JP6336405B2 - 断面積変化検出用装置 - Google Patents
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Description
本発明は、鋼材の断面積の変化を正確に検出する技術に関し、詳しくは、断面積変化検出用装置に関するものである。
従来において、電柱間を渡す架線は鋼材であり、腐食して強度が低下すると補強や交換を行う必要がある。実際に設置された架線などの鋼材数は膨大であり、その点検作業の量も膨大である。
鋼材が腐食すると断面積が変化する。従来では、例えば、鋼材の外径をノギスなどで測定し、外径から断面積を計算し、断面積の変化に基づいて腐食の有無を検出する。また、断面積が変化すると、電気的な抵抗値が変化する。従来では、例えば、鋼材の抵抗値を測定し、抵抗値の変化に基づいて腐食の有無を検出する。
「腐食」、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２６年１１月１８日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%85%90%E9%A3%9F＞
しかしながら、例えば、架線は高所にあるので、バケット車にて架線の場所に移動し、その高所でノギスなどを使用する必要がある。バケット車上の作業では、ときには無理な姿勢を強いられ、正確な測定ができない可能性がある。
一方、鋼材の抵抗値を測定するには、鋼材に電極を接触させる必要がある。この場合、鋼材と電極の接触抵抗を一定にするのは容易でなく、正確な測定ができない可能性がある。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、鋼材の断面積の変化を正確に検出する技術を提供することにある。
上記の課題を解決するために、本発明の断面積変化検出用装置は、鋼材を囲む筒体と、前記鋼材および前記筒体に密着して挟み込まれる袋体部分を有する膨らんだ状態の袋体と、前記鋼材の断面積の変化により変化する前記袋体部分の断面の面積に応じて変化する当該袋体部分内の当該断面を挟む２点間の抵抗値を測定するために当該各点に設けられる電極と、前記各電極につき当該電極と一体または別に設けられ、当該電極に電気的に接続され且つ前記袋体外に引き出される導電体とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、鋼材を囲む筒体と、前記鋼材および前記筒体に密着して挟み込まれる袋体部分を有する膨らんだ状態の袋体と、前記鋼材の断面積の変化により変化する前記袋体部分の断面の面積に応じて変化する当該袋体部分内の当該断面を挟む２点間の抵抗値を測定するために当該各点に設けられる電極と、前記各電極につき当該電極と一体または別に設けられ、当該電極に電気的に接続され且つ前記袋体外に引き出される導電体とを備えることで、抵抗値の変化は鋼材の断面積の変化を反映するので、鋼材の断面積の変化を正確に検出することができる。
例えば、前記断面積変化検出用装置は、前記袋体を２以上備え、当該各袋体につき前記２つの電極および前記２つの導電体を備える。
この特徴により、袋体が歪（いびつ）に曲がらず、密着の程度を高めることができ、鋼材の断面積の変化をより正確に検出することができる。
例えば、前記断面積変化検出用装置は、前記鋼材の断面積の変化がない場合に前記抵抗値を一定とする場合において一定にすべき前記袋体部分の密着の程度に影響を与える前記袋体の内圧を検出する内圧検出器を備える。
この特徴により、内圧がわかるので、各回の抵抗値測定で、検出される内圧を一定にしておき、つまり、密着の程度を一定にしておけばよく、これにより、鋼材の断面積が一定なら抵抗値を同じにできる。つまり、抵抗値の変化は、断面積の変化を正しく反映し、よって、断面積の変化を正しく検出することができる。
本発明によれば、鋼材を囲む筒体と、前記鋼材および前記筒体に密着して挟み込まれる袋体部分を有する膨らんだ状態の袋体と、前記鋼材の断面積の変化により変化する前記袋体部分の断面の面積に応じて変化する当該袋体部分内の当該断面を挟む２点間の抵抗値を測定するために当該各点に設けられる電極と、前記各電極につき当該電極と一体または別に設けられ、当該電極に電気的に接続され且つ前記袋体外に引き出される導電体とを備えることで、抵抗値の変化は鋼材の断面積の変化を反映するので、鋼材の断面積の変化を正確に検出することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施の形態に係る断面積変化検出用装置を含むシステムの一例を示す図である。図２は、図１のＡＡ線矢視図である。
箱体１の内部を鋼材１０が貫通し、箱体１の内部で２つの袋体２が鋼材１０を挟み込んでいる。各袋体２の内部には、２個ずつの電極３が設けられている。
箱体１は、例えば、鋼材１０の一部を囲む筒体１Ａと筒体１Ａの各開放端に設けられた端部１Ｂとを一体化したものである。筒体１Ａは例えば、その断面形状を四角形としたものである。
鋼材１０は、例えば、電柱間を渡す架線であり、複数本の鋼材１０ａを寄りあわせたものである。鋼材１０は、通常は外気に晒される。例えば腐食により、各鋼材１０ａの断面の総面積、つまり、図１の矢印Ｄで示す７個の円の総面積（以下、断面積Ｄという）が変化する。図のシステムでは、この腐食などによる断面積Ｄの変化を検出する。例えば、あるタイミング（例えば鋼材１０の設置時）において、断面積Ｄに応じた値（後述の抵抗値）を測定し、所定の期間経過後に再び抵抗値を測定し、２回測定した抵抗値の差、つまり、断面積Ｄの差を検出する。断面積Ｄは、図２の矢印Ｄの箇所の断面積とする。
各袋体２は、膨らんだ状態であり、鋼材１０および筒体１Ａに密着して挟み込まれる袋体部分２Ａを有する。袋体２は、ゴム（天然ゴム）やシリコンゴムなどを含んで構成される。袋体２は、例えば、食塩水などの液体、粘性を有する液体、ネオンガスなどの気体を内包することで膨らんだ状態となる。
図１は、袋体２を膨らんだ状態に保つ構成の一例を示している。
容器４には、例えば、食塩水が入れられ、ポンプ５が容器４内の食塩水を袋体２に流し込むことにより、袋体２が膨らむ。袋体２の内圧が一定以上になると、内圧で逆止弁６が開き、食塩水が逆止弁６を通り、容器４に回収される。つまり、食塩水が循環してれば、袋体２の内圧は一定以上に維持される。
各袋体２は、このような仕組みによって膨らみ、鋼材１０および筒体１Ａに密着する。よって、断面積Ｄが変化すると、図１において矢印Ｅで示す形状の部分の面積、つまり、袋体部分２Ａの断面積（以下、断面積Ｅという）が変化する。断面積Ｅは、図２の矢印ｅの箇所（以下、断面ｅという）の断面積とする。
電極３は、断面ｅを挟む２点間の抵抗値を測定するために当該各点に設けられる。つまり、２つの電極３が断面ｅを挟む配置となっている。電極３は、袋体２を貫通し、電極３の一部が袋体２の外部に露出する。電極３が貫通する部分の袋体２は、内部の液体などが漏れないように封止（シールド）される。電極３は、袋体２の外部で電線３ａ（導電体）に対し電気的に接続される。電線３ａは、抵抗測定器７に接続され、抵抗測定器７は、電線３ａに電流を流し、その電流値により、抵抗値を測定する。
なお、電極３の本来の機能を果たしているのは、電極３の袋体２内の部分であり、袋体２外の部分は、電線３ａとの接続の利便性等に鑑みて、袋体２内の部分と一体構成しているにすぎない。よって、袋体２外の部分は、袋体２内の部分に対し電気的に接続された導電体であり、この導電体に対し、電線３ａ（導電体）が電気的に接続されているともいえる。
抵抗値は、断面積Ｅに反比例する。よって、一方の袋体２の電極３により測定した抵抗値が前回の測定に対し例えば０．１％増加したなら、その袋体２における断面積Ｅは０．１％減少したことになる。
また、他方の袋体２の電極３により測定した抵抗値も前回に比べて０．１％増加したなら、その袋体２における断面積Ｅも０．１％減少したことになる。
一方の袋体２の０．１％の減少分と他方の袋体２の０．１％の減少分の合計面積は、断面積Ｄの増加分の面積に等しい。すなわち、断面積Ｄについては、合計面積と同じ面積だけ増加したといえる。断面積Ｄの減少は逆の論理で検出することができる。すなわち、本実施の形態の断面積変化検出用装置を用いて、鋼材１０の断面積Ｄの変化を検出することができる。
また、当初の断面積Ｄがわかっていれば、断面積Ｄと増加分や減少分（変化量）により、現在の断面積Ｄを算出することができる。
また、抵抗値は、袋体２内の物質（食塩水など）の抵抗率に比例する。一方、抵抗測定器７には、抵抗値の測定範囲が定められ、その範囲では精度が高い。よって、その測定範囲に抵抗値が入るように抵抗率を設定することで、断面積Ｄの変化の検出精度を高めることができる。
なお、一方の袋体２の電極３により測定される抵抗値と他方の袋体２の電極３により測定される抵抗値は同じと考えれば、どちらかの袋体２においては、抵抗値測定を省略できる。つまり、その袋体２内の電極３等は不要である。
袋体２の内部には、内圧を検出する内圧検出器８が設けられる。内圧検出器８は、リード線を介して表示器（共に図示せず）に接続され、表示器が内圧を表示する。
断面積Ｄは、１回の測定時間のような短時間ではほぼ変化しない。このように断面積Ｄの変化がないなら抵抗値変化もないのが好ましい。そのためには、鋼材１０および筒体１Ａへの袋体部分２Ａの密着の程度を一定にする必要がある。
しかし、袋体２の内圧が変化すると密着の程度も変化する。つまり、内圧を一定にしておかないと、密着の程度が一定とならず、断面積Ｄが一定であっても抵抗値は変わる。つまり、断面積Ｄが一定であっても各回の抵抗値に差（変化）が生じる可能性がある。
内圧検出器８は、内圧を検出できるので、各回の測定で、検出される内圧を一定にしておけばよい。つまり、密着の程度を一定にしておけばよい。これにより、断面積Ｄが一定なら抵抗値を同じにできる。つまり、抵抗値の変化は、断面積Ｄの変化を正しく反映し、よって、断面積Ｄの変化を正しく検出することができる。
（変形例）
本実施の形態では、図３（ａ）の模式図に示すように、１つの鋼材１０に対し、袋体２を２個使用したが、図３（ｂ）の模式図に示すように、１つの鋼材１０に対し、袋体２を１個使用してもよい。逆に袋体２を３個以上使用してもよい。
本実施の形態では、図３（ａ）の模式図に示すように、１つの鋼材１０に対し、袋体２を２個使用したが、図３（ｂ）の模式図に示すように、１つの鋼材１０に対し、袋体２を１個使用してもよい。逆に袋体２を３個以上使用してもよい。
図３（ｂ）でわかるように、１個の袋体２は歪（いびつ）に曲がるので、鋼材１０および筒体１Ａへの密着の程度が低くなる。一方、袋体２を２個以上使用すれば、袋体２は歪（いびつ）に曲がることがなく、密着の程度を高め、断面積Ｄの変化をより正しく検出することができる。
なお、本実施の形態において鋼材１０は、電柱間を渡す架線としたが、架線以外の鋼材でもよい。例えば、鋼材は鉛直に立てられた柱でもよい。また、鋼材は、中空構造でもよい。
また、本実施の形態では、筒体１Ａの断面形状を四角形としたが、円形や楕円形などでもよい。
以上のように、本実施の形態によれば、鋼材１０を囲む筒体１Ａと、鋼材１０および筒体１Ａに密着して挟み込まれる袋体部分２Ａを有する膨らんだ状態の袋体２と、鋼材１０の断面積Ｄの変化により変化する袋体部分２の断面ｅの面積（Ｅ）に応じて変化する当該断面ｅを挟む２点間の抵抗値を測定するために当該各点に設けられる電極３と、各電極３につき当該電極と一体または別に設けられ、当該電極に電気的に接続され且つ袋体２外に引き出される導電体（３ａ）とを備えることで、抵抗値の変化は鋼材１０の断面積Ｄの変化を反映するので、鋼材１０の断面積Ｄの変化を正確に検出することができる。
１ 箱体
１ａ 筒体
１ｂ 端部
２ 袋体
２Ａ 袋体部分
３ 電極
３ａ 電線
４ 容器
５ ポンプ
６ 逆止弁
７ 抵抗測定器
８ 内圧検出器
１０、１０ａ 鋼材
Ｄ 鋼材１０の断面積
Ｅ 袋体部分２Ａの断面ｅの断面積
ｅ 袋体部分２Ａの断面
１ａ 筒体
１ｂ 端部
２ 袋体
２Ａ 袋体部分
３ 電極
３ａ 電線
４ 容器
５ ポンプ
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１０、１０ａ 鋼材
Ｄ 鋼材１０の断面積
Ｅ 袋体部分２Ａの断面ｅの断面積
ｅ 袋体部分２Ａの断面
Claims (3)
- 鋼材を囲む筒体と、
前記鋼材および前記筒体に密着して挟み込まれる袋体部分を有する膨らんだ状態の袋体と、
前記鋼材の断面積の変化により変化する前記袋体部分の断面の面積に応じて変化する当該袋体部分内の当該断面を挟む２点間の抵抗値を測定するために当該各点に設けられる電極と、
前記各電極につき当該電極と一体または別に設けられ、当該電極に電気的に接続され且つ前記袋体外に引き出される導電体と
を備えることを特徴とする断面積変化検出用装置。 - 前記袋体を２以上備え、
当該各袋体につき前記２つの電極および前記２つの導電体を備える
ことを特徴とする請求項１記載の断面積変化検出用装置。 - 前記鋼材の断面積の変化がない場合に前記抵抗値を一定とする場合において一定にすべき前記袋体部分の密着の程度に影響を与える前記袋体の内圧を検出する内圧検出器を備えることを特徴とする請求項１記載の断面積変化検出用装置。
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| JP2015018285A JP6336405B2 (ja) | 2015-02-02 | 2015-02-02 | 断面積変化検出用装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015018285A JP6336405B2 (ja) | 2015-02-02 | 2015-02-02 | 断面積変化検出用装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016142613A JP2016142613A (ja) | 2016-08-08 |
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Family Applications (1)
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| JP2015018285A Active JP6336405B2 (ja) | 2015-02-02 | 2015-02-02 | 断面積変化検出用装置 |
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2015
- 2015-02-02 JP JP2015018285A patent/JP6336405B2/ja active Active
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