JP2735992B2 - 磁歪応力測定方法および装置 - Google Patents
磁歪応力測定方法および装置Info
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、大口径の管の磁歪応力
測定方法および装置に関する。
測定方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】磁歪応力測定法は、強磁性材料に荷重が
作用すると透磁率に異方性が生じ、荷重方向の透磁率が
大きくなり、反対に荷重方向と直角方向の透磁率が小さ
くなるので、両透磁率の差を磁歪センサによって検出す
ることによって、主応力の方向および大きさを測定する
手法である。先行技術では、磁歪センサを管の周方向に
移動しつつ、管に作用している応力を測定している。こ
のような測定値は、管が小口径であり、したがって通
常、曲げ変形が卓越し、管の周方向の応力は零またはご
く小さい値であり、したがって磁歪センサの出力は、管
軸方向の応力に対応している。しかしながら管が大口径
のとき、たとえば外径が400mmφ以上であるとき、
管の周方向の応力を無視することができない。このこと
はまた管が小口径であっても、その管が偏平に変形して
いるときにも同様である。
作用すると透磁率に異方性が生じ、荷重方向の透磁率が
大きくなり、反対に荷重方向と直角方向の透磁率が小さ
くなるので、両透磁率の差を磁歪センサによって検出す
ることによって、主応力の方向および大きさを測定する
手法である。先行技術では、磁歪センサを管の周方向に
移動しつつ、管に作用している応力を測定している。こ
のような測定値は、管が小口径であり、したがって通
常、曲げ変形が卓越し、管の周方向の応力は零またはご
く小さい値であり、したがって磁歪センサの出力は、管
軸方向の応力に対応している。しかしながら管が大口径
のとき、たとえば外径が400mmφ以上であるとき、
管の周方向の応力を無視することができない。このこと
はまた管が小口径であっても、その管が偏平に変形して
いるときにも同様である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、管の
周方向および管軸方向の各応力を正確に測定することが
できるようにした管の磁歪応力測定方法および装置を提
供することである。
周方向および管軸方向の各応力を正確に測定することが
できるようにした管の磁歪応力測定方法および装置を提
供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、磁歪センサを
用いて、管の透磁率に対応した出力Vを検出し、管の偏
平率Sを求め、この偏平率Sに対応した管の周方向の最
大応力σ20を求め、前記周方向の最大応力σ20と前
記出力Vとに基づいて、管の軸方向の最大応力σ10を
求めることを特徴とする磁歪応力測定方法である。
用いて、管の透磁率に対応した出力Vを検出し、管の偏
平率Sを求め、この偏平率Sに対応した管の周方向の最
大応力σ20を求め、前記周方向の最大応力σ20と前
記出力Vとに基づいて、管の軸方向の最大応力σ10を
求めることを特徴とする磁歪応力測定方法である。
【0005】また本発明は、管の偏平率Sを求めるにあ
たり、磁歪センサを管の周方向に移動して、管の透磁率
に対応した出力Vの最大値が得られる第1の位置を検出
し、第1の位置から周方向に90度ずれた第2の位置を
求め、前記第1および第2の位置の外径を測定して、管
の偏平率を求めることを特徴とする。
たり、磁歪センサを管の周方向に移動して、管の透磁率
に対応した出力Vの最大値が得られる第1の位置を検出
し、第1の位置から周方向に90度ずれた第2の位置を
求め、前記第1および第2の位置の外径を測定して、管
の偏平率を求めることを特徴とする。
【0006】また本発明は、管の軸方向の最大応力σ1
0を求めるにあたり、管の周方向の最大応力σ20に対
応する磁歪センサの出力分ΔVを求め、磁歪センサの出
力Vと前記周方向の最大応力σ20に対応する出力分Δ
Vとの和を求め、その和に対応した管の軸方向の最大応
力σ10を求めることを特徴とする磁歪応力測定方法で
ある。
0を求めるにあたり、管の周方向の最大応力σ20に対
応する磁歪センサの出力分ΔVを求め、磁歪センサの出
力Vと前記周方向の最大応力σ20に対応する出力分Δ
Vとの和を求め、その和に対応した管の軸方向の最大応
力σ10を求めることを特徴とする磁歪応力測定方法で
ある。
【0007】また本発明は、管の透磁率に対応した出力
Vを導出する磁歪センサと、磁歪センサを管の外周面に
沿って移動する手段と、管の偏平率Sを演算する手段
と、偏平率演算手段の出力に応答して、偏平率Sに対応
した管の周方向の最大応力σ20を演算して求める手段
と、磁歪センサと周方向応力演算手段との各出力に応答
して、管の軸方向の最大応力σ10を演算して求める手
段とを含むことを特徴とする磁歪応力測定装置である。
Vを導出する磁歪センサと、磁歪センサを管の外周面に
沿って移動する手段と、管の偏平率Sを演算する手段
と、偏平率演算手段の出力に応答して、偏平率Sに対応
した管の周方向の最大応力σ20を演算して求める手段
と、磁歪センサと周方向応力演算手段との各出力に応答
して、管の軸方向の最大応力σ10を演算して求める手
段とを含むことを特徴とする磁歪応力測定装置である。
【0008】
【作用】本発明に従えば、磁歪センサを用いて管の透磁
率に対応した出力Vを検出し、この出力Vは、管の軸方
向の最大応力σ10だけでなく管の周方向の最大応力σ
20にもまた依存する値であり、そのうち、管の周方向
の最大応力σ20は、管の弾性領域において、管の偏平
率Sに依存する値であり、したがって偏平率Sから管の
周方向の最大応力σ20を求めることによって、前記出
力Vに基づき、管の軸方向の最大応力σ10を求めるこ
とができる。
率に対応した出力Vを検出し、この出力Vは、管の軸方
向の最大応力σ10だけでなく管の周方向の最大応力σ
20にもまた依存する値であり、そのうち、管の周方向
の最大応力σ20は、管の弾性領域において、管の偏平
率Sに依存する値であり、したがって偏平率Sから管の
周方向の最大応力σ20を求めることによって、前記出
力Vに基づき、管の軸方向の最大応力σ10を求めるこ
とができる。
【0009】管の偏平率Sを正確に求めるには、その管
の外径の最大値DHと最小値HVを求める必要があり、
このために、磁歪センサを管の周方向に移動して管の透
磁率に対応した出力Vを求めると、その出力Vの振幅B
の最大値が得られる第1の位置で、管の外径の最小値を
得、この第1の位置から周方向に90度ずれた第2の位
置で管の外径の最大値を得る。こうして管の偏平率Sを
正確に求めることができる。
の外径の最大値DHと最小値HVを求める必要があり、
このために、磁歪センサを管の周方向に移動して管の透
磁率に対応した出力Vを求めると、その出力Vの振幅B
の最大値が得られる第1の位置で、管の外径の最小値を
得、この第1の位置から周方向に90度ずれた第2の位
置で管の外径の最大値を得る。こうして管の偏平率Sを
正確に求めることができる。
【0010】また本発明に従えば、管の偏平率Sから得
られる管の周方向の最大応力σ20に対応した磁歪セン
サの出力分ΔVを求め、この出力分ΔVを、磁歪センサ
の出力Vと加算することによって、管の軸方向の最大応
力σ10を求めることができる。
られる管の周方向の最大応力σ20に対応した磁歪セン
サの出力分ΔVを求め、この出力分ΔVを、磁歪センサ
の出力Vと加算することによって、管の軸方向の最大応
力σ10を求めることができる。
【0011】
【実施例】図1は、本発明の一実施例の管1が撓んだと
きの状態の軸直角断面を簡略化して示す図である。管1
は、鋼管などであって、強磁性材料から成る。管1に応
力が作用せず、撓んでいない状態では、その管1は直円
筒状であり、その円環の中心線2は真円である。管1に
外力が作用して管1が撓んだとき、中心線2は、図1の
参照符3で示されるように偏平となる。この中心線3の
対称線6は、もう1つの対称線7と垂直であり、管1の
水平な軸線4を通る鉛直線5に関して角度θ方向に、角
度C、ずれている。中心線3まわりに、管1に作用する
軸方向の応力σ1は、対称軸6と交わる位置37,39
で最大の絶対値σ10となり、対称軸6に垂直な直線7
と交わる位置38,40では零となり、このようにして
軸方向のσ1は、周方向の角度をθとするとき、cosθ
変化する。管1に作用する周方向の応力σ2は、対称軸
6に関して対称な一対の直線31,32と交わる位置3
3〜36で零となり、このようにして周方向の応力σ2
は、周方向の角度をθとするとき、cos2θで変化す
る。
きの状態の軸直角断面を簡略化して示す図である。管1
は、鋼管などであって、強磁性材料から成る。管1に応
力が作用せず、撓んでいない状態では、その管1は直円
筒状であり、その円環の中心線2は真円である。管1に
外力が作用して管1が撓んだとき、中心線2は、図1の
参照符3で示されるように偏平となる。この中心線3の
対称線6は、もう1つの対称線7と垂直であり、管1の
水平な軸線4を通る鉛直線5に関して角度θ方向に、角
度C、ずれている。中心線3まわりに、管1に作用する
軸方向の応力σ1は、対称軸6と交わる位置37,39
で最大の絶対値σ10となり、対称軸6に垂直な直線7
と交わる位置38,40では零となり、このようにして
軸方向のσ1は、周方向の角度をθとするとき、cosθ
変化する。管1に作用する周方向の応力σ2は、対称軸
6に関して対称な一対の直線31,32と交わる位置3
3〜36で零となり、このようにして周方向の応力σ2
は、周方向の角度をθとするとき、cos2θで変化す
る。
【0012】図2は、管1の応力σを測定するための装
置の全体の斜視図である。管1の外周には環状のレール
10が装着され、モータなどを含む駆動手段11によっ
て磁歪センサ8はレール10に沿って管1の外周面に沿
って、移動する。レール10と駆動手段11とは、磁歪
センサ8を管1の外周面に沿って移動する移動手段を構
成する。
置の全体の斜視図である。管1の外周には環状のレール
10が装着され、モータなどを含む駆動手段11によっ
て磁歪センサ8はレール10に沿って管1の外周面に沿
って、移動する。レール10と駆動手段11とは、磁歪
センサ8を管1の外周面に沿って移動する移動手段を構
成する。
【0013】図3は磁歪センサ8の斜視図であり、図4
はその磁歪センサ8の簡略化した平面図である。磁歪セ
ンサ8は逆U字状の第1コア13を有し、このコア13
には、励磁コイル14が巻回される。第1コア13の一
対の磁極15,16は管軸4方向に90度以外の角度α
(この実施例ではα=45度)で交差する直線17の方
向に間隔をあけて設けられる。励磁コイル14には、た
とえば50Hzまたは60Hz、100Vの交流電源1
8が接続されて、励磁コイル14が励磁される。さらに
また第2コア19が設けられ、このコア19は、逆U字
状に形成される。この第2コア19には検出コイル20
が巻回される。第2コア19の一対の磁極21,22
は、第1コア13の一対の磁極15,16を結ぶ直線1
7に対して垂直な直線23上で間隔をあけて一対の磁極
21,22を有する。各磁極15,16;21,22の
各図心は、仮想上の正方形の各頂点位置にあり、直線1
7,23は、その仮想上の正方形の対角線に一致する。
励磁コイル14を交流電源18によって励磁し、検出コ
イル20の誘導起電力は電圧計などの電圧測定手段24
によって検出される。検出コイル20の誘導起電力V
は、管軸4方向の応力σ1と周方向の応力σ2とに依存
して、式1で示される表される。
はその磁歪センサ8の簡略化した平面図である。磁歪セ
ンサ8は逆U字状の第1コア13を有し、このコア13
には、励磁コイル14が巻回される。第1コア13の一
対の磁極15,16は管軸4方向に90度以外の角度α
(この実施例ではα=45度)で交差する直線17の方
向に間隔をあけて設けられる。励磁コイル14には、た
とえば50Hzまたは60Hz、100Vの交流電源1
8が接続されて、励磁コイル14が励磁される。さらに
また第2コア19が設けられ、このコア19は、逆U字
状に形成される。この第2コア19には検出コイル20
が巻回される。第2コア19の一対の磁極21,22
は、第1コア13の一対の磁極15,16を結ぶ直線1
7に対して垂直な直線23上で間隔をあけて一対の磁極
21,22を有する。各磁極15,16;21,22の
各図心は、仮想上の正方形の各頂点位置にあり、直線1
7,23は、その仮想上の正方形の対角線に一致する。
励磁コイル14を交流電源18によって励磁し、検出コ
イル20の誘導起電力は電圧計などの電圧測定手段24
によって検出される。検出コイル20の誘導起電力V
は、管軸4方向の応力σ1と周方向の応力σ2とに依存
して、式1で示される表される。
【0014】 V = M (σ1 − σ2) …(1) ここでMは磁歪感度であり、溶接管1の材質などに依存
する定数である。管1が小口径であるときには、σ2=
0である。コア13,19は一体的に相互に固定されて
構成される。
する定数である。管1が小口径であるときには、σ2=
0である。コア13,19は一体的に相互に固定されて
構成される。
【0015】磁歪センサ8では、第1コア13の磁極1
5,16は、第2コア19の磁極21と等距離にあり、
したがって管1の管軸4方向に応力σ1が発生していな
い状態では、その管1の管軸方向および周方向の透磁率
μは等しく、したがって励磁コイル14が交流電源18
によって励磁されているとき、検出コイル20に接続さ
れている電圧測定手段24によって検出される誘導起電
力Vは零またはごく小さい値である。管1に管軸方向の
応力σ1および/または周方向の応力σ2が作用する
と、管1の管軸方向と周方向との各透磁率は異なり、し
たがって検出コイル20の誘導起電力Vは、磁歪感度M
と磁歪応力σ1,σ2とに対応した値となる。ここで管
軸方向の応力σ1と周方向の応力σ2とを総括的に、応
力σと言うことがある。
5,16は、第2コア19の磁極21と等距離にあり、
したがって管1の管軸4方向に応力σ1が発生していな
い状態では、その管1の管軸方向および周方向の透磁率
μは等しく、したがって励磁コイル14が交流電源18
によって励磁されているとき、検出コイル20に接続さ
れている電圧測定手段24によって検出される誘導起電
力Vは零またはごく小さい値である。管1に管軸方向の
応力σ1および/または周方向の応力σ2が作用する
と、管1の管軸方向と周方向との各透磁率は異なり、し
たがって検出コイル20の誘導起電力Vは、磁歪感度M
と磁歪応力σ1,σ2とに対応した値となる。ここで管
軸方向の応力σ1と周方向の応力σ2とを総括的に、応
力σと言うことがある。
【0016】図5は、図1〜図4に示される実施例の電
気的構成を示すブロック図である。電圧測定手段24の
出力は、マイクロコンピュータなどによって実現される
処理回路25に与えられる。処理回路25は駆動手段1
1を制御し、また電圧測定手段24の測定結果を管軸4
まわりに、鉛直線5からの角度θ毎にストアするメモリ
27に接続される。メモリ27のストア内容は陰極線管
または液晶などの目視表示手段28によって表示するこ
とができる。
気的構成を示すブロック図である。電圧測定手段24の
出力は、マイクロコンピュータなどによって実現される
処理回路25に与えられる。処理回路25は駆動手段1
1を制御し、また電圧測定手段24の測定結果を管軸4
まわりに、鉛直線5からの角度θ毎にストアするメモリ
27に接続される。メモリ27のストア内容は陰極線管
または液晶などの目視表示手段28によって表示するこ
とができる。
【0017】入力手段41は、たとえばキーボードなど
であり、管1の偏平率Sを演算するために、たとえばノ
ギスを用いて測定した管1の最大の外径DHと最小の外
径DVとを、操作者が入力する。
であり、管1の偏平率Sを演算するために、たとえばノ
ギスを用いて測定した管1の最大の外径DHと最小の外
径DVとを、操作者が入力する。
【0018】図6は、管1の軸直角断面図である。管1
が撓んだとき、弾性の範囲内で、管1の軸直角断面が偏
平となり、その最小の外径をDVとし、最大の外径をD
Hとするとき、偏平率Sは、式2で示されるとおりであ
る。
が撓んだとき、弾性の範囲内で、管1の軸直角断面が偏
平となり、その最小の外径をDVとし、最大の外径をD
Hとするとき、偏平率Sは、式2で示されるとおりであ
る。
【0019】
【数1】
【0020】この偏平率Sが決定されると、図7から、
その偏平率Sに対応する管1の周方向の曲げ応力σ2の
最大値σ20が決定される。このような偏平率Sと周方
向の最大応力σ20との図7に示される参照符42で示
されるグラフの関係は、計算によって,または実験によ
って予め準備しておく。このような図7に示されるグラ
フの内容は、前述の図5に示されるメモリ27にたとえ
ばテーブルとして予めストアしておき、こうして入力手
段41から、管1の各外径DV,DHを入力することに
よって、偏平率Sが演算して求められ、それに対応する
周方向の応力σ2が求められる。
その偏平率Sに対応する管1の周方向の曲げ応力σ2の
最大値σ20が決定される。このような偏平率Sと周方
向の最大応力σ20との図7に示される参照符42で示
されるグラフの関係は、計算によって,または実験によ
って予め準備しておく。このような図7に示されるグラ
フの内容は、前述の図5に示されるメモリ27にたとえ
ばテーブルとして予めストアしておき、こうして入力手
段41から、管1の各外径DV,DHを入力することに
よって、偏平率Sが演算して求められ、それに対応する
周方向の応力σ2が求められる。
【0021】表示手段28によって表示される角度θと
検出コイル20の誘導起電力Vとの関係は、図8のよう
にして得られる。前記出力Vは、図8のラインL3で示
されるとおりであり、この出力Vは、管1の軸方向の応
力σ1に対応するcos(θ+C)で変化する電圧成分L1
と、管1の周方向の応力σ2のcos(2θ+C)で変化す
る成分L2とが、前述の式1に従って合成された値であ
る。このラインL3で示される出力Vの最大値が得られ
る第1位置θ1は、前述の図1に示される対称軸6と中
心線3との交点位置37であり、したがってこの位置3
7で、管軸4のまわりに180度ずれた位置39との間
の管1の最小の外径DVを正確にすることが可能であ
る。またこの位置37から周方向に90度ずれたライン
の位置38,40間の長軸である最大の外径DHを測定
することができる。このようにして、磁歪センサ8を管
1の周方向に移動することによって得られるラインL3
の電圧Vに基づき、短軸の外径DVが得られる位置37
を知ることができ、これに基づき、90度ずれた長軸の
外径DHが得られる位置38を知ることができる。ライ
ンL1は、前述のように周方向の応力σ1に対応した値
であり、図8では、その応力σ1の最大値σ10に対応
する出力V(σ10)を示してある。また、ラインL2
は、周方向の応力σ2に対応しており、その応力σ2の
最大値σ20に対応する出力V(σ20)を図8に示し
てある。
検出コイル20の誘導起電力Vとの関係は、図8のよう
にして得られる。前記出力Vは、図8のラインL3で示
されるとおりであり、この出力Vは、管1の軸方向の応
力σ1に対応するcos(θ+C)で変化する電圧成分L1
と、管1の周方向の応力σ2のcos(2θ+C)で変化す
る成分L2とが、前述の式1に従って合成された値であ
る。このラインL3で示される出力Vの最大値が得られ
る第1位置θ1は、前述の図1に示される対称軸6と中
心線3との交点位置37であり、したがってこの位置3
7で、管軸4のまわりに180度ずれた位置39との間
の管1の最小の外径DVを正確にすることが可能であ
る。またこの位置37から周方向に90度ずれたライン
の位置38,40間の長軸である最大の外径DHを測定
することができる。このようにして、磁歪センサ8を管
1の周方向に移動することによって得られるラインL3
の電圧Vに基づき、短軸の外径DVが得られる位置37
を知ることができ、これに基づき、90度ずれた長軸の
外径DHが得られる位置38を知ることができる。ライ
ンL1は、前述のように周方向の応力σ1に対応した値
であり、図8では、その応力σ1の最大値σ10に対応
する出力V(σ10)を示してある。また、ラインL2
は、周方向の応力σ2に対応しており、その応力σ2の
最大値σ20に対応する出力V(σ20)を図8に示し
てある。
【0022】図9を参照して、動作を説明する。図9に
示されるフローチャートは、図5の処理回路25の動作
を示す。ステップn1からステップn2に移り、磁歪セ
ンサ8を駆動手段によって管1の周方向に移動する。こ
の磁歪センサ8は、管1の外表面に極く近接し、一定の
間隔を保って、周方向に移動される。磁歪センサ8の検
出コイル20からの出力は電圧測定手段24によって検
出され、その出力Vは、処理回路25によって読込まれ
る。こうして磁歪センサ8の出力Vは、管1の周方向に
一定角度の角変位毎に、メモリ27にストアされる。こ
うして磁歪センサ8を、管1の全周にわたって移動す
る。このようなメモリ27にストアされた検出コイル2
0の誘導起電力Vは、表示手段28によって、前述の図
8のラインL3に示されるように表示されることができ
る。
示されるフローチャートは、図5の処理回路25の動作
を示す。ステップn1からステップn2に移り、磁歪セ
ンサ8を駆動手段によって管1の周方向に移動する。こ
の磁歪センサ8は、管1の外表面に極く近接し、一定の
間隔を保って、周方向に移動される。磁歪センサ8の検
出コイル20からの出力は電圧測定手段24によって検
出され、その出力Vは、処理回路25によって読込まれ
る。こうして磁歪センサ8の出力Vは、管1の周方向に
一定角度の角変位毎に、メモリ27にストアされる。こ
うして磁歪センサ8を、管1の全周にわたって移動す
る。このようなメモリ27にストアされた検出コイル2
0の誘導起電力Vは、表示手段28によって、前述の図
8のラインL3に示されるように表示されることができ
る。
【0023】ステップn4では、前述の式2に従い、偏
平率Sを演算する。
平率Sを演算する。
【0024】ステップn5では、偏平率Sに対応する周
方向の応力σ2を、図7に示される内容がストアされて
いるメモリ27に基づき、演算して求める。次のステッ
プn6では、前述の式1から導かれる次の式3に基づ
き、管1の軸方向の応力σ1を演算して求め、こうして
ステップn7では一連の動作を終了する。
方向の応力σ2を、図7に示される内容がストアされて
いるメモリ27に基づき、演算して求める。次のステッ
プn6では、前述の式1から導かれる次の式3に基づ
き、管1の軸方向の応力σ1を演算して求め、こうして
ステップn7では一連の動作を終了する。
【0025】
【数2】
【0026】本発明の他の実施例として、図9のステッ
プn5における周方向応力σ2に対応する磁歪センサ8
の出力分ΔV(=M・σ2)を求め、この出力分ΔVと
磁歪センサ8の出力Vとの和(=V+ΔV)を求め、そ
の和に対応した管1の軸線方向の応力σ1(=(V+Δ
V)/M)を求めるようにしてもよい。このようにして
演算を簡略化することもまた可能である。
プn5における周方向応力σ2に対応する磁歪センサ8
の出力分ΔV(=M・σ2)を求め、この出力分ΔVと
磁歪センサ8の出力Vとの和(=V+ΔV)を求め、そ
の和に対応した管1の軸線方向の応力σ1(=(V+Δ
V)/M)を求めるようにしてもよい。このようにして
演算を簡略化することもまた可能である。
【0027】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、管の偏平
率Sを求めることによって、管の弾性領域では、その偏
平率Sに対応した管の周方向の最大応力σ20を求める
ことができ、したがって磁歪センサの出力Vに基づい
て、その周方向最大応力σ20を考慮することによっ
て、管の軸方向の最大応力σ10を正確に求めることが
可能になる。これによって大口径の管および小口径であ
っても、管が偏平に変形した状態における管軸方向の最
大応力σ10を正確に求めることが可能になる。
率Sを求めることによって、管の弾性領域では、その偏
平率Sに対応した管の周方向の最大応力σ20を求める
ことができ、したがって磁歪センサの出力Vに基づい
て、その周方向最大応力σ20を考慮することによっ
て、管の軸方向の最大応力σ10を正確に求めることが
可能になる。これによって大口径の管および小口径であ
っても、管が偏平に変形した状態における管軸方向の最
大応力σ10を正確に求めることが可能になる。
【0028】また本発明に従えば、管の偏平率を求める
にあたり、磁歪センサを管の周方向に移動し、その管の
透磁率に対応した出力Vの最大値が得られる第1の位置
を検出し、その出力Vの最大値が得られる第1の位置に
おける管の外径の最小値DVと、第1の位置から90度
ずれた第2の位置における管の外径の最大値DHとに基
づき、管の偏平率Sを正確に演算して求めることができ
る。これによって管の軸方向の最大応力σ10を正確に
求めることが可能になる。
にあたり、磁歪センサを管の周方向に移動し、その管の
透磁率に対応した出力Vの最大値が得られる第1の位置
を検出し、その出力Vの最大値が得られる第1の位置に
おける管の外径の最小値DVと、第1の位置から90度
ずれた第2の位置における管の外径の最大値DHとに基
づき、管の偏平率Sを正確に演算して求めることができ
る。これによって管の軸方向の最大応力σ10を正確に
求めることが可能になる。
【0029】さらに本発明によれば、管の偏平率Sから
得られた管の周方向の最大応力σ20に対応する磁歪セ
ンサの出力分ΔVを求めることによって、磁歪センサの
出力Vに加算して、管の軸方向の応力Δ1を求めること
が可能になる。
得られた管の周方向の最大応力σ20に対応する磁歪セ
ンサの出力分ΔVを求めることによって、磁歪センサの
出力Vに加算して、管の軸方向の応力Δ1を求めること
が可能になる。
【図1】本発明の一実施例の管1が変形するときの状態
を説明するための簡略化した断面図である。
を説明するための簡略化した断面図である。
【図2】磁歪センサ8を用いて管1の周方向に移動しつ
つ磁歪応力を測定するときの状体を示す斜視図である。
つ磁歪応力を測定するときの状体を示す斜視図である。
【図3】磁歪センサ8の斜視図である。
【図4】磁歪センサ8の平面図である。
【図5】磁歪センサ8の検出コイル20に関連する構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図6】管1がたわんで変形したときの状態を示す断面
図である。
図である。
【図7】偏平率Sと周方向の応力σ2との関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図8】磁歪センサ8の出力Vを示す図である。
【図9】処理回路25の動作を説明するためのフローチ
ャートである。
ャートである。
1 管 8 磁歪センサ 24 電圧測定回路 25 処理回路 27 メモリ 28 表示手段 41 入力手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 境 禎明 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 黒田 隆司 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−176627(JP,A)
Claims (4)
- 【請求項1】 磁歪センサを用いて、管の透磁率に対応
した出力Vを検出し、 管の偏平率Sを求め、 この偏平率Sに対応した管の周方向の最大応力σ20を
求め、 前記周方向の最大応力σ20と前記出力Vとに基づい
て、管の軸方向の最大応力σ10を求めることを特徴と
する磁歪応力測定方法。 - 【請求項2】 管の偏平率Sを求めるにあたり、 磁歪センサを管の周方向に移動して、管の透磁率に対応
した出力Vの最大値が得られる第1の位置を検出し、 第1の位置から周方向に90度ずれた第2の位置を求
め、 前記第1および第2の位置の外径を測定して、管の偏平
率を求めることを特徴とする請求項1記載の磁歪応力測
定方法。 - 【請求項3】 管の軸方向の最大応力σ10を求めるに
あたり、 管の周方向の最大応力σ20に対応する磁歪センサの出
力分ΔVを求め、 磁歪センサの出力Vと前記周方向の最大応力σ20に対
応する出力分ΔVとの和を求め、その和に対応した管の
軸方向の最大応力σ10を求めることを特徴とする磁歪
応力測定方法。 - 【請求項4】 管の透磁率に対応した出力Vを導出する
磁歪センサと、 磁歪センサを管の外周面に沿って移動する手段と、 管の偏平率Sを演算する手段と、 偏平率演算手段の出力に応答して、偏平率Sに対応した
管の周方向の最大応力σ20を演算して求める手段と、 磁歪センサと周方向応力演算手段との各出力に応答し
て、管の軸方向の最大応力σ10を演算して求める手段
とを含むことを特徴とする磁歪応力測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7986093A JP2735992B2 (ja) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | 磁歪応力測定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7986093A JP2735992B2 (ja) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | 磁歪応力測定方法および装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06288842A JPH06288842A (ja) | 1994-10-18 |
JP2735992B2 true JP2735992B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=13701961
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7986093A Expired - Lifetime JP2735992B2 (ja) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | 磁歪応力測定方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2735992B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5578773B2 (ja) * | 2008-07-16 | 2014-08-27 | 東京瓦斯株式会社 | 曲管の応力評価方法 |
-
1993
- 1993-04-06 JP JP7986093A patent/JP2735992B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06288842A (ja) | 1994-10-18 |
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