裂の成長速度を診断することが出来る。この亀裂の成長速度から異常予測(異常診断)が可能であり、所定限界以上の亀裂が発生すると推定される将来時刻を予測することが出来る。
ここで、亀裂の発生によって基材2に引張力が入力して1本の帯状金属箔が切断される状況では、隣りの帯状金属箔がやや延びることも想定されるが帯状金属箔自体の抵抗値は小さいので、電圧値の変化として検出されることが防止できる。
この場合、上側の帯状箔群10の帯状金属箔10a、10b、10cが1本切断する際の電圧変化量と、下側の帯状箔群11の帯状金属箔11a、11b、11cが1本切断する際の各電圧変化量とが異なる値となる。図4における一点鎖線は、下側の帯状箔群11の帯状金属箔11a、11b、11cが順番に切断した場合を例示している。このように、電圧値の変化量から、亀裂が上側から発生したか、下側から発生したかを判別することが可能となる。
また、本実施形態の亀裂監視装置は、送信部43と受信部51との間を無線通信で情報データの授受を行うことで、図3のような、設備の稼働時に作業員が近づき難い部分の亀裂監視を遠隔で行うことが可能となる。
ここで、図1の構成の代わりに、図5に示すように、6本の帯状金属箔10a〜10eで一つの帯状箔群10を構成するように構成しても、上記と同様な作用を得ることが可能である。
但し、図1のように、2個の帯状箔群10、11を電気的に直列に接続すると共に、その2個の帯状箔群10、11を構成する全帯状金属箔10a、10b、10c、11a、11b、11cが同方向に並列するように形成することが好ましい。この構成(図1参照)によれば、一対の端子31、32を一方(図1では、右側)に寄せて配置することが可能となる。すなわち、亀裂監視の位置を挟んで一対の端子31、32を配置することが無いので、一対の端子31、32と電圧検出部42との接続が容易となる。
また、一対の端子31、32と電圧取得部40との電気的接続を着脱可能に構成した場合には、電圧取得部40は、他の亀裂監視センサー1への転用が容易になる。
この場合には、帯状箔群10、11、12、13毎の設置位置で個別に亀裂が検出出来るので、上側からの亀裂の検出において、2箇所の亀裂箇所を個別に検出することが可能となる。下側からの亀裂の検出についても同様である。
この構成によれば、左右方向及び上下方向の四方からの亀裂を判別可能となる。
また、図8に示す亀裂監視センサー1は、1つの帯状箔群で四方からの亀裂を検出する構成の例である。この例は、8本の帯状金属箔18a、18b、18c、18d、18e、18f、18g、18hで1個の帯状箔群を構成する。ただし、その8本の帯状金属箔18a、18b、18c、18d、18e、18f、18g、18hを2本ずつ4の組に区分して、各組となる帯状金属箔毎に、延在方向(形成する位置)を違えた例である。
この例では、基材2のどの辺2a、2b、2c、2dから亀裂が発生したかが検出可能となる。又、亀裂を検出する位置に固有抵抗器がないので、固有抵抗器が亀裂検出の阻害とはならない。
亀裂診断部を構成する診断用コンピュータ52の構成例について説明する。
診断用コンピュータ52は、図9に示すように、基準電圧設定部52A、亀裂発生診断部52B、亀裂箇所診断部52C、亀裂量診断部52D、及び亀裂成長診断部52Eを備える。
基準電圧設定部52Aは、対象とする亀裂監視センサー1を設置した際に受信した電圧値を基準電圧として記憶部53に記憶する。
亀裂発生診断部52Bは、定期的に電圧信号を取得し、前回値から所定電圧値以上の変化を検出すると亀裂発生と診断する。
亀裂箇所診断部52Cは、亀裂発生診断部52Bが亀裂発生と診断すると、その際の電圧値の変化量から亀裂箇所を判定する。この場合、亀裂検出箇所毎に、帯状金属箔に設ける固有抵抗器の抵抗値を異なる値としておくことで、電圧変化量に違いが発生するように設定しておく。
亀裂成長診断部52Eは、亀裂発生診断部52Bが亀裂発生を検出すると作動して、タイマーのカウントを開始する。そして、次の電圧値の変化を検出するまでの時間から、亀裂の成長速度を求める。また、所定限界以上の亀裂となる将来時刻も予測するように構成しても良い。
各診断部での診断結果は、記憶部53に記憶したり、不図示の表示部に表示したり、不図示の報知器を介して報知を出力するようにしても良い。
10〜17 帯状箔群
10a、10b、10c、11a、11b、11c、12a、12b、12c、
13a、13b、13c、14a、14b、15a、15b、16a、16b、17a、17b、18a、18b、18c、18d、18e、18f、18g、18h
帯状金属箔
20、21、22、23、24、25、26、27、28A、28B、28C、28D
固有抵抗器
31、32 端子
40 電圧取得部
41 定電流電源
42 電圧検出部
43 通信部(送信部)
51 通信部(受信部)
52 診断用コンピュータ(亀裂診断部)
52A 基準電圧設定部
52B 亀裂発生診断部
52C 亀裂箇所診断部
52D 亀裂量診断部
52E 亀裂成長診断部
53 記憶部
Claims (6)
- 可撓性を有する膜状の基材と、上記基材に形成された複数の帯状金属箔からなる帯状箔群と、上記帯状金属箔毎に個別に設けられた固有抵抗器とを備え、
1個の上記帯状箔群を構成する複数の帯状金属箔は、電気的に並列に接続され、
1個の上記帯状箔群を構成する上記複数の帯状金属箔は2本以上毎に組を構成し、同じ組を構成する2本以上の帯状金属箔は、それぞれ上記基材の面に沿って並列して配置され、
上記基材に上記帯状箔群が複数個設けられ、その複数個の帯状箔群が電気的に直列に接続され、各帯状箔群に設ける上記固有抵抗器の抵抗値が互いに異なり、
各帯状箔群がそれぞれ、基材の異なる外縁に沿って個別に延在し、その延在する外縁がそれぞれ亀裂を検出する外縁であることを特徴とする亀裂監視装置。 - 上記帯状箔群が2個であり、2個の帯状箔群が並列して配置され、その帯状箔群同士の一端部側が電気的に接続し、各帯状箔群の他端部を一対の端子とすることを特徴とする請求項1に記載した亀裂監視装置。
- 上記複数の帯状金属箔は、2本以上毎に複数の組に区分され、
同じ組を構成する2本以上の帯状金属箔は、それぞれ上記基材の面に沿って並列して配置されると共に、その帯状金属箔の延在方向の一部が基材の外縁に沿って延在する外縁延在部を構成し、
各組の上記外縁延在部が形成される上記基材の外縁部分は、他の組の上記外縁延在部が形成される基材の外縁部分とは異なる位置であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載した亀裂監視装置。 - 上記複数の帯状金属箔で構成される電気回路に対し電気的に接続する電源と、上記電気回路の電圧値を検出する電圧検出部と、上記電圧検出部が検出した電圧値の変化から亀裂状況を診断する亀裂診断部とを備えることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載した亀裂監視装置。
- 荷重が負荷される装置の異常予測装置であって、
請求項4に記載の亀裂監視装置を備え、上記基材は、上記荷重が負荷される装置に取り付けられ、上記亀裂診断部は、亀裂状況の診断として、上記基材を取り付けた部位の異常を診断することを特徴とする異常予測装置。 - 上記荷重が負荷される装置は、クレーン若しくは圧延機であることを特徴とする請求項5に記載した異常予測装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016141105A JP6504125B2 (ja) | 2016-07-19 | 2016-07-19 | 亀裂監視装置及び異常予測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016141105A JP6504125B2 (ja) | 2016-07-19 | 2016-07-19 | 亀裂監視装置及び異常予測装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018013335A JP2018013335A (ja) | 2018-01-25 |
JP6504125B2 true JP6504125B2 (ja) | 2019-04-24 |
Family
ID=61019412
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016141105A Active JP6504125B2 (ja) | 2016-07-19 | 2016-07-19 | 亀裂監視装置及び異常予測装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6504125B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7057562B2 (ja) * | 2018-03-12 | 2022-04-20 | 学校法人 龍谷大学 | センサ装置 |
CN108445047A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-08-24 | 新疆金风科技股份有限公司 | 检测装置及风力发电机组 |
CN113189146B (zh) * | 2021-04-16 | 2024-05-28 | 国网甘肃省电力公司经济技术研究院 | 一种导电混凝土接地网监测大地裂隙滑坡的装置及方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0414924A4 (en) * | 1989-02-28 | 1991-07-17 | Institut Elektrosvarki Imeni E.O.Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr | Device for determining the parameters of developing surface cracks |
US5969260A (en) * | 1998-03-30 | 1999-10-19 | Mcdonnell Douglas Corporation | Remotely interrogatable apparatus and method for detecting defects in structural members |
JP2004010338A (ja) * | 2002-06-11 | 2004-01-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 疲労クラックモニタリング装置 |
FR2955406B1 (fr) * | 2010-01-20 | 2016-02-12 | Airbus | Procede d'aide a la decision sur une aptitude a voler d'un aeronef |
JP5971797B2 (ja) * | 2012-08-02 | 2016-08-17 | 株式会社共和電業 | クラックセンサ、クラック監視装置およびクラック監視システム |
JP6059943B2 (ja) * | 2012-10-09 | 2017-01-11 | 一般財団法人首都高速道路技術センター | 構造物のき裂監視装置 |
JP6226453B2 (ja) * | 2013-07-09 | 2017-11-08 | 太平洋セメント株式会社 | 腐食検出装置および腐食検出方法 |
-
2016
- 2016-07-19 JP JP2016141105A patent/JP6504125B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018013335A (ja) | 2018-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6504125B2 (ja) | 亀裂監視装置及び異常予測装置 | |
US20120043980A1 (en) | Wear sensor | |
US11079425B2 (en) | Method and apparatus for an electrical fault detecting system for a circuit | |
US8576082B2 (en) | Busway joint parameter detection system | |
EP2063243B1 (en) | Smart coating for damage detected information, inspecting device and damage inspecting method using said coating | |
CN105699777B (zh) | 用于电池组中的接触点检测的方法和装置 | |
JP5004955B2 (ja) | ひずみ検知装置及びひずみ検知システム | |
WO2010033526A1 (en) | Conveyor belt rip panels and belt rip monitoring | |
EP3168361B1 (en) | Aircraft rescue hoist rope designed for continuous inspection | |
JP6253656B2 (ja) | ケーブル束の複数の電気エネルギー線をモニタリングする方法 | |
US6567001B1 (en) | Fire control panel monitoring for degradation of wiring integrity during alarm state | |
JP2005091167A (ja) | 亀裂検出テープ及び亀裂検出システム | |
US10712234B2 (en) | Belt and pulley systems and methods of detecting belt damage | |
US9644492B2 (en) | De-lamination indicator | |
JP6083960B2 (ja) | 摩耗センサ | |
JP4517223B2 (ja) | 帯状検出センサ−とそのセンサ−を備える液漏れ検出装置 | |
CA2706503C (en) | A battery connection failure detection system | |
JP4374598B2 (ja) | き電ケーブル監視装置 | |
JP2011136786A (ja) | ベルトコンベヤ及び火災予防検知機能を搭載したベルトコンベヤ式連続アンローダ | |
JP2005043220A (ja) | コンクリート構造物のひび割れモニタリング用センサーおよびひび割れモニタリング方法 | |
EP1786003A1 (en) | Resistive connection for a circuit of a foil-type sensor | |
CN114720061A (zh) | 一种基于织带编织形液体泄露检测传感系统 | |
CN117571155A (zh) | 一种高压电缆温度诊断预警装置 | |
WO2021151867A1 (en) | Wall feedthrough fitting monitoring device | |
CN112744666A (zh) | 一种电梯钢带断裂检测装置及检测方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180221 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20181212 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181218 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190128 |
|
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: 20190226 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190311 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6504125 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |