JPS6175243A - ２軸揺動ｘ線応力測定装置 - Google Patents
２軸揺動ｘ線応力測定装置Info
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- JPS6175243A JPS6175243A JP19771384A JP19771384A JPS6175243A JP S6175243 A JPS6175243 A JP S6175243A JP 19771384 A JP19771384 A JP 19771384A JP 19771384 A JP19771384 A JP 19771384A JP S6175243 A JPS6175243 A JP S6175243A
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- Japan
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/20—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
- G01N23/207—Diffractometry using detectors, e.g. using a probe in a central position and one or more displaceable detectors in circumferential positions
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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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は金属材料などの応力をＸ線回折によって測定す
る装置に関する。
る装置に関する。
（ロ）従来技術
この稲の応力測定は、微小な結晶から成る材料に応力が
加わると結晶の格子間隔が変化することによるものであ
る。Ｘ線の材料表面に対する入射角ψを変え１回折角２
θを測定し、ｓｉｎ”ψを変数としてプロブトすると、
２θとｓｉｎ”ψの関係は理論的に直線となり、この直
線の勾配は材料表面の応力に比例する。従来のＸ線応力
測定装置では、この２Ｏ−ｓｉｎ”ψ線図（回帰直線）
を得るために、測定する材料の表面の一点をＸ線ビーム
で照射しながらＸ線検出器の位置を走査して検出強度の
ピークをさがし、そのときの回折角２θを求め９次いで
Ｘ線管又は測定材料を動かしてＸ線入射角ψを変えて上
記と同様にして回折角２θを求め、数点の９について２
θを求めている。このようにして２θとψの関係が求ま
ると、ｓｉｎ”ψを横軸、２θを縦軸としてプロットし
、プロットされた点の中央を通る直線（回帰直線］を最
少二乗法を用いて求める。
加わると結晶の格子間隔が変化することによるものであ
る。Ｘ線の材料表面に対する入射角ψを変え１回折角２
θを測定し、ｓｉｎ”ψを変数としてプロブトすると、
２θとｓｉｎ”ψの関係は理論的に直線となり、この直
線の勾配は材料表面の応力に比例する。従来のＸ線応力
測定装置では、この２Ｏ−ｓｉｎ”ψ線図（回帰直線）
を得るために、測定する材料の表面の一点をＸ線ビーム
で照射しながらＸ線検出器の位置を走査して検出強度の
ピークをさがし、そのときの回折角２θを求め９次いで
Ｘ線管又は測定材料を動かしてＸ線入射角ψを変えて上
記と同様にして回折角２θを求め、数点の９について２
θを求めている。このようにして２θとψの関係が求ま
ると、ｓｉｎ”ψを横軸、２θを縦軸としてプロットし
、プロットされた点の中央を通る直線（回帰直線］を最
少二乗法を用いて求める。
上記のような測定を行なうに際し、測定誤差を少な（す
るため９通常一つの軸のまわりに検出器やＸ線管を揺動
させている。これは材料を構成する結晶粒の大きさによ
り、照射ビームを回折する格子面の数が入射角によって
ばらつき。
るため９通常一つの軸のまわりに検出器やＸ線管を揺動
させている。これは材料を構成する結晶粒の大きさによ
り、照射ビームを回折する格子面の数が入射角によって
ばらつき。
測定値が不正確となるのを防止するためである。
ところがこのような揺動を行なっても、材料が粗大結晶
粒を含む場合や圧延金属材のような集合組織の場合は回
折Ｘ線強度の低下や方位によるばらつきが太き（なり、
測定が困難となる場合があった。一般に実用材の結晶状
態は加工変質層や浸炭・脱炭層があり、結晶粒の粗大化
や集合組織を有する場合が多い。また最近では。
粒を含む場合や圧延金属材のような集合組織の場合は回
折Ｘ線強度の低下や方位によるばらつきが太き（なり、
測定が困難となる場合があった。一般に実用材の結晶状
態は加工変質層や浸炭・脱炭層があり、結晶粒の粗大化
や集合組織を有する場合が多い。また最近では。
結晶粒の大きい焼結合金や非鉄金属、セラミックス材の
応力測定が要望されているが、前述のよう１こ従来の装
置ではこのような材料の応力測定が困難である。
応力測定が要望されているが、前述のよう１こ従来の装
置ではこのような材料の応力測定が困難である。
ｅ→ 発明の目的
本発明は従来のＸ線応力測定装置を改良し。
結晶粒が大きい材料や集合組織を有する場合（ζも精度
良く応力測定ができる装置を提供することを目的とする
。
良く応力測定ができる装置を提供することを目的とする
。
に）構成
本発明のＸ線応力測定装置は測定対２の材料にＸ＠を照
射するＸ線管と回折Ｘ線を検出する検出器を、材料表面
のＸ線入射位置を通る２つ直＠（２つの軸）を中心とす
る微小角度の回転（揺動）をさせる駆動機溝（以下揺動
駆動機構という）を設けたことを特徴とする。
射するＸ線管と回折Ｘ線を検出する検出器を、材料表面
のＸ線入射位置を通る２つ直＠（２つの軸）を中心とす
る微小角度の回転（揺動）をさせる駆動機溝（以下揺動
駆動機構という）を設けたことを特徴とする。
（ホ）実施例
以下実施例により本発明をさらｉζ詳しく説明する。第
１図は本発明の一実兎例の戦略を示す構成図であり、（
１）はＸ線管、（２）はＸ線検出器。
１図は本発明の一実兎例の戦略を示す構成図であり、（
１）はＸ線管、（２）はＸ線検出器。
（３）は被測定材料である。Ｘ線管（１）及び検出器（
２）は材料（３）表面のＸ線入射位置（４）を中心点と
する円弧状の支持部材（５）に取り付けられている。Ｘ
！！ ！ （１１は支持部材（５）Ｉこ固定され、検出
器（２）はモータ（６）によって支持部’Ｆ’！ （５
１＋ｃ沿つて走査可能なように設置されている。支持部
材（５）はさら虻ζ支持部材（７）に、モータ（８）に
よって走査可能なよう１ζ設置されており、支持部材（
７）もまたｘｖｌ入射位！！ （４１を中心とする円弧
状裔こ形成されている。
２）は材料（３）表面のＸ線入射位置（４）を中心点と
する円弧状の支持部材（５）に取り付けられている。Ｘ
！！ ！ （１１は支持部材（５）Ｉこ固定され、検出
器（２）はモータ（６）によって支持部’Ｆ’！ （５
１＋ｃ沿つて走査可能なように設置されている。支持部
材（５）はさら虻ζ支持部材（７）に、モータ（８）に
よって走査可能なよう１ζ設置されており、支持部材（
７）もまたｘｖｌ入射位！！ （４１を中心とする円弧
状裔こ形成されている。
支持部材（７）はアーム（９）に固定されており、アー
ム（９）はモータαＧの回転軸（取り付けられて回転可
能となっている。モータαＧの回転軸中心線（５）の延
長上ｆζＸ線入射位置（４）が存在するよう（ζ。
ム（９）はモータαＧの回転軸（取り付けられて回転可
能となっている。モータαＧの回転軸中心線（５）の延
長上ｆζＸ線入射位置（４）が存在するよう（ζ。
材料（３）は台０上に固定されている。モーター（６）
。
。
＋８１ 、 ＣＩＧは制御装置面から送られるパルス信
号に従って回転し、検出器（２）の出力は制御装置■に
送られて処理され１表示される。
号に従って回転し、検出器（２）の出力は制御装置■に
送られて処理され１表示される。
以下、第１図装置の動作を説明する。Ｘ線管（１）によ
り発生するＸ線はソーラスリット（図示せず１１’２：
より細いビーム状となり、測定の間中常に材料（３）の
表面の一定点（４）を照射している。
り発生するＸ線はソーラスリット（図示せず１１’２：
より細いビーム状となり、測定の間中常に材料（３）の
表面の一定点（４）を照射している。
あるＸ線入射角ψに対する回折角２θを求めるには、制
御装置（２）によってモーター（６）を駆動し検出され
る出射Ｘ線と入射Ｘ線の成す角度２ｉを走査する必要が
あるが、この走査は初期位置から一定微小角度毎にステ
ップ状に行なう。２δの各位について、一定時間検出器
（２）からの出力値が制御装置面に送られ、制御装置は
この出力値を積算する。以下この一定時間の検出を１ス
テプブの測定と称することとする。なお、上記の積算は
平均値を求めることと同じ意味を有する。この１ステツ
プの測定の間にモーター（８）。
御装置（２）によってモーター（６）を駆動し検出され
る出射Ｘ線と入射Ｘ線の成す角度２ｉを走査する必要が
あるが、この走査は初期位置から一定微小角度毎にステ
ップ状に行なう。２δの各位について、一定時間検出器
（２）からの出力値が制御装置面に送られ、制御装置は
この出力値を積算する。以下この一定時間の検出を１ス
テプブの測定と称することとする。なお、上記の積算は
平均値を求めることと同じ意味を有する。この１ステツ
プの測定の間にモーター（８）。
αＧによる揺動が行なわれる。モーター（８）が駆動さ
れると、検出器、Ｘ線管及び支持部材（モ）は支持部材
（７）（ζ沿って動き、これはＸ線入射位Ｒ（４）を通
る直線の回りの回転となるが、この回転角度が±Δθ１
の範囲で周期的な動作を行なうよう。
れると、検出器、Ｘ線管及び支持部材（モ）は支持部材
（７）（ζ沿って動き、これはＸ線入射位Ｒ（４）を通
る直線の回りの回転となるが、この回転角度が±Δθ１
の範囲で周期的な動作を行なうよう。
制御装置はモーター（８）を制御する。モーター（８１
と同時にモーター（２）も駆動され０士Δθ２の回転角
度範囲で周期的な動作を行なう。これらの動作を揺動と
称する。このΔ１．Δ：は小さな値であり、１ステツプ
の測定時間白傷こ少（とも１周期以上がはいるが、多く
の周期がはいるようにしてかつモーター（８）と（１０
１の動作の周期を異なるようにすると結果的１こ検出器
等はだ円等の単純な軌道をとらないので効果的となる。
と同時にモーター（２）も駆動され０士Δθ２の回転角
度範囲で周期的な動作を行なう。これらの動作を揺動と
称する。このΔ１．Δ：は小さな値であり、１ステツプ
の測定時間白傷こ少（とも１周期以上がはいるが、多く
の周期がはいるようにしてかつモーター（８）と（１０
１の動作の周期を異なるようにすると結果的１こ検出器
等はだ円等の単純な軌道をとらないので効果的となる。
第２図は揺動を説明する図であるが、簡単のため入射Ｘ
線を２軸とし、このＺ軸が揺動の中心軸の一つとなる場
合Ｃζついて示している。すなわちこの場合は２軸及び
ｙ軸が揺動の中心軸であり、このような揺動で回折面法
線（入射Ｘ線と回折Ｘ線の間を２等分する直線であり０
回折格子面に対する法線となる）が±Δθ１．±Δθ２
の範囲で２軸揺動を行なう。
線を２軸とし、このＺ軸が揺動の中心軸の一つとなる場
合Ｃζついて示している。すなわちこの場合は２軸及び
ｙ軸が揺動の中心軸であり、このような揺動で回折面法
線（入射Ｘ線と回折Ｘ線の間を２等分する直線であり０
回折格子面に対する法線となる）が±Δθ１．±Δθ２
の範囲で２軸揺動を行なう。
揺動は１ステツプの測定ごとに行なわれ、１ステツプの
測定が終了するといったん揺動が停止されてモーター＋
６１１２：よって検出器の位置すなわち２ｉが変化し再
び揺動が開始されて次の１ステツプの測定が行なわれる
。このようにして２０′の変化に対する検出強度の変化
を求めた結果を第５図（ζ例示する。＠５図の曲線でピ
ークとなる角度が回折角２θである。このようｆζして
１つの入射角ψに対する回折角２θが求められ、同様の
測定は数点のψについて実行される。
測定が終了するといったん揺動が停止されてモーター＋
６１１２：よって検出器の位置すなわち２ｉが変化し再
び揺動が開始されて次の１ステツプの測定が行なわれる
。このようにして２０′の変化に対する検出強度の変化
を求めた結果を第５図（ζ例示する。＠５図の曲線でピ
ークとなる角度が回折角２θである。このようｆζして
１つの入射角ψに対する回折角２θが求められ、同様の
測定は数点のψについて実行される。
以上のようＣζして２θとψの関係が測定されると、最
小二乗法によって２Ｏ−ｓｉｎ”ψ回帰直線が従来と同
様にして作成され、その傾斜から応力σが求められる。
小二乗法によって２Ｏ−ｓｉｎ”ψ回帰直線が従来と同
様にして作成され、その傾斜から応力σが求められる。
本発明は第４図Ｃζ示すとおりであるが、その構成は第
１図に限定されず、Ｘ線入射位置（４）を通る２直線の
回りに検出器及びＸ線管を回転揺動させる方式のもので
あればよい。また２直線は直交させることｆζ限定され
ず、たとえばモーター叫の回転軸中０囚を傾斜させても
よい。
１図に限定されず、Ｘ線入射位置（４）を通る２直線の
回りに検出器及びＸ線管を回転揺動させる方式のもので
あればよい。また２直線は直交させることｆζ限定され
ず、たとえばモーター叫の回転軸中０囚を傾斜させても
よい。
さらにＸ線管と検出器を揺動させる代りに材料（３）を
揺動させることも考えられるが、被測定材料は構造物で
あったりして動かすことが困難な場合には、検出系を揺
動させる方が優れている。
揺動させることも考えられるが、被測定材料は構造物で
あったりして動かすことが困難な場合には、検出系を揺
動させる方が優れている。
（へ）効果
本発明暑こよって結晶粒が大きい材料や集合組織を有す
るけ料についても精度の良い応力測定が可能となる。実
験データにより、従来技術と本発明を比較するため、ア
ルミニウム引キ抜キは（集合組織を有する）を被測定材
料とする測定を行ない、２０と ｓｉｎ”ψの関係をプ
ロットし応力σ及び測定精度（分散）を求めた。第３図
は２軸揺動法による結果であり、第４図は１軸のみの揺
動によるものである。第３図（本発明の方法）では応力
は圧縮方向３．９３ ｋ ｇ Ｆ’ ／ ｃｍ”・分散
は０．９３ ｋｇＦ／ ｃｍ”であり、第４図テハＥｐ
力は引張り方向０．８４ｋｇＦ’／ｃｍ”、分散は８．
４３ｋｇ／ ｃ ｍ”となった。分散を比較してわかる
ように従来方法では不正確で測定不可能であった応力測
定が本発明によって可能となるなどその効果は顕著であ
る。
るけ料についても精度の良い応力測定が可能となる。実
験データにより、従来技術と本発明を比較するため、ア
ルミニウム引キ抜キは（集合組織を有する）を被測定材
料とする測定を行ない、２０と ｓｉｎ”ψの関係をプ
ロットし応力σ及び測定精度（分散）を求めた。第３図
は２軸揺動法による結果であり、第４図は１軸のみの揺
動によるものである。第３図（本発明の方法）では応力
は圧縮方向３．９３ ｋ ｇ Ｆ’ ／ ｃｍ”・分散
は０．９３ ｋｇＦ／ ｃｍ”であり、第４図テハＥｐ
力は引張り方向０．８４ｋｇＦ’／ｃｍ”、分散は８．
４３ｋｇ／ ｃ ｍ”となった。分散を比較してわかる
ように従来方法では不正確で測定不可能であった応力測
定が本発明によって可能となるなどその効果は顕著であ
る。
第１図は本発明装置構成の実施例を示す。＠２図は揺動
を説明するための図である。第３図及びａ！４図は各々
本発明及び従来技術鉦こよる測定結果を示し、第５図は
回折角２θを求める測定結果の一例を示す図である。 （１）・・・・・・Ｘ線管 （２）・−・−・
Ｘ線検出器（３）・・・・・−被測定何科 （４）
・・・・−・Ｘ線入射位置＋５１．ｆ７＋・・・・・・
支持部け （９）・−ｍ−アーム＋６１．１８１．
０トー・・・・モーター Ｉ・・・・・−金側・・−
・−・入射Ｘ線 αＪ・−・・・出射Ｘ線（回折
Ｘ線）α２・・・・−・制御装置 第３ 図
を説明するための図である。第３図及びａ！４図は各々
本発明及び従来技術鉦こよる測定結果を示し、第５図は
回折角２θを求める測定結果の一例を示す図である。 （１）・・・・・・Ｘ線管 （２）・−・−・
Ｘ線検出器（３）・・・・・−被測定何科 （４）
・・・・−・Ｘ線入射位置＋５１．ｆ７＋・・・・・・
支持部け （９）・−ｍ−アーム＋６１．１８１．
０トー・・・・モーター Ｉ・・・・・−金側・・−
・−・入射Ｘ線 αＪ・−・・・出射Ｘ線（回折
Ｘ線）α２・・・・−・制御装置 第３ 図
Claims (1)
- 被測定材料にＸ線を入射させるＸ線管と、材料面で回折
したＸ線を検出する検出器と、前記Ｘ線管と検出器をＸ
線の材料への入射点のまわりに回転する手段と、前記Ｘ
線管及び検出器を前記入射点を通る２直線を中心として
回転揺動させる手段を有するＸ線応力測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59197713A JPH0654265B2 (ja) | 1984-09-19 | 1984-09-19 | ２軸揺動ｘ線応力測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59197713A JPH0654265B2 (ja) | 1984-09-19 | 1984-09-19 | ２軸揺動ｘ線応力測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6175243A true JPS6175243A (ja) | 1986-04-17 |
| JPH0654265B2 JPH0654265B2 (ja) | 1994-07-20 |
Family
ID=16379114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59197713A Expired - Lifetime JPH0654265B2 (ja) | 1984-09-19 | 1984-09-19 | ２軸揺動ｘ線応力測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0654265B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03225237A (ja) * | 1990-01-30 | 1991-10-04 | Nippon Steel Corp | 小型ｘ線回折装置とその使用方法 |
| NL1003229C2 (nl) * | 1995-05-30 | 1998-05-27 | Shimadzu Corp | Röntgendiffractometer. |
| JPH11304730A (ja) * | 1998-04-24 | 1999-11-05 | Rigaku Denki Kk | 極点測定方法 |
| JP2007127435A (ja) * | 2005-11-01 | 2007-05-24 | Taiyo Yuden Co Ltd | 応力測定方法および装置ならびに品質管理方法 |
| CN114993544A (zh) * | 2022-07-18 | 2022-09-02 | 安徽建筑大学 | 一种桥梁结构应力检测装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5588148U (ja) * | 1979-12-06 | 1980-06-18 |
-
1984
- 1984-09-19 JP JP59197713A patent/JPH0654265B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5588148U (ja) * | 1979-12-06 | 1980-06-18 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03225237A (ja) * | 1990-01-30 | 1991-10-04 | Nippon Steel Corp | 小型ｘ線回折装置とその使用方法 |
| NL1003229C2 (nl) * | 1995-05-30 | 1998-05-27 | Shimadzu Corp | Röntgendiffractometer. |
| JPH11304730A (ja) * | 1998-04-24 | 1999-11-05 | Rigaku Denki Kk | 極点測定方法 |
| JP2007127435A (ja) * | 2005-11-01 | 2007-05-24 | Taiyo Yuden Co Ltd | 応力測定方法および装置ならびに品質管理方法 |
| CN114993544A (zh) * | 2022-07-18 | 2022-09-02 | 安徽建筑大学 | 一种桥梁结构应力检测装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0654265B2 (ja) | 1994-07-20 |
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