JPH0313536B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0313536B2 JPH0313536B2 JP56084743A JP8474381A JPH0313536B2 JP H0313536 B2 JPH0313536 B2 JP H0313536B2 JP 56084743 A JP56084743 A JP 56084743A JP 8474381 A JP8474381 A JP 8474381A JP H0313536 B2 JPH0313536 B2 JP H0313536B2
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- Japan
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- cable
- tension
- vibration
- voltage
- fundamental frequency
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/04—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands
- G01L5/042—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands by measuring vibrational characteristics of the flexible member
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、移動中のケーブル張力、特に海底ケ
ーブル布設時のケーブル張力測定に用いる張力計
測装置に関するものである。
ーブル布設時のケーブル張力測定に用いる張力計
測装置に関するものである。
従来、ケーブル張力を測定する方法として、第
１図に示すように、ケーブル１を支点機構２によ
つてその一点を支持し、支点機構２の下部に接し
てロードセル３を設けたものにより測定する方法
がある。すなわちケーブル張力Ｔによつて支点機
構を介してロードセルに加わる圧縮力Ｗは、ケー
ブルの張る角度θ1，θ2に応じて Ｗ＝Ｔ（sinθ1＋sinθ2） となるが、この関係により、計測した圧縮力Ｗか
らケーブル張力Ｔを得るものである。しかしなが
らこの方法では、ケーブルの自重、鉛の動揺のた
め、ケーブル張力に依存してケーブルの張る角θ
が変動することと、支点機構２の自重とケーブル
の自重により特に船の動揺に応じて慣性力がロー
ドセル３に作用する点で測定の誤差が大きい。
１図に示すように、ケーブル１を支点機構２によ
つてその一点を支持し、支点機構２の下部に接し
てロードセル３を設けたものにより測定する方法
がある。すなわちケーブル張力Ｔによつて支点機
構を介してロードセルに加わる圧縮力Ｗは、ケー
ブルの張る角度θ1，θ2に応じて Ｗ＝Ｔ（sinθ1＋sinθ2） となるが、この関係により、計測した圧縮力Ｗか
らケーブル張力Ｔを得るものである。しかしなが
らこの方法では、ケーブルの自重、鉛の動揺のた
め、ケーブル張力に依存してケーブルの張る角θ
が変動することと、支点機構２の自重とケーブル
の自重により特に船の動揺に応じて慣性力がロー
ドセル３に作用する点で測定の誤差が大きい。
この他に、ケーブルをその固有または基本周波
数で振動するよう励振し、ケーブルの振動周波数
を張力の表示として測定する方法が提案されてい
る。またケーブルを励振する機構も従来から幾つ
か提案されているが、何れも装置が複雑で消費電
力も大きかつた。特に海底ケーブルのように大径
で重量も大きく、振れや振動のある船上において
張力測定を行なう場合に対して、ケーブルをその
固有または基本周波数で振動するよう励振するこ
とは極めて困難である。
数で振動するよう励振し、ケーブルの振動周波数
を張力の表示として測定する方法が提案されてい
る。またケーブルを励振する機構も従来から幾つ
か提案されているが、何れも装置が複雑で消費電
力も大きかつた。特に海底ケーブルのように大径
で重量も大きく、振れや振動のある船上において
張力測定を行なう場合に対して、ケーブルをその
固有または基本周波数で振動するよう励振するこ
とは極めて困難である。
本発明は海底ケーブル（以下単にケーブルとい
う。）を布設する作業船に搭載し、布設状況を監
視するための簡易な小形のケーブル張力計測装置
であり、ケーブルを励振することなく、布設中の
ケーブルに恒常的に生じている微小振幅の複合振
動をケーブルに接触することなく検出し、この中
よりろ波器によつてケーブル振動の基本周波数成
分を抽出して、これよりケーブル張力を得るよう
にしたケーブル張力計測装置を提供するものであ
つて、以下図面について詳細に説明する。
う。）を布設する作業船に搭載し、布設状況を監
視するための簡易な小形のケーブル張力計測装置
であり、ケーブルを励振することなく、布設中の
ケーブルに恒常的に生じている微小振幅の複合振
動をケーブルに接触することなく検出し、この中
よりろ波器によつてケーブル振動の基本周波数成
分を抽出して、これよりケーブル張力を得るよう
にしたケーブル張力計測装置を提供するものであ
つて、以下図面について詳細に説明する。
第２図は本発明の実施例であつて、４，５は間
隔を隔てて配設されたケーブル１の支持部材であ
る。６は光学的変位計よりなる非接触形振動測定
器であつて、この振動測定器６はケーブルの側面
と背景との間にできる明暗のエツジのケーブル長
手方向に垂直な方向の変位を計測すするように配
設することによつてケーブルの移動中その微小振
動を検出できる。８は検出された振動の波形か
ら、支持部材４，５間のケーブル部分の基本周波
数のみを抽出する低周波ろ波器である。９はろ波
器８で抽出されたケーブル部分の基本周波数から
ケーブル張力値に変換する周波数−張力変換器で
あつて、周波数に比例した電圧に変換する周波数
−電圧変換器９ａと、この変換器９ａで変換され
た電圧を自乗してケーブル張力値に比例した値と
するための自乗増幅器９ｂと、ケーブル種類毎
の、ケーブル張力と固有振動数との関係で決る定
数を予め入力した定数選択器９ｃと、張力表示部
９ｄとよりなる。
隔を隔てて配設されたケーブル１の支持部材であ
る。６は光学的変位計よりなる非接触形振動測定
器であつて、この振動測定器６はケーブルの側面
と背景との間にできる明暗のエツジのケーブル長
手方向に垂直な方向の変位を計測すするように配
設することによつてケーブルの移動中その微小振
動を検出できる。８は検出された振動の波形か
ら、支持部材４，５間のケーブル部分の基本周波
数のみを抽出する低周波ろ波器である。９はろ波
器８で抽出されたケーブル部分の基本周波数から
ケーブル張力値に変換する周波数−張力変換器で
あつて、周波数に比例した電圧に変換する周波数
−電圧変換器９ａと、この変換器９ａで変換され
た電圧を自乗してケーブル張力値に比例した値と
するための自乗増幅器９ｂと、ケーブル種類毎
の、ケーブル張力と固有振動数との関係で決る定
数を予め入力した定数選択器９ｃと、張力表示部
９ｄとよりなる。
つぎにこのような構成よりなる張力計測装置の
動作を説明する。
動作を説明する。
両支持部材４，５間におけるケーブル１の長手
方向に垂直な方向のケーブル偏位を検出する振動
測定器６によれば、ケーブルの移動中に生ずる微
小振動を検出することができる。
方向に垂直な方向のケーブル偏位を検出する振動
測定器６によれば、ケーブルの移動中に生ずる微
小振動を検出することができる。
このように検出されるケーブルの振動には、船
体のエンジン、動揺のような外力による振動、支
持部材４，５間に挾まれた測定区間以外から伝播
して来る振動、ケーブル走行に伴なう振動などが
複合的に含まれている。その中から基本周波数の
みをろ波器８によつて抽出することは容易であ
る。
体のエンジン、動揺のような外力による振動、支
持部材４，５間に挾まれた測定区間以外から伝播
して来る振動、ケーブル走行に伴なう振動などが
複合的に含まれている。その中から基本周波数の
みをろ波器８によつて抽出することは容易であ
る。
本願発明の対象としている海底ケーブルの場合
にはそれまでの布設作業の経験から海底ケーブル
の自重と布設海域の水深とから作業船上における
ケーブル張力が略予測できる。したがつて前記複
合的振動からその基本周波数成分を抽出するため
には、予め想定されるケーブル張力から計算され
るケーブル振動の基本周波数を中心としてある帯
域幅をもたせた周波数範囲にろ波器８の通過帯域
を設定して置けば良い。このような手順によつて
予想張力に近い値の実際のケーブル張力によつて
決まる振動周波数を他の周波数成分から分離して
抽出することができる。ろ波器８によつて抽出さ
れた基本周波数は、周波数−電圧変換器９ａでそ
の周波数に比例した電圧に変換され、この電圧が
自乗増幅器９ｂで自乗されてケーブル張力値に比
例した値となる。一方ケーブル種類毎のケーブル
張力と固有振動数の関係で決る定数を定数選択器
９ｃに入力しておき、そのときのケーブル種類に
応じた比例定数を選ぶようにすると、張力表示部
９ｄにはケーブル張力が表示される。
にはそれまでの布設作業の経験から海底ケーブル
の自重と布設海域の水深とから作業船上における
ケーブル張力が略予測できる。したがつて前記複
合的振動からその基本周波数成分を抽出するため
には、予め想定されるケーブル張力から計算され
るケーブル振動の基本周波数を中心としてある帯
域幅をもたせた周波数範囲にろ波器８の通過帯域
を設定して置けば良い。このような手順によつて
予想張力に近い値の実際のケーブル張力によつて
決まる振動周波数を他の周波数成分から分離して
抽出することができる。ろ波器８によつて抽出さ
れた基本周波数は、周波数−電圧変換器９ａでそ
の周波数に比例した電圧に変換され、この電圧が
自乗増幅器９ｂで自乗されてケーブル張力値に比
例した値となる。一方ケーブル種類毎のケーブル
張力と固有振動数の関係で決る定数を定数選択器
９ｃに入力しておき、そのときのケーブル種類に
応じた比例定数を選ぶようにすると、張力表示部
９ｄにはケーブル張力が表示される。
第３図に示すように、船上からポリエチレン外
被の外径25mm、重量0.01Kg／cmの海底ケーブル１
の布設時に、支持部材４，５間の距離を6.3ｍと
し、非接触式の振動測定器６を図のように配置し
てケーブル張力の測定実験を行なつ結果から得
た、ケーブル張力とケーブル振動の基本周波数と
の関係と、同様の関係を次式で計算した計算値と
を第４図に示す。ケーブル張力の計測は、ケーブ
ル先端が海底面に着底しないで海中に自重で垂れ
下がつた状態の時に行なつた。
被の外径25mm、重量0.01Kg／cmの海底ケーブル１
の布設時に、支持部材４，５間の距離を6.3ｍと
し、非接触式の振動測定器６を図のように配置し
てケーブル張力の測定実験を行なつ結果から得
た、ケーブル張力とケーブル振動の基本周波数と
の関係と、同様の関係を次式で計算した計算値と
を第４図に示す。ケーブル張力の計測は、ケーブ
ル先端が海底面に着底しないで海中に自重で垂れ
下がつた状態の時に行なつた。
ただし、ｆは基本周波数、は支持部材間距離
（630cm）、γはケーブルの単位長重量（0.01Kg／
cm）、ｇは重力の加速度（980cm／sec2）である。
（630cm）、γはケーブルの単位長重量（0.01Kg／
cm）、ｇは重力の加速度（980cm／sec2）である。
上記の実験結果から、ケーブル張力がケーブル
の振動の基本周波数の自乗によい精度で比例し、
測定値と計算値とがよく一致していることが確か
められた。
の振動の基本周波数の自乗によい精度で比例し、
測定値と計算値とがよく一致していることが確か
められた。
第５図は上記の実験において、ケーブルの自由
振動波形を計測した結果の一例を示し、またこの
波形を周波数分析した結果を第６図に示す。波、
うねりにより動揺し、またエンジン等により振動
する船上で、ケーブルに特別な励振を施さずにケ
ーブル振動の基本周波数を確実に把握することが
できた。
振動波形を計測した結果の一例を示し、またこの
波形を周波数分析した結果を第６図に示す。波、
うねりにより動揺し、またエンジン等により振動
する船上で、ケーブルに特別な励振を施さずにケ
ーブル振動の基本周波数を確実に把握することが
できた。
以上のように本発明によれば、ケーブルを強制
的に振動することなく、二つの支持部材間におい
てケーブルに生じている微小振幅からケーブル張
力を精度よく計測し得る。従つて海底ケーブルの
ような大口径で非常に高い張力を受けるものにお
いても簡単、安全に、また測定のために外被に損
傷を与えることなく測定することができ、ケーブ
ル布設工事の安全性向上、布設制御の向上による
経済化を図ることができる。
的に振動することなく、二つの支持部材間におい
てケーブルに生じている微小振幅からケーブル張
力を精度よく計測し得る。従つて海底ケーブルの
ような大口径で非常に高い張力を受けるものにお
いても簡単、安全に、また測定のために外被に損
傷を与えることなく測定することができ、ケーブ
ル布設工事の安全性向上、布設制御の向上による
経済化を図ることができる。
第１図は従来の海底ケーブル張力測定方法の説
明図、第２図は本発明の実施例の構成図、第３図
は本発明による海底ケーブル布設時のケーブル張
力測定実験状態の説明図、第４図は第３図に示す
状態で実験した結果から得たケーブル張力とケー
ブル振動の基本周波数との関係およびこれらの関
係の計算式による計算値とを示す曲線図、第５図
は第３図に示す状態でのケーブル張力測定時のケ
ーブルの自由振動波形図の一例、第６図は第５図
の波形の波形分析図である。 １……ケーブル、４，５……支持部材、６……
振動測定器、８……ろ波器、９……周波数−張力
変換器、９ａ……周波数−電圧変換器、９ｂ……
自乗増幅器、９ｃ……定数選択器、９ｄ……張力
表示器。
明図、第２図は本発明の実施例の構成図、第３図
は本発明による海底ケーブル布設時のケーブル張
力測定実験状態の説明図、第４図は第３図に示す
状態で実験した結果から得たケーブル張力とケー
ブル振動の基本周波数との関係およびこれらの関
係の計算式による計算値とを示す曲線図、第５図
は第３図に示す状態でのケーブル張力測定時のケ
ーブルの自由振動波形図の一例、第６図は第５図
の波形の波形分析図である。 １……ケーブル、４，５……支持部材、６……
振動測定器、８……ろ波器、９……周波数−張力
変換器、９ａ……周波数−電圧変換器、９ｂ……
自乗増幅器、９ｃ……定数選択器、９ｄ……張力
表示器。
Claims (1)
- １ 張力を計測すべき海底ケーブル部分を互いに
間隔の隔つた二個所でそれぞれ支持する支持部材
と、これら両支持部材間で支持される前記海底ケ
ーブルの長手方向と直交する方向の微小振動を前
記海底ケーブルに接触することなく検出するケー
ブル振動測定器と、該振動測定器で検出したケー
ブル振動信号の基本周波数成分のみを抽出するろ
波器と、該ろ波器で抽出したケーブル振動の基本
周波数を該基本周波数に比例した電圧に変換する
周波数−電圧変換器、該電圧変換器で変換された
電圧をケーブル張力値に比例変換するための前記
電圧の自乗増幅器、ケーブル種類毎のケーブル張
力と固有振動数との関係で決まる定数を予め入力
した定数選択器および張力値を表示する張力表示
部よりなる周波数−張力変換器とを備えたことを
特徴とする海底ケーブル張力計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56084743A JPS57199928A (en) | 1981-06-02 | 1981-06-02 | Measuring device for cable tension |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56084743A JPS57199928A (en) | 1981-06-02 | 1981-06-02 | Measuring device for cable tension |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57199928A JPS57199928A (en) | 1982-12-08 |
| JPH0313536B2 true JPH0313536B2 (ja) | 1991-02-22 |
Family
ID=13839165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56084743A Granted JPS57199928A (en) | 1981-06-02 | 1981-06-02 | Measuring device for cable tension |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57199928A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6129728A (ja) * | 1984-07-20 | 1986-02-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 張力測定方法 |
| US4565099A (en) * | 1984-09-04 | 1986-01-21 | Smiser Industries, Inc. | Method and apparatus for determining tension in a cable |
| JPS62261937A (ja) * | 1986-05-09 | 1987-11-14 | Mitsubishi Motors Corp | ベルト張力測定装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56154636A (en) * | 1980-04-30 | 1981-11-30 | Dainichi Nippon Cables Ltd | Method of measuring tension of wire |
-
1981
- 1981-06-02 JP JP56084743A patent/JPS57199928A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57199928A (en) | 1982-12-08 |
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