(57)【要約】  材料の線ひずみを測定するためのゲージに関し、このゲージは、互いに平行な軸を有する測定ブレード（２）と嵌り合う、測定される材料に取り付け可能な少なくとも２つの測定要素（１）、測定ブレード（２）の材料の硬度よりも低い硬度を有する寸法安定性材料で製作されたインプレッション面（４）を有する可搬走査体（３）を備える。測定要素（１）が測定ブレード（２）に対面しない側で、ラグ（１１）の穴（１０）内に配置され、樹脂ベースの接着剤を用いてそこに取り付けられ、ラグ（１１）が、測定される材料の表面に溶接部を用いて取り付けられる。ゲージの製作方法は、測定要素とラグが移送リグ内の穴内に配置され、ブレードの軸が精密にその相互距離と平行が設定され、測定要素とラグと測定される材料との間の接着剤よりも低い硬度を有する接着剤を用いてラグに取り付けられ、測定要素が測定される材料にラグを用いて連結される。【選択図】  図２
2008519249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行な軸を有する測定ブレード（２）と嵌り合い、測定される材料に取り付け可能である、少なくとも２つの測定要素（１）、前記測定ブレード（２）の材料の硬度よりも低い硬度を有する寸法安定性材料で製作されたインプレッション面（４）を有する可搬走査体（３）、および／または可搬測定装置を有し、測定要素（１）が、前記測定ブレード（２）に対面しない側でラグ（１１）の穴（１０）内に配置され、樹脂ベースの接着剤を用いてそこに取り付けられ、前記ラグ（１１）が測定される材料の表面に溶接を用いて取り付けられる、材料の線ひずみを測定するためのゲージ。
【請求項２】
前記ラグ（１１）が、電気アークによって製作される溶接部を用いて、前記測定される材料の前記表面に取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載のゲージ。
【請求項３】
前記ラグ（１１）が円柱形であり、前記穴（１０）が、前記円柱軸の方向に配置され、雌ねじ（１２）と嵌り合うことを特徴とする、請求項１または２に記載のゲージ。
【請求項４】
前記測定ブレード（２）がその中央区間内に取付部（５）を有し、前記測定要素（１）が、その底部区間でネック（６）および円錐形端部（７）と嵌り合うことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のゲージ。
【請求項５】
前記測定要素（１）および／または前記ラグ（１１）が、前記測定ブレード（２）の互いに平行な軸を精密に設定した後に、前記測定要素（１）およびラグ（１１）のための穴（９）を有する移送ボードによって形成される移送リグ（８）内に差し込まれ、前記測定要素（１）および／またはラグ（１１）と前記移送リグ（８）との間の接合部が、前記測定要素（１）および／またはラグ（１１）と前記測定される材料との間の接合部よりも低い強度を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のゲージ。
【請求項６】
前記測定要素および／またはラグが、移送リグ内の穴内に挿入され、前記ブレードの軸が精密な相互距離で平行に設定され、前記測定要素および／または前記ラグと測定される材料との間の前記接着剤よりも強度が低い接着剤を用いてこの位置に固定され、その後前記測定要素が、前記ラグを用いて前記測定される材料に連結され、前記移送リグが取外し可能であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のゲージの製作方法。
【請求項７】
前記測定要素が、前記移送リグ内の前記穴内に挿入されて樹脂ベースの接着剤を用いて前記ラグに取り付けられる前に、前記ラグの穴内に配置され、前記ブレードの軸を精密な相互距離で平行に設定した後に、前記ラグが、前記測定される材料上に溶接され、前記移送リグが、取り外されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記測定される材料に溶接された前記ラグ、および前記移送リグ内に配置された前記測定要素が、次いでラグ内に挿入され、樹脂ベースの接着剤を用いてそれらに連結され、前記接合部が硬化すると、前記移送リグが取り外されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ある間隔で材料上に作り出された少なくとも２つの測定印を備える材料の線ひずみを測定するためのゲージに関し、本発明はまた、このゲージを製作する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械式および光学式伸び計は、固体材料、特に金属の線ひずみを測定するために、すなわち、構造上の２つの固定点間の材料の伸びを測定するために使用される。測定点として、描かれた印または凹みが、最もよく用いられる。このタイプの測定の欠点は、切り目または凹みが作り出される場合、それによって材料が損傷を受ける可能性があることである。設備によっては、印が汚染物で汚れ、したがって発見が困難になるという欠点もある。そのような伸び計はまた、金属以外の材料の線ひずみを測定するためにも使用され、たとえば建造物の内部で、コンクリートなどの中の亀裂を測定するために使用される。その精度に限界があるので、こうした伸び計は、より大きい間隔を有する、材料上または構造上の測定点配置を必要とする。これらの距離は、数百ミリメートル以内である。
【０００３】
参照点間距離のより高精度の測定、およびそれらの点を互いに接近して配置する可能性は、測定顕微鏡を用いることによって達成することができる。それらの主な欠点は、その寸法および重量が比較的大きいことであり、そのため、特に試験されるパイプがたとえば原子力発電所内など制限された空間内に配置される場合、橋、大直径のパイプおよび管など既存の金属構造の材料の変形を測定するためにそれらを実際に使用することはできない。別の大きな問題は、たとえば絶縁管路上、その他の構造内部の排水管路、橋の上などの試験位置へのアクセスが困難であることである。測定顕微鏡は、損傷を受けやすくその精度が低減されやすいという、もう一つの欠点を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
機械式、光学式、電気式、音響式、空圧式など、様々なタイプの張力計が知られている。機械式、光学式、音響式、空圧式張力計の欠点は、上述の顕微鏡の欠点と同様である。電気式張力計は、上記欠点のいくつかをもたない一方で、その大きな欠点はある温度範囲内でしか動作できないことである。温度がより高く、またはより低い場合、電気式張力計は調整されなければならず、それらの取得価格は、随時高くなる。
【０００５】
張力計、特に電気式の張力計の別の欠点は、それらの耐用期間が限定されていることであり、耐用期間は、測定が行われる気候条件と比例して低減される。
【０００６】
したがって従来の張力計では、その結果が研究室条件での測定結果に匹敵する屋外測定を行うことが基本的に不可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記欠陥は、互いに平行な軸を有する測定ブレードと嵌り合う、測定される材料に取り付け可能な少なくとも２つの測定要素と、本発明による測定ブレードおよび／または可搬測定装置の材料の硬度よりも低い硬度を有する寸法安定性材料から製作されるインプレッション面を有する可搬走査体と、を備えた材料の線ひずみを測定するためのゲージを用いることにより、ある程度解消することができる。その本質は、測定体が、測定ブレードに対面しない側でラグの穴内に配置され、樹脂ベースの接着剤を用いてそこに取り付けられ、ラグが、測定される材料の表面に、溶接部を用いて連結されることである。
【０００８】
ラグは、有利には、電気アークによって製作された溶接部を用いて、測定される材料の表面に連結される。ラグは、円筒形とすることができ、穴は、円筒軸の方向に配置され、有利には、雌ねじと嵌り合う。
【０００９】
測定ブレードは中央区間で、有利には、取付部を備え、測定要素は、底部区間で、ネックおよび円錐形端部と嵌り合うことができる。
【００１０】
測定要素および／またはラグは、有利には、測定ブレードの軸を互いに正確に平衡に調整した後に、測定要素および／またはラグのための穴を有する移送ボードを含む移送リグ内に差し込まれ、測定要素および／またはラグと移送リグとの間の接合部が、測定要素および／またはラグと測定される材料との間の接合部よりも低い強度を有する。
【００１１】
上記ゲージは、有利には、測定要素および／またはラグが、移行準備物内の穴内に差し込まれ、ブレードの軸が正確にその相互距離と平行が設定され、測定要素および／またはラグと測定される材料との間の接着剤よりも強度が低い接着剤を用いてこの位置に固定され、その後測定要素が、測定される材料にラグを用いて連結され、移送リグが取外し可能となるように製作される。
【００１２】
測定要素は、有利には、移送リグ内の穴に挿入され樹脂ベースの接着剤を用いてラグに連結される前に、ラグの穴内に配置され、ブレードの軸が正確な相互距離と平行な状態に設定されると、ラグは、測定される材料に溶接され、輸送リグが取り外される。
【００１３】
次の有利な方法では、ラグは、測定される材料に溶接され、移送リグ内に配置された測定要素は、ラグ内に挿入され、樹脂ベースの接着剤を用いてそれらに連結され、接合部が硬化すると、輸送リグは取り外される。
【００１４】
測定要素は、その軸が互いに平行な測定ブレードと嵌り合うので、それらの正確な距離と、場合によっては測定される材料の屈曲を測定することが可能である。測定される材料の表面に固定的に連結されていることにより、航空機の構造、動力装置の表面など、一般的にその他の測定装置を連結することができない様々な構造上に、別々の測定要素を配置することができる。走査体のインプレッション面の材料は、その寸法安定性により、インプレッションを長時間にわたり維持することを可能にし、それによって、測定される材料をその全耐用期間中に亘って監視し比較することを可能とする。測定要素の材料の硬度よりも硬度が低いことにより、測定要素は、測定を多数繰り返した後でも摩滅しない。
【００１５】
測定要素の寸法が小さいことおよび測定要素に使用される材料を考慮すると、特に測定要素の材料は溶接が困難であり、または接触面が小さすぎるので、これらの測定要素を測定される材料に連結することが困難な場合がある。ただし、測定要素が測定ブレードに対面しない側でラグの穴内に配置される場合、樹脂ベースの接着剤を用いてこれを連結することができ、その場合、接合部がせん断応力ならびに引張応力を伝達し、その強度が大幅に高くなる。樹脂ベースの接着剤によって、大きな温度差、外部からの影響など、極限条件下においても、恒久的な連結がもたらされる。
【００１６】
ラグは、この場合、測定される材料の表面に、溶接部を用いて、最適には、測定される材料の特性に及ぼす影響が可能な限り最小となる溶接部を用いて、連結される。これは特に、電気アークによって製作された溶接部を指す。現在の技術では、数ミリ秒以内で溶接部を製作することが可能であり、必要な機器は、どこにでも移送できるほど小さく軽量である。
【００１７】
ラグが円筒形である場合、穴は、円筒軸の方向に配置され、穴が雌ねじ内と嵌り合う場合により大きな接触面が生み出され、測定要素とラグの間の接合部がより高い強度を有する。
【００１８】
測定ブレードは、その中央区間内に取付部を有することができ、それによって、インプレッションを生み出すのに必要な強度を低減させ、測定要素とラグの間、およびラグと測定される材料との間の接触面積を低減させることが可能になる。というのも、これらの接合部が測定中に受ける応力は、より小さいからである。測定要素が、底部区間でネックおよび円錐形端部と嵌り合う場合、それらによって、測定要素とラグとの間の接合部の強度を増大させる状態が生み出される。
【００１９】
測定要素および／またはラグは、相互の精密な設定後に移送リグ内に差し込まれるので、精密な設定が維持される場合、測定要素を基本的にどの場所に移送および設置することもでき、測定される材料上にそれらを配置した後に、測定要素と移送リグを容易に被係合状態とすることができる。
【００２０】
上述のゲージの製作方法は、測定要素を移送リグ内および測定される材料上に正確に設置し、要素と測定される材料の間の接合部を強力にし、長い耐用期間を有することを可能にする。
【００２１】
一方法によれば、まず測定要素をラグと連結させ、次いでラグを測定される材料に溶接することができ、別の方法によれば、まずラグを測定される材料に溶接し、次いでそれらを測定要素に嵌め合わせることができる。現在の必要性と可能性に基づいて、特定の方法が選択されることになる。
【００２２】
本発明で特定されるゲージは、測定顕微鏡などの高度に精密な測定機器を用いることによって、測定される区間上の永久材料変形の正確な測定を可能にする。この大きくて重い装置は、たとえば地震など過剰な負荷が作用した後にその状態が監視されなければならない、橋や管路、船舶、またはその他の構造上に直接設置することができない。そこで、負荷がかけられる前後の測定要素の間隔測定を、収集されたインプレッション体上に生み出された測定点のインプレッション上で測定顕微鏡を用いて実施する、本発明のゲージを使用することが有利になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は、添付の図面を用いて、特定の実施形態についてより詳細に説明される。
【００２４】
材料のための例示的な線ひずみゲージは、平行軸を有する測定ブレード２と嵌り合う、少なくとも２つの測定要素１を備える。それらの測定要素１は、測定される材料に取り付け可能である。ゲージはまた、測定ブレード２の材料よりも低い硬度を有する寸法安定性材料で製作されたインプレッション面４を有する、可搬走査体３を備え、または、走査体３は、可搬測定装置で置換または補完することができる。測定ブレード２に対面しない側で、測定要素１は、ラグ１１の穴１０内に配置され、樹脂ベースの接着剤を用いてそれに取り付けられる。ラグ１１は円柱形状であり、穴１０は、円柱軸の方向に配置され、雌ねじ部１２と嵌り合う。ラグ１１は、電気アークによって製作された溶接部を用いて、測定される材料の表面に取り付けられる。
【００２５】
測定ブレード２は、その中央区間において、取付部５を有し、測定要素１は、その底部区間で、ネック６および円錐形端部７と嵌り合う。
【００２６】
測定ブレード２の軸を互いに平行に精密に設定することに続いて、測定要素１は、測定要素１用の穴９を有する、移送ボードを含む移送リグ８内に差し入れられ、測定要素１と移送リグ８の間の接合部は、測定要素１と測定される材料との間の接合部よりも低い強度を有する。
【００２７】
ゲージは、測定要素１がリグ８内の穴９内に挿入され、ブレード２の軸の厳密な相互距離および平行が設定されるように製造され、その後測定要素１は、測定要素１と測定される材料との間で使用される接着剤よりも強度が低い接着剤を用いて、この位置に固定される。その後、測定要素１は、測定される材料にラグ１１を用いて取り付けられ、移送リグ８は、測定要素１を連結させた後に取り外すことができる。
【００２８】
一方法によれば、測定要素１は、移送リグ８内の穴９内へと挿入する前に、ラグ１１の穴１０内に配置され、樹脂ベースの接着剤を用いてラグ１１に連結され、ブレード２の軸の厳密な距離および平行を設定した後、ラグは測定される材料に溶接され、移送リグ８は取り外される。
【００２９】
別の方法によれば、ラグ１１は、まず測定される材料に溶接され、移送リグ８内に配置された測定要素１が、ラグ１１内に挿入され、樹脂ベースの接着剤を用いてそれらに連結される。接合部が硬化すると、輸送リグ８は取り外される。
【００３０】
材料の永久線ひずみの測定方法の場合、材料の表面上にある２点間の元の距離の変化が確認されるところで、測定される材料の表面に固定された測定要素１のインプレッションが、走査体３のインプレッション面４上に生み出され、両インプレッションの確認された位置の厳密な距離が、測定要素１の間隔内で測定され、第１対のインプレッションが、ひずみ前に生み出され、測定要素１の別の対のインプレッションが臨界ひずみ後に生み出され、第１対のインプレッションと第２対のインプレッションの間の距離が比較される。したがってゲージは、材料の測定される区間に取り付けられた固定された部品と、可搬部品とを備える。
【００３１】
本発明による、材料の線ひずみを測定するためのゲージおよびその製作方法は、特に宇宙空間、船舶、電力、建設など、様々な産業分野に応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】２つの測定要素の位置を示す平面図である。
【図２】インプレッション体を備える、ラグ内にある測定要素の側断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…測定要素、２…測定ブレード、３…走査体、４…インプレッション面、８…リグ、１１…ラグ
【図１】
2008519249.tif 000003
【図２】
2008519249.tif 000004
【国際調査報告】
2008519249.tif 000005
2008519249.tif 000006