特許 7360737 計測装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-04

(45)【発行日】2023-10-13

(54)【発明の名称】計測装置

(51)【国際特許分類】

   G01K 1/143 20210101AFI20231005BHJP

   G01H 17/00 20060101ALI20231005BHJP

【ＦＩ】

G01K1/143

G01H17/00 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021165516

(22)【出願日】2021-10-07

(65)【公開番号】P2023056262

(43)【公開日】2023-04-19

【審査請求日】2022-10-31

(73)【特許権者】

【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】100176304

【弁理士】

【氏名又は名称】福成 勉

(72)【発明者】

【氏名】吉川 成雄

【審査官】平野 真樹

(56)【参考文献】

【文献】実開昭６２－８４７１９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１６－２０９０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５９－６７１７（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｋ １／００－１９／００

Ｇ０１Ｈ １／００－１７／００

Ｇ０１Ｄ １１／００－１３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内方を所定方向に蒸気が流通する管体を計測対象物とする計測装置であって、
長尺状の部材であって、一端が前記計測対象物に当接するように配され、他端に振動の強度を計測する振動センサを有する振動プローブと、
長尺状の部材であって、一端が前記計測対象物に当接するように配され、前記計測対象物の表面温度を計測する温度プローブと、
前記振動プローブの前記一端を含む一部と、前記温度プローブの前記一端を含む一部とをそれぞれ外部に延出させた状態で、前記振動センサを含む前記振動プローブの残りの部分と、前記温度プローブの残りの部分とを内方に収容するプローブケースと、
長尺状の部材であって、前記計測対象物の外周面に沿わせることが可能な屈曲性を有する固定部材と、
前記固定部材とともに、前記プローブケースを前記計測対象物に固定する締付機構部と、
を備え、
前記プローブケースは、前記固定部材が連結される２つの連結部を有し、前記振動プローブの一端および前記温度プローブの一端のそれぞれが前記計測対象物の表面に対して直に当接されるように配されて、前記固定部材および前記締付機構部により前記計測対象物に固定されており、
前記固定部材は、前記２つの連結部の内の一方である第１連結部に対して連結される第１被連結部と、前記２つの連結部の内の他方である第２連結部に対して連結される第２被連結部とを有し、且つ、前記第１被連結部から、前記計測対象物の表面における前記振動プローブおよび前記温度プローブの各一端が当接する箇所に対して当該計測対象物の管軸を挟んで反対側となる箇所を経由して、前記第２被連結部に亘って掛け渡され、
前記締付機構部は、前記第１連結部と前記第１被連結部との連結部分に設けられ、前記第１被連結部が前記第１連結部に対して近づくように前記固定部材を当該固定部材の長手方向に変位させることにより前記固定部材を介して前記計測対象物を締め付け、
前記第２被連結部は、前記固定部材の長手方向における所定の箇所であって、前記締付機構部による締付代の範囲内で、前記２つの連結部に対して前記固定部材を緊結することが可能に設けられている、
計測装置。

【請求項2】

請求項１に記載の計測装置において、
前記第１連結部は、通し孔を有するブラケットであり、
前記締付機構部は、前記固定部材の前記第１被連結部に接続され、他端が前記通し孔を挿通可能なボルトと、前記通し孔を挿通した前記ボルトに螺合するナットとを有し、前記ナットの回転により前記第１被連結部を前記ナットに近づくように変位させることが可能である、
計測装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の計測装置において、
前記固定部材は、当該固定部材の長手方向において、前記計測対象物の外径に応じて選択可能な複数の前記第２被連結部を有する、
計測装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３の何れかに記載の計測装置において、
前記固定部材は、ローラーチェーンであり、
前記第２連結部は、通し孔を有するブラケットであり、
前記第２被連結部は、当該箇所におけるローラ同士の間と前記通し孔とを挿通するボルトと、当該ボルトに螺合するナットとにより前記第２連結部に連結されている、
計測装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４の何れかに記載の計測装置において、
前記振動プローブの一端が前記計測対象物の表面に当接する当接箇所と、前記温度プローブの一端が前記計測対象物の表面に当接する当接箇所とは、前記所定方向に並ぶように配置されており、
前記計測対象物の管軸方向からの正面視において、前記振動プローブの一端および前記温度プローブの一端は、前記計測対象物の管軸を指向するように前記計測対象物の表面に当接する、
計測装置。

【請求項6】

請求項１から請求項５の何れかに記載の計測装置において、
前記プローブケースは、筒形状のケース部材と、前記ケース部材における前記計測対象物の側の開口の少なくとも一部を塞ぐように配される底部材とをさらに有し、
前記底部材は、前記振動プローブおよび前記温度プローブが挿通する部分に貫通孔を有し、
前記振動プローブおよび前記温度プローブのそれぞれは、前記貫通孔を囲む周面に直に当接する状態で、前記底部材に対して固定されている、
計測装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、計測装置に関し、特に蒸気や復水が流れるスチーム配管やスチームトラップ等を計測対象とする計測装置に関する。

【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やその入り口部分のスチーム配管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、スチームトラップ等の振動の強度を計測するための振動プローブと、スチームトラップ等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、スチームトラップ等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のものとがある。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。特許文献１に開示の計測装置では、間にブロック状の座金が介挿された状態でスチーム配管に対してプローブが固定されている。特許文献１では、円環断面を有するスチーム配管に対してブロック状の座金を隙間なく密着させ、且つ、座金の反対側面にプローブの先端を隙間なく当接させることができる、とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６３８９０９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１に開示の計測装置では、スチームトラップ等の振動の強度および表面温度を正確に計測することが困難である、と考えられる。即ち、スチームトラップ等における蒸気漏れの有無を診断するためには、１０ｋＨｚ付近の振動の強度を得ることが重要となるが、上記特許文献１に開示の構造では、スチーム配管の表面とプローブの先端との間に座金が介挿されているため、当該座金の容積が原因で１０ｋＨｚ付近の共振周波数を得ることが困難である。よって、上記特許文献１に開示の計測装置では、正確な振動の強度および表面温度を計測することは困難である。

【0006】

本願発明者は、上記のような問題の解決を図ろうと鋭意研究を行い、図６に示すような構造の計測装置を開発した。

【0007】

図６に示すように、計測装置９は、プローブ部９０と、接続部９１と、本体部９２とを備える。プローブ部９０には、内方に振動プローブおよび温度プローブが収容されている。本体部９２には、計測した振動の強度および表面温度を基に演算処理を実行する演算回路が構成された回路基板が収容されている。接続部９１には、振動プローブおよび温度プローブと回路基板とを接続する接続線（リード線）が収容されている。

【0008】

計測装置９は、Ｕ字ボルト９３およびナット９４も備える。Ｕ字ボルト９３は、プローブ部９０のケースに設けられたブラケット９０１の通し孔９０１ａに先端部が挿通されている。そして、Ｕ字ボルト９３の先端部には、ナット９４が螺合されている。これにより、計測装置９は、スチーム配管９５に対して固定される。なお、図６に示すようにスチーム配管９５に対して計測装置９を固定することにより、プローブ部９０に収容された振動プローブおよび温度プローブの各先端がスチーム配管９５の表面９５ａに直に当接することとなる。

【0009】

ところで、計測装置を固定する対象であるスチーム配管等は、固定場所によって様々な外径を有する。このため、図６に示すような計測装置９をプラント等で複数固定しようとする場合には、固定対象となるスチーム配管等の外径に応じて、サイズが異なる複数種のＵ字ボルト９３を準備しておく必要があり、また、ブラケット９０１の交換が必要となる場合もあり、コストの観点から改善の余地があると考えられる。

【0010】

本発明は、上記のような問題の解決を図ろうとなされたものであって、コスト上昇を抑制しながら、高精度な計測が可能な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】

【0011】

本発明の一態様に係る計測装置は、内方を所定方向に蒸気が流通する管体を計測対象物とし、振動プローブと、温度プローブと、プローブケースと、固定部材と、締付機構部とを備える。前記振動プローブは、長尺状の部材であって、一端が前記計測対象物に当接するように配され、他端に振動の強度を計測する振動センサを有する。前記温度プローブは、長尺状の部材であって、一端が前記計測対象物に当接するように配され、前記計測対象物の表面温度を計測する。前記プローブケースは、前記振動プローブの前記一端を含む一部と、前記温度プローブの前記一端を含む一部とをそれぞれ外部に延出させた状態で、前記振動センサを含む前記振動プローブの残りの部分と、前記温度プローブの残りの部分とを内方に収容する。前記固定部材は、長尺状の部材であって、前記計測対象物の外周面に沿わせることが可能な屈曲性を有する。前記締付機構部は、前記固定部材とともに、前記プローブケースを前記計測対象物に固定する。

【0012】

本態様に係る計測装置において、前記プローブケースは、前記固定部材が連結される２つの連結部を有し、前記振動プローブの一端および前記温度プローブの一端のそれぞれが前記計測対象物の表面に対して直に当接されるように配されて、前記固定部材および前記締付機構部により前記計測対象物に固定されている。また、前記固定部材は、前記２つの連結部の内の一方である第１連結部に対して連結される第１被連結部と、前記２つの連結部の内の他方である第２連結部に対して連結される第２被連結部とを有し、且つ、前記第１被連結部から、前記計測対象物の表面における前記振動プローブおよび前記温度プローブの各一端が当接する箇所に対して当該計測対象物の管軸を挟んで反対側となる箇所を経由して、前記第２被連結部に亘って掛け渡されている。

【0013】

さらに、本態様に係る計測装置において、前記締付機構部は、前記第１連結部と前記第１被連結部との連結部分に設けられ、前記第１被連結部が前記第１連結部に対して近づくように前記固定部材を当該固定部材の長手方向に変位させることにより前記固定部材を介して前記計測対象物を締め付ける。そして、前記第２被連結部は、前記固定部材の長手方向における所定の箇所であって、前記締付機構部による締付代の範囲内で、前記２つの連結部に対して前記固定部材を緊結することが可能に設けられている。

【0014】

上記態様に係る計測装置では、屈曲性を有する長尺帯状の固定部材を用いてプローブケースを計測対象物に固定している。このため、上記態様に係る計測装置では、固定部材の長さの範囲内で、互いに外径が異なる計測対象物に対してもプローブケースを固定することが可能である。よって、上記態様に係る計測装置では、図６を用いて説明した装置のように計測対象物の外径に応じて複数の固定部材を準備しておく必要がなく、コスト上昇を抑制しながら計測対象物へのプローブケースの固定が可能である。

【0015】

また、上記態様に係る計測装置では、２つの連結部の内の第１連結部と固定部材の第１被連結部との連結部分に締付機構部が設けられており、第２被連結部が締付機構部の締付代の範囲内で２つの連結部に対して固定部材を緊結することが可能に設けられている。このため、第２連結部に対して第２被連結部を連結した上で、締付機構部により固定部材を締め付ける（第１被連結部が第１連結部に近づくように変位させる）ことにより、固定部材を２つの連結部に対して緩みなく緊結することができる。よって、上記態様に係る計測装置では、振動プローブおよび温度プローブの各一端が計測対象物の表面に対して直に当接した状態が維持され、計測対象物の振動の強度および表面温度を高精度に計測することができる。

【0016】

上記態様に係る計測装置において、前記第１連結部は、通し孔を有するブラケットであってもよく、前記締付機構部は、前記固定部材の前記第１被連結部に接続され、他端が前記通し孔を挿通可能なボルトと、前記通し孔を挿通した前記ボルトに螺合するナットとを有し、前記ナットの回転により前記第１被連結部を前記ナットに近づくように変位させることが可能であってもよい。

【0017】

上記態様に係る計測装置では、締付機構部がボルトとナットとを有して構成され、ボルトに対してナットの螺合を進めることで締め付けを実行する（第１被連結部が第１連結部に近づくように変位させる）ことができるので、作業者はナットを回すだけで２つの連結部に対して固定部材を確実に緊結することができる。

【0018】

上記態様に係る計測装置において、前記固定部材は、当該固定部材の長手方向において、前記計測対象物の外径に応じて選択可能な複数の前記第２被連結部を有してもよい。

【0019】

上記計測装置では、固定部材がその長手方向に複数の第２被連結部を有するので、計測対象物の外径に応じて複数の第２被連結部から任意の第２被連結部を選択して第２連結部に連結することで、緩みなく固定部材を緊結することができる。

【0020】

上記態様に係る計測装置において、前記固定部材は、ローラーチェーンであってもよく、前記第２連結部は、通し孔を有するブラケットであってもよい。そして、上記態様に係る計測装置において、前記第２被連結部は、当該箇所におけるローラ同士の間と前記通し孔とを挿通するボルトと、当該ボルトに螺合するナットとにより前記第２連結部に連結されていることとしてもよい。

【0021】

上記態様に係る計測装置では、固定部材としてローラーチェーンを採用し、第２連結部に対して第２被連結部がボルトとナットとの螺合により連結されるので、専用の特殊な部材を用いる場合に比べてコストを抑えることができる。

【0022】

上記態様に係る計測装置において、前記振動プローブの一端が前記計測対象物の表面に当接する当接箇所と、前記温度プローブの一端が前記計測対象物の表面に当接する当接箇所とは、前記所定方向に並ぶように配置されていてもよい。また、上記態様に係る計測装置において、前記計測対象物の管軸方向からの正面視で、前記振動プローブの一端および前記温度プローブの一端は、前記計測対象物の管軸を指向するように前記計測対象物の表面に当接してもよい。

【0023】

上記態様に係る計測装置では、振動プローブおよび温度プローブの各一端が計測対象物の管軸を指向する状態で当該計測対象物の表面に直に当接するように配されているので、計測対象物からの振動および表面温度を正確に計測することが可能である。

【0024】

上記態様に係る計測装置において、前記プローブケースは、筒形状のケース部材と、前記ケース部材における前記計測対象物の側の開口の少なくとも一部を塞ぐように配される底部材とをさらに有してもよい。また、上記態様に係る計測装置において、前記底部材は、前記振動プローブおよび前記温度プローブが挿通する部分に貫通孔を有してもよい。さらに、上記態様に係る計測装置において、前記振動プローブおよび前記温度プローブのそれぞれは、前記貫通孔を囲む周面に直に当接する状態で、前記底部材に対して固定されもよい。

【0025】

上記態様に係る計測装置では、振動プローブおよび温度プローブのそれぞれがプローブケースの底部材に対して固定されているので、例えば強風が吹くような環境下においても振動プローブおよび温度プローブの各一端を計測対象物の表面にしっかりと当接させた状態を維持することができる。即ち、上記態様に係る計測装置では、プローブケースに対する振動プローブおよび温度プローブの固定箇所が各一端から距離が短い位置に配置されているので、仮に強風が吹いてプローブケースが振れたとしても、振動プローブおよび温度プローブへのプローブケースの振れの影響を小さく抑えることができる。よって、上記態様に係る計測装置では、例え強風が吹くような環境下においても高精度な計測が可能である。

【発明の効果】

【0026】

上記の各態様に係る計測装置では、コスト上昇を抑制しながら、高精度な計測が可能である。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の実施形態に係る計測装置の外観構成を示す斜視図である。

【図2】スチーム配管への計測装置の固定形態を示す正面図である。

【図3】プローブ部の構成を示す断面図である。

【図4】プローブ部の底部材を示す断面図である。

【図5】振動プローブの構成を示す断面図である。

【図6】先行して開発した計測装置を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

図１に示すように。計測装置１は、プローブ部１０と、接続部１１と、本体部１２と、ローラーチェーン（固定部材）１３と、ボルト１４と、ナット１５，１６とを備える。プローブ部１０は、円筒形状のケース部材１００と、ケース部材１００のＺ方向下部に接合された２つのブラケット（連結部）１０１とを有する。ブラケット１０１は、ケース部材１００からＹ方向に延びる部分を有し、当該部分に通し孔が設けられている。

【0031】

ローラーチェーン１３は、長尺帯状の部材であるチェーン本体１３０と、チェーン本体１３０の一端に接続されたボルト１３１とを有する。ボルト１３１は、２つのブラケット１０１の内の一方に対して、通し孔を挿通し、ナット１５が螺合されている。ローラーチェーン１３のチェーン本体１３０は、計測対象物であるスチーム配管５００の表面５００ａにおける一部を経由するように、２つのブラケット１０１に緊結されている。チェーン本体１３０は、もう一方のブラケット１０１に対してボルト１４とナット１６とにより連結されている。なお、ローラーチェーン１３のチェーン本体１３０において、ボルト１３１が接続された部分が「第１被連結部」に該当し、ボルト１４が挿通する部分が「第２被連結部」に該当する。また、２つのブラケット１０１の内、ボルト１３１が挿通する側のブラケットが「第１連結部」に該当し、ボルト１４が挿通するブラケットが「第２連結部」に該当する。

【0032】

スチーム配管５００は、管軸Ａｘ５００に沿って延びる管体であって、内方を蒸気が流通する。

【0033】

計測装置１のプローブ部１０は、ケース部材１００の内方に収容された振動プローブと温度プローブとを有する。そして、振動プローブおよび温度プローブの各先端（一端）は、スチーム配管５００の表面５００ａに直に当接するように配設されている。なお、プローブ部１０の詳細構造については、後述する。

【0034】

２．スチーム配管５００へのプローブ部１０の固定手順
上述のように、本実施形態に係る計測装置１では、プローブ部１０がローラーチェーン１３を用いてスチーム配管５００に固定されている。ローラーチェーン１３を用いたスチーム配管５００へのプローブ部１０の固定手順について、図２を用いて説明する。

【0035】

図２に示すように、プローブ部１０の固定に際しては、先ず、スチーム配管５００に対してプローブ部１０の振動プローブおよび温度プローブの各先端が表面５００ａに直に当接するように配置する。なお、図２に示すように、スチーム配管５００へのプローブ部１０の配置においては、振動プローブおよび温度プローブの各先端がスチーム配管５００の管軸Ａｘ５００を指向するようにする。

【0036】

次に、チェーン本体１３０をスチーム配管５００の表面５００ａに略沿うように配した状態で、ボルト１４をチェーン本体１３０における隣り合うローラ同士の間と、一方のブラケット１０１に設けられた通し孔とを挿通させてナット１６を螺合させる（矢印Ａ１）。また、ボルト１４とナット１６との螺合と同時あるいは前後して、チェーン本体１３０の一端に接続されたボルト１３１をもう一方のブラケット１０１に設けられた通し孔を挿通させてナット１５を螺合させる（矢印Ａ２）。そして、ボルト１４とナット１６とを締めることで、チェーン本体１３０と上記一方のブラケット１０１との間で隙間が生じないように固定する。

【0037】

次に、ボルト１３１に対してナット１５をさらに螺合させることにより、チェーン本体１３０におけるボルト１３１が連結された箇所がブラケット１０１に近づくように変位させる。これにより、チェーン本体１３０がスチーム配管５００の表面５００ａに対して隙間がなく、プローブ部１０がスチーム配管５００に対してＺ方向に隙間なく固定される。以上のようにして、ローラーチェーン１３がブラケット１０１に緊結されて、スチーム配管５００へのプローブ部１０の固定が完了する。

【0038】

なお、本実施形態に係る計測装置１では、ボルト１３１とネット１５との組み合わせにより、ブラケット１０１とローラーチェーン１３との間を締め付ける締付機構部を構成する。即ち、上述のように、ナット１５を回転させることにより、ボルト１３１がＺ方向上向きに移動し、これによりチェーン本体１３０とスチーム配管５００の表面５００ａとが密に当接し、スチーム配管５００に対してプローブ部１０をしっかりと固定することが可能となる。

【0039】

３．プローブ部１０詳細構造
プローブ部１０の詳細構造について、図３を用いて説明する。

【0040】

図３に示すように、プローブ部１０は、ケース部材１００、蓋部材１０２、底部材１０３、振動プローブ１０５、および温度プローブ１０６を備える。ケース部材１００は、円筒形状の部材であって、例えば、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合合成樹脂）から形成されている。なお、図１および図２に示したブラケット１０１は、ケース部材１００の外周壁に取り付けられている。

【0041】

蓋部材１０２は、円板形状の部材であって、ケース部材１００におけるＺ方向上側の開口（スチーム配管５００から遠い側の開口）を閉じる部材である。蓋部材１０２は、例えば、ＡＢＳ樹脂から形成されている。底部材１０３は、、ケース部材１００のＺ方向下部の開口（スチーム配管５００側の開口）の一部を閉じる部材であって、金属材料（例えば、ステンレス鋼）から形成されている。

【0042】

底部材１０３は、複数（例えば、２本）のビス１０４によりケース部材１００の底部に固定されている。底部材１０３は、２つの貫通孔１０３ａ，１０３ｂを有する。貫通孔１０３ａ，１０３ｂは、底部材１０３の厚み方向（Ｚ方向）を貫通するように設けられている。

【0043】

なお、本実施形態に係る計測装置１では、ケース部材１００と、蓋部材１０２と、底部材１０３との組み合わせをもってプローブケースを構成している。

【0044】

振動プローブ１０５は、長尺状の部材であって、先端（一端）１０５ａを含む一部が底部材１０３の貫通孔１０３ａを挿通してＺ方向下方に延出し、残りの部分がケース部材１００の内空間１００ａに収容されている。なお、図１および図２に示したようにスチーム配管５００に対してプローブ部１０を固定した場合には、先端５００ａがスチーム配管５００の管軸Ａｘ５００を指向するように振動プローブ１０５が配される。

【0045】

振動プローブ１０５は、底部材１０３の貫通孔１０３ａを挿通する部分で当該底部材１０３に固定され（矢印Ｂ１）、上記残りの部分はケース部材１００に対して非接触の状態で配されている（矢印Ｂ３）。振動プローブ１０５は、他端（Ｚ方向上側の端部）から延出するリード線１０５ｂを有する。リード線１０５ｂは、蓋部材１０２を挿通して、接続部１１から本体部１２へと配策されている。振動プローブ１０５は、先端１０５ａが当接するスチーム配管５００の振動の強度を計測する。

【0046】

温度プローブ１０６は、長尺状の部材であって、先端（一端）１０６ａを含む一部が底部材１０３の貫通孔１０３ｂを挿通してＺ方向下方に延出し、残りの部分がケース部材１００の内空間１００ａに収容されている。なお、図１および図２に示したようにスチーム配管５００に対してプローブ部１０を固定した場合には、先端１０６ａもスチーム配管５００の管軸Ａｘ５００を指向し、振動プローブ１０５の先端１０５ａに対してＸ方向（スチーム配管５００の管軸Ａｘ５００が延びる方向）に並ぶように配される。

【0047】

温度プローブ１０６は、底部材１０３の貫通孔１０３ｂを挿通する部分で当該底部材１０３に固定され（矢印Ｂ２）、上記残りの部分はケース部材１００および振動プローブ１０５に対して非接触の状態で配されている（矢印Ｂ４）。温度プローブ１０６は、他端（Ｚ方向上側の端部）から延出するリード線１０６ｂを有する。リード線１０６ｂは、蓋部材１０２を挿通して、接続部１１から本体部１２へと配策されている。温度プローブ１０６は、スチーム配管５００の表面５００ａの温度を計測する。

【0048】

本実施形態に係る計測装置１では、振動プローブ１０５の先端１０５ａおよび温度プローブ１０６の先端１０６ａが、ともに曲面（半球面）で外面が構成されている。これにより、スチーム配管５００の表面５００ａに対して振動プローブ１０５の先端１０５ａおよび温度プローブ１０６の先端１０６ａを確実に当接させるのに有効である。

【0049】

４．底部材１０３の構造
底部材１０３の構造について、図４を用いて説明する。

【0050】

図４に示すように、底部材１０３をＺ方向に直交する方向で断面視した場合に、底部材１０３は、互いにＸ方向に対向する２つの円弧部１０３ｉ，１０３ｊと、互いにＹ方向に対向する２つの弦部１０３ｇ，１０３ｈとで外周が構成されている。弦部１０３ｇと弦部１０３ｈとは、互いに並行する。円弧部１０３ｉ，１０３ｊは、円環形状を有するケース部材１００の内周面１００ｂに隙間なく当接する。

【0051】

底部材１０３は、４つのネジ孔１０３ｃ～１０３ｆを有する。ネジ孔１０３ｃは、弦部１０３ｇ，１０３ｈが延びる方向（Ｘ方向）に平行な中心軸Ａｘ１を有し、貫通孔１０３ａに連続する。ネジ孔１０３ｄは、弦部１０３ｇ．１０３ｈが延びる方向（Ｘ方向）に平行な中心軸Ａｘ２を有し、貫通孔１０３ｂに連続する。ネジ孔１０３ｅは、弦部１０３ｇ，１０３ｈが延びる方向（Ｘ方向）に対して直交する中心軸Ａｘ３を有し、貫通孔１０３ａに連続する。ネジ孔１０３ｆは、弦部１０３ｇ，１０３ｈが延びる方向（Ｘ方向）に対して直交する中心軸Ａｘ４を有し、貫通孔１０３ｂに連続する。

【0052】

底部材１０３は、ケース部材１００の端部開口に対して、２本のビス（雄ネジ）１０４により固定されている。具体的に、ケース部材１００には、底部材１０３を装着した際にネジ孔１０３ｃ，１０３ｄに連続する通し孔１００ｃ，１００ｄが形成されている。それぞれのビス１０４は、通し孔１００ｃ，１００ｄを挿通してネジ孔１０３ｃ，１０３ｄの雌ネジに螺合している。底部材１０３は、ケース部材１００に対して、ネジ孔１０３ｃ，１０３ｄへのビス１０４の螺合により固定されている。

【0053】

振動プローブ１０５は、貫通孔１０３ａに先端１０５ａ側の一部が挿通された状態で、イモネジ（雄ネジ）１０７のネジ先端からの押圧を受けて貫通孔１０３ａの内周面に外周面の一部が押し付けられて当接している。振動プローブ１０５は、ネジ孔１０３ｅの雌ネジとイモネジ１０７との締結力により底部材１０３に固定されている。

【0054】

温度プローブ１０６は、貫通孔１０３ｂに先端１０６ａ側の一部が挿通された状態で、イモネジ（雄ネジ）１０７のネジ先端からの押圧を受けて貫通孔１０３ｂの内周面に外周面の一部が押し付けられて当接している。温度プローブ１０６は、ネジ孔１０３ｆの雌ネジとイモネジ１０７との締結力により底部材１０３に固定されている。なお、本実施形態で用いるイモネジ１０７とは、「六角穴付き止めネジ」のことを指す。

【0055】

５．振動プローブ１０５の詳細構造
振動プローブ１０５の詳細構造について、図５を用いて説明する。

【0056】

図５に示すように、振動プローブ１０５は、探触棒１０５０、台座部１０５１、断熱部１０５２、振動センサ１０５３、およびボス１０５４を有している。探触棒１０５０は、金属材料（例えば、ステンレス鋼）から形成された円筒状または円柱状の部材である。探触棒１０５０の先端が振動プローブ１０５の先端１０５ａであり、外凸の曲面（半球面）で外面が構成されている。

【0057】

台座部１０５１は、金属材料（例えば、ステンレス鋼）から形成された円柱状の部材であって、振動プローブ１０５の中心軸Ａｘ１０５上に形成されたネジ孔１０５１ｂを有する。断熱部１０５２は、アルミナセラミックスから形成された部材であって、円筒状を有する。断熱部１０５２には、一方の端部から探触棒１０５０の端部（先端１０５ａとは反対側の端部）が嵌入され、他方の端部から台座部１０５１が嵌入されている。

【0058】

断熱部１０５２に嵌入された探触棒１０５０と台座部１０５１とは、互いの端面１０５０ａ，１０５１ａ同士の間に隙間ＳＰが空くように配されている。なお、詳細な図示を省略しているが、断熱部１０５２と探触棒１０５０および台座部１０５１とは、中心軸Ａｘ１０５に対して交差する方向の外側からビスなどにより固定されている。

【0059】

振動センサ１０５３は、圧電素子として圧電型セラミックスが使用された圧電型加速度センサからなる。振動センサ１０５３は、ビス１０５４と台座部１０５１におけるネジ孔１０５１ｂの雌ネジとの螺合をもって台座部１０５１に隙間なく固定されている。

【0060】

ここで、振動プローブ１０５のサイズ設定方法について、説明する。

【0061】

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、特定の周波数成分が大きく異なり、特に、１０ｋＨｚ付近の振動周波数を調べることで、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できることが知られている（特開２０１６－１１９０４号公報）。そのため、スチームトラップ等の蒸気漏れの有無の診断を行う場合に使用する計測装置１の振動プローブ１０５については、１０ｋＨｚ付近の振動を高精度に計測することができるように形成することが重要となる。

【0062】

以上のような知見を基として、探触棒１０５０、台座部１０５１、および断熱部１０５２のサイズ設定がなされている。具体的に、共振周波数をｆ、探触棒１０５０、台座部１０５１、および断熱部１０５２の振動加速度をＣ、先端１０５ａから台座部１０５１における振動センサ１０５３の取付面までの長さをＬ、先端１０５ａから台座部１０５１における振動センサ１０５３の取付面までの断面サイズをＤとするとき、次の関係を満たすようにサイズ設定がなされている。
ｆ＝Ｃ×（Ｄ／Ｌ） ・・（式１）
上記関係式において、共振周波数ｆが１０ｋＨｚ付近としてサイズ設定がなされる。

【0063】

６．効果
本実施形態に係る計測装置１では、屈曲性を有する長尺帯状のローラーチェーン（固定部材）１３を用いてプローブケース（ケース部材１００、蓋部材１０２、底部材１０３）をスチーム配管（計測対象物）５００に固定している。このため、計測装置１では、ローラーチェーン１３の長さの範囲内で、互いに外径が異なるスチーム配管５００に対してもプローブケースを固定することが可能である。よって、計測装置１では、図６を用いて説明した装置のように計測対象物の外径に応じて複数の固定部材を準備しておく必要がなく、コスト上昇を抑制しながらスチーム配管５００へのプローブケースの固定が可能である。

【0064】

また、本実施形態に係る計測装置１では、２つのブラケット１０１の内の一方のブラケットとローラーチェーン１３の一端部との連結部分に締付機構部（ボルト１３１とナット１５とで構成される機構部）が設けられており、他方のブラケット１０１に対して締付機構部の締付代（ボルト１３１のネジ長さ）の範囲内でボルト１４とナット１６とによりローラーチェーン１３が連結される。よって、上記他方のブラケット１０１に対してローラーチェーン１３の所定箇所をボルト１４とナット１６とで連結した上で、ボルト１３１に対してナット１５を締め付ける（ブラケット１０１に対してローラーチェーン１３におけるボルト１３１が連結された箇所が近づくように変位させる）ことにより、ローラーチェーン１３を２つのブラケット１０１に対して緩みなく緊結することができる。これより、計測装置１では、振動プローブ１０５および温度プローブ１０６の各先端１０５ａ，１０６ａがスチーム配管５００の表面５００ａに対して直に当接した状態が維持され、スチーム配管５００の振動の強度および表面温度を高精度に計測することができる。

【0065】

また、本実施形態に係る計測装置１では、ボルト１３１とナット１５により上記締付機構部が構成されているので、作業者はナット１５を回すだけで２つのブラケット１０１に対してローラーチェーン１３を確実に緊結することができる。

【0066】

また、本実施形態に係る計測装置１では、固定部材としてローラーチェーン１３を採用するので、各駒におけるローラ同士の間の箇所を、それぞれ第２被連結部とすることができるので、スチーム配管５００の外径に応じて複数の第２被連結部から任意の第２被連結部を選択してブラケット１０１に連結することで、緩みなくローラーチェーン１３を緊結することができる。

【0067】

また、本実施形態に係る計測装置１では、上述のように固定部材としてローラーチェーン１３を採用し、ボルト１４とナット１６との螺合およびボルト１３１とナット１５との螺合によりローラーチェーン１３を緊結できるので、専用の特殊な部材を用いる場合に比べてコストを抑えることができる。

【0068】

また、本実施形態に係る計測装置１では、振動プローブ１０５および温度プローブ１０６の各先端１０５ａ，１０６ａがスチーム配管５００の管軸Ａｘ５００を指向する状態で当該スチーム配管５００の表面５００ａに直に当接するように配されているので、スチーム配管５００からの振動および表面温度を正確に計測することが可能である。

【0069】

また、本実施形態に係る計測装置１では、振動プローブ１０５および温度プローブ１０６のそれぞれが底部材１０３に対して固定されているので、例えば強風が吹くような環境下においても振動プローブ１０５および温度プローブ１０６の各先端１０５ａ，１０６ａをスチーム配管５００の表面５００ａにしっかりと当接させた状態を維持することができる。即ち、計測装置１では、プローブケースに対する振動プローブ１０５および温度プローブ１０６の固定箇所（図３の矢印Ｂ１，Ｂ２で指し示す箇所）が各先端１０５ａ，１０６ａから距離が短い位置に配置されているので、仮に強風が吹いてプローブケースが振れたとしても、振動プローブ１０５および温度プローブ１０６へのプローブケースの振れの影響を小さく抑えることができる。よって、計測装置１では、例え強風が吹くような環境下においても高精度な計測が可能である。

【0070】

以上のように、本実施形態に係る計測装置１では、コスト上昇を抑制しながら、高精度な計測が可能である。

【0071】

［変形例］
上記実施形態に係る計測装置１では、固定部材の一例としてローラーチェーン１３を採用することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、配管用ホースバンドのような帯板状の部材を採用することも可能である。また、固定部材を構成する材料については、必ずしも金属材料である必要はなく、スチーム配管５００のような計測対象物の表面温度に対して耐性を有するような材料であれば採用することが可能である。

【0072】

上記実施形態に係る計測装置１では、チェーン本体１３０の一端に接続されたボルト１３１と、ボルト１３１に螺合するナット１５との組み合わせによって締付機構部を構成することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、ブラインドリベット等を採用することも可能である。

【0073】

また、上記実施形態に係る計測装置１では、チェーン本体１３０の一方の端部に接続したボルト１３１を用いて締付機構部を構成することとしたが、もう一方の端部にも同様のボルトを接続し、当該ボルトを用いて締付機構部を構成することとしてもよい。

【0074】

上記実施形態に係る計測装置１では、中実円柱体である探触棒１０５０を有する振動プローブ１０５を採用することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、中空円筒体の探触棒を有する振動プローブを採用することもできる。また、探触棒の横断面形状（中心軸Ａｘ１０５に直交する断面形状）については、円形に限らず、多角形や長円形（楕円形を含む。）とすることも可能である。

【0075】

上記実施形態に係る計測装置１では、探触棒１０５０をステンレス鋼等の金属材料から形成し、断熱部１０５２をアルミナセラミックスから形成することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、探触棒をアルミナセラミックスから形成することや、断熱部を樹脂材料から形成することも可能である。

【0076】

上記実施形態に係る計測装置１では、イモネジ１０７を用いて振動プローブ１０５および温度プローブ１０６を底部材１０３に固定することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、頭を有するビスやボルトを用いて振動プローブおよび温度プローブを底部材に固定することとしてもよい。また、リベット止めや溶接、さらにはロウ付けなどを用いてもよい。

【0077】

上記実施形態に係る計測装置１では、互いに別部材であるケース部材１００と底部材１０３とを接合することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、ケース部材と底部材とが一体形成された構成を採用することも可能である。

【0078】

上記実施形態に係る計測装置１では、底部材１０３において、振動プローブ１０５が挿通する貫通孔１０３ａと温度プローブ１０６が挿通する貫通孔１０３ｂとを別々に設けることとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、１つの貫通孔に振動プローブと温度プローブとを挿通させることとしてもよい。

【符号の説明】

【0079】

１ 計測装置
１０ プローブ部
１２ 本体部
１３ ローラーチェーン（固定部材）
１５ ナット（締付機構部）
１００ ケース部材
１０１ ブラケット（連結部）
１０３ 底部材
１０３ａ，１０３ｂ 貫通孔
１０５ 振動プローブ
１０６ 温度プローブ
１３１ ボルト（締付機構部）
５００ スチーム配管（計測対象物）
１０５０ 探触棒
１０５１ 台座部
１０５２ 断熱部
１０５３ 振動センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】