JPH0566533U - Magnetostrictive stress measuring device - Google Patents

Magnetostrictive stress measuring device

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Publication number
JPH0566533U
JPH0566533U JP766692U JP766692U JPH0566533U JP H0566533 U JPH0566533 U JP H0566533U JP 766692 U JP766692 U JP 766692U JP 766692 U JP766692 U JP 766692U JP H0566533 U JPH0566533 U JP H0566533U
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ring gear
traveling device
magnetostrictive
sensor
holder
Prior art date
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Pending
Application number
JP766692U
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Japanese (ja)
Inventor
安雄 小川
克巳 渕元
禎明 境
征夫 塩川
Original Assignee
大阪瓦斯株式会社
日本鋼管株式会社
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0566533U publication Critical patent/JPH0566533U/en
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼管の磁歪応力測定に先立つ脱磁作業を自動
化すること。 【構成】 管の外周を囲んでリング状レールが取付けら
れ、このレールに沿って台車が移動可能に設けられ、こ
の台車には磁歪応力の測定に先立って鋼管の脱磁を行う
脱磁手段が設けられるとともに、その脱磁後に磁歪応力
を検出する磁歪センサが設けられる。こうして台車がレ
ールに沿って移動することによって、脱磁を行いつつ磁
歪応力の検出を自動的に行うことができるようになる。
(57) [Summary] [Purpose] To automate the demagnetization work prior to the measurement of magnetostrictive stress in steel pipes. [Structure] A ring-shaped rail is attached to surround the outer circumference of the pipe, and a trolley is movably provided along the rail. The trolley has demagnetization means for demagnetizing the steel pipe prior to measuring the magnetostrictive stress. A magnetostrictive sensor that is provided and detects magnetostrictive stress after demagnetization is provided. By moving the carriage along the rail in this way, it becomes possible to automatically detect the magnetostrictive stress while performing the demagnetization.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、丸棒、パイプ等の円柱材料などの被測定物に対する非接触式の磁歪 応力測定装置に関する。 The present invention relates to a non-contact type magnetostrictive stress measuring device for an object to be measured such as a cylindrical material such as a round bar and a pipe.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior Art]

磁歪応力測定法は、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、両透磁率の差を励磁コアと検出コアを持つ磁歪センサによって検出すること により、主応力の方向および大きさを測定する方法である。 In the magnetostrictive stress measurement method, when a load acts on a magnetic material, anisotropy occurs in the magnetic permeability, increasing the magnetic permeability in the load direction and conversely decreasing the magnetic permeability in the direction perpendicular to the load direction. This is a method of measuring the direction and magnitude of the principal stress by detecting the difference between the two with a magnetostrictive sensor having an excitation core and a detection core.

【0003】 典型的な先行技術は図13に示されている。ガスなどを輸送する鋼管15の応 力を測定するに先立ち、その鋼管15が地磁気によって磁化しているときには、 測定結果に誤差を生じることになるので、鋼管15の磁歪応力を測定すべき領域 の脱磁を行う必要がある。この磁歪応力を測定すべき領域は、参照符16で示さ れ、鋼管15の外周面に形成されている塗覆装を除去し、作業者17はコイルが 巻回されているコアまたはヨーク18の磁極19,20を、塗覆装が除去された 鋼管15の領域16に近接した状態で、コイルを交流電力によって駆動し、その コイルを駆動する交流電圧を時間経過に伴って徐々に小さくし、ヨーク18を、 管周に沿って移動させ、上述の脱磁作業を5〜10回繰返し、このようにして脱 磁を行い、地磁気などによる鋼管15の磁化を除去する。A typical prior art is shown in FIG. Prior to measuring the response of the steel pipe 15 that transports gas, etc., when the steel pipe 15 is magnetized by the earth's magnetism, an error will occur in the measurement result. It is necessary to demagnetize. The region where this magnetostrictive stress is to be measured is indicated by reference numeral 16, and the coating material formed on the outer peripheral surface of the steel pipe 15 is removed, and the worker 17 removes the core or yoke 18 around which the coil is wound. With the magnetic poles 19 and 20 being close to the region 16 of the steel pipe 15 from which the coating has been removed, the coil is driven by AC power, and the AC voltage that drives the coil is gradually reduced over time. The yoke 18 is moved along the circumference of the pipe, and the above-mentioned demagnetization work is repeated 5 to 10 times. In this way, demagnetization is performed to remove the magnetization of the steel pipe 15 due to geomagnetism or the like.

【0004】[0004]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

このような図13に示される先行技術では、ヨーク18の脚部の長さL1がた とえば25cmであって比較的大きい。したがって鋼管15の磁歪応力を検出し ようとする領域16の近傍に、構造物が存在するときには、そのような狭い作業 場所での脱磁作業が困難となる。また鋼管15が河川の上方に設けられた橋梁管 であるとき、また架空管などであるときには、作業者17は足元の悪い足場での 高所作業が強いられるので、安全性の確保ができなくなる。 In such a prior art shown in FIG. 13, the length L1 of the leg portion of the yoke 18 is 25 cm, which is relatively large. Therefore, when a structure exists near the region 16 where the magnetostrictive stress of the steel pipe 15 is to be detected, demagnetization work in such a narrow work place becomes difficult. Further, when the steel pipe 15 is a bridge pipe provided above the river, or is an aerial pipe, the worker 17 is forced to work at a high place on a scaffolding with poor footing, so safety cannot be ensured. ..

【0005】 本考案の目的は、管などの被測定物の脱磁および磁歪応力の測定を容易に行う ことができるようにした磁歪応力測定装置を提供することである。An object of the present invention is to provide a magnetostrictive stress measuring device capable of easily demagnetizing an object to be measured such as a tube and measuring magnetostrictive stress.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本考案は、被測定物の外周を囲んで取付けられる環状レールと、 レールに沿って移動可能に設けられる磁歪センサと、 レールに沿って移動可能に設けられ、被測定物の脱磁を行う手段とを含むこと を特徴とする磁歪応力測定装置である。 The present invention relates to an annular rail mounted around the outer circumference of an object to be measured, a magnetostrictive sensor movably provided along the rail, and means for demagnetizing the object to be measured provided movably along the rail. The magnetostrictive stress measuring device is characterized by including and.

【0007】 また本考案は、レールに沿って移動可能に台車が設けられ、 この台車に磁歪センサと脱磁センサとが設けられることを特徴とする。Further, the present invention is characterized in that a carriage is provided so as to be movable along the rail, and a magnetostriction sensor and a demagnetization sensor are provided on the carriage.

【0008】[0008]

【作用】[Action]

本考案に従えば、管などの被測定物の外周を囲んで環状レールが取付けられて おり、このレールに沿って磁歪センサと、その磁歪センサによる磁歪応力の測定 に先立って脱磁を行う手段とが移動可能に設けられているので、前述の図13を 参照して述べた手作業による脱磁作業を必要とせず、脱磁作業を効率よく行うこ とができ、また脱磁手段を小形に構成して狭い作業空間においても脱磁作業を行 うことができるようになる。また脱磁作業を作業者が行う必要がなくなるので、 被測定物が橋梁管および架空管などであっても、作業の安全性が確保される。 According to the present invention, an annular rail is attached to surround the circumference of an object to be measured such as a pipe, and along this rail, a magnetostrictive sensor and a means for performing demagnetization prior to the measurement of magnetostrictive stress by the magnetostrictive sensor. Since the and are movable, the demagnetizing work can be performed efficiently without the need for the manual demagnetizing work described with reference to FIG. The demagnetization work can be performed even in a narrow work space. Moreover, since it is not necessary for the worker to perform demagnetization work, work safety is ensured even if the DUT is a bridge pipe or aerial pipe.

【0009】[0009]

【実施例】【Example】

以下、本考案の一実施例を図により説明する。図1は本考案の実施例を示す縦 断側面図、図2は磁歪応力測定装置の平面図である。これらの図に示すように、 この実施例では、鋼管などの直円筒状の管1の外周面11に装着される短い直円 筒状である環状レールを構成するリングギヤ100と、管1の外周面11上をリ ングギヤ100に案内されて自走する台車である走行装置110と、走行装置1 10に上下動自在に取付けられたホルダ取付用摺動体125と、ホルダ取付用摺 動体125の外周面に取付けられた支持体であるセンサホルダ130と、センサ ホルダ130に被測定面から一定の高さに垂直に保持された磁歪センサ140と から大別構成される。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a vertical side view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of a magnetostrictive stress measuring device. As shown in these figures, in this embodiment, a ring gear 100 constituting an annular rail having a short right circular cylinder shape which is mounted on an outer peripheral surface 11 of a right cylindrical tube 1 such as a steel tube, and an outer circumference of the tube 1. A traveling device 110 that is a bogie that is self-propelled by being guided by the ring gear 100 on the surface 11, a holder mounting slide body 125 that is vertically movably mounted on the traveling device 110, and an outer periphery of the holder mounting slide body 125. The sensor holder 130, which is a support member attached to the surface, and the magnetostrictive sensor 140, which is vertically held by the sensor holder 130 at a constant height from the surface to be measured, are roughly classified.

【0010】 走行装置110には、磁歪センサ140による磁歪応力の検出に先立って管1 の脱磁を行う脱磁手段150が取付けられる。この脱磁手段150は、図解の便 宜のために図1および後述の図6では仮想線で示されている。A demagnetizing means 150 for demagnetizing the tube 1 prior to the detection of the magnetostrictive stress by the magnetostrictive sensor 140 is attached to the traveling device 110. The demagnetizing means 150 is shown in phantom in FIG. 1 and in FIG. 6 described later for convenience of illustration.

【0011】 図3は図1および図2に示される一実施例の磁歪応力測定装置の簡略化した管 軸に垂直方向から見た断面図であり、図4はその一部の簡略化した側面図である 。水平レール部102の内側には、周方向に等間隔(この実施例では90度)を あけて少なくとも3個(この実施例では4個)のローラ45が設けられる。FIG. 3 is a sectional view of the magnetostrictive stress measuring device according to the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 as viewed from a direction perpendicular to a simplified tube axis, and FIG. 4 is a partially simplified side view thereof. It is a figure. Inside the horizontal rail portion 102, at least three (four in this embodiment) rollers 45 are provided at equal intervals (90 degrees in this embodiment) in the circumferential direction.

【0012】 図5は、このローラ45とその付近の断面図である。ローラ45の軸線46は 、リングギヤ100の直径線に平行であり、しかも管軸に垂直であり、その回転 軸線まわりに回転自在である。ローラ45の少なくとも外周部には弾力性を有す るゴムが被覆されており、これによって管1の外表面11との摩擦接触が達成さ れ、したがってリングギヤ100がその軸線まわりに角変位することが阻止され る。このローラ45は大略的にL字状に形成された支持部材47に前述のように 回転自在に設けられる。この支持部材47にはばね受け48が固着され、このば ね受け48は案内筒49内に収納される。リングギヤ100の水平レール部10 2の内周面50とばね受け48との間にはばね51が介在され、したがってロー ラ45は、管1の外表面11に弾発的に押圧される。こうしてリングギヤ100 は管1の軸線と同軸に管1に装着されることができる。FIG. 5 is a sectional view of the roller 45 and its vicinity. The axis line 46 of the roller 45 is parallel to the diameter line of the ring gear 100 and perpendicular to the tube axis, and is rotatable around its rotation axis line. At least the outer peripheral portion of the roller 45 is covered with elastic rubber so that frictional contact with the outer surface 11 of the tube 1 is achieved, and therefore the ring gear 100 is angularly displaced about its axis. Is blocked. The roller 45 is rotatably provided on the support member 47 formed in a substantially L shape as described above. A spring receiver 48 is fixed to the support member 47, and the spring receiver 48 is housed in a guide tube 49. A spring 51 is interposed between the inner peripheral surface 50 of the horizontal rail portion 102 of the ring gear 100 and the spring receiver 48, so that the roller 45 is elastically pressed against the outer surface 11 of the tube 1. Thus, the ring gear 100 can be mounted on the tube 1 coaxially with the axis of the tube 1.

【0013】 図6は図1〜図5に示される一実施例の磁歪応力測定装置の管軸に垂直な詳細 な断面図であり、図7はその実施例の管軸に沿う断面図であり、センサホルダ1 30が管1の外表面11から浮上がった状態を示している。これらの図面を参照 して、各部の構成において、リングギヤ100は上下2個の半円弧状のリングギ ヤセグメント101から成り、各リングギヤセグメント101は水平レール部1 02と水平レール部102上に立設された一対の垂直レール部103と、一方の 垂直レール部103に取付けられた外歯104とから構成されている。水平レー ル部102の両側部にはそれぞれ上側テーパ面105と下側テーパ面106とが 設けられている。また、一方のリングギヤセグメント101の一対の垂直レール 部103の両端部には回動自在にクランプねじ107がそれぞれ取付けられてお り、他方のリングギヤセグメント101の一対の垂直レール部103の両端部に はクランプねじ107が挿通させられるクランプ受板108がそれぞれ取付けら れており、クランプねじ107がクランプ受板108に挿通され、そのクランプ ねじ107にクランプナット109が締着されて2個のリングギヤセグメント1 01が組合わされてリングギヤ100が構成される。FIG. 6 is a detailed sectional view perpendicular to the tube axis of the magnetostrictive stress measuring device of the embodiment shown in FIGS. 1 to 5, and FIG. 7 is a sectional view taken along the tube axis of the embodiment. , The sensor holder 130 is shown floating from the outer surface 11 of the tube 1. Referring to these drawings, in the structure of each part, a ring gear 100 is composed of two upper and lower semi-circular ring gear segments 101, and each ring gear segment 101 stands on a horizontal rail part 102 and a horizontal rail part 102. It is composed of a pair of vertical rails 103 and outer teeth 104 attached to one vertical rail 103. An upper taper surface 105 and a lower taper surface 106 are provided on both sides of the horizontal rail portion 102, respectively. Also, clamp screws 107 are rotatably attached to both ends of the pair of vertical rail portions 103 of one ring gear segment 101, respectively, and to both ends of the pair of vertical rail portions 103 of the other ring gear segment 101. Are attached to respective clamp receiving plates 108 through which the clamp screws 107 are inserted, the clamp screws 107 are inserted into the clamp receiving plates 108, and the clamp nuts 109 are fastened to the clamp screws 107 to form two ring gear segments. The ring gear 100 is configured by combining 101.

【0014】 走行装置110はリングギヤ100に沿って移動する平板状の走行装置本体1 11とリングギヤ100を把持するリングギヤ把持体112とから構成されてい る。走行装置本体111の一側部にリングギヤ100の外歯104と噛合する駆 動ギヤ113が枢支されており、駆動ギヤ113には減速装置114を介してエ ンコーダ115付サーボモータ116が接続されている。さらに、走行装置本体 111の駆動ギヤ113が突出する側の側面中央位置に水平支持軸117が設け られており、走行装置本体110の駆動ギヤ113が突出する側の側面下方位置 にリングギヤ100の片側の上部および下部テーパ面105,106に転接する 複数の把持部であるカムフォロア118を備えている。The traveling device 110 is composed of a plate-shaped traveling device main body 111 that moves along the ring gear 100 and a ring gear holding body 112 that holds the ring gear 100. A drive gear 113 that meshes with the outer teeth 104 of the ring gear 100 is pivotally supported on one side of the traveling device body 111, and a servomotor 116 with an encoder 115 is connected to the drive gear 113 via a reduction gear 114. ing. Further, a horizontal support shaft 117 is provided at a center position of a side surface of the traveling device main body 111 on the side where the drive gear 113 projects, and one side of the ring gear 100 is located below the side surface of the traveling device main body 110 on the side where the drive gear 113 projects. The cam follower 118, which is a plurality of gripping portions, is provided in rolling contact with the upper and lower tapered surfaces 105 and 106 of the.

【0015】 リングギヤ把持体112は、走行装置本体111の水平支持軸117に嵌挿さ せられ水平方向に移動可能な把持用水平筒119と、水平支持軸117に挿通さ れ、把持用水平筒119を走行装置本体111から離れる方向に付勢するスプリ ング120と、水平支持軸117の先端部に螺合して把持用水平筒119の抜止 めを行うと共にその進退具体により把持用水平筒119の走行装置本体111か らの距離を調整する調整ねじ121と、把持用水平筒119から垂下する把持用 アーム122と、把持用アーム122の下方に取付けられた複数の把持部である カムフォロア123とから構成されている。The ring gear grip body 112 is inserted into the horizontal support shaft 117 of the traveling device main body 111 and is movable in the horizontal direction, and the horizontal support shaft 117 is inserted into the horizontal grip shaft 119. And a spring 120 for urging the holding horizontal cylinder 117 away from the traveling device main body 111 and a horizontal end of the horizontal support shaft 117 for screwing the horizontal gripping cylinder 119 to prevent the horizontal gripping cylinder 119 from moving forward and backward. From the adjusting screw 121 that adjusts the distance from the traveling device main body 111, the gripping arm 122 that hangs down from the gripping horizontal cylinder 119, and the cam follower 123 that is a plurality of gripping parts attached below the gripping arm 122. It is configured.

【0016】 走行装置110の走行装置本体111の駆動ギヤ113が突出する側と反対側 の側面には平板状のホルダ取付用摺動体125が上下動自在に取付けられている 。このホルダ取付用摺動体125の取付けは走行装置本体111の駆動ギヤ11 3が突出する側と反対側の側面に設けられたアリ溝111aとホルダ取付用摺動 体125の側面に設けられたアリ125aとを係合させて行っている。ホルダ取 付用摺動体125の一側部上方と走行装置本体111の一側下方との間にホルダ 取付用摺動体125を常に下方へすなわち被測定面側に付勢する圧縮ばね126 が設けられている。また、走行装置本体111の上端部に切欠つまみ127が回 転自在に設けられ、ホルダ取付用摺動体125の圧縮ばね126とは反対側の側 部上方位置には切欠つまみ127の一部が嵌り込む高さ保持用切欠部128が設 けられ、切欠つまみ127と高さ保持用切欠部128で走行装置本体111に対 してホルダ取付用摺動体125を所定の高さに保持するホルダ高さ保持機構12 9が構成されている。On the side surface of the traveling apparatus body 111 of the traveling apparatus 110 opposite to the side where the drive gear 113 projects, a flat holder-shaped slide body 125 for holder attachment is vertically movably attached. The holder mounting slide body 125 is mounted by means of a dovetail groove 111a provided on the side surface of the traveling device main body 111 opposite to the side where the drive gear 113 projects and a dovetail provided on the side surface of the holder mounting slide body 125. It is performed by engaging with 125a. A compression spring 126 that constantly urges the holder mounting slide body 125 downward, that is, toward the surface to be measured is provided between one side upper part of the holder mounting slide body 125 and one side lower part of the traveling device body 111. ing. Further, a notch knob 127 is rotatably provided at the upper end of the traveling device main body 111, and a part of the notch knob 127 is fitted to a position above the side of the holder mounting slide body 125 opposite to the compression spring 126. A notch 128 for holding the height to be inserted is provided, and the notch knob 127 and the notch 128 for height holding hold the slide body 125 for holder mounting at a predetermined height with respect to the traveling device main body 111. The holding mechanism 129 is configured.

【0017】 さらに、センサホルダ130はホルダ取付用摺動体125に第1の水平軸13 1を介して回転自在に取付けられたコ字状の連結アーム132と、連結アーム1 32の両端部に第1の水平軸131に対して直交方向の第2水平軸133を介し て揺動自在に枢支されたセンサホルダ本体134とから構成されている。センサ ホルダ本体134の下部に被測定面と転接する仮想三角形の頂点位置にある少な くとも3個のガイドローラ135が設けられている。ガイドローラ135の回転 軸線は、リングギア100の軸線に平行であり、したがって管軸に平行である。 また、センサホルダ本体134には磁歪センサ140がその下端面141が被測 定面から一定の微少な高さhを保持するようセットねじ136で固定されている 。Further, the sensor holder 130 has a U-shaped connecting arm 132 rotatably attached to the holder attaching slide body 125 via the first horizontal shaft 131, and a first connecting arm 132 at both ends of the connecting arm 132. The sensor holder main body 134 is swingably supported by a second horizontal shaft 133 which is orthogonal to the first horizontal shaft 131. At the bottom of the sensor holder body 134, at least three guide rollers 135 are provided at the vertices of a virtual triangle that is in rolling contact with the surface to be measured. The axis of rotation of the guide roller 135 is parallel to the axis of the ring gear 100 and thus the tube axis. Further, the magnetostrictive sensor 140 is fixed to the sensor holder main body 134 by a set screw 136 so that the lower end surface 141 thereof holds a certain minute height h from the surface to be measured.

【0018】 脱磁手段150は、図8に示されるように逆U字状のコア151に、コイル1 52が巻回され、このコイル152には交流電源153が脱磁のために接続され る。交流電源153は、たとえば50Hzまたは60Hzであって、100Vで ある。コア151は、非磁性材料から成る取付部材154を介して、連結アーム 132の側部に固定される。コア151の一対の磁極155,156は、管1の 外周面11にその管1の管軸を通る一平面に垂直な端面を有し、管軸に沿って配 置される。In the demagnetizing means 150, as shown in FIG. 8, a coil 152 is wound around an inverted U-shaped core 151, and an AC power supply 153 is connected to the coil 152 for demagnetization. .. The AC power supply 153 is, for example, 50 Hz or 60 Hz and 100 V. The core 151 is fixed to the side portion of the connecting arm 132 via a mounting member 154 made of a non-magnetic material. The pair of magnetic poles 155, 156 of the core 151 has an end face perpendicular to a plane passing through the tube axis of the tube 1 on the outer peripheral surface 11 of the tube 1, and is arranged along the tube axis.

【0019】 図9は、図1〜図8に示される実施例の電気的構成を示す簡略化したブロック 図である。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157はエン コーダ115からの出力に応答して走行装置110の管1における周方向の位置 を検出し、モータ116を制御する。またこの処理回路157は脱磁手段150 のコイル152を駆動制御するとともに、磁歪センサ140の動作を制御する。FIG. 9 is a simplified block diagram showing the electrical configuration of the embodiment shown in FIGS. 1 to 8. A processing circuit 157 implemented by a microcomputer or the like detects the circumferential position of the traveling device 110 in the pipe 1 in response to the output from the encoder 115, and controls the motor 116. Further, the processing circuit 157 drives and controls the coil 152 of the demagnetizing means 150 and also controls the operation of the magnetostrictive sensor 140.

【0020】 本実施例は、以上のように構成されているものであり、次にその動作を説明す る。The present embodiment is configured as described above, and its operation will be described next.

【0021】 まず、パイプあるいは丸棒の管1の外周面11における測定位置にリングギア 100を組立ててセットする。このリングギア100のセットは2個の半円弧状 のリングギヤセグメント101を管1の外周面を取巻いてリングが形成されるよ うに組合せ、一方のリングギヤセグメント101の各クランプねじ107を他方 のリングギヤセグメント101の各クランプ受板108に挿通し、そのクランプ ねじ107にクランプナット109を手で締着して2個のリングギヤセグメント 101を連結してリングギア100を管1にセットする。First, the ring gear 100 is assembled and set at the measurement position on the outer peripheral surface 11 of the pipe 1 or the pipe 1 of a round bar. In this set of ring gears 100, two semi-circular ring gear segments 101 are combined so as to surround the outer peripheral surface of the pipe 1 to form a ring, and each clamp screw 107 of one ring gear segment 101 is connected to the other ring gear. The ring gear 100 is inserted into each clamp receiving plate 108 of the segment 101, and a clamp nut 109 is manually tightened to the clamp screw 107 to connect the two ring gear segments 101 to set the ring gear 100 to the pipe 1.

【0022】 次に、リングギア100上に走行装置110を設置する。この場合、まず、走 行装置本体111の上端部に設けられた切欠つまみ127を回転させ、切欠つま み127の一部ホルダ取付用摺動体125の側部上方に設けられた高さ保持用切 欠部128に嵌め込み、センサホルダ130を取付けているホルダ取付用摺動体 125を走行装置本体111に対して所定の高さに保持させてセンサホルダ13 0に保持されている磁歪センサ140をリングギア100に対して浮上らせてお く。こうすることにより、磁歪センサ140が管1の外周面11に当たらず、走 行装置110のリングギア100への取付けが容易となる。Next, the traveling device 110 is installed on the ring gear 100. In this case, first, the notch knob 127 provided at the upper end of the traveling device main body 111 is rotated so that the notch knob 127 has a height holding cut provided at the side above the partial holder mounting slide 125. The magnetostrictive sensor 140 held by the sensor holder 130 is fitted into the notch 128, and the holder mounting slide body 125 to which the sensor holder 130 is mounted is held at a predetermined height with respect to the traveling apparatus main body 111 so that the magnetostrictive sensor 140 is held by the ring gear. Let's rise to 100. By doing so, the magnetostrictive sensor 140 does not hit the outer peripheral surface 11 of the tube 1, and the traveling device 110 can be easily attached to the ring gear 100.

【0023】 次に、走行装置本体111の駆動ギヤ113をリングギア100の一方の垂直 レール部103に取付けられた外歯104と噛合させる。また、リングギヤ把持 体112によって走行装置本体111とで、リングギア100を把持させる。す なわち、走行装置本体111の複数のカムフォロア118をリングギア100の 水平レール部102の片側の上部および下部テーパ面105,106に転接させ 、リングギヤ把持体112の把持用アーム122に取付けられた複数のカムフォ ロア123をリングギア100の水平レール部102のもう一方の片側の上部お よび下部テーパ面105,106に転接させる。そして、調整ねじ121を螺回 操作して把持用アーム122と一体の把持用水平筒119を走行装置本体111 側へ移動させて走行装置本体111のカムフォロア118とリングギヤ把持体1 12のカムフォロア123とでリングギア100の水平レール部102の両側部 における上部および下部テーパ面105,106を加圧状態で把持する。したが って、走行装置110がリングギア100から抜落ちることがなく、これらカム フォロア118,123が回転してリングギア100に案内され、走行が可能と なる。Next, the drive gear 113 of the traveling device main body 111 is engaged with the external teeth 104 attached to one vertical rail portion 103 of the ring gear 100. In addition, the ring gear 100 is held by the traveling device main body 111 by the ring gear holding body 112. That is, the plurality of cam followers 118 of the traveling device main body 111 are brought into rolling contact with the upper and lower tapered surfaces 105 and 106 on one side of the horizontal rail portion 102 of the ring gear 100, and are attached to the holding arm 122 of the ring gear holding body 112. The plurality of cam followers 123 are brought into rolling contact with the upper and lower tapered surfaces 105 and 106 on the other side of the horizontal rail portion 102 of the ring gear 100. Then, the adjusting screw 121 is screwed to move the gripping horizontal cylinder 119 integrated with the gripping arm 122 to the traveling device main body 111 side, and the cam follower 118 of the traveling device main body 111 and the cam follower 123 of the ring gear gripping body 112. The upper and lower tapered surfaces 105 and 106 on both sides of the horizontal rail portion 102 of the ring gear 100 are gripped under pressure. Therefore, the traveling device 110 does not fall out of the ring gear 100, and the cam followers 118 and 123 rotate and are guided by the ring gear 100, enabling traveling.

【0024】 リングギア100に設置された走行装置110を走行させる場合、切欠つまみ 127を回転させて高さ保持用つまみ128との嵌め込みをなくすると、ホルダ 取付用摺動体125の高さ保持が解除され、圧縮ばね126によって下方に付勢 されているホルダ取付用摺動体125が下降し、ホルダ取付用摺動体125に取 付けられているセンサホルダ130のセンサホルダ本体134に設けられている ガイドローラ135が管1の外周面11に当接する。しかもセンサホルダ本体1 34はホルダ取付用摺動体125に第1の水平軸131を介して取付けられた連 結アーム132に第1の水平軸131に対して直交方向の第2水平軸133を介 して揺動自在に枢支されているので、連結アーム132は第1の水平軸131を 中心とする被測定面に平行な方向の傾きを自動調整し、センサホルダ本体134 は第2の水平軸133を中心とするこれと直角方向の傾きを自動調整する。さら に、磁歪センサ140および脱磁手段150はこのように自動調整されるセンサ ホルダ本体134に垂直に保持され、かつ被測定面から一定の高さに保持されて いるので、その後のセンサホルダ本体134の移動によってその保持状態が変化 することはない。When the traveling device 110 installed on the ring gear 100 is run, if the notch knob 127 is rotated to eliminate the fitting with the height holding knob 128, the height holding of the holder mounting slide body 125 is released. Then, the holder mounting slide body 125, which is urged downward by the compression spring 126, descends, and the guide roller provided on the sensor holder main body 134 of the sensor holder 130 mounted on the holder mounting slide body 125. 135 contacts the outer peripheral surface 11 of the tube 1. Moreover, the sensor holder main body 134 is provided with a connecting arm 132 mounted on the holder mounting slide body 125 via the first horizontal shaft 131 and a second horizontal shaft 133 perpendicular to the first horizontal shaft 131. Since it is pivotally supported, the connecting arm 132 automatically adjusts the inclination of the first horizontal shaft 131 in the direction parallel to the surface to be measured, and the sensor holder main body 134 moves to the second horizontal axis. The inclination about the axis 133 in the direction perpendicular to this is automatically adjusted. Furthermore, since the magnetostrictive sensor 140 and the demagnetizing means 150 are vertically held by the sensor holder main body 134 which is automatically adjusted in this way, and are also held at a constant height from the surface to be measured, the sensor holder main body thereafter. The movement of 134 does not change its holding state.

【0025】 以上により、この測定作業の準備が完了するので、次にサーボモータ116を 駆動し、走行装置110を管1のまわりに旋回させる。この場合において、サー ボモータ116を駆動させると、その回転力は減速装置114を介して駆動ギヤ 113に伝達される。駆動ギヤ113が回転すると、駆動ギヤ113と噛合して いるリングギヤ100の外歯104によって駆動ギヤ113の回転力が直線運動 に変換されて走行装置110はリングギヤ100上を走行する。このとき、走行 装置本体111のカムフォロア118とリングギヤ把持体112のカムフォロア 123がリングギヤ100の水平レール部102を把持状態で回転することによ って走行装置110は水平レール部102に案内されて走行し、管1の外周面1 1に密着保持された状態でその回りを周回する。これに伴いセンサホルダ130 も磁歪センサ140および脱磁手段150を、上記の保持関係を維持しつつ走行 装置110と共に移動するので被測定面の磁歪応力測定を非接触で、しかも連続 的に行え、きわめて精度の高い測定データを得ることができる。With the above, the preparation for the measurement work is completed, and then the servo motor 116 is driven to rotate the traveling device 110 around the pipe 1. In this case, when the servomotor 116 is driven, its rotational force is transmitted to the drive gear 113 via the reduction gear 114. When the drive gear 113 rotates, the rotational force of the drive gear 113 is converted into a linear motion by the external teeth 104 of the ring gear 100 meshing with the drive gear 113, and the traveling device 110 travels on the ring gear 100. At this time, the cam follower 118 of the traveling device main body 111 and the cam follower 123 of the ring gear grip 112 rotate the horizontal rail portion 102 of the ring gear 100 while gripping the horizontal rail portion 102, so that the traveling device 110 travels while being guided by the horizontal rail portion 102. Then, the tube 1 orbits around the outer peripheral surface 11 of the tube 1 in a state of being closely adhered thereto. Along with this, the sensor holder 130 also moves the magnetostrictive sensor 140 and the demagnetizing means 150 together with the traveling device 110 while maintaining the above holding relationship, so that the magnetostrictive stress measurement of the surface to be measured can be continuously performed without contact. It is possible to obtain extremely accurate measurement data.

【0026】 図10は処理回路157の動作を説明するためのフローチャートである。ステ ップa1からステップa2に移り、脱磁手段150を用いて脱磁作業を行う。こ の脱磁作業は、図11に管1の断面が簡略化して示されるように、表面11の各 位置11A〜11Fを1つの単位として、脱磁と磁歪検出とを行う。各位置11 A〜11Fの角度θ1は、たとえば管軸のまわりに1度であり、したがって位置 11A〜11Fの角度θ2は5度である。まず停止している位置11Aにおいて 脱磁手段150のコイル152に図12(1)で示される包絡線を有する交流電 圧を交流電源153(図8参照)から与える。このコイル152に与えられる交 流電圧を時間経過に伴って減少してゆき零とする。こうして位置11Aにおいて 管1の脱磁を行う。次にステップa3では、計数値をn=1から1だけインクリ メントを行い、次のステップa4では、モータ116を駆動して走行装置110 を、エンコーダ115によって1度だけ角変位した位置11Bに到達させて停止 する。この移動状態は図12(2)に示される。計数値nが予め定める値n1( この実施例ではn1=5)でないことが判断されると、ステップa5で周方向に 1度移動し、次に再びステップa2に戻る。このようにして各位置11B〜11 Fで脱磁作業を行う。ステップa4で、走行装置110が位置11Fであり、す なわちn=5であることが判断されると、ステップa6に移り、計数値nは零に リセットされ、その位置11Fで、磁歪センサ140による磁歪応力の測定が、 図12(3)で示されるようにして行われる。位置11Fに脱磁手段150が位 置していないときは元の位置である11Aには到達していないので、ステップa 8からステップa9に移り、モータ116による1度だけ管1の周方向に移動を 行い、ステップa2で、その停止時に脱磁を行い、こうして5度ずつ走行装置1 10が移動するたび毎に磁歪センサ140による磁歪応力の検出を行う。FIG. 10 is a flow chart for explaining the operation of the processing circuit 157. From step a1 to step a2, the demagnetizing means 150 is used to perform the demagnetizing operation. In this demagnetization work, as shown in a simplified sectional view of the tube 1 in FIG. 11, demagnetization and magnetostriction detection are performed with each position 11A to 11F on the surface 11 as one unit. The angle [theta] 1 of each position 11A-11F is, for example, 1 degree around the tube axis, so the angle [theta] 2 of the positions 11A-11F is 5 degrees. First, at the stopped position 11A, an AC voltage having an envelope shown in FIG. 12 (1) is applied to the coil 152 of the demagnetizing means 150 from the AC power source 153 (see FIG. 8). The alternating voltage applied to the coil 152 decreases with time and becomes zero. Thus, the tube 1 is demagnetized at the position 11A. Next, in step a3, the count value is incremented by 1 from n = 1, and in the next step a4, the motor 116 is driven to move the traveling device 110 to the position 11B angularly displaced once by the encoder 115. Let me stop. This moving state is shown in FIG. When it is determined that the count value n is not the predetermined value n1 (n1 = 5 in this embodiment), the circumferential value is moved once in the circumferential direction at step a5, and then the process returns to step a2. In this way, the demagnetization work is performed at each of the positions 11B to 11F. When it is determined in step a4 that the traveling device 110 is at the position 11F, that is, n = 5, the process proceeds to step a6, the count value n is reset to zero, and at the position 11F, the magnetostrictive sensor 140 is detected. The measurement of the magnetostrictive stress is performed as shown in FIG. 12 (3). When the demagnetizing means 150 is not located at the position 11F, the original position 11A has not been reached. Therefore, the process moves from step a8 to step a9, and the motor 116 moves the tube 1 in the circumferential direction only once. When the traveling device 110 moves, the magnetostrictive sensor 140 detects the magnetostrictive stress every time the traveling device 110 moves 5 times.

【0027】 測定後、リングギヤ100から走行装置110を取外す場合もホルダ高さ保持 機構129を上述のように動作させ、ホルダ取付用摺動体125を所定の高さに 保持させてから、取外せば走行装置110の取外しは容易である。When the traveling device 110 is removed from the ring gear 100 after the measurement, the holder height holding mechanism 129 is operated as described above to hold the holder mounting slide body 125 at a predetermined height and then to remove it. It is easy to remove the traveling device 110.

【0028】 なお、主応力の方向および大きさは磁歪センサ140の出力が最大となる位置 をエンコーダ115により検出することにより、その検出角度と出力値で求めら れる。The direction and magnitude of the principal stress can be obtained by detecting the position where the output of the magnetostrictive sensor 140 is maximized by the encoder 115 and the detected angle and output value.

【0029】 この実施例では走行装置本体111に対するセンサホルダ130の取付けは、 平板状の走行装置本体111の外側面に対して上下動自在に取付けられたホルダ 取付用摺動体125を介してセンサホルダ130を取付け、そのホルダ取付用摺 動体125を常時下方に付勢する圧縮ばね126はホルダ取付用摺動体125の 側方に設けられているから、走行装置110の高さは、略走行装置本体111の 高さたとえば約10cmで決定され、低いものとなっている。In this embodiment, the sensor holder 130 is attached to the traveling device main body 111 by mounting the sensor holder 130 through a holder attachment slide body 125 which is attached to the outer surface of the flat traveling device main body 111 so as to be vertically movable. Since the compression spring 126 that mounts the holder 130 and constantly urges the holder-mounting slide body 125 downward is provided on the side of the holder-mounting slide body 125, the height of the traveling device 110 is substantially the same as the traveling device main body. The height of 111 is, for example, about 10 cm, which is low.

【0030】 上述の実施例によれば、管1の外周面の測定位置にリングギヤ100を組立て 、リングギヤ100の外歯104に走行装置本体111の駆動ギヤ113を噛合 させ、走行装置本体11との距離調整が可能なリングギヤ把持体112によって 走行装置本体111とでリングギヤ100を把持するようにリングギヤ100に 走行装置110を設置し、走行装置100にホルダ取付用摺動体125を介して 上下動自在に取付けられ、常時下方に付勢されているセンサホルダ130によっ て磁歪センサ140が被測定面から一定の高さに垂直に保持され、走行装置11 0がモータ116の駆動によって駆動ギヤ113が回転させられてリングギヤ1 00に沿って移動したとき、これに伴い走行装置110にホルダ取付用摺動体1 25およびセンサホルダ130を介して取付けられている磁歪センサ140が被 測定面に対して垂直で被測定面から一定の高さに保持しつつ周回させるようにし たので、管1の被測定面に対して磁歪応力測定をその周回方向に非接触で、連続 的に行うことができ、しかも走行装置本体111は駆動ギヤ113と噛合する外 歯104を有するリングギヤ100上を走行するから、管1の外周面を傷付けず に軸方向のずれもなく、モータ116を小形化するという効果がある。さらに、 センサホルダ130を取付けているホルダ取付用摺動体125は走行装置本体1 11の外表面に上下動自在に取付けられているから、走行装置110の高さは走 行装置本体111の高さで略済み、走行装置110全体の高さも低くなり、小形 化が図れるという効果を有する。また、走行装置110が走行するリングギヤ1 00は組立てて管1の外周面に装着されているから、現場における取付け、取外 しが容易であるという効果を有する。According to the above-described embodiment, the ring gear 100 is assembled at the measurement position on the outer peripheral surface of the pipe 1, the outer gear 104 of the ring gear 100 is engaged with the drive gear 113 of the traveling device body 111, and the ring gear 100 is connected to the traveling device body 11. A traveling device 110 is installed on the ring gear 100 so as to grasp the ring gear 100 with the traveling device main body 111 by a ring gear grasping body 112 whose distance can be adjusted, and the traveling device 100 can be moved up and down via a holder mounting slide 125. The magnetostrictive sensor 140 is vertically held at a constant height from the surface to be measured by the sensor holder 130 which is attached and always urged downward, and the traveling device 110 drives the motor 116 to rotate the drive gear 113. When it is made to move along the ring gear 100, the holder mounting slide body 12 is attached to the traveling device 110 accordingly. 5 and the magnetostrictive sensor 140 attached via the sensor holder 130 are arranged so as to be perpendicular to the surface to be measured and to rotate while being kept at a constant height from the surface to be measured. On the other hand, the magnetostrictive stress measurement can be continuously performed in the circumferential direction without contact, and the traveling device main body 111 travels on the ring gear 100 having the external teeth 104 meshing with the drive gear 113. There is an effect that the outer peripheral surface is not damaged, there is no axial displacement, and the motor 116 is downsized. Further, since the holder mounting slide body 125 to which the sensor holder 130 is mounted is vertically movably mounted on the outer surface of the traveling device body 111, the traveling device 110 is higher than the traveling device body 111. The overall height of the traveling device 110 is reduced, and the size of the traveling device 110 can be reduced. Further, since the ring gear 100 on which the traveling device 110 travels is mounted on the outer peripheral surface of the assembled pipe 1, it has an effect that it can be easily attached and detached on site.

【0031】 さらに、また、ホルダ取付用摺動体125を走行装置本体111に対して所定 の高さに保持するホルダ高さ保持機構を設け、リングギヤ100への走行装置1 10の取付け、取外し時にホルダ高さ保持機構を動作させてホルダ取付用摺動体 125を走行装置本体111に対して所定の高さに保持させることにより、ホル ダ取付用摺動体125にセンサホルダ130を介して保持されている磁歪センサ 140は浮上っており、磁歪センサ140が管1の外周面に当たらず、走行装置 110のリングギヤ100への取付け、取外しが容易になるという効果も有する 。Further, a holder height holding mechanism for holding the holder mounting slide body 125 at a predetermined height with respect to the traveling device main body 111 is provided, and the holder is mounted when the traveling device 110 is attached to or removed from the ring gear 100. By operating the height holding mechanism to hold the holder mounting slide body 125 at a predetermined height with respect to the traveling device body 111, the holder mounting slide body 125 is held by the holder mounting slide body 125 via the sensor holder 130. Since the magnetostrictive sensor 140 is floating, the magnetostrictive sensor 140 does not contact the outer peripheral surface of the tube 1, and there is an effect that the traveling device 110 can be easily attached to and removed from the ring gear 100.

【0032】 本考案は管の磁歪応力の測定のために実施されるだけでなく、管以外のその他 の被測定物に関連して、広範囲に実施することができる。リングギヤ100は、 被測定物の外形に応じて直円筒以外の環状の形状であってもよい。The present invention is not only implemented for measuring the magnetostrictive stress of a tube, but can also be widely implemented in connection with other measured objects other than the tube. The ring gear 100 may have an annular shape other than the right cylinder depending on the outer shape of the object to be measured.

【0033】[0033]

【考案の効果】[Effect of the device]

以上のように本考案によれば、管などの被測定物の外周を囲んでリング状レー ルが取付けられており、このレールに沿って磁歪センサと脱磁手段とが移動可能 に設けられているので、従来からの手作業による脱磁作業がなくなり、作業の効 率化を図ることができ、また脱磁手段を小形化して狭所作業が可能となり、また 作業者が足場の悪い高所で作業を行う必要がなくなり、作業の安全性が確保され る。 As described above, according to the present invention, the ring-shaped rail is attached so as to surround the outer circumference of the object to be measured such as a pipe, and the magnetostrictive sensor and the demagnetizing means are movably provided along the rail. Since the conventional demagnetization work is eliminated, the work efficiency can be improved, and the demagnetization means can be downsized to work in narrow spaces. It is not necessary to carry out the work in, and the work safety is secured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本考案の一実施例の磁歪応力測定装置の縦断面
図である。
FIG. 1 is a vertical sectional view of a magnetostrictive stress measuring device according to an embodiment of the present invention.

【図2】その磁歪応力測定装置の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the magnetostrictive stress measuring device.

【図3】磁歪応力測定装置の管軸に垂直な簡略化した断
面図である。
FIG. 3 is a simplified cross-sectional view perpendicular to the tube axis of the magnetostrictive stress measuring device.

【図4】磁歪応力測定装置の一部の側面図である。FIG. 4 is a side view of a part of the magnetostrictive stress measuring device.

【図5】ローラ45とその付近の拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged sectional view of a roller 45 and its vicinity.

【図6】図1〜図5に示される一実施例の磁歪応力測定
装置の管軸に垂直な断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view perpendicular to the tube axis of the magnetostrictive stress measuring device of one embodiment shown in FIGS.

【図7】その磁歪応力測定装置のセンサホルダ130が
管1の外表面11から浮上った状態を示す管軸に沿う断
面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the tube axis showing a state where the sensor holder 130 of the magnetostrictive stress measuring device floats above the outer surface 11 of the tube 1.

【図8】脱磁手段150付近を示す斜視図である。8 is a perspective view showing the vicinity of the demagnetizing means 150. FIG.

【図9】図1〜図8に示される実施例の電気的構成を簡
略化して示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing a simplified electrical configuration of the embodiment shown in FIGS.

【図10】処理回路157の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。
FIG. 10 is a flowchart for explaining the operation of the processing circuit 157.

【図11】管1の一部の軸直角断面を示す図である。FIG. 11 is a view showing a part of the tube 1 at a right angle to the axis.

【図12】脱磁動作と磁歪検出動作とを示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a demagnetization operation and a magnetostriction detection operation.

【図13】先行技術の斜視図である。FIG. 13 is a perspective view of the prior art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 管 11 外周面 45 ローラ 100 リングギヤ 104 外歯 110 走行装置 111 走行装置本体 112 リングギヤ把持体 113 駆動ギヤ 116 サーボモータ 117 水平支持軸 118 カムフォロア(把持部) 123 カムフォロア(把持部) 125 ホルダ取付用摺動体 130 センサホルダ 131 連結軸 131a 連結軸 131b 調整手段 140 磁歪センサ 150 脱磁手段 151 コア 152 コイル 153 交流電源 1 Pipe 11 Outer Surface 45 Roller 100 Ring Gear 104 External Teeth 110 Traveling Device 111 Traveling Device Main Body 112 Ring Gear Grip 113 Drive Gear 116 Servo Motor 117 Horizontal Support Shaft 118 Cam Follower (Gripping Part) 123 Cam Follower (Gripping Part) 125 Holder Mounting Slide Moving body 130 Sensor holder 131 Connection shaft 131a Connection shaft 131b Adjustment means 140 Magnetostrictive sensor 150 Demagnetization means 151 Core 152 Coil 153 AC power supply

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 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)考案者 塩川 征夫 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Sadaaki Sakai 1-1-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Kokan Co., Ltd. (72) Inventor Masao Shiokawa 1-2-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Main Steel Pipe Co., Ltd.

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 被測定物の外周を囲んで取付けられるリ
ング状レールと、 レールに沿って移動可能に設けられる磁歪センサと、 レールに沿って移動可能に設けられ、被測定物の脱磁を
行う手段とを含むことを特徴とする磁歪応力測定装置。
1. A ring-shaped rail attached to surround the outer circumference of an object to be measured, a magnetostrictive sensor movably provided along the rail, and a magnetism sensor provided movably along the rail to demagnetize the object to be measured. A magnetostrictive stress measuring device comprising: a means for performing.
【請求項2】 レールに沿って移動可能に台車が設けら
れ、 この台車に磁歪センサと脱磁センサとが設けられること
を特徴とする請求項1記載の磁歪応力測定装置。
2. The magnetostrictive stress measuring device according to claim 1, wherein a carriage is provided so as to be movable along the rail, and a magnetostriction sensor and a demagnetization sensor are provided on the carriage.
JP766692U 1992-02-21 1992-02-21 Magnetostrictive stress measuring device Pending JPH0566533U (en)

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JP766692U JPH0566533U (en) 1992-02-21 1992-02-21 Magnetostrictive stress measuring device

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