JP2001221695A - 多点式センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数の測定箇所を一つのセンサで計測し、コス
ト、作業時間、並びに作業の危険度を低減することので
きる多点式センサを提供する。 【解決手段】先端側に位置する複数の先端側シース部１
４と、前記複数の先端側シース部１４のそれぞれに一対
ずつ挿入され、前記先端側シース部１４と供に複数の先
端部を構成する複数対のシース線１６、１７と、リード
線側に位置する一つのリード線側シース部１５と、前記
リード線側シース部１５に挿入され、リード線と接続し
ている前記先端側シース部１４と同数対のシース線５a、
５bと、前記先端側シース部１４と前記リード線側シー
ス部１５とに接合され、前記先端側シース部１４に挿入
されたシース線１６、１７と前記リード線側シース部１
５に挿入されたシース線５a、５bを接続する接続加工部
１とを有するセンサ構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種設備機器にお
ける温度、応力等の測定に用いられるセンサに関し、特
に、一つのセンサで複数の測定点を測定できる多点式セ
ンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】発電プラントの試運転やボイラ、タービ
ン等の諸試験においては、機器各所の温度及び応力等を
計測し、得られた各種データに基づいてプラントの健全
性や寿命評価等を行っている。かかる温度及び応力等の
計測は、従来、以下に説明するようなセンサによって行
われていた。

【０００３】図４は、従来の温度センサの構造を示した
図である。図４の（a）は、センサの先端がストレート
型のものを示し、図４の（b）は、センサの先端がパッ
ド型のものを示している。図に示すとおり、温度センサ
は、異種金属からなる２芯１対のシース線１０、それを
覆うシース部１３、保護管１１、及びリード線１２から
構成されており、シース線１０とリード線１２は、保護
管１１内で接続されている。

【０００４】図４の（a）に示すセンサは、ストレート
型先端部９を有し、通常、機器等の内部温度の計測に用
いられるものであり、例えば管内を流れる流体の温度計
測等に使用される。一方、図４の（b）に示すセンサ
は、パッド型先端部８を有し、通常、機器等の表面温度
の計測に用いられるものであり、例えば管壁の表面温度
計測等に使用される。また、機器等に発生している応力
を計測するための応力センサも、前記シース線１０が銅
線からなる３芯１対となるが、その他の構成は図４の
（a）に示した温度センサとほぼ同様である。

【０００５】従来は、以上説明したような構成のセンサ
により、一つの測定箇所（測定点）に対し一つのセンサ
を用いて各種の計測を行っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際の
測定作業においては、多数の測定点が近傍に存在してい
る場合が多く、その場合、従来のセンサでは一つのセン
サで一箇所の計測しかできないため、測定点の数分のセ
ンサを用意しなければならず、費用がかかるという問題
があった。また、その場合、センサを取付ける箇所が、
狭く入り組んでいるような場所であることも多く、セン
サの数が多くなればそれらの取付け／取外し作業にも多
大な時間を費やさなければならなかった。更に、センサ
の取付け箇所が高所などの場合、作業の危険度も増大し
た。

【０００７】そこで、本発明の目的は、複数の測定箇所
を一つのセンサで計測し、コスト、作業時間、並びに作
業の危険度を低減することのできる多点式センサを提供
することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の一つの側面は、複数対のシース線を先端
側において１対ずつ互いに分離した複数のシース部に挿
入し、先端部が複数に分離したセンサ構造とすることで
ある。従って、本発明によれば、複数の測定箇所を一つ
のセンサで計測可能となり、計測に関するコスト、作業
時間、並びに作業の危険度を低減できるという効果があ
る。

【０００９】上記の目的を達成するために、本発明の別
の側面は、先端部で測定対象物の状態を信号として検知
し、前記信号をリード線へ伝達するセンサであって、前
記先端部側に位置する複数の先端側シース部と、前記複
数の先端側シース部のそれぞれに一対ずつ挿入され、前
記先端側シース部と供に複数の前記先端部を構成する複
数対のシース線と、前記リード線側に位置する一つのリ
ード線側シース部と、前記リード線側シース部に挿入さ
れ、前記リード線と接続している前記先端側シース部と
同数対のシース線と、前記先端側シース部と前記リード
線側シース部とに接合され、前記先端側シース部に挿入
されたシース線と前記リード線側シース部に挿入された
シース線を接続する接続加工部とを有することを特徴と
する。

【００１０】更に、上記の発明において、その好ましい
態様は、更に、前記先端側シース部及び前記リード線側
シース部のそれぞれを包囲し、カシメによって前記先端
側シース部及び前記リード線側シース部のそれぞれに固
定され、前記接続加工部と溶接されていて、前記先端側
シース部及び前記リード線側シース部と前記接続加工部
とを接合するカシメ用材を有することを特徴とする。

【００１１】更に、上記の発明において、別の態様は、
前記シース線が温度測定用のシース線であり、前記セン
サが前記測定対象物の温度を測定するためのセンサであ
ることを特徴とする。

【００１２】また、上記の発明において、別の態様は、
前記シース線が応力測定用のシース線であり、前記セン
サが前記測定対象物の応力を測定するためのセンサであ
ることを特徴とする。

【００１３】更にまた、上記の発明において、別の態様
は、前記複数対のシース線は、温度測定用のシース線と
応力測定用のシース線の両方を含み、前記センサが前記
測定対象物の温度と応力を測定するためのセンサである
ことを特徴とする。

【００１４】更に、上記の発明において、別の態様は、
前記複数対のシース線は、複数対の前記温度測定用のシ
ース線を含み、前記複数対の温度測定用のシース線と、
それらに対応する前記先端側シース部とで構成される複
数の前記先端部が、パッド型先端部とストレート型先端
部の両方を含むことを特徴とする。

【００１５】本発明の更なる目的及び、特徴は、以下に
説明する発明の実施の形態から明らかになる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態例を説明する。しかしながら、かかる実施の形
態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
なお、図において、同一又は類似のものには同一の参照
番号又は参照記号を付して説明する。

【００１７】図１は、本発明を適用した第一の実施例に
係る温度センサの構造図である。図中（a）は、温度セ
ンサの全体を、（b）及び（c）は、その先端部を示して
いる。第一の実施例に係る温度センサは、センサの先端
部を複数に分離し、一つのセンサで同時に複数の測定対
象物の温度計測を行うことを目的としたものである。

【００１８】図に示すとおり、第一の実施例の温度セン
サは、センサの先端側に位置する二つの先端側シース部
１４、それらの中に１対ずつ挿入されたシース線１６及
び１７、リード線側に位置するリード線側シース部１
５、その中に挿入された２対のシース線５a及び５b、及
び先端側とリード線側を繋ぐ接続加工部１等で構成され
ている。先端側のシース線１６及び１７とリード線側の
シース線５a及び５bは、図に示すとおり、それぞれ接続
加工部１内で接続されている。このシース線の接続部
は、絶縁のために碍子３で覆われており、更にその周囲
にはアルミナ粉末４が充填されている。アルミナ粉末４
は、図中に示す盲プラグ２の位置から投入され、投入後
は盲プラグ２によりアルミナ粉末４の外部への漏洩が防
止されている。

【００１９】一方、先端側シース部１４及びリード線側
シース部１５と接続加工部１との接合方法としては、カ
シメ７を用いた方法を使用している。シース部と接続加
工部１とを直接溶接する方法も考えられるが、シース部
の肉厚は極めて薄く溶接作業が容易でないため、この方
法は好ましくない。そこで、まず、シース部１４及び１
５をカシメ用材６で覆い、カシメ７（くぼみ部）により
シース部１４及び１５とカシメ用材６を固定する。カシ
メ用材６と接続加工部１は、図に示すとおり、溶接部２
０で溶接する。これにより、カシメ用材６を介してシー
ス部１４及び１５と接続加工部１が固定され、シース部
１４及び１５の抜け落ちを防止できると供に、外部と密
閉されるため高温及び湿気に耐えうる構造となる。ま
た、シース部に直接溶接を施さないため、計測に必要な
エレメントを熱疲労から保護することができる。以上の
加工方法も、本温度センサの特徴の一つである。

【００２０】以上説明した構造とすることにより、温度
センサの先端部を二つに分離させることが可能となり、
一つの温度センサで同時に二つの測定対象物の温度計測
を行うことができる。図１の（b）は、本実施例に係る
温度センサの二つの先端部が両方ともパッド型先端部８
となっている場合を示している。この温度センサは、多
数の表面温度を計測する場合に適しており、例えばボイ
ラ内に配された多数（例えば１００本）の管メタルの温
度を同時に計測する場合には、必要なセンサの数が従来
の場合と比較して半分（５０本）で済み、コストを低減
できると供に、センサのシース部をボイラ内から外部へ
引き出す作業等も大幅に短縮することが可能となる。さ
らに、危険度の高いボイラ内への出入り回数も減り、安
全面でも効果がある。

【００２１】また、図１の（c）は、本実施例に係る温
度センサの二つの先端部がパッド型先端部８とストレー
ト型先端部９になっている場合を示している。この温度
センサは、機器の表面温度とその近傍の雰囲気温度等を
同時に計測する場合に適している。例えば、ボイラにお
いては、管メタルの温度とその近傍のガス温度を同時に
測定する必要がある場合がある。このような場合、従来
はパッド型の温度センサとストレート型の温度センサの
二つを使用する必要があったが、図１の（c）に示す温
度センサを使用することにより、一つのセンサで温度計
測が可能となり、図１の（b）の場合と同様の効果が得
られる。なお、図に示してはいないが、計測の目的に応
じて、二つの先端部を両方ともストレート型先端部９と
した温度センサにしてもよい。

【００２２】以上説明したように、第一の実施例に係る
温度センサは先端を二つに分離し、同時に二箇所の温度
計測が可能なセンサとしたが、同様の構造により先端部
を三つ以上に分離した温度センサとしてもよい。また、
その場合には、パッド型先端部とストレート型先端部
を、必要に応じ任意の数で組合せることも可能である。

【００２３】次に、本発明を適用した第二の実施例につ
いて説明する。図２は、本発明を適用した第二の実施例
に係る応力センサの構造図である。図中（a）は、応力
センサの全体を、（b）は、その先端部を示している。
第二の実施例に係る応力センサは、センサの先端部を複
数に分離し、一つのセンサで同時に複数の測定対象物の
応力計測を行うことを目的としたものである。

【００２４】図に示すとおり、第二の実施例に係る応力
センサは、第一の実施例で示した温度センサとほぼ同様
の構造を有しているが、応力センサであるため、シース
線とセンサの先端部が温度センサと異なっている。シー
ス線は、歪値を計測するための銅線からなる３芯１対の
シース線であり、先端部は応力検出部２１となってい
る。二つの先端側シース部１４に挿入されているシース
線１８及び１９は、リード線側シース部１５に挿入され
ている２対のシース線５cおよび５dと、接続加工部１に
おいて、それぞれ接続されている。その他の構造は、第
一の実施例で説明した内容と同様である。

【００２５】このような構造とすることにより、応力セ
ンサの先端部を二つに分離させることが可能となり、一
つの応力センサで同時に二つの測定対象物の応力計測を
行うことができる。従って、近傍に位置する複数の箇所
の応力を同時に測定する場合に適している。例えば、ボ
イラ内に多数配された管台の応力を測定する場合には、
従来、測定する管台の数の応力センサが必要であった
が、本実施例の応力センサを用いることによりセンサの
数を半減でき、コスト及び作業時間を大幅に低減させる
ことが可能となる。更に、ボイラ内への出入りの回数も
少なくて済み危険度も低減できる。

【００２６】なお、本実施例の応力センサでは、先端部
を二つに分離したが、同様の構造により先端部を三つ以
上に分離した応力センサとしてもよい。

【００２７】次に、本発明を適用した第三の実施例につ
いて説明する。図３は、本発明を適用した第三の実施例
に係る温度・応力センサの構造図である。図中（a）は、
温度・応力センサの全体を、（b）は、その先端部を示し
ている。第三の実施例に係る温度・応力センサは、セン
サの先端部を二つに分離し、その先端部の一方を温度セ
ンサとし、他方を応力センサとして、同時に測定対象物
の温度と応力を計測することを目的としたものである。

【００２８】図に示すとおり、第三の実施例に係る温度
・応力センサも、第一及び第二の実施例で示したセンサ
と同様の構造により先端部が二つに分離されている。第
一及び第二の実施例と異なるのは、センサに挿入された
２対のシース線の片方が温度計測用であり、他方が応力
計測用である点と、それに応じてセンサの先端部が、図
３の（b）に示す様に、温度計測用のパッド型先端部８
と応力検出部２１になっている点である。

【００２９】このような構造により、本実施例の温度・
応力センサは、一つのセンサで同時に温度と応力の計測
が可能であり、ボイラ内など測定対象物の温度と応力を
両方測定する必要がある場合に有効である。従来の如
く、温度センサと応力センサを別々に用意する必要がな
く、コスト、作業時間、及び危険度を低減できる。

【００３０】なお、本実施例では、温度計測用の先端部
をパッド型先端部８としたが、計測目的に応じてストレ
ート型先端部９としてもよい。また、本実施例において
も先端部を二つに分離したが、同様の構造により三つ以
上の先端部を有したセンサとしてもよい。更に、その場
合には、温度計測用の先端部と応力計測用の先端部を、
必要に応じ任意の数で組合せることも可能である。

【００３１】以上、第一から第三の実施例で説明したセ
ンサ構造とすることにより、センサの先端部を複数に分
離することができ、一つのセンサで複数箇所の計測を同
時に行うことが可能となる。従って、温度、応力等の計
測に関し、コスト、作業時間、及び危険度の低減を図る
ことができる。なお、本発明を適用したセンサでは、多
数のシース線がセンサ内に混在するので、混同防止のた
めに、シース線の色分けやシース線へのタグの付加等を
行ってもよい。

【００３２】本発明の保護範囲は、上記の実施の形態に
限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均
等物に及ぶものである。

【００３３】

【発明の効果】以上、添付図にしたがって説明したよう
に、本発明では以下のような効果を有する。

【００３４】第一に、センサの先端部を複数に分離する
ことができるセンサ構造とすることにより、一つのセン
サで複数箇所の計測を同時に行うことが可能となり、計
測に関するコスト、作業時間、及び危険度の低減を図る
ことができるという効果がある。

【００３５】第二に、シース部と接続加工部とをカシメ
を用いて接合することにより、シース部が直接溶接を施
されず、計測に必要なエレメントを熱疲労から保護する
ことができる。

【００３６】第三に、温度センサの先端部を複数に分離
することができるセンサ構造とすることにより、一つの
センサで複数箇所の温度計測を同時に行うことが可能と
なる。

【００３７】第四に、応力センサの先端部を複数に分離
することができるセンサ構造とすることにより、一つの
センサで複数箇所の応力計測を同時に行うことが可能と
なる。

【００３８】第五に、一つのセンサが温度測定用の先端
部と応力測定用の先端部の両方を有することにより、一
つのセンサで温度と応力の測定が可能となる。

【００３９】第六に、一つの温度センサがパッド型先端
部とストレート型先端部の両方を有することにより、機
器の表面温度と雰囲気温度など異なる箇所の温度測定
を、一つの温度センサで同時に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した第一の実施例に係る温度セン
サの構造図である。

【図２】本発明を適用した第二の実施例に係る応力セン
サの構造図である。

【図３】本発明を適用した第三の実施例に係る温度・応
力センサの構造図である。

【図４】従来の温度センサの構造を示した図である。

【符号の説明】

１ 接続加工部 ２ 盲プラグ ３ 碍子 ４ アルミナ粉末 ５a シース線 ５b シース線 ５c シース線 ５d シース線 ６ カシメ用材 ７ カシメ ８ パッド型先端部 ９ ストレート型先端部 １０ シース線 １１ 保護管 １２ リード線 １３ シース部 １４ 先端側シース部 １５ リード線側シース部 １６ シース線 １７ シース線 １８ シース線 １９ シース線 ２０ 溶接部 ２１ 応力検出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅原 和喜 長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 田中 正純 長崎県西彼杵郡香焼町3021番14号 山里産 業株式会社長崎営業所内 (72)発明者 端野 幸輔 福岡県福岡市博多区博多駅前１丁目24番９ 号 株式会社東京測器研究所福岡営業所内 Ｆターム(参考） 2F051 AA00 AB06 AC01 BA00 2F056 KC01 KC06 KC11 KC14

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端部で測定対象物の状態を信号として検
   知し、該信号をリード線へ伝達するセンサであって、 該先端部側に位置する複数の先端側シース部と、 該複数の先端側シース部のそれぞれに一対ずつ挿入さ
   れ、該先端側シース部と供に複数の該先端部を構成する
   複数対のシース線と、 該リード線側に位置する一つのリード線側シース部と、 該リード線側シース部に挿入され、該リード線と接続し
   ている該先端側シース部と同数対のシース線と、 該先端側シース部と該リード線側シース部とに接合さ
   れ、該先端側シース部に挿入されたシース線と該リード
   線側シース部に挿入されたシース線を接続する接続加工
   部とを有することを特徴とするセンサ。
2. 【請求項２】請求項１において、更に、 前記先端側シース部及び前記リード線側シース部のそれ
   ぞれを包囲し、カシメによって前記先端側シース部及び
   前記リード線側シース部のそれぞれに固定され、前記接
   続加工部と溶接されていて、前記先端側シース部及び前
   記リード線側シース部と前記接続加工部とを接合するカ
   シメ用材を有することを特徴とするセンサ。
3. 【請求項３】請求項１あるいは請求項２において、 前記シース線が温度測定用のシース線であり、前記セン
   サが前記測定対象物の温度を測定するためのセンサであ
   ることを特徴とするセンサ。
4. 【請求項４】請求項１あるいは請求項２において、 前記シース線が応力測定用のシース線であり、前記セン
   サが前記測定対象物の応力を測定するためのセンサであ
   ることを特徴とするセンサ。
5. 【請求項５】請求項１あるいは請求項２において、 前記複数対のシース線は、温度測定用のシース線と応力
   測定用のシース線の両方を含み、前記センサが前記測定
   対象物の温度と応力を測定するためのセンサであること
   を特徴とするセンサ。
6. 【請求項６】請求項３あるいは請求項５において、 前記複数対のシース線は、複数対の前記温度測定用のシ
   ース線を含み、 該複数対の温度測定用のシース線と、それらに対応する
   前記先端側シース部とで構成される複数の前記先端部
   が、パッド型先端部とストレート型先端部の両方を含む
   ことを特徴とするセンサ。