JP6547994B1 - 歪み検出装置 - Google Patents

Abstract

被検出体の歪の測定誤差を抑制することができる歪み検出装置を提供する。歪み検出装置１は、第１方向Ｄ０に引張応力が加わると破断可能な細径部１１４を有する破断検知主部材１１と、細径部１１４を跨いだ部位に設けられた導通部１３１と、破断検知主部材１１の第１端部を保持する第１保持部材１２Ａと、破断検知主部材１１の第２端部を保持する第２保持部材１２Ｂと、を備える。第１端部及び第２端部は、それぞれ当接部１１５を有し、第１保持部材１２Ａ及び第２保持部材１２Ｂは、それぞれ当接部１１５に対向する被当接部１２６を有し、当接部１１５が被当接部１２６から離隔された状態で被検出体に設置されている。

Description

本発明は、歪み検出装置に関する。

従来、測定対象物の表面に設けられ、検出部が破断することで歪みを検出する歪み検出装置が知られている（例えば特許文献１）。具体的には、この特許文献１に記載の歪み検出装置は、測定対象物の表面に貼付される薄膜基板と、薄膜基板上に設けられるセンサ箔と、を備える。センサ箔は、長手方向の中央部に幅狭の破断容易部を有する。測定対象物が歪むと、センサ箔が長手方向に伸びて破断容易部が破断することにより、歪みを検知する。

国際公開ＷＯ２００８／０１３０４９号

しかしながら、測定対象物の温度が低いときに歪み検出装置を装着すると、測定対象物の温度が高くなったときの歪み量は、クリープ現象による歪み量以外に、熱膨張による伸び量も加えられた数値となる。このように、前記特許文献１に記載の歪み検出装置による歪み測定においては、測定対象物の熱膨張による測定誤差が生じる可能性がある。

本発明は、前記の課題に鑑みてなされたもので、測定誤差を抑制することができる歪み検出装置を提供することを目的とする。

本発明に係る歪み検出装置は、第１方向に引張応力が加わると破断可能な破断容易部を有する破断検知主部材と、前記破断検知主部材における前記破断容易部を跨いだ部位に設けられた破断検知部と、被検出体の第１部分に固定され、前記破断検知主部材の第１端部を保持する第１保持部材と、前記被検出体の第２部分に固定され、前記破断検知主部材の第２端部を保持する第２保持部材と、を備え、前記第１端部及び第２端部は、それぞれ当接部を有し、前記第１保持部材及び第２保持部材は、それぞれ前記当接部に対向する被当接部を有し、第１保持部材及び第２保持部材の少なくとも１つにおいて、前記当接部が前記被当接部から離隔された状態で前記被検出体に設置されている。

本発明によれば、歪みの測定誤差を減少させることができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る歪み検出装置及び歪み検出装置が設けられたボイラ配管の断面を示す模式図である。 図２は、図１のII-II線による断面図である。 図３は、図２の一部を拡大した断面図である。 図４は、第１実施形態に係る破断検知主部材の斜視図である。 図５は、第１実施形態に係る保持部材の斜視図である。 図６は、図２の一部を拡大した断面図であり、保持部材が移動する状態を示している。 図７は、第２実施形態に係る歪み検出装置の一部を拡大した断面図である。 図８は、第３実施形態に係る歪み検出装置を上側から見た模式図である。 図９は、第４実施形態に係る歪み検出装置を側方から見た模式図である。 図１０は、第５実施形態に係る歪み検出装置及び歪み検出装置が設けられた被検出体の断面を示す模式図である。 図１１は、第６実施形態に係る破断検知主部材の斜視図である。 図１２は、第６実施形態に係る歪み検出装置を上側から見た模式図である。

以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。

また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。なお、以下の説明においては、被検出体の伸び方向である第１方向Ｄ０を長手方向とも称する。また、第１方向Ｄ０のうち図１，２の右方向を第１伸び方向Ｄ１、図１，２の左方向を第２伸び方向Ｄ２と称する。

[第１実施形態]
まず、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る歪み検出装置１及び歪み検出装置１が設けられたボイラ配管２（被検出体）の断面を示す模式図である。

第１実施形態に係る歪み検出装置１は、例えば、火力発電所のボイラ配管２などの溶接部の歪みを検出する場合に適用されるが、歪み検出装置１が歪みを検出する対象は、これに限定されない。即ち、本実施形態では、被検出体としてボイラ配管２を適用した例として説明する。ボイラ配管２は、第１母材２１（被検出体の第１部分）と、第２母材２２（被検出体の第２部分）と、第１母材２１と第２母材２２とを接合する溶接部２３と、を備える。第１母材２１及び第２母材２２は、例えば、高クロムフェライト鋼鋼管である。溶接部２３は、溶接金属２４と、熱影響部２５と、を備える。溶接金属２４は、例えば、高クロムフェライト鋼である。熱影響部２５は、第１母材２１と溶接金属２４との間に位置する。熱影響部２５は、第１母材２１と第２母材２２とを溶接金属２４を用いて溶接する際に、熱の影響を受けた部分である。熱影響部２５は、機械的性質等が第１母材２１、第２母材２２、及び溶接金属２４と異なる。金属部材や金属製品などにおいては、長時間の間、一定荷重が加わった状態が続くと、金属部材等の変形が増大していくクリープ現象が生じる場合がある。特に、溶接部２３は、クリープ現象によって破断が生じやすくなるため、本実施形態では、溶接部２３を歪み測定の対象部位とする。

歪み検出装置１は、ボイラ配管２の表面２ａに設けられる。具体的には、歪み検出装置１は、ボイラ配管２における伸び方向（第１方向Ｄ０）に沿って延在する。歪み検出装置１に含まれる第１保持部材１２Ａ及び第２保持部材１２Ｂが、ボイラ配管２の表面２ａに溶接等によって固定される。第１保持部材１２Ａ及び第２保持部材１２Ｂは、溶接部２３を跨いで配置される。具体的には、第１保持部材１２Ａは、第１母材２１（被検出体の第１部分）に固定される。第２保持部材１２Ｂは、第２母材２２（被検出体の第２部分）に固定される。

図２は、図１のII-II線による断面図である。図３は、図２の一部を拡大した断面図である。図４は、第１実施形態に係る破断検知主部材１１の斜視図である。図５は、第１実施形態に係る保持部材１２の斜視図である。

図２に示すように、歪み検出装置１は、破断検知主部材１１と、第１保持部材１２Ａ及び第２保持部材１２Ｂと、破断検知装置１３と、を備える。

図４に示すように、破断検知主部材１１は、長手方向に沿った中心軸ＡＸを有する複数の円柱部を備える。具体的には、複数の円柱部は、大径部１１０Ａ（第１端部）及び大径部１１０Ｂ（第２端部）と、小径部１１１と、を有する。破断検知主部材１１の材質は、脆性破壊しやすいセラミックなどが適用可能である。

大径部１１０Ａ，１１０Ｂは、破断検知主部材１１における伸び方向（第１方向Ｄ０）の端部である。具体的には、図１，２，４の右側（第１伸び方向Ｄ１側）に配置された第１端部が大径部１１０Ａである。図１，２，４の左側（第２伸び方向Ｄ２側）に配置された第２端部が大径部１１０Ｂである。大径部１１０Ａ（第１端部）は、第１保持部材１２Ａに保持される。大径部１１０Ｂ（第２端部）は、第２保持部材１２Ｂに保持される。大径部１１０Ａ，１１０Ｂは、円柱部１１２と、テーパ部１１３とを有する。円柱部１１２は、長手方向の外側の端縁１１６から長手方向中央側の先端１１７まで長手方向に沿って延びる同一径の円柱である。テーパ部１１３は、先端１１７から長手方向中央側の端縁１１８まで延びる。

テーパ部１１３は、第１方向Ｄ０（伸び方向）に向かうにつれて外径が大きくなる。即ち、図４の右側のテーパ部１１３においては、第１伸び方向Ｄ１に向かうにつれて外径が大きくなる。図４の左側のテーパ部１１３においては、第２伸び方向Ｄ２に向かうにつれて外径が大きくなる。また、テーパ部１１３は、後述する第１保持部材１２Ａ及び第２保持部材１２Ｂの被当接部１２６に当接可能な当接部１１５である。

小径部１１１は、長手方向（第１方向Ｄ０）に離隔した一対のテーパ部１１３の端縁１１８同士を繋ぐように長手方向に沿って延びている。小径部１１１は、円柱部１１２よりも径が小さい。小径部１１１は、局所的に外径が小さく形成された細径部１１４（破断容易部）を有する。細径部１１４は、一対の円錐台部の先端同士を繋ぎ合わせた部位である。なお、破断容易部は、細径部１１４以外の例えば切欠やノッチ等でもよい。

図２に示すように、破断検知装置１３は、導通部１３１（破断検知部）と、リード線１３２に接続された検知器１３３と、を有する。導通部１３１は、細径部１１４（破断容易部）を含む小径部１１１の長手方向中央部の外周面に被覆された被覆層である。導通部１３１は、破断検知部とも称せられる。即ち、導通部１３１（破断検知部）は、破断検知主部材１１における細径部１１４（破断容易部）を跨いだ部位に設けられている。導通部１３１は、導通可能であると共に細径部１１４が破断すると導通部１３１も細径部１１４と共に破断可能である。導通部１３１は、例えば、小径部１１１の外周面に金属を溶射したり蒸着させたりすることにより、被覆層として設けられる。導通部１３１の長手方向の両端部には、２本のリード線１３２が接続され、リード線１３２は検知器１３３に接続されている。

通常時（非破断時）は、導通部１３１が破断していないため、検知器１３３からの電流が一方のリード線１３２を介して導通部１３１を通電し、他方のリード線１３２から検知器１３３に戻る。この場合、破断検知主部材１１が破断していないと判断される。導通部１３１の破断時には、破断検知主部材１１も共に破断するため、検知器１３３からの電流が導通部１３１を通電しない。この通電不良によって、破断検知主部材１１が破断したことが検知される。このように、破断検知装置１３においては、導通部１３１（破断検知部）が破断して通電不良が生じると、破断検知主部材１１が破断したと判断される。

図５に示すように、第１保持部材１２Ａは、ベース１２１と、蓋１２２と、を有する。第１保持部材１２Ａは、図１に示すように、ボイラ配管２の表面２ａに固定される。具体的には、第１保持部材１２Ａは、溶接部２３の長手方向の両側に位置するボイラ配管２の表面２ａに溶接等によって固定される。図５に示すように、ベース１２１は、箱状部材であり、内方に凹部１２３が設けられている。凹部１２３には、破断検知主部材１１の大径部１１０Ａが収容される。上側の開口は、蓋１２２によって封止され図示しないボルト等で締結される。図３に示すように、凹部１２３の内周面のうち、長手方向中央側（図５の手前側）には、Ｕ字状の開口部１２４が設けられている。なお、第２保持部材１２Ｂも第１保持部材１２Ａと同一構造を有する。

図３に示すように、開口部１２４の近傍の内周面は、テーパ部１２５に形成されている。テーパ部１２５は、第１方向Ｄ０（第１伸び方向Ｄ１）に向かうにつれて内径が大きくなる。テーパ部１２５は、大径部１１０Ａのテーパ部１１３に沿って延びている。更に詳細には、テーパ部１２５は、大径部１１０Ａのテーパ部１１３と平行に延びている。テーパ部１２５は、当接部１１５と対向して配置された被当接部１２６である。また、テーパ部１１３（当接部１１５）とテーパ部１２５（被当接部１２６）とは、長手方向に沿って離隔している。テーパ部１１３（当接部１１５）とテーパ部１２５（被当接部１２６）との間には、長手方向に沿った間隙Ｇ１が設けられている。

次いで、第１保持部材１２Ａが移動することによる破断検知主部材１１の大径部１１０Ａと第１保持部材１２Ａとの相対位置の変化を説明する。図６は、図２の一部を拡大した断面図であり、第１保持部材１２Ａが移動する状態を示している。

まず、図１に示すように、歪み検出装置１をボイラ配管２の表面２ａに固定した初期状態を説明する。図６に示すように、第１保持部材１２Ａの被当接部１２６における径方向内側の先端１２６ａは、長手方向（第１方向Ｄ０）に沿った位置が第１位置Ｐ１である。第１位置Ｐ１においては、被当接部１２６の先端１２６ａが当接部１１５から長手方向に沿って距離ｄｓ１だけ離隔された状態にある。

このとき、図１の左側に示す第２保持部材１２Ｂの被当接部１２６の先端と右側に示す第１保持部材１２Ａの被当接部１２６の先端（図６に示す先端１２６ａ）との長手方向に沿った距離はＬ１である。なお、本実施形態において図示はしていないが、説明を理解しやすくするため、図１の左側に示す第２保持部材１２Ｂにおいては、当接部１１５と被当接部１２６とは当接し、図１の右側に示す第１保持部材１２Ａにおいては、当接部１１５と被当接部１２６とは離隔しているものとする。

次いで、図１に示すボイラ配管２が長手方向に伸びると、第１保持部材１２Ａと第２保持部材１２Ｂとの間隔も大きくなる。すると、図６に示す被当接部１２６の先端１２６ａが第１伸び方向Ｄ１に向けて距離ｄｓ１だけ移動し、二点鎖線で示す第２位置Ｐ２に位置する。第２位置Ｐ２においては、被当接部１２６の先端１２６ａと当接部１１５とが当接した状態にある。このとき、図１の左側に示す第２保持部材１２Ｂの被当接部１２６の先端と右側に示す第１保持部材１２Ａの被当接部１２６の先端（図６に示す先端１２６ａ）との長手方向に沿った距離はＬ２である。

そして、図１に示すボイラ配管２が更に長手方向に伸びると、第１保持部材１２Ａと第２保持部材１２Ｂとの間隔も大きくなる。すると、図６に示す被当接部１２６の先端１２６ａが第１伸び方向Ｄ１に向けて第２位置Ｐ２から距離ｄｓ２だけ更に移動し、破線で示す第３位置Ｐ３に位置する。第３位置Ｐ３においては、図１の左側に示す第２保持部材１２Ｂの被当接部１２６の先端と右側に示す第１保持部材１２Ａの被当接部１２６の先端（図６に示す先端１２６ａ）との長手方向に沿った距離はＬ３である。

ここで、第２位置Ｐ２において、当接部１１５と被当接部１２６とが当接しているため、破断検知主部材１１の当接部１１５も、第２位置Ｐ２から距離ｄｓ２だけ伸び方向側（第１伸び方向Ｄ１側）に移動し、破線で示す第３位置Ｐ３に位置する。即ち、第３位置Ｐ３においては、破断検知主部材１１の長手方向に沿った伸び量は距離ｄｓ２となる。破断検知主部材１１の細径部１１４が破断するときの伸び量を距離ｄｓ２に設定した場合、第３位置Ｐ３において破断検知主部材１１が破断する。すると、前述したように、導通部１３１も破断して通電不良が生じ、破断検知主部材１１が破断したことが破断検知装置１３で検知される。なお、第１保持部材１２Ａは、第１位置Ｐ１から第３位置Ｐ３まで移動するため、移動長さの合計は、ｄｓ１とｄｓ２とを併せたｄｓ３となる。

以上説明したように、本実施形態に係る歪み検出装置１においては、第１保持部材１２Ａは、破断検知主部材１１の端部に設けられた当接部１１５と対向する被当接部１２６を有する。当接部１１５と被当接部１２６とが第１方向Ｄ０に沿って離隔された状態においてボイラ配管２に設置された。

このように、当接部１１５と被当接部１２６とが第１方向Ｄ０に沿って離隔された状態でボイラ配管２に設置された状態となることにより、ボイラ配管２の歪の測定誤差を減少させることができる。

以下、具体的に説明する。火力発電所のボイラ配管２は、発電装置が稼動すると、高温になって熱膨張する。従って、ボイラ配管２が常温の状態で第１保持部材１２Ａ及び第２保持部材１２Ｂをボイラ配管２に固定すると、被当接部１２６と当接部１１５との間及び被当接部１２６Ａと当接部１１５Ａとの間のいずれにも間隙が設けられていない状態で発電装置が稼動してボイラ配管２が昇温された場合、破断検知主部材１１の当接部１１５が保持部材１２の被当接部１２６によって既に引っ張られていることがある。このように、歪み検出を行う前の状態で、既に破断検知主部材１１に引張応力が加えられることが考えられる。従って、本来であれば、例えば、ボイラ配管２が例えば１０ｍｍ伸びたときに破断検知主部材１１が破断するのに対して、５ｍｍの伸びで破断検知主部材１１が破断することが起こり得る。この場合、測定誤差が生じることになるため、正確な歪み量を検出することが困難となる。以上により、当接部１１５と被当接部１２６とが第１方向Ｄ０に沿って離隔された状態でボイラ配管２に設置された状態となることにより、歪み測定の測定誤差を減少させることができる。

ボイラ配管２に設置された状態において、当接部１１５と被当接部１２６とが第１方向Ｄ０に沿って離隔された状態となる。このため、発電装置が稼動してボイラ配管２が高温になった状態でも、ボイラ配管２のクリープ現象による所定の歪みが生じるまで、当接部１１５と被当接部１２６とが第１方向Ｄ０に沿って離隔されている。そして、ボイラ配管２のクリープ現象による所定の歪みが生じて、当接部１１５と被当接部１２６とが当接すると、歪み検出装置１が歪み検出を適正に行うことができる。

また、第１保持部材１２Ａと第２保持部材１２Ｂとの距離が、当接部１１５が被当接部１２６から離隔された状態でボイラ配管２に設置された状態における第１保持部材１２Ａと第２保持部材１２Ｂとの距離Ｌ１より大きくなると、当接部１１５と被当接部１２６とが当接する。

歪み検出装置１をボイラ配管２に設置した状態における当接部１１５と被当接部１２６との離隔距離が大きすぎる場合、ボイラ配管２がクリープ変形しても当接部１１５が被当接部１２６に当接しない場合が考えられる。従って、当接部１１５と被当接部１２６との離隔距離を適正な距離にした状態で歪み検出装置１をボイラ配管２に設置することにより、当接部１１５が被当接部１２６に当接して、適切な歪み検出を行うことができる。

破断検知主部材１１は、長手方向に沿った中心軸ＡＸを有する円柱部を備える。従って、破断検知主部材１１は、中心軸ＡＸを中心として径方向に対称な形状であるため、破断検知主部材１１に印加される応力が径方向で均等になる。ここで、破断検知主部材１１に印加される応力が径方向で不均等な場合、破断検知主部材１１が本来の伸び量よりも小さい値で破断することが考えられる。従って、本実施形態では、正確な歪み検出を行うことができる。

破断検知主部材１１の円柱部は、保持部材１２に保持される端部である大径部１１０Ａ，１１０Ｂと、大径部１１０Ａ，１１０Ｂから長手方向に延び大径部１１０Ａ，１１０Ｂよりも径が小さい小径部１１１と、を有する。このように、大径部１１０Ａ，１１０Ｂを保持部材１２で保持すると共に、小径部１１１を破断させるという簡単な構造の破断検知主部材１１で必要な機能を持たせることができる。

当接部１１５は、第１方向Ｄ０（伸び方向）に向かうにつれて外径が大きくなるテーパ部１１３を有し、被当接部１２６は、第１方向Ｄ０（伸び方向）に向かうにつれて内径が大きくなるテーパ部１２５を有する。

このように、当接部１１５及び被当接部１２６は、ともにテーパ部１１３，１２５を有するため、破断検知主部材１１は広い面積で荷重を受ける。従って、破断検知主部材１１は当接部１１５の全体で均等に荷重を受けることができるので、局所的に荷重を受ける場合に比較して、正確な歪み検出を行うことができる。

破断検知主部材１１は、細径部１１４（破断容易部）を有する。従って、細径部１１４を設けない場合と比較して、小さい引張応力で破断検知主部材１１をより確実に破断させることができる。

破断検知主部材１１は、細径部１１４（破断容易部）の外周面に被覆されて導通可能であると共に細径部１１４（破断容易部）と共に破断可能な導通部１３１を有する。

従って、細径部１１４（破断容易部）と共に導通部１３１が破断することによって破断検知主部材１１の破断が検知されるため、安価なコストでかつ簡単な構造で破断検知主部材１１の破断が検知される。

[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図７は、第２実施形態に係る歪み検出装置１Ａの一部を拡大した断面図である。

図７に示すように、第２実施形態に係る歪み検出装置１Ａにおいて、破断検知主部材１１Ａは、大径部１１０Ｃと、小径部１１１Ａと、を有する。大径部１１０Ｃにおける長手方向中央側の端面は、平坦部１１３Ａに形成されている。平坦部１１３Ａは、中心軸ＡＸに直交して径方向に広がる平坦な面である。平坦部１１３Ａは、当接部１１５Ａである。

第３保持部材１２Ｃは、破断検知主部材１１Ａの平坦部１１３Ａに対向して離隔して配置された平坦部１２５Ａを有する。平坦部１２５Ａは、中心軸ＡＸに直交して径方向に広がる平坦な面である。平坦部１２５Ａは、被当接部１２６Ａである。平坦部１１３Ａ（当接部１１５Ａ）と平坦部１２５Ａ（被当接部１２６Ａ）との間には、長手方向に沿って離隔して間隙Ｇ１が設けられている。

以上説明したように、本実施形態によれば、当接部１１５Ａ及び被当接部１２６Ａは、中心軸ＡＸに直交（交差）して破断検知主部材１１Ａの径方向に広がる。

従って、当接部１１５Ａと被当接部１２６Ａとの長手方向に沿った距離を正確に測定することが容易になる。

[第３実施形態]
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図８は、第３実施形態に係る歪み検出装置１Ｂを上側から見た模式図である。

図８に示すように、第３実施形態に係る歪み検出装置１Ｂは、第１実施形態で説明した歪み検出装置１を複数並列して配置したユニットである。具体的には、歪み検出装置１の並列方向は、長手方向（第１方向Ｄ０）に直交（交差）する方向であって、かつ、ボイラ配管２の表面２ａに沿った方向である。本実施形態では、３つの歪み検出装置１を平行に配置し、それぞれの第１保持部材１２Ａ及び第２保持部材１２Ｂをボイラ配管２の表面２ａに固定している。

以上説明したように、本実施形態に係る歪み検出装置１Ｂは、第１実施形態で説明した歪み検出装置１を長手方向（第１方向Ｄ０）に直交（交差）すると共にボイラ配管２の表面２ａに沿った並列方向に複数並べて配置される。

従って、複数の歪み検出装置１の検出値を平均した平均値が得られるため、１つの歪み検出装置１の検出値よりも、より正確な検出値を得ることができる。

[第４実施形態]
次に、本発明の第４実施形態について説明する。図９は、第４実施形態に係る歪み検出装置１Ｃを側方から見た模式図である。

図９に示すように、第４実施形態に係る歪み検出装置１Ｃは、第１実施形態で説明した歪み検出装置１を複数積層して配置したユニットである。具体的には、歪み検出装置１の積層方向は、長手方向（第１方向Ｄ０）に直交（交差）する方向であって、かつ、ボイラ配管２の表面２ａから遠ざかる方向である。

本実施形態では、３つの歪み検出装置１を上下方向に積層し、最も下側の保持部材１２をボイラ配管２の表面２ａに固定している。即ち、１番下側（最も下側）の歪み検出装置１の保持部材１２は、ボイラ配管２の表面２ａに固定される。下から２番目（上下方向の中央側）の歪み検出装置１の保持部材１２は、１番下側の歪み検出装置１の保持部材１２の上に固定される。下から３番目（最も上側）の歪み検出装置１の保持部材１２は、下から２番目（上下方向の中央側）の歪み検出装置１の保持部材１２の上に固定される。

以上説明したように、第１実施形態で説明した歪み検出装置１を、長手方向（第１方向Ｄ０）に直交（交差）すると共にボイラ配管２の表面２ａから遠ざかる高さ方向に複数重ねて積層されることにより、本実施形態に係る歪み検出装置１Ｃが構成される。

従って、例えば、長手方向に沿った当接部１１５と被当接部１２６との離隔距離を、下段の装置から上段に向かうに従って順に変えることにより、より正確な歪み量を検出することができる。例えば、下から１番目の装置の離隔距離を１０ｍｍ、下から２番目の装置の離隔距離を２０ｍｍ、下から３番目の装置の離隔距離を３０ｍｍに予め設定しておく。なお、材質をセラミック等にしてほとんど伸びずに破断するように設定しておくと、下から２番目の装置の破断検知主部材１１が破断した場合、歪み量は２０ｍｍから３０ｍｍの間であることが判る。

[第５実施形態]
次に、本発明の第５実施形態について説明する。図１０は、第５実施形態に係る歪み検出装置１Ｄ及び歪み検出装置１Ｄが設けられたボイラ配管２の断面を示す模式図である。

図１に示す第１実施形態においては、第１保持部材１２Ａ及び第２保持部材１２Ｂは、溶接部２３を跨いで配置される。しかし、第５実施形態に係る歪み検出装置１Ｄでは、図１０の右側の保持部材１２Ｄを溶接部２３の上（詳細には、溶接金属２４の上）に固定し、左側の保持部材１２Ｄをボイラ配管２の表面２ａの上に固定してもよい。歪み検出装置１Ｄは、破断検知主部材１１Ｄを含む。

以上説明したように、本実施形態によれば、溶接部２３を跨いで配置することが困難な箇所においても、歪み検出装置１Ｄを設置することができる。

[第６実施形態]
次に、本発明の第６実施形態について説明する。図１１は、第６実施形態に係る破断検知主部材の斜視図である。図１２は、第６実施形態に係る歪み検出装置を上側から見た模式図である。

図１１に示すように、第６実施形態に係る破断検知主部材１１Ｅは、全体に亘って略同一の厚さに形成された平板の形状を有する。破断検知主部材１１Ｅは、幅広部１１０Ｅ（第１端部）と、幅狭部１１１Ｅと、幅広部１１０Ｆ（第２端部）と、を有する。

幅広部１１０Ｅにおける中心軸ＡＸに直交する方向の幅は、幅狭部１１１Ｅの幅よりも大きい。幅広部１１０Ｆにおける中心軸ＡＸに直交する方向の幅は、幅狭部１１１Ｅの幅よりも大きい。幅広部１１０Ｅの幅は、幅広部１１０Ｆの幅と略同一である。

幅広部１１０Ｅにおける長手方向中央側の端面は、湾曲面１１３Ｅに形成されている。湾曲面１１３Ｅは、平面視で円弧状に湾曲した形状に形成されている。湾曲面１１３Ｅは、当接部１１５Ｅである。幅広部１１０Ｆにおける長手方向中央側の端面は、湾曲面１１３Ｆに形成されている。湾曲面１１３Ｆは、平面視で円弧状に湾曲した形状に形成されている。湾曲面１１３Ｆは、当接部１１５Ｅである。破断検知主部材１１Ｅの材質は、脆性破壊しやすいセラミックなどが適用可能である。

図１２に示すように、歪み検出装置１Ｅは、破断検知主部材１１Ｅと、第１保持部材１２Ｅ及び第２保持部材１２Ｆと、破断検知装置１３と、を備える。

幅広部１１０Ｅ，１１０Ｆは、破断検知主部材１１Ｅにおける伸び方向（第１方向Ｄ０）の端部である。具体的には、図１２の右側（第１伸び方向Ｄ１側）に配置された第１端部が幅広部１１０Ｅである。図１２の左側（第２伸び方向Ｄ２側）に配置された第２端部が幅広部１１０Ｆである。幅広部１１０Ｅ（第１端部）は、第１保持部材１２Ｅに保持される。幅広部１１０Ｆ（第２端部）は、第２保持部材１２Ｆに保持される。

第１保持部材１２Ｅには、被当接部１２６Ｅが設けられる。被当接部１２６Ｅは、破断検知主部材１１Ｅの湾曲面１１３Ｅ（当接部１１５Ｅ）に対向して配置されている。被当接部１２６Ｅは、湾曲面１１３Ｅに向けて凸の円弧状の形状を有する。湾曲面１１３Ｅ（当接部１１５Ｅ）は、被当接部１２６Ｅから遠ざかる方向に凹む円弧状の形状を有する。即ち、被当接部１２６Ｅは、湾曲面１１３Ｅに沿って湾曲して形成されている。

第２保持部材１２Ｆには、被当接部１２６Ｅが設けられる。被当接部１２６Ｅは、破断検知主部材１１Ｅの湾曲面１１３Ｆ（当接部１１５Ｅ）に対向して配置されている。被当接部１２６Ｅは、湾曲面１１３Ｆに向けて凸の円弧状の形状を有する。湾曲面１１３Ｆ（当接部１１５Ｅ）は、被当接部１２６Ｅから遠ざかる方向に凹む円弧状の形状を有する。即ち、被当接部１２６Ｅは、湾曲面１１３Ｆに沿って湾曲して形成されている。湾曲面１１３Ｅ，１１３Ｆ（当接部１１５Ｅ）と被当接部１２６Ｅとが第１方向Ｄ０に沿って離隔されている。

以上説明したように、本実施形態に係る破断検知主部材１１Ｅは、全体に亘って略同一の厚さに形成された平板状の形状を有する。当接部１１５Ｅと被当接部１２６Ｅとが第１方向Ｄ０に沿って離隔された状態においてボイラ配管２に設置された。

このように、全体に亘って略同一の厚さに形成された平板の形状を有する破断検知主部材１１Ｅにおいても、当接部１１５Ｅと被当接部１２６Ｅとが第１方向Ｄ０に沿って離隔された状態でボイラ配管２に設置された状態とすることにより、ボイラ配管２の歪の測定誤差を減少させることができる。

なお、前記実施形態における歪み検出装置の具体的構成はあくまで一例であってこれに限られるものでなく、適宜変更可能である。

例えば、第１実施形態では、第１保持部材１２Ａにおいてのみ、当接部１１５が被当接部１２６から離隔された状態でボイラ配管２に設置された。しかし、第１保持部材１２Ａ及び第２保持部材１２Ｂの双方において、当接部１１５が被当接部１２６から離隔された状態でボイラ配管２に設置されてもよい。

また、第３実施形態に係る歪み検出装置１Ｂは、３つの歪み検出装置１を並列させたが、２つでもよく、４つ以上でもよい。さらに、第４実施形態に係る歪み検出装置１Ｃは、上下方向に３つの歪み検出装置１を積層させたが、２つでもよく、４つ以上でもよい。

１，１Ａ、１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ 歪み検出装置
２ ボイラ配管（被検出体）
１１，１１Ａ，１１Ｄ，１１Ｅ 破断検知主部材
１２Ａ 第１保持部材
１２Ｂ 第２保持部材
２１ 第１母材（第１部分）
２２ 第２母材（第２部分）
１１５，１１５Ａ，１１５Ｅ 当接部
１２６，１２６Ａ，１２６Ｅ 被当接部
１１０Ａ 大径部（第１端部、円柱部）
１１０Ｂ 大径部（第２端部、円柱部）
１１０Ｅ 幅広部（第１端部）
１１０Ｆ 幅広部（第２端部）
１１１，１１１Ａ 小径部（円柱部）
１１３，１２５ テーパ部
１１４ 細径部（破断容易部）
１３１ 導通部（破断検知部）
ＡＸ 中心軸
Ｄ０ 第１方向

Claims (9)

1. 第１方向に引張応力が加わると破断可能な破断容易部を有する破断検知主部材と、
   前記破断検知主部材における前記破断容易部を跨いだ部位に設けられた破断検知部と、
   被検出体の第１部分に固定され、前記破断検知主部材の第１端部を保持する第１保持部材と、
   前記被検出体の第２部分に固定され、前記破断検知主部材の第２端部を保持する第２保持部材と、
   を備え、
   前記第１端部及び前記第２端部は、それぞれ当接部を有し、
   前記第１保持部材及び前記第２保持部材は、それぞれ前記当接部に対向する被当接部を有し、
   第１保持部材及び第２保持部材の少なくとも１つにおいて、前記当接部が前記被当接部から離隔された状態で前記被検出体に設置された、
   歪み検出装置。
2. 前記第１保持部材と前記第２保持部材との距離が、前記当接部が前記被当接部から離隔された状態で前記被検出体に設置された状態における前記第１保持部材と前記第２保持部材との距離より大きくなると、前記当接部と前記被当接部とが当接する、
   請求項１に記載の歪み検出装置。
3. 前記破断検知主部材及び前記破断検知部は、前記第１方向に交差すると共に前記被検出体の表面に沿った並列方向に複数配置される、
   請求項１又は２に記載の歪み検出装置。
4. 前記第１保持部材、前記第２保持部材、前記破断検知主部材、及び前記破断検知部は、前記第１方向に交差すると共に前記被検出体の表面から遠ざかる高さ方向に複数配置される、
   請求項１又は２に記載の歪み検出装置。
5. 前記破断検知主部材は、前記第１方向に沿った中心軸を有する円柱部を備える、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の歪み検出装置。
6. 前記破断検知主部材の前記円柱部は、前記第１保持部材及び前記第２保持部材に保持される前記第１端部及び前記第２端部である大径部と、当該大径部よりも径が小さい小径部と、を有する、
   請求項５に記載の歪み検出装置。
7. 前記当接部は、前記第１方向に向かうにつれて外径が大きくなるテーパ部を有し、
   前記被当接部は、前記第１方向に向かうにつれて内径が大きくなるテーパ部を有する、
   請求項５又は６に記載の歪み検出装置。
8. 前記当接部及び前記被当接部は、前記中心軸に直交して前記破断検知主部材の径方向に広がる、
   請求項５又は６に記載の歪み検出装置。
9. 前記破断検知部は、前記破断検知主部材の外周面に被覆されて導通可能であり前記破断容易部と共に破断可能な導通部を有する
   請求項１から８のいずれか１項に記載の歪み検出装置。

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