JPS61264201A - 導電材表面の形状測定方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は鋼などの導電材による構造物表面の形状測定方
法に関するものである。

（従来技術およびその問題点） 鋼構造物の寿命予測に当たって表面の腐蝕状況の測定は
重要な判定項目の一つであり、その方法として渦電流式
変位計による非接触測定法がある。

この方法は精密測定法として知られている針を表面に接
触させて表面の凹凸に基づく針の変位量から状況を知る
ものに比べて、簡単かつ始時間で塗膜上から測定できる
工業的な方法として知られている。

この方法は例えば第１図に示すように固定された渦電流
式変位計（１）の測定子（２）を構造物表面と対向させ
て配置し、台車（３）により構造物（４）を一定方向に
移動させる。そして表面各部の凹凸に基づく測定子（２
）との対向距離の変化を、渦電流式変位計（１）の出力
端子（１ａ）の電圧Ｅ、の大きさにより検出して連続的
に構造物（４）の表面の状況を測定するものである。し
かし、この方法では小さい径の凹凸部を正確に測定しよ
うとして渦電流式変位計（１）の測定子（２）の直径を
小とする程測定精度の低下を招く大きな欠点がある。即
ち、この方法では測定子（２）の直径が大きい程励磁電
力を大にできるため、構造物（４）と測定子（２）の離
隔距離を大として測定できる。しかしその一方凹凸の径
が測定子の直径以下の場合には例えば第６図に示すよう
に針接触式方法により測定された腐蝕鋼材表面の状況を
示すＡ曲線に対して凹凸の深さまたは高さの測定精度は
図中８曲線のように凹凸の径が小さくなればなる程低下
し、遂には凹凸を見逃すことになる。そこで測定すべき
凹凸部の径に応じて測定子（２）の径を選定するが、こ
の場合測定子（２）の径が小さくなればなる程励磁電力
も小にならざるを得ないため、測定子（２）と構造物（
４）との離隔距離を小にしなければ出力コイルの検知電
圧が小となって測定できなくなる。このため第２図に示
す側断面図のように例えば直径の大きい測定子（２）′
　が測定できる径をもった同一凹部（５）を、直径の大
きい測定子（２）′　と直径の小さい測定子（２）とで
測定した場合には、小さい直径の場合の方が凹部（５）
の深さにもとづく表面との対向距離の変化量が相対的に
大になる。その結果直径の大きい測定子（２）′　によ
るものに比べて小さい径の測定子（２）のものの方が漏
洩磁束φの変化量が大きくなって測定精度を低下する。

このため凹部（５）の実際の深さを示さなくなる度合が
大きくなり、真の表面形状から離れた測定結果を示すこ
とになる。

本発明は渦電流式変位計による上記のような欠点の除去
を目的としてなされたものである。

〔発明の構成〕

（発明の概要） 本発明の特徴とするところは第３図に示す原理図のよう
に、渦電流式変位計（１）の検知電圧を用いて、構造物
（４）の表面から測定子（２）までの離隔距離りが常に
一定になるように制御し、その基準値（図中点線）Ｌ５
からの測定子（２）の上下変位量φから構造物（４）の
表面形状を知るようにした点にある。

このようにすれば構造物（４）の表面と測定子（２）の
離隔距離は常に一定であるので、直径の小さい測定子（
２）をもつ渦電流式変位計を用いた場合にも漏洩磁束が
変化することがない。また直径の大きい測定子による場
合にも漏洩磁束の変化を生じないので測定の精度の向上
を図ることができる。

次に本発明の実施例について説明する。

（実施例） 第４図は本発明の一実施装置例図、第５図は回路図で、
図において（１１は渦電流式変位計であって、かくれて
見えない測定子（２）を有する。（１ａ）は出力端子、
（５）は変位計台座であって、伸縮脚（６）により構造
物（４）に跨って位置できるように形成されている。（
７）は渦電流式変位計の移動長穴、（８）は渦電流式変
位計の水平移動用ねし軸であって、移動長穴（７）を挟
んで台座（５）上に固定された軸受（９）により支承さ
れる。αωは減速機付の正逆転モータ、０υはロータリ
エンコーダであって、モータαＧ）は歯車０乃を介して
２本の移動用ねじ軸（８）を同方向に回転させる。Ｑ３
）＆よ渦電流式変位計の固定板、Ｑ４１はその支承体で
あって、これはその両端に設けた水平移動用ねじ軸（８
）に螺合された支持体Ｑつによって支持され、ねじ軸（
８）の回転により台座（５）上を左右方向に移動する。

α０は垂直移動用平歯車であって支承体Ｏａの左右に固
定される。０７）はサーボモータ、Ｑ８１はロータリエ
ンコーダであって、モータ０ηは固定板０３）上に固定
され、歯車ａｇｌを介して平歯車０［ｉ）に噛合される
。第５図においてＱΦは制御器であって、これは次の各
部からなる。（２１）は電圧比較器、（２２１は増幅器
であって、電圧比較器（２１）は基準電圧Ｅ、と渦電流
式変位計（１）の検知電圧ＥＩ）とを比較して両者の差
電圧を検出し、増幅器Ｑ２１はこの差出力電圧をサーボ
モータ０７）の駆動に必要電圧まで増幅する。（２３）
はロータリエンコーダ出力の処理回路、（社）はＸ−Ｙ
プロッタで、処理回路（至）はロークリエンコーダ０１
）と、ａ（至）の出力をアナログ化してＸ−Ｙプロッタ
に加える。

（作用） 伸縮脚（６）により台座（５）の高さおよび位置を調節
して、渦電流式変位計（１）の測定子（２）と構造物（
４）の測定面（４ａ）とが感度よく測定できる距離を隔
てて対向し、かつ測定子（２）の水平移動方向が構造物
（４）の長手方向と一致するように装置を構造物（４）
に跨らせてセントする。そこで電源を投入すると水平移
動ねじ軸（８）はモータα０）により回転し、これに螺
合された支承体００により支持された固定板０３）を介
して渦電流式変位計（１）を図中実線矢印への方向に所
要の一定速度で送る。

一方このとき渦電流式変位計（１）は第５図のように検
知電圧Ｅ、を送出して電圧比較器（２１）に入力する。

そこで今、渦電流式変位計（１）の最初の位置において
検知電圧ＥＤとの差出力電圧が零になるように基準電圧
Ｅ、を設定する。すると上記ねじ軸（８）により測定子
（２）が水平方向へ移動したとき、構造物（４）表面の
凹凸の深さまたは高さに対応して最初設定された第３図
の基準値Ｌ３からの負または正の差出力電圧（基準面よ
り凹んだとき例えば負）が電圧比較器（２＋）からサー
ボモータａηに入力される。このためサーボモータαη
は正または負の差出力分だけ正方向または逆方向に差出
力が零になるまで、即ち検知電圧Ｅｌ、を一定にするよ
うに回転して、平歯車０のなどを介して固定板（至）を
上または下に移動させる。そして固定いた（１３）に固
定された渦電流式変位計（１）を第４図中の矢印Ｂのよ
うに上または下に移動させて、構造物（４）の表面から
測定子（２）までの距離りを第３図のように一定に保つ
。

そして第５図のようにサーボモータα７）の正負回転角
度をロークリエンコーダミノにより検出し、これと水平
移動用モータαωのロークリエンコーダαυの検出出力
とを処理回路（２）に加えてそれぞれアナログ処理した
のちＸ−Ｙプロッタ（社）に加える。従って、プロッタ
（社）には、例えば第６図に示す距離と腐蝕深さく凹部
深さ）の関係を表示することができる。

（効果） 第６図においてＡ曲線は針接触式による測定結果、３曲
線は径が１４．５ｍの測定子（２）による従来方法の結
果、Ｃ曲線は径が４１１の測定子による従来方法の結果
、０曲線は径が４ｍｍの測定子による本発明方法の結果
である。この図の最凹部Ｅの結果を対比することにより
明らかなように、同じ直径（４龍）の測定子を用いた場
合にも本発明方法による結果は針接触式による結果に極
めて近く、測定子の直径を更に細くすることにより、小
さい径の凹凸をも正確に測定できることを予測できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来方法の説明図、第３図は本発
明の原理説明図、第４図、第５図および第６図は本発明
の一実施装置例図、制御回路図および測定結果を示す図
である。 （１）・・・渦電流式変位計、　（Ｉａ）・・・出力端
子、（２）・・・測定子、　（３）・・・台車、　（４
）・・・構造物、（５）・・・変位計載置板、　（６）
・・・伸縮脚、（７）・・・変位計の移動長穴、　（８
）・・・水平移動用ねし軸、　（９）・・・軸受、　α
０）・・・正逆転駆動モータ、αω・・・ロータリエン
コーダ、　Ｑ２１・・・歯車、α訃・・変位計固定板、
　Ｑ４１・・・０３）の支承体、α５）・・・αａの支
持体、　αω・・・垂直移動用平歯車、０７）・・・サ
ーボモータ、　αの・・・ロークリエンコーダ、α９）
・・・歯車、　ｅｆｌ）・・・制御器、　（２１）・・
・電圧比較器、（２２）・・・増幅器、　（２）・・・
データ処理回路、　（２４）・・・Ｘ−Ｙプロッタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）渦電流式変位計の測定子と被測定導電材表面とを
   対向させて相対移動させると共に、上記渦電流式変位計
   の検出電圧を用いて上記相対移動中被測定導電材表面と
   測定子との離隔距離が常に一定になるように制御し、測
   定子の変位量から表面形状を測定することを特徴とする
   導電材表面の形状測定方法。