JPS6035009B2 - 試料の変形量測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金属パイプ等の円筒形材料その他の試料の耐
久試験時などに、試料に生じる変形を側定するための試
料の変形量測定装置に関するものである。

上述のような耐久試験は、大気との間に圧力差があり、
しかも高温でかつ腐蝕性ガスの充満された特殊な雰囲気
下において行なわれるのが一般的である。

このとき、試料に生じる変形量を測定する変位検出器を
同じ雰囲気中に設置すると、検出器が長い時間の使用に
耐えることができない。このため、特殊雰囲気に保持さ
れたチャンバ内において加圧装置により加圧されて試料
に生じさせられた変形量をチャンバ外に設けた検出器に
よって測定することが一般に考えられている。この場合
、チャンバ内外の気密を保持し、しかも試料の変形を検
出器に伝えるには、チャンバにあげた閉口を通じて変位
伝達部村を挿適すると共に、開□と部材との間の隙間を
べローズによって遮断する必要があるが、単純にこのよ
うにしたのでは、チャンバ内外の圧力差によって変形さ
れるべローズによる変位力が伝達部材を介して試料或は
検出器に好ましくない力として加えられるようになる。

そこでこの伝達部材に生じる好ましくない力を打消すた
めに従釆種々の方法が考えられた。

その１つは、特公昭４０−５１０ｙ号公報に示されるも
ので、これは、真空室の対向壁の対応する位置にあげた
孔の一方に挿通した変位伝達部村と各孔との間に孔を塞
ぐべローズを設けることにより、室の内外の圧力差によ
ってべローズが変形して伝達部材に伝えられる力が相反
する方向に作用すろうにして、伝達部材に圧力差による
好ましくない変位力が働らかないようにしている。しか
し、この従来方法は、一対のべローズに多少でもバラッ
キがあると、完全に変位力を零にすることができない。
また室内の雰囲気が高温に保たれると、その温度によっ
て伝達部材が熱線膨張によりその長さが変化し、これが
試料の正確な変形量測定に悪影響を与えるという問題を
生じる。本発明は上述した従来の不具合を解消するため
になされたもので、その目的とするところは、特殊雰囲
気下における試料の変形量を正確に測定することができ
るようにした試料の変形量測定装置を提供するにある。

以下、図を参照して温度１２０００〜１３０００、大気
圧以下、腐蝕性ガス充満の雰囲気下における金属パイプ
の耐圧試験における変形量測定の一実施例について説明
する。

１は試料となる金属パイプで、その内部には○リング２
を介して加圧装置３が鉄入されており、この加圧装置３
には外周部に周溝３ａが形成され、その周溝３ａの外周
部はシール材４で外部に対して密閉されている。

３ｂは油等の圧力流体が矢印方向から流入する流路であ
る。

従ってこれらの構成により、その流路３ｂに圧力流体を
流して圧力をかければ、シール材４の外周側部が金属／
ぐィプーの内側局所を押圧するようになる。３ｃは温度
膨張係数が零に近い変位の検出バー５を保護する同様に
温度膨張係数が零に近い保護管６を、ネジ込み部材３５
を介して保持する腕である。

そして、以上の構成部分は、温度１２０℃〜１３０ｑｏ
、大気圧以下、腐蝕ガス充満の雰囲気中のチヤンバ７に
置かれる。８はこのチヤンバ７の外側を構成する炉壁で
ある。

９はパイプ１０からの空気抜きが行なわれて、前記チャ
ンバ７の圧力と同一気圧に内部が保たれる計測室で、こ
の計測室９全体は炉壁８に取り付けられた取付体１１の
先端部分に吊されている。

そして、この計測室９の内部には矢印方向に内バネによ
って伸長する藤１２ａの伸縮距離を測定するマグネスケ
ール等の変位検出器１２がウオータージャケット３６に
よって冷却された状態で設けられ、その軸１２ａは検出
バー５のキャップ１３に前記内バネによって所望の例え
ば４５夕の圧力で当接している。１４は保護管６と検出
バー５との相対変位を吸収すると共に、チャンバ７内の
腐蝕性ガスや温度が計測室９内の変位検出器１２に悪影
響を与えないようにするための第１のべローズで、その
保護管６と前記キャップ１３との間に設けられている。

この保護管６にはフランジ１５の内周が気密状態で取り
付けられ、このフランジ１５はボルト１６，１６によっ
て○リング１７を介して前記計測室９の外壁に圧接して
いる。

炉壁８に取り付けられたフランジ２１には、０リング２
２を介して別のフランジ２３がボルト２４，２４によっ
て取り付けられ、このフランジ２３には前記フランジー
５と計測室９とを取付体１１に吊す時の仮止め、及び左
右動をガイドするようボルト２５が取り付けられている
。そして、保護管６の外側部におけるフランジ１５と２
３との間には、炉壁８の熱による膨縮が計測室９に与え
る影響を吸収するように、及びチャンバ７の気密を保つ
ように第２べローズ３７が取り付けられている。一方、
２６は油圧駆動のァクチュェ−夕で、サーボ弁２７によ
る加圧ピストン２８の制御によって圧力室２６ａ内の油
の圧力を変化させ、加圧装置３の圧力を制御する。この
制御は、圧力設定信号源２９からの設定信号を加算点３
０と増幅器３１を介してサーボ弁２７に加えることによ
り行なわれるが、加圧室２６ａの実際の圧力は圧力検出
器３２により検出されて増幅出器３３を介して加算点３
川こ員帰還されるので、全体はサーボ制御され、これに
より加圧装置３の周億３ａの加圧部には設定圧力が正確
に印加されるようになる。以上の構成において、加圧試
験を行なうには、まずチャンバ７の温度が安定し、各部
の熱膨張による変形が一定の状態に落ち着くのを待つ。
そしてこの状態になった後に、変位検出器１２の変位基
準を例えば零セット等で定める。なお、この時検出バー
６は変位検出器１２の軸１２ａの若干の圧力によって、
その右端が金属パイプ１の内部の加圧部分に対応する外
側に当接した状態にある。次に、この状態で加圧装置３
の流路３ｂにアクチュェータ２６によって圧力流体を供
給すれば、周溝３ａとシール材４で成る加圧部の圧力が
上昇し、この圧力は金属パイプ１のシール材４が接する
部分のみに加てるようになる。このため金属／ぐィプー
の内側は局部的に加圧されるようになる。そして、この
加圧によって金属パイプ１が変形すれば、検出バー５が
が左方向に押されるので、キャップ１３を介して変位検
出器１２の軸１２ａが左方に押され、この軸１２ａの移
動量に対応した電気信号がその変位検出器１２から出る
ようになる。この時、第１べローズ１４の内部にはチヤ
ンバ７の圧力が加わるが計測室９の内部はチャンバ７と
同一圧力に保たれるので、そこに圧力差は生せず、悪影
響は現われない。また、この第１べローズ１４の存在に
よって計測室９内とチャンバ７内が完全に分離され、チ
ャンバ７内の腐蝕性ガス、温度が変位検出器１２に悪影
響を与えるおそれもない。なお、パイプ２の変形試験を
行なうには、圧力設定信号源２９を変位設定信号源に置
き代えて、スイッチ３４を破線側に切換え、変位検出器
１２からの信号を負帰還させるようにすれば良い。

また、パイプ２は必ずしも金属性のものに限られず、そ
の他各種材質の円筒形材料を被試験体とすることができ
ることはもちろん円筒形材料に限定されるものでもない
。更に、加圧装置３の加圧部への加圧流体は油に限られ
ず、水、空気、その他のものであっても良い。以上のよ
うに本発明による装置は、特殊雰囲に保持されたチャン
バの壁にあげられた開□に挿通されて一端がチャンバ内
の固定点に固定された管と、前記チャンバ外において該
管の他端に設けられ、内部が前記チャンバ内と同一圧力
に保たれた計測室と、該計測室内に収容固定された変位
検出器と、前記管と略同一の熱膨張係数を有する材料に
より形成され、該管内を挿通されて一端がチャンバ内の
試料の外側部に、他端が前記計測室内の前記変位検出器
の軸にそれぞれ当綾ごれた検出バーと、前記管と検出バ
ーとの間の隙間を遮断する第１のべローズと、前記チャ
ンバの閉口と前記管との間の隙間を遮断する第２のべロ
ーズとを備える。

このため、第１のべローズと、チャンバ内と同一圧力に
された計測室との作用により、検出バーに作用する好ま
しくない変位力が相殺されると共に、単一べローズのた
め従来のようにべローズ相互のアンバランスによる問題
も起らない。

また検出バーの熱線膨張による長さの変化が検出器に及
ぼす影響は、略同一の熱膨張係数の材料からなり、しか
も略同一条件下にある管の熱線膨張により、内部に検出
器を有する計測室全体が同じ方向に変位されることによ
り打消されるようになり、特殊雰囲気中における試料の
変形を、その特殊雰囲気外部において、その特殊雰囲気
の影響を受け夕ることなく正確に測定することができる
ようになる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示す装置の断面図である。 ０ １・・・・・・金属パイプ、３…・・・加圧装置
、３ａ・・・・・・周溝、４……シール材、５…・・・
検出バー、１２・・・・・・変位検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 大気との間に圧力差があり、かつ常温より高い温度
   の特殊雰囲気に保持されたチヤンバ内において加圧装置
   により加圧されて試料に生じさせられる変形量をチヤン
   バ外において測定する装置であつて、前記チヤンバの壁
   にあけられた開口に挿通されて一端がチヤンバ内の固定
   点に固定された管と、前記チヤンバ外において該管の他
   端に設けられ、内部が前記チヤンバ内と同一圧力に保た
   れた計測室と、該計測室内に収容固定された変位検出器
   と、前記管と略同一の熱膨張係数を有する材料により形
   成され、該管内を挿通されて一端がチヤンバ内の試料の
   外側部に、他端が前記計測室内の前記変位検出器の軸に
   それぞれ当接された検出バーと、前記管と検出バーとの
   間の隙間を遮断する第１のベローズと、前記チヤンバの
   開口と前記管との間の間隙を遮断する第２のベローズと
   を備えることを特徴とする試料の変形量測定装置。