特開 2022-114210 振動プローブおよび計測装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022114210

(43)【公開日】2022-08-05

(54)【発明の名称】振動プローブおよび計測装置

(51)【国際特許分類】

   G01H 17/00 20060101AFI20220729BHJP

   G01M 99/00 20110101ALI20220729BHJP

【ＦＩ】

G01H17/00 D

G01M99/00 Z

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021010410

(22)【出願日】2021-01-26

(71)【出願人】

【識別番号】000137889

【氏名又は名称】株式会社ミヤワキ

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100176304

【弁理士】

【氏名又は名称】福成 勉

(72)【発明者】

【氏名】吉川 成雄

【テーマコード（参考）】

2G024

2G064

【Ｆターム（参考）】

2G024AD01

2G024CA13

2G024FA04

2G024FA06

2G024FA11

2G064AA11

2G064AB01

2G064AB02

2G064BA02

2G064BD02

2G064DD02

(57)【要約】

【課題】計測対象物からの熱に起因する振動センサの故障・破損を抑制することができ、且つ、製造コストの上昇を抑制しながら高精度に振動の強度を計測することができる振動プローブおよび当該振動プローブを備える計測装置を提供する。
【解決手段】振動プローブ１１は、振動センサ１１０、台座部１１１、断熱部材１１２、探触棒１１３、金属板材１１５，１１６を備える。断熱部材１１２はアルミナセラミックスから形成され、台座部１１１と探触棒１１３はステンレス鋼から形成されている。金属板材１１５，１１６は、アルミナセラミックスおよびステンレス鋼よりも硬度が低い冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）を用いて形成されており、断熱部材１１２の端面と隙間なく密着する状態で台座部１１１および探触棒１１３と断熱部材１１２との各間に介挿されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

振動の強度を計測する対象である計測対象物に先端が当接するように配される、第１の金属材料から形成された探触棒と、
前記探触棒の前記先端から入力される前記振動に基づき当該振動の強度を計測する振動センサと、
前記探触棒と前記振動センサとの間に介挿されるとともに、前記探触棒から入力される前記振動を前記振動センサに伝達可能であって、且つ、前記探触棒を伝わってくる前記計測対象物からの熱を断熱する、ファインセラミックスから形成された断熱部材と、
前記振動センサと前記断熱部材との間に介挿され、前記断熱部材を介して伝達される前記振動を前記振動センサに伝達可能な、第２の金属材料から形成された台座部と、
前記探触棒および前記断熱部材のそれぞれの端面に密着する状態で、前記探触棒と前記断熱部材との間に介挿された、前記ファインセラミックスおよび前記第１の金属材料よりも硬度が低い第３の金属材料から形成された第１金属板材と、
前記台座部および前記断熱部材のそれぞれの端面に密着する状態で、前記台座部と前記断熱部材との間に介挿された、前記ファインセラミックスおよび前記第２の金属材料よりも硬度が低い第４の金属材料から形成された第２金属板材と、
を備える、
振動プローブ。

【請求項2】

請求項１に記載の振動プローブにおいて、
前記第１の金属材料および前記第２の金属材料は、ともにステンレス鋼であり、
前記第３の金属材料および前記第４の金属材料のそれぞれは、ＦｅおよびＣｕおよびＡｌの内の少なくとも１種を含む金属材料である、
振動プローブ。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の振動プローブにおいて、
前記断熱部材は、アルミナセラミックスから形成されている、
振動プローブ。

【請求項4】

計測対象物の振動の強度を計測し、計測結果を外部出力する計測装置であって、
請求項１から請求項３の何れかに記載の振動プローブを備える、
計測装置。

【請求項5】

請求項４に記載の計測装置において、
前記振動プローブを前記計測対象物に固定するためのブラケットをさらに備える、
計測装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、振動プローブおよび計測装置に関し、特に蒸気や復水が流れる配管やスチームトラップ等を計測対象とする振動プローブおよび計測装置に関する。

【背景技術】

【0002】

蒸気が流通する配管設備から復水（ドレン）のみを排出する用途に用いられるスチームトラップが知られている。また、当該スチームトラップの振動の強度および表面温度を計測し、それらの相互関係から蒸気漏れの有無を診断することが行われている。このような診断には、スチームトラップの振動の強度を計測するための振動プローブと、スチームトラップの表面温度を計測するための温度プローブとを備える計測装置が用いられる。

【0003】

ここで、計測装置としては、作業者が携帯する可搬タイプのものと、スチームトラップに振動プローブや温度プローブが固定された設置タイプとがある。特許文献１には、設置タイプの計測装置が開示されている。

【0004】

従来技術に係る計測装置９について、図６を用いて説明する。

【0005】

図６に示すように、計測装置９は、本体部９０と、振動プローブ９１と、温度プローブ９２と、ケーブル９３と、ブラケット９４とを備える。振動プローブ９１は、振動センサ９１０と、台座部９１１と、探触棒９１３とを有する。振動プローブ９１における探触棒９１３の先端９１３ａおよび温度プローブ９２の先端９２ａは、それぞれがスチームトラップ５０１の表面５０１ａに当接するように配される。そして、振動プローブ９１および温度プローブ９２は、ブラケット９４によりスチームトラップ５０１に固定されている。振動プローブ９１で計測されたスチームトラップ５０１における振動の強度に関する信号、および温度プローブ９２で計測されたスチームトラップ５０１の表面温度に関する信号は、ケーブル９３を通して本体部９０に伝送される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１８－１１６３３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、従来技術に係る計測装置９では、スチームトラップ５０１からの熱が探触棒９１３および台座部９１１を介して振動センサ９１０に伝達されるが、このように伝達される熱から振動センサ９１０を保護するための方策が講じられていない。よって、特に設置タイプの計測装置９においては、振動センサ９１０がスチームトラップ５０１からの熱に絶えず晒されることで故障・破損することが危惧される。具体的には、スチームトラップ５０１は最大で約５５０℃の高温となり、設置タイプの計測装置９では、矢印Ｂで示すようにスチームトラップ５０１からの熱が振動センサ９１０に対して伝達され、当該振動センサ９１０の温度が振動センサ９１０の耐熱温度（例えば、２００℃）を超えることが考えられる。

【0008】

なお、振動センサ９１０の故障・破損を防ぐために高い耐熱温度を有する振動センサ９１０を用いることも考えられるが、特殊なセンサということとなり部品コストの上昇を招く。よって、高い耐熱温度を有する振動センサを採用することはできない。

【0009】

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであって、計測対象物からの熱に起因する振動センサの故障・破損を抑制することができ、且つ、製造コストの上昇を抑制しながら高精度に振動の強度を計測することができる振動プローブおよび当該振動プローブを備える計測装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一態様に係る振動プローブは、探触棒と、振動センサと、断熱部材と、台座部と、第１金属板材および第２金属板材とを備える。前記探触棒は、振動の強度を計測する対象である計測対象物に先端が当接するように配された部材であって、第１の金属材料から形成されている。前記振動センサは、前記探触棒の前記先端から入力される前記振動に基づき当該振動の強度を計測する。前記断熱部材は、前記探触棒と前記振動センサとの間に介挿されるとともに、前記探触棒から入力される前記振動を前記振動センサに伝達可能であって、且つ、前記探触棒を伝わってくる前記計測対象物からの熱を断熱する部材であって、ファインセラミックスから形成されている。

【0011】

前記台座部は、前記振動センサと前記断熱部材との間に介挿され、前記断熱部材を介して伝達される前記振動を前記振動センサに伝達可能な部材であって、第２の金属材料から形成されている。前記第１金属板材は、前記探触棒および前記断熱部材のそれぞれの端面に密着する状態で、前記探触棒と前記断熱部材との間に介挿された部材であって、前記ファインセラミックスおよび前記第１の金属材料よりも硬度が低い第３の金属材料から形成されている。前記第２金属板材は、前記台座部および前記断熱部材のそれぞれの端面に密着する状態で、前記台座部と前記断熱部材との間に介挿された部材であって、前記ファインセラミックスおよび前記第２の金属材料よりも硬度が低い第４の金属材料から形成されている。

【0012】

上記態様に係る振動プローブでは、探触棒と振動センサとの間に断熱部材を介挿した構造を採用する。断熱部材は、ファインセラミックスから形成され、探触棒から振動センサへの振動の伝達と、探触棒と振動センサとの間で断熱する機能を有する。よって、上記態様に係る振動プローブでは、高い耐熱性を有する振動センサを採用しなくても、計測対象物からの熱に起因する振動センサの故障・破損を抑制することができる。

【0013】

また、上記態様に係る振動プローブでは、探触棒と断熱部材との間に第１金属板材が、台座部と断熱部材との間に第２金属板材がそれぞれ介挿されている。そして、第１金属板材を構成する第３の金属材料は断熱部材を構成するファインセラミックスよりも硬度が低く、また、第２金属板材を構成する第４の金属材料も断熱部材を構成するファインセラミックスよりも硬度が低い。

【0014】

ここで、一般的にファインセラミックスで構成された部材では、端面を含む外周面に凹凸を有する。このため、ファインセラミックスから形成された断熱部材に対して探触棒や台座部を直接当接させても、端面同士の間に微細な隙間があいてしまうことになる。

【0015】

これに対して、上記態様に係る振動プローブでは、探触棒と断熱部材との間に硬度が低い第１金属板材を介挿し、台座部と断熱部材との間に同じく硬度が低い第２金属板材を介挿した構成を採用している。このため、断熱部材の各端面に第１金属板材および第２金属板材をそれぞれ当接させた場合には、断熱部材の端面における凸部が第１金属板材および第２金属板材にめり込み、断熱部材の端面における凹部には前記めり込みにより塑性流動した第１金属板材および第２金属板材の一部が流れ込む。

【0016】

よって、上記態様に係る振動プローブでは、ファインセラミックスから形成された断熱部材を採用しても、振動の伝達経路中における空隙を生じ難く、高い精度での振動計測が可能である。

【0017】

上記態様に係る振動プローブにおいて、前記第１の金属材料および前記第２の金属材料は、ともにステンレス鋼であってもよく、前記第３の金属材料および前記第４の金属材料のそれぞれは、ＦｅおよびＣｕおよびＡｌの内の少なくとも１種を含む金属材料であってもよい。

【0018】

上記態様に係る振動プローブでは、第１金属板材を構成する第３の金属材料、および第２金属板材を構成する第４の金属材料として、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｌの内の少なくとも１種を含む金属材料を採用する。このため、上記態様に係る振動プローブでは、ファインセラミックスから形成された断熱部材の端面が凹凸を有する面であっても、当該端面に対して第１金属板材および第２金属板材を隙間なく当接させることができる。なお、第１金属板材および第２金属板材として、例えば、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）を用いて形成することとすれば、材料入手が容易であり、製造コストの上昇を抑制することができる。

【0019】

上記態様に係る振動プローブにおいて、前記断熱部材は、アルミナセラミックスから形成されてもいてもよい。

【0020】

上記態様に係る振動プローブでは、断熱部材をアルミナセラミックスから形成している。このため、探触棒と振動センサとの間に断熱部材を介挿させた構成としても、探触棒の先端から振動センサまでの振動の伝達を良好なものとするのに優位である。なお、断熱部材を構成する材料としては、他に炭化ケイ素セラミックス、窒化ケイ素セラミックス、ジルコニアセラミックスなどを採用することも可能である。

【0021】

本発明の一態様に係る計測装置は、計測対象物の振動の強度を計測し、計測結果を外部出力する計測装置である。そして、本態様に係る計測装置は、上記の何れかの態様に係る振動プローブを備える。

【0022】

上記態様に係る計測装置は、上記の何れかの態様に係る振動プローブを備えるので、計測対象物からの熱に起因する振動センサの故障・破損を抑制することができ、且つ、製造コストの上昇を抑制しながら高精度に振動の強度を計測することができる。

【0023】

上記態様に係る計測装置において、前記振動プローブを前記計測対象物に固定するためのブラケットをさらに備えていてもよい。

【0024】

上記態様に係る計測装置は、振動プローブがブラケットで計測対象物に固定された、所謂、設置タイプの計測装置である。このようにブラケットにより計測対象物に対して振動プローブが固定されている場合には、計測対象物と振動プローブの先端とが常に当接した状態となる。この状態では、計測対象物からの熱が振動プローブの探触棒に伝達されることになるが、上記のように探触棒と振動センサとの間に断熱部材を介挿することにより、計測対象物からの熱に起因する振動センサの故障・破損を抑制することができる。よって、耐熱仕様（高熱に対して耐性を有する）振動センサを用いなくても当該振動センサの故障・破損を抑制することができ、製造コストの上昇を抑えながら高精度に振動の強度を計測することができる。

【発明の効果】

【0025】

上記の各態様では、計測対象物からの熱に起因する振動センサの故障・破損を抑制することができ、且つ、製造コストの上昇を抑制しながら高精度に振動の強度を計測することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の実施形態に係る計測装置の構成を示す模式図である。

【図2】（ａ）は振動プローブの構成を示す側面図であり、（ｂ）は断熱部材の構成を示す斜視図である。

【図3】振動プローブの一部構成を示す側面図である。

【図4】（ａ）は実施形態に係る振動プローブでの熱の伝わり方を示す断面図であり、（ｂ）は比較例に係る振動プローブでの熱の伝わり方を示す模式図である。

【図5】（ａ）は断熱部材と当該端面に装着される金属板材とを示す展開斜視図であり、（ｂ）は装着前における断熱部材と金属板材とを示す断面図であり、（ｃ）は装着後における断熱部材と断熱部材と金属板材とを示す断面図である。

【図6】従来技術に係る計測装置の構成を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下では、本発明の実施形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下で説明の形態は、本発明の一例であって、本発明は、その本質的な構成を除き何ら以下の形態に限定を受けるものではない。

【0028】

１．計測装置１の構成
本発明の実施形態に係る計測装置１の構成について、図１を用いて説明する。

【0029】

図１に示すように、計測装置１は、本体部１０と、振動プローブ１１と、温度プローブ１２と、ケーブル１３と、ブラケット１４とを備える。本体部１０は、筐体と、当該筐体内に収容されたコントローラおよび信号送信部、さらにはバッテリを含む。本体部１０のコントローラは、ＭＰＵ／ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むマイクロプロセッサと、メモリとを有して構成されている。コントローラは、メモリに予め格納されたファームウェア等を実行することにより、振動プローブ１１から入力された振動の強度に関する情報と、温度プローブ１２から入力された温度に関する情報とを演算処理する。演算処理された信号は、信号送信部からプラントのメインサーバ等に送信（外部出力）される。

【0030】

なお、本実施形態において、本体部１０は、振動および温度の測定対象物であるスチームトラップ５００から離間した位置に配される。

【0031】

振動プローブ１１の先端１１３ａおよび温度プローブ１２の先端１２ａのそれぞれは、スチームトラップ５００の表面５００ａに当接するように配されている。振動プローブ１１および温度プローブ１２は、ブラケット１４によりスチームトラップ５００に対して位置固定されている。

【0032】

ケーブル１３は、振動プローブ１１および温度プローブ１２と本体部１０との間を信号接続するように設けられている。なお、本実施形態では、振動プローブ１１および温度プローブ１２と本体部１０との間を有線方式で信号接続することとしているが、本発明では、無線方式で信号接続することも可能である。

【0033】

２．振動プローブ１１の構成
振動プローブ１１の構成について、図２および図３を用いて説明する。

【0034】

図２（ａ）に示すように、振動プローブ１１は、振動センサ（圧電型加速度センサ）１１０と、台座部１１１と、断熱部材１１２と、探触棒１１３と、複数のビス１１４と、金属板材１１５，１１６とを有する。図２（ａ）の引き出し部分に示すように、探触棒１１３は、内方に中空部１１３ｃが形成された円筒形状を有する。探触棒１１３の先端１１３ａがスチームトラップ５００の表面５００ａに当接する（図１を参照）。なお、本実施形態では、ステンレス鋼（第１の金属材料）から形成された探触棒１１３を一例として採用している。

【0035】

断熱部材１１２は、探触棒１１３と振動センサ１１０との間に挿設されている。より具体的には、断熱部材１１２は、両端に金属板材（第１金属板材）１１５と金属板材（第２金属板材）１１６とが密着した状態で、探触棒１１３と台座部１１１との間に設けられている。

【0036】

図２（ｂ）に示すように、断熱部材１１２は、ファインセラミックスの１種であるアルミナセラミックスから形成されており、内方に中空部１１２ａが形成され、長手方向の両端に開口１１２ｂ，１１２ｃが開けられた円筒形状を有する。断熱部材１１２の外周壁には、長手方向の両端部分に各２つずつネジ孔１１２ｄが開けられている。

【0037】

台座部１１１は、振動センサ１１０と断熱部材１１２との間に挿設されている。台座部１１１は、ステンレス鋼（第２の金属材料）から形成された、円筒形状または円柱形状を有する部材である。

【0038】

金属板材１１５，１１６のそれぞれは、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）を用いて形成され、リング形状を有する板材である。なお、金属板材１１５，１１６の形成材料（第３の金属材料、第４の金属材料）については、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）に限定されるものではないが、断熱部材１１２を構成するアルミナセラミックス、および探触棒１１３や台座部１１１を構成するステンレス鋼よりも低い硬度を有する材料から構成されることが必要である。具体的には、金属板材１１５，１１６を、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｌの内の少なくとも１種を含む材料であって、アルミナセラミックスおよびステンレス鋼よりも低い硬度を有する材料から形成することができる。

【0039】

図３に示すように、断熱部材１１２の中空部１１２ａに対しては、開口１１２ｂから台座部１１１の嵌入部１１１ｂが嵌入されている。なお、台座部１１１の嵌入部１１１ｂは、断熱部材１１２の端面１１２ｆに対して一方の面１１６ｂが密着し、且つ、台座部１１１の端面１１１ｃに対して他方の面１１６ｃが密着するように台座部１１１と断熱部材１１２との間で挟持された金属板材１１６の孔部１１６ａを挿通している。

【0040】

また、断熱部材１１２の中空部１１２ａに対しては、開口１１２ｃから探触棒１１３の嵌入部１１３ｂが嵌入されている。なお、探触棒１１３の嵌入部１１３ｂも、断熱部材１１２の端面１１２ｅに対して一方の面１１５ｂが密着し、且つ、探触棒１１３の端面１１３ｄに対して他方の面１１５ｃが密着するように探触棒１１３と断熱部材１１２との間で挟持された金属板材１１５の孔部１１５ａを挿通している。

【0041】

台座部１１１の嵌入部１１１ｂおよび探触棒１１３の嵌入部１１３ｂと断熱部材１１２とは、径方向に直に当接する状態でビス１１４により固定されている（図１２（ａ）を参照）。断熱部材１１２の中空部１１２ａ内において、台座部１１１の嵌入部１１１ｂと探触棒１１３の嵌入部１１３ｂとは、互いに間隔を空けた状態で配置されている。換言すると、台座部１１１の嵌入部１１１ｂと探触棒１１３の嵌入部１１３ｂとは、直に接触していない。

【0042】

台座部１１１のもう一方の端面１１１ａに対しては、振動センサ１１０が直に当接する状態で固定されている。

【0043】

３．振動プローブ１１における断熱
振動プローブ１１における断熱について、図４を用いて説明する。なお、図４は、（ａ）が本実施形態に係る振動プローブ１１での熱の伝わり方を示す断面図であり、（ｂ）が比較例に係る振動プローブ９１での熱の伝わり方を示す模式図である。

【0044】

図４（ａ）に示すように、本実施形態に係る振動プローブ１１は、スチームトラップ５００の表面５００ａに探触棒１１３の先端１１３ａが当接されているため、スチームトラップ５００からの熱が探触棒１１３を伝わってくる（矢印Ａ１）。

【0045】

しかしながら、探触棒１１３を振動センサ１１０との間には、アルミナセラミックスから形成された断熱部材１１２が介挿されているため、探触棒１１３を伝わってきた熱が振動センサ１１０へ伝達されるのが抑制される。また、断熱部材１１２の中空部１１２ａ内において、探触棒１１３の嵌入部１１３ｂと台座部１１１の嵌入部１１１ｂとは間隔を空けた状態で配されているので、探触棒１１３から台座部１１１へ直接に熱が伝わることも抑制される。よって、本実施形態に係る振動プローブ１１では、探触棒１１３を伝わってきた熱が振動センサ１１０へと伝達されるのが抑制される。

【0046】

これに対して、図４（ｂ）に示すように、比較例に係る振動プローブ９１は、振動センサ９１０が台座部９１１の端面９１１ａに固定され、探触棒９１３が台座部９１１のもう一方の端面９１１ｂに固定されている。よって、探触棒９１３を伝わってきた熱が、台座部９１１を通過して振動センサ９１０へと伝達される（矢印Ａ２）。このため、比較例に係る振動プローブ９１では、スチームトラップからの熱により振動センサ９１０が故障・破損してしまうことが考えられる。

【0047】

４．振動プローブ１１の各部材寸法
蒸気および復水（ドレン）の何れか一方が流れるスチームトラップ等の計測対象物において、その振動を計測した場合、計測対象物内を流れる流体が蒸気であるか否かによって特定の周波数成分の振動強度が大きく異なり、特に、１０ｋＨｚ付近の振動強度を計測することで、計測対象物内を流れる流体が蒸気であるか否かを比較的高い精度で判別することが知られている（特開２０１４－１３３９４８号公報）。

【0048】

そのため、スチームトラップ等の蒸気漏れの診断を行う場合に用いられる計測装置１の振動プローブ１１については、共振周波数が１０ｋＨｚ付近となるように設計することが重要である。このような知見を基として、台座部１１１、断熱部材１１２、探触棒１１３、金属板材１１５，１１６の長さや肉厚が設定される。なお、各部材寸法の設定に際しては、各部材の形成に用いる材料が有する材料係数も考慮される。

【0049】

５．断熱部材１１２の端面１１２ｅ，１１２ｆへの金属板材１１５，１１６の接合状態
断熱部材１１２の端面１１２ｅ，１１２ｆへの金属板材１１５，１１６の接合状態について、図５を用いて説明する。なお、図５では、断熱部材１１２の端面１１２ｆへの金属板材１１６の接合状態のみを図示するが、断熱部材１１２の端面１１２ｅへの金属板材１１５の接合状態についても同様である。

【0050】

図５（ａ）に示すように、円筒形状を有する断熱部材１１２の端面１１２ｆに対して、開口１１２ｂに対して金属板材１１６の孔部１１６ａが合致する状態で、金属板材１１６の面１１６ｂを当接させる。図５（ａ）に引き出し部分に示すように、アルミナセラミックスから形成された断熱部材１１２では、端面１１２ｆに微細な凹凸１１２ｇを有する。このため、ステンレス鋼などの高い硬度を有する材料からなる部材を当該端面１１２ｆに当接させた場合には、凹凸１１２ｇによって微細な隙間を生じてしまうことになることが懸念される。

【0051】

一方、図５（ｂ）に示すように、本実施形態では、ファインセラミックスやステンレス鋼に対して硬度が低い冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）を用いて形成された金属板材１１６を、断熱部材１１２の端面１１２ｆに当接させることとしている。低い硬度の冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）を用いて形成された金属板材１１６の面１１６ｂを断熱部材１１２の端面１１２ｆに対して所定圧力で圧接すると、図５（ｃ）に示すように、断熱部材１１２の端面１１２ｆにおける凸部は、金属板材１１６の厚み方向内側に向けて侵入する（めり込む）。また、断熱部材１１２の端面１１２ｆにおける凸部が金属板材１１６にめり込むことにより、金属板材１１６では塑性流動が生じ、断熱部材１１２の端面１１２ｆにおける凹部に対して金属板材１１６の金属の一部が充填される。よって、本実施形態に係る振動プローブ１１では、断熱部材１１２の端面１１２ｅ，１１２ｆに対して金属板材１１５，１１６が隙間なく密着することとなり、探触棒１１３の先端１１３ａから入力された振動が少ない減衰で振動センサ１１０へと伝達される。

【0052】

６．効果
本実施形態に係る振動プローブ１１では、探触棒１１３と振動センサ１１０との間に断熱部材１１２が介挿された構造を採用する。断熱部材１１２は、ファインセラミックスの１種であるアルミナセラミックスから形成され、探触棒１１３から振動センサ１１０への振動の伝達と、探触棒１１３と振動センサ１１０との間で断熱する機能を有する。よって、振動プローブ１１では、高い耐熱性を有する振動センサ１１０を採用しなくても、計測対象物であるスチームトラップ５００からの熱に起因する振動センサ１１０の故障・破損を抑制することができる。

【0053】

また、振動プローブ１１では、探触棒１１３と断熱部材１１２との間に金属板材１１５が、台座部１１１と断熱部材１１２との間に金属板材１１６がそれぞれ介挿されている。そして、金属板材１１５，１１６を構成する冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）は断熱部材１１２を構成するアルミナセラミックスよりも硬度が低い。

【0054】

ここで、図５を用いて説明したように、アルミナセラミックスなどのファインセラミックスで構成された断熱部材１１２では、端面１１２ｅ，１１２ｆを含む外周面に凹凸１１２ｇを有する。このため、断熱部材１１２の端面１１２ｅ，１１２ｆに対して探触棒１１３や台座部１１１を直接当接させた場合には、端面１１２ｅ，１１２ｆと端面１１１ｃ，１１３ｄとの間に微細な隙間があいてしまうことになる。

【0055】

これに対して、本実施形態に係る振動プローブ１１では、探触棒１１３と断熱部材１１２との間に硬度が低い金属板材１１５を介挿し、台座部１１１と断熱部材１１２との間に同じく硬度が低い金属板材１１６を介挿した構成を採用している。このため、断熱部材１１２の各端面１１２ｅ，１１２ｆに対して金属板材１１５，１１６をそれぞれ当接させて所定圧力で圧接させることにより、断熱部材１１２の端面１１２ｅ，１１２ｆにおける凸部が金属板材１１５，１１６内にめり込み、断熱部材１１２の端面１１２ｅ，１１２ｆにおける凹部には前記めり込みにより塑性流動した金属板材１１５，１１６の一部の金属が流れ込む。

【0056】

よって、振動プローブ１１では、アルミナセラミックスから形成された断熱部材１１２を採用しても、振動の伝達経路中における空隙を生じ難く、高い精度での振動計測が可能である。

【0057】

また、本実施形態に係る振動プローブ１１では、金属板材１１５，１１６を冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）で構成しているが、上述のように、これ以外にＦｅ、Ｃｕ、Ａｌの内の少なくとも１種を含む金属材料で金属板材１１５，１１６を形成することができる。このため、振動プローブ１１では、アルミナセラミックスから形成された断熱部材１１２の端面１１２ｅ，１１２ｆが凹凸を有する面であっても、当該端面１１２ｅ，１１２ｆに対して金属板材１１５，１１６を隙間なく密着させることができる。なお、本実施形態では、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）を用いて金属板材１１５，１１６を形成しているので、材料入手の容易性という観点、材料コストが低いという観点などから製造コストの上昇を抑制することができる。

【0058】

また、本実施形態に係る振動プローブ１１では、断熱部材１１２をアルミナセラミックスから形成している。このため、探触棒１１３と振動センサ１１０との間に断熱部材１１２を介挿させた構成としても、探触棒１１３の先端１１３ａから振動センサ１１０までの振動の伝達を良好なものとすることができる。なお、断熱部材１１２を構成する材料としては、アルミナセラミックスの他に、炭化ケイ素セラミックス、窒化ケイ素セラミックス、ジルコニアセラミックスなどを採用することも可能である。

【0059】

また、本実施形態に係る計測装置１は、上記のような作用・効果を有する振動プローブ１１を備えるので、計測対象物であるスチームトラップ５００からの熱に起因する振動センサ１１０の故障・破損を抑制することができ、且つ、製造コストの上昇を抑制しながら高精度に振動の強度を計測することができる。

【0060】

本実施形態に係る計測装置１は、図１を用いて説明したように、振動プローブ１１がブラケット１４でスチームトラップ５００に固定された、所謂、設置タイプの計測装置１である。このようにブラケット１４によりスチームトラップ５００に対して振動プローブ１１が固定されている場合には、スチームトラップ５００と振動プローブ１１３における探触棒１１３の先端１１３ａとが常に当接した状態となる。この状態では、スチームトラップ５００からの熱が振動プローブ１１の探触棒１１３に伝達されることになるが、振動プローブ１１においては探触棒１１３と振動センサ１１０との間に断熱部材１１２が介挿されているので、スチームトラップ５００からの熱に起因する振動センサ１１０の故障・破損を抑制することができる。よって、耐熱仕様（高熱に対して耐性を有する）の振動センサを用いなくても振動センサ１１０の故障・破損を抑制することができ、製造コストの上昇を抑えながら高精度に振動の強度を計測することができる。

【0061】

以上のように、本実施形態に係る振動プローブ１１および当該振動プローブ１１を備える計測装置１では、スチームトラップ５００からの熱に起因する振動センサ１１０の故障・破損を抑制することができ、且つ、製造コストの上昇を抑制しながら高精度に振動の強度を計測することができる。

【0062】

［変形例］
上記では、詳細な説明を省略したが、計測装置１における温度プローブ１２は熱電対を有する。ただし、本発明では、熱電対に代えて、サーミスタ等の他の温度計測用のデバイスを温度プローブに用いることも可能である。

【0063】

上記実施形態では、探触棒１１３を中空部１１３ｄを有する円柱形状を有する部材としたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、中実の円柱形状を有する探触棒を採用することも可能である。また、横断面形状については、円環形状または円形状に限定されるものではなく、多角形状や長円形状（楕円形状を含む）や、それらの内部が中空であるような形状とすることなども可能である。

【0064】

上記実施形態では、振動プローブ１１と温度プローブ１２とを併せ持つ計測装置１を一例として採用したが、本発明は、振動プローブ１１だけを備え、計測対象物の振動の強度だけを計測する装置に適用することも可能である。

【0065】

上記実施形態では、スチームトラップ５００を計測対象物の一例としたが、本発明は、スチームトラップ以外の計測対象物の振動を計測する装置に適用することも可能である。

【0066】

上記実施形態では、計測装置１の本体部１０が、振動の強度に関する情報と温度に関する情報とを演算処理し、演算処理された信号を外部（例えば、プラントのメインサーバ）に送信することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、本体部１０の外面の一部に表示部を設けておき、演算結果を作業者の要求に応じて表示部に表示する構成としてもよい。

【符号の説明】

【0067】

１ 計測装置
１１ 振動プローブ
１１０ 振動センサ
１１２ 断熱部材
１１３ 探触棒
１１５，１１６ 金属板材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】