JPS63120211A - 管変形測定装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ポーリング孔の大曲がりや地中埋設管の変形
等を測定する装置に関し、更に詳しくは、開な材料でで
きた複数の測定用ロンドを屈曲自在の変形検出部で連結
して被測定管内に挿入し、該変形検出部に組み込んだ２
〜３個の回転変位センサで回転角度を測定することによ
り被測定管の変形を測定できるようにした装置に関する
ものである。

［従来の技術］ 従来、ポーリング孔の孔面がりや地中埋設管の変形等を
測定するには傾斜計が多く用いられている。この種の計
器において、鉛直面内における傾斜は重力を利用しサー
ボアクセロメタ−やポテンショメタ−等により正確に測
定されるが、水平方向の変位測定にはそれらが使えずフ
ラックスゲート型の磁束計等のような地磁気センサが使
用される。

被測定管の変形は、傾斜計を開口端から挿入して挿入量
毎の傾斜量を計ること（挿入式測定法）によって、ある
いは多数の傾斜計を数珠つなぎにして収容し各部位での
傾斜量を計ること（固定式測定法）によって行われる。

［問題点を解決するための手段］ 従って被測定管が水平方向に埋設されている鉄管のよう
な場合には方位（水平方向の変位）は測定できず、また
例え被測定管が非磁性材で構成されていても近くに磁性
材が埋設されていたり、あるいは地磁気の乱れがあると
同様に方位を特定することができない８方位の測定装置
として他にジャイロコンパス等もあるが、かなり大型に
なるため細い管には適用できず、しがも精度が悪い欠点
がある。

また従来の傾斜計を用いる測定では、被測定管として予
め所定の溝を形成したケーシングを用い、その溝に測定
プローブの車輪を嵌め込んで溝に沿わせて挿入するので
、ケーシングが捩れている場合にはその捩れを測定でき
ないため測定誤差を生じ、溝から車輪が脱線することも
しばしばで、そのため更に大きな測定誤差が生じ、何度
も測定作業を繰り返さなければならなくなる等の問題も
ある。

本発明のＩＩ的は、上記のような従来技術の欠点を解消
し、任１窃の材質並び任意の形状の被測定管に対応でき
、それが水平方向に配置されている場合でも管の曲がり
や捩れ等も含めて被測定管の変形を容易に且つ正確に測
定することが可能となるような装置を提供することにあ
る。

［問題点を解決するためのｆ段］ 上記のような目的を達成することのできる本発明は、剛
な材料からなる複数の測定用ロッド間を屈曲自在の変形
検出部を介して連結した構造の管変形測定装置である。

ここで各測定用ロッドは、被測定管内でその軸に垂直な
面内での位置を一定に保つセントライザーの如き位置決
め機構を備えている。また変形検出部は、測定用ロッド
間を結合する複数個の回転変位センサを備え、それら回
転変位センサを互いに９０度異なる向きに自在継手式に
組み合わせた構造である。この回転変位センサとしては
、例えばロータリー・ポテンショメータや光電式あるい
は磁気式等のロータリー・エンコーダ等が利用できる。

より望ましい実施態様としては、３個の回転変位センサ
を互いに直交するよう軸方向にずらせて縦続接続し、そ
れらによって２軸の屈曲量と捩れ量を検出できるように
した構成がある。

［作用〕 変形検出部の両側に位置する測定用ロンドは、それぞれ
その位置決め機構によって被測定管内で中心軸に垂直な
面内での位置が一定に保たれる。測定用ロッドは剛性材
料から構成されているから、被測定管に曲がり等の変形
があると、その変形は屈曲自在の変形検出部の変形とな
って現れる。変形検出部には回転変位センサが組み込ま
れており、それが被測定管の曲がり等の変形に応じて相
対的な同転変位を生じる。その回転角度に比例した信号
が出力されるから、それによって被測定管の変形を外部
から測定することができる。

回転変位センサをその向きが互いに直交するように３個
連結して組み合わせれば、２軸の屈曲量と慢れ量を同時
に検出することができるし、２個設けておけば２軸の屈
曲量あるいはｌ軸の屈曲量と模れ量を検出することがで
きる。

［実施例］ 第１図は本発明に係る管変形測定装置の一実施例を示す
説明図であり、第２図はその［１−１１断面図である。

この実施例は」＝中で水平に埋設された被測定管１０の
変形を測定するものであり、挿入式の測定装置である。

被測定管１０は土中に埋設されており、その断面は第２
図からも明らかなように従来技術と同様９０度毎に対称
的な４条の１１２を形成した構造である。さて本装置は
、開な材料からなる２本の測定用ロッド１４を有し、各
測定用ロッドＩ４は被測定管ｌＯの内部でその軸に垂直
な面内での位置を一定に保つ位置決めＷ　Ｗとしてセン
トライザー１６を備えている。そしてこのセントライザ
ー１６が被測定管１ｏの溝１２に嵌入し、測定用ロッド
１４を常に中心軸上で保持するとともに軸回りの回転を
阻止する。

再測定用ロフト１４の間は変形検出部］８により連結さ
れ、一方の測定用ロッド１６の端部に挿入用ロフト２０
が取り付けられて、それにより開口端側から押し込んで
被測定管内を自由に移動できるように構成される。

さて未発明における変形検出部の一例を第３図および第
４図に示す。この実施例では変形検出部１Ｂは３個の回
転変位センサ２２，２４゜２６と、それらを互いに結合
する２個の連結部２８．３０とを有する０回転変位セン
サとしては、高精度が必要な場合には光学式のロータリ
ー・エンコーダが望ましいが、磁気式ロータリー・エン
コータヤロータリー・ボテンシッメータ等を使用するこ
ともできる７ ３個の回転変位センサ２２．２４．２６はいずれも中心
軸」：に並べて配列されており、自在継手のように互い
にそのシャフト部の向きが９０度異なるように取り付け
られている。第１の同転変位センサ２２は、シャフト部
が左右水平方向（中心軸に直交する方向）を向くように
位置し、そのシャフト部が第１の連結部２日と一体とな
っており、周辺部が図面左手側の測定用ロッド１４に結
合されている。第２の回転変位センサ２４は、シャフト
部が中心軸上に位置し第１の連結部２８と一体になって
おり、周辺部が第２の連結部３０に結合される。第３の
回転変位センサ２６は、シャフト部が上下方向を向き第
２の連結部３０と一体となっており、周辺部は図面右手
側の測定用ロッド１４に固定されている。そしてこれら
３個の回転変位センサおよび２個の連結部の外側は可撓
性の保ｆｆｉ管３２で密封される。この可撓性の保護管
３２は、例えばピアノ線をスパイラル状に配設してゴム
内部に埋設した構造とし、曲げや捩れ等によって潰れな
いようにするのが望ましい。

各回転変位センサは、そのシャフト部と周辺部とが相対
的に回転自在であり、それらの相対的な回転角度に比例
した信号がディジタル式であるいはアナログ式で出力さ
れ、それによって両測定ロンド間の曲げ角度や捩れ角度
が求められる。

なお本実施例では各測定用ロッドはいずれも中実構造と
して描いであるが、中空ＩｌＩ造にして内部に回転変位
センサのプリアンプを内蔵させたり、ケーブルを通す構
造が好ましい。

さて、このように構成した本装置の動作並びにその使用
手順は次の如くである。第１図において挿入用ロフト２
０を使用して本装置を被測定管１０内に開口端側から押
し込んでいく、測定用ロッド１４はそのセントライザー
１６が被測定管ｌＯの溝１２に嵌まり込んでそれに沿っ
て相対的に回動することなく移動する。

再測定用ロッド１４は変形検出部１８を介して相対的に
変位・変向できるように構成されているから、被測定管
１０の変形に倣って常にその中心軸上に位置し続ける。

従って地盤の変形等により被測定管１０に曲がりや捩れ
等の変形があると、その変形は変形検出部１８の回転変
位センサ２２，２４．２６の角度変化となって現れる。

従って第１の回転変位センサ２２によって上下方向の角
度を検出でき、第２の回転変位センサ２４によって捩れ
角度を検出でき、また第３の回転変位センサ２６によっ
て左右方向の角度を検出することができる。これらの測
定（直はそれぞれ独立しており、それら３個の回転変位
センサからの出力を総合することによって被測定管の２
軸の曲がり量と捩れ量を測定することができる。このよ
うにして測定用ロッド２０により測定点を変えながら測
定を続けると、被測定管１０の変形を正確に求めること
ができる。

第５図は本発明の他の実施例を示すものであり、固定式
測定法の場合の一例である。これは被測定管１０内に多
数の測定用０７１１４間にそれぞれ変形検出部１８を介
在させて挿入したままにしておき各変形部の変形量を測
定する構成である。装置各部は基本的には前記実施例の
場合と同様であってよいから、対応する部分には同一符
号を付し、それらについての詳細な説明は省略する。

以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発
明はこのような構成のみに限定されるものでないこと無
電である。捩れを検出する必要がない場合には、シャフ
ト部が左右方向と上下方向を向くような２個の回転変位
センサ（前記実施例で言えば符号２２．２６で示すセン
サ）のみ組み合わせた構造でよく、また被測定管を溝付
き構造にしなくてもよい、従って既設の埋設管等の変形
測定にも適用できる。

測定用ロンドに取り付ける位置決め機構としてはバネ式
のセントライザーでもよいし車輪方式等でもよく、場合
によってはバネ等により測定用ロッドを一方の壁面に押
し付けて一定位置に保つような構成とすることもできる
。

［発明の効果］ 本発明は上記のように位置決め機構を備え剛な材料から
なる複数の測定用ロフト間を２〜３個の回転変位センサ
を介して連結した構造だから、被測定管の材質の影響を
受けず鉄管内でも測定することができるし、また地磁気
等の影響も受けず、そのため既設の水平管等の曲がりも
容易に測定することができる効果がある。

更に本発明では回転変位センサの取り付は方向によって
は、ケーシングが捩れた場合でもその捩れも含めて測定
することが可能となり、曲がりの測定誤差が大きくなる
こともないし、構造が洒単で、しかも操作し易いなど甚
だすぐれた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る管変形測定装置の一実施例を示す
説明図、第２図はその■−■断面図、第３図は本発明に
係る管変形測定装置の変形検出部の詳細な一例を示す説
明図、第４図はそのＩＶ−ＩＶ断面図、第５回は本発明
に係る装置の他の使用状態を示す説明図である。 １０・・・被測定管、１４・・・測定用ロンド、１６・
・・セントライザー、１８・・・変形検出部、２２．２
４．２６・・・回転変位センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、被測定管内でその軸に垂直な面内での位置を一定に
   保つ位置決め機構を備え剛な材料からなる複数の測定用
   ロッドを、屈曲自在の変形検出部を介して連結してなり
   、該変形検出部は複数個の回転変位センサが互いに９０
   度異なる向きで組み合わせられていることを特徴とする
   管変形測定装置。