JPH0886697A - 平面構造材の面応力検出方法 - Google Patents
平面構造材の面応力検出方法Info
- Publication number
- JPH0886697A JPH0886697A JP6223237A JP22323794A JPH0886697A JP H0886697 A JPH0886697 A JP H0886697A JP 6223237 A JP6223237 A JP 6223237A JP 22323794 A JP22323794 A JP 22323794A JP H0886697 A JPH0886697 A JP H0886697A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- magnetic
- structure material
- planar structure
- surface stress
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 検出コイルに測定精度を上げるに十分な誘導
起電力を発生させる磁束を得て確実に面応力が測定出来
る平面構造材の面応力検出方法を提供する。 【構成】 磁性体であるアモルファスワイヤ５を埋め込
んだ平面構造材８の面に励磁コイルと検出コイルから成
る平面コイル１を密着させると共に、この平面コイル１
を励磁することにより構成される磁気回路の磁路に磁束
レンズ１０を設け、平面構造材８の面応力に伴うアモル
ファスワイヤ５の磁気抵抗の変化を測定することにより
平面構造材８の面応力を検出するようにした。
起電力を発生させる磁束を得て確実に面応力が測定出来
る平面構造材の面応力検出方法を提供する。 【構成】 磁性体であるアモルファスワイヤ５を埋め込
んだ平面構造材８の面に励磁コイルと検出コイルから成
る平面コイル１を密着させると共に、この平面コイル１
を励磁することにより構成される磁気回路の磁路に磁束
レンズ１０を設け、平面構造材８の面応力に伴うアモル
ファスワイヤ５の磁気抵抗の変化を測定することにより
平面構造材８の面応力を検出するようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化プラスチック
（ＦＲＰ）部材等の平面構造材の疲労破壊の事前検出が
可能な平面構造材の面応力検出方法に関する。
（ＦＲＰ）部材等の平面構造材の疲労破壊の事前検出が
可能な平面構造材の面応力検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の平面構造材の面応力検出方法とし
ては、特開平５−１４２１３０号公報に記載されている
ように、磁性体であるアモルファスワイヤを埋め込んだ
ＦＲＰ部材の表層に、平面状の励磁コイルと平面状の検
出コイルとから成るピックアップ型センサを接触状態或
は非接触状態で設置し、励磁コイルに高周波電流を供給
してＦＲＰ部材内を通過する磁束によって検出コイルに
発生する誘導起電力を検出し、アモルファスワイヤに生
じる応力を相互インダクタンスの変化として捕らえるよ
うにしたものが知られている。
ては、特開平５−１４２１３０号公報に記載されている
ように、磁性体であるアモルファスワイヤを埋め込んだ
ＦＲＰ部材の表層に、平面状の励磁コイルと平面状の検
出コイルとから成るピックアップ型センサを接触状態或
は非接触状態で設置し、励磁コイルに高周波電流を供給
してＦＲＰ部材内を通過する磁束によって検出コイルに
発生する誘導起電力を検出し、アモルファスワイヤに生
じる応力を相互インダクタンスの変化として捕らえるよ
うにしたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ある用途においては、
励磁コイルになるべく少ない高周波電流を供給して、検
出コイルに測定精度を上げるに十分な誘導起電力を発生
させる程の磁束を得ることが望まれる。
励磁コイルになるべく少ない高周波電流を供給して、検
出コイルに測定精度を上げるに十分な誘導起電力を発生
させる程の磁束を得ることが望まれる。
【０００４】本発明の目的とするところは、低電力で検
出コイルに測定精度を上げるに十分な誘導起電力を発生
させる磁束を得て確実に面応力が測定出来る平面構造材
の面応力検出方法を提供しようとするものである。
出コイルに測定精度を上げるに十分な誘導起電力を発生
させる磁束を得て確実に面応力が測定出来る平面構造材
の面応力検出方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明は、アモルファスワイヤを埋め込んだ平面構造材の
面に励磁コイルと検出コイルから成る平面コイルを設置
すると共に、この平面コイルを励磁することにより構成
される磁気回路の磁路に磁束レンズを設け、前記平面構
造材の面応力に伴う前記アモルファスワイヤの磁気抵抗
の変化を測定して前記平面構造材の面応力を検出するも
のである。
発明は、アモルファスワイヤを埋め込んだ平面構造材の
面に励磁コイルと検出コイルから成る平面コイルを設置
すると共に、この平面コイルを励磁することにより構成
される磁気回路の磁路に磁束レンズを設け、前記平面構
造材の面応力に伴う前記アモルファスワイヤの磁気抵抗
の変化を測定して前記平面構造材の面応力を検出するも
のである。
【０００６】前記平面コイルは、プリントコイルで形成
することが好ましい。
することが好ましい。
【０００７】前記平面コイルは、励磁コイルと検出コイ
ルに分離して形成し、前記検出コイルを前記励磁コイル
が設置された前記平面構造材の面と同一面又は反対面に
設置してもよい。
ルに分離して形成し、前記検出コイルを前記励磁コイル
が設置された前記平面構造材の面と同一面又は反対面に
設置してもよい。
【０００８】
【作用】平面コイル等によって構成される磁気回路の磁
気抵抗が磁束レンズにより低減され、測定に際し十分な
誘導起電力を平面コイルの検出コイルに生じさせる磁束
が得られる。また、複数の検出コイルと励磁コイルを平
面構造材の同一面又は反対面に配置することによって、
広範囲で平面構造材の面応力の検出が可能となる。
気抵抗が磁束レンズにより低減され、測定に際し十分な
誘導起電力を平面コイルの検出コイルに生じさせる磁束
が得られる。また、複数の検出コイルと励磁コイルを平
面構造材の同一面又は反対面に配置することによって、
広範囲で平面構造材の面応力の検出が可能となる。
【０００９】
【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。ここで、図１は本発明に係る平面構造材の面
応力検出方法を実施するに際し使用する平面コイルの概
念図、図２は平面コイルを平面構造材に設置した状態の
側面図、図３は磁束レンズと平面コイルを平面構造材に
設置した状態の側面図、図４は励磁コイルと検出コイル
を互いに異なる平面構造材の面に設置した状態の側面
図、図５は励磁コイルと検出コイルを平面構造材の同一
面に設置した状態の側面図、図６は励磁コイルと検出コ
イルを平面構造材の同一面に複数設置した状態の側面図
である。
説明する。ここで、図１は本発明に係る平面構造材の面
応力検出方法を実施するに際し使用する平面コイルの概
念図、図２は平面コイルを平面構造材に設置した状態の
側面図、図３は磁束レンズと平面コイルを平面構造材に
設置した状態の側面図、図４は励磁コイルと検出コイル
を互いに異なる平面構造材の面に設置した状態の側面
図、図５は励磁コイルと検出コイルを平面構造材の同一
面に設置した状態の側面図、図６は励磁コイルと検出コ
イルを平面構造材の同一面に複数設置した状態の側面図
である。
【００１０】図１に示すように、平面コイル１は、基板
２に励磁コイル（不図示）と検出コイル（不図示）から
成るプリントコイル３を形成し、リード線４を備えて構
成されている。
２に励磁コイル（不図示）と検出コイル（不図示）から
成るプリントコイル３を形成し、リード線４を備えて構
成されている。
【００１１】平面コイル１は、図２に示すように、多数
の磁性体であるアモルファスワイヤ５を平行に配列して
２枚のＦＲＰ部材６で接着剤７を介して挟持し形成され
た平面構造材８の表面に密着させて設置される。
の磁性体であるアモルファスワイヤ５を平行に配列して
２枚のＦＲＰ部材６で接着剤７を介して挟持し形成され
た平面構造材８の表面に密着させて設置される。
【００１２】更に、図３に示すように、平面コイル１上
にフェライト等の強磁性体（透磁率が大きい）で形成し
た磁束レンズ１０が設置される。
にフェライト等の強磁性体（透磁率が大きい）で形成し
た磁束レンズ１０が設置される。
【００１３】そして、平面構造材８の面応力を検出する
ためリード線４を介して励磁コイル（不図示）に高周波
電流用電源（不図示）から高周波電流を供給する。する
と、励磁コイル（不図示）の励磁によって図３の点線で
示す磁束Ａが生じ、磁束Ａが平面コイル１、磁束レンズ
１０、空中部、ＦＲＰ部材６、アモルファスワイヤ５な
どを通過する磁気回路が構成される。
ためリード線４を介して励磁コイル（不図示）に高周波
電流用電源（不図示）から高周波電流を供給する。する
と、励磁コイル（不図示）の励磁によって図３の点線で
示す磁束Ａが生じ、磁束Ａが平面コイル１、磁束レンズ
１０、空中部、ＦＲＰ部材６、アモルファスワイヤ５な
どを通過する磁気回路が構成される。
【００１４】ここで、磁束レンズ１０を平面コイル１上
に設置したのは、磁気回路の磁気抵抗Ｒｍを出来るだけ
小さくすることによって磁束Ａの値を大きくし、測定に
際してのＳ／Ｎ比を大きくするためである。
に設置したのは、磁気回路の磁気抵抗Ｒｍを出来るだけ
小さくすることによって磁束Ａの値を大きくし、測定に
際してのＳ／Ｎ比を大きくするためである。
【００１５】一般に、磁気回路の磁気抵抗Ｒｍは、磁気
回路の形状と材質のみで決まり、次式のように表され
る。
回路の形状と材質のみで決まり、次式のように表され
る。
【００１６】Ｒｍ＝ｌ／（μ・ｓ）、ここでｌは磁路の
長さ、ｓは磁路の断面積、μは透磁率である。従って、
透磁率μが大きく、磁路の長さｌが短い程、磁気回路全
体としての磁気抵抗Ｒｍは小さくなる。
長さ、ｓは磁路の断面積、μは透磁率である。従って、
透磁率μが大きく、磁路の長さｌが短い程、磁気回路全
体としての磁気抵抗Ｒｍは小さくなる。
【００１７】また、磁束Ａは次式のように表される。
【００１８】Ａ＝ＮＩ／Ｒｍ、ここでＮは励磁コイルの
巻数、Ｉは励磁コイルに流れる高周波電流である。
巻数、Ｉは励磁コイルに流れる高周波電流である。
【００１９】平面構造材８に加わる応力は、ＦＲＰ部材
６内に埋め込まれたアモルファスワイヤ５にも加わり、
アモルファスワイヤ５の形状に変化を及ぼす。すると、
磁束Ａが通過する磁気回路を構成する平面コイル１、磁
束レンズ１０、空中部、ＦＲＰ部材６、アモルファスワ
イヤ５のうち平面構造材８に加わる応力によって、その
形状が変化するのはアモルファスワイヤ５である。
６内に埋め込まれたアモルファスワイヤ５にも加わり、
アモルファスワイヤ５の形状に変化を及ぼす。すると、
磁束Ａが通過する磁気回路を構成する平面コイル１、磁
束レンズ１０、空中部、ＦＲＰ部材６、アモルファスワ
イヤ５のうち平面構造材８に加わる応力によって、その
形状が変化するのはアモルファスワイヤ５である。
【００２０】従って、アモルファスワイヤ５の形状変化
で磁気抵抗Ｒｍが変化し、磁気抵抗Ｒｍの変化で磁束Ａ
が変化する。そして、磁束Ａの変化で検出コイルに誘導
される誘導起電力Ｖ（Ｖ＝−ｄＡ／ｄｔ）が変化する。
なお、検出コイルの巻数がｎであれば、検出コイルに誘
導される誘導起電力は、ｎＶとなる。
で磁気抵抗Ｒｍが変化し、磁気抵抗Ｒｍの変化で磁束Ａ
が変化する。そして、磁束Ａの変化で検出コイルに誘導
される誘導起電力Ｖ（Ｖ＝−ｄＡ／ｄｔ）が変化する。
なお、検出コイルの巻数がｎであれば、検出コイルに誘
導される誘導起電力は、ｎＶとなる。
【００２１】従って、誘導起電力Ｖの変化から平面構造
材８に加わる応力を検出することが出来るので、平面構
造材８の疲労破壊の事前検出が可能になる。
材８に加わる応力を検出することが出来るので、平面構
造材８の疲労破壊の事前検出が可能になる。
【００２２】図４は平面コイル２０を励磁コイル２１と
検出コイル２２に分離して形成し、検出コイル２２を励
磁コイル２１が密着状態で設置された平面構造材８の面
と反対の面に密着状態で設置した場合を表している。ま
た、磁束レンズ１０を励磁コイル２１上に密着させて設
置している。
検出コイル２２に分離して形成し、検出コイル２２を励
磁コイル２１が密着状態で設置された平面構造材８の面
と反対の面に密着状態で設置した場合を表している。ま
た、磁束レンズ１０を励磁コイル２１上に密着させて設
置している。
【００２３】そして、平面構造材８の面応力を検出する
ため励磁コイル２１に高周波電流を供給する。すると、
励磁コイル２１の励磁によって点線で示す磁束Ｂが生
じ、磁束Ｂが励磁コイル２１、磁束レンズ１０、空中
部、ＦＲＰ部材６、アモルファスワイヤ５、検出コイル
２２などを通過する磁気回路が構成される。
ため励磁コイル２１に高周波電流を供給する。すると、
励磁コイル２１の励磁によって点線で示す磁束Ｂが生
じ、磁束Ｂが励磁コイル２１、磁束レンズ１０、空中
部、ＦＲＰ部材６、アモルファスワイヤ５、検出コイル
２２などを通過する磁気回路が構成される。
【００２４】従って、平面構造材８に加わる応力によっ
て、アモルファスワイヤ５の形状が変化し、磁気抵抗Ｒ
ｍが変化する。すると、磁気抵抗Ｒｍの変化で磁束Ｂが
変化し、磁束Ｂの変化で検出コイル２２に誘導される誘
導起電力Ｖ（Ｖ＝−ｄＢ／ｄｔ）が変化する。なお、検
出コイル２２の巻数がｎであれば、検出コイルに誘導さ
れる誘導起電力は、ｎＶとなる。
て、アモルファスワイヤ５の形状が変化し、磁気抵抗Ｒ
ｍが変化する。すると、磁気抵抗Ｒｍの変化で磁束Ｂが
変化し、磁束Ｂの変化で検出コイル２２に誘導される誘
導起電力Ｖ（Ｖ＝−ｄＢ／ｄｔ）が変化する。なお、検
出コイル２２の巻数がｎであれば、検出コイルに誘導さ
れる誘導起電力は、ｎＶとなる。
【００２５】従って、誘導起電力Ｖの変化から平面構造
材８に加わる応力を検出することが出来るので、平面構
造材８の疲労破壊の事前検出が可能になる。
材８に加わる応力を検出することが出来るので、平面構
造材８の疲労破壊の事前検出が可能になる。
【００２６】図５は平面コイル２０を励磁コイル２１と
検出コイル２２に分離して形成し、検出コイル２２を励
磁コイル２１が密着状態で設置された平面構造材８の面
と同一の面に密着状態で設置した場合を表している。ま
た、磁束レンズ１０を励磁コイル２１及び検出コイル２
２上に密着させて設置している。
検出コイル２２に分離して形成し、検出コイル２２を励
磁コイル２１が密着状態で設置された平面構造材８の面
と同一の面に密着状態で設置した場合を表している。ま
た、磁束レンズ１０を励磁コイル２１及び検出コイル２
２上に密着させて設置している。
【００２７】そして、平面構造材８の面応力を検出する
ため励磁コイル２１に高周波電流を供給する。すると、
励磁コイル２１の励磁によって点線で示す磁束Ｃが生
じ、磁束Ｃが励磁コイル２１、磁束レンズ１０、空中
部、ＦＲＰ部材６、アモルファスワイヤ５、検出コイル
２２などを通過する磁気回路が構成される。
ため励磁コイル２１に高周波電流を供給する。すると、
励磁コイル２１の励磁によって点線で示す磁束Ｃが生
じ、磁束Ｃが励磁コイル２１、磁束レンズ１０、空中
部、ＦＲＰ部材６、アモルファスワイヤ５、検出コイル
２２などを通過する磁気回路が構成される。
【００２８】従って、平面構造材８に加わる応力によっ
て、アモルファスワイヤ５の形状が変化し、磁気抵抗Ｒ
ｍが変化する。すると、磁気抵抗Ｒｍの変化で磁束Ｃが
変化し、磁束Ｃの変化で検出コイル２２に誘導される誘
導起電力Ｖ（Ｖ＝−ｄＣ／ｄｔ）が変化する。なお、検
出コイル２２の巻数がｎであれば、検出コイルに誘導さ
れる誘導起電力は、ｎＶとなる。
て、アモルファスワイヤ５の形状が変化し、磁気抵抗Ｒ
ｍが変化する。すると、磁気抵抗Ｒｍの変化で磁束Ｃが
変化し、磁束Ｃの変化で検出コイル２２に誘導される誘
導起電力Ｖ（Ｖ＝−ｄＣ／ｄｔ）が変化する。なお、検
出コイル２２の巻数がｎであれば、検出コイルに誘導さ
れる誘導起電力は、ｎＶとなる。
【００２９】従って、誘導起電力Ｖの変化から平面構造
材８に加わる応力を検出することが出来るので、平面構
造材８の疲労破壊の事前検出が可能になる。
材８に加わる応力を検出することが出来るので、平面構
造材８の疲労破壊の事前検出が可能になる。
【００３０】また、図６に示すように、励磁コイル２１
を平面構造材８のうち測定対象となる部位の中央部に設
置し、一方検出コイル２２を励磁コイル２１の周りに設
置することも出来る。そして、励磁コイル２１と対にな
る検出コイル２２を順次選択して検出コイル２２に発生
する誘導起電力Ｖの変化を測定すれば、平面構造材８に
加わる応力を広範囲に検出することが出来る。
を平面構造材８のうち測定対象となる部位の中央部に設
置し、一方検出コイル２２を励磁コイル２１の周りに設
置することも出来る。そして、励磁コイル２１と対にな
る検出コイル２２を順次選択して検出コイル２２に発生
する誘導起電力Ｖの変化を測定すれば、平面構造材８に
加わる応力を広範囲に検出することが出来る。
【００３１】また、励磁コイル２１と検出コイル２２を
互換性があるように構成すれば、図６に示すように、励
磁コイル２１と検出コイル２２を設置し、任意に励磁コ
イル２１と検出コイル２２の対を構成して検出コイル２
２に発生する誘導起電力Ｖの変化から平面構造材８に加
わる応力を広範囲に検出することが可能になる。
互換性があるように構成すれば、図６に示すように、励
磁コイル２１と検出コイル２２を設置し、任意に励磁コ
イル２１と検出コイル２２の対を構成して検出コイル２
２に発生する誘導起電力Ｖの変化から平面構造材８に加
わる応力を広範囲に検出することが可能になる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、平
面コイル等によって構成される磁気回路の磁気抵抗が磁
束レンズにより低減され、測定に際し十分な誘導起電力
を検出コイルに生じさせる磁束が得られる。また、平面
コイルをプリントコイルで形成することによって、測定
に際して必要とされるスペースの低減が図れる。また、
複数の検出コイルと励磁コイルを平面構造材の同一面又
は反対面に設置することによって、広範囲で平面構造材
の面応力の検出が可能となる。
面コイル等によって構成される磁気回路の磁気抵抗が磁
束レンズにより低減され、測定に際し十分な誘導起電力
を検出コイルに生じさせる磁束が得られる。また、平面
コイルをプリントコイルで形成することによって、測定
に際して必要とされるスペースの低減が図れる。また、
複数の検出コイルと励磁コイルを平面構造材の同一面又
は反対面に設置することによって、広範囲で平面構造材
の面応力の検出が可能となる。
【図１】本発明に係る平面構造材の面応力検出方法を実
施するに際し使用する平面コイルの概念図
施するに際し使用する平面コイルの概念図
【図２】平面コイルを平面構造材に設置した状態の側面
図
図
【図３】磁束レンズと平面コイルを平面構造材に設置し
た状態の側面図
た状態の側面図
【図４】励磁コイルと検出コイルを互いに異なる平面構
造材の面に設置した状態の側面図
造材の面に設置した状態の側面図
【図５】励磁コイルと検出コイルを平面構造材の同一面
に設置した状態の側面図
に設置した状態の側面図
【図６】励磁コイルと検出コイルを平面構造材の同一面
に複数設置した状態の側面図
に複数設置した状態の側面図
１，２０…平面コイル、３…プリントコイル、５…アモ
ルファスワイヤ、６…ＦＲＰ部材、８…平面構造材、１
０…磁束レンズ、２１…励磁コイル、２２…検出コイ
ル。
ルファスワイヤ、６…ＦＲＰ部材、８…平面構造材、１
０…磁束レンズ、２１…励磁コイル、２２…検出コイ
ル。
Claims (3)
- 【請求項１】 アモルファスワイヤを埋め込んだ平面構
造材の面に励磁コイルと検出コイルから成る平面コイル
を設置すると共に、この平面コイルを励磁することによ
り構成される磁気回路の磁路に磁束レンズを設け、前記
平面構造材の面応力に伴う前記アモルファスワイヤの磁
気抵抗の変化を測定して前記平面構造材の面応力を検出
することを特徴とする平面構造材の面応力検出方法。 - 【請求項２】 前記平面コイルは、プリントコイルで形
成した請求項１記載の平面構造材の面応力検出方法。 - 【請求項３】 前記平面コイルは、励磁コイルと検出コ
イルに分離して形成し、前記検出コイルを前記励磁コイ
ルが設置された前記平面構造材の面と同一面又は反対面
に設置した請求項１又は２記載の平面構造材の面応力検
出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6223237A JPH0886697A (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 平面構造材の面応力検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6223237A JPH0886697A (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 平面構造材の面応力検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0886697A true JPH0886697A (ja) | 1996-04-02 |
Family
ID=16794954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6223237A Pending JPH0886697A (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 平面構造材の面応力検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0886697A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117128848A (zh) * | 2023-10-26 | 2023-11-28 | 中国科学技术大学 | 基于裂纹间隙磁阻调制的双向弯曲传感器 |
| WO2025116000A1 (ja) * | 2023-12-01 | 2025-06-05 | 株式会社Premo | 情報処理装置 |
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| JPS6423132A (en) * | 1987-07-17 | 1989-01-25 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Stress sensor |
| JPH01212301A (ja) * | 1988-02-19 | 1989-08-25 | Toshiba Corp | ひずみセンサ |
| JPH03186725A (ja) * | 1989-12-16 | 1991-08-14 | Ono Sokki Co Ltd | 磁気的応力測定方法及び磁気的応力測定装置 |
| JPH05142130A (ja) * | 1991-11-25 | 1993-06-08 | Honda Motor Co Ltd | 疲労破壊の事前検出が可能なｆｒｐ部材及びその検出方法 |
| JPH06201493A (ja) * | 1992-12-25 | 1994-07-19 | Omron Corp | 磁歪式応力センサ |
-
1994
- 1994-09-19 JP JP6223237A patent/JPH0886697A/ja active Pending
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