JP2020046205A - Relative position measurement device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、相対位置測定装置に関する。 The present invention relates to a relative position measuring device.
工場やプラントなどに敷設される配管は、ハンガーや防振器などの支持装置によって支持される。この種の支持装置の動作健全性は、ハンガーや防振器に設けられたインジケータを指標として検証される。支持装置は、例えば構造物に固定される固定部と、この固定部に対して相対移動する可動部からなり、インジケータには、固定部と可動部との相対距離が表示される。作業員等は、インジケータを目視することで、支持装置の動作健全性を検証することができる。 Pipes laid in factories and plants are supported by support devices such as hangers and vibration isolators. The operational soundness of this type of support device is verified using an indicator provided on a hanger or a vibration isolator as an indicator. The support device includes, for example, a fixed portion fixed to a structure and a movable portion that moves relatively to the fixed portion, and the indicator displays a relative distance between the fixed portion and the movable portion. An operator or the like can verify the operation soundness of the support device by visually checking the indicator.
支持装置の動作健全性を検証するための装置として、インジケータに示される指標を、経時的に記録するための記録装置が提案されている。この種の記録装置は、例えば、支持装置の固定部に設けられた記録紙に、可動部と同期して移動するペンによって、可動部の移動軌跡を記録する(例えば、特許文献1参照)。 As a device for verifying the operation soundness of the support device, a recording device for recording an index shown by an indicator over time has been proposed. This type of recording apparatus records, for example, a movement locus of a movable part on a recording paper provided on a fixed part of a support device by a pen that moves in synchronization with the movable part (for example, see Patent Document 1).
ハンガーや防振器等の支持装置は、高所などアクセスが困難な場所に設置されることが多い。この場合、支持装置へのアクセスに危険が伴うため、インジケータを正確に目視することが困難になることがある。また、上述した記録装置を用いる場合にも、記録装置の設置や回収が困難になることがある。 A support device such as a hanger or a vibration isolator is often installed in a place such as a high place where access is difficult. In this case, it may be difficult to accurately view the indicator because access to the support device is dangerous. In addition, even when the above-described recording device is used, it may be difficult to install and collect the recording device.
本発明は、上述の事情の下になされたもので、支持装置の動作健全性の検証を容易に行うことを課題とする。 The present invention has been made under the above circumstances, and has as its object to easily verify the operational soundness of a support device.
上記課題を解決するため、本実施形態に相対位置測定装置は、構造物に固定される固定部材と、固定部材に移動可能に設けられ、配管に固定される可動部材と、を備える支持装置に用いられ、固定部材と可動部材の相対位置を測定する相対位置測定装置であって、固定部材に固定される第1タグ、及び可動部材に固定される第2タグと、第1タグ及び第2タグへ電波を照射して、第1タグ及び第2タグから送信される送信情報を受信し、受信した送信情報に基づいて、相対位置を演算する送受信装置と、を備える。 In order to solve the above-described problems, the relative position measuring device according to the present embodiment includes a fixed member fixed to a structure, a movable member fixed to the fixed member, and a movable member fixed to a pipe. A relative position measuring device for measuring a relative position between a fixed member and a movable member, wherein the first tag is fixed to the fixed member, the second tag is fixed to the movable member, and the first tag and the second tag are fixed to the movable member. A transmission / reception device that radiates radio waves to the tag, receives transmission information transmitted from the first tag and the second tag, and calculates a relative position based on the received transmission information.
以下、本実施形態を、図面を参照しつつ説明する。説明にあたっては、相互に直交するX軸、Y軸、Z軸からなる直交座標系を適宜用いる。 Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the drawings. In the description, an orthogonal coordinate system including an X axis, a Y axis, and a Z axis that are orthogonal to each other is used as appropriate.
図1は本実施形態に係る相対位置計測装置1の構成を示すブロック図である。相対位置計測装置1は、配管を支持する支持装置10の固定部と可動部の相対位置を検出するための装置である。相対位置計測装置1は、支持装置10に取り付けられる1組のICタグ21,22と、送受信装置30を備えている。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a relative position measurement device 1 according to the present embodiment. The relative position measuring device 1 is a device for detecting a relative position between a fixed portion and a movable portion of a
図2は、配管210を支持する支持装置10を示す図である。図2に示されるように、支持装置10は、構造物200に対して、配管210を支持するスプリングハンガーである。配管210は、例えば発電プラントに用いられる直径が300mmから600mm程度の配管である。また、構造物200は、例えば工場建屋の梁などである。
FIG. 2 is a diagram illustrating the
図3は、支持装置10の斜視図である。図3に示されるように、支持装置10は、構造物200に固定される固定部11と、固定部に対して可動な可動部12を備えている。
FIG. 3 is a perspective view of the
固定部11は、長手方向をZ軸方向とする円筒状の部材である。固定部11の+X側には、長手方向をZ軸方向とする開口部11aが形成されている。また、上面には、2つの吊ピース111が固定されている。吊ピース111は、Y軸方向に所定間隔隔てて配置され、上端部にY軸方向に貫通する円形の開口111aが形成されている。図4は、支持装置10のYZ断面を示す図である。図4に示されるように、固定部11の内部空間112には、可動部12とバネ13が収容されている。
The
可動部12は、長手方向をZ軸方向とする棒状の棒状部121と、棒状部121の上端に固定された円形板状のフランジ部122の2部分からなる部材である。棒状部121は、固定部11の底壁に設けられた開口11bを貫通した状態で配置され、下端部には雄ネジ部121aが形成されている。この雄ネジ部121aには、ターンバックル14が取り付けられている。
The
バネ13は、外径が固定部11の内径よりもやや小さい押しバネである。バネ13は、可動部12のフランジ部122と固定部11の底壁面との間に、可動部12の棒状部121を囲むように配置されている。バネ13によって、可動部12が、固定部11に対して支持される。そのため、可動部12は、バネ13が伸縮する範囲で、固定部11に対して相対的に移動することが可能になっている。
The
図5は、固定部11の+X側の面を示す図である。図5に示されるように、固定部11には、開口部11aに沿って、長手方向をZ軸方向とするスケール113が設けられている。スケール113には、Z軸方向に所定ピッチに並ぶ目盛が設けられている。また、可動部12を構成するフランジ部122には、固定部11の開口部11aから突出し、先端がスケール113に重なる指示部材123が設けられている。指示部材123は、可動部12ともに、スケール113の目盛に沿って移動する。このため、指示部材123に指示された目盛を目視することで、固定部11と可動部12の相対位置関係がわかる。
FIG. 5 is a diagram illustrating a surface on the + X side of the
上述のように構成される支持装置10は、図2に示されるように、構造物200に設けられるピース201と、支持装置10の吊ピース111を貫通するボルト230等によって、構造物200に吊り下げられる。そして、ターンバックル14には、連結部材205と、配管210に固定される配管ホルダ206が取り付けられる。
As shown in FIG. 2, the
連結部材205は、図4に示されるように、上端部に雄ねじ部が形成されている。この雄ねじ部がターンバックル14に取り付けられる。また、配管ホルダ206は、配管210に固定される環状の部材である。配管ホルダ206と連結部材205は、ボルト230によって固定される。図2に示されるように、配管210は、支持装置10、連結部材205、配管ホルダ206を介して、構造物200に支持される。この状態のときには、配管210は、支持装置10を構成する固定部11に対して可動部12が移動可能な範囲で変位することができる。
As shown in FIG. 4, the connecting
相対位置計測装置1を構成するICタグ21,22は、図5に示されるように、それぞれスケール113と、指示部材123に固定されている。ICタグ21,22は、例えばICチップとアンテナ素子からなり、無線によって情報の送受信が可能なタグである。ICタグ21、22は、例えば一辺が1cm程度の正方形に整形されており、表面が例えば電波が通過する樹脂などによって被覆されている。相対位置計測装置1では、ICタグ21が、スケール113に張り付けられ、ICタグ22が、指示部材123の先端部に接着されている。ICタグ21は、スケール113の基準となる目盛に中心が一致するように張り付けられる。
The IC tags 21 and 22 constituting the relative position measuring device 1 are fixed to a
ICタグ21,22には、支持装置10を識別するための識別情報が記憶されている。識別情報としては、例えば、支持装置10の設置位置を示す経度情報や緯度情報、支持装置10に固有に付された識別番号や名称、などが考えられる。ICタグ21,
22は、送受信装置30から、識別情報の送信指令を受信すると、上記識別情報を送受信装置30へ送信する。
The IC tags 21 and 22 store identification information for identifying the
22 receives the identification information transmission command from the transmission /
図1に戻り、送受信装置30は、ICタグ21,22と情報の送受信を行う装置である。送受信装置30は、CPU(Central Processing Unit)31、主記憶部32、補助記憶部33、表示部34、入力部35、インタフェース部36、送信ユニット38、受信ユニット39を有する通信端末である。
Returning to FIG. 1, the transmission /
CPU31は、補助記憶部33に記憶されているプログラムに従って、後述する処理を実行する。
The
主記憶部32は、RAM(Random Access Memory)等を有している。主記憶部32は、CPU31の作業領域として用いられる。
The
補助記憶部33は、ROM(Read Only Memory)、半導体メモリ等の不揮発性メモリを有している。補助記憶部33は、CPU31が実行するプログラム、及び各種パラメータなどを記憶している。
The
表示部34は、LCD(Liquid Crystal Display)などの表示ユニットを有している。表示部34は、CPU31の処理結果等を表示する。
The
入力部35は、入力ボタンや、タッチパネル等のポインティングデバイスを有している。オペレータの指示は、入力部35を介して入力され、システムバス37を経由してCPU31に通知される。
The
インタフェース部36は、LANインタフェース、シリアルインターフェイス、及びパラレルインタフェース等を有している。送信ユニット38及び受信ユニット39は、インタフェース部36を介して、システムバス37に接続される。
The
送信ユニット38は、CPU31の指示に基づいて、ICタグ21,22に情報の送信を行う。送信ユニット38が送信する情報には、ICタグ21,22に識別情報の送信を指示するための識別情報送信指令が含まれる。
The
受信ユニット39は、ICタグ21,22から送信された情報を受信する。受信ユニット39によって受信された情報は、CPU31へ出力される。受信ユニット39が受信する情報には、識別情報が含まれる。
The receiving
上述のように構成される送受信装置30は、オペレータの指示に基づいて、ICタグ21,22と通信を行う。そして、ICタグ21,22との通信結果に基づいて、ICタグ21,22の相対位置を、支持装置10を構成する固定部11と可動部12の相対位置として演算する。以下、本実施形態に係る送受信装置30の使用手順及び動作について説明する。
The transmission /
まず、図6に示されるように、支持装置10の下方に位置するA地点で送受信装置30を操作して、ICタグ21,22と情報の通信を行う。A地点は、例えば支持装置10との位置関係が既知の地点である。ICタグ21,22に送信する情報は、識別情報送信指令である。ICタグ21,22は、送信指令を受信すると、識別情報を送受信装置30へ送信する。
First, as shown in FIG. 6, the transmitting / receiving
CPU31は、識別情報を受信すると、送信指令を送信した時刻t1から、ICタグ21からの識別情報を受信した時刻t2までの時間T1と、送信指令を送信した時刻t1から、ICタグ22からの識別情報を受信した時刻t3までの時間T2を演算する。そして、演算結果に基づいて、A地点からICタグ21までの距離a1と、A地点からICタグ22までの距離a2とを演算する。距離a1,a2は、例えば以下の式(1),(2)によって算出することができる。なお、vは、電波の速度を示す。
When receiving the identification information, the
a1=T1・v/2 …(1)
a2=T2・v/2 …(2)
a1 = T1 · v / 2 (1)
a2 = T2 · v / 2 (2)
次に、支持装置10の下方に位置するB地点で送受信装置30を操作して、ICタグ21,22と情報の通信を行う。B地点は、例えば支持装置10との位置関係が既知の地点である。ICタグ21,22に送信する情報は、識別情報送信指令である。ICタグ21,22は、送信指令を受信すると、識別情報を送受信装置30へ送信する。
Next, the transmitting / receiving
CPU31は、識別情報を受信すると、送信指令を送信した時刻t4から、ICタグ21からの識別情報を受信した時刻t5までの時間T3と、送信指令を送信した時刻t4から、ICタグ22からの識別情報を受信した時刻t6までの時間T4を演算する。そして、演算結果に基づいて、B地点からICタグ21までの距離b1と、B地点からICタグ22までの距離b2とを演算する。距離b1,b2は、例えば以下の式(3),(4)によって算出することができる。
When receiving the identification information, the
b1=T3・v/2 …(3)
b2=T4・v/2 …(4)
b1 = T3 · v / 2 (3)
b2 = T4 · v / 2 (4)
送受信装置30は、A地点とB地点の2地点での情報の送受信が終了すると、ヘロンの公式等を用いて、ICタグ21とICタグ22の高さの差を演算する。
When the transmission / reception of information at the two points A and B is completed, the transmission /
まず、CPU31は、ICタグ21とA地点とB地点によって規定される三角形TR1の面積S1を算出する。三角形TR1の面積S1は以下の式(5)を用いて算出することができる。なお、P1は、(a1+b1+c)を示す。また、cはA地点からB地点までの距離である。
First, the
次に、CPU31は、次式(6)に示されるように、面積S1を2倍して距離cで除することにより、ICタグ21の高さh1を算出する。この高さh1は、A地点とB地点を通る直線からICタグ21までの距離である。以下、説明の便宜上、A地点とB地点を通る直線を基準線というものとする。
Next, as shown in the following equation (6), the
h1=2・S1/c …(6) h1 = 2 · S1 / c (6)
次に、CPU31は、ICタグ22とA地点とB地点によって規定される三角形TR2の面積S2を算出する。三角形TR2の面積S2は以下の式(7)を用いて算出することができる。なお、P2は、(a2+b2+c)を示す。
Next, the
次に、CPU31は、次式(8)に示されるように、面積S2を2倍して距離cで除することにより、ICタグ22の高さh2を算出する。この高さh2は、基準線からICタグ22までの距離である。
Next, as shown in the following equation (8), the
h2=2・S2/c …(8) h2 = 2 · S2 / c (8)
ICタグ21の高さh1と、ICタグ22の高さh2を算出すると、CPU31は、高さh1から高さh2を減じて、ICタグ21とICタグ22の高さの差dhを算出する。差dhは、図5に示されるように、スケール113の基準位置を示す目盛と、指示部材123に示される目盛から読み取れる値、即ち固定部11と可動部12の距離を示す。CPU31は、差dhを、例えば表示部34に表示する。これにより、オペレータは、支持装置10のスケール113を目視することなく、支持装置10を構成する固定部11と可動部12の相対位置を確認することができる。
After calculating the height h1 of the
以上説明したように、本実施形態では、支持装置10との位置関係が既知のA地点とB地点の2地点で、支持装置10に設けられたICタグ21,22と通信を行うことで、支持装置10を構成する固定部11と可動部12の相対位置情報を測定することができる。このため、支持装置10のスケールを目視することなく、支持装置10を構成する固定部11と可動部12の相対位置を確認することができる。したがって、支持装置10が、高所や危険な場所等、アクセスが困難な位置に設置されていたとしても、容易かつ安全に、支持装置10を構成する固定部11と可動部12の相対位置を測定することができる。
As described above, in the present embodiment, by communicating with the IC tags 21 and 22 provided on the
また、本実施形態では、容易かつ安全に、支持装置10を構成する固定部11と可動部12の相対位置を測定することができるので、結果的に、支持装置の動作健全性の検証を容易に行うことができる。
Further, in the present embodiment, since the relative position between the
また、本実施形態では、ICタグ21,22の双方が、支持装置10に取り付けられている。そして、ICタグ21とICタグ22の相対距離(相対高さ)が、支持装置10を構成する固定部11と可動部12の相対位置として取得される。このため、支持装置10が振動したり、支持装置10が取り付けられる構造物が歪むことで、固定部11や可動部12の絶対位置(絶対高さ)が変動したとしても、精度よく固定部11と可動部12の相対位置を測定することができる。
In this embodiment, both the IC tags 21 and 22 are attached to the
また、ICタグの絶対位置を測定する技術が特開2007−114003号公報に開示されているが、本実施形態では、ICタグ21,22の絶対位置を計測する必要がないため、相対位置計測装置1にGPSなどの機能を設ける必要がなく、装置を簡素化することができる。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-114003 discloses a technique for measuring the absolute position of an IC tag. However, in the present embodiment, it is not necessary to measure the absolute positions of the IC tags 21 and 22. There is no need to provide a function such as GPS in the device 1, and the device can be simplified.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態によって限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、ICタグ21,22との通信を、A地点とB地点の2地点で行った。これに限らず、ICタグ21,22との通信を、3地点以上の複数の地点で行ってもよい。この場合には、複数の地点のうちの2地点と支持装置10によって規定される三角形ごとに、ICタグ21,22の高さh1,h2をそれぞれを算出し、高さh1の平均値AVGh1と、高さh2の平均値AVGh2の差を、支持装置10を構成する固定部11と可動部12の相対位置とすることができる。
The embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the embodiments. For example, in the above embodiment, communication with the IC tags 21 and 22 is performed at two points, that is, the point A and the point B. However, the communication with the IC tags 21 and 22 may be performed at three or more points. In this case, the heights h1 and h2 of the IC tags 21 and 22 are calculated for each of the triangles defined by two of the plurality of points and the
上記実施形態では、ICタグ21,22は、送受信装置30に対して、支持装置10を識別することが可能な識別情報を送信する。このため、図8に示されるように、ICタグ21,22が設けられた支持装置10が複数設置されている場合であっても、A地点及びB地点で、それぞれの支持装置10に設けられたICタグ21,22との通信を一括で行うことで、同時に複数の支持装置10について、固定部11と可動部12の相対位置を取得することができる。
In the above-described embodiment, the IC tags 21 and 22 transmit identification information capable of identifying the
上記実施形態では、送受信装置20が相対位置を示す差dhを表示部34に表示することとした。これに限らず、送受信装置20は、相対位置の測定結果を補助記憶部33に順次記憶させることとしてもよい。また、測定結果を、無線により別途設置されたサーバ等に送信することとしてもよい。
In the above embodiment, the transmission / reception device 20 displays the difference dh indicating the relative position on the
上記実施形態では、送受信装置20が相対位置を示す差dhを表示部34に表示することとした。これに限らず、差dhが予め設定された閾値を超えているような場合には、オペレータに対して警報を出力することとしてもよい。警報の出力は、例えば、音声を発報したり、テキストを表示部34に表示することなどが考えられる。
In the above embodiment, the transmission / reception device 20 displays the difference dh indicating the relative position on the
上記実施形態では、送受信装置30を、A地点とB地点で操作することによりICタグ21,22と通信を行い、各地点での通信結果に基づいて、支持装置10を構成する固定部11と可動部12の相対位置を測定することとした。これに限らず、図9に示されるように、送受信装置30は、A地点に設置される送信ユニット381及び受信ユニット391と、B地点に設置される送信ユニット382及び受信ユニット392を備えていてもよい。これにより、送受信装置30をA地点からB地点へ移動させることなく、固定部11と可動部12の相対位置を測定することが可能となる。したがって、支持装置10の動作健全性を常時監視することが可能となる。
In the above embodiment, the transmitting / receiving
この場合には、相対位置の測定を所定の周期で繰り返し実行し、測定した結果を経時的に補助記憶部33や別途設置したサーバに保存することで、種々の解析等が可能となる。
In this case, various analyzes and the like can be performed by repeatedly executing the measurement of the relative position at a predetermined cycle and storing the measurement result over time in the
上記実施形態では、支持装置10がスプリングハンガーである場合について説明した。これに限らず、支持装置10は、コンスタントハンガーであってもよい。図10は、支持装置10Aを示す図である。図10に示されるように、支持装置10Aがコンスタントハンガーである場合には、例えば、ICタグ21を固定部11に張り付けて、ICタグ22を可動部12の先端部に張り付けることで、送受信装置30を用いて、固定部11と可動部12の相対位置の計測が可能になる。
In the above embodiment, the case where the
上記実施形態では、支持装置10がスプリングハンガーである場合について説明した。これに限らず、支持装置10は、配管を支持する油圧式の防振器であってもよい。図11は、支持装置10Bを示す図である。図11に示されるように、支持装置10Bが油圧式防振器である場合には、例えば、ICタグ21を固定部11に張り付けて、ICタグ22を可動部12に張り付けることで、送受信装置30を用いて、固定部11と可動部12の相対位置の計測が可能になる。同様に、支持装置10は、油圧式の防振器ではなくて、機械式の防振器であってもよい。
In the above embodiment, the case where the
上記実施形態では、A地点とB地点によって規定される基準線が支持装置10のほぼ真下を通る場合について説明した。これに限らず、一例として、図12に示されるように、送受信装置30を用いてICタグ21,22と通信を行うA地点及びB地点が、ICタグ21,22からX軸方向へ距離Lだけ離れている場合にも、ICタグ21,22の相対位置、即ち支持装置10の固定部11と可動部12の相対位置を測定することが可能である。以下、変形例1に係る相対位置の測定要領について説明する。
In the above embodiment, the case where the reference line defined by the point A and the point B passes almost directly below the
まず、図12に示されるA地点とB地点で情報の送受信を行う。これにより、上述した手順で基準線と、ICタグ21,22の距離h1,h2を求めることができる。そして、次式(9),(10)を用いて、地表からICタグ21までの高さz1と、地表からICタグ22までの距離z2とを算出する。
First, information is transmitted and received at the points A and B shown in FIG. Thus, the distances h1 and h2 between the reference line and the IC tags 21 and 22 can be obtained by the above-described procedure. Then, the height z1 from the ground surface to the
ICタグ21の高さz1と、ICタグ22の高さz2を算出したら、高さz1から高さz2を減じて、ICタグ21とICタグ22の高さの差dzを算出する。差dzは、図5に示されるように、スケール113の基準位置を示す目盛と、指示部材123に示される目盛から読み取れる値、即ち固定部11と可動部12の距離を示す。送受信装置30の表示部34に、差dzを表示することで、オペレータは、支持装置10のスケール113を目視することなく、支持装置10を構成する固定部11と可動部12の相対位置を確認することができる。
After calculating the height z1 of the
また、基準線とICタグ21,22のX軸方向の距離Lは、設計値や実際にスケール等で計測した値を用いることができる。また、例えば、図12に示されるように、ICタグ21,22の鉛直下方にICタグ23を設けておき、A地点及びB地点で、ICタグ23とも通信を行い、距離h1,h2の算出と同様の要領で、距離Lを算出することとしてもよい。
As the distance L between the reference line and the IC tags 21 and 22 in the X-axis direction, a design value or a value actually measured by a scale or the like can be used. Also, for example, as shown in FIG. 12, an
また、上記変形例1では、支持装置10が鉛直方向(Z軸方向)に配管を支持している場合について説明した。これに限らず、図13に示されるように、支持装置10がZ軸と所定の角度をなす方向へ傾いている場合にも、支持装置10の固定部11と可動部12の相対位置を測定することが可能である。以下、変形例2に係る相対位置の測定要領について説明する。
In the first modification, the case where the
まず、図13に示されるA地点とB地点で情報の送受信を行う。これにより、上述した手順で、基準線と、ICタグ21,22の距離h1,h2を求めることができる。そして、次式(11),(12)を用いて、地表からICタグ21までの高さz1と、地表からICタグ22までの距離z2とを算出する。なお、L1は、基準線とICタグ21のX軸方向の距離である。また、L2は、基準線とICタグ22のX軸方向の距離である。
First, information is transmitted and received at the points A and B shown in FIG. Thus, the distances h1 and h2 between the reference line and the IC tags 21 and 22 can be obtained by the above-described procedure. Then, the height z1 from the ground surface to the
ICタグ21の高さz1と、ICタグ22の高さz2を算出したら、高さz1から高さz2を減じて、ICタグ21とICタグ22の高さの差dzを算出する。また、距離L1から距離L2を減じて、基準線とICタグ21,22の距離の差dLを算出する。そして、次式(13)を用いて、ICタグ21とICタグの変位yを算出する。
After calculating the height z1 of the
変位yは、図5に示されるように、スケール113の基準位置を示す目盛と、指示部材123に示される目盛から読み取れる値、即ち固定部11と可動部12の距離を示す。送受信装置30の表示部34に、変位yを表示することで、オペレータは、支持装置10のスケール113を目視することなく、支持装置10を構成する固定部11と可動部12の相対位置を確認することができる。
As shown in FIG. 5, the displacement y indicates a value that can be read from a scale indicating the reference position of the
一般に、スプリングハンガーやコンスタントハンガー等の支持装置10は、配管の熱変形により、固定部11や可動部12が傾くが、その範囲は4度以下になるように、配管の設計がなされる。このため、支持装置10が傾斜することによる相対位置の計測誤差は、1〜2mm程度に抑制される。しかしながら、精度よく計測を行う場合等には、本変形例に係る要領で計測を行うことで、支持装置10が傾斜したとしても、精度よく固定部11と可動部12の相対位置の計測が可能になる。
In general, the supporting
上述した変位yは、ICタグ21とICタグ22のY軸方向の距離が小さい場合には、三平方の定理から求められる式(13)を用いることなく、三角関数を用いて算出することもできる。
When the distance between the
例えば、図14に示されるように、基準線に直交しICタグ21を通る直線LN1と、地表のなす角をθ1とし、基準線に直交しICタグ22を通る直線LN2と地表のなす角をθ2とする。この場合、θ1とθ2は、それぞれ次式(14),(15)で示される。したがって、直線LN1と直線LN2のなす角度は、Ψ(θ2−θ1)は、次式(16)で示される。
For example, as shown in FIG. 14, the angle between the straight line LN1 orthogonal to the reference line and passing through the
直線LN1と直線LN2を2辺とする三角形の周の長さYは、距離yと、距離h1,h2の和(y+h1+h2)で示される。そのため、距離yは、長さYを用いると、次式(17)で示される。 The perimeter Y of the triangle having the straight line LN1 and the straight line LN2 as two sides is represented by the sum of the distance y and the distances h1 and h2 (y + h1 + h2). Therefore, using the length Y, the distance y is expressed by the following equation (17).
y=Y−(h1+h2) …(17) y = Y- (h1 + h2) (17)
ここで、長さYは、次式(18)で示される。したがって、変位yは、次式(19)で示される。 Here, the length Y is represented by the following equation (18). Therefore, the displacement y is expressed by the following equation (19).
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施しうるものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and their equivalents.
1 相対位置計測装置
10,10A,10B 支持装置
11 固定部
11a 開口部
11b 開口
12 可動部
13 バネ
14 ターンバックル
20 送受信装置
21,22,23 ICタグ
30 送受信装置
31 CPU
32 主記憶部
33 補助記憶部
34 表示部
35 入力部
36 インタフェース部
37 システムバス
38 送信ユニット
39 受信ユニット
111 吊ピース
111a 開口
113 スケール
121 棒状部
121a 雄ネジ部
122 フランジ部
123 指示部材
200 構造物
201 ピース
205 連結部材
206 配管ホルダ
210 配管
230 ボルト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Relative
32
上記課題を解決するため、本実施形態の相対位置測定装置は、構造物に固定される固定部材と、固定部材に移動可能に設けられ、配管に固定される可動部材と、を備える支持装置に用いられ、固定部材と可動部材との相対位置を測定する相対位置測定装置であって、第1タグ、第2タグ、及び、送受信装置を備える。第1タグは、固定部材に固定され、第2タグは、可動部材に固定される。送受信装置は、第1タグ及び第2タグの下方で前記第1タグ及び前記第2タグの鉛直方向の仮想線から離れて位置する基準線上の第1位置で、第1タグ及び第2タグへ電波を照射して、第1タグ及び第2タグから送信される送信情報を受信し、基準線上で、かつ第1位置とは異なる第2位置で、第1タグ及び第2タグへ電波を照射して、第1タグ及び第2タグから送信される送信情報を受信し、電波を照射してから送信情報を受信するまでの時間に基づいて、第1位置及び第2位置それぞれにおける第1タグまでの第1距離と、第2タグまでの第2距離と、を求め、第1距離、第2距離、及び第1位置と第2位置との間の距離を用いて、基準線から第1タグ及び第2タグまでの第3距離を演算し、第3距離と、第1タグ及び第2タグの鉛直方向の仮想線と基準線までの第4距離と、を用いて、前記相対位置を演算する。 In order to solve the above-described problem, the relative position measuring device of the present embodiment includes a fixed member fixed to a structure, a movable member fixed to the fixed member, and a movable member fixed to a pipe. used includes a relative position measuring device for measuring the relative position of the stationary member and the movable member, the first tag, the second tag, and, the sending and receiving equipment. The first tag is fixed to a fixed member, and the second tag is fixed to a movable member. The transmitting / receiving device is configured to connect the first tag and the second tag at a first position on a reference line located below the first tag and the second tag and away from a virtual line in the vertical direction of the first tag and the second tag. Irradiates radio waves to receive transmission information transmitted from the first tag and the second tag, and radiates radio waves to the first tag and the second tag at a second position different from the first position on a reference line. The first tag at the first position and the second tag at the second position are respectively received based on the time from receiving the transmission information transmitted from the first tag and the second tag and irradiating the radio wave to receiving the transmission information. The first distance to the second tag and the second distance to the second tag are obtained, and the first distance, the second distance, and the distance between the first position and the second position are used to determine the first distance from the reference line. The third distance to the tag and the second tag is calculated, and the third distance and the vertical direction of the first tag and the second tag are calculated. Using the fourth distance to the virtual line and the reference line, and computing the relative position.
図5は、固定部11の+X側の面を示す図である。図5に示されるように、固定部11には、開口部11aに沿って、長手方向をZ軸方向とするスケール113が設けられている。スケール113には、Z軸方向に所定ピッチに並ぶ目盛が設けられている。また、可動部12を構成するフランジ部122には、固定部11の開口部11aから突出し、先端がスケール113に重なる指示部材123が設けられている。指示部材123は、可動部12とともに、スケール113の目盛に沿って移動する。このため、指示部材123に指示された目盛を目視することで、固定部11と可動部12の相対位置関係がわかる。
FIG. 5 is a diagram illustrating a surface on the + X side of the fixing
上記実施形態では、送受信装置30が相対位置を示す差dhを表示部34に表示することとした。これに限らず、送受信装置30は、相対位置の測定結果を補助記憶部33に順次記憶させることとしてもよい。また、測定結果を、無線により別途設置されたサーバ等に送信することとしてもよい。
In the above embodiment, the transmission /
上記実施形態では、送受信装置30が相対位置を示す差dhを表示部34に表示することとした。これに限らず、差dhが予め設定された閾値を超えているような場合には、オペレータに対して警報を出力することとしてもよい。警報の出力は、例えば、音声を発報したり、テキストを表示部34に表示することなどが考えられる。
In the above embodiment, the transmission /
例えば、図14に示されるように、基準線に直交しICタグ21を通る直線LN1と、地表のなす角をθ1とし、基準線に直交しICタグ22を通る直線LN2と地表のなす角をθ2とする。この場合、θ1とθ2は、それぞれ次式(14),(15)で示される。したがって、直線LN1と直線LN2のなす角度Ψ(θ2−θ1)は、次式(16)で示される。
For example, as shown in FIG. 14, an angle between the straight line LN1 orthogonal to the reference line and passing through the
Claims (11)
前記固定部材に固定される第1タグ、及び前記可動部材に固定される第2タグと、
前記第1タグ及び前記第2タグへ電波を照射して、前記第1タグ及び前記第2タグから送信される送信情報を受信し、受信した前記送信情報に基づいて、前記相対位置を演算する送受信装置と、
を備える相対位置測定装置。 Used for a supporting device including a fixed member fixed to a structure and a movable member movably provided to the fixed member and fixed to a pipe, and measures a relative position between the fixed member and the movable member. A relative position measuring device,
A first tag fixed to the fixed member, and a second tag fixed to the movable member,
By irradiating the first tag and the second tag with radio waves, receiving transmission information transmitted from the first tag and the second tag, and calculating the relative position based on the received transmission information A transmitting and receiving device;
Relative position measuring device comprising:
前記電波を送信してから、前記送信情報を受信するまでの時間に基づいて、前記第1タグまでの第1距離と、前記第2タグまでの第2距離と、を求め、前記第1距離及び前記第2距離を用いて、前記可動部材の移動方向に対する前記相対位置を演算する請求項1に記載の相対位置測定装置。 The transmitting and receiving device,
A first distance to the first tag and a second distance to the second tag are obtained based on a time from when the radio wave is transmitted to when the transmission information is received, and the first distance is calculated. The relative position measuring device according to claim 1, wherein the relative position with respect to a moving direction of the movable member is calculated using the second distance and the second distance.
第1位置で求めた前記第1距離及び前記第2距離と、前記第1位置とは異なる第2位置で求めた前記第1距離及び前記第2距離と、を用いて、前記可動部材の移動方向に対する前記相対位置を演算する請求項1に記載の相対位置測定装置。 The transmitting and receiving device,
Movement of the movable member using the first distance and the second distance obtained at a first position and the first distance and the second distance obtained at a second position different from the first position. The relative position measuring device according to claim 1, wherein the relative position with respect to a direction is calculated.
異なる位置に設けられる第1受信部と、第2受信部と、を有し、
前記第1受信部が前記送信情報を受信するまでの時間に基づいて求めた前記第1タグまでの前記第1距離及び前記第2タグまでの第1距離と、
前記第2受信部が前記送信情報を受信するまでの時間に基づいて求めた前記第1タグまでの前記第2距離及び前記第2タグまでの第2距離と、を求め、
前記第1距離及び前記第2距離を用いて、前記可動部材の移動方向に対する前記相対位置を演算する請求項1に記載の相対位置測定装置。 The transmitting and receiving device,
A first receiving unit and a second receiving unit provided at different positions,
A first distance to the first tag and a first distance to the second tag determined based on a time until the first receiving unit receives the transmission information;
The second distance to the first tag and the second distance to the second tag obtained based on the time until the second receiving unit receives the transmission information,
The relative position measuring device according to claim 1, wherein the relative position with respect to a moving direction of the movable member is calculated using the first distance and the second distance.
前記第1距離と、前記第2距離と、を変数とするヘロンの公式を用いて前記相対位置を算出する請求項3又は4に記載の相対位置測定装置。 The transmitting and receiving device,
The relative position measurement device according to claim 3, wherein the relative position is calculated using a Heron's formula with the first distance and the second distance as variables.
前記相対位置を一定の周期で繰り返し演算する請求項1から5のいずれか一項に記載の相対位置測定装置。 The transmitting and receiving device,
The relative position measuring device according to claim 1, wherein the relative position is repeatedly calculated at a constant cycle.
前記第1タグ及び前記第2タグそれぞれに電波を照射して、前記第1タグ及び前記第2タグから送信される送信情報を受信し、受信した前記送信情報に基づいて、前記支持装置ごとに前記相対位置を演算する送受信装置と、
を備える請求項7又は8に記載の相対位置測定装置。 A set of the first tag and the second tag respectively provided on a plurality of the support devices;
The first tag and the second tag are each radiated with radio waves to receive transmission information transmitted from the first tag and the second tag, and based on the received transmission information, A transmitting and receiving device for calculating the relative position,
The relative position measuring device according to claim 7 or 8, further comprising:
前記相対位置の演算結果に基づいて、前記可動部材と前記固定部材との距離が、予め設定された閾値を超えたと判断した場合に、警報を出力する請求項1から9のいずれか一項に記載の相対位置測定装置。 The transmitting and receiving device,
The warning according to any one of claims 1 to 9, wherein an alarm is output when it is determined that the distance between the movable member and the fixed member has exceeded a preset threshold based on the calculation result of the relative position. A relative position measuring device as described.
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