JPS5861433A - 透磁率式応力測定法 - Google Patents
透磁率式応力測定法Info
- Publication number
- JPS5861433A JPS5861433A JP16171681A JP16171681A JPS5861433A JP S5861433 A JPS5861433 A JP S5861433A JP 16171681 A JP16171681 A JP 16171681A JP 16171681 A JP16171681 A JP 16171681A JP S5861433 A JPS5861433 A JP S5861433A
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- Japan
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- measured
- magnetic flux
- magnetic
- stress
- magnetic poles
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- Granted
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/12—Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress
- G01L1/125—Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress by using magnetostrictive means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、すでに荷重が加えられてしまっている建造物
や橋桁等の磁性体金属構造材に発生している応力１ある
いは１溶接やガス切断を行なったかために発生した磁性
体金属材料内部の残留応力等のような、すでに金＾材料
自体に発生してしまっている応力そのものの絶対値を精
度よく、確実に測定することを目的とした応力測定法に
関するものである。
や橋桁等の磁性体金属構造材に発生している応力１ある
いは１溶接やガス切断を行なったかために発生した磁性
体金属材料内部の残留応力等のような、すでに金＾材料
自体に発生してしまっている応力そのものの絶対値を精
度よく、確実に測定することを目的とした応力測定法に
関するものである。
一般に、金属磁性体の透磁率は、それぞれの材質、組成
によって固有の値を有し〜また１同じ材質、組成の材料
であっても、荷重を加えると、引張応力が発生している
個所ではその応力の増大に比例して高くなり、他方１圧
縮応力が発生している個所では逆に、その応力の増大に
比例して低くなる性質を有する。 この性質を利用して
、応力が作用している個所に磁力を与え、金属磁性体内
を通過する磁束の変化量を計測することにより、発生し
た応力そのものの絶対値を測定することができる０ こ
の原理を応用した従来の計測法としては１本発−駅舎出
願による特願昭５１−１５９９８６号用の馬蹄型磁石を
配設し、それら両磁石の両端に構成した４個の磁極すべ
てを被測定金属材料の表面に、同時に当接し、励磁用磁
石の磁極間で被測定材料中を流れる励磁束の変化量その
ものを材料表面に当接した検知用磁石の磁極で検出して
１被測定材料中に発生した応力の大きさを測定せんとす
る技術である。
によって固有の値を有し〜また１同じ材質、組成の材料
であっても、荷重を加えると、引張応力が発生している
個所ではその応力の増大に比例して高くなり、他方１圧
縮応力が発生している個所では逆に、その応力の増大に
比例して低くなる性質を有する。 この性質を利用して
、応力が作用している個所に磁力を与え、金属磁性体内
を通過する磁束の変化量を計測することにより、発生し
た応力そのものの絶対値を測定することができる０ こ
の原理を応用した従来の計測法としては１本発−駅舎出
願による特願昭５１−１５９９８６号用の馬蹄型磁石を
配設し、それら両磁石の両端に構成した４個の磁極すべ
てを被測定金属材料の表面に、同時に当接し、励磁用磁
石の磁極間で被測定材料中を流れる励磁束の変化量その
ものを材料表面に当接した検知用磁石の磁極で検出して
１被測定材料中に発生した応力の大きさを測定せんとす
る技術である。
しかしながら１上記技術では下記のような大きな欠点を
有している。
有している。
すなわち、被測定材料表面に４個の磁極のすべてを同時
に密着させて当接させなければならなかったがために、
測定個所が平面を有していなければならなかった。 と
ころが、被測定材料表面が常に平面を有しているとは限
らず１′ｂしろ凹凸が激しかったり、わん曲したりして
いΣのが普通である。 そのような測定面に上記構成の
４個の磁極をすべて同時に密着させることは困難である
。
に密着させて当接させなければならなかったがために、
測定個所が平面を有していなければならなかった。 と
ころが、被測定材料表面が常に平面を有しているとは限
らず１′ｂしろ凹凸が激しかったり、わん曲したりして
いΣのが普通である。 そのような測定面に上記構成の
４個の磁極をすべて同時に密着させることは困難である
。
もし、４個の磁極のうちいずれか１個でもその表面から
離間したり、あるいは密着の度合いが悪かったりしても
磁束の変化を正確に拾いあげることができなくなり、そ
のために測定誤差が大きくなって精度が出す、場合によ
っては測定不能になる等の事態を招いていた。
離間したり、あるいは密着の度合いが悪かったりしても
磁束の変化を正確に拾いあげることができなくなり、そ
のために測定誤差が大きくなって精度が出す、場合によ
っては測定不能になる等の事態を招いていた。
本発明は、従来の上記のような欠点を解決するだめにな
されたもので、従来のように、被測定材料中を流れる励
磁束の変化量そのものを直接計測するという方法をとら
ず、本発明は、馬蹄形状の励磁用磁石の磁極を被測定材
料表面に当接させたときに、両磁極間に流れる磁束量は
為はソ、被測定材゛料中を流れる磁束量と被測定材料外
の空間を直接流れる磁束量との和として求められ１かつ
、それらの間には１互いに反比例の関係にあるという本
発明者の実験、研究の結果にもとづいてなされ、被測定
材料の表面形状によって左右されることのない被測定材
料外の空間を直接流れる磁束の変化量を計測して材料中
に発生した応力の絶対値を精度よく測定せんきしたとこ
ろに特徴を有する。
されたもので、従来のように、被測定材料中を流れる励
磁束の変化量そのものを直接計測するという方法をとら
ず、本発明は、馬蹄形状の励磁用磁石の磁極を被測定材
料表面に当接させたときに、両磁極間に流れる磁束量は
為はソ、被測定材゛料中を流れる磁束量と被測定材料外
の空間を直接流れる磁束量との和として求められ１かつ
、それらの間には１互いに反比例の関係にあるという本
発明者の実験、研究の結果にもとづいてなされ、被測定
材料の表面形状によって左右されることのない被測定材
料外の空間を直接流れる磁束の変化量を計測して材料中
に発生した応力の絶対値を精度よく測定せんきしたとこ
ろに特徴を有する。
以下１本発明の実施の態様を例示図にもとづいて説明す
ると１第１図に示す第１実施例では、馬蹄形状の永久磁
石ｌの両端に構成した２個の磁極２．３０間に、磁力１
！ＵＫより作用する素子、例えば、ホール素子やＳ−Ｄ
ＭＥ素子などからなる磁束検知素子４を配設し１該磁極
２−％３を被測定金属材料５の表面に当接した状態にお
いて該磁束検知素子４が被測定金属材料５の表面から所
要距離離間した位置に配設する。 本実施例による磁束
検知素子４は、第１図に示すように、イーイ方向に一定
の直流電圧を与えておくと、この磁束検知素子４を通過
する磁束量の大きさに比例して、ローロ方向に電圧が発
生する性質を有している。
ると１第１図に示す第１実施例では、馬蹄形状の永久磁
石ｌの両端に構成した２個の磁極２．３０間に、磁力１
！ＵＫより作用する素子、例えば、ホール素子やＳ−Ｄ
ＭＥ素子などからなる磁束検知素子４を配設し１該磁極
２−％３を被測定金属材料５の表面に当接した状態にお
いて該磁束検知素子４が被測定金属材料５の表面から所
要距離離間した位置に配設する。 本実施例による磁束
検知素子４は、第１図に示すように、イーイ方向に一定
の直流電圧を与えておくと、この磁束検知素子４を通過
する磁束量の大きさに比例して、ローロ方向に電圧が発
生する性質を有している。
上記構成によれば、被測定材料５０表面に永久磁束ｌの
２個の磁極２．３を当接させる。 被測定材料５中を流
れる磁束の変化量は発生した応力の大きさに比例するか
ら１例えば１被測定材料５に引張応力が発生している場
合−その個所では透磁率が高く、磁束の通過量が増大し
ており１他方被測定材料５外の空間翫すなわち磁束検知
素子４を通過する磁束量は逆の相関関係により減少して
ローロ方向に発生する電圧は減少する。 磁性体からな
る被測定材料５の透磁率は、その材質）組成によってそ
れぞれ固有の値を有するものであるから、その被測定材
料５と同じ材質および組成の材料に作用している応力の
大きさに対応する電圧値をあらかじめ測定しておけけ、
逆に、上記の磁束検知素子４に発生した電圧値にもとづ
いて応力値を求めることができる。
２個の磁極２．３を当接させる。 被測定材料５中を流
れる磁束の変化量は発生した応力の大きさに比例するか
ら１例えば１被測定材料５に引張応力が発生している場
合−その個所では透磁率が高く、磁束の通過量が増大し
ており１他方被測定材料５外の空間翫すなわち磁束検知
素子４を通過する磁束量は逆の相関関係により減少して
ローロ方向に発生する電圧は減少する。 磁性体からな
る被測定材料５の透磁率は、その材質）組成によってそ
れぞれ固有の値を有するものであるから、その被測定材
料５と同じ材質および組成の材料に作用している応力の
大きさに対応する電圧値をあらかじめ測定しておけけ、
逆に、上記の磁束検知素子４に発生した電圧値にもとづ
いて応力値を求めることができる。
また、本発明は１第２実施例として第２図に示すように
、励磁用磁石ｌとして、残留磁気がほとんど残らない材
質でできた馬蹄形状の鉄心に入力コイル６を巻いて構成
し、この入力コイル６に適当な周波数の一定強度の交番
電圧を与える発振機（図示せず）を接続した構成でも実
施できる。
、励磁用磁石ｌとして、残留磁気がほとんど残らない材
質でできた馬蹄形状の鉄心に入力コイル６を巻いて構成
し、この入力コイル６に適当な周波数の一定強度の交番
電圧を与える発振機（図示せず）を接続した構成でも実
施できる。
第１実施例と同様に磁束検知素子４に発生した電圧値を
測定すれば、被測定材料５内に発生した応力値を測定す
ることができる。
測定すれば、被測定材料５内に発生した応力値を測定す
ることができる。
さらにまた、本発明は、第３実施例として、第３図に示
すように、第２実施例の巻線をほどこした鉄心からなる
励磁用磁石１を用い、他方、磁束−一′ 検知素（４として、残留磁気がほとんど残らない材質で
できた、好ましくは、リング形状の鉄心に出力コイル７
を巻き、この出力コイル７に検出機（図示せず）を接続
した構成でも実施できる。
すように、第２実施例の巻線をほどこした鉄心からなる
励磁用磁石１を用い、他方、磁束−一′ 検知素（４として、残留磁気がほとんど残らない材質で
できた、好ましくは、リング形状の鉄心に出力コイル７
を巻き、この出力コイル７に検出機（図示せず）を接続
した構成でも実施できる。
励磁用磁石１と磁束検知素子４との配設状態は前記第１
．２実施例といずれも同様である。
．２実施例といずれも同様である。
以上要するに、本発明は、励磁用磁石１の２個の磁極２
．３のみを被測定材料５表面に当接し、他方、該磁極２
．３間に磁束検知素子４を被測定金属材料５の表面に対
し、所要距離離間した位置に配設して、被測定金属材料
５外の空間を直接流れる磁束を該磁束検知素子４で計測
し、被測定金属材料５内に発生している応力を測定する
ことを特徴とする。
．３のみを被測定材料５表面に当接し、他方、該磁極２
．３間に磁束検知素子４を被測定金属材料５の表面に対
し、所要距離離間した位置に配設して、被測定金属材料
５外の空間を直接流れる磁束を該磁束検知素子４で計測
し、被測定金属材料５内に発生している応力を測定する
ことを特徴とする。
従って、被測定金属材料の表面に当接する磁極の数は２
個だけですむから、たとえ、測定個所表面が凹凸を呈し
ていたり、曲面形状であっても励磁用磁極を測定個所表
面に密着性よく当接させることが゛できるから、測定誤
差が出たわ、測定不能になったりすることはなく１精度
のよい応力測定が可能となる。 本発明の応力測定法に
よれば、平板や円管はもちろん、あらゆる表面形状の材
料に適応できるから応用範囲が広く、産業上有用な応力
測定法であるといえる。
個だけですむから、たとえ、測定個所表面が凹凸を呈し
ていたり、曲面形状であっても励磁用磁極を測定個所表
面に密着性よく当接させることが゛できるから、測定誤
差が出たわ、測定不能になったりすることはなく１精度
のよい応力測定が可能となる。 本発明の応力測定法に
よれば、平板や円管はもちろん、あらゆる表面形状の材
料に適応できるから応用範囲が広く、産業上有用な応力
測定法であるといえる。
図は本発明の実施の態様を例示するもので１第１ｒｆ４
はその第１実施例を示す要部斜視図、第２図０１第２実
施例を示す要部正面図、第３図は第３実施例を示イ要部
正面図である。 ■・・・・磁石 ２．３・・・・磁極１・・・・磁
束検知素子 ５・・・・被測定金属材料 特許出願人 福 井 清
はその第１実施例を示す要部斜視図、第２図０１第２実
施例を示す要部正面図、第３図は第３実施例を示イ要部
正面図である。 ■・・・・磁石 ２．３・・・・磁極１・・・・磁
束検知素子 ５・・・・被測定金属材料 特許出願人 福 井 清
Claims (1)
- 馬蹄形状の磁石ｌの両端に構成した磁極２）３を被測定
金属材料５表面に当接し１かつ１該磁極２．３間に磁束
検知素子４を被測定金属材料５表面に対し１所要距離離
間した位置に配設して八もって、磁極２．３間に流れる
磁束の変化量を磁束検知素子４で計測し１被測定金属材
料５内に発生している応力を測定することを特徴とした
透磁率式応力測定法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16171681A JPS5861433A (ja) | 1981-10-08 | 1981-10-08 | 透磁率式応力測定法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16171681A JPS5861433A (ja) | 1981-10-08 | 1981-10-08 | 透磁率式応力測定法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5861433A true JPS5861433A (ja) | 1983-04-12 |
| JPS6222406B2 JPS6222406B2 (ja) | 1987-05-18 |
Family
ID=15740515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16171681A Granted JPS5861433A (ja) | 1981-10-08 | 1981-10-08 | 透磁率式応力測定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5861433A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63271128A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-09 | Fujitsu Ltd | 圧力センサ |
| JP2009052904A (ja) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Jfe Steel Kk | 磁性金属帯の微小表面欠陥の品質検査方法及び装置 |
| CN104198094A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-10 | 中国矿业大学 | 一种四探头铁基金属玻璃磁测应力的磁芯传感器 |
-
1981
- 1981-10-08 JP JP16171681A patent/JPS5861433A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63271128A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-09 | Fujitsu Ltd | 圧力センサ |
| JP2009052904A (ja) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Jfe Steel Kk | 磁性金属帯の微小表面欠陥の品質検査方法及び装置 |
| CN104198094A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-10 | 中国矿业大学 | 一种四探头铁基金属玻璃磁测应力的磁芯传感器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6222406B2 (ja) | 1987-05-18 |
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