JPH03186725A - 磁気的応力測定方法及び磁気的応力測定装置 - Google Patents
磁気的応力測定方法及び磁気的応力測定装置Info
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- JPH03186725A JPH03186725A JP32489289A JP32489289A JPH03186725A JP H03186725 A JPH03186725 A JP H03186725A JP 32489289 A JP32489289 A JP 32489289A JP 32489289 A JP32489289 A JP 32489289A JP H03186725 A JPH03186725 A JP H03186725A
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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〕
この発明は、磁気的応力測定方法及び磁気的応力測定装
置に関する。
置に関する。
〔従来の技術］
機械装置、構造物などの応力分布状態を測定、モニタリ
ングすることは、それらの強度や耐久性を知る上で非常
に重要なことであり、その信頼性や安全性の要求に応え
るものである。
ングすることは、それらの強度や耐久性を知る上で非常
に重要なことであり、その信頼性や安全性の要求に応え
るものである。
強磁性材料に応力が加わると逆磁歪効果によって磁気異
方性が変化し、方向によって透磁率が変化する。この磁
気異方性の変化を検出することによって応力を測定する
ことができる。
方性が変化し、方向によって透磁率が変化する。この磁
気異方性の変化を検出することによって応力を測定する
ことができる。
従来の技術において、一般に磁気的応力測定器は、第１
図乃至第３図に示すようなこの発明の磁気的応力測定装
置における検出器本体ＩＯと同様の構成をしている。
図乃至第３図に示すようなこの発明の磁気的応力測定装
置における検出器本体ＩＯと同様の構成をしている。
そうして、上記の磁気的応力測定器による測定に際して
は、励磁コア１１及び検出コア１２は、夫々の両脚部の
端部１３ａ、 １５ａ；１４ａ、 １６ａが強磁性材料
試料Ｍの表面に近接するように置かれ、励磁コア１１の
両脚部の端部１３ａ、 １５ａを結ぶ線と検出コア１２
の両脚の端部１４ａ、 １６ａを結ぶ線との交点Ｏを中
心に回動される。
は、励磁コア１１及び検出コア１２は、夫々の両脚部の
端部１３ａ、 １５ａ；１４ａ、 １６ａが強磁性材料
試料Ｍの表面に近接するように置かれ、励磁コア１１の
両脚部の端部１３ａ、 １５ａを結ぶ線と検出コア１２
の両脚の端部１４ａ、 １６ａを結ぶ線との交点Ｏを中
心に回動される。
そうして、励磁コイル１７に交番励磁信号が加えられ、
励磁コア１１の両脚部１３．１５から交番磁束が強磁性
材料試料Ｍに供給される。
励磁コア１１の両脚部１３．１５から交番磁束が強磁性
材料試料Ｍに供給される。
すると、強磁性材料試料Ｍに加わる応力の方向と透磁率
とは密接々関係があるので、検出コア１２の両脚部１４
．１６に導入される磁束は、その経路と応力の方向との
交差角度、即ち経路方向の透磁率に応じて変化し、検出
コイル１８には、それに応じた誘導電圧が誘起される。
とは密接々関係があるので、検出コア１２の両脚部１４
．１６に導入される磁束は、その経路と応力の方向との
交差角度、即ち経路方向の透磁率に応じて変化し、検出
コイル１８には、それに応じた誘導電圧が誘起される。
そこで、励磁コア１１の両脚部の端部１３ａ、 ！５ａ
を結ぶ線と強磁性材料試料Ｍに加わる応力の方向との交
角をθとすると、応力の方向と励磁コア１１の両脚部の
端部１３ａ、 １５ａを結ぶ線とは、０＝０６１８００
では一致し、θ＝９０’ 、２７０’では直交しく第８
図（ａ）参照）、検出コア１２の検出コイル１８におい
て、第８図（ｂ）に示すような誘導電圧Ｖ。が検出され
る。この誘導電圧Ｖｏは、検出コイルに誘起される交番
電圧を励磁電流と同期して検波し、直流電圧にしたもの
である。
を結ぶ線と強磁性材料試料Ｍに加わる応力の方向との交
角をθとすると、応力の方向と励磁コア１１の両脚部の
端部１３ａ、 １５ａを結ぶ線とは、０＝０６１８００
では一致し、θ＝９０’ 、２７０’では直交しく第８
図（ａ）参照）、検出コア１２の検出コイル１８におい
て、第８図（ｂ）に示すような誘導電圧Ｖ。が検出され
る。この誘導電圧Ｖｏは、検出コイルに誘起される交番
電圧を励磁電流と同期して検波し、直流電圧にしたもの
である。
そうして、θ＝４５°＋ｎＸ９０’のとき、誘導電圧は
ピークを示し、その誘導電圧は応力値に対応するので、
誘導電圧から強磁性材料試料Ｍに働く応力が求められる
。
ピークを示し、その誘導電圧は応力値に対応するので、
誘導電圧から強磁性材料試料Ｍに働く応力が求められる
。
上記のような従来の技術の磁気的応力測定器は、応力が
低い場合には、誘導電圧も線形になり、応力測定に有効
であるが、応力範囲がある程度以上大きくなると、応力
履歴、磁気履歴等により、応力に対応する誘導電圧の特
性は、第１０図に示すようにヒステリシスを描き、実用
上問題がある。
低い場合には、誘導電圧も線形になり、応力測定に有効
であるが、応力範囲がある程度以上大きくなると、応力
履歴、磁気履歴等により、応力に対応する誘導電圧の特
性は、第１０図に示すようにヒステリシスを描き、実用
上問題がある。
この問題に対して、磁化装置によって応力測定範囲を飽
和磁化まで磁化させ、応力測定範囲の残留磁化や磁気履
歴による透磁率の斑を小さくする方法がある（実公昭６
２−３６１４９号公報参照）。
和磁化まで磁化させ、応力測定範囲の残留磁化や磁気履
歴による透磁率の斑を小さくする方法がある（実公昭６
２−３６１４９号公報参照）。
磁化装置により直流バイアス磁界を応力測定範囲に印加
する方法は、応力測定範囲の応力履歴、磁化履歴等によ
る検出感度斑やヒステリシスを抑制する方法であるとい
うことちできる。
する方法は、応力測定範囲の応力履歴、磁化履歴等によ
る検出感度斑やヒステリシスを抑制する方法であるとい
うことちできる。
しかし、透磁率の小さな範囲での測定になるので、感度
を大きくするのには有利ではない。又、飽和磁化の領域
まで磁化させて応力測定する必要があるため、測定対象
へ加わる力等の問題が発生する可能性がある。更に、測
定終了後、測定範囲の磁化した箇所を脱磁しておく必要
がある等、実用化する上での問題が多い。
を大きくするのには有利ではない。又、飽和磁化の領域
まで磁化させて応力測定する必要があるため、測定対象
へ加わる力等の問題が発生する可能性がある。更に、測
定終了後、測定範囲の磁化した箇所を脱磁しておく必要
がある等、実用化する上での問題が多い。
この発明による磁気的応力測定方法は、強磁性材料試料
に回転磁界を印加し、回転磁界により誘起される誘導電
圧と回転磁界の回転位置とを検出し、その誘導電圧のピ
ーク値に基づいて強磁性材料試料に働いている応力の大
きさを検出する共に誘導電圧のピーク値を呈する時点の
交番磁束に回転位置に基づいて前記応力の方向を検出す
るのに際し、回転交番磁束と同心的に回転し、且つ漸減
する脱磁交番磁界を所定時間だけ強磁性材料試料に与え
、その時間の末期において前記誘導電圧のピーク値及び
同ピーク値時点の交番磁束の回転位置を検出する。
に回転磁界を印加し、回転磁界により誘起される誘導電
圧と回転磁界の回転位置とを検出し、その誘導電圧のピ
ーク値に基づいて強磁性材料試料に働いている応力の大
きさを検出する共に誘導電圧のピーク値を呈する時点の
交番磁束に回転位置に基づいて前記応力の方向を検出す
るのに際し、回転交番磁束と同心的に回転し、且つ漸減
する脱磁交番磁界を所定時間だけ強磁性材料試料に与え
、その時間の末期において前記誘導電圧のピーク値及び
同ピーク値時点の交番磁束の回転位置を検出する。
この発明による磁気的応力測定装置は、夫々−対の磁極
を持つと共にそれらの磁極が中心点回り回転方向に交互
に配置され、一体的に中心点回りに回転駆動される励磁
コアと検出コアとから成る検出ヘッド、励磁コアの励磁
コイルへの励磁電源、励磁コア回転位置検出器及び検出
コアの検出コイルの誘導電圧検出器を具備した検出器本
体と、検出器本体の周囲に配置され回転交番磁界を発生
する複数の磁極対から成る脱磁器とから構成されている
。
を持つと共にそれらの磁極が中心点回り回転方向に交互
に配置され、一体的に中心点回りに回転駆動される励磁
コアと検出コアとから成る検出ヘッド、励磁コアの励磁
コイルへの励磁電源、励磁コア回転位置検出器及び検出
コアの検出コイルの誘導電圧検出器を具備した検出器本
体と、検出器本体の周囲に配置され回転交番磁界を発生
する複数の磁極対から成る脱磁器とから構成されている
。
測定に際して、磁気的応力測定器は、強磁性材料試料の
表面上に載置され、検出器本体は中心点回りに回転駆動
され、検出器本体の励磁コイルには交番励磁電源回路か
ら交番励磁信号が加えられる。すると、励磁コアの対向
磁極から中心点回りに回動する交番磁束が強磁性材料試
料に供給される。
表面上に載置され、検出器本体は中心点回りに回転駆動
され、検出器本体の励磁コイルには交番励磁電源回路か
ら交番励磁信号が加えられる。すると、励磁コアの対向
磁極から中心点回りに回動する交番磁束が強磁性材料試
料に供給される。
すると、検出コイルには、強磁性材料試料に加えられて
いる応力の方向に対する磁束の方向に応じた電圧が誘起
され、それが検出される。
いる応力の方向に対する磁束の方向に応じた電圧が誘起
され、それが検出される。
励磁コアの対向磁極を結ぶ線と強磁性材料試料に加わる
応力の方向との交角θは、回転位置検出器で検出され、
交角θがθ＝４５°＋ｎＸ９０゜のとき、誘導電圧はピ
ークを示し、その誘導電圧は応力値に対応するので、θ
により応力の方向が求められ、ピークの誘導電圧Ｖｍａ
ｘから応力σの大きさが求められる。
応力の方向との交角θは、回転位置検出器で検出され、
交角θがθ＝４５°＋ｎＸ９０゜のとき、誘導電圧はピ
ークを示し、その誘導電圧は応力値に対応するので、θ
により応力の方向が求められ、ピークの誘導電圧Ｖｍａ
ｘから応力σの大きさが求められる。
この際、脱磁器の複数対の脱磁コイルには、脱磁電源回
路から脱磁信号が入力され、順次位相差をもった交番電
流が流れる。それにより強磁性材料試料における応力測
定範囲には回転交番脱磁磁界が印加される。しかも、脱
磁電源回路における脱磁指令信号により電流の大きさが
所定時間で指数的に零に漸減され、即ち脱磁磁界の強さ
は漸減される。これにより強磁性材料試料における応力
測定範囲は、任意のタイミングで応力方向及び検出器本
体の回転位置に関係なく脱磁される。
路から脱磁信号が入力され、順次位相差をもった交番電
流が流れる。それにより強磁性材料試料における応力測
定範囲には回転交番脱磁磁界が印加される。しかも、脱
磁電源回路における脱磁指令信号により電流の大きさが
所定時間で指数的に零に漸減され、即ち脱磁磁界の強さ
は漸減される。これにより強磁性材料試料における応力
測定範囲は、任意のタイミングで応力方向及び検出器本
体の回転位置に関係なく脱磁される。
従って、θ＝４５°の場合の応力・誘導電圧関係ヒステ
リシス曲線は１本の、しかも原点を通る曲線とｆｌる。
リシス曲線は１本の、しかも原点を通る曲線とｆｌる。
そこで誘導電圧検出器で検出された検出コイルにおける
誘導電圧のピーク値Ｖｍａｘに基づいて、予め用意され
た応力・誘導電圧関係ヒステリシス曲線（原点通過）上
で応力σの大きさを求めることができる。
誘導電圧のピーク値Ｖｍａｘに基づいて、予め用意され
た応力・誘導電圧関係ヒステリシス曲線（原点通過）上
で応力σの大きさを求めることができる。
なお、上記の応力・誘導電圧関係ヒステリシス曲線（原
点通過）は、所定の強磁性材料試料Ｍに対し所定の方向
に種々の応力σを加えて上記の磁気的応力測定装置によ
り誘導電圧のピーク値Ｖｍａｘを測定し、キャリプレー
トすることにより求めることができる。
点通過）は、所定の強磁性材料試料Ｍに対し所定の方向
に種々の応力σを加えて上記の磁気的応力測定装置によ
り誘導電圧のピーク値Ｖｍａｘを測定し、キャリプレー
トすることにより求めることができる。
この発明の実施例を図面に従って説明する。
磁気的応力測定装置は、第１図乃至第３図に示すように
検出器本体ＩＯが脱磁器２０と組立構成されているもの
である。
検出器本体ＩＯが脱磁器２０と組立構成されているもの
である。
検出器本体ＩＯは、門型（目状）の励磁コア１１と門型
の検出コア１２とから構成され、励磁コア１１の両脚部
１３． Ｉｓは、検出コア１２の両脚部１４．１６より
長く、励磁コア１１の両脚部１３．１５と検出コア１２
の両脚部１４、１６とが同方向に向き、励磁コア１１の
両脚部１３゜１５の端部１３ａ、 １５ａと検出コア１
２の両脚部１４．１６の端部１４ａ、 １６ａとが同一
平面において互に対角線関係にある正方形状の角部位置
に位置するような関係になるように励磁コア１１が検出
コアＩ２に対して跨るようにして組立てられている。脚
部１３．１５の端部１３ａ、 １５ａを結ぶ線と脚部１
４．１６の端部１４ａ、 ＋６ａを結ぶ線とは交点、即
ち中心点Ｏで直交している。
の検出コア１２とから構成され、励磁コア１１の両脚部
１３． Ｉｓは、検出コア１２の両脚部１４．１６より
長く、励磁コア１１の両脚部１３．１５と検出コア１２
の両脚部１４、１６とが同方向に向き、励磁コア１１の
両脚部１３゜１５の端部１３ａ、 １５ａと検出コア１
２の両脚部１４．１６の端部１４ａ、 １６ａとが同一
平面において互に対角線関係にある正方形状の角部位置
に位置するような関係になるように励磁コア１１が検出
コアＩ２に対して跨るようにして組立てられている。脚
部１３．１５の端部１３ａ、 １５ａを結ぶ線と脚部１
４．１６の端部１４ａ、 ＋６ａを結ぶ線とは交点、即
ち中心点Ｏで直交している。
励磁コア１１の両脚部１３．１５には励磁コイル１７が
、検出コア１２の両脚部１４．１６には検出コイル１８
が。
、検出コア１２の両脚部１４．１６には検出コイル１８
が。
夫々一方の脚部１３．１４から他方の脚部１５．１６へ
巻き方向が逆方向になり、磁束の流れに対しては和動的
になるように巻装されている。
巻き方向が逆方向になり、磁束の流れに対しては和動的
になるように巻装されている。
励磁コイル１７には、図示しない交番励磁電源回路が接
続され、検出コイル１８には、図示しない誘導電圧検出
器が接続されている。
続され、検出コイル１８には、図示しない誘導電圧検出
器が接続されている。
励磁コイルＩ７が巻装された励磁コア１１と検出コイル
１８が巻装された検出コア１２との組立体の外側には、
円筒形の非磁性体のケーシング１９が嵌装され、非磁性
体のケーシングＩ９の上部には小径筒部をなした各コイ
ルのリード線が挿通されるリード線引出し口部１９ａが
形成されている。
１８が巻装された検出コア１２との組立体の外側には、
円筒形の非磁性体のケーシング１９が嵌装され、非磁性
体のケーシングＩ９の上部には小径筒部をなした各コイ
ルのリード線が挿通されるリード線引出し口部１９ａが
形成されている。
脱磁器２０は、第１図乃至第３図に示すような正方形状
の角部位置関係にある４本脚のテーブル状の励磁コアの
各脚部２２．２３．２４．２５には各励磁コイル２６．
２７．２８．２９が同方向に巻装されており、検出器本
体１０のリード線引出し口部１９ａが嵌合する嵌合孔３
１が穿設された天板部は、共通磁路部３０となっている
。
の角部位置関係にある４本脚のテーブル状の励磁コアの
各脚部２２．２３．２４．２５には各励磁コイル２６．
２７．２８．２９が同方向に巻装されており、検出器本
体１０のリード線引出し口部１９ａが嵌合する嵌合孔３
１が穿設された天板部は、共通磁路部３０となっている
。
脱磁器２０の脱磁コイル２６．２７．２８．２９には、
回転交番磁界を生じさせる第４図に示すような脱磁電源
回路に接続されている。
回転交番磁界を生じさせる第４図に示すような脱磁電源
回路に接続されている。
各脚部２２．２３．２４．２５に励磁コイル２６．２７
．２８．２９が巻装された脱磁器２０の外側は、円筒形
の非磁性体のケーシング３２が嵌装され、非磁性体のケ
ーシング３２の上部には検出器本体１０のリード線引出
し口部１９ａが嵌合する嵌合孔３３が穿設されている。
．２８．２９が巻装された脱磁器２０の外側は、円筒形
の非磁性体のケーシング３２が嵌装され、非磁性体のケ
ーシング３２の上部には検出器本体１０のリード線引出
し口部１９ａが嵌合する嵌合孔３３が穿設されている。
脱磁器２０の励磁コイル２６．２７．２８．２９が巻装
された脚部２２．２３．２４．２５間の中心空間には、
検出器本体１０が回転自在に嵌挿され、検出器本体ＩＯ
のリード線引出し口部！９ａが脱磁器２０の共通磁路部
３０の嵌合孔３１及びケーシング３２の嵌合孔３３に回
転自在に嵌挿されてケーシング３２から突出し、軸線方
向に拘束されて係止されている。その結果、検出器本体
１０と脱磁器２０とは、脱磁器２０における対角線関係
にある脚部２２．２４の端部２２ａ、 ２４ａを結ぶ線
と脚部２３．２５の端部２３ａ、 ２５ａを結ぶ線との
交点が検出器本体１０における中心点Ｏと一致している
関係にあって、検出器本体ＩＯが脱磁器２０に対し共軸
線関係で回転自在に一体に組立てられ、磁気的応力測定
装置が構成されている。
された脚部２２．２３．２４．２５間の中心空間には、
検出器本体１０が回転自在に嵌挿され、検出器本体ＩＯ
のリード線引出し口部！９ａが脱磁器２０の共通磁路部
３０の嵌合孔３１及びケーシング３２の嵌合孔３３に回
転自在に嵌挿されてケーシング３２から突出し、軸線方
向に拘束されて係止されている。その結果、検出器本体
１０と脱磁器２０とは、脱磁器２０における対角線関係
にある脚部２２．２４の端部２２ａ、 ２４ａを結ぶ線
と脚部２３．２５の端部２３ａ、 ２５ａを結ぶ線との
交点が検出器本体１０における中心点Ｏと一致している
関係にあって、検出器本体ＩＯが脱磁器２０に対し共軸
線関係で回転自在に一体に組立てられ、磁気的応力測定
装置が構成されている。
磁気的応力測定装置において、
検出器本体ＩＯは、
周知の駆動装置（図示しない）で回転駆動されるように
なっており、その回転角位相は、周知の回転位置検出器
（図示とない）で検出されるようになっている。そうし
て、検出器本体ｌＯにおける励磁コア１１の脚部１３．
１５の端部１３ａ、 １５ａ、検出コア１２の脚部１４
．１６の端部１４ａ、 １６ａ及びケーシング１９の先
端面は、脱磁器２０におけるケーシング３２の先端面及
び脚部２２．２４．２３．２５の端部２２ａ、 ２３ａ
、 ２４ａ、 ２５ａより僅かに（例えば約０：５ｍｍ
）軸線方向内側に引っ込んでいる。
なっており、その回転角位相は、周知の回転位置検出器
（図示とない）で検出されるようになっている。そうし
て、検出器本体ｌＯにおける励磁コア１１の脚部１３．
１５の端部１３ａ、 １５ａ、検出コア１２の脚部１４
．１６の端部１４ａ、 １６ａ及びケーシング１９の先
端面は、脱磁器２０におけるケーシング３２の先端面及
び脚部２２．２４．２３．２５の端部２２ａ、 ２３ａ
、 ２４ａ、 ２５ａより僅かに（例えば約０：５ｍｍ
）軸線方向内側に引っ込んでいる。
従って、測定時には、脱磁器２０の脚部２２．２３．２
４゜２５の端部２２ａ、 ２３ａ、 ２４ａ、 ２５ａ
が強磁性材料試料Ｍの表面上に接触して載置され、検出
器本体ｌＯは、脚部１３．１４．１５．１６の端部１３
ａ、 １４ａ、 １５ａ、 １６ａが強磁性材料試料Ｍ
の表面に微小間隙（例えば約０ 、５ ｍｍ）をあけて
近接する位置に保持され、図示しない駆動源によりリー
ド線引出し口部１９ａを介して脚部と平行な中心点Ｏを
通る軸線回りに回動するようになっている。
４゜２５の端部２２ａ、 ２３ａ、 ２４ａ、 ２５ａ
が強磁性材料試料Ｍの表面上に接触して載置され、検出
器本体ｌＯは、脚部１３．１４．１５．１６の端部１３
ａ、 １４ａ、 １５ａ、 １６ａが強磁性材料試料Ｍ
の表面に微小間隙（例えば約０ 、５ ｍｍ）をあけて
近接する位置に保持され、図示しない駆動源によりリー
ド線引出し口部１９ａを介して脚部と平行な中心点Ｏを
通る軸線回りに回動するようになっている。
上記の磁気的応力測定装置の脱磁器２０は、その脚部の
数は、上記のように４本に限るちのでなく、例えば第５
図に示すように端部が正３角形の角部位置関係にある３
本にした上、励磁コイルを第６図に示すような励磁電源
回路に接続して構造を簡素化してもよく、又第７図に示
すように端部が正６角形の角部位置関係にある６本にし
て方向による回転磁界の大きさの斑を小さくしてもよい
。
数は、上記のように４本に限るちのでなく、例えば第５
図に示すように端部が正３角形の角部位置関係にある３
本にした上、励磁コイルを第６図に示すような励磁電源
回路に接続して構造を簡素化してもよく、又第７図に示
すように端部が正６角形の角部位置関係にある６本にし
て方向による回転磁界の大きさの斑を小さくしてもよい
。
上記の磁気的応力測定方法を上記の磁気的応力測定装置
の操作・作用として説明する。
の操作・作用として説明する。
測定に際して、磁気的応力測定器は、強磁性材料試料Ｍ
の表面上に載置され、検出器本体１０は中心点Ｏを通る
軸線回りに駆動装置（図示し々い）で回転駆動され、検
出器本体１０の励磁コイル１７には交番励磁電源回路か
ら交番励磁信号が加えられる。
の表面上に載置され、検出器本体１０は中心点Ｏを通る
軸線回りに駆動装置（図示し々い）で回転駆動され、検
出器本体１０の励磁コイル１７には交番励磁電源回路か
ら交番励磁信号が加えられる。
すると、励磁コア１１の両脚部１３．１５から中心点０
回りに回動する交番磁束が強磁性材料試料Ｍに供給され
る。
回りに回動する交番磁束が強磁性材料試料Ｍに供給され
る。
すると、応力に対応する磁束の一部は、励磁コア１１の
脚部１３、端部１３ａ、強磁性材料試料Ｍ、検出コア１
２の脚部１４の端部１４ａ、脚部１４、脚部１６、端部
１６ａ、強磁性材料試料Ｍ、励磁コア１１の脚部１５の
端部１５ａ、脚部１５、脚部１３の経路で流れる。
脚部１３、端部１３ａ、強磁性材料試料Ｍ、検出コア１
２の脚部１４の端部１４ａ、脚部１４、脚部１６、端部
１６ａ、強磁性材料試料Ｍ、励磁コア１１の脚部１５の
端部１５ａ、脚部１５、脚部１３の経路で流れる。
そこで、既に従来の技術における磁気的応力測定器につ
いて述べたように、検出コイル１８には、強磁性材料試
料Ｍに加えられている応力の方向に対する磁束の方向に
応じた誘導電圧が誘起され、それが検出される。
いて述べたように、検出コイル１８には、強磁性材料試
料Ｍに加えられている応力の方向に対する磁束の方向に
応じた誘導電圧が誘起され、それが検出される。
励磁コアｌｌの両脚部の端部１３ａ、 １５ａを結ぶ線
と強磁性材料試料Ｍに加わる応力の方向との交角θは、
回転位置検出器（図示しない）により検出され、交角θ
が０＝４５°＋ｎＸ９０’のとき、誘導電圧はピークを
示しく第８図（ａ）（ｂ）参照）、その誘導電圧は応力
値に対応するので、θにより応力の方向が求められ、ピ
ークの誘導電圧Ｖ ｍ ａ ｘから応力σの大きさが求
められる。
と強磁性材料試料Ｍに加わる応力の方向との交角θは、
回転位置検出器（図示しない）により検出され、交角θ
が０＝４５°＋ｎＸ９０’のとき、誘導電圧はピークを
示しく第８図（ａ）（ｂ）参照）、その誘導電圧は応力
値に対応するので、θにより応力の方向が求められ、ピ
ークの誘導電圧Ｖ ｍ ａ ｘから応力σの大きさが求
められる。
この際、脱磁器２０の脱磁コイル２６．２７．２８．２
９には、第４図に示す脱磁電源回路から脱磁信号が入力
され、Ｘ５ｉｎωｔ、 Ｘｃｏｓωｔ、 −Ｘ５ｉｎω
ｔ、 −ＸＣＯＳωｔの電流が流れる。それにより強磁
性材料試料Ｍにおける応力測定範囲には毎秒ｆ回（ω＝
２πｆ）の時計回りの回転交番脱磁磁界が印加される６
しかも、脱磁電源回路における脱磁指令信号により電流
の大きさＸが数秒間で指数的に零に漸減され、即ち脱磁
磁界の強さは漸減される（第９図参照）。
９には、第４図に示す脱磁電源回路から脱磁信号が入力
され、Ｘ５ｉｎωｔ、 Ｘｃｏｓωｔ、 −Ｘ５ｉｎω
ｔ、 −ＸＣＯＳωｔの電流が流れる。それにより強磁
性材料試料Ｍにおける応力測定範囲には毎秒ｆ回（ω＝
２πｆ）の時計回りの回転交番脱磁磁界が印加される６
しかも、脱磁電源回路における脱磁指令信号により電流
の大きさＸが数秒間で指数的に零に漸減され、即ち脱磁
磁界の強さは漸減される（第９図参照）。
これにより強磁性材料試料Ｍにおける応力測定範囲は、
任意のタイミングで応力方向及び検出器本体１０の回転
位置に関係なく脱磁される。
任意のタイミングで応力方向及び検出器本体１０の回転
位置に関係なく脱磁される。
従って、第８図におけるθ＝４５’の場合の応力・誘導
電圧関係ヒステリシス曲線は第１０図に示すように１本
の、しかも原点を通る曲線となる。
電圧関係ヒステリシス曲線は第１０図に示すように１本
の、しかも原点を通る曲線となる。
なお、脱磁方向がこの発明のようでなく、一方向の場合
には、応力方向と脱磁方向との間の角度φにより第１１
図のような特性になる。即ち、脱磁によって第１０図の
ヒステリシスをなくすことはできるが、角度φによって
応力に対する誘導電圧が異なる。
には、応力方向と脱磁方向との間の角度φにより第１１
図のような特性になる。即ち、脱磁によって第１０図の
ヒステリシスをなくすことはできるが、角度φによって
応力に対する誘導電圧が異なる。
上記の応力・誘導電圧関係ヒステリシス曲線（原点通過
）は、所定の強磁性材料試料Ｍに対し所定の方向に種々
の応力σを加えて上記の磁気的応力測定装置により誘導
電圧のピーク値Ｖｍａｘを測定し、キャリプレートする
ことにより求めることができる。
）は、所定の強磁性材料試料Ｍに対し所定の方向に種々
の応力σを加えて上記の磁気的応力測定装置により誘導
電圧のピーク値Ｖｍａｘを測定し、キャリプレートする
ことにより求めることができる。
〔発明の効果ｊ
この発明よれば、応力の方向が予め知られていない場合
でも応力の方向と大きさとを検出・測定し得るし、その
際、脱磁が測定対象に与えられ、しかもその応力検出範
囲に限定されて行われようになっているので、検出・測
定がＳ／Ｎ比が良い状態で高感度で行い得ると共に装置
の大きさも小型化される。
でも応力の方向と大きさとを検出・測定し得るし、その
際、脱磁が測定対象に与えられ、しかもその応力検出範
囲に限定されて行われようになっているので、検出・測
定がＳ／Ｎ比が良い状態で高感度で行い得ると共に装置
の大きさも小型化される。
しかも、飽和磁化の領域まで磁化させて応力測定する必
要がないので、測定対象へ加わる力等の問題がなく、更
に、測定終了後、測定範囲の磁化した箇所を脱磁してお
く必要もない。
要がないので、測定対象へ加わる力等の問題がなく、更
に、測定終了後、測定範囲の磁化した箇所を脱磁してお
く必要もない。
第１図は、この発明の実施例における磁気的応力測定装
置の断面正面図、 第２図は、この発明の実施例における磁気的応力測定装
置の底面図（第１図のＵ−ＩＩ矢矢視内向、第３図は、
第１図の■−■線における断面図、第４図は、この発明
の実施例における磁気的応力測定装置の脱磁器の電源回
路図、 第５図は、この発明の実施例における磁気的応力測定装
置の変型脱磁器の磁極の説明図、第６図は、第４図の変
型脱磁器の電源回路図、第７図は、この発明の実施例に
おける磁気的応力測定装置の別の変型脱磁器の磁極の説
明図、第８図は、この発明の実施例における磁気的応力
測定の試料の応力方向と磁気的応力測定装置の検出器本
体の位置方向との関係説明図及び検出器本体の位置方向
と誘導電圧との関係グラフ、第９図は、この発明の実施
例における磁気的応力測定の脱磁器の脱磁と応力値読取
りとのタイミング説明図、 第１０図は、この発明の実施例における磁気的応力測定
の誘導電圧と試料の応力との関係のヒステリシス曲線図
、 第１１図は、この発明の実施例における磁気的応力測定
の誘導電圧・試料の応力関係曲線の脱磁方向依存度を示
すグラフである。 ｌｌ：励磁コア １２：検出コア ＋３ａ、 １４ａ、 １５ａ、 １６ａ ：端部１８：
検出コイル １９ａ：リード線引出し口部 ２２、２３．２４．２５ ＋脚部 ２６、２７．２８．２９ ：脱磁コイル３１、３３：嵌
合孔 Ｍ：強磁性材料試料 ｌＯ：検出器本体 ＋３．１４．１５．１６：脚部 Ｉ７：励磁コイル １９．３２：ケーシング ２０：脱磁器 ２２ａ、 ２３ａ、 ２４ａ、 ２５ａ ：端部３０：
共通磁路部 Ｏ：中心点
置の断面正面図、 第２図は、この発明の実施例における磁気的応力測定装
置の底面図（第１図のＵ−ＩＩ矢矢視内向、第３図は、
第１図の■−■線における断面図、第４図は、この発明
の実施例における磁気的応力測定装置の脱磁器の電源回
路図、 第５図は、この発明の実施例における磁気的応力測定装
置の変型脱磁器の磁極の説明図、第６図は、第４図の変
型脱磁器の電源回路図、第７図は、この発明の実施例に
おける磁気的応力測定装置の別の変型脱磁器の磁極の説
明図、第８図は、この発明の実施例における磁気的応力
測定の試料の応力方向と磁気的応力測定装置の検出器本
体の位置方向との関係説明図及び検出器本体の位置方向
と誘導電圧との関係グラフ、第９図は、この発明の実施
例における磁気的応力測定の脱磁器の脱磁と応力値読取
りとのタイミング説明図、 第１０図は、この発明の実施例における磁気的応力測定
の誘導電圧と試料の応力との関係のヒステリシス曲線図
、 第１１図は、この発明の実施例における磁気的応力測定
の誘導電圧・試料の応力関係曲線の脱磁方向依存度を示
すグラフである。 ｌｌ：励磁コア １２：検出コア ＋３ａ、 １４ａ、 １５ａ、 １６ａ ：端部１８：
検出コイル １９ａ：リード線引出し口部 ２２、２３．２４．２５ ＋脚部 ２６、２７．２８．２９ ：脱磁コイル３１、３３：嵌
合孔 Ｍ：強磁性材料試料 ｌＯ：検出器本体 ＋３．１４．１５．１６：脚部 Ｉ７：励磁コイル １９．３２：ケーシング ２０：脱磁器 ２２ａ、 ２３ａ、 ２４ａ、 ２５ａ ：端部３０：
共通磁路部 Ｏ：中心点
Claims (1)
- （１）強磁性材料試料に回転磁界を印加し、回転磁界に
より誘起される誘導電圧と回転磁界の回転位置とを検出
し、その誘導電圧のピーク値に基づいて強磁性材料試料
に働いている応力の大きさを検出する共に誘導電圧のピ
ーク値を呈する時点の交番磁束に回転位置に基づいて前
記応力の方向を検出するのに際し、回転交番磁束と同心
的に回転し、且つ漸減する脱磁交番磁界を所定時間だけ
強磁性材料試料に与え、その時間の末期において前記誘
導電圧のピーク値及び同ピーク値時点の交番磁束の回転
位置を検出する磁気的応力測定方法（２）夫々一対の磁
極を持つと共にそれらの磁極が中心点回り回転方向に交
互に配置され、一体的に中心点回りに回転駆動される励
磁コアと検出コアとから成る検出ヘッド、励磁コアの励
磁コイルへの励磁電源、励磁コア回転位置検出器及び検
出コアの検出コイルの誘導電圧検出器を具備した検出器
本体と、検出器本体の周囲に配置され回転交番磁界を発
生する複数の磁極対から成る脱磁器とから構成されてい
る磁気的応力測定装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32489289A JPH03186725A (ja) | 1989-12-16 | 1989-12-16 | 磁気的応力測定方法及び磁気的応力測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32489289A JPH03186725A (ja) | 1989-12-16 | 1989-12-16 | 磁気的応力測定方法及び磁気的応力測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03186725A true JPH03186725A (ja) | 1991-08-14 |
Family
ID=18170791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32489289A Pending JPH03186725A (ja) | 1989-12-16 | 1989-12-16 | 磁気的応力測定方法及び磁気的応力測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03186725A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0886697A (ja) * | 1994-09-19 | 1996-04-02 | Honda Motor Co Ltd | 平面構造材の面応力検出方法 |
| US5828211A (en) * | 1993-05-21 | 1998-10-27 | Aea Technology Plc | Determining stress in ferromagnetic materials from measurements of magnetic anisotropy and magnetic permeability |
| JP2003021563A (ja) * | 2001-07-09 | 2003-01-24 | Chuden Gijutsu Consultant Kk | 応力測定装置及び応力測定方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6017330A (ja) * | 1983-07-11 | 1985-01-29 | Japanese National Railways<Jnr> | レ−ル軸応力測定器 |
| JPS6236149U (ja) * | 1985-08-20 | 1987-03-03 |
-
1989
- 1989-12-16 JP JP32489289A patent/JPH03186725A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6017330A (ja) * | 1983-07-11 | 1985-01-29 | Japanese National Railways<Jnr> | レ−ル軸応力測定器 |
| JPS6236149U (ja) * | 1985-08-20 | 1987-03-03 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5828211A (en) * | 1993-05-21 | 1998-10-27 | Aea Technology Plc | Determining stress in ferromagnetic materials from measurements of magnetic anisotropy and magnetic permeability |
| JPH0886697A (ja) * | 1994-09-19 | 1996-04-02 | Honda Motor Co Ltd | 平面構造材の面応力検出方法 |
| JP2003021563A (ja) * | 2001-07-09 | 2003-01-24 | Chuden Gijutsu Consultant Kk | 応力測定装置及び応力測定方法 |
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