JPH02120611A - 傾斜角センサ - 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、測定セル内に配設した１個の振子と振子の振
れを測定する少なくとも１個の変位センサとからなる、
特に供給管及び／又はラム穿孔機の傾斜角を測定する傾
斜角センサに関する。

［従来の技術］ かかる傾斜角センサが「開墾技術・耕地整理雑誌Ｊ　１
６．２９５〜３０３頁（１９７５）に記載しである。こ
の傾斜角センサでは測定セルがシリコン油充填室を有し
、そのなかで振子が室のほぼ頂売範囲に吊しである。電
気伝導性、強磁性又は永久磁性材料からなる振子の両側
に各１個のインダクタンス形変位センサが傾斜角センサ
の長手軸に対し角度を付けて配設してあり、この角度は
振子の最大角度振幅に概ね一致する。測定セルは傾斜角
センサのケーシング内に容易に回転可能に吊しである。

というのも振子及びその懸架点は、受容ケーシングが配
管内を前進中自己の軸線を中心に回転できるよう、その
位置に拘りなく常に測定セルの垂直な長手中立面上に位
置しなければならないからである。

この配置では、センサがどの角度位置を占めるのかに拘
りなく振子は常に垂直位置に留まる。それ故センサか振
子に対し傾くと振子は一方のインダクタンス形変位セン
サとの距離が狭まるが、他方の変位センサとの距離は拡
大する。この距離変化がセンサの角度位置を示す尺度で
あり、表示し及び／又は記録することができる。

［発明が解決しようとする課題］ このセンサの感度やインダクタンス形変位センサが振子
の振幅を測定する際の精度には、振子の長さがごく短い
ことがあり又インダクタンス形変位センサに対する振子
の相対的振幅が角度及び振子長に比例しているので、き
わめて厳しい条件が要求される。従って周知センサでは
装置価格が比較的高いにも拘らず比較的低い測定精度し
か得られない。

振子の長さが長くなればなるほど振子の線形振幅も大き
くなるとの考えから出発して、本発明は、冒頭に触れた
種類の傾斜角センサにおいて、装首価格を高くすること
なく振子の長さを十分に長くし又そのことから測定感度
及び精度を高めることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この目的の解決法は実際の長さの振子に代えて虚構の長
さの振子を使用するとの発想を基にしている。

この目的が、冒頭に触れた種類のセンサにおいて、振子
を本発明により測定セル内で円弧形軌道上を運動する測
定体から構成し、振子長を軌道の丸みに等しくすること
により達成される。

測定体は円弧形軌道上を滑動又は好ましくは転勤するこ
とができ、この場合有利には、管片からなる測定セルの
樽形範囲内に運動自在に配設した玉から構成することが
できる。樽形範囲のアーチの丸みはこの場合、殆ど任意
の長さとすることができる振子長に一致させる。樽形範
囲のアーチの丸みが事実上測定セルの大きさに依存しな
いので、センサが僅かな角度傾いただけでも玉が大ぎく
振れ、その結果測定値が犬ぎく変化するよう、いずれに
しても測定セルの直径よりかなり大きな丸みを選定する
ことができる。測定セル内で樽形範囲の輪郭が測定セル
の長手軸を基準に回転対称であり又インダクタンス形変
位センサが好ましくは測定セルの長手軸上に配設しであ
るので、センサの長手軸を中心とした回転が測定結果に
影響することはない。

例えば本発明によるセンサをラム穿孔機に４！続して使
用する場合ラム穿孔機は掘進時長手軸を中心に問題なく
回転することができ、これによって測定結果に間違いが
生じることはない。

インダクタンス形変位センサが測定玉の変位に応答する
よう測定玉は電気伝導性、強磁性又は永久磁性材料から
なる。

ラム穿孔機の運転から生じる衝撃が測定結果に影響する
のを防ぐため測定セルに、温度に伴って粘度が変化する
ことの少ない液体、好ましくは油、例えばシリコン油を
充填することができる。

測定感度及び精度に要求される条件に添った有用な測定
セルは、特に玉の直径を樽形範囲最大直径の丸みに慨ね
等しくし、樽形範゛囲の軸方向長さを玉の直径の２倍に
慨ね一致させ、樽形範囲の末端に円筒穴を続け、そのな
かにインダクタンス形変位センサを配設して得られる。

［実　　施　　例コ 本発明を以下図示実施例を基に詳しく説明する。

表示・測定記録装置１がケーブル２を介し傾斜角センサ
６と接続してあり、センサ自身はラム穿孔機４に固着し
である。このラム穿孔機４は圧縮空気ホース３を介し供
給された圧縮空気により作動し、溝５から出発して地中
に導抗１２を掘削する。

センサ６と表示・記録装置１を使って水平線に対するラ
ム穿孔機４の角度位置を常時追跡し、所定の穿孔方向か
らの逸脱を修正することができる。

センサ６の核である測定セルフは樽形範囲８を有する管
片と軸方向でそれに続いた円筒穴９とからなる。樽形範
囲内に測定玉１１が配設しである。測定セルフの傾斜角
αに起因する玉１１の変位は測定玉１１の両側で円筒穴
９内に配設されたインダクタンス形変位センサ１０によ
り測定される。左側のインダクタンス形変位センサに対
してはａ−Ｘ、右側のインダクタンス形変位センサ１０
に対してはａ＋Ｘとなるこの変位は変位センサ正系の磁
束密度の変化、従ってインダクタンス形変位センサ１０
の電気的性質の変化を惹き起こす。測定用搬送窓増幅器
１３を使って両インダクタンス形変位センサ１０の電気
的性質の差が取り出される。この差が表示・記録装置１
内に生じる表示は導抗１２内での測定セル、従ってラム
穿孔機４の傾斜角の関数である。

樽形範囲８の丸みを測定セルフの直径より大きくするこ
とができるので振子長が大きくなり、従って所与の角度
αについて玉１１の変位が大きくなり、又そのことから
測定信号が太きくなり、その結果表示が明確且つ正確に
なる。

センサ６の衝撃に対する感度調節は樽形範囲８にシリコ
ン油を充填することで達成することができる。

玉１１は、インダクタンス形変位センサ１゜を使用する
場合電気伝導性、強磁性又は永久磁性材料から構成する
ことができる。但し、玉１１の変位に基く静電界の変化
に応答する容量形変位センサにも適している。

【図面の簡単な説明】

第１図は導抗内のラム穿孔機とそれに配設したセンサの
概要図、第２図はセンサの測定セルの断面概要図である
。 ４・・・ラム穿孔機　　　６・・・センサ７・・・測定
セル　　　　８・・・軌道１１・・・測定体即ち玉 Ｆｉｇ、　１ 他３名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　測定セル内に配設した１個の振子と振子の振れを測
   定する少なくとも１個の変位センサとからなる、特に供
   給管又はラム穿孔機の傾斜角を測定する傾斜角センサに
   おいて、振子が、測定セル（７）内で円弧形軌道（８）
   上を運動する測定体（１１）からなり、振子長が軌道の
   丸みに等しいことを特徴とする傾斜角センサ。 ２　測定セルが、樽形範囲（８）を有する管片（７）か
   らなり、振子が、樽形範囲（８）のアーチの丸みに一致
   した振子長を有する運動自在な玉（１１）からなること
   を特徴とする請求項１に記載のセンサ。 ３　電気伝導物質からなる測定体（１１）と、インダク
   タンス形変位センサ（１０）を特徴とする請求項１又は
   ２に記載のセンサ。 ４　測定体（１１）が強磁性体又は永久磁性体からなる
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記
   載のセンサ。 ５　測定体（１１）の両側に各１個のインダクタンス形
   センサ（１０）を配設したことを特徴とする請求項３に
   記載のセンサ。 ６　測定セル（７）に液体を充填したことを特徴とする
   請求項１ないし５のいずれか１つに記載のセンサ。 ７　玉の直径が樽形範囲（８）最大直径の丸みに概ね等
   しく、樽形範囲（８）の軸方向長さが玉の直径の２倍に
   概ね一致し、樽形範囲（８）に円筒穴（９）が続き、そ
   のなかにインダクタンス形変位センサ（１０）が配設し
   てあることを特徴とする請求項２ないし６のいずれか１
   つに記載のセンサ。