(57)【要約】  物体（３）の表面の歪みを測定するための装置であって、中心セクション（６）と、中心セクション（６）の両側に配置された２つの端部セクション（８）とが設けられたキャリア（５）を有する。歪み要素（１０）が、キャリア（５）に接続され、この歪み要素（１０）には、歪みセンサ（１１）が設けられている。歪みを測定するための装置（１）は、所定の距離離れて物体（３）の表面に直接取着されることができる２つの支持脚（９）を有する。キャリア（５）の２つの端部セクション（８）は、各セクションで１つの支持脚（９）に着脱可能に接続されている。
2012523561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心セクション（６）と、前記中心セクション（６）の両側に配置された２つの端部セクション（８）とが設けられたキャリア（５）と、
前記キャリア（５）に接続され、歪みセンサ（１１）が設けられた歪み要素（１０）とを具備する、物体（３）の表面の歪みを測定するための装置であって、
２つの支持脚（９）が設けられ、前記２つの支持脚（９）は、所定の距離離れて前記物体（３）の前記表面に直接取着されることができ、
前記キャリア（５）の前記２つの端部セクション（８）は、各セクションで１つの支持脚（９）に着脱可能に接続されている装置。
【請求項２】
前記キャリア（５）は、前記支持脚（９）の間で直線によって決定される長軸線（１４）を有し、
前記歪み要素（１０）は、前記長軸線（１４）にほぼ平行に延びた自由セクションを形成するために、２つの取着位置で前記キャリア（５）に取着され、
前記自由セクションには、前記歪みセンサ（１）が設けられている請求項１の装置。
【請求項３】
一方で、前記支持脚の間の距離と、他方で、前記キャリアの前記取着位置の間の距離との比は、１ないし２の範囲にあるか、１未満である請求項２の装置。
【請求項４】
前記支持脚の間の前記距離は、５ｃｍよりも大きい、好ましくは、１０ｃｍのように、８ｃｍよりも大きい請求項２又は３の装置。
【請求項５】
前記キャリアの前記取着位置の間の前記距離は、７ｃｍ未満であり、好ましくは、６ｃｍ未満であり、例えば、５ｃｍである請求項２ないし４のいずれか１の装置。
【請求項６】
前記歪み要素（１０）には、温度センサ（１２）が設けられている請求項１ないし５のいずれか１の装置。
【請求項７】
前記キャリア（５）は、前記中心セクション（６）と前記キャリア（５）の端部セクション（８）との間に配置された少なくとも１つの弾性セクション（７）を有する請求項１ないし６のいずれか１の装置。
【請求項８】
前記歪み要素（１０）の前記自由セクションは、プレストレスの下で前記取着位置の間に配置されている請求項７の装置。
【請求項９】
前記キャリアには、前記歪み要素（１０）の正確な動作をモニタするためのモニタリング要素（１３）が設けられている請求項１ないし８のいずれか１の装置。
【請求項１０】
前記支持脚（９）の各々は、直立ピン（２４）を有し、
前記キャリア（５）の前記端部セクション（８）の各々は、前記長軸線（１４）に対してほぼ横方向に延びた側方受けスロット（１８）を有し、
前記側方受けスロット（１８）は、前記直立ピン（２４）を受けることができ、
カバー部材（２７）が、各直立ピン（２４）を覆って配置され、
ばね手段（２５）が、前記カバー部材（２７）の内側と前記キャリア（５）との間にプレストレスを与える請求項１ないし９のいずれか１の装置。
【請求項１１】
前記支持脚（９）の各々は、平らな面（４２）が各々に設けられた複数の支持脚部分（４４）を有し、
前記キャリア（５）の前記端部セクション（８）には、前記キャリア（５）の長軸線（１４）の両側に２つの支え面（４３）を有する開口が設けられ、
前記平らな面（４２）と支え面（４３）とは、使用中、互いに支持する請求項１ないし１０のいずれか１の装置。
【請求項１２】
前記歪み要素（１０）は、光ファイバ（１７）を有し、
温度センサ（１２）が、必要であれば、前記光ファイバ（１７）に組み込まれている請求項１ないし１１のいずれか１の装置。
【請求項１３】
前記歪み要素（１０）は、電気式歪みゲージを有する請求項１ないし１２のいずれか１の装置。
【請求項１４】
前記支持脚（９）の各々は、各支持脚（９）の底面に形成された接着チャンバ（２１）を有し、
各支持脚（９）の前記底面は、ほぼ環状であり、前記物体（３）の前記表面に前記底面を取着させるために第１のタイプの接着剤を塗布されており、
前記接着チャンバ（２１）は、前記物体（３）の前記表面に前記支持脚（９）を取着させるために第２のタイプの接着剤のための供給開口（２２）を有する請求項１ないし１３のいずれか１の装置。
【請求項１５】
請求項１ないし１４のいずれか１の装置を用意することと、
一定の距離離れたところで前記支持脚を付属品に着脱可能に取着することと、
前記付属品に取着された前記支持脚を前記表面に固定することと、
前記付属品を取り外すことと、
前記表面に固定された前記支持脚にキャリアを着脱可能に取着することと、
前記キャリアの前記歪み要素を較正することとを具備する、物体の表面の歪みを測定する方法。
【請求項１６】
前記キャリアは、前記支持脚から取り外され、
さらなるキャリアが、前記支持脚に着脱可能に取着され、
前記さらなるキャリアは、前記キャリアに実質的に対応し、
前記さらなるキャリアは、予め較正され、前記支持脚に着脱可能に取着された後に再び較正されない請求項１５の物体の表面の歪みを測定する方法。
【請求項１７】
前記歪み要素（１１）は、固定材料を使用して前記キャリア（５）に固定された光ファイバ（１７）を有し、前記固定材料は、前記光ファイバ（１７）の大部分を囲んでおり、
この方法は、さらに、使用中、前記光ファイバ（１７）の光学特性を測定することによって、前記光ファイバ（１７）と前記キャリア（５）との間の接続をモニタすることを具備する請求項１５又は１６の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、  
中心セクションと、前記中心セクションの両側に配置された２つの端部セクションとが設けられたキャリアと、  
前記キャリアに接続され、歪みセンサが設けられた歪み要素とを具備する、物体の表面の歪みを測定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
欧州特許第１８１６４３２号は、キャリアと、歪みセンサを備えた光ファイバとが設けられた光学式歪みゲージを開示している。キャリアは、キャリアの長軸線に沿って延びた中心セクションを有する。中心セクションの両側に、物体の表面に取着するための取着面を備えた取着部材があり、これの歪みが測定される。光ファイバは、取着部材の間のキャリアの長軸線に平行に配置されている。光ファイバの歪みセンサは、中心セクションの位置に位置されている。光ファイバを通して光を伝送して、歪みセンサによって反射された光の波長を測定することによって、光ファイバの歪みが決定されることができる。キャリアの取着面は、例えば、結合又はスポット溶接によって、物体の表面に固定されるように接続されている。
【０００３】
国際公開ＷＯ９７／１５８０５号は、光ファイバのベースに作用する歪み計を説明している。複数の支持脚が、測定される面に取着されることができるベースプレートに取着されている。光ファイバは、複数のループで支持脚に巻回され、ホルダに取着されて保持される。ベースプレートは、ベースプレートが測定される表面の応力を記録するようにして、測定される表面に係合されなければならない。そして、光ファイバを備えたホルダが、支持脚を覆って置かれ、下向きに力強く押圧される。
【０００４】
歪みゲージは、比較的精密であり、故障しやすい。実際には、歪みゲージは、定期的に修理されるか交換されなければならない。歪みゲージは物体の表面に固定されるようにして接続されるので、大規模な品質制御手順及び歪みゲージの再較正が、歪みゲージの修理又は交換の後に行われる。歪みセンサの壊れやすさ及び測定信号の必要な正確さ及び信頼性により、歪みゲージの修理又は交換は、専門技術知識を持つスタッフによってのみ実行されることができる。歪みゲージが風車で使用されるのであれば、較正はまた、特定の風の状況の下で行われなければならない。かくして、歪みゲージの修理及び交換は、労力がかかり時間もかかり、歪みゲージの維持コストは比較的高い。
【０００５】
さらに、例えば、負荷減少手段及びいわゆる状況モニタリング技術である、正確な負荷測定手段によって決まる風車に関する技術が使用される。これらの場合には、信頼できる歪み測定が利用でき、歪みセンサが、故障した場合に迅速かつ簡単に交換されることができることが重要である。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の目的は、物体の表面の歪みを測定するための改良された装置を提供することである。
【０００７】
本発明に係われば、この目的は、物体の表面の歪みを測定するための装置によって達成される。この装置は、中心セクションと、前記中心セクションの両側に配置された２つの端部セクションとが設けられたキャリアと、前記キャリアに接続され、歪みセンサが設けられた歪み要素とを具備し、２つの支持脚が設けられ、前記２つの支持脚は、所定の距離離れて前記物体の前記表面に直接取着されることができ、前記キャリアの前記２つの端部セクションは、各セクションで１つの支持脚に着脱可能に接続されている。
【０００８】
係合のプロセスでは、まず、支持脚が、歪みが測定される物体の表面に、所定の距離離れたところに取着される。物体の歪みは、支持脚の位置の間の対称物の表面の長さの変化によって決定される。支持脚が表面に直接係合されるので、かなり直接の正確な測定が可能である。歪みセンサを備えた歪み要素を保持しているキャリアは、予め較正されている。支持脚が物体の表面に対して互いに対して正確に位置付けられた後、予め較正されたキャリアが、着脱可能な接続によって支持脚に取着される。第１の時間の間キャリアを係合しているとき、支持脚の位置のずれ（deviation）が可能であることにより、予め較正されたキャリアを較正することもまた通常必要である。このようなずれは、表面への支持脚の取着中、物体へのプレストレスによることができる。続いて、キャリアは、物体の表面の歪みを測定するために使用されることができる。そして、歪みセンサに欠陥があるとき、歪み要素と歪みセンサとを備えたキャリアを有する完全なユニットが、新しい予め較正されたキャリアと着脱可能な接続を介して交換される。支持脚は物体の同じ位置で表面に取着され、支持脚の位置は正確に知られているので、新しいキャリアは、支持脚の位置のずれを再び較正しなくてもよい。それ故、欠陥があるとき、歪みを測定するための装置の修理が、容易かつ迅速に実行されることができる。さらに、修理は、通常の維持スタッフによって実行されることができる。
【０００９】
一実施の形態では、前記キャリアは、前記支持脚の間で直線によって決定される長軸線を有し、前記歪み要素は、前記長軸線にほぼ平行に延びた自由セクションを形成するために、２つの取着位置でキャリアに取着され、前記自由セクションには、前記歪みセンサが設けられている。歪みセンサの自由セクションは、長軸線の方向で離れた距離のところに位置された２つの取着位置の間に自由に、即ち適当に延びている。自由セクションは、例えば、キャリアの中心セクションの上に部分的に、又は完全に延びている。
【００１０】
この場合には、一方で、前記支持部材の間の距離と、他方で、前記キャリアの前記取着位置の間の距離との比は、１ないし２の範囲にある。この比が大きくなるに従って、歪み測定の感度も向上し、即ち、同じ歪みが、よりよい測定結果をもたらす。しかし、キャリアは、一方で、前記支持部材の間の距離と、他方で、前記キャリアの前記取着位置の間の距離との比は、１未満であるようにして設計されることもできる。これは、歪みセンサの歪みを減少させることができ、耐用寿命にとって効果的である。
【００１１】
前記支持脚の間の前記距離は、５ｃｍよりも大きい、好ましくは、１０ｃｍのように、８ｃｍよりも大きい。従って、前記寸法に沿った平均歪みが測定されることができる。歪みゲージは、通常、比較的小さいことが知られており、局所的な歪み測定のみを可能にする。上述の感度を達成するために、前記キャリアの前記取着位置の間の前記距離は、この場合には、例えば、７ｃｍ未満であり、好ましくは６ｃｍ未満であり、例えば、５ｃｍである。
【００１２】
一実施の形態では、前記歪み要素には、温度センサが設けられている。温度センサは、好ましくは、実質的に歪みを受けない位置でキャリアに取着されている。温度センサの測定は、温度の変動に対して歪みセンサによって測定された歪みを補償するために使用されることができる。歪み要素が光ファイバで光学式歪みセンサとして設計されているならば、温度センサは、光ファイバと一体的にされることができる。
【００１３】
前記キャリアは、前記中心セクションと前記キャリアの端部セクションとの間に配置された少なくとも１つの弾性セクションを有することが可能である。歪み要素と係合したとき、これらの自由セクションは、弾性セクションを締め付けて（squeeze）、この位置で端部セクションの取着位置に歪み要素を取着することによって、プレストレスの下で取着位置の間に配置されることができる。プレストレスの下で支持脚にキャリアを係合することもまた可能である。この結果として、自由セクションが、歪みと圧力との両方を、即ち、正負の歪みを測定することが可能である。さらに、キャリアの弾性セクションは、キャリアが長軸線に沿って延長されたり収縮されたりしたとき、支持脚に加えられた力を減少させる。この場合に起こる移動は、結局、弾性セクションによって吸収される。さらに、弾性セクションの使用の結果として、キャリアの中心セクションは、疲労負荷を決して受けず、キャリアの耐用寿命にとって効果的である。
【００１４】
一実施の形態では、前記キャリアには、前記歪み要素の正確な動作をモニタするためのモニタリング要素が設けられている。モニタリング要素は、例えば、遠隔動作されることができる。一実施の形態では、モニタリング要素は、加熱部材である。加熱部材のスイッチを入れることによって、歪み要素に歪みが生じる。このような加熱部材を使用して、歪み要素の作用は、遠隔で容易にチェックされることができる。これは、歪み要素の検出可能でないという故障を検出することができるために、効果的である。
【００１５】
前記支持脚の各々は、直立ピンを有し、前記キャリアの前記端部セクションの各々は、前記長軸線に対してほぼ横方向に延びた側方受けスロットを有し、前記側方受けスロットは、前記直立ピンを受けることができ、カバー部材が、各直立ピンを覆って配置され、ばね手段が、前記カバー部材の内側と前記キャリアとの間にプレストレスを与える。キャリアは、支持脚に対してばね手段によってプレストレスを与えられる。この結果として、キャリアは、支持脚に信頼できるように配置され、一方、ばね手段は、精密な歪み要素を保護するために、衝撃負荷を吸収することができる。しかし、着脱可能な接続は、もちろん、例えば、ボルト及びナットを使用した接続によって、異なるやり方で形成されることができる。
【００１６】
一実施の形態では、前記支持脚の各々は、平らな面が各々に設けられた複数の支持脚部分を有し、前記キャリアの前記端部セクションには、前記キャリアの長軸線の両側に２つの支え面を有する開口が設けられ、前記平らな面と支え面とは、使用中、互いに支持する。この実施の形態では、この装置は、動作上信頼できかつ丈夫であるようにして物体に係合される。
【００１７】
一実施の形態では、前記歪み要素は、光ファイバを有する。歪み要素の歪みセンサは、例えば、いわゆるブラッググレーティングを有する。このような歪み要素は、長い耐用寿命を有し、電荷に反応しない。しかし、歪み要素はまた、光学式歪みゲージに代わって電気式歪みゲージを有することができる。
【００１８】
前記支持脚の各々は、各支持脚の底面に形成された接着チャンバを有し、各支持脚の底面は、ほぼ環状であり、前記物体の前記表面に前記底面を取着させるために第１のタイプの接着剤を塗布されており、前記接着チャンバは、前記物体の前記表面に前記支持脚を取着させるために第２のタイプの接着剤のための供給開口を有する。接着チャンバは、各支持脚の底面に中空空間として設計されている。支持脚は、まず、例えば、速効性の硬化接着剤である第１のタイプの接着剤によって表面に取着される。第１のタイプの接着剤は、支持脚が正確に位置されることができることを確実にする。接着剤の接続の強度は、供給開口を介して、例えば、遅効性の硬化接着剤である第２のタイプの接着剤を供給することによって達成される。この第２のタイプの接着剤は、例えば、歪みを吸収するのにより適している。
【００１９】
本発明はまた、物体の表面の歪みを測定する方法であって、  
請求項１ないし１４のいずれか１の装置を用意することと、  
一定の距離離れたところで前記支持脚を付属品に着脱可能に取着することと、  
前記付属品に取着された前記支持脚を前記表面に固定することと、  
前記付属品を取り外すことと、  
前記表面に固定された前記支持脚にキャリアを着脱可能に取着することと、  
前記キャリアの前記歪み要素を較正することとを具備する、物体の表面の歪みを測定する方法に関する。
【００２０】
第１のキャリアの歪み要素は、取着された支持脚の間の距離に対して較正される。
【００２１】
この場合には、前記キャリアは、前記支持脚から取り外され、さらなるキャリアが、前記支持脚に着脱可能に取着され、前記さらなるキャリアは、前記キャリアに実質的に対応しており、前記さらなるキャリアは、予め較正され、前記支持脚に着脱可能に取着された後に再び較正されない。第１のキャリアの欠陥があれば、第１のキャリアは、予め較正された第２のキャリアによって交換されることができる。第２のキャリアが取着された後、取着された支持脚の間の距離に対して第２のキャリアを再び較正する必要はない。
【００２２】
さらなる実施の形態では、前記歪み要素は、固定材料を使用して前記キャリアに固定された光ファイバを有し、前記固定材料は、前記光ファイバの大部分を囲んでおり、この方法は、さらに、使用中、前記光ファイバの光学特性を測定することによって、前記光ファイバと前記キャリアとの間の接続をモニタすることを具備する。固定材料がファイバを囲んでいるという事実により、これは、ずれが検出される結果として、光ファイバの光学特性に影響を与える。
【００２３】
本発明は、図面に示される例示的な実施の形態を参照して詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、物体の表面の歪みを測定するための装置の斜視図である。
【図２ａ】図２ａは、図１に示される装置の上面図である。
【図２ｂ】図２ｂは、図１に示される装置の側面図である。
【図２ｃ】図２ｃは、図１に示される装置の正面図である。
【図３】図３は、図２ａのＩＩＩ−ＩＩＩに沿った横断面図である。
【図４】図４は、本発明の装置の第２の実施の形態の上面図である。
【図５】図５は、図４の実施の形態で使用されるような支持脚の斜視図である。
【図６】図６は、図４の装置の正面図である。
【図７】図７は、本発明の装置の第３の実施の形態の上面図である。
【図８】図８は、本発明の装置の第４の実施の形態の横断面図である。
【図９】図９は、図８の実施の形態で使用されるような支持脚の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
物体３の表面の歪みを測定するための、図示される装置１は、さまざまなアプリケーションに適用可能である。例えば、装置１は、風車の回転翼の内面の歪み測定のために使用されることができる。装置１は、キャリア５と、歪み要素１０と、物体３の表面に直接取着される２つの支持脚９とを有する。支持脚９の位置は、支持脚９の位置の間の物体３の表面の歪みの結果として、単独で、又は実質的に単独で動くことができる。
【００２６】
キャリア５は、長軸線１４を有する。キャリア５は、中心セクション６と、２つの弾性セクション、即ちばねセクション７と、２つの端部セクション８とを有する。これら端部セクション８は、中心セクション６の両側に配置され、一方、弾性セクション７は、中心セクション６と端部セクション８との間に配置されている。この例示的な実施の形態では、これらセクション６、７、８は、一体的な部品として形成されている。中心セクション６及び端部セクション８は、実質的に硬質である。弾性セクション７は、長軸線１４の方向にわずかに弾性を有する。この例示的な実施の形態では、各弾性セクション７は、横方向に切り込みを有する。
【００２７】
歪み要素１０は、キャリア５に配置されている。歪み要素１０は、さまざまなようにして設計されることができる。例えば、歪み要素は、電子的な歪み要素であり、物体の歪みが、歪み要素１０の電気抵抗の変化によって決定される。この例示的な実施の形態では、歪み要素１０は、光ファイバ１７を備えた光学式歪み要素として設計されている。
【００２８】
図１並びに図２ａにより明確に示されるように、キャリア５は、スロット形状のダクト２９を有し、光ファイバ１７は、このダクト内に実質的に収容されている。光ファイバ１７は、第１の接続部分１５から第２の接続部分１６まで延びている。これら接続部分１５、１６は、直立プレート３１によってキャリア５の端部セクション８に係合されている。これら接続部分１５、１６は、測定ユニットに接続されることができ、測定ユニットには、光源及び検出器（図示されない）が設けられる。使用中、光源は、第１の接続部分１５を介して、光ファイバ１７によって光ビームを伝送する。
【００２９】
光ファイバ１７は、例えば、接着、あるいは結合によって、少なくとも２つの取着位置２でキャリア５の端部セクション８に局所的に取着されている。光ファイバ１７は、これら２つの取着位置２の間に自由に延びた自由セクションを有する。光ファイバ１７の自由セクションは、中心セクション６を横切る長軸線１４にほぼ平行に延びている。光ファイバ１７の自由セクションは、歪みセンサ１１を有する。歪みセンサ１１は、歪みを測定するための測定レンジを形成している。この例示的な実施の形態では、歪みセンサ１１は、いわゆるブラッググレーティングとして設計されている。ブラッググレーティング１１で反射された光の波長は、ブラッググレーティング１１に関する光ファイバ１７の自由セクションに力を加える歪みの測定につながる。
【００３０】
光ファイバ１７は、さらに、例えば、接着、あるいは結合によって、キャリア５の端部セクション８の一方の外面でさらなる取着サイト４に局所的に取着されている。端部セクション８の外面は、中心セクション６から離れている側で支持脚９から延びた端部セクション８のセクションである。図２ａでは、右側の端部セクション８の外面は、右側の支持脚９の右に位置されている。端部セクション８の外面は、実質的に歪みを受けない。
【００３１】
端部セクション８の外面に局所的に取着された光ファイバ１７のセクションは、温度センサ１２を有する。この例示的な実施の形態では、温度センサ１２は、ブラッググレーティングとして設計されている。温度センサ１２が実質的に歪みを受けない位置に位置されるので、温度センサ１２による測定が、歪みセンサ１１により測定される歪みを温度の変動に関して補償するために使用されることができる。
【００３２】
付随的に、キャリア５には、遠隔制御されることができるモニタリング要素１３が設けられることが可能である。このようなモニタリング要素１３によって、歪み要素１０が適切に機能するかどうかを離れたところから試験することが可能である。これは、歪み要素１０が検出可能でないという失敗を防ぐことを可能にする。ブラッグ反射体１１が設けられたガラスファイバの部品の形態である歪み要素１０の場合には、モニタリング要素１３は、例えば、歪み要素１０の位置で中心セクション６を加熱する加熱部材であることができる。局所的な加熱の結果として、歪み要素１０は、膨張し、この影響は、測定可能でなければならない。代わって、モニタリング要素１３は、例えば、歪み要素１０に対して機械的な力を加えることができる。
【００３３】
キャリア５は、支持脚９に着脱可能に接続されている。支持脚９及びキャリア５と支持脚９との間の着脱可能な接続は、さまざまなやり方で形成されることができる。この例示的な実施の形態では、支持脚は、支持柱又はスタッドとして形成される。支持脚９の各々は、ベース２０と、ベース２０から突出している直立ピン２４とを有する。キャリア５は、長軸線１４に対してほぼ横方向に配置された２つの側方受けスロット１８を有する。これら側方受けスロット１８は、長軸線１４まで実質的に延びている。支持脚９の直立ピン２４の各々は、キャリア５の側方受けスロット１８の一方に各々収容されることができる。
【００３４】
この例示的な実施の形態では、ばね手段２５は、各直立ピン２４（図３参照）に押圧され、カバー部材２７が、これらの上部に配置されている。各直立ピン２４は、長軸線１４に対してほぼ横方向に延びた貫通開口を有する。カバー部材２７の各々には、ばね手段２５の作用に対してこれらカバー部材２７を下向きに押圧することによって、直立ピン２４の貫通開口とアライメントされることができる対応している貫通開口が設けられている。明らかに、直立ピン２４は、単一の貫通開口に代わって、管状であることができ、各直立ピン２４に２つのアライメントされた開口がある。
【００３５】
直立ピン２４の開口及びカバー部材２７の開口が互いに対してアライメントされた後、ロッキング部材２６が、この例示的な実施の形態では、まっすぐなセクション及び湾曲したクランピングセクションを有する弾性クランプによって形成されることができ、これら開口に押圧されることができる。
【００３６】
ばね手段２５のばね作用に対してカバー部材２７を下向きに押圧することによって、ばね手段２５がカバー部材２７の内面とキャリア５との間にプレストレスを与える。キャリア５は、これにより、支持脚９に対して下向きに押圧される。キャリア５は、直立ピン２４にキャリア５を押圧し、そして、カバー部材２７及びクランプ２６とこれらをロックすることによって、支持脚９に簡単かつ素早く接続されることができる。キャリア５は、クランプ２６及びカバー部材２７を取り外して、支持脚９の直立ピン２４から離れるようにキャリア５を押圧することによって、簡単なやり方で取り外されることができる。
【００３７】
キャリア５の弾性セクション７は省略されることができるが、弾性セクション７は、いくつかの効果を提供する。キャリア５の弾性セクション７は、長軸線１４に沿ってキャリア５を延長したり収縮したりしたとき、支持脚９に加えられる力を減少させる。このプロセス中に加えられる力は、結局、弾性セクション７によって大部分吸収される。さらに、弾性セクション７により、キャリア５は、疲労負荷を決して受けず、多少なりとも、キャリア５の耐用寿命にとって効果的である。弾性セクション７により、さらに、光ファイバがキャリア５の端部セクションに取着される前に、光ファイバ１７の自由セクションにプレストレスを加えることが可能である。そして、光ファイバ１７のプレストレスが加えられた自由セクションは、歪みと圧力との両方を測定することができる。
【００３８】
図４の上面図に示される本発明の第２の実施の形態では、キャリア５の全長を短くすることが可能である。この実施の形態では、支持脚９の単一の直立ピン２４は、２つの支持脚部分４４に置き換えられている。図５は、ベース２０からほぼ垂直に突出している２つの支持脚部分４４を有する支持脚９の斜視図である（図１ないし図３の実施の形態での単一の直立ピン２４と比較せよ）。各支持脚部分４４は、平らな面４２を備えた少なくとも１つの面に設けられ、対向している面に、取着開口４５が設けられている。図示される実施の形態では、支持脚部分４４は、正方形のデザインであるが、代わって、平らにされたシリンダの形態で設計されることができる。
【００３９】
図４に示されるように、キャリア５の各端部セクション８には開口が設けられ、支持脚部分４４がこの開口中に挿入されることができる。端部セクション８の開口は、複数の支え面４３を形成し、支持脚部分４４の平らな面４２が、使用中、この支え面４３に対して支持する。支持脚９及びキャリア５は、平らな面４２及び支え面４３によって、使用中、互いに対して固定される（円筒形の接触面を備えた、図１ないし図３の実施の形態よりも大きな表面をもたらす）ので、この実施の形態は、結果としてより信頼できる測定が実行されることができるように、捩れなどに対するよりよい耐性を提供する。
【００４０】
この実施の形態では、支持脚９の支持脚部分４４は、長軸線１４の両側に、歪み要素１０に対して対称的に配置されている。支持脚部分４４の間に開口があるという事実により、ファイバ１７は、比較的長い距離にわたって長軸線１４に沿って延びることができ、比較的小さな端部セクション８の寸法で曲がって延びることができる。従って、キャリア５の全長は、比較的小さいことができ、一方、歪み要素１０の全長は、同じままであり、かくして、よりコンパクトな構成が可能となる。
【００４１】
支持脚９は、図６の正面図に示されるように、例えば、取着開口４５と係合されるボルト４６によってキャリア５に取着される。この図では、この実施の形態において、歪み要素１０が、２つの支持脚部分４４の間の対称的な平面４１に配置されることが明らかに見られることができる。
【００４２】
図４に示される実施の形態では、スロット形状のダクト２９が、特に、中心セクション６で、図１ないし図３の実施の形態とは異なる形状を有する。これは、中心セクション６がより小さくなることを可能にし、必要とされる材料が少なくなり、製造コストに関して効果的である。
【００４３】
さらなる実施の形態では、装置１には、歪み要素１０にほぼ平行な第２の歪み要素１０’が設けられている。
【００４４】
図７は、第１の変形例を示している。第１の変形例では、歪み要素１０及び第２の歪み要素１０’は、物体３の表面にほぼ平行であり、言い換えれば、歪み要素１０、１０’は、物体３の表面に平行な平面にある。図示されるように、第２の歪み要素１０’はまた、第２の取着位置２’によって端部セクション８に固定されている。第２の歪み要素１０’は、長軸線１４に位置されておらず、むしろこの長軸線に平行であり、この場合には、歪み要素１０と第２の歪み要素１０’とに異なる歪みが生じるので、（長軸線１４を中心とした）物体３の表面の回動を測定することが可能である。
【００４５】
図８は、第２の変形例の断面図である。第２の変形例では、歪み要素１０及び第２の歪み要素１０’は、支持脚部分４４の間の中央に位置されるが、物体３の表面までの距離は異なる。歪み要素１０及び第２の歪み要素１０’は、物体の表面にほぼ平行であり、物体３の表面に垂直な平面にある。この実施の形態は、図１ないし図３の実施の形態から２つの装置１の組合せとして理解されることができ、歪み要素１０と第２の歪み要素１０’との間の所定の距離で他方の上に一方が配置されている。この変形例によって、歪み要素１０及び第２の歪み要素１０’の歪みが異なるという事実により、物体３の表面の曲げを測定することが可能となる。
【００４６】
図８に示されるような変形例では、比較的長い支持脚部分４４の一実施の形態が使用され、支持脚部分４４の各々には、２つの取着開口４５が設けられ、これら取着開口４５は、図９の斜視図に示されるように、２つのボルト４６を使用して各々端部セクション８に固定される。このタイプの取着により、歪み要素１０と第２の歪み要素１０’とは、この実施の形態でこれら位置に十分に固定され、かくして、使用中、信頼できる装置となる。
【００４７】
さらなる変形例が可能であり、例えば、図７並びに図８の実施の形態が組み合わせられ、３つの歪み要素１０、１０’があることができる。変形例もまた想到され、歪み要素１０及び第２の歪み要素１０’は、互いに平行に位置されず、互いに角度をなしている。これら実施の形態を用いて、物体３の表面の複雑な変形もまた測定されることができる。
【００４８】
本発明のさらなる実施の形態では、ファイバ１７には、取着位置２、２’の位置に個々のブラッググレーティングが設けられることができる。これは、ファイバ１７の取着（結合）が、使用中（即ち、装置１が決してアクセス可能でない結果として、多少なりとも、装置１が物体３に配置されているとき）、取着位置２でなおもそのままであるかどうかをモニタすることを可能にする。概して、キャリア５の光ファイバ５は、光ファイバ１７の周り（光ファイバ１７の周囲）を大部分覆っている固定材料（fastening material）で固定されている。ファイバ１７の周りの固定材料（例えば、接着剤）がこのファイバ１７の光学特性に影響を与えるので、使用中、局所的なずれ（例えば、固定材料の部分的な分離）が検出されることができる。
【００４９】
物体３の表面の歪みを測定するための装置１を配置するために、以下の方法が使用されることができる。必要であれば、物体３の表面は、まず、プレ処理される。プレ処理の間、物体３の表面は、例えば、単一の平面に支持脚９を収容するのに適切にされている。その後、支持脚９は、付属品によって表面に直接取着される。
【００５０】
付属品は、支持脚９が物体３の表面に所定の距離離れて取着されるように設計されている。付属品は、実質的に、硬質なダミーのキャリアである。付属品は、互いに対して支持脚９を位置決めするための手段を有する。図示される例示的な実施の形態に従って、付属品には、キャリア５と同じ寸法で支持脚を収容するための側方受けスロットが設けられることができる。そして、付属品と一定距離離れて配置された支持脚９は、物体３の表面に取着されることができる。
【００５１】
物体３の表面に、付属品に取着された支持脚９を固定することは、さまざまなやり方で達成されることができる。この例示的な実施の形態では、支持脚９は、２つの異なる種類の接着剤を使用して物体の表面に結合される。各支持脚９のベース２０は、物体３の表面に取着されることができる底面を有する。ベース２０の底面には、接着チャンバ２１が設けられ、この結果、ベース２０の残りの底面は、環状である（図３参照）。接着チャンバ２１は、接着剤のための供給開口２２と、放出開口２３とを有する。
【００５２】
環状の底面は、速効性の硬化接着剤（quick-hardening glue）によって物体３の表面に接着されることができる。支持脚９は、例えば、このような速効性の硬化接着剤を使用して２ないし４分以内に、例えば、３分以内に、固定される。続いて、供給開口２２によって接着チャンバ２１の遅効性の硬化接着剤（slow-hardening glue）を与えることが可能である。遅効性の硬化接着剤は、例えば、６時間以上、例えば、１０時間で硬化する。遅効性の硬化接着剤は、速効性の硬化接着剤よりも歪みを吸収するのにより適しており、一方、速効性の硬化接着剤は、物体３の表面の正確な位置決めを可能にする。
【００５３】
支持脚９は、物体３の表面に緊密かつ確実に固定された後、予め較正されたキャリア５、言い換えれば、予め較正された歪み要素１０を備えたキャリア５が、支持脚９に着脱可能に接続されている。この例示的な実施の形態では、着脱可能な接続が、クランプ２６及びカバー部材２７によって形成される。さらに、通常、付属品によって取着された支持脚９の位置からのずれが起こりうることに関して、予め較正されたキャリア５を較正することが必要である。このようなずれは、表面への支持脚３の固定の間、物体３へのプレストレスの結果であることができる。キャリア５は、物体３の表面の歪みを測定するために使用されることができる。
【００５４】
キャリア５の歪み要素１０に欠陥があるとき、欠陥のある歪み要素１０を備えたキャリア５が、全体として取り外され、予め較正された歪み要素１０を備えた新しいキャリア５と交換される。新しいキャリア５は、付属品によって取着された支持脚９の位置でずれが起こりうることに関して、再び較正される必要はない。かくして、交換は、簡単かつ迅速になされる。新しいキャリア５は、再び、支持脚９に着脱可能に接続される。
【００５５】
較正の状況では、ゲイン及びオフセットとの用語が一般的に使用される。この例示的な実施の形態では、ゲインは、歪みセンサの波長の変化と歪みの変化との間の比によって決定される。オフセットは、ゼロシフトを形成し、これは、支持脚９の間の距離、キャリア５の取着位置の間の距離、及びキャリア５に対する光ファイバ１７の接着結合によって決定される。キャリア５の取着位置と、キャリア５に対する光ファイバ１７の接着結合との間の距離によるゲイン及びオフセットは、予め決定されることができる。従って、キャリア５を前もって較正することが可能である。支持脚９の間の距離の結果としてのオフセットは、位置に対してのみ決定されることができる。通常、これは、１回実行されなければならない。第２のキャリア５が係合されたとき、このオフセットが知られる。付随的には、新しい、第２のキャリア５が係合された後、再びオフセットを決定することを必要とすることができる。
【００５６】
本発明は、図示される例示的な実施の形態に限定されない。当業者は、本発明の範囲内で、さまざまな変形例をなすことができる。例えば、着脱可能な接続は、ボルト／ナット接続によって、あるいは、風車の回転翼の製造中の支持脚をラミネートすることによって達成されることができる。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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