JP5935162B2 - Damage evaluation method and damage detection device for high-strength fiber composite cable. - Google Patents

Damage evaluation method and damage detection device for high-strength fiber composite cable. Download PDF

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Description

本発明は、高強度繊維複合材ケーブルの損傷を非破壊的に検出して評価する損傷評価技術に関する。   The present invention relates to a damage evaluation technique for nondestructively detecting and evaluating damage to a high-strength fiber composite cable.

高強度繊維複合材ケーブルとして、例えば炭素繊維複合材ケーブル（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｃａｂｌｅ）、所謂ＣＦＣＣが知られている。これら高強度複合繊維材ケーブルは、高強度、低伸縮性であり、また、軽量で耐食性も優れることから、橋梁やコンクリート構造物等の補強材への適用が期待されている。   As a high-strength fiber composite cable, for example, a carbon fiber composite cable, so-called CFCC, is known. These high-strength composite fiber cables have high strength and low stretchability, and are lightweight and excellent in corrosion resistance. Therefore, they are expected to be applied to reinforcing materials such as bridges and concrete structures.

また、一方で、高強度繊維複合材ケーブルは優れた機械的特性を有するものの、腐食環境に晒される橋梁やコンクリート構造物の補強材として使用するには、従来のワイヤーロープと同様、その健全性や安全性を維持するために定期的な検査が必要である。   On the other hand, although high-strength fiber composite cable has excellent mechanical properties, it can be used as a reinforcement for bridges and concrete structures exposed to corrosive environments, as well as conventional wire ropes. And regular inspection is necessary to maintain safety.

また、この点に関し、炭素繊維複合材ケーブルを対象にした損傷測定法では、ＡＥ（アコースティック・エミッション）法が試みられている。このＡＥ法は、損傷の発生時に生じる音波のエネルギーを観測して損傷を検出する方法であり、例えば、電柱に架設された配電線の劣化検出に採用されている（先行技術文献）。   In this regard, an AE (acoustic emission) method has been attempted as a damage measurement method for carbon fiber composite cable. This AE method is a method of detecting damage by observing the energy of sound waves generated at the time of occurrence of damage. For example, the AE method is adopted for detecting deterioration of a distribution line installed on a utility pole (prior art document).


特開平６−３４７４５１JP-A-6-347451

しかしながら、ＡＥ法は、損傷によって発せられる音波を利用するため、リアルタイムの損傷検出には有効なものの、損傷の有無が定かでない定期検査や非破壊検査には適用できず、高強度繊維複合材ケーブルの検査は、目視に頼らざるを得なかった。   However, since the AE method uses sound waves generated by damage, it is effective for real-time damage detection, but cannot be applied to periodic inspections or non-destructive inspections where the presence or absence of damage is uncertain. This inspection had to rely on visual inspection.

また、従来の鋼製ワイヤーケーブルに採用される磁気的な損傷測定法（例えば、漏洩磁束法、全磁束法）も、高強度繊維複合材ケーブルが磁性体ではなく、非磁性体であるため適用できなかった。   In addition, magnetic damage measurement methods (such as leakage flux method and total flux method) used in conventional steel wire cables are also applicable because high-strength fiber composite cable is not magnetic but non-magnetic. could not.

さらに、高強度繊維複合材ケーブルの多くは、複数本のストランドを撚り合わせて形成されているため、ケーブルの内側に入り込んだストランドは実質点検できず、この点に関しても早期の解決が望まれている。   Furthermore, since many high-strength fiber composite cables are formed by twisting a plurality of strands, the strands entering the inside of the cable cannot be substantially inspected, and an early solution is desired in this respect as well. Yes.

本発明は、上記した問題を考慮してなされたもので、高強度繊維複合材ケーブルの損傷を容易且つ非破壊的に検出及び評価できる損傷評価方法並びにその装置の提供を課題とする。   The present invention has been made in consideration of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a damage evaluation method and apparatus capable of easily and nondestructively detecting and evaluating damage to a high-strength fiber composite cable.

上記課題を解決するため本発明は、導電性の高強度繊維複合材からなるストランドを互いに絶縁して撚り合わせた高強度繊維複合材ケーブルの損傷評価方法であって、
隣り合うストランドを組みとして、そのストランド間の静電容量に相関性を有する値を測定すると共に、その測定値の比較結果に基づいて損傷の有無を評価することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is a damage evaluation method for a high-strength fiber composite cable in which strands made of conductive high-strength fiber composite are insulated and twisted together,
It is characterized in that adjacent strands are paired and a value having a correlation with the capacitance between the strands is measured, and the presence or absence of damage is evaluated based on a comparison result of the measured values.

この損傷評価方法によれば、互いに絶縁状態にある導電性のストランドを撚り合わせて形成した特異なケーブル構造と、この特異な構造によって生じるストランド間の静電容量に着目して損傷を評価する。
すなわち、静電容量に相関性を有する値を測定し、その測定値の比較結果に基づいて損傷の有無を評価する。
また、静電容量を損傷の評価に用いる利点として、静電容量は、ＡＥ法で適用される音波と異なり、損傷の履歴を静電容量の変化としてストランドに残す。このため、静電容量に着目した本損傷評価方法は、損傷の有無が定かでない定期検査や非破壊検査にも適用可能である。 According to this damage evaluation method, damage is evaluated by paying attention to a peculiar cable structure formed by twisting conductive strands that are insulated from each other and a capacitance between the strands generated by this peculiar structure.
That is, a value having a correlation with the capacitance is measured, and the presence or absence of damage is evaluated based on the comparison result of the measured values.
Further, as an advantage of using the electrostatic capacity for damage evaluation, the electrostatic capacity leaves a history of damage on the strand as a change in the electrostatic capacity, unlike a sound wave applied by the AE method. For this reason, this damage evaluation method focusing on capacitance can be applied to periodic inspections and non-destructive inspections in which the presence or absence of damage is uncertain.

なお、測定値の比較は、測定値同士の相互比較の他、予め実験等で求めた基準値との比較であってもよく、かつ、基準値に対して測定値が外れているか否かを評価することができれば、その比較対象は実測値、理論値等のいずれであってもよい。また、本発明で測定とは、直接の測定のみならず、間接的な測定をも含む。   In addition, the comparison of the measured values may be a comparison with the reference values obtained in advance through experiments or the like in addition to the mutual comparison of the measured values, and whether or not the measured values deviate from the reference values. As long as it can be evaluated, the comparison target may be either an actual measurement value or a theoretical value. In the present invention, the measurement includes not only direct measurement but also indirect measurement.

また、前記相関性を有する値は、磁束、誘導起電力、インピーダンス、誘導電流、及び静電容量そのものの何れかとすることができる。すなわち、静電容量の変化に対して相対的に変化する値を測定対象とし、その値の比較結果に基づいて損傷の有無を評価する。   Further, the value having the correlation can be any of magnetic flux, induced electromotive force, impedance, induced current, and capacitance itself. That is, a value that changes relatively with respect to a change in capacitance is set as a measurement target, and the presence or absence of damage is evaluated based on a comparison result of the values.

また、前記相関性を有する値を前記組み別に測定し、さらにその測定値を相互に比較すると共に、他の組みに対して離れた値を有する組みのストランドを、損傷ストランドとみなしてもよい。   Moreover, while measuring the said value which has the said correlation according to the said combination, and also comparing the measured value mutually, you may consider the strand of a set which has a value away from the other set as a damaged strand.

すなわち、組み別に測定値を取得して組み相互に比較した際、他の平均的な値に対して測定値が外れた組みでは、そのストランド間の静電容量が他の組みと異なっていると言える。よってそのストランドの組みに損傷があると推定できる。   That is, when the measurement values are obtained for each combination and compared with each other, the combination in which the measured value deviates from other average values is different from the other sets in terms of capacitance between the strands. I can say that. Therefore, it can be estimated that the strand set is damaged.

また、前記相関性を有する値を前記ケーブルの軸方向に順次測定し、その測定値に変化が現れた箇所を損傷箇所とみなしてもよい。   Moreover, the value having the correlation may be sequentially measured in the axial direction of the cable, and a portion where a change appears in the measured value may be regarded as a damaged portion.

すなわち、ケーブルの始端から終端に向かって順次測定点を移動しながら測定する。このように測定すれば、測定値が連続的に得られ、測定値の変化が明確に得られる。   That is, the measurement is performed while sequentially moving the measurement points from the beginning to the end of the cable. By measuring in this way, measurement values can be obtained continuously, and changes in measurement values can be clearly obtained.

また、前記相関性を有する値を前記ケーブルの軸方向複数箇所で測定すると共にこれら複数箇所の測定点のうち、隣り合う測定点の値を相互に比較して、その値に差がある区間を損傷区間とみなしてもよい。   Further, the values having the correlation are measured at a plurality of positions in the axial direction of the cable, and among the measurement points at the plurality of positions, the values of the adjacent measurement points are compared with each other, and a section having a difference in the values is obtained. It may be regarded as a damaged section.

すなわち、隣り合う測定点の値を相互に比較することで、その測定点に挟まれた区間の損傷の有無を評価することができる。   That is, by comparing the values of adjacent measurement points with each other, it is possible to evaluate the presence or absence of damage in the section sandwiched between the measurement points.

また、前記相関性を有する値を前記ケーブルの軸方向複数箇所で同時期に測定すると共にこれら同時期に取得した測定値のうち、隣り合う測定点の値を相互に比較して、その値に差がある区間を損傷区間とみなしてもよい。   Further, the values having the correlation are measured at the same time at a plurality of positions in the axial direction of the cable, and among the measurement values acquired at the same time, the values of the adjacent measurement points are compared with each other, and the value is obtained. A section having a difference may be regarded as a damaged section.

この方法では、異なる測定点において同時期に測定した値を相互に比較するため、当該区間における測定値の変化を即座に把握することができ、よって、損傷の有無をリアルタイムで評価できる。
なお、前記相関性を有する値は、前記ケーブルの軸方向に走査しながら順次取得するのが望ましい。 In this method, since the values measured at the same time at different measurement points are compared with each other, the change in the measurement value in the section can be immediately grasped, and therefore the presence or absence of damage can be evaluated in real time.
It is desirable that the values having the correlation are sequentially acquired while scanning in the axial direction of the cable.

また、前記相関性を有する値の測定に先だって、その測定対象となるストランドの組みに交流電圧を印加してもよい。この方法によれば、交流電圧の印加によって誘導電流及び磁束が生じるため、これらを測定することで静電容量の変化を間接的に測定することが可能になる。   Prior to the measurement of the value having the correlation, an alternating voltage may be applied to the set of strands to be measured. According to this method, an induced current and a magnetic flux are generated by application of an alternating voltage, so that it is possible to indirectly measure a change in capacitance by measuring these.

また、前記ストランドの組み分けにおいて、各組み共用のストランドを各組みに含むようにするとよい。この方法によれば、何れの組みにおいてもこの共用のストランドが含まれるため、組み相互の測定値の比較において数値が安定し、良好な比較結果が得られやすくなる。   Moreover, in the grouping of the strands, it is preferable to include a strand shared by each group in each group. According to this method, since the shared strand is included in any combination, the numerical values are stabilized in the comparison of measured values between the sets, and a good comparison result is easily obtained.

また、前記高強度繊維複合材は、炭素繊維、アラミド繊維、炭化珪素繊維の何れかを含む構成であってもよい。すなわち、導電性を有する繊維素材であれば、高強度繊維複合材ケーブル特有の電気的構造によって静電容量を有するため、本評価方法の適用が可能になる。   The high-strength fiber composite material may include any of carbon fiber, aramid fiber, and silicon carbide fiber. That is, if the fiber material has conductivity, the evaluation method can be applied because it has a capacitance due to the electrical structure unique to the high-strength fiber composite cable.

また、上記課題を解決するため、本発明は導電性の高強度繊維複合材からなるストランドを互いに絶縁して撚り合わせた高強度繊維複合材ケーブルの損傷検出装置であって、
隣り合うストランドを組みとして、そのストランド間の静電容量に相関性を有する値を測定する測定手段と、
その測定値の比較結果に基づいて損傷の有無を検出する損傷検出手段と、
検出結果を出力する出力手段と
を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is a damage detection apparatus for a high-strength fiber composite cable in which strands made of conductive high-strength fiber composite are insulated and twisted together.
Measuring means for measuring values having a correlation with the capacitance between the strands as a set of adjacent strands;
Damage detection means for detecting the presence or absence of damage based on the comparison result of the measured values;
Output means for outputting a detection result.

また、前記測定手段は、前記相関性を有する値として、磁束、誘導起電力、インピーダンス、誘導電流、及び静電容量そのものの何れかを測定するのが望ましい。なお、ここで測定とは、直接の測定のみならず、他の手段が介在した間接的な定であってもよい。   Further, it is preferable that the measuring means measures any one of magnetic flux, induced electromotive force, impedance, induced current, and capacitance itself as the correlated value. Here, the measurement may be not only direct measurement but also indirect determination with other means interposed.

また、前記測定手段は、前記相関性を有する値を前記組み別に測定し、
前記損傷検出手段は、その測定値を相互に比較すると共に、他の組みに対して離れた値を有する組みのストランドを損傷ストランドとみなすようにも構成できる。 Further, the measuring means measures the correlation value by the combination,
The damage detection means may be configured to compare the measured values with each other and to consider a pair of strands having a value distant from another set as a damaged strand.

また、前記測定手段は、前記相関性を有する値を前記ケーブルの軸方向に順次測定し、
前記損傷検出手段は、その測定値に変化が現れた箇所を損傷箇所とみなすようにも構成できる。 Further, the measuring means sequentially measures the values having the correlation in the axial direction of the cable,
The damage detection means can also be configured so that a location where a change in the measured value appears is regarded as a damaged location.

また、前記測定手段は、前記相関性を有する値を前記ケーブルの軸方向複数箇所で測定し、
前記損傷検出手段は、これら複数箇所の測定点のうち、隣り合う測定点の値を相互に比較して、その値に差がある区間を損傷区間とみなすようにも構成できる。 Further, the measuring means measures the value having the correlation at a plurality of positions in the axial direction of the cable,
The damage detection means may be configured to compare values of adjacent measurement points among the plurality of measurement points and to regard a section having a difference in the values as a damage section.

また、前記測定手段は、前記相関性を有する値を前記ケーブルの軸方向複数箇所で同時期に測定し、
前記損傷検出手段は、これら同時期に取得した測定値のうち、隣り合う測定点の値を相互に比較して、その値に差がある区間を損傷区間とみなすようにも構成できる。 Further, the measuring means measures the value having the correlation at a plurality of positions in the axial direction of the cable at the same time,
The damage detection means may be configured to compare the values of adjacent measurement points among the measurement values acquired at the same time and regard a section having a difference in the value as a damage section.

また、前記測定手段は、前記ケーブルの軸方向に走査可能に設けられると共に、前記相関性を有する値を前記ケーブルの軸方向に走査しながら順次取得する構成としてもよい。   The measurement unit may be provided so as to be able to scan in the axial direction of the cable and sequentially acquire the correlated values while scanning in the axial direction of the cable.

また、測定対象となるストランドの組みに交流電圧を印加する電源供給手段を備え、
前記測定手段は、交流電圧の印加に伴って生じる磁束を測定するためのコイルを有する構成としてもよい。
さらに、前記測定手段には、ＬＣＲメーターやインピーダンスアナライザ等の測定器を含めることができる。 In addition, a power supply means for applying an alternating voltage to the set of strands to be measured is provided,
The measuring means may include a coil for measuring a magnetic flux generated with application of an alternating voltage.
Furthermore, the measuring means can include a measuring instrument such as an LCR meter or an impedance analyzer.

また、前記コイルが前記ケーブルの軸方向に前後連なって設けられ、
前記損傷検出手段は、前方のコイルと、後方のコイルの各々から測定値を取得すると共に、それら測定値を差分処理して前記比較結果を作成する構成であってもよい。ここで差分処理とは、一方の測定値から他方の測定値を差し引く演算処理である。 Further, the coil is provided continuously in the axial direction of the cable,
The damage detection unit may be configured to acquire measurement values from each of the front coil and the rear coil, and to perform difference processing on the measurement values to create the comparison result. Here, the difference process is a calculation process for subtracting the other measurement value from one measurement value.

前記高強度繊維複合材が、炭素繊維、アラミド繊維、炭化珪素繊維の何れかを含む構成であってもよい。   The high-strength fiber composite material may include a carbon fiber, an aramid fiber, or a silicon carbide fiber.

以上のように本発明によれば、高強度繊維複合材ケーブルの損傷を容易に且つ非破壊的に検出及び評価することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to easily and nondestructively detect and evaluate damage to a high-strength fiber composite cable.

本発明に係る損傷検出装置の概略構成図。The schematic block diagram of the damage detection apparatus which concerns on this invention. 交流電圧を印加する順序を説明するための図。The figure for demonstrating the order which applies an alternating voltage. 本発明に係る損傷検出方法の原理を説明するための図。The figure for demonstrating the principle of the damage detection method which concerns on this invention. 差動検出コイルの測定値と損傷の有無との相関関係を示す図。The figure which shows the correlation with the measured value of a differential detection coil, and the presence or absence of damage. 貫通型コイルの測定値と損傷の有無との相関関係を示す図。The figure which shows the correlation with the measured value of a penetration type coil, and the presence or absence of damage. ケーブルの長さに対するインピーダンスの変化を示す図。The figure which shows the change of the impedance with respect to the length of a cable. 交流電圧の周波数に対するインピーダンスの変化を示す図。The figure which shows the change of the impedance with respect to the frequency of an alternating voltage.

以下、本発明の損傷検出装置を炭素繊維複合材ケーブルの損傷検出に適用した実施の形態を説明する。   Hereinafter, embodiments in which the damage detection apparatus of the present invention is applied to damage detection of a carbon fiber composite cable will be described.

まず、損傷検出装置の説明に先立ち、高強度繊維複合材ケーブルの一種である炭素繊維複合材ケールの構造を説明する。
図１は、損傷検出装置の概略構成図であり、（Ａ）は、炭素繊維複合ケーブルに交流電源供給装置を接続した状態を示し、（Ｂ）は、このケーブルに発生した磁束を検出する差動検出コイルと測定器を示す。
炭素繊維複合材ケーブル２は、導電性を有する炭素繊維の束を絶縁性の熱硬化性樹脂で被覆してストランド３を形成し、さらに、これらストランド３の複数本を撚り合わせてた構成である。具体的には、ケーブル２の中心にストランド３の１本を配置し、さらにその周囲に６本のストランド３を配置して、これらのストランド３を撚り合わせて１本のケーブル２を得ている。なお、下記では単にケーブル２と称する事もある。 First, prior to the description of the damage detection apparatus, the structure of a carbon fiber composite material kale, which is a kind of high-strength fiber composite material cable, will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a damage detection device, (A) shows a state in which an AC power supply device is connected to a carbon fiber composite cable, and (B) shows a difference in detecting a magnetic flux generated in this cable. A motion detection coil and a measuring instrument are shown.
The carbon fiber composite material cable 2 has a structure in which a strand 3 is formed by coating a bundle of carbon fibers having conductivity with an insulating thermosetting resin, and a plurality of the strands 3 are twisted together. . Specifically, one strand 3 is arranged at the center of the cable 2, six strands 3 are arranged around the strand 3, and these strands 3 are twisted to obtain one cable 2. . In the following description, the cable 2 may be simply referred to.

上記構造の炭素繊維複合材ケーブル２に適用する損傷検出装置１は、ストランド３に交流電圧を印加する交流電源供給装置１０と、ケーブル２をその軸方向（長手方向）に走査すると共に、前記ケーブル２に発生した磁束を検出する差動検出コイル２０と、この差動検出コイル２０によって得られた測定値を解析して映し出すアナライザ等の測定器３０で構成されている。
なお、本発明の特許請求の範囲との関係では、上記した各種装置の機能によって各手段が具現化されている。 The damage detection device 1 applied to the carbon fiber composite cable 2 having the above structure includes an AC power supply device 10 that applies an AC voltage to the strand 3, and the cable 2 is scanned in the axial direction (longitudinal direction). 2 includes a differential detection coil 20 that detects a magnetic flux generated in 2 and a measuring device 30 such as an analyzer that analyzes and displays a measurement value obtained by the differential detection coil 20.
In relation to the claims of the present invention, each means is embodied by the functions of the various devices described above.

交流電源供給装置１０は、コンタクトプローブ１１を通じて、ストランド３の端面から交流電圧を印加するものである。具体的には、図２に示すように、ケーブル２の中心に位置するストランド３ａと、このストランド３ａに隣り合って配置される６本のストランド３ｂ〜３ｇから順番に選び出した１本のストランドを対象とし、これらストランド３の片側端面にそれぞれコンタクトプローブ１１を接触させて交流電圧を印加する。すなわち、隣り合うストランド３を組みとして、そのストランド３，３間に交流電圧を印加する。   The AC power supply device 10 applies an AC voltage from the end face of the strand 3 through the contact probe 11. Specifically, as shown in FIG. 2, a strand 3a located at the center of the cable 2 and one strand selected in order from six strands 3b to 3g arranged adjacent to the strand 3a are selected. A contact probe 11 is brought into contact with one end face of each strand 3 and an alternating voltage is applied. That is, an alternating voltage is applied between the strands 3 and 3 by taking adjacent strands 3 as a set.

差動検出コイル２０は、２つの貫通型コイル２１，２２を有し、各コイル２１，２２はケーブル２の軸方向に前後に連なって設けられている。具体的には、コイル周方向に導線が巻き回された貫通型コイルを２つ備え、これら貫通型コイル２１，２２を、ケーブル２の一端から順に差し入れてケーブル２に装着する。なお、貫通型コイル２１，２２の口径は、ケーブル２の外径に対して僅かに大きく、装着された各コイル２１，２２は、ケーブル２の軸方向にスライドできるようになっている。
また、各コイル２１，２２の導線はそれぞれ測定器３０に接続され、この測定器３０では、これら２つの貫通型コイル２１，２２からなる差動検出コイル２０で得た値の解析値を確認できるようになっている。 The differential detection coil 20 has two through-type coils 21, 22, and the coils 21, 22 are provided continuously in the axial direction of the cable 2. Specifically, two penetration coils each having a conducting wire wound in the coil circumferential direction are provided, and these penetration coils 21 and 22 are inserted in order from one end of the cable 2 and attached to the cable 2. Note that the diameters of the through-type coils 21 and 22 are slightly larger than the outer diameter of the cable 2, and the mounted coils 21 and 22 can slide in the axial direction of the cable 2.
The conducting wires of the coils 21 and 22 are respectively connected to the measuring device 30, and the measuring device 30 can confirm the analytical value of the value obtained by the differential detection coil 20 composed of these two through-type coils 21 and 22. It is like that.

ここで差動検出コイル２０の動作特性を説明する。
交流電圧供給装置１０によって、隣り合うストランド３に交流電圧を印加すると、このストランド３，３間の静電容量によってケーブル２に交流電流が誘導される。また、この誘導電流によって生じた磁束が差動検出コイル２０に作用して、この差動検出コイル２０の各コイル２１，２２に誘導起電力を生じさせる。
また、各コイル２１，２２に生じた誘導起電力は、個々に測定器３０に入力され、その値の差が波形となってモニター３１に映し出される。すなわち、差動検出コイル２０は、電磁誘導によって生じた誘導起電力を貫通型コイル２１，２２で個々に検出して測定器３０に出力し、この測定器３０はその値の差を算出して波形に映し出す。
このように本実施の形態に示す損傷検出装置１は、隣り合うストランド３、３を組みとして、そのストランド間の静電容量に相関性を有する磁束を差動検出コイル２０を用いて、ケーブル２の軸方向複数箇所で測定し、また、その測定値を差分処理して比較結果を作成し、その比較結果を波形に置き換えて測定器３０に映し出している。 Here, the operation characteristics of the differential detection coil 20 will be described.
When an alternating voltage is applied to the adjacent strands 3 by the alternating voltage supply device 10, an alternating current is induced in the cable 2 by the capacitance between the strands 3 and 3. Further, the magnetic flux generated by the induced current acts on the differential detection coil 20 to generate an induced electromotive force in each of the coils 21 and 22 of the differential detection coil 20.
The induced electromotive force generated in each of the coils 21 and 22 is individually input to the measuring device 30, and the difference between the values is displayed as a waveform on the monitor 31. That is, the differential detection coil 20 individually detects the induced electromotive force generated by the electromagnetic induction by the through-type coils 21 and 22 and outputs it to the measuring device 30. The measuring device 30 calculates the difference between the values. Project on the waveform.
As described above, the damage detection apparatus 1 shown in the present embodiment uses the differential detection coil 20 to generate a magnetic flux having a correlation with the electrostatic capacitance between the strands of the adjacent strands 3 and 3. Are measured at a plurality of positions in the axial direction, and the measurement values are subjected to differential processing to create a comparison result. The comparison result is replaced with a waveform and displayed on the measuring instrument 30.

続いて、上記の装置構成を踏まえ、本発明に係る損傷評価方法の基本原理を図２及び図３を参照して説明する。図３において（Ａ）は、ストランドに損傷がない状態を示し、（Ｂ）は、ストランドに損傷がある状態を示す。
なお、下記では図３の（Ｂ）に示すように、ストランド３ｇに破断等の損傷があると仮定して説明する。また、図２に示すように、アース側のコンタクトプローブ１１を中心のストランド３ａに常設し、他方のコンタクトプローブ１１を周囲のストランド３ｂ〜３ｇに対して順番に接触させて交流電圧を印加する。すなわち、ストランド３を６つに組み分けし、そのそれぞれについて損傷の有無を評価する。 Next, the basic principle of the damage evaluation method according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3A shows a state where the strand is not damaged, and FIG. 3B shows a state where the strand is damaged.
In the following description, it is assumed that the strand 3g has damage such as breakage as shown in FIG. In addition, as shown in FIG. 2, the contact probe 11 on the ground side is permanently installed in the central strand 3a, and the other contact probe 11 is sequentially brought into contact with the surrounding strands 3b to 3g to apply an alternating voltage. That is, the strands 3 are grouped into six, and the presence or absence of damage is evaluated for each.

まず、損傷の無いストランド３ｂ〜３ｆを含む組みの試行では、ストランド３ａ、及びストランド３ｂ〜３ｆの長さが同じであるため、各組み共にほぼ同じ静電容量になる。このためケーブル２の始端から終端に掛けて、誘導電流並びに磁束がほぼ一様になり、差動検出コイル２０で測定した各コイル２１，２２の測定値もほぼ同じ値を取る。したがって、これら測定値の差は少なく、変化の少ない波形が測定器３０に映し出される。   First, in the trial of the combination including the undamaged strands 3b to 3f, since the lengths of the strand 3a and the strands 3b to 3f are the same, each pair has substantially the same capacitance. For this reason, the induced current and the magnetic flux become substantially uniform from the start end to the end of the cable 2, and the measured values of the coils 21 and 22 measured by the differential detection coil 20 take substantially the same value. Therefore, the difference between these measured values is small, and a waveform with little change is displayed on the measuring device 30.

一方、損傷のあるストランド３ｇを含む組み合わせでは、ストランド３ｇの実長が他のストランド３ｂ〜３ｆに比べて実質的に短くなり、健全なストランド間の静電容量に比べるとその値は小さくなる。また、これを要因としてケーブル２の始端から損傷部Ｄにかけての区間と、損傷部Ｄからケーブル２の終端にかけての区間で誘導電流の大きさが変化して磁束も異なってくる。また、磁束が異なるため差動検出コイル２０に設けられた各コイル２１，２２で得られる値も損傷部Ｄを境にその前後で異なる値になる。   On the other hand, in the combination including the damaged strand 3g, the actual length of the strand 3g is substantially shorter than that of the other strands 3b to 3f, and the value is smaller than the healthy electrostatic capacitance between the strands. In addition, due to this, the magnitude of the induced current changes in the section from the start end of the cable 2 to the damaged portion D and the section from the damaged portion D to the end of the cable 2, and the magnetic flux also differs. Further, since the magnetic fluxes are different, the values obtained by the coils 21 and 22 provided in the differential detection coil 20 are also different before and after the damaged portion D.

このため差動検出コイル２０をケーブル２の長手方向に走査していく過程で、その前後２つのコイルの間に損傷部Ｄが到達してコイル２１，２２間に挟まれる状態になると、前方のコイル２１と、後方のコイル２２とにおいて同時期に取得した測定値に差が生じる。よって、その差が波形となって測定器３０に映し出される。つまり、損傷したストランドの組みでは、健全なストランドの組みに比べて変化の大きい波形が得られ、また、変化の大きい測定区間に損傷があるとみなせる。
このように、静電容量に相関性を有する値を測定して、ストランドの損傷を評価している。 For this reason, in the process of scanning the differential detection coil 20 in the longitudinal direction of the cable 2, when the damaged portion D reaches between the two coils before and after it and is sandwiched between the coils 21 and 22, A difference arises in the measured value acquired at the same time in the coil 21 and the rear coil 22. Therefore, the difference is displayed as a waveform on the measuring device 30. That is, the damaged strand set can obtain a waveform having a larger change than the healthy strand set, and it can be considered that the measurement section having the large change is damaged.
Thus, the value which has a correlation with an electrostatic capacitance is measured, and the damage of a strand is evaluated.

なお、上記でストランド３ａのみに損傷がある場合には、いずれの組みも同じ静電容量になるため各組みとも同じ波形を示す。しかしながら、その波形の特定区間において波形が大きく変化するため、この波形の変化をもってストランド３ａの損傷を見抜くことができる。すなわち、ケーブル２の軸方向複数箇所で測定を行えば、組み単位での損傷評価の他、ストランド単体での損傷評価も可能になる。また、差動検出コイル２０を用いれば、同時期に複数箇所で測定が行われるため、その測定結果が明確な変化を伴って即座に波形に現れる。よって、損傷部位の特定が一層確実になる。   In addition, when only the strand 3a is damaged in the above, since each set has the same capacitance, each set shows the same waveform. However, since the waveform changes greatly in a specific section of the waveform, the damage of the strand 3a can be detected by the change of the waveform. That is, if the measurement is performed at a plurality of positions in the axial direction of the cable 2, it is possible to evaluate damage on a single strand in addition to damage evaluation on a unit basis. Further, if the differential detection coil 20 is used, measurements are performed at a plurality of locations at the same time, so that the measurement result immediately appears in the waveform with a clear change. Therefore, the damage site can be identified more reliably.

＜損傷検出試験＞
続いて、上記した損傷検出装置１を用いて実施したケーブル２の損傷検出試験を説明する。
試験体としては、ケーブル２（ストランド数７、直径φ１２，５ｍｍ、東京製鋼社製）×長さ１０００ｍｍを準備し、そのストランドのうち、外側の一本に人工的な損傷（破断）を形成しておく。また、その位置は試験体のほぼ中央に形成した。 <Damage detection test>
Subsequently, a damage detection test of the cable 2 performed using the above-described damage detection apparatus 1 will be described.
As a test body, a cable 2 (7 strands, diameter φ12.5 mm, manufactured by Tokyo Steel Co., Ltd.) × 1000 mm in length was prepared, and artificial damage (breaking) was formed on one of the strands on the outside. Keep it. Moreover, the position was formed in the approximate center of the test body.

また、差動検出コイル２０には、外径１９ｍｍ×内径１３ｍｍ、巻線断面積３×３ｍｍ２、巻き数５００の貫通型コイルを２つ組み合わせて用いる。
交流電源供給装置１０は、周波数２ＭＨｚ、電圧７Ｖの設定で各ストランド間に順次交流電圧を供給する。 The differential detection coil 20 is a combination of two penetration coils having an outer diameter of 19 mm × an inner diameter of 13 mm, a winding cross-sectional area of 3 × 3 mm 2 and a winding number of 500.
The AC power supply device 10 sequentially supplies an AC voltage between the strands with a frequency of 2 MHz and a voltage of 7V.

また、交流電圧を印加する順番は、図３に示した順番で実施する。
すなわち、アース側のコンタクトプローブ１１を中心のストランド３ａに常設し、他方のコンタクトプローブ１１を周囲のストランド３ｂ〜３ｇに対して順番に接触させて交流電圧を印加する。また、選択したストランドの組みに交流電圧を印加した状態で、ケーブル２の始端から終端に向かって差動検出コイル２０を微速で移動させてケーブル全体に沿って走査させるようにする。また、その時々の変化を差動検出コイル２０で順次測定し、これを測定器３０のモニター３１に映し出す。 Moreover, the order which applies an alternating voltage is implemented in the order shown in FIG.
That is, the contact probe 11 on the earth side is permanently installed in the center strand 3a, and the other contact probe 11 is sequentially brought into contact with the surrounding strands 3b to 3g to apply an alternating voltage. Further, in a state where an alternating voltage is applied to the selected set of strands, the differential detection coil 20 is moved at a slow speed from the start end to the end of the cable 2 so as to scan along the entire cable. Further, the change at that time is sequentially measured by the differential detection coil 20 and displayed on the monitor 31 of the measuring device 30.

図４は、測定器３０に映し出される差動検出コイル２０の測定波形である。
グラフ縦軸は誘導起電力の差を示している。すなわち、差動検出コイル２０において前方のコイル２１で得た測定値と、後方のコイル２２で得た測定値とを差分処理して求めた値であり、その値が大きいほど、前後のコイル２１，２２間で測定値に差があると言える。グラフ横軸は、ケーブル２の始端から差動検出コイル２０にかけての距離、言い換えればケーブル２の測定点に相当する。図４中波形Ａは、健全なストランド３の波形であり、図４中波形Ｂは損傷したストランド３の波形である。 FIG. 4 is a measurement waveform of the differential detection coil 20 displayed on the measuring device 30.
The vertical axis of the graph shows the difference in induced electromotive force. In other words, in the differential detection coil 20, the measurement value obtained by the front coil 21 and the measurement value obtained by the rear coil 22 are obtained by differential processing. , 22 can be said to have a difference in measured values. The horizontal axis of the graph corresponds to the distance from the start end of the cable 2 to the differential detection coil 20, in other words, the measurement point of the cable 2. A waveform A in FIG. 4 is a waveform of a healthy strand 3, and a waveform B in FIG. 4 is a waveform of a damaged strand 3.

この図からも理解されるように、健全なストランドの波形Ａと損傷したストランドの波形Ｂを比較すると、損傷したストランドの波形Ｂでは、差動検出コイル２０が試験体のほぼ中央を通過した時点で、大きな変化が見られる。 一方、健全なストランドの波形Ａでは、多少のノイズはあるものの、波形全体に大きな乱れはなく安定している。
このように損傷したストランドを含む組みでは、他の組みに比較してその波形に明確な変化が現れた。また、試験体のほぼ中央を差動検出コイル２０が通過した際、その前方のコイル２１と後方のコイル２２との間で測定値に大きな差が見られ、この測定値の差をもって、当該箇所に損傷があると評価できる。 As can be understood from this figure, when the waveform A of the healthy strand is compared with the waveform B of the damaged strand, the waveform B of the damaged strand shows that when the differential detection coil 20 passes almost the center of the specimen. And there is a big change. On the other hand, in the waveform A of a healthy strand, although there is some noise, the entire waveform is stable without significant disturbance.
In the group including the damaged strand as described above, a clear change in the waveform appeared compared to the other group. In addition, when the differential detection coil 20 passes through almost the center of the test body, a large difference is observed in the measured values between the front coil 21 and the rear coil 22, and the difference between the measured values indicates Can be evaluated as damaged.

このように本実施の形態に示す損傷検出装置１によれば、測定器３０に映し出される波形を解析することで損傷の有無を評価でき、さらに、その損傷部位も明確に特定することができる。   As described above, according to the damage detection apparatus 1 shown in the present embodiment, the presence or absence of damage can be evaluated by analyzing the waveform displayed on the measuring instrument 30, and the damaged portion can be clearly identified.

なお、上記した損傷検出装置１並びにその損傷評価方法は、あくまでも一実施の形態であって、本発明の損傷評価方法に係る原理を応用すれば様々な視点でケーブル２の損傷を評価できる。   Note that the damage detection device 1 and the damage evaluation method described above are merely embodiments, and the damage of the cable 2 can be evaluated from various viewpoints by applying the principle according to the damage evaluation method of the present invention.

例えば、上記の試験では２つのコイル２１，２２を有する差動検出コイル２０を用いたが、一つの貫通型コイルのみでも損傷の有無を評価することができる。すなわち、差分処理を行わずに損傷を検出する方法である。   For example, in the above test, the differential detection coil 20 having the two coils 21 and 22 is used, but it is possible to evaluate the presence or absence of damage with only one through-type coil. That is, this is a method for detecting damage without performing differential processing.

図５は、一つの貫通型コイルによって得られた誘導起電力の波形である。グラフ縦軸は貫通型コイルで測定した誘導起電力を示す。グラフ横軸は、選択したストランド３の始端から差動検出コイル２０に掛けての距離、言い換えればケーブル２の測定位置に相当する。また、図５中波形Ａは、健全なストランド３の波形であり、図５中波形Ｂは損傷したストランド３の波形を示す。   FIG. 5 is a waveform of the induced electromotive force obtained by one through-type coil. The vertical axis of the graph represents the induced electromotive force measured with the through-type coil. The horizontal axis of the graph corresponds to the distance from the starting end of the selected strand 3 to the differential detection coil 20, in other words, the measurement position of the cable 2. Moreover, the waveform A in FIG. 5 is the waveform of the healthy strand 3, and the waveform B in FIG. 5 is the waveform of the damaged strand 3.

この図からも分かるように、健全なストランドの波形Ａと損傷したストランドの波形Ｂとを比較すると、損傷したストランドの波形Ｂは、貫通型コイルが試験体のほぼ中央を通過した時点で大きな変化が見られる。一方、健全なストランドの波形Ａでは、多少のノイズはあるものの、損傷したストランドの波形Ａに比べて波形の乱れが少ない。このように損傷したストランドを含む組みでは、他の組みに比較してその波形に明確な変化が現れた。また、試験体のほぼ中央を貫通型コイルが通過した際、その波形に大きな変化が見られるため、この測定値の変化をもって、当該箇所に損傷があると評価できる。
このようにケーブルの軸方向（長手方向）に、順次測定点を移動しながら測定することで、一つの貫通型コイルを用いた場合でも損傷の評価は可能である。 As can be seen from this figure, when the waveform A of the healthy strand is compared with the waveform B of the damaged strand, the waveform B of the damaged strand changes greatly when the penetrating coil passes almost the center of the specimen. Is seen. On the other hand, the waveform A of the healthy strand has less noise than the waveform A of the damaged strand, although there is some noise. In the group including the damaged strand as described above, a clear change in the waveform appeared compared to the other group. Further, when the through-type coil passes through almost the center of the test body, a large change is observed in the waveform thereof. Therefore, it can be evaluated that the portion concerned is damaged by the change in the measured value.
Thus, damage can be evaluated even when one penetration type coil is used by measuring while moving the measurement point sequentially in the axial direction (longitudinal direction) of the cable.

また、本実施の形態で説明した損傷評価方法では、ストランドの各組みにおける損傷の有無と、損傷箇所の双方を特定しているが、検査によっては、損傷の有無のみを把握するだけで足りる場合もある。この場合には、貫通型コイルをケーブル２の終端にセットしてストランドの組み別に誘導起電力を測定する。   Further, in the damage evaluation method described in the present embodiment, both the presence / absence of damage in each strand pair and the damaged portion are specified, but depending on the inspection, it is sufficient to grasp only the presence / absence of damage. There is also. In this case, a penetrating coil is set at the end of the cable 2 and the induced electromotive force is measured for each strand combination.

このとき、損傷したストランド３を含む組み合わせでは、ストランド３、３間の静電容量が小さくなるため、貫通型コイルで得た測定値も他の組み合わせと異なる値を示す。よって、この値を組み相互に比較することによって損傷の有無を組み単位で評価できる。   At this time, in the combination including the damaged strand 3, the capacitance between the strands 3 and 3 is small, and thus the measured value obtained with the through-type coil also shows a value different from the other combinations. Therefore, the presence or absence of damage can be evaluated in units of sets by comparing these values with each other.

また、上記では、差動検出コイル２０若しくは貫通型コイル単体から得られる誘導起電力を測定して損傷の有無を評価しているが、静電容量に相関性を有するインピーダンスを測定して損傷の有無や損傷箇所を特定してもよい。
なお、この場合の装置構成としては、交流電圧供給装置１０の他、ＬＣＲメーターやインピーダンスアナライザ等の測定器を含めることができ、これらの測定器によりインピーダンスを測定することができる。 Further, in the above, the induced electromotive force obtained from the differential detection coil 20 or the through-type coil alone is measured to evaluate the presence or absence of damage, but the impedance having a correlation with the capacitance is measured to measure the damage. The presence / absence and damage location may be specified.
In addition, as an apparatus structure in this case, measuring instruments, such as a LCR meter and an impedance analyzer other than the alternating voltage supply apparatus 10, can be included, and an impedance can be measured with these measuring instruments.

図６は、ケーブル２の長さに対するインピーダンスの変化を示すグラフであり、損傷の無いケーブルを対象とした予備実験で得た測定値に基づき作成している。グラフ縦軸はインピーダンスの大きさを示している。グラフ横軸は、ケーブル２の長さを示している。ここでグラフ横軸をストランド３の始端から損傷箇所までの長さと言い換えれば、試験体の実測によって測定されるインピーダンスをこのグラフに当てはめることで、ストランドの長さ、すなわち始端か
ら損傷箇所までの長さ（距離）を推測できる。 FIG. 6 is a graph showing a change in impedance with respect to the length of the cable 2, and is created based on a measurement value obtained in a preliminary experiment for an undamaged cable. The vertical axis of the graph indicates the magnitude of impedance. The horizontal axis of the graph indicates the length of the cable 2. Here, in other words, the horizontal axis of the graph is the length from the start end of the strand 3 to the damaged portion, and the impedance measured by actual measurement of the specimen is applied to this graph, so that the length of the strand, that is, the length from the start end to the damaged portion is calculated. You can guess the distance.

具体的には、全長１ｍの試験体において、そのインピーダンスの実測値が１１５０Ω（図６中のB点）を示す場合には、始端から０，７ｍの付近に損傷があるとみなせる。また、インピーダンスの実測値が２４５０Ω（図６中のA点）を示す場合には、始端から０，３ｍの付近に損傷があるとみなせる。
一方、損傷が無い場合の測定値は、ケーブル長１ｍに対応する理論値７５０Ω（図６中のＣ点）を示す。このように隣り合うストランド間のインピーダンスを測定すると、損傷のあるストランドにおいては、図６中のＣ点に示すインピーダンスと異なる値を示す。 Specifically, in a test piece having a total length of 1 m, when the measured impedance value is 1150Ω (point B in FIG. 6), it can be considered that there is damage in the vicinity of 0.7 m from the starting end. When the measured impedance value is 2450Ω (point A in FIG. 6), it can be considered that there is damage in the vicinity of 0,3 m from the starting end.
On the other hand, the measured value when there is no damage shows a theoretical value of 750Ω (point C in FIG. 6) corresponding to the cable length of 1 m. When the impedance between adjacent strands is measured in this way, a damaged strand shows a value different from the impedance shown at point C in FIG.

また、インピーダンスを利用した損傷評価の他の例として、ストランド間に印加する交流電圧の周波数を変えることによっても損傷評価が可能である。なお、この場合の装置構成としては、交流電圧供給装置１０の他、ＬＣＲメーターやインピーダンスアナライザ等の測定器を含めることができ、これらの測定器によりインピーダンスや周波数を測定することができる。   Further, as another example of damage evaluation using impedance, damage evaluation can be performed by changing the frequency of the alternating voltage applied between the strands. In addition, as an apparatus structure in this case, measuring instruments, such as a LCR meter and an impedance analyzer, can be included besides the alternating voltage supply apparatus 10, and an impedance and a frequency can be measured with these measuring instruments.

図７は、交流電圧の周波数に対するインピーダンスの変化を示すグラフである。
グラフ縦軸にインピーダンスの大きさを示している。グラフ横軸は、ストランド間に印加される交流電圧の周波数である。図７中の折れ線Ａは、健全なストランドの組みに対応した測定値であり、図７中の折れ線Ｂは損傷したストランドの組みに対応した測定値である。 FIG. 7 is a graph showing changes in impedance with respect to the frequency of the AC voltage.
The magnitude of the impedance is shown on the vertical axis of the graph. The horizontal axis of the graph represents the frequency of the alternating voltage applied between the strands. A broken line A in FIG. 7 is a measured value corresponding to a healthy strand set, and a broken line B in FIG. 7 is a measured value corresponding to a damaged strand set.

この図からも分かるように、各組みに特定の交流電圧を印加して両者のインピーダンスを相互に比較すると、損傷したストランドを含む組み（折れ線Ｂ）では、健全なストランドの組み（折れ線A）に対していずれも高い値を示しており、この値をもって各組みの損傷を評価できる。   As can be seen from this figure, when a specific alternating voltage is applied to each pair and the impedances of the two are compared with each other, a pair including a damaged strand (polyline B) is a healthy pair of strands (polyline A). On the other hand, high values are shown, and the damage of each set can be evaluated with this value.

このように本実施の形態に示す損傷評価方法によれば、磁束、誘導起電力、インピーダンス等、静電容量に相関性を有する値を測定すると共に、その測定値の比較結果に基づいて損傷の有無を評価している。   As described above, according to the damage evaluation method shown in the present embodiment, a value having a correlation with a capacitance such as a magnetic flux, an induced electromotive force, and an impedance is measured, and the damage is evaluated based on a comparison result of the measured value. Evaluating the presence or absence.

なお、上記した実施の形態では、静電容量に相関性を有する値として、磁束、誘導起電力、インピーダンスを挙げたが、静電容量の変化に伴って変化する誘導電流を検流計等によって測定し、この測定値に基づいて損傷を評価することも考えられる。また、静電容量そのものを測定して損傷を評価することも考えられる。   In the above-described embodiment, magnetic flux, induced electromotive force, and impedance are given as values having a correlation with capacitance. However, induced current that changes with change in capacitance is detected by a galvanometer or the like. It is also conceivable to measure and evaluate damage based on this measured value. It is also conceivable to evaluate damage by measuring the capacitance itself.

また、本実施の形態では、測定値の比較において組み相互に測定値を比較しているが、基準となるべき値を予備実験等で予め把握しておき、この予備実験で得た基準値と実際の測定値とを比較することによっても、損傷の評価は可能である。   Further, in the present embodiment, the measurement values are compared with each other in the comparison of the measurement values, but the value to be used as a reference is grasped in advance by a preliminary experiment or the like, and the reference value obtained in this preliminary experiment and Damage can also be assessed by comparing with actual measurements.

また、本実施の形態では、高強度繊維複合材ケーブルとして炭素繊維複合材ケーブルを例に説明したが、導電性と絶縁性とを兼ね備えたストランド構造を有するケーブルであれば、炭素繊維のみならず、例えば、アラミド繊維、炭化珪素繊維等を複合材として用いた高強度繊維複合材ケーブルであってもよい。   In the present embodiment, the carbon fiber composite cable has been described as an example of the high-strength fiber composite cable. However, as long as the cable has a strand structure having both conductivity and insulation, not only the carbon fiber. For example, a high-strength fiber composite cable using aramid fiber, silicon carbide fiber or the like as a composite material may be used.

また、ストランドの片側端面から交流電圧を印加しているが、ストランドの途中に探針を差し込み、この探針を用いてストランド内に交流電圧を印加する事も考えられる。   Further, although an alternating voltage is applied from one end face of the strand, it is also conceivable to insert a probe in the middle of the strand and apply an alternating voltage into the strand using this probe.

このように本発明の損傷評価方法によれば、隣り合うストランドを組みとして、そのストランド間に交流電流を印加し、さらにそのストランド間の静電容量に相関性を有する値を測定して比較することで、損傷の有無を非破壊的に評価することができる。   As described above, according to the damage evaluation method of the present invention, adjacent strands are paired, an alternating current is applied between the strands, and a value having a correlation with the capacitance between the strands is measured and compared. Thus, the presence or absence of damage can be evaluated nondestructively.

１ 損傷検出装置
２ ケーブル
３ ストランド
３ａ 中心のストランド
３ｂ〜３ｇ 周囲のストランド
１０ 交流電源供給装置
１１ コンタクトプローブ
２０ 差動検出コイル
２１ 前方のコイル
２２ 後方のコイル
３０ 測定器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Damage detection apparatus 2 Cable 3 Strand 3a Center strand 3b-3g Surrounding strand 10 AC power supply apparatus 11 Contact probe 20 Differential detection coil 21 Front coil 22 Rear coil 30 Measuring instrument

Claims (20)

導電性の高強度繊維複合材からなるストランドを互いに絶縁して撚り合わせた高強度繊維複合材ケーブルの損傷評価方法であって、
隣り合うストランドを組みとして、そのストランド間の静電容量に相関性を有する値を測定すると共に、その測定値の比較結果に基づいて損傷の有無を評価することを特徴とする高強度繊維複合材ケーブルの損傷評価方法。 A method for evaluating damage of a high-strength fiber composite cable in which strands made of conductive high-strength fiber composite are insulated and twisted together,
A high-strength fiber composite material characterized in that adjacent strands are combined to measure a value having a correlation with the capacitance between the strands and to evaluate the presence or absence of damage based on a comparison result of the measured values. Cable damage evaluation method. 前記相関性を有する値は、磁束、誘導起電力、インピーダンス、誘導電流、及び静電容量そのものの何れかであることを特徴とする請求項１に記載の高強度繊維複合材ケーブルの損傷評価方法。   2. The damage evaluation method for a high-strength fiber composite cable according to claim 1, wherein the correlated value is any one of magnetic flux, induced electromotive force, impedance, induced current, and capacitance itself. . 前記相関性を有する値を前記組み別に測定し、さらにその測定値を相互に比較すると共に、他の組みに対して離れた値を有する組みのストランドを、損傷ストランドとみなすことを特徴とする請求項１又は２に記載の高強度繊維複合材ケーブルの損傷評価方法。   The correlative value is measured for each pair, and the measured values are compared with each other, and a pair of strands having a value distant from another pair is regarded as a damaged strand. Item 3. A method for evaluating damage of a high-strength fiber composite cable according to Item 1 or 2. 前記相関性を有する値を前記ケーブルの軸方向に順次測定し、その測定値に変化が現れた箇所を損傷箇所とみなすことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の高強度繊維複合材ケーブルの損傷評価方法。   The high-strength fiber according to any one of claims 1 to 3, wherein the values having the correlation are sequentially measured in the axial direction of the cable, and a portion where a change in the measured value appears is regarded as a damaged portion. Damage evaluation method for composite cables. 前記相関性を有する値を前記ケーブルの軸方向複数箇所で測定すると共にこれら複数箇所の測定点のうち、隣り合う測定点の値を相互に比較して、その値に差がある区間を損傷区間とみなすことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の高強度繊維複合材ケーブルの損傷評価方法。   The correlation value is measured at a plurality of positions in the axial direction of the cable, and among the measurement points at the plurality of positions, values of adjacent measurement points are compared with each other, and a section having a difference between the values is determined as a damage section. The damage evaluation method for a high-strength fiber composite cable according to any one of claims 1 to 3, wherein 前記相関性を有する値を前記ケーブルの軸方向複数箇所で同時期に測定すると共にこれら同時期に取得した測定値のうち、隣り合う測定点の値を相互に比較して、その値に差がある区間を損傷区間とみなすことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の高強度繊維複合材ケーブルの損傷評価方法。   The values having the correlation are measured at the same time at a plurality of positions in the axial direction of the cable, and among the measurement values acquired at the same time, the values of adjacent measurement points are compared with each other, and there is a difference in the values. The damage evaluation method for a high-strength fiber composite material cable according to claim 1, wherein a certain section is regarded as a damaged section. 前記相関性を有する値を前記ケーブルの軸方向に走査しながら順次取得することを特徴とする請求項４〜６の何れかに記載の高強度繊維複合材ケーブルの損傷評価方法。   The damage evaluation method for a high-strength fiber composite cable according to any one of claims 4 to 6, wherein the correlation value is sequentially acquired while scanning in the axial direction of the cable. 前記相関性を有する値の測定に先だって、その測定対象となるストランドの組みに交流電圧を印加することを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の高強度繊維複合材ケーブルの損傷評価方法。   Prior to the measurement of the value having the correlation, an AC voltage is applied to a set of strands to be measured, and the damage evaluation of the high-strength fiber composite cable according to any one of claims 1 to 7 Method. 前記ストランドの組み分けにおいて、各組み共用のストランドを各組みに含むように組み分けすることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の高強度繊維複合材ケーブルの損傷評価方法。   The method of evaluating damage to a high-strength fiber composite material cable according to any one of claims 1 to 8, wherein in the grouping of the strands, the strands are grouped so that each group includes a common strand. 前記高強度繊維複合材は、炭素繊維、アラミド繊維、炭化珪素繊維の何れかを含むことを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の高強度繊維複合材ケーブルの損傷評価方法。   The damage evaluation method for a high-strength fiber composite material cable according to any one of claims 1 to 9, wherein the high-strength fiber composite material includes any of carbon fiber, aramid fiber, and silicon carbide fiber. 導電性の高強度繊維複合材からなるストランドを互いに絶縁して撚り合わせた高強度繊維複合材ケーブルの損傷検出装置であって、
隣り合うストランドを組みとして、そのストランド間の静電容量に相関性を有する値を測定する測定手段と、
その測定値の比較結果に基づいて損傷の有無を検出する損傷検出手段と、
検出結果を出力する出力手段と
を有することを特徴とする高強度繊維複合材ケーブルの損傷検出装置。 A high-strength fiber composite cable damage detection device in which strands made of conductive high-strength fiber composite are insulated and twisted together,
Measuring means for measuring values having a correlation with the capacitance between the strands as a set of adjacent strands;
Damage detection means for detecting the presence or absence of damage based on the comparison result of the measured values;
A damage detection device for a high-strength fiber composite cable, comprising: an output unit that outputs a detection result. 前記測定手段は、前記相関性を有する値として、磁束、誘導起電力、インピーダンス、誘導電流、及び静電容量そのものの何れかを測定することを特徴とする請求項１１に記載の高強度繊維複合材ケーブルの損傷検出装置。   The high-strength fiber composite according to claim 11, wherein the measuring means measures any one of magnetic flux, induced electromotive force, impedance, induced current, and capacitance itself as the value having the correlation. Material cable damage detection device. 前記測定手段は、前記相関性を有する値を前記組み別に測定し、
前記損傷検出手段は、その測定値を相互に比較すると共に他の組みに対して離れた値を有する組みのストランドを損傷ストランドとみなすことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の高強度繊維複合材ケーブルの損傷検出装置。 The measuring means measures the correlation value by the combination,
13. The high-strength fiber according to claim 11, wherein the damage detection unit compares the measured values with each other and regards a pair of strands having a value apart from another pair as a damaged strand. Composite cable damage detection device. 前記測定手段は、前記相関性を有する値を前記ケーブルの軸方向に順次測定し、
前記損傷検出手段は、その測定値に変化が現れた箇所を損傷箇所とみなすことを特徴とする請求項１１〜１３の何れかに記載の高強度繊維複合材ケーブルの損傷検出装置。 The measuring means sequentially measures the values having the correlation in the axial direction of the cable,
14. The damage detection device for a high-strength fiber composite material cable according to any one of claims 11 to 13, wherein the damage detection means regards a portion where a change in the measured value appears as a damaged portion. 前記測定手段は、前記相関性を有する値を前記ケーブルの軸方向複数箇所で測定し、
前記損傷検出手段は、これら複数箇所の測定点のうち、隣り合う測定点の値を相互に比較して、その値に差がある区間を損傷区間とみなすことを特徴とする請求項１１〜１３の何れかに記載の高強度繊維複合材ケーブルの損傷検出装置。 The measuring means measures the value having the correlation at a plurality of positions in the axial direction of the cable,
The damage detection means compares values of adjacent measurement points among the plurality of measurement points, and regards a section having a difference in the values as a damage section. A damage detection apparatus for a high-strength fiber composite cable according to any one of the above. 前記測定手段は、前記相関性を有する値を前記ケーブルの軸方向複数箇所で同時期に測定し、
前記損傷検出手段は、これら同時期に取得した測定値のうち、隣り合う測定点の値を相互に比較して、その値に差がある区間を損傷区間とみなすことを特徴とする請求項１１〜１３の何れかに記載の高強度繊維複合材ケーブルの損傷検出装置。 The measuring means measures the value having the correlation at a plurality of positions in the axial direction of the cable at the same time,
12. The damage detection unit compares the values of adjacent measurement points among the measurement values acquired at the same time, and regards a section having a difference in the values as a damage section. The damage detection apparatus of the high strength fiber composite material cable in any one of -13. 前記測定手段は、前記ケーブルの軸方向に走査可能に設けられると共に、前記相関性を有する値を前記ケーブルの軸方向に走査しながら順次取得することを特徴とする請求項１４〜１６の何れかに記載の高強度繊維複合材ケーブルの損傷検出装置。   17. The measurement device according to claim 14, wherein the measurement unit is provided so as to be capable of scanning in the axial direction of the cable, and sequentially acquires the correlated value while scanning in the axial direction of the cable. The damage detection apparatus of the high strength fiber composite material cable described in 1. 測定対象となるストランドの組みに交流電圧を印加する電源供給手段を備え、
前記測定手段は、交流電圧の印加に伴って生じる磁束を測定するためのコイルを有することを特徴とする請求項１１〜１７の何れかに記載の高強度繊維複合材ケーブルの損傷検出装置。 Power supply means for applying an alternating voltage to a set of strands to be measured is provided,
18. The high-strength fiber composite material cable damage detection apparatus according to claim 11, wherein the measuring unit includes a coil for measuring a magnetic flux generated by application of an alternating voltage. 前記コイルが前記ケーブルの軸方向に前後連なって設けられ、
前記損傷検出手段は、前方のコイルと、後方のコイルの各々から測定値を取得すると共に、それら測定値を差分処理して前記比較結果を作成することを特徴とする請求項１８に記載の高強度繊維複合材ケーブルの損傷検出装置。 The coil is provided continuously in the axial direction of the cable;
19. The high damage detection apparatus according to claim 18, wherein the damage detection unit obtains measurement values from each of the front coil and the rear coil, and creates the comparison result by performing differential processing on the measurement values. Damage detection device for strength fiber composite cable. 前記高強度繊維複合材が、炭素繊維、アラミド繊維、炭化珪素繊維の何れかを含むことを特徴とする請求項１１〜１９の何れかに記載の高強度繊維複合材ケーブルの損傷検出装置。 The high-strength fiber composite material damage detection apparatus according to any one of claims 11 to 19, wherein the high-strength fiber composite material includes any of carbon fiber, aramid fiber, and silicon carbide fiber.
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