JPH0216963B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、歪ゲージに関するものであり、特に
は密封構造を有しそして高温及び蒸気雰囲気にお
いて使用するに適した有用な歪ゲージに関する。

レコーダエレクトロニクス技術における最近の
進歩はキヤパシタンスの測定を歪ゲージ測定手段
として使用することを可能ならしめた。この種の
ゲージの利点は、それが比較的昇温下で使用され
うることであるが、既知の装置はいずれもきわめ
て高い温度においてはまた水、水蒸気或いは同様
の蒸気環境において使用するには適当でない。

本発明に従えば、完全密封構造のキヤパシタン
ス型歪ゲージが提供され、ここでは隔置されたコ
ンデンサ極板が各端を密閉された内側及び外側部
材間の間隙内に配列される。内側及び外側部材は
シム或いは支持板に取付けられ、後者は被測定部
品に固着されうる。歪による支持板の寸法変化が
コンデンサ極板の対応する変位をもたらし従つて
その結果生ずるキヤパシタンスにおける変化が歪
測定手段として使用されうる。同じ構成はまた、
極板位置における変化従つて発生する歪を指示す
る為の光電式装置と共にも使用されうる。

本発明の好ましい構成において、２つの同心シ
リンダが取付用シム板上に取付けられそして該板
に密封着される。同心シリンダはそれらの間の間
隙が好ましくは内側シリンダのまわりの直径方向
に対向する位置において配列されるコンデンサ極
板対を収容しうるよう離間される、極板組は好ま
しくは、各組の内側極板が内側シリンダの外壁に
固定されそして各組の外側極板が外側シリンダの
内壁に固定されるように取付けられる。非電導性
接着剤で貼付けることが好ましい。シリンダ部材
は、ほぼ平行なプレートコンデンサが内側シリン
ダ周囲の対向する側即ち直径方向に対向する位置
に形成されうるよう相対的に寸法づけされそして
同心位置決めされる。シリンダの適正な同心位置
決めは各シリンダの底端を取付用シムにシール溶
接することにより維持される。シリンダの反対端
は内側シリンダの穴に重ねて同心的に位置づけら
れる内部開口を有する蓋板リングを溶接すること
により密閉される。しかし、好適には、蓋は、内
側シリンダ穴を通して延在しそして取付用シム板
に固着される中央部及び外側シリンダ外壁を越え
て張出すスカートを提供することにより外側シリ
ンダ外壁及び内側シリンダの穴に沿うよう作製さ
れうる。

本発明の目的は、高温において作動することが
できそして液体ナトリウム或いは蒸気条件のよう
な苛酷な環境において作動することのできる改善
された歪ゲージを提供することである。

本発明のまた別の目的は、嵌合して配列される
内側及び外側部材を含み、それらの間の間隙が内
側部材の対向しあう側において離間された平行関
係に配列される一対のコンデンサ極板を収容し、
そして２つの内側及び外側部材間の間隙の一端を
閉成する蓋を含みそして装置を被測定部品に固定
する為の取付用シム板が反対端において封着され
る歪ゲージを提供することである。この構造によ
り、取付板に誘起される歪を通してもたらされる
内側及び外側部材の変位がコンデンサ極板の位置
変化即ちキヤパシタンス変化として測定される。

本発明のまた別の目的は、設計において簡単で
あり、構造において堅牢でありそして経済的に作
製できる歪ゲージを提供することである。

ここで図面を参照すると、第１〜４図には高温
部品或いは蒸気雰囲気中に配置される部品の歪を
測定するよう特に設計された密封構造型の高温用
歪ゲージが全体を１０として示されている。歪ゲ
ージ１０は、歪を測定されるべき部品に例えばＷ
によつて示されるようなスポツト溶接付着点によ
り取付けられるに適応する取付用シム板１２を備
えている。第１内側シリンダ部材１４は取付用シ
ム板１２に固着される一端１４ａを有しそしてこ
れは例えば電子ビームシール溶接部W′によりも
たらされる。同じく、外側シリンダ部材１６が内
側シリンダ部材１４の周囲に配列され、同様にそ
の一端１６ａが電子ビームシール溶接部W′によ
りシム板１２に密封着される。

本発明に従えば、第１及び第２の組の離間され
たコンデンサ極板１８及び２０が内側シリンダ１
４の周囲の直径方向に実質上対向する位置に配列
され、そしてこれらは電導性リード線１８ａ及び
２０ａによつて外側シリンダ１６を通して伸びる
外装リード線２２を通して接続される。蓋板２４
が内側及び外側シリンダの取付用シム板とは反対
側の端上に配置される。蓋板２４は、その内周及
び外周に沿つて延在するシール溶接部W′による
等して密封着される。

本発明に従えば、外装リード線２２は電気エネ
ルギーを供給する電導体及び被測定部品が歪を受
けている時コンデンサ極板１８及び２０の変位に
より生じるキヤパシタンスの変位を感知する為の
手段を含んでいる。コンデンサ極板１８及び２０
と関連する感知手段は、歪測定中生じうる様々の
キヤパシタンス変化を感知する為の適当な電気的
計器から構成でき、そしてこの目的の為には別々
のコンデンサ対が半ブリツジ回路配列において同
時に測定されうるしまた所望に応じて別々に測定
されうる。第４図において、コンデンサ極板変化
を感知する為の感知手段は極板変動を感知する為
極板１８及び２０の変位の行路に位置づけられる
光電式装置２６及び２８を含む例が示してある。

第５図に示される具体例において、部品のすべ
ては先の具体例と同様に作製されまた同じ参照番
号を符してある。しかし、ここでは、コンデンサ
極板１８及び２０は歪測定中のキヤパシタンスに
おける変化を示す為外装リード線と関連する検知
手段に接続されている。

第６〜９図に示す具体例において、歪ゲージ１
０′は取付用シム板１２′及び中央穴１６ｂを有す
るブロツクの形態の外側部材１６′を含んでおり、
中央穴１６ｂは内側部材１４′から外方に離間さ
れる内側壁を定義する。この具体例において、コ
ンデンサ極板１８は外側部材の穴１６ｂの壁に付
設されるものとして示されそして極板２０は内側
部材１４′の外壁に付設されるものとして示され
ている。両方の場合とも、非電導性の接着剤が使
用される。第９図に示されるように、蓋２４′は、
内側部材１４′の穴内でシム板１２′の中央部を覆
う中央部分２４′ａと、内側及び外側部材の外端
を覆つて延在する中間部分２４′ｂと、必要なら
外側部材の外面に沿つて延在する外側部分２４′
とを包含し、これらは密封着される。

内側部材１４は好適には外側部材１６内に同心
的に位置づけられそして小さなコンデンサ極板１
８及び２０を180゜の間隔において関連する内側及
び外側部材に貼着するのが有利である。これは極
板１８及び２０が実質上平行であることを保証す
る。ひとたびこの同心配列が為されそして内側及
び外側部材が取付用シム板１２に固着されると、
構造全体が蓋２４を被覆することにより完全に密
封着されうる。この型式のゲージは既知の抵抗型
ゲージと同程度の良好な感度を有しそして取付用
シム板がスポツト溶接された部品の歪測定中外側
シリンダに対して内側シリンダが変位することに
より一般的に機能する。歪量は、所定の定数を使
用する計器を使用してそして外側シリンダに対す
る内側シリンダの変位により発生するキヤパシタ
ンス変化を探知することにより測定される。

本発明に従つて組立てられた装置が試験されそ
してこの歪ゲージはその密封構造により漂遊キヤ
パシタンス変化により悪影響を受けないことが確
認された。この構造はまた使用環境変化や乱暴な
使用に耐える非常に堅牢なゲージを提供する。こ
のゲージは、歪ローゼツトとして使用することを
可能としまた３つの異つた方向での歪の測定に使
用することを可能とするようなものである。

本発明の精神内で多くの改変を為しうることを
銘記されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う歪ゲージの上面図、第２
図は第１図のゲージの端面図、第３図は第１図の
３−３線に沿う断面図、第４図は第３図の４−４
線に沿う断面図、第５図はまた別の具体例の分解
図、第６図は更に別の具体例の上面図、第７図は
第６図の端面図、第８図は第７図の８−８線に沿
う断面図、そして第９図は第６図の９−９線に沿
う断面図である。 １０：歪ゲージ、１２：取付用シム板、１４：
第１内側部材、１６：第２外側部材、１４ａ，１
６ａ：一端、２４：蓋板、W′：シール溶接部、
１８，２０：コンデンサ極板、１８ａ，２０ａ：
リード線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高温部品の歪を測定する為の密封構造の歪ゲ
   ージであつて、取付用シム板と、該シム板に密封
   着される一端を有する第１内側部材と、該内側部
   材の周囲に配置されそして前記シム板に密封着さ
   れる第２外側部材であつて、該第１内側部材の外
   壁から離間される内壁を具備する第２外側部材
   と、前記第１内側部材と第２外側部材との間に配
   置されそして実質上直径方向に対向する位置に配
   列される第１及び第２の離間したコンデンサ極板
   対と、前記第１内側部材と第２外側部材との間の
   間隙を閉成する為該第１内側部材及び第２外側部
   材の反対端に密封着される蓋板と、部品の応力を
   指示する為前記コンデンサ極板の変位に応答する
   該コンデンサ極板と関連する感知手段とを包含す
   る前記歪ゲージ。 ２ コンデンサ極板が関連する内側及び外側部材
   から絶縁される特許請求の範囲第１項記載のゲー
   ジ。 ３ 取付用シム板と外側及び内側部材の各々との
   間並びに蓋と外側及び内側部材の各々との間に電
   子ビームシール溶接部が形成されて、該外側及び
   内側部材間の間隙をその各端において密閉する特
   許請求の範囲第１項記載のゲージ。 ４ コンデンサ極板と関連する感知手段がそのキ
   ヤパシタンス変化を感知する為該極板への電気的
   接続体を備えている特許請求の範囲第１項記載の
   ゲージ。 ５ コンデンサ極板の変化を感知する為の感知手
   段が極板の変位行路に配置される光感応性部材を
   含む特許請求の範囲第１項記載のゲージ。 ６ 感知手段が外側部材を通して伸延しそしてコ
   ンデンサ極板へ接続される電気的導体を含む外装
   リード線を包含する特許請求の範囲第１項記載の
   ゲージ。 ７ 蓋が内側部材の穴に重なる中央開口を有する
   リング部材から成り、内側及び外側部材がシリン
   ダ状である特許請求の範囲第１項記載のゲージ。 ８ 外側部材が中央円形穴を有する直方体ブロツ
   ク部材でありそして内側部材が外側部材内に同心
   配列される特許請求の範囲第１項記載のゲージ。 ９ 蓋が、内側部材の穴内に配置される中央部分
   と、内側部材を越えて外側部材へと延在しそして
   その外周において外側部材に接合される中間部分
   とを含む特許請求の範囲第１項記載のゲージ。