JPH10318857A - 磁歪効果を利用した応力測定方法および装置 - Google Patents
磁歪効果を利用した応力測定方法および装置Info
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- JPH10318857A JPH10318857A JP12953897A JP12953897A JPH10318857A JP H10318857 A JPH10318857 A JP H10318857A JP 12953897 A JP12953897 A JP 12953897A JP 12953897 A JP12953897 A JP 12953897A JP H10318857 A JPH10318857 A JP H10318857A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁歪効果を利用した応力測定方法およびその
装置を提供する。 【解決手段】 励磁と検出のコイルを巻いたコの字型ヨ
ークを互いにヨーク鞍部中央で直交させ、被測定物を交
流励磁し検出コイルに誘起される起電力から被測定物に
作用する応力を求める磁歪センサーを用いた応力測定法
において、磁歪センサーを被測定物上で非接触に回転さ
せて検出コイルに誘起される起電力波形を式(1) で表
し、最大主応力方向を表すC を求め、両ヨークの開口端
を結んだ平行な2 組の直線のうちの1 組の直線とC が平
行になるように磁歪センサーを配置後、磁歪センサーを
被測定物に接触させて応力測定を行う方法など。V=A+B
・COS[2 ・( θ-C)]・・(1) 、V は起電力、θは検出コ
イルを巻いたヨーク開口端を結ぶ直線と最大主応力方向
のなす角、A 、B 、C はパラメータ。
装置を提供する。 【解決手段】 励磁と検出のコイルを巻いたコの字型ヨ
ークを互いにヨーク鞍部中央で直交させ、被測定物を交
流励磁し検出コイルに誘起される起電力から被測定物に
作用する応力を求める磁歪センサーを用いた応力測定法
において、磁歪センサーを被測定物上で非接触に回転さ
せて検出コイルに誘起される起電力波形を式(1) で表
し、最大主応力方向を表すC を求め、両ヨークの開口端
を結んだ平行な2 組の直線のうちの1 組の直線とC が平
行になるように磁歪センサーを配置後、磁歪センサーを
被測定物に接触させて応力測定を行う方法など。V=A+B
・COS[2 ・( θ-C)]・・(1) 、V は起電力、θは検出コ
イルを巻いたヨーク開口端を結ぶ直線と最大主応力方向
のなす角、A 、B 、C はパラメータ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁歪効果（狭義に
は逆磁歪効果）によって生じる磁気異方性を利用して鋼
構造物や機械部品に作用している応力、特に周期的に作
用する応力の最大主応力成分を非破壊的に測定する方法
およびその装置に関する。
は逆磁歪効果）によって生じる磁気異方性を利用して鋼
構造物や機械部品に作用している応力、特に周期的に作
用する応力の最大主応力成分を非破壊的に測定する方法
およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】鉄鋼材料などの強磁性材料に作用してい
る応力を測定する方法として、磁歪効果、すなわち応力
によって磁気的性質が変化する現象を利用した応力測定
方法がある。なかでも、磁歪効果によって生じる磁気異
方性を利用する応力測定方法は、鋼構造物や機械部品に
作用している応力を非破壊で、しかも比較的簡便に測定
できる方法として、特開昭６２ー１２１３２５号公報、
実開平１ー１３５３３８号公報、特開平７ー１１０２７
０号公報あるいは文献１〔境等：土木学会第５０回年次
学術講演会予稿集、Ｐ６６２〜６６３（１９９５．
９）〕などに紹介されている。
る応力を測定する方法として、磁歪効果、すなわち応力
によって磁気的性質が変化する現象を利用した応力測定
方法がある。なかでも、磁歪効果によって生じる磁気異
方性を利用する応力測定方法は、鋼構造物や機械部品に
作用している応力を非破壊で、しかも比較的簡便に測定
できる方法として、特開昭６２ー１２１３２５号公報、
実開平１ー１３５３３８号公報、特開平７ー１１０２７
０号公報あるいは文献１〔境等：土木学会第５０回年次
学術講演会予稿集、Ｐ６６２〜６６３（１９９５．
９）〕などに紹介されている。
【０００３】図５に、磁歪効果によって生じる磁気異方
性を利用する応力測定方法の一例を示す。
性を利用する応力測定方法の一例を示す。
【０００４】この方法では、励磁用コイルを巻いたコの
字型のヨーク１１と検出用コイルを巻いたコの字型のヨ
ーク１２と励磁のための交流電源１３と被測定物２０を
流れる磁束を検出すための電圧計１４から構成され、ヨ
ーク１１とヨーク１２が互いにヨーク鞍部の中央部で直
交するように配置された磁歪センサー１を用い、次のよ
うな原理で応力が測定される。
字型のヨーク１１と検出用コイルを巻いたコの字型のヨ
ーク１２と励磁のための交流電源１３と被測定物２０を
流れる磁束を検出すための電圧計１４から構成され、ヨ
ーク１１とヨーク１２が互いにヨーク鞍部の中央部で直
交するように配置された磁歪センサー１を用い、次のよ
うな原理で応力が測定される。
【０００５】いま、被測定物２０のＸ軸方向に引張応力
σX が作用すると、磁性材料である被測定物２０のＸ、
Ｙ軸方向の透磁率μX 、μY には、磁歪効果により下記
の式（２）の関係、すなわち磁気異方性が生じる。 μX ＞μY ・・・（２）
σX が作用すると、磁性材料である被測定物２０のＸ、
Ｙ軸方向の透磁率μX 、μY には、磁歪効果により下記
の式（２）の関係、すなわち磁気異方性が生じる。 μX ＞μY ・・・（２）
【０００６】このような状態にある被測定物２０に磁歪
センサー１を接近させ、この磁歪センサー１のヨーク１
１に巻かれた励磁用コイルに交流電源１３より交流電流
を流して被測定物２０を励磁すると、ヨーク１１の開口
端１１ａから出た磁束の大部分は直接ヨーク１１の開口
端１１ｂへ向かうが、被測定物２０には引張応力σXに
より式（２）のような磁気異方性が生じているため、磁
束の一部はヨーク１２を経由してヨーク１１の開口端１
１ｂへ流れる。そのため、ヨーク１２に巻かれた検出用
コイルに取付けられた電圧計１４には下記の式（３）に
示す出力波形の起電力Ｖが誘起される。 Ｖ＝Ｍ0 ・（μX −μY ）・COS[２・（θ−π／４)]・・・（３） ここで、Ｖは検出用コイルに誘起される交流起電力の整
流値、Ｍ0 は励磁条件、コイルの条件、被測定物２０の
磁気的特性などにより定まる定数、COS[２・（θ−π／
４)]は余弦関数、θはヨーク１２の開口端１２ａと１２
ｂを結ぶ直線とＸ軸のなす角である。
センサー１を接近させ、この磁歪センサー１のヨーク１
１に巻かれた励磁用コイルに交流電源１３より交流電流
を流して被測定物２０を励磁すると、ヨーク１１の開口
端１１ａから出た磁束の大部分は直接ヨーク１１の開口
端１１ｂへ向かうが、被測定物２０には引張応力σXに
より式（２）のような磁気異方性が生じているため、磁
束の一部はヨーク１２を経由してヨーク１１の開口端１
１ｂへ流れる。そのため、ヨーク１２に巻かれた検出用
コイルに取付けられた電圧計１４には下記の式（３）に
示す出力波形の起電力Ｖが誘起される。 Ｖ＝Ｍ0 ・（μX −μY ）・COS[２・（θ−π／４)]・・・（３） ここで、Ｖは検出用コイルに誘起される交流起電力の整
流値、Ｍ0 は励磁条件、コイルの条件、被測定物２０の
磁気的特性などにより定まる定数、COS[２・（θ−π／
４)]は余弦関数、θはヨーク１２の開口端１２ａと１２
ｂを結ぶ直線とＸ軸のなす角である。
【０００７】透磁率の差（μX −μY ）は応力の差（σ
X −σY ）に比例するので、式（３）は下記の式（４）
のように書換えできる。 Ｖ＝Ｍ・（σX −σY ）・COS[２・（θ−π／４)]・・・（４） ここで、Ｍは励磁条件、コイルの条件、被測定物２０の
磁気的特性などにより定まる定数である。
X −σY ）に比例するので、式（３）は下記の式（４）
のように書換えできる。 Ｖ＝Ｍ・（σX −σY ）・COS[２・（θ−π／４)]・・・（４） ここで、Ｍは励磁条件、コイルの条件、被測定物２０の
磁気的特性などにより定まる定数である。
【０００８】式（４）より、Ｖを測定することにより被
測定物２０に作用している応力を求めることができる。
測定物２０に作用している応力を求めることができる。
【０００９】しかし、応力が被測定物に周期的に作用し
ている場合は、以下のような問題が生じる。
ている場合は、以下のような問題が生じる。
【００１０】図６に、応力付加時と除去時における磁歪
センサーの起電力と応力の関係を示す。
センサーの起電力と応力の関係を示す。
【００１１】図のように、応力と磁歪センサーの起電力
の関係は、応力の付加時と除去時で同一の応力に対して
同一の起電力を示さない、いわゆるヒステリシスを示
し、磁歪センサーの起電力から一義的に応力を求めるこ
とができなくなる。
の関係は、応力の付加時と除去時で同一の応力に対して
同一の起電力を示さない、いわゆるヒステリシスを示
し、磁歪センサーの起電力から一義的に応力を求めるこ
とができなくなる。
【００１２】この原因は繰り返し測定時に被測定物に蓄
積される残留磁化による。そこで、実公平５ー１０３３
７号公報には、交流脱磁処理により被測定物の残留磁化
を消去してから測定する方法が提案されている。
積される残留磁化による。そこで、実公平５ー１０３３
７号公報には、交流脱磁処理により被測定物の残留磁化
を消去してから測定する方法が提案されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実公平
５ー１０３３７号公報に記載の方法は、１回の脱磁処理
に数秒の時間を要するため、例えば車両の通行頻度の高
い道路や橋梁に使用されている鋼構造物に見られるよう
な作用する応力の周期が短い場合には適用できない。
５ー１０３３７号公報に記載の方法は、１回の脱磁処理
に数秒の時間を要するため、例えば車両の通行頻度の高
い道路や橋梁に使用されている鋼構造物に見られるよう
な作用する応力の周期が短い場合には適用できない。
【００１４】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、脱磁処理を行わずに周期的に作用して
いる応力、特に鋼構造物の設計上重要な最大主応力成分
を正確に測定可能な磁歪効果を利用した応力測定方法お
よびその装置を提供することを目的とする。
なされたもので、脱磁処理を行わずに周期的に作用して
いる応力、特に鋼構造物の設計上重要な最大主応力成分
を正確に測定可能な磁歪効果を利用した応力測定方法お
よびその装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記課題は、励磁用コイ
ルを巻いたコの字型のヨークと検出用コイルを巻いたコ
の字型のヨークが互いにヨーク鞍部の中央部で直交する
ように配置され、前記励磁用コイルに交流電流を流して
被測定物を励磁し、前記検出用コイルに誘起される起電
力を測定して前記被測定物に作用している応力を求める
磁歪センサーを用いた磁歪効果を利用した応力測定方法
において、（イ）前記磁歪センサーを前記被測定物上で
非接触に回転させることによって前記検出用コイルに誘
起される起電力の出力波形を下記の式（１）で表したと
きのパラメータＣを求め、（ロ）前記励磁用コイルを巻
いたヨークの開口端と前記検出用コイルを巻いたヨーク
の開口端を結んだ互いに平行な２組の直線のうちの１組
の直線と、前記パラメータＣから求まる最大主応力方向
とが平行となるように前記磁歪センサーを配置し、
（ハ）前記磁歪センサーを前記被測定物に接触させて、
応力測定を行うことを特徴とする磁歪効果を利用した応
力測定方法により解決される。
ルを巻いたコの字型のヨークと検出用コイルを巻いたコ
の字型のヨークが互いにヨーク鞍部の中央部で直交する
ように配置され、前記励磁用コイルに交流電流を流して
被測定物を励磁し、前記検出用コイルに誘起される起電
力を測定して前記被測定物に作用している応力を求める
磁歪センサーを用いた磁歪効果を利用した応力測定方法
において、（イ）前記磁歪センサーを前記被測定物上で
非接触に回転させることによって前記検出用コイルに誘
起される起電力の出力波形を下記の式（１）で表したと
きのパラメータＣを求め、（ロ）前記励磁用コイルを巻
いたヨークの開口端と前記検出用コイルを巻いたヨーク
の開口端を結んだ互いに平行な２組の直線のうちの１組
の直線と、前記パラメータＣから求まる最大主応力方向
とが平行となるように前記磁歪センサーを配置し、
（ハ）前記磁歪センサーを前記被測定物に接触させて、
応力測定を行うことを特徴とする磁歪効果を利用した応
力測定方法により解決される。
【００１６】 Ｖ＝Ａ＋Ｂ・COS[２・（θ−Ｃ)]・・・（１） ここで、Ｖは前記検出用コイルに誘起される交流起電力
の整流値、θは前記検出用コイルを巻いたコの字型のヨ
ークの開口端を結ぶ直線と最大主応力方向のなす角、CO
S[２・（θ−Ｃ)]は余弦関数、Ａ、Ｂ、Ｃはパラメータ
である。
の整流値、θは前記検出用コイルを巻いたコの字型のヨ
ークの開口端を結ぶ直線と最大主応力方向のなす角、CO
S[２・（θ−Ｃ)]は余弦関数、Ａ、Ｂ、Ｃはパラメータ
である。
【００１７】まず、最大主応力成分を測定するには最大
主応力方向を知る必要があるが、複雑な鋼構造物では、
応力測定前に最大主応力方向を推定するのは容易でな
い。そこで、上記磁歪センサーを用いて以下のようにす
れば最大主応力方向を求めることができる。
主応力方向を知る必要があるが、複雑な鋼構造物では、
応力測定前に最大主応力方向を推定するのは容易でな
い。そこで、上記磁歪センサーを用いて以下のようにす
れば最大主応力方向を求めることができる。
【００１８】上記の式（４）は式（１）に書き直せるの
で、パラメータＣを求めれば最大主応力方向を知ること
ができる。実際には、磁歪センサーを被測定物から一定
の距離（リフトオフと呼ぶ）離して回転させて、すなわ
ちθを変えて、磁歪センサーの検出用コイルに誘起され
る起電力の出力波形を求め、この出力波形を式（１）に
回帰してパラメータＣを求める。
で、パラメータＣを求めれば最大主応力方向を知ること
ができる。実際には、磁歪センサーを被測定物から一定
の距離（リフトオフと呼ぶ）離して回転させて、すなわ
ちθを変えて、磁歪センサーの検出用コイルに誘起され
る起電力の出力波形を求め、この出力波形を式（１）に
回帰してパラメータＣを求める。
【００１９】図３に、周期的に作用する応力のある応力
状態にある鋼板上で磁歪センサーを回転させた時に実際
に得られる起電力の出力波形の１例を示す。図には、起
電力の出力波形を（１）式に回帰したときのパラメータ
Ａ、Ｂ、Ｃの値も示してある。
状態にある鋼板上で磁歪センサーを回転させた時に実際
に得られる起電力の出力波形の１例を示す。図には、起
電力の出力波形を（１）式に回帰したときのパラメータ
Ａ、Ｂ、Ｃの値も示してある。
【００２０】このようにして、周期的に作用する応力の
最大主応力方向が求まる。また同時に、応力状態を表し
ているパラメータＢから最大主応力成分も求まるが、上
記したように、繰り返し測定により被測定物に残留磁化
が有る場合は、応力と磁歪センサーの起電力の関係がヒ
ステリシスを示すので、正確な応力が求められない。
最大主応力方向が求まる。また同時に、応力状態を表し
ているパラメータＢから最大主応力成分も求まるが、上
記したように、繰り返し測定により被測定物に残留磁化
が有る場合は、応力と磁歪センサーの起電力の関係がヒ
ステリシスを示すので、正確な応力が求められない。
【００２１】そこで、応力ー起電力ヒステリシス曲線に
およぼすリフトオフの関係を検討したところ、以下に示
すように、リフトオフを小さくすればよいことが明らか
になった。
およぼすリフトオフの関係を検討したところ、以下に示
すように、リフトオフを小さくすればよいことが明らか
になった。
【００２２】図４に、応力ー起電力ヒステリシス曲線に
およぼすリフトオフの影響を示す。リフトオフを１．０
ｍｍから０．１ｍｍに減少させると、ヒステリシスの広
がりが小さくなり、応力の付加時と除去時の同一応力に
おける起電力の差が小さくなることがわかる。
およぼすリフトオフの影響を示す。リフトオフを１．０
ｍｍから０．１ｍｍに減少させると、ヒステリシスの広
がりが小さくなり、応力の付加時と除去時の同一応力に
おける起電力の差が小さくなることがわかる。
【００２３】したがって、最大主応力成分が求まる条件
に磁歪センサーを配置後、すなわち、励磁用コイルを巻
いたヨークの開口端と前記検出用コイルを巻いたヨーク
の開口端を結んだ互いに平行な２組の直線のうちの１組
の直線をパラメータＣから求めた最大主応力方向に平行
となるようにした後、磁歪センサーを被測定物に接触さ
せて応力測定を行えば、より正確な最大主応力成分が求
まることになる。
に磁歪センサーを配置後、すなわち、励磁用コイルを巻
いたヨークの開口端と前記検出用コイルを巻いたヨーク
の開口端を結んだ互いに平行な２組の直線のうちの１組
の直線をパラメータＣから求めた最大主応力方向に平行
となるようにした後、磁歪センサーを被測定物に接触さ
せて応力測定を行えば、より正確な最大主応力成分が求
まることになる。
【００２４】また、図２からわかるように、リフトオフ
を小さくすると出力自体も増加する（磁歪感度が高くな
る）ので、出力から応力換算する時の誤差も小さくで
き、より精度の高い応力測定が可能となる。
を小さくすると出力自体も増加する（磁歪感度が高くな
る）ので、出力から応力換算する時の誤差も小さくで
き、より精度の高い応力測定が可能となる。
【００２５】このような方法により、脱磁処理を行わず
に周期的に作用している応力の最大主応力成分を正確に
測定できる。
に周期的に作用している応力の最大主応力成分を正確に
測定できる。
【００２６】上記応力測定は、上記磁歪センサーと、磁
歪センサーを回転するための回転機構と、磁歪センサー
を被測定物に着脱するためのバネ機構を有してなる磁歪
効果を利用した応力測定装置により実現できる。また、
磁歪センサーがバネ機構により被測定物に着脱されるの
で、磁歪センサーを被測定物に一定の力で接触させた
り、一定の間隔で離したりでき、再現性のよい高精度な
測定が行える。
歪センサーを回転するための回転機構と、磁歪センサー
を被測定物に着脱するためのバネ機構を有してなる磁歪
効果を利用した応力測定装置により実現できる。また、
磁歪センサーがバネ機構により被測定物に着脱されるの
で、磁歪センサーを被測定物に一定の力で接触させた
り、一定の間隔で離したりでき、再現性のよい高精度な
測定が行える。
【００２７】
【発明の実施の形態】図１に、本発明方法の実施の形態
を示すフロー図を示す。
を示すフロー図を示す。
【００２８】最初に、標準、例えば１ｍｍのリフトオフ
で磁歪センサーを被測定物上に設定する（Ｓ１）。次
に、磁歪センサーを回転させ出力を測定し（Ｓ２）、出
力波形を求め、Ｖ＝Ａ＋Ｂ・COS[２・（θ−Ｃ)]の式に
回帰し、最大主応力方向であるパラメータＣを決定する
（Ｓ３）。そして、磁歪センサーの両ヨークの開口端を
結んで得られる互いに平行な２組の直線のうちの１組の
直線を最大主応力方向に平行となるように磁歪センサー
を回転させる（Ｓ４）。その後、磁歪センサーを被測定
物に接触させて（Ｓ５）、応力測定を行えば（Ｓ６）、
求まる応力が最大主応力となる。
で磁歪センサーを被測定物上に設定する（Ｓ１）。次
に、磁歪センサーを回転させ出力を測定し（Ｓ２）、出
力波形を求め、Ｖ＝Ａ＋Ｂ・COS[２・（θ−Ｃ)]の式に
回帰し、最大主応力方向であるパラメータＣを決定する
（Ｓ３）。そして、磁歪センサーの両ヨークの開口端を
結んで得られる互いに平行な２組の直線のうちの１組の
直線を最大主応力方向に平行となるように磁歪センサー
を回転させる（Ｓ４）。その後、磁歪センサーを被測定
物に接触させて（Ｓ５）、応力測定を行えば（Ｓ６）、
求まる応力が最大主応力となる。
【００２９】図２に、本発明である応力測定装置の磁歪
センサーおよびその周辺部を示す。図で、（ａ）は正面
図、（ｂ）は側面図を表す。
センサーおよびその周辺部を示す。図で、（ａ）は正面
図、（ｂ）は側面図を表す。
【００３０】ハウジング６内には、磁歪センサー１とエ
ンコーダーを備えたＤＣサーボモーター２が設けれてお
り、ＤＣサーボモーター２の回転は、ピニオンギア３と
リングギア４を介して磁歪センサー１に伝えられる。こ
のとき、回転はボールベアリング５により円滑に行われ
る。また、磁歪センサー１はネジ８により磁歪センサー
を支持するホルダー７に固定されている。磁歪センサー
を支持するホルダー７はバネ（本図では省略）によって
ハウジング６内を下方へ押し下げられるような機構にな
っているが、それはピン１０を押すことにより、ピン１
０の先端は切り欠き部１６に押され、ピン１０先端の直
径差分だけ下方へ押し下げられる。また、押しボタン９
はバネ１５を介してピン１０の移動を調整し、押しボタ
ン９を押すことをやめると、磁歪センサーを支持するホ
ルダー７は元の位置に復帰する。
ンコーダーを備えたＤＣサーボモーター２が設けれてお
り、ＤＣサーボモーター２の回転は、ピニオンギア３と
リングギア４を介して磁歪センサー１に伝えられる。こ
のとき、回転はボールベアリング５により円滑に行われ
る。また、磁歪センサー１はネジ８により磁歪センサー
を支持するホルダー７に固定されている。磁歪センサー
を支持するホルダー７はバネ（本図では省略）によって
ハウジング６内を下方へ押し下げられるような機構にな
っているが、それはピン１０を押すことにより、ピン１
０の先端は切り欠き部１６に押され、ピン１０先端の直
径差分だけ下方へ押し下げられる。また、押しボタン９
はバネ１５を介してピン１０の移動を調整し、押しボタ
ン９を押すことをやめると、磁歪センサーを支持するホ
ルダー７は元の位置に復帰する。
【００３１】磁歪センサー１を、エンコーダーを備えた
ＤＣサーボモーター２により回転させ、パラメータＣを
求め最大主応力方向を決定する。次に、磁歪センサー１
の両ヨークの開口端を結んで得られる互いに平行な２組
の直線のうちの１組の直線をこの最大主応力方向に平行
となるように磁歪センサー１をＤＣサーボモーター２に
より回転させる。そして、押しボタン９を押して、ピン
１０を押すことにより、ピン１０の先端を切り欠き部１
６に押し込み、ピン１０先端の直径差分だけ磁歪センサ
ーを支持するホルダー７を下方へ下げる。このとき、磁
歪センサーを支持するホルダー７に固定された磁歪セン
サー１は被測定物に一定の力で接触させられる。また、
押しボタン９を離すことにより、磁歪センサー１はその
ホルダー７と共に元の位置に正確に戻される。したがっ
て、再現性のよい高精度な測定が行える。
ＤＣサーボモーター２により回転させ、パラメータＣを
求め最大主応力方向を決定する。次に、磁歪センサー１
の両ヨークの開口端を結んで得られる互いに平行な２組
の直線のうちの１組の直線をこの最大主応力方向に平行
となるように磁歪センサー１をＤＣサーボモーター２に
より回転させる。そして、押しボタン９を押して、ピン
１０を押すことにより、ピン１０の先端を切り欠き部１
６に押し込み、ピン１０先端の直径差分だけ磁歪センサ
ーを支持するホルダー７を下方へ下げる。このとき、磁
歪センサーを支持するホルダー７に固定された磁歪セン
サー１は被測定物に一定の力で接触させられる。また、
押しボタン９を離すことにより、磁歪センサー１はその
ホルダー７と共に元の位置に正確に戻される。したがっ
て、再現性のよい高精度な測定が行える。
【００３２】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、脱磁処理を行わずに周期的に作用している応
力、特に鋼構造物の設計上重要な最大主応力成分を正確
に測定可能な磁歪効果を利用した応力測定方法およびそ
の装置を提供できる。
いるので、脱磁処理を行わずに周期的に作用している応
力、特に鋼構造物の設計上重要な最大主応力成分を正確
に測定可能な磁歪効果を利用した応力測定方法およびそ
の装置を提供できる。
【図１】本発明方法の実施の形態を示すフロー図であ
る。
る。
【図２】本発明である応力測定装置の磁歪センサーおよ
びその周辺部を示す図である。
びその周辺部を示す図である。
【図３】ある応力状態にある鋼板上で磁歪センサーを回
転させた時に実際に得られる起電力の出力波形の１例を
示す図である。
転させた時に実際に得られる起電力の出力波形の１例を
示す図である。
【図４】応力ー起電力ヒステリシス曲線におよぼすリフ
トオフの影響を示す図である。
トオフの影響を示す図である。
【図５】磁歪効果によって生じる磁気異方性を利用する
応力測定方法の１例を示す図である。
応力測定方法の１例を示す図である。
【図６】応力付加時と除去時における磁歪センサーの起
電力と応力の関係を示す図である。
電力と応力の関係を示す図である。
１ 磁歪センサー ２ エンコーダを備えたＤＣサーボモータ ３ ピニオンギア ４ リングギア ５ ボールベアリング ６ ハウジング ７ 磁歪センサーを支持するホルダー ８ ネジ ９ 押しボタン １０ ピン １１ 励磁用コイルを巻いたコの字型のヨーク １１ａ ヨーク１１の開口端 １１ｂ ヨーク１１の開口端 １２ 検出用コイルを巻いたコの字型のヨーク １２ａ ヨーク１２の開口端 １２ｂ ヨーク１２の開口端 １３ 交流電源 １４ 電圧計 １５ バネ １６ 切り欠き部 ２０ 被測定物 ３０ 磁束の流れる方向
Claims (2)
- 【請求項１】 励磁用コイルを巻いたコの字型のヨーク
と検出用コイルを巻いたコの字型のヨークが互いにヨー
ク鞍部の中央部で直交するように配置され、前記励磁用
コイルに交流電流を流して被測定物を励磁し、前記検出
用コイルに誘起される起電力を測定して前記被測定物に
作用している応力を求める磁歪センサーを用いた磁歪効
果を利用した応力測定方法において、 （イ）前記磁歪センサーを前記被測定物上で非接触に回
転させることによって前記検出用コイルに誘起される起
電力の出力波形を下記の式（１）で表したときのパラメ
ータＣを求め、 （ロ）前記励磁用コイルを巻いたヨークの開口端と前記
検出用コイルを巻いたヨークの開口端を結んだ互いに平
行な２組の直線のうちの１組の直線と、前記パラメータ
Ｃから求まる最大主応力方向とが平行となるように前記
磁歪センサーを配置し、 （ハ）前記磁歪センサーを前記被測定物に接触させて、 応力測定を行うことを特徴とする磁歪効果を利用した応
力測定方法。 Ｖ＝Ａ＋Ｂ・COS[２・（θ−Ｃ)]・・・（１） ここで、Ｖは前記検出用コイルに誘起される交流起電力
の整流値、θは前記検出用コイルを巻いたコの字型のヨ
ークの開口端を結ぶ直線と最大主応力方向のなす角、CO
S[２・（θ−Ｃ)]は余弦関数、Ａ、Ｂ、Ｃはパラメータ
である。 - 【請求項２】 励磁用コイルを巻いたコの字型のヨーク
と検出用コイルを巻いたコの字型のヨークが互いにヨー
ク鞍部の中央部で直交するように配置され、前記励磁用
コイルに交流電流を流して被測定物を励磁し、前記検出
用コイルに誘起される起電力を測定して前記被測定物に
作用している応力を求める磁歪センサー磁歪センサー
と、前記磁歪センサーを回転するための回転機構と、前
記磁歪センサーを前記被測定物に着脱するためのバネ機
構を有してなる磁歪効果を利用した応力測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12953897A JP3191726B2 (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 磁歪効果を利用した応力測定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12953897A JP3191726B2 (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 磁歪効果を利用した応力測定方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10318857A true JPH10318857A (ja) | 1998-12-04 |
| JP3191726B2 JP3191726B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=15012008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12953897A Expired - Fee Related JP3191726B2 (ja) | 1997-05-20 | 1997-05-20 | 磁歪効果を利用した応力測定方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3191726B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002048659A (ja) * | 2000-08-01 | 2002-02-15 | Azuma Systems:Kk | グランドアンカーの応力診断方法および応力診断装置 |
| JP2003028733A (ja) * | 2001-07-10 | 2003-01-29 | Chuden Gijutsu Consultant Kk | 応力測定方法および磁歪センサ |
| CN108151923A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-06-12 | 沈阳工业大学 | 一种新型的应力定向检测系统 |
| WO2022039225A1 (ja) * | 2020-08-20 | 2022-02-24 | 日本発條株式会社 | 応力検出装置 |
-
1997
- 1997-05-20 JP JP12953897A patent/JP3191726B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002048659A (ja) * | 2000-08-01 | 2002-02-15 | Azuma Systems:Kk | グランドアンカーの応力診断方法および応力診断装置 |
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| WO2022039225A1 (ja) * | 2020-08-20 | 2022-02-24 | 日本発條株式会社 | 応力検出装置 |
| JP2022035082A (ja) * | 2020-08-20 | 2022-03-04 | 日本発條株式会社 | 応力検出装置 |
| CN116075703A (zh) * | 2020-08-20 | 2023-05-05 | 日本发条株式会社 | 应力检测装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3191726B2 (ja) | 2001-07-23 |
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