JPH10307117A - 亀裂測定装置 - Google Patents

亀裂測定装置

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JPH10307117A
JPH10307117A JP11564097A JP11564097A JPH10307117A JP H10307117 A JPH10307117 A JP H10307117A JP 11564097 A JP11564097 A JP 11564097A JP 11564097 A JP11564097 A JP 11564097A JP H10307117 A JPH10307117 A JP H10307117A
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祥一 藤原
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Abstract

(57)【要約】 【課題】亀裂深さが不明であっても複数の検出器を使用
することなく、一の検出器で亀裂の深さに対応した測定
を可能とする。 【解決手段】被検体に電流を流したときに、被検体の亀
裂を挟んで対峙する2つの接触針1b,1c間に発生す
る電位差を測定し、予め求めた、健全時の発生電位と、
亀裂の深さに対応する発生電位と、接触針間の距離の相
互の関係から被検体の亀裂の深さを非破壊的に測定する
亀裂測定装置において、亀裂測定装置本体に回転可能に
軸支持され、2つの接触針1b,1cを回転可能なよう
に取り付けた2つの支持体11b,11cと、これら支
持体11b,11cが同一の回転角を保持しながら軸1
2b,12cと一体となって回転することにより接触針
1b,1c間の距離を変更させる指針付ツマミ17から
構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼構造物、金属材
料の板厚及び表面部欠陥等の亀裂を非破壊で検査する亀
裂測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】金属材料等の内部に亀裂がある場合、亀
裂を横切るように流れる電流は亀裂により妨げられ、そ
の亀裂付近の抵抗値は亀裂の深さに比例して増加する。
この亀裂の深さを測定するため、例えば図4に示す亀裂
測定装置が用いられている。
【0003】図4(a)は従来の亀裂測定装置の検出部
を詳細に示した横断面図であり、図4(b)は同検出部
を上面から見た図である。接触針1a〜1dは直線状の
ものであり、それぞれが一定間隔aだけ離れて平行に設
けられている。また、接触針1a〜1dの根元部分には
それぞれコイルばね2が設けられているため、被検面に
押圧した際にコイルばね2が収縮することにより、被検
体8に凹凸面が存在しても4本の接触針1a〜1dが良
好に接触するようになっている。コイルばね2の上端に
は蓋4が設けられ、蓋4とケーシング3により検出部を
被包する。
【0004】本発明の対象とする亀裂測定装置の測定動
作を図5に示す。被検体8の亀裂9を挟んで等間隔aの
4本の接触針1a〜1dを亀裂に対して直角に当て、外
側の2本の接触針1a,1dにリード線5を通じて一定
の直流電流10を流し、内側の2本の接触針1b,1c
に接続された計測装置6により電位差Vを測定する。
【0005】また、測定した電位差V及び予め測定して
おいた亀裂9が存在しない健全部の測定電圧V0 より、
電圧比V/V0 を算出する。このV/V0 の値に基づ
き、図6に示す関係式からd/aを求め、亀裂9の深さ
dを算出し、指示計7で表示する。このようにして亀裂
の深さを非破壊的に求めることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の亀裂測定装
置では、以下に示す問題点が生ずる。すなわち、金属体
等の内部における亀裂深さは一定でなく、大小さまざま
である。電気抵抗法による亀裂測定は、亀裂深さdと各
接触針の間隔aとは密接な関係があり、図6に示すよう
にd/a<1の範囲では被検体厚さをtとしたときのt
/aの値いかんにかかわらず、V/V0 とd/aは直線
関係にある。従って亀裂深さを正確に測定するために
は、直線関係にある範囲で測定する必要がある。
【0007】亀裂測定装置の検出部に設けた接触針1
は、上記したように一定間隔aで固定されている。実際
に測定を行う場合においては、亀裂9は被検体8表面か
ら判別できないため、従来は接触針1a〜1d間の間隔
aが異なる亀裂測定装置を数種類用意し、亀裂に応じた
接触針の間隔を有する亀裂測定装置を選定して測定して
いた。
【0008】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、その目的とするところは、亀裂深さが不明で
あっても複数の検出器を使用することなく、一の検出器
で亀裂の深さに対応した測定を可能とする亀裂測定装置
を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の亀裂測定装置
は、被検体に電流を流したときに、この被検体表面の亀
裂を挟んだ2点間で発生する電圧を測定する亀裂測定装
置本体と、この亀裂測定装置本体で得られた測定電圧、
予め求めておいた健全時の電圧及び亀裂を挟んだ被検体
の2点間の距離に基づいて被検体の亀裂の深さを算出す
る計測部とを備えた亀裂測定装置において、前記亀裂測
定装置本体に回転可能に軸支持された2つの腕部材と、
この腕部材の回転軸とは異なる位置に取り付けられ、腕
部材とともに回転して被検体の亀裂を挟んで発生する電
圧を測定する2つの接触針と、前記2つの腕部材の回転
角を調整することにより該2つの接触針間の距離を変更
させる手段とを具備してなることを特徴とする。
【0010】本発明の望ましい形態を以下に示す。 (1)亀裂測定装置本体に回転可能に軸支持された4つ
の腕部材を具備する。 (2)上記4つの腕部材は、同一直線上に軸を有し、外
側の2つの腕部材には被検体に電流を流す2つの接触針
を腕部材の回転軸とは異なる位置に取り付け、内側の2
つの腕部材には被検体の亀裂を挟んで発生する電圧を測
定する2つの接触針を腕部材の回転軸とは異なる位置に
取り付ける。
【0011】(3)上記(1)の4つの腕部材として、
各腕部材の回転軸と接触針間の距離が異なるものを用い
る。また、各腕部材は、腕部材の回転軸と接触針間の距
離が各接触針の位置する直線及び腕部材の回転軸の位置
する直線との交点から各接触針までの距離に比例するよ
うに配置する。
【0012】(4)上記(1)の4つの腕部材における
各腕部材が同一の回転角を保持しながら回転させること
により各接触針間の距離を等間隔に保持しながら変更さ
せる手段を備える。 (5)上記(1)の4つの腕部材のうちの外側の1つの
腕部材の代わりに、固定軸を設け、この固定軸に接触針
を取り付ける。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の一実施形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態
に係る亀裂測定装置の全体構成を示す図、図2は、同装
置における支持体の断面図、図3は、同装置の作用図で
ある。図1,図2に示すように、本発明の亀裂測定装置
本体には3つの異なる大きさの絶縁性の支持体11a〜
11cが設けられている。これら支持体11a〜11c
は楕円かつ筒状であり、その一端は上下に貫通し、貫通
した穴には導電性の軸12a〜12cが通じている。こ
の軸12a〜12cを中心軸として、支持体11a〜1
1cは軸12a〜12cと一体となって回転可能なよう
になっている。これら軸12a〜12cに軸12dを含
めた4つの軸12a〜12dは、それぞれ同一直線上に
等間隔で並んでいる。
【0014】また、支持体11a〜11cには軸12a
〜12cが設けられた一端と長軸方向反対側に、軸12
a〜12cに平行して上下に貫通穴が設けられ、また軸
12dの下部に設けられたケーシング3に貫通穴が設け
られている。これら貫通穴にはコイルばね2a〜2dが
挿入されており、これらコイルばね2a〜2dの先端に
は接触針1a〜1dが設けられている。コイルばね2a
〜2dは、測定時における接触針1a〜1dの被検面へ
の接触性を保持するためのものである。すなわち、接触
針1a〜1dの押圧に伴いコイルばね2a〜2dが収縮
することにより被検体8に凹凸面が存在しても各接触針
1a〜1dが上下方向に摺動して被検面に完全に接触す
るようになっている。
【0015】支持体11a〜11cの上面には軸12a
〜12dを保持する上部板19が設けられている。支持
体11a〜11cとともに回転する軸12a〜12c
は、ケーシング3の下部に設けられた突起18に固定さ
れている。この突起18は軸12a〜12cを支持し、
上部板19とともに回転可能な凹部を設けている。
【0016】支持体11a〜11cの上部には蓋14が
取り付けられ、この蓋14を貫通した穴からは軸12a
〜12dのみが突出しており、収縮自在のコイルばね2
a〜2cは突出しない構成となる。また、コイルばね2
dは、上部板19によりコイルばね2dの突出を防ぐ構
成となる。軸12a〜12cの上端にはそれぞれ同径の
プーリー15が固着されている。プーリー15は、軸1
2a〜12dと一体となって回転するようになってお
り、その外周には溝付ベルト16が巻かれている。この
溝付ベルト16により支持体11a〜11cがそれぞれ
連動して回転するようになっている。
【0017】さらに、支持体11aに対応するプーリー
15には指針付ツマミ17が固定されており、プーリー
15,軸12aと一体となって回転するようになってい
る。すなわち、指針付ツマミ17を回転させることによ
り接触針1a〜1cが同時かつ同じ角度を保持したまま
回転する。この指針付ツマミ17には目盛り20が設け
られ、この目盛り20を読むことにより、各接触針1a
〜1d間の距離が分かるようになっている。
【0018】接触針1a〜1dはそれぞれ導電性の材料
で構成される。これら接触針1a〜1d及び軸12a〜
12d間はそれぞれリード線5で電気的に接続されてお
り、両者が導通するようになっている。4本の接触針の
うち1a及び1dは図示しない電圧源を挟んで軸12を
介して接続されており、1b及び1cは軸12を介して
計測装置6に接続されている。被検体に接触針1a〜1
dを接触させ、接触針1a及び1d間に電圧を印加した
際に、この印加電圧により被検体中に生じた電流を接触
針1b及び1cにより検出するような構成となってい
る。さらに、計測装置6に入力され、増幅及び信号処理
された検出信号は指示計7に出力され、被検体の亀裂深
さが表示される。
【0019】なお、本亀裂測定装置の検出部は、カバー
13で被包されている。上記実施形態に係る亀裂測定装
置の動作を説明する。まず、接触針1a〜1dを被検体
8に接触させる。接触の際には、接触針1a〜1dを被
検体8に対する押圧に伴いコイルばね2a〜2dが収縮
する。次に、図5に示すように接触針1b及び1c間に
亀裂9を挟み、接触針1a,1d間に計測装置6から直
流電流10を流す。亀裂9は接触針1b,1c間の被検
体8内部で抵抗として作用するため、亀裂深さdに対応
した電位差が接触針1b,1c間に生じる。この電位差
は計測装置6で検出され、増幅及び信号処理される。そ
して、亀裂深さdを表す信号として指示計7に出力さ
れ、指示計7で表示される。
【0020】上記した亀裂測定における電圧比と接触針
間の間隔a及び亀裂深さdとの関係を図6に示す。図6
において、Vは測定電圧、V0 は亀裂9が存在しない健
全部において予め測定しておいた電圧を示す。電圧比V
/V0 を算出し、このV/V0 値に基づき、図6の関係
式からd/aを求め、亀裂9の深さdを推定する。この
ようにして亀裂の深さを非破壊的に求めることができ
る。本亀裂測定装置における測定では、亀裂深さdと接
触針51の間隔aとは密接な関係があり、図6に示すよ
うにd/a<1の範囲では被検体厚さをtとしたときの
t/aの値いかんにかかわらず、V/V0 とd/aは直
線関係にある。従って亀裂深さを正確に測定するために
はこの範囲で測定する必要がある。
【0021】実際に測定を行う場合においては、被検体
8内の亀裂9は表面から判別できないため、指針付ツマ
ミ17を回転させることにより接触針間の距離を変え、
上記図6の直線関係にある部分に合わせて測定を行う。
【0022】上記指示計7の表示を読みとる際、例えば
出力電圧が小さく指示計7の指示が不安定な場合は亀裂
深さdに対し接触針1の間隔aが大きいためで、指針付
ツマミ17を左に回転させ、亀裂深さdに対応した間隔
aにする。また、出力電圧が大きすぎて不安定な場合は
指針付ツマミ17を逆に回転させ間隔aを大きくし、適
切な出力電圧を得る。
【0023】図3を用いて指針付ツマミ17の回転動作
に伴う支持体11a〜11cの作用を説明する。支持体
11a〜11cは、軸12a〜12cを中心軸として回
転する。接触針1a〜1cは、それぞれ軸12a〜12
cとの距離に比例した円弧を描いて回転する。また、接
触針1a〜1cと軸12a〜12cとの距離ra ,r
b ,rc の関係は、ra =3rc ,rb =2rc となっ
ている。支持体11a〜11cの楕円断面の長軸がそれ
ぞれ一の直線上に位置するときには、各支持体間の距離
は全てa3 となり、等間隔を保っている。ここで、指針
付ツマミ17を回転させるとその回転動作に連動してプ
ーリー15及び溝付ベルト16が回転し、支持体11a
〜11cは、それぞれ楕円断面の長軸が平行な状態を保
持したまま同じ角度で回転する。従って、この回転動作
の後においても、距離ra ,rb ,rc の関係より、各
接触針間の距離は等間隔を保持したままa3 からa1
で短くなる。このように、指針付ツマミ17を回転させ
て接触針1a〜1dの間隔aを自由に変えることができ
るとともに、その値を目盛り20で読みとることができ
る。
【0024】このように、接触針1a〜1cを回転可能
な支持体11a〜11cに取り付けることにより、各接
触針間の距離を等間隔に保持したまま変えることができ
る。従って、亀裂深さdを測定する際に、dの大きさに
関係なく一の検出器で正確に測定することができ、作業
効率が向上するとともに経済的である。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、亀
裂測定装置本体に回転可能に軸支持され、前記2つの接
触針を回転可能なように取り付けた2つの腕部材と、こ
の2つの腕部材の回転軸とは異なる位置に取り付けら
れ、腕部材とともに回転して被検体の亀裂を挟んで発生
する電圧を測定する2つの接触針と、前記2つの腕部材
の回転角を調整することにより該2つの接触針間の距離
を変更させる手段とっを具備してなるため、接触針の間
隔を自由に設定できる。したがって、一の検出器で亀裂
の深さに対応した測定が可能となるので作業効率が向上
するとともに経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る亀裂測定装置の全体
構成を示す図。
【図2】同実施形態における支持体の断面図。
【図3】同実施形態における亀裂測定装置の作用図。
【図4】従来の亀裂測定装置の検出部を示す図。
【図5】本発明の対象となる亀裂測定装置の回路構成を
示す図。
【図6】本発明の対象となる亀裂測定装置の電圧比V/
0 と間隔a及び亀裂深さdの関係を示す図。
【符号の説明】
1a〜1d 接触針 2 コイルばね 3 ケーシング 4 蓋 5 リード線 6 計測装置 7 指示計 8 被検体 9 亀裂 10 直流電流 11a〜11d 支持体 12a〜12d 軸 13 カバー 15 プーリー 16 溝付ベルト 17 指針付ツマミ 18 突起 19 上部板 20 目盛り
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村川 寿 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目8番19号 高菱エンジニアリング株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検体に電流を流したときに、この被検
    体表面の亀裂を挟んだ2点間で発生する電圧を測定する
    亀裂測定装置本体と、この亀裂測定装置本体で得られた
    測定電圧、予め求めておいた健全時の電圧及び亀裂を挟
    んだ被検体の2点間の距離に基づいて被検体の亀裂の深
    さを算出する計測部とを備えた亀裂測定装置において、 前記亀裂測定装置本体に回転可能に軸支持された2つの
    腕部材と、この腕部材の回転軸とは異なる位置に取り付
    けられ、腕部材とともに回転して被検体の亀裂を挟んで
    発生する電圧を測定する2つの接触針と、前記2つの腕
    部材の回転角を調整することにより該2つの接触針間の
    距離を変更させる手段とを具備してなることを特徴とす
    る亀裂測定装置。
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