特許 7366442 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】2023-10-13

(45)【発行日】2023-10-23

(54)【発明の名称】計測装置

(51)【国際特許分類】

   G01D 21/02 20060101AFI20231016BHJP

   G01K 1/143 20210101ALI20231016BHJP

   G01H 17/00 20060101ALI20231016BHJP

【ＦＩ】

G01D21/02

G01K1/143

G01H17/00 Z

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021165515

(22)【出願日】2021-10-07

(65)【公開番号】P2023056261

(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】菅藤 政明

(56)【参考文献】

【文献】実開昭６２－８４７１９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平１０－１１２２４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｄ ２１／０２

Ｇ０１Ｋ １／１４３

Ｇ０１Ｈ １／００ － １／１６

Ｇ０１Ｈ １１／００ －１１／０８

Ｇ０１Ｈ １７／００

(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、
屈曲性を有するとともに、長尺線状または長尺帯状の部材であって、前記プローブケースを前記計測対象物に固定する固定部材と、
を備え、
前記プローブケースは、前記固定部材を係止する複数の係止部を有し、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するように配されて、前記固定部材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、前記計測対象物における表面の少なくとも一部に当接するように前記計測対象物の表面を経由するように掛け渡され、且つ、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が前記計測対象物の表面に直に当接した状態を維持するように前記複数の係止部に対して緊結されている、
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し、
前記固定部材は、２つの端部を有するとともに、前記計測対象物の表面における前記管軸を挟んで前記当接箇所の反対側となる箇所で前記２つの端部同士が結合されている、
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、針金である、
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、当該スチームトラン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に、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、固定箇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、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、屈曲性を有するとともに、長尺線状または長尺帯状の部材であって、前記プローブケースを前記計測対象物に固定する。

【0012】

前記プローブケースは、前記固定部材を係止する複数の係止部を有し、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するように配されて、前記固定部材により前記計測対象物に固定されている。そして、前記固定部材は、前記計測対象物における表面の少なくとも一部に当接するように前記計測対象物の表面を経由するように掛け渡され、且つ、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が前記計測対象物の表面に直に当接した状態を維持するように前記複数の係止部に対して緊結されている。

【0013】

上記態様に係る計測装置では、長尺線状または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。固定部材は、屈曲性を有するので、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。

【0014】

また、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直に当接した状態が維持されるように、計測対象物にプローブケースが固定されるので、上記特許文献１に開示の装置よりも高精度に振動の強度および表面温度を計測することが可能である。

【0015】

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正面視する場合に、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く、前記固定部材は、２つの端部を有するとともに、前記計測対象物の表面における前記管軸を挟んで前記当接箇所の反対側となる箇所で前記２つの端部同士が結合されていてもよい。

【0016】

上記態様に係る計測装置では、固定部材の端部同士が結合される箇所が、計測対象物の表面における管軸を挟んで振動プローブおよび温度プローブの各一端が当接する当接箇所とは反対側となる箇所であるので、振動プローブおよび温度プローブの各一端が指向する方向に計測対象物とプローブケースとの固定に係る力が作用し、これにより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直に当接した状態が良好に維持される。

【0017】

上記態様に係る計測装置において、前記固定部材は、針金であってもよい。

【0018】

上記態様に係る計測装置では、固定部材として針金を採用するので、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。

【0019】

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ていてもよい。

【0020】

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】

【0021】

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】

【0022】

【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図であって、（ａ）はＺ方向から正面視した正面図、（ｂ）はＹ方向から側面視した側面図である。

【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】

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

図１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、針金（固定部材）１３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方向下部からＹ方向両側に向けて突設された係止ビス（係止部）１０１とを有する。針金１３は、計測対象物であるスチーム配管５００のＺ方向下部を経由するように、２つの係止ビス１０１に緊結されている。

【0026】

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

【0027】

２．スチーム配管５００へのプローブ部１０の固定構造
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が針金１３を用いてスチーム配管５００に固定されている。針金１３を用いたスチーム配管５００へのプローブ部１０の固定構造について、図２を用いて説明する。なお、図２（ａ）は、スチーム配管５００およびプローブ部１０をスチーム配管５００のＸ方向（管軸Ａｘ５００が延びる方向）から正面視した図であり、図２（ｂ）は、スチーム配管５００およびプローブ部１０をＹ方向から側面視した図である。

【0028】

図２（ａ）に示すように、プローブ部１０のケース部材１００からＹ方向両側に突出するように設けられた２つの係止ビス１０１には、外側端部の近傍に針金（長尺線状の部材）１３が取り付けられている。針金１３は、一方の係止ビス１０１に取り付けられた箇所からスチーム配管５００の表面５００ａにおけるＺ方向下部の一部に沿うように当該表面５００ａを経由して、もう一方の係止ビス１０１まで掛け渡されている。針金１３は、係止ビス１０１同士の間で１周または複数周往復するように掛け渡されている。

【0029】

針金１３は、１本または複数本で構成され、スチーム配管５００の表面５００ａにおけるＺ方向下端となる部分で端部同士が結ばれている（結合されている）。即ち、本実施形態では、プローブ部１０のケース部材１００は、内方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５００の管軸Ａｘ５００を指向するようにスチーム配管５００の表面５００ａにおけるＺ方向上端となる部分に配置され、針金１３の端部同士が結ばれてなる結線部１３ｂは、管軸Ａｘ５００および振動プローブおよび温度プローブの各先端が当接する箇所を通る中心線Ｌｚ上であって、管軸Ａｘ５００を挟んで振動プローブおよび温度プローブの各先端が当接する箇所とは反対側となる箇所に配置されている。

【0030】

また、図２（ｂ）に示すように、針金１３の結線部１３ｂは、係止ビス１０１に取り付けられた箇所に対してＺ方向の略真下となる箇所に配置されている。これにより、針金１３は、スチーム配管５００の表面５００ａの一部に密に当接する状態で、２つの係止ビス１０１に緊結されている。

【0031】

なお、図２（ａ）に示すように、プローブ部１０は、中心線Ｌ_Ｚに対して直交する中心線Ｌ_Ｙに係止ビス１０１が略平行となるように配されている。また、一方の係止ビス１０１の先端から他方の係止ビス１０１の先端までのＹ方向での距離は、スチーム配管５００の外径よりも小さくなるように設定されている。これにより、針金１３がスチーム配管５００の表面５００ａに密接する部分（密接部１３ａ）の長さを長くとることができ、スチーム配管５００へのプローブ部１０の固定を安定なものとすることができる。

【0032】

３．プローブ部１０の詳細構造
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。

【0033】

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に示した係止ビス１０１は、ケース部材１００の外周壁に取り付けられている。

【0034】

蓋部材１０２は、円板形状を有する部材であって、ケース部材１００におけるＺ方向上部の開口（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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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に示すようにスチーム配管５００にプローブ部１０を固定した場合には、先端１０５ａ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。

【0038】

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Ａ１）、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Ａ３）。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。

【0039】

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に示すようにスチーム配管５００にプローブ部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。

【0040】

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Ａ２）、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Ａ４）。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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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、円環断面を有するケース部材１００の内周面１００ｂに隙間なく当接する。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

ここで、係止ビス１０１は、ケース部材１００にＹ方向に設けられたネジ孔１００ｅ，１００ｆに対して螺合されている。本実施形態においては、一例としてネジ孔１００ｅ，１００ｆがケース部材１００を厚み方向に貫通するよう形成されている。ただし、ネジ孔１００ｅ，１００ｆについては、必ずしも貫通している必要はない。

【0049】

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。

【0050】

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、およびビス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、外凸の曲面で外面が構成されている。

【0051】

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、一方端側から探触棒１０５０の端部（先端１０５ａとは反対側の端部）が嵌入され、他方端側から台座部１０５１が嵌入されている。

【0052】

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る。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

６．効果
本実施形態に係る計測装置１では、長尺線状である針金（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、および底部材１０３を含む部材）をスチーム配管（計測対象物）５００に固定している。針金１３は、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しようとする場合においても、そのまま用い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スチーム配管の外径に応じて複数種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。

【0058】

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の表面５００ａに直に当接した状態が維持されるように、スチーム配管５００に対してプローブケースが固定されるので、上記特許文献１に開示の装置よりも高精度に振動の強度および表面温度を計測することが可能である。

【0059】

また、本実施形態に係る計測装置１では、針金１３の端部同士を結んでなる結線部１３ｂが、スチーム配管５００の横断面において、当該スチーム配管５００の表面５００ａにおける管軸Ａｘ５００を挟んで振動プローブ１０５および温度プローブ１０６の各先端１０５ａ，１０６ａが当接する当接箇所とは反対側となる箇所（Ｚ方向の下端）であるので、振動プローブ１０５および温度プローブ１０６の各先端１０５ａ，１０６ａが指向する方向にスチーム配管５００とプローブケースとの固定に係る力が作用し、これにより振動プローブ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に直に当接した状態が良好に維持される。

【0060】

また、本実施形態に係る計測装置１では、固定部材の一例として針金１３を採用するので、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。

【0061】

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のそれぞれがプローブ部１０の底部材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、プローブ部１０における振動プローブ１０５および温度プローブ１０６の固定箇所図３の矢印Ａ１，Ａ２で示す箇所）が各先端１０５ａ，１０６ａから距離が比較的短い位置に配置されているので、仮に強風が吹いてケース部材１００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へのケース部材１００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。

【0062】

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。

【0063】

［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針金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できる。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。

【0064】

上記実施形態に係る計測装置１では、係止部の一例である係止ビス１０１をケース部材１００に２つ取り付けてなる構成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、ケース部材１００の外面にＬ字状等の形状を有するブラケットを取り付けて、当該ブラケットに固定部材を緊結することとしてもよい。また、底部材１０３の一部をケース部材１００の径方向外側まで延出させて係止部とすることも可能である。なお、係止部の形成数については、３つ以上であってもよい。

【0065】

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に直交する方向の断面形状）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。

【0066】

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。

【0067】

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。

【0068】

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。

【0069】

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】

【0070】

１ 計測装置
１０ プローブ部
１２ 本体部
１３ 針金（固定部材）
１３ｂ 結線部
１００ ケース部材
１０１ 係止ビス（係止部）
１０３ 底部材
１０５ 振動プローブ
１０６ 温度プローブ
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】