JP2004053391A

JP2004053391A - 超音波式機器診断装置

Info

Publication number: JP2004053391A
Application number: JP2002210647A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Uzaki; 宇崎　吉彦
Original assignee: TLV Co Ltd
Current assignee: TLV Co Ltd
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2004-02-19

Abstract

【課題】超音波式機器診断装置の低コスト化、小型化、取扱性の向上を図る。
【解決手段】超音波Ｕを検出して検出超音波を電気信号Ｚに変換する検出手段２と、その検出手段２の出力信号Ｚを可聴周波数帯域の電気信号Ｚ″に変換する可聴化手段Ｌと、その可聴化手段Ｌの出力信号Ｚ″を装置外部へ送出する可聴音発生器用の出力端子２０と、可聴音発生器以外の外部装置１９と通信する通信手段１８とを備える超音波式機器診断装置において、前記出力端子２０に接続した可聴音発生器６に対して可聴化手段Ｌの出力信号Ｚ″を送出する可聴音送出状態と、前記出力端子２０に接続した外部装置１９と通信手段１８との間でその出力端子２０を通じて通信させる外部通信状態とに前記出力端子２０を切り換える切換手段２１を設ける。
【選択図】　　　　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波検出に基づいて配管系における流体漏洩の検出や駆動機器の摩損検出あるいは弁類の作動状態の検出などを行う超音波式の機器診断装置に関し、
詳しくは、超音波を検出して検出超音波を電気信号に変換する検出手段と、その検出手段の出力信号を可聴周波数帯域の電気信号に変換する可聴化手段と、その可聴化手段の出力信号を装置外部へ送出する可聴音発生器用の出力端子と、可聴音発生器以外の外部装置と通信する通信手段とを備える超音波式機器診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の超音波式機器診断装置では、可聴音発生器用の出力端子にヘッドホンやイヤホンあるいはスピーカーなどの可聴音発生器を接続して、その可聴音発生器が発生する可聴音（検出超音波に応じた可聴音）を聞きながら機器診断を行うとともに、機器診断の前後には、管理用コンピューター等の外部装置と通信手段との間での通信をもって、超音波検出に関する設定情報を外部装置から入力したり、機器診断で得た超音波検出データを外部装置へ出力したりする等のことが行われるが、従来、この種の診断装置に装備される可聴音発生器用の出力端子と管理コンピューター等に対する通信用端子とは、互いの規格が全く異なる専用の端子（前者の多くは汎用小型ジャックであるのに対し、後者は例えばＲＳ２３２Ｃ端子やＵＳＢ端子などの特殊端子）で、構造はもとより取り扱う信号の形式も全く異なるものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の超音波式機器診断装置では、可聴音発生器用の出力端子及び外部装置に対する通信用端子として上記の如く互いの規格が全く異なる専用端子を装備するため、装置コストが高く付くとともに端子の使用が煩雑になる問題があり、また、端子の装備数が増えることや通信用端子が大型な特殊端子になることなどで装置が大型化する問題もあり、特に携帯型の診断装置ではこの大型化が診断作業の作業性を低下させる要因にもなる。
【０００４】
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、合理的な改良により上記問題を効果的に解消する点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
〔１〕請求項１に係る発明は超音波式機器診断装置に係り、その特徴は、
超音波を検出して検出超音波を電気信号に変換する検出手段と、その検出手段の出力信号を可聴周波数帯域の電気信号に変換する可聴化手段と、その可聴化手段の出力信号を装置外部へ送出する可聴音発生器用の出力端子と、可聴音発生器以外の外部装置と通信する通信手段とを備える構成において、
前記出力端子に接続した可聴音発生器に対して前記可聴化手段の出力信号を送出する可聴音送出状態と、前記出力端子に接続した前記外部装置と前記通信手段との間で前記出力端子を通じて通信させる外部通信状態とに前記出力端子を切り換える切換手段を設けてある点にある。
【０００６】
つまり、この構成によれば、可聴音発生器用の出力端子を可聴音発生器以外の外部装置に対する通信用端子に兼用することができて、その出力端子にヘッドホンやイヤホンあるいはスピーカーなどの可聴音発生器を接続した状態では、従前と同様に、可聴化手段の出力信号を出力端子を通じ可聴音発生器に送出して、検出超音波に応じた可聴音を可聴音発生器に発生させることができ、また、その出力端子に可聴音発生器以外の外部装置を接続することにより、その外部装置と通信手段との間において出力端子を通じ種々の通信を行わせることができる。
【０００７】
したがって、可聴音発生器用の出力端子及び外部装置に対する通信用端子として互いの規格が全く異なる専用端子を備えていた従来装置に比べ、端子の兼用化により装置コストを安価にし得るとともに端子の使用を簡素化することができ、また、その兼用化により端子装備数の削減も可能になることや、大型で特殊な通信用端子に代えて一般に小型で構造が簡略な可聴音発生器用の出力端子（特にイヤホン用やヘッドホン用などの汎用小型ジャック端子）を管理用コンピュータなどの外部装置に対する通信用端子として兼用することなどで、装置の小型化も可能になる。
【０００８】
なお、請求項１に係る発明の実施においては、可聴音発生器用と通信用とを兼ねる上記端子を複数装備して、可聴音発生器と通信対象外部装置との同時接続を可能にしてもよい。
【０００９】
〔２〕請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記外部通信状態において前記出力端子を通じ前記外部装置と前記通信手段との間で双方向の通信が可能な構成にしてある点にある。
【００１０】
つまり、この構成によれば、前述の如く端子の兼用化により装置コストの低減や装置の小型化などを可能にしながらも、外部装置の接続状態において通信手段（すなわち、診断装置）から外部装置への通信と、逆に外部装置から通信手段（診断装置）への通信との双方向の通信が可能なことにより、機器診断装置としての機能性も高く確保することができる。
【００１１】
なお、請求項１又は２に係る発明の実施にあたり、前記外部通信状態において通信手段から外部装置への通信を可能にする場合、その通信は超音波の検出データや超音波検出に基づき判定した診断データなどを管理コンピュータやプリンタ等の外部装置に送る通信を初め、どのような内容及び目的の通信であってもよく、また、前記外部通信状態において外部装置から通信手段への通信を可能にする場合も、その通信は超音波検出についての設定情報や超音波検出に基づき実施させる診断処理についての設定情報を外部装置から送る通信を初め、どのような内容及び目的の通信であってもよい。
【００１２】
〔３〕請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記切換手段を、前記出力端子に対する接続装置を検出して、その検出接続装置に応じ前記可聴音送出状態と前記外部通信状態との切り換えを自動的に行う構成にしてある点にある。
【００１３】
つまり、この構成によれば、前記出力端子に対し可聴音発生器を接続するだけで出力端子が前記の可聴音送出状態に自動的に切り換えられ、また、その出力端子に通信対象の外部装置を接続するだけで出力端子が前記の外部通信状態に自動的に切り換えられるから、前記出力端子に対する可聴音発生器と通信対象外部装置との選択的な接続に応じて、可聴音送出状態と外部通信状態との切り換えを人為的に行う方式を採るに比べ、端子使用処理について装置の取り扱いを一層容易にすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１，図２は超音波式機器診断装置の一例である超音波式の携帯型漏洩検出装置を示し、この漏洩検出装置１の先端部には、配管系における流体漏洩箇所で発生する超音波Ｕを検出する指向性マイクロホン２及び光ビーム照射光源３を配置し、後端部には、検出した超音波Ｕの強さ（本例では検出超音波Ｕの音圧レベル）をデジタル表示４ａとバーグラフ表示４ｂとにより表示するとともに、各時点の感度レベルＳをデジタル表示４ｃで表示するディスプレイ４、並びに、各種キー５を配置してある。
【００１５】
また、この漏洩検出装置１には、検出した超音波Ｕの強さを、それに応じた音量（または音質）の可聴音で表現して装置の使用者に認知させるイヤホン６を装備してある。
【００１６】
マイクロホン２は、図３に示す如く複数個をそれらの指向範囲Ｅに共通の重なり部分ＥＥが生じる状態に装置前面視で正多角形Ｋ（本例では正六角形）の頂点位置に分散配置し、また、光ビーム照射光源３はマイクロホン指向範囲Ｅの共通重なり部分ＥＥに対して光ビームを照射する状態に装置前面視で上記正多角形Ｋの重心位置に配置してある。
【００１７】
つまり、この漏洩検出装置１では、図４に示す如く装置先端を探知対象の配管の側に向けた状態でその先端向きを配管の延設方向へ徐々に変化させてマイクロホン２の指向方向を変化させながら、イヤホン６の出力可聴音、及び、ディスプレイ４上のデジタル表示４ａとバーグラフ表示４ｂとに基づき漏洩箇所を探知するが、この際、上記光ビーム照射光源３から照射する光ビームの照射ポイントＰが各時点の探知対象箇所に合致するようにしてあり、これにより、その照射ポイントＰの目視により装置の使用者は各時点の探知対象箇所を逐次明確に把握することができる。
【００１８】
なお、７は先端に小開口を形成した円錐状のキャップであり、漏洩箇所と思われる箇所を探知したときには、必要に応じ、このキャップ７を装置１の先端部に装着して複数のマイクロホン２の全体としての指向性を強くした状態で、漏洩箇所をより詳細に確認する。
【００１９】
図５は、この漏洩検出装置１の検出回路を示し、マイクロホン２は感度調整手段８とミキシング手段９と検波手段１０とフィルタ手段１１と整流手段１２との直列接続回路Ｌを介して、マイクロコンピュータからなる中央処理装置１３に接続してある。
【００２０】
検出手段としてのマイクロホン２は超音波Ｕを検出して、その検出超音波Ｕを高周波の電気信号Ｚに変換し、感度調整手段８はマイクロホン２の出力信号Ｚを指定の倍率で増幅する。
【００２１】
また、ミキシング手段９、検波手段１０、フィルタ手段１１は感度調整手段８の出力信号Ｚ′に対し、局部発振回路１５において発生させた近似周波数の電気信号Ｚｆを重ねることで、いわゆるヘテロダイン方式により感度調整手段８の出力信号Ｚ′を可聴周波数帯域の電気信号Ｚ″に変換し、不要な周波数成分を除去した状態で、この可聴周波数帯域の電気信号Ｚ″のみを送出する。
【００２２】
そして、フィルタ手段１１から送出される可聴周波数帯域の電気信号Ｚ″は整流手段１２で全波整流されて中央処理装置１３に入力され、中央処理装置１３は、この入力信号Ｚ″の信号値ｖを平均化するとともに所定の換算値にしてデジタル表示４ａ及びバーグラフ表示４ｂによりディスプレイ４上に表示する。
【００２３】
中央処理装置１３には、ディスプレイ４の他、光ビーム照射光源３、各種キー５、引き金形態の起動スイッチ１６、記憶手段１７、通信手段１８を接続してあり、中央処理装置１３は、使用者による起動スイッチ１６の操作に従い電源をＯＮ・ＯＦＦ操作して装置の作動状態と非作動状態との切り換えを行い、また、使用者による各種キー５の操作に従って光ビーム照射光源３のＯＮ・ＯＦＦ操作、感度レベル変更処理、漏洩量演算処理、データ記録処理などの各種処理を実行する。
【００２４】
感度調整手段８は、前段増幅回路８ａと帯域フィルタ回路８ｂと可変減衰器８ｃと後段増幅回路８ｄを直列に接続して構成してあり、中央処理装置１３は、キー操作により感度レベルＳの変更を指示されると、制御信号ｃにより可変減衰器８ｃの減衰率を段階的に変更して、感度調整手段８での信号増幅の倍率を指示された感度レベルＳに対応する倍率に変更する。
【００２５】
また、中央処理装置１３は、キー操作により漏洩量の演算を指示されると、同じくキー操作により入力される演算条件と、予め記憶手段１７に格納されている漏洩量演算についての設定情報と、超音波Ｕの検出データとに基づいて、その超音波検出データを得た漏洩箇所での流体漏洩量を演算する。
【００２６】
そしてまた、中央処理装置１３は、キー操作によりデータ記録を指示されると、デジタル表示４ａの表示値やその表示値を得たときの感度レベルＳなどの超音波検出データとともに、その超音波検出データを得た漏洩箇所についての演算漏洩量（すなわち、診断データ）を探知漏洩箇所ごとの管理番号を付して記憶手段１７に格納する。
【００２７】
通信手段１８は、キー操作により付与される通信指令や管理コンピュータ１９の側からの通信指令に応じ中央管理装置１３による通信制御下において、外部装置である管理コンピュータ１９との間で双方向の通信を行うものであり、この双方向通信により、漏洩箇所探知作業において漏洩箇所ごとに記憶手段１７に逐次格納したデータ（管理番号と超音波検出データと演算漏洩量）を漏洩検出装置１から管理コンピュータ１９に送る処理や、前記した漏洩量演算についての設定情報及び装置の各種初期設定値などを管理コンピュータ１９から漏洩検出装置１に送って記憶手段１７に格納する処理を行う。
【００２８】
２０はイヤホン６を接続する小型ジャック、２１はその小型ジャック２０を音量調整手段１４を介して前記直列接続回路Ｌに接続する可聴音送出状態と小型ジャック２０を通信手段１８に接続する外部通信状態との切り換えを行う切換スイッチであり、同図５の（イ）に示す如く、イヤホン６の使用時には、切換スイッチ２１を可聴音送出状態の側に切り換えることで、小型ジャック２０に接続したイヤホン６に対し前記した可聴周波数帯域の電気信号Ｚ″（全波整流前）を送出して、検出超音波Ｕの強さに応じた可聴音をイヤホン６に発生させる。
【００２９】
また、管理コンピュータ１９との間での通信が必要な時には、同図５の（ロ）及び図１に示す如く、小型ジャック２０に適合する小型プラグ２２ａを備える通信コード２２により管理コンピュータ１９を小型ジャック２０に接続（すなわち、ピンプラグ２２ａをイヤホンジャック２０に接続）するとともに、切換スイッチ２１を外部通信状態の側に切り換えることにより、通信手段１８と管理コンピュータ１９との間（換言すれば、漏洩検出装置１と管理コンピュータ１９との間）での双方向通信を小型ジャック２０及び通信コード２２を通じて実施する。
【００３０】
つまり、本実施形態において、直列接続回路Ｌは、検出手段としてのマイクロホン２の出力信号Ｚを可聴周波数帯域の電気信号Ｚ″に変換する可聴化手段を構成し、小型ジャック２０は、その可聴化手段Ｌの出力信号Ｚ″を装置外部へ送出する可聴音発生器用の出力端子を構成する。
【００３１】
そして、外部装置としての管理コンピュータ１９と通信する通信手段１８を備えるのに対し、切換スイッチ２１は、上記出力端子２０に接続した可聴音発生器としてのイヤホン６に上記可聴化手段Ｌの出力信号Ｚ″を送出する可聴音送出状態と、上記出力端子２０に接続した外部装置１９と通信手段１８との間でその出力端子２０を通じて通信させる外部通信状態とに、上記出力端子２０を切り換える切換手段を構成する。
【００３２】
なお、２３は小型ジャック２０に対する接続装置がイヤホン６であるか管理コンピュータ１９であるかを検出して、接続装置がイヤホン６である場合には切換スイッチ２１を自動的に可聴音送出状態の側に切り換え、また、接続装置が管理コンピュータ１９である場合には切換スイッチ２１を自動的に外部通信状態の側に切り換える自動切換操作手段であるが、場合によっては、この自動切換操作手段を省略して、切換スイッチ２１の切り換え操作をキー操作などにより人為的に行うようにしてもよい。
【００３３】
〔別の実施形態〕
次に別実施形態を列記する。
【００３４】
前述の実施形態では、超音波式機器診断装置の例として超音波式の漏洩検出装置を示したが、本発明は流体漏洩を検出する装置に限らず、駆動機器で発生する摩損を検出する診断装置や弁類の作動状態を検出する診断装置など、超音波検出に基づいて機器診断を行う装置であれば、種々の機器診断装置に適用することができる。
【００３５】
前述の実施形態では、気体中を伝播する超音波をマイクロホンにより検出する例を示したが、本発明の実施において、超音波を検出する検出手段には、気体中を伝播する超音波を検出するものに限らず、液体中を伝播する超音波を検出するものや、固体中を機械的振動として伝播する超音波を検出するものなど、診断対象機器が発生する超音波の形態に応じて種々の検出方式のものを採用することができる。
【００３６】
本発明の実施において、検出手段の出力信号を可聴周波数帯域の電気信号に変換する可聴化手段の具体的構成及び変換方式は、前述の実施形態で示した如き回路構成や方式に限られるものではなく、種々の変更が可能である。
【００３７】
本発明の実施において、可聴音発生器用の出力端子は小型ジャックに限られるものではなく、イヤホン、ヘッドホン、スピーカといった可聴音発生器の接続に用いる端子であれば、どのような構造及び方式の端子であってもよい。
【００３８】
本発明の実施において、装置に装備の通信手段と通信させる可聴音発生器以外の外部装置は管理コンピュータに限らず、プリンタ、ディスプレイ、記録装置などであってもよく、また、その通信は一方向のみの通信であってもよい。
【００３９】
本発明の実施において、可聴音発生器用の出力端子を可聴音送出状態と外部通信状態とに切り換える切換手段の具体的構成は、前述の実施形態で示した如き構成に限らず、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】漏洩検出装置の斜視図
【図２】装置背面部分の拡大図
【図３】装置前面部分の拡大図及び指向範囲を示す図
【図４】装置使用状態を示す斜視図
【図５】検出回路を示すブロック図
【符号の説明】
２　　　　　　　検出手段
６　　　　　　　可聴音発生器
１８　　　　　　通信手段
１９　　　　　　外部装置
２０　　　　　　可聴音発生器用の出力端子
２１　　　　　　切換手段
Ｌ　　　　　　　可聴化手段
Ｕ　　　　　　　超音波
Ｚ　　　　　　　検出手段の出力信号
Ｚ″　　　　　　可聴化手段の出力信号

Claims

超音波を検出して検出超音波を電気信号に変換する検出手段と、その検出手段の出力信号を可聴周波数帯域の電気信号に変換する可聴化手段と、その可聴化手段の出力信号を装置外部へ送出する可聴音発生器用の出力端子と、可聴音発生器以外の外部装置と通信する通信手段とを備える超音波式機器診断装置であって、
前記出力端子に接続した可聴音発生器に対して前記可聴化手段の出力信号を送出する可聴音送出状態と、前記出力端子に接続した前記外部装置と前記通信手段との間で前記出力端子を通じて通信させる外部通信状態とに前記出力端子を切り換える切換手段を設けてある超音波式機器診断装置。
前記外部通信状態において前記出力端子を通じ前記外部装置と前記通信手段との間で双方向の通信が可能な構成にしてある請求項１記載の超音波式機器診断装置。
前記切換手段を、前記出力端子に対する接続装置を検出して、その検出接続装置に応じ前記可聴音送出状態と前記外部通信状態との切り換えを自動的に行う構成にしてある請求項１又は２記載の超音波式機器診断装置。