JPH075038U - 2-wave ultrasonic sensor - Google Patents
2-wave ultrasonic sensorInfo
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- JPH075038U JPH075038U JP3357493U JP3357493U JPH075038U JP H075038 U JPH075038 U JP H075038U JP 3357493 U JP3357493 U JP 3357493U JP 3357493 U JP3357493 U JP 3357493U JP H075038 U JPH075038 U JP H075038U
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 縦波及び横波の超音波を使用する２波超音波
センサーの開発。
【構成】 一個のセンサーケース内に円環状縦波振動子
を配置し、さらにその円環状縦波振動子の中央部に、角
板状の横波振動子を配置した。
【効果】 一個のセンサーにより縦波と横波の２波を送
受することができるので、軸力測定が簡便でありかつ精
度の高い測定が可能となる。
(57) [Abstract] [Purpose] Development of a two-wave ultrasonic sensor that uses longitudinal and transverse ultrasonic waves. [Structure] An annular longitudinal wave oscillator was arranged in one sensor case, and a rectangular plate-shaped transverse wave oscillator was arranged in the center of the annular longitudinal wave oscillator. [Effect] Since two waves of a longitudinal wave and a transverse wave can be transmitted and received by one sensor, axial force measurement is simple and highly accurate measurement is possible.
Description
【０００１】[0001]
本考案は、超音波によりボルトの軸力測定すなわち、締付けられているボルト の締付力を測定するに用いられる２波超音波センサーに関するものである。 The present invention relates to a two-wave ultrasonic sensor used to measure the axial force of a bolt by ultrasonic waves, that is, to measure the tightening force of a bolt that has been tightened.
【０００２】 超音波を使用して、締付ボルトの軸力を測定する原理は、そのボルトの締付け 前と、締付け後の夫々における超音波往復伝播時間を測定・演算して締付け時に おけるボルトの伸び量を求める。さらに上記ボルトのばね定数を、ボルトの寸法 、形状、縦弾性率を用いて演算して求め、この求めた値を、上記伸び量と乗算す ることによってボルトの軸力を算出（測定）しているものである。The principle of measuring the axial force of a tightening bolt using ultrasonic waves is to measure and calculate the ultrasonic reciprocating propagation time before and after tightening the bolt and measure the bolt's tightening time at the time of tightening. Find the amount of elongation. Furthermore, the spring constant of the bolt is calculated by using the size, shape, and longitudinal elastic modulus of the bolt, and the axial value of the bolt is calculated (measured) by multiplying the calculated value by the elongation amount. It is what
【０００３】 ところが、最近では、ボルトの軸力測定するに際し、締付け後におけるボルト の縦波と、横波の伝播時間差（比）を求めれば、締付け前のボルトにおける超音 波往復伝播時間を測定することなく軸力を測定することが判明されている。However, recently, when measuring the axial force of a bolt, if the propagation time difference (ratio) between the longitudinal wave and the transverse wave of the bolt after tightening is determined, the ultrasonic wave reciprocating propagation time of the bolt before tightening is measured. It has been found to measure axial force without.
【０００４】 つまり縦波と横波との２波の超音波を使用して夫々の伝播時間を測定したその 縦波と横波の伝播時間差（比）がボルトに発生した軸方向応力に比例して変化す ることから、ボルトの締付け後の超音波往復伝播時間を測定すれば演算によりボ ルトの軸力を求めることができるものである。That is, the propagation time difference (ratio) between the longitudinal wave and the transverse wave, which is measured by using two ultrasonic waves of the longitudinal wave and the transverse wave, changes in proportion to the axial stress generated in the bolt. Therefore, if the ultrasonic round-trip propagation time after tightening the bolt is measured, the axial force of the bolt can be calculated.
【０００５】[0005]
そこで現在においては、縦波と横波の２波を用いる軸力測定が公知となってい るが、この従来の２波使用の軸力測定時には、縦波用の円板状振動子による縦波 センサーと、横波用の角板状振動子による横波センサーとの２種類のセンサーを 予め用意し、そしてボルト軸力の測定作業時には、夫々のセンサーの先ず一方の センサーによって伝播時間を測定し、次いでそのセンサーと交換する他方のセン サーにより伝播時間を測定する２度の測定作業によって軸力の算出を行なってい るものであった。 Therefore, at present, axial force measurement using two waves, longitudinal wave and transverse wave, is known, but when measuring the axial force using the conventional two waves, a longitudinal wave sensor using a disk-shaped vibrator for longitudinal wave is used. And a transverse wave sensor using a rectangular plate transducer for transverse waves are prepared in advance, and when measuring the bolt axial force, the propagation time is measured by one of the sensors first, and then the The axial force was calculated by measuring the propagation time twice using the other sensor that was replaced with the sensor.
【０００６】[0006]
従ってこの従来の２種類のセンサーを用いる軸力測定時においては、先ず２種 類のセンサーを用意しなければならず、しかもそれらセンサーの取扱いに間違い を生じないような工夫を必要とすること、一本のボルト軸力を測定するとき、双 方センサーの交換作業が必要であって軸力測定の作業性が悪いこと、それらセン サーの交換毎にボルト頭部又はセンサーに接触媒質の塗布を行なわなければなら ず、その塗布作業が煩わしいこと、また２種類のセンサーの交換使用時に、それ らセンサーをボルトの同一位置に同一の接触圧力で保持せしめることが困難であ って、測定精度の低下を招いてしまうこと等の問題点があった。 Therefore, when measuring the axial force using these two conventional sensors, it is necessary to prepare two types of sensors first, and to make a mistake in the handling of these sensors. When measuring the axial force of a single bolt, it is necessary to replace the two-way sensor and the workability of measuring the axial force is poor.Apply a contact medium to the bolt head or sensor every time the sensor is replaced. It is necessary to perform the coating operation, and it is difficult to hold the sensors at the same position of the bolt with the same contact pressure when the two types of sensors are exchanged for use. There was a problem such as a decrease.
【０００７】[0007]
本考案は、かかる従来の問題点に着目してなされたもので、縦波と、横波との ２波を使用するボルト軸力測定を、簡便かつ高精度に行なうために開発された超 音波センサーを提供するものであって、詳しくは一個のセンサーケース内に、円 環状形をした縦波振動子を固定し、さらにその環状形縦波振動子の内径中央部に 角板状をした横波振動子を固定してなる構造となして、一個のセンサーケースの 取扱いで縦波と横波による伝播時間を基とする軸力測定をきわめて容易かつ精度 よく測定することができる超音波センサーを提供することにある。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and is an ultrasonic sensor developed to easily and accurately measure bolt axial force using two waves, a longitudinal wave and a transverse wave. Specifically, an annular longitudinal wave oscillator is fixed in a single sensor case, and a rectangular plate-shaped transverse wave oscillator is attached to the center of the inner diameter of the annular longitudinal wave oscillator. (EN) An ultrasonic sensor having a structure in which a child is fixed, which makes it possible to easily and accurately measure axial force based on the propagation times of longitudinal and transverse waves by handling a single sensor case. It is in.
【０００８】[0008]
以下に本考案を図面に示す実施例に基いて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the drawings.
【０００９】 １は下面が開口するセンサーケースであって、このセンサーケース１の下側開 口面には、後述するセンサーの摩耗を防ぐための役割を行ない、かつ超音波の伝 播を妨げない材質である保護板２が被着される。この保護板２の内側面中央部に は、角板形状に形成されている横波振動子３が位置されており、さらにその横波 振動子３の周囲には、円環形状に形成されている縦波振動子４が配置されている 。Reference numeral 1 denotes a sensor case whose bottom surface is open. The lower opening surface of the sensor case 1 serves to prevent wear of a sensor, which will be described later, and does not prevent transmission of ultrasonic waves. A protective plate 2 made of a material is attached. At the center of the inner side surface of the protective plate 2, a transverse wave oscillator 3 formed in a rectangular plate shape is located, and around the transverse wave oscillator 3, a longitudinal wave shaped annular ring is formed. The wave oscillator 4 is arranged.
【００１０】 ５はセンサーケース１に取付けられているターミナルであって、これらのター ミナル５には、リード線６を介して前記の振動子３及び４に接続されている。７ はセンサーケース１内に位置される前記振動子３及び４の振動を素早く減衰させ るバッキング材であって、このバッキング材７は主としてエポキシ系の樹脂で形 成されている。Reference numeral 5 is a terminal attached to the sensor case 1, and these terminals 5 are connected to the vibrators 3 and 4 via lead wires 6. Reference numeral 7 is a backing material for quickly attenuating the vibrations of the vibrators 3 and 4 located in the sensor case 1. The backing material 7 is mainly made of an epoxy resin.
【００１１】 以上が本実施例よりなる２波超音波センサーの構成であるが、次にその作用に ついて述べると、このセンサーを用いてボルトの軸力を測定するには、そのセン サーの保護板２表面を測定すべきボルトの頭面に当接し、さらに横波及び縦波の 双方振動子３及び４を駆動せしめることにより、同一のセンサーから横波、縦波 の２波が送受され、その結果ボルトの軸力が即座に測定できるものである。The above is the configuration of the two-wave ultrasonic sensor according to the present embodiment. Next, its operation will be described. To measure the axial force of the bolt using this sensor, the sensor must be protected. When the surface of the plate 2 is brought into contact with the head surface of the bolt to be measured and both the transverse and longitudinal wave transducers 3 and 4 are driven, two waves of transverse wave and longitudinal wave are transmitted and received from the same sensor. The axial force of the bolt can be measured immediately.
【００１２】 このように本実施例の軸力測定用の超音波センサーにあっては、横波振動子３ と、その横波振動子３の周囲に位置される縦波振動子４の双方振動子が組込まれ ていることから、このセンサーを、軸力を測定すべきボルト頭部に当接させると いう単純な測定作業で、２波超音波によるボルト軸力を測定することができ、従 って、ボルトの軸力がきわめて簡単な作業でしかも測定誤差、測定ミスが生じに くく高精度な測定ができる。As described above, in the ultrasonic sensor for axial force measurement according to the present embodiment, both the transverse wave oscillator 3 and the longitudinal wave oscillator 4 located around the transverse wave oscillator 3 are provided. Since it is built in, it is possible to measure the bolt axial force by two-wave ultrasonic waves by a simple measurement work of bringing this sensor into contact with the bolt head where the axial force is to be measured. , The bolt axial force is extremely simple and highly accurate measurement is possible with less measurement error and measurement error.
【００１３】[0013]
以上のように本考案は、センサーケースの開口部に、円形環状の縦波振動子を 配置し、さらにその環状縦波振動子の中央部に角板形状の横波振動子を配置して なる２波超音波センサーであるから、これによれば、一個のセンサーによって横 波超音波と、縦波超音波との双方超音波による送受を行なうことができるので、 ２波の超音波による軸力測定作業がきわめて容易でありかつ精度の高い測定が迅 速に行えるという効果がある。 As described above, according to the present invention, the circular annular longitudinal wave oscillator is arranged in the opening of the sensor case, and the rectangular plate transverse wave oscillator is arranged in the center of the annular longitudinal wave oscillator. Since this is a wave ultrasonic sensor, it can transmit and receive both transverse ultrasonic waves and longitudinal ultrasonic waves with one sensor, so axial force measurement with two ultrasonic waves is possible. It has the effect that the work is extremely easy and that highly accurate measurement can be performed quickly.
【図１】本考案実施例の２波超音波センサーの内部構造
を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing the internal structure of a two-wave ultrasonic sensor according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG.
１…センサーケース ２…保護板 ３…横波振動子 ４…縦波振動子 ５…ターミナル ６…リード線 ７…バッキング材 1 ... Sensor case 2 ... Protective plate 3 ... Transverse wave oscillator 4 ... Longitudinal wave oscillator 5 ... Terminal 6 ... Lead wire 7 ... Backing material
Claims (1)
縦波振動子を配置し、さらにその環状縦波振動子の中央
部に角板形状の横波振動子を配置してなることを特徴と
する２波超音波センサー。1. A circular annular longitudinal wave oscillator is arranged in the opening of the sensor case, and a rectangular plate-shaped transverse wave oscillator is arranged in the center of the annular longitudinal wave oscillator. A 2-wave ultrasonic sensor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1993033574U JP2587113Y2 (en) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | Two-wave ultrasonic sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1993033574U JP2587113Y2 (en) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | Two-wave ultrasonic sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH075038U true JPH075038U (en) | 1995-01-24 |
| JP2587113Y2 JP2587113Y2 (en) | 1998-12-14 |
Family
ID=12390312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1993033574U Expired - Lifetime JP2587113Y2 (en) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | Two-wave ultrasonic sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2587113Y2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013508680A (en) * | 2009-10-15 | 2013-03-07 | ザ・ボーイング・カンパニー | Ultrasonic method to verify the interference fit of fasteners |
-
1993
- 1993-06-22 JP JP1993033574U patent/JP2587113Y2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013508680A (en) * | 2009-10-15 | 2013-03-07 | ザ・ボーイング・カンパニー | Ultrasonic method to verify the interference fit of fasteners |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2587113Y2 (en) | 1998-12-14 |
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