JPS61138134A - 電磁式応力測定器 - Google Patents
電磁式応力測定器Info
- Publication number
- JPS61138134A JPS61138134A JP25918484A JP25918484A JPS61138134A JP S61138134 A JPS61138134 A JP S61138134A JP 25918484 A JP25918484 A JP 25918484A JP 25918484 A JP25918484 A JP 25918484A JP S61138134 A JPS61138134 A JP S61138134A
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- JP
- Japan
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- magnetic
- coils
- cores
- measured
- coil
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
- G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
- G01L3/101—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
- G01L3/102—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means involving magnetostrictive means
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は測定対象である磁性構造材の表面が曲面の場合
にも、測定器の励振コイルや検出コイルの磁芯の端部す
なわら探触子部分が、測定対象表面に良く密着し、安定
して正確な結果が得られる電磁式応力測定器に関する。
にも、測定器の励振コイルや検出コイルの磁芯の端部す
なわら探触子部分が、測定対象表面に良く密着し、安定
して正確な結果が得られる電磁式応力測定器に関する。
従来から、例えば１９８３年９月１０日電気学会マグネ
ティックス研究会資料ＭＡＧ−８５−８７に記載されて
いるように、応力に作用されて磁気異方性が生じている
磁性構造材すなわら鋼材の磁気異方性を検出し、その結
果から逆に応力を測定することは、簡単で非破壊な応力
測定法として利用されていた。
ティックス研究会資料ＭＡＧ−８５−８７に記載されて
いるように、応力に作用されて磁気異方性が生じている
磁性構造材すなわら鋼材の磁気異方性を検出し、その結
果から逆に応力を測定することは、簡単で非破壊な応力
測定法として利用されていた。
上記資料にも記載されているように、従来、このような
用途に用いられていた磁気異方性センサは、励振コイル
、検出コイルを、それぞれ２組ずつ持っていて、合計４
個の磁芯があり、これら４個の、平面的には通常正方形
ときに菱形のも頂点に位置し、かつ、すべて同一平面内
に存在する磁芯端部を、測定対象磁性構造材の表面に密
着させて、励振コイルや検出コイルなどの磁気回路を完
成させろように構成されていた。
用途に用いられていた磁気異方性センサは、励振コイル
、検出コイルを、それぞれ２組ずつ持っていて、合計４
個の磁芯があり、これら４個の、平面的には通常正方形
ときに菱形のも頂点に位置し、かつ、すべて同一平面内
に存在する磁芯端部を、測定対象磁性構造材の表面に密
着させて、励振コイルや検出コイルなどの磁気回路を完
成させろように構成されていた。
したがって、測定対象磁性構造材の表面が平面の場合は
、各コイルの磁芯の端部を全て測定対象材の表面に密着
させることが出来るが、もし測定対象材の表面が曲面を
なしていると、４本の磁芯の端部な全て測定対象材の表
面に密着させることは不可能な場合が生じ、得られた結
果も信頼性に乏しいという問題があった。
、各コイルの磁芯の端部を全て測定対象材の表面に密着
させることが出来るが、もし測定対象材の表面が曲面を
なしていると、４本の磁芯の端部な全て測定対象材の表
面に密着させることは不可能な場合が生じ、得られた結
果も信頼性に乏しいという問題があった。
本発明は上記従来の磁気異方性検出装置のような問題が
なく、測定対象物体の表面が曲面をなしていても、測定
器の磁芯の端部すなわち探触子を、常く必ず、其の表面
に密着させることが出来、従って信頼できる結果が得ら
れるようにした電磁式応力測定器を提供することを目的
とする。
なく、測定対象物体の表面が曲面をなしていても、測定
器の磁芯の端部すなわち探触子を、常く必ず、其の表面
に密着させることが出来、従って信頼できる結果が得ら
れるようにした電磁式応力測定器を提供することを目的
とする。
Ｃ問題を解決するための手段〕
上記問題を解決するために、本発明においては、従来の
磁気異方性センナのように、それぞれ２個ずつの励振コ
イルと検出コイル、即ち合計４個のコイルを用いること
を止め、共通の高透磁率磁性体基板に植設した、２個の
励振コイルと１個の検出コイル、又は、１個の励振コイ
ルと２個の検出コイルの、合計５個のコイルを用いて磁
気異方性を検出することとした。
磁気異方性センナのように、それぞれ２個ずつの励振コ
イルと検出コイル、即ち合計４個のコイルを用いること
を止め、共通の高透磁率磁性体基板に植設した、２個の
励振コイルと１個の検出コイル、又は、１個の励振コイ
ルと２個の検出コイルの、合計５個のコイルを用いて磁
気異方性を検出することとした。
このように３個のコイル、したがって３本の磁芯を用い
ることとすれば、測定対象磁性構造材の表面が曲面をな
してい℃も、５本の磁芯の端部（探触子）を全て測定対
象表面に密着させることが出来る。
ることとすれば、測定対象磁性構造材の表面が曲面をな
してい℃も、５本の磁芯の端部（探触子）を全て測定対
象表面に密着させることが出来る。
なお、磁芯端部と測定対象物表面との密着が円滑に行わ
れるように（実際には磁気異方性の検出のために、これ
ら３個のコイルの測定対象面に対する方向を変化させな
ければならない、そのよ５な場合に磁芯端部が半球形に
仕上げであると密着したまま円滑に滑り方向変換に便利
である）、磁芯端部を半球形に仕上げることとした。
れるように（実際には磁気異方性の検出のために、これ
ら３個のコイルの測定対象面に対する方向を変化させな
ければならない、そのよ５な場合に磁芯端部が半球形に
仕上げであると密着したまま円滑に滑り方向変換に便利
である）、磁芯端部を半球形に仕上げることとした。
理論的に完全に立証された訳ではないが、応力と透磁率
とは弾性限界内では比例することが実験的に確かめられ
て＾る。電磁式応力測定器は、この事実に立脚して、測
定対象磁性体内で、磁束が通り易い方向と通り難い方向
とを検出し、即ち磁気異方性を検出して、応力の方向を
検出するのである。
とは弾性限界内では比例することが実験的に確かめられ
て＾る。電磁式応力測定器は、この事実に立脚して、測
定対象磁性体内で、磁束が通り易い方向と通り難い方向
とを検出し、即ち磁気異方性を検出して、応力の方向を
検出するのである。
また、応力の大きさについては、測定対象磁性体と同一
材質の試験片を用いて予め透磁率と応力の関係を求めて
おけば、透磁率の方向による相違は測定結果として出力
されるから、応力の犬ぎさも測定される。励振；イルと
、励振コイルによって測定対象磁性体内の互いに異なる
方向の磁路に生じた磁束量の相違を検出する検出コイル
とを、それぞれ２個ずつ設けることは、磁気異方性の検
出に十分ではあるが必要ではない。２個の励振コイルで
、互いに異なる方向の磁路に磁束を生じさせた場合、こ
れらの磁気回路に一つの磁芯を共有させ、この磁芯に検
出コイルを巻いておけば、検出コイルは１個で済む。
材質の試験片を用いて予め透磁率と応力の関係を求めて
おけば、透磁率の方向による相違は測定結果として出力
されるから、応力の犬ぎさも測定される。励振；イルと
、励振コイルによって測定対象磁性体内の互いに異なる
方向の磁路に生じた磁束量の相違を検出する検出コイル
とを、それぞれ２個ずつ設けることは、磁気異方性の検
出に十分ではあるが必要ではない。２個の励振コイルで
、互いに異なる方向の磁路に磁束を生じさせた場合、こ
れらの磁気回路に一つの磁芯を共有させ、この磁芯に検
出コイルを巻いておけば、検出コイルは１個で済む。
また、互いに異なる方向の磁路に共通な一つの磁芯に励
振コイルを巻いて励振させ、これら二つの磁路に生じた
磁束量を、それぞれ別の検出コイルに検出させ其の結果
を電気的に差し引いても良い。Ａずれにしても５個のコ
イル従って３本の磁芯を用いることにより、磁気異方性
の検出は可能である。
振コイルを巻いて励振させ、これら二つの磁路に生じた
磁束量を、それぞれ別の検出コイルに検出させ其の結果
を電気的に差し引いても良い。Ａずれにしても５個のコ
イル従って３本の磁芯を用いることにより、磁気異方性
の検出は可能である。
なお、磁芯を、平面的に、直角二等辺三角形の各頂点に
配置すると、出力の処理が極めて簡単になって好都合で
ある。
配置すると、出力の処理が極めて簡単になって好都合で
ある。
第１図（ａ）は直接測定対象に接触させる、共通の高透
磁率磁性体製の基板に植設された５個のコイルと３個の
探触子を備えた本発明装置の要部正面図、第１図（ｂ）
は同じ部分の平面図である。図中、１は例えばパーマロ
イ等で作られた共通のコアベース、２ａ、２ｂ、２ｃは
やはりパーマロイ等で作られたコア、５ａｓ ５ｂ、５
ｃはコイルであって、これらのコアはコアベースに直角
に植設され、かつコア２ｂの位置で直交する二等辺を有
する直角二等辺三角形の各頂点に位置する。
磁率磁性体製の基板に植設された５個のコイルと３個の
探触子を備えた本発明装置の要部正面図、第１図（ｂ）
は同じ部分の平面図である。図中、１は例えばパーマロ
イ等で作られた共通のコアベース、２ａ、２ｂ、２ｃは
やはりパーマロイ等で作られたコア、５ａｓ ５ｂ、５
ｃはコイルであって、これらのコアはコアベースに直角
に植設され、かつコア２ｂの位置で直交する二等辺を有
する直角二等辺三角形の各頂点に位置する。
第１図（Ｃ）はコア２ａ、２Ｃにそれぞれ巻いたコイル
３ａ、５Ｃ（但し図示は省略）を磁束５ａを生ずるよう
に和動的に接続して励振コイルとした場合を示す斜視図
で、４は測定対象を示し、その他の符号は第１図（ａ）
、（ｂ）の場合と同様である。この場合、コイル５ａと
３Ｃは、磁束５ａだけでなく、直交する方向の二つの異
なった磁路Ｋ、それぞれ磁束５ｂ、５Ｃを生ずる。磁気
異方性が生じている場合は、図中に示す透磁率μ２とμ
νの値は異なっており、従ってコイル５ｂのコア２ｂに
は前記二つの磁路に生ずる磁束５ｂ、５Ｃの差の磁束が
流れることになり、それがコイル３ｂに検出される。
３ａ、５Ｃ（但し図示は省略）を磁束５ａを生ずるよう
に和動的に接続して励振コイルとした場合を示す斜視図
で、４は測定対象を示し、その他の符号は第１図（ａ）
、（ｂ）の場合と同様である。この場合、コイル５ａと
３Ｃは、磁束５ａだけでなく、直交する方向の二つの異
なった磁路Ｋ、それぞれ磁束５ｂ、５Ｃを生ずる。磁気
異方性が生じている場合は、図中に示す透磁率μ２とμ
νの値は異なっており、従ってコイル５ｂのコア２ｂに
は前記二つの磁路に生ずる磁束５ｂ、５Ｃの差の磁束が
流れることになり、それがコイル３ｂに検出される。
第１図（ｄ）はコイル５ｂ（但し図示は省略）を励振コ
イルとして、直交する二つの磁路にそれぞれ磁束ｓｃｉ
、ｓｅを生じさせた場合を示し、測定対象に磁気異方性
が生じている場合には透磁率μ２とμｍの値は異なって
いるから、これらの磁束５ｄ、５ｅをそれぞれコイル５
ａ、５ｃで検出し、検出結果を電気的に変換して差し引
けば良い。
イルとして、直交する二つの磁路にそれぞれ磁束ｓｃｉ
、ｓｅを生じさせた場合を示し、測定対象に磁気異方性
が生じている場合には透磁率μ２とμｍの値は異なって
いるから、これらの磁束５ｄ、５ｅをそれぞれコイル５
ａ、５ｃで検出し、検出結果を電気的に変換して差し引
けば良い。
上記側れの接続法の場合でも、探触子の接触位置を少し
ずつずらせて、検出コイル出力（直交する二つの磁路に
生ずる磁束量の差に対応）最大の位置を求めれば、前記
直角二等辺三角形の二つの等辺の方向に主応力が存在す
ることになる。
ずつずらせて、検出コイル出力（直交する二つの磁路に
生ずる磁束量の差に対応）最大の位置を求めれば、前記
直角二等辺三角形の二つの等辺の方向に主応力が存在す
ることになる。
第２図（ａ）は上記ｔａ１図（Ｃ）に対応する接続図で
、コイルｘａ、３ｃは発振器８に接続されて励振コイル
として作動しており、検出コイル３ｂの出力を工まず増
幅器９により増幅され、復調器１０で発振器の電圧又は
電流と同期させて整流し、出力Ｖを得ている。
、コイルｘａ、３ｃは発振器８に接続されて励振コイル
として作動しており、検出コイル３ｂの出力を工まず増
幅器９により増幅され、復調器１０で発振器の電圧又は
電流と同期させて整流し、出力Ｖを得ている。
第２図（ｂ）は上記第１図（ｄ）に対応する接続図で、
コイル３ｂを発振器８に接続して励振コイルとして作動
させ、互いに直交する方向の二つの磁路に生じた磁束は
それぞれコイル５８１５Ｃに検出され、増幅器９、復調
器１０を介して、出力■を得ている。
コイル３ｂを発振器８に接続して励振コイルとして作動
させ、互いに直交する方向の二つの磁路に生じた磁束は
それぞれコイル５８１５Ｃに検出され、増幅器９、復調
器１０を介して、出力■を得ている。
第３ 図（ａ）はシャフト６にねじりトルノアａ。
７ｂを加え℃いる状態を示す。そうすると、第５図（ｂ
）に示すように、最大剪断応力τ１が発生し、このτ１
に対して４５度の方向に主応力σい一σ１が発生する。
）に示すように、最大剪断応力τ１が発生し、このτ１
に対して４５度の方向に主応力σい一σ１が発生する。
シャフトの直径をｄ、トルクをＴとすると、
第４図は７本発明装置の探触子を上記シャフト６に接触
させて測定位置に置いた状態を示し、前記の如く、応力
と透磁率は比例するから、ｔａｙｓ−μｙ＝ＫＣ十ａｔ
）−Ｋ （−ｃｒｔ）−Ｋ・２σ。
させて測定位置に置いた状態を示し、前記の如く、応力
と透磁率は比例するから、ｔａｙｓ−μｙ＝ＫＣ十ａｔ
）−Ｋ （−ｃｒｔ）−Ｋ・２σ。
となるので、出力ｖ０は
ｖｏ＝ＫＯ（μ２−μｙ ） ＝に６ （２ａｌ ）
（Ｋｏは比例常数）π ３ となり、ｒ＝σ１・−ｄであるから １に のように本発明装置の探触子は５本なので、測定対象磁
性構造材の表面が平面でなく、シャフトのような円筒面
の場合も、穴のような凹み、球面等の一般的な曲面の場
合でも、また凹凸のような複雑な曲面の場合であっても
、３本の探触子を全て完全に測定対象表面に接触させる
ことが可能であるから、変動の少ない安定した信頼性の
高い測定値が得られる。
（Ｋｏは比例常数）π ３ となり、ｒ＝σ１・−ｄであるから １に のように本発明装置の探触子は５本なので、測定対象磁
性構造材の表面が平面でなく、シャフトのような円筒面
の場合も、穴のような凹み、球面等の一般的な曲面の場
合でも、また凹凸のような複雑な曲面の場合であっても
、３本の探触子を全て完全に測定対象表面に接触させる
ことが可能であるから、変動の少ない安定した信頼性の
高い測定値が得られる。
なお、測定直前に、前記１９８３年９月１０日電気学会
マグネティックス研究会費１ｉ１ＭＡＣ）−８５−８７
に記載されているように交流で脱磁しておけば、正確に
応力を測定できる。
マグネティックス研究会費１ｉ１ＭＡＣ）−８５−８７
に記載されているように交流で脱磁しておけば、正確に
応力を測定できる。
以上説明したように本発明によれば、測定対象磁性構造
体の表面が曲面をなしている場合でも、装置の探り子を
密着させることが可能で、正確な信頼できる測定結果が
得られろ。
体の表面が曲面をなしている場合でも、装置の探り子を
密着させることが可能で、正確な信頼できる測定結果が
得られろ。
第１図（ａ）は３個のコイルと３個の探触子を備えた本
発明装置の要部正面図、第１図（ｂ）は同じ部分の平面
図、第１図（Ｃ）はコア２ａ、２Ｃに巻いたコイル５ａ
、５ｃを磁束５ａを生ずるように和動的に接続し℃励振
コイルとした場合を示す斜視図、第１図（ｄ）はコア２
ｂＫ巻いたコイル３ｂを励振コイルとして、直交する二
つの磁路にそれぞれ磁束５ｄ、５ｅを生じさせた場合を
示す斜視図、第２図（ａ）は上記第１図（Ｃ）に対応す
る接続図、第２図（ｂ）は上記第１図（ｄ）に対応する
接続図、第３図（ａ）はシャフトにねじりトルクを加え
ている状態を示す図、第３図（ｂ）は最大剪断応力に対
して４５度の方向に主応力が発生している状況を示す図
、第４図は本発明に係る探触子を前記シャフトに接触さ
せて測定位置に置いた状態を示す図である。 １・・・・・・コアペース、 ２ ａ、 ２ ｂ１２ Ｇ＝−−−−−：ｒ ７．３ａ
、５Ｊｓｃ・・・・・・コイル、 ４・・・・・・測定対象、 ５ ａ、 ５ ｂ、 ５ Ｃ，５ｄ、 ５ ｅ、、、、
、、磁束、６・・・・・・シャフト、 ７ａ１７ｂ・・・・・・ねじりトルク、８・・−・・発
振器、 ９・・・・・・増幅器、 １０・・・・・・復調器、 ■。・・・・・・出力、 τ、・・・・・・最大剪断応力、 σ、・・・・・・主応力。 １・、 １゛１ ＼、 ・
発明装置の要部正面図、第１図（ｂ）は同じ部分の平面
図、第１図（Ｃ）はコア２ａ、２Ｃに巻いたコイル５ａ
、５ｃを磁束５ａを生ずるように和動的に接続し℃励振
コイルとした場合を示す斜視図、第１図（ｄ）はコア２
ｂＫ巻いたコイル３ｂを励振コイルとして、直交する二
つの磁路にそれぞれ磁束５ｄ、５ｅを生じさせた場合を
示す斜視図、第２図（ａ）は上記第１図（Ｃ）に対応す
る接続図、第２図（ｂ）は上記第１図（ｄ）に対応する
接続図、第３図（ａ）はシャフトにねじりトルクを加え
ている状態を示す図、第３図（ｂ）は最大剪断応力に対
して４５度の方向に主応力が発生している状況を示す図
、第４図は本発明に係る探触子を前記シャフトに接触さ
せて測定位置に置いた状態を示す図である。 １・・・・・・コアペース、 ２ ａ、 ２ ｂ１２ Ｇ＝−−−−−：ｒ ７．３ａ
、５Ｊｓｃ・・・・・・コイル、 ４・・・・・・測定対象、 ５ ａ、 ５ ｂ、 ５ Ｃ，５ｄ、 ５ ｅ、、、、
、、磁束、６・・・・・・シャフト、 ７ａ１７ｂ・・・・・・ねじりトルク、８・・−・・発
振器、 ９・・・・・・増幅器、 １０・・・・・・復調器、 ■。・・・・・・出力、 τ、・・・・・・最大剪断応力、 σ、・・・・・・主応力。 １・、 １゛１ ＼、 ・
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、磁性構造材に応力が存在すると磁気ひずみ効果によ
って磁性が変化することを利用して、磁性構造材の磁気
異方性を検出することにより、構造材内の応力を測定す
るようにした電磁式応力測定器において、測定対象磁性
構造材に直接接触させて磁気異方性検出のための磁気回
路を完成させるのに用いる探触子部分を、共通の高透磁
率磁性体基板に植設した、２個の励振コイルと１個の検
出コイル、又は、１個の励振コイルと２個の検出コイル
の、合計３個のコイルの磁芯のそれぞれ半球形に成形し
た端部で構成したことを特徴とする電磁式応力測定器。 ２、３個のコイルの磁芯が、平面的には、頂角が直角を
なす２等辺三角形の各頂点に配置されている特許請求の
範囲第１項記載の電磁式応力測定器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25918484A JPS61138134A (ja) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | 電磁式応力測定器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25918484A JPS61138134A (ja) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | 電磁式応力測定器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61138134A true JPS61138134A (ja) | 1986-06-25 |
Family
ID=17330533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25918484A Pending JPS61138134A (ja) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | 電磁式応力測定器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61138134A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6351379A (ja) * | 1986-08-22 | 1988-03-04 | Idemitsu Kosan Co Ltd | トリアジン誘導体，その製造方法およびそれを有効成分とする除草剤 |
| WO2020258895A1 (zh) * | 2019-06-28 | 2020-12-30 | 苏州大学 | 一种具有高灵敏度的漏磁检测探头 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5943323A (ja) * | 1982-09-06 | 1984-03-10 | Nissan Motor Co Ltd | トルク検出装置 |
-
1984
- 1984-12-10 JP JP25918484A patent/JPS61138134A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5943323A (ja) * | 1982-09-06 | 1984-03-10 | Nissan Motor Co Ltd | トルク検出装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6351379A (ja) * | 1986-08-22 | 1988-03-04 | Idemitsu Kosan Co Ltd | トリアジン誘導体，その製造方法およびそれを有効成分とする除草剤 |
| JPH0753719B2 (ja) * | 1986-08-22 | 1995-06-07 | 出光興産株式会社 | トリアジン誘導体，その製造方法およびそれを有効成分とする除草剤 |
| WO2020258895A1 (zh) * | 2019-06-28 | 2020-12-30 | 苏州大学 | 一种具有高灵敏度的漏磁检测探头 |
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