JP2024017634A - 計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高温の計測対象物に固定されながら、高い精度で計測が可能な計測装置を提供する。【解決手段】計測装置１は、プローブケース１００を有するプローブ部１０と、本体ケース１４０を有する本体部１４と、Ｕ字ボルト１１およびナット１２，１３からなる固定部材とを備える。プローブ部１０は、プローブケース１００内に収納された振動プローブおよび温度プローブを有する。本体部１４は、本体ケース１４０内に収容された回路基板および電池ユニットを有する。振動プローブおよび温度プローブと回路基板とは信号線で接続されている。プローブケース１００は円筒状の形状を有し、Ｚ方向下部の開口が底部材で塞がれている。本体ケース１４０は、アルミニウム合金から構成されているとともに、プローブケース１００のＺ方向下方に配設されて底部材に直に固定されている。【選択図】図１

Description

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。

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における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。

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に開示の計測装置をはじめとする従来技術に係る計測装置について、図７を用いて説明する。図７に示すように、従来技術に係る計測装置９０１は、プローブケース９１０と、クランプ部９１１と、ボルト９１２と、本体ケース９１３と、接続パイプ９１４とを備える。

プローブケース９１０の内方には、図７の拡大部分に示すように、それぞれの先端９１５ａ，９１６ａがＺ方向下方に突出するように温度プローブ９１５と振動プローブ９１６とが収容されている。プローブケース９１０から下向きに突出した温度プローブ９１５の先端９１５ａおよび振動プローブ９１６の先端９１６ａは、スチーム配管９５０の表面に当接するように配設されている。プローブケース９１０は、スチーム配管９５０の上部に配設されており、クランプ部９１１によりスチーム配管９５０に取り付けられている。クランプ部９１１は、ボルト９１２の締め付けにより、スチーム配管９５０の外周を締め付けるようにしてスチーム配管９５０にプローブケース９１０を固定する。

本体ケース９１３は、樹脂材料により形成されており、接続パイプ９１４を間に介してプローブケース９１０の上方に配設されている。本体ケース９１３の内方には、温度プローブ９１５により検出されたスチーム配管９５０の表面９５０ａの温度、および振動プローブ９１６により検出されたスチーム配管９５０の振動の強度に関するデータを、中継器やプラントの管理室などに送信する回路基板や電源としての電池ユニット等が収容されている。

なお、従来技術に係る計測装置９０１において、プローブケース９１０と本体ケース９１３との間に接続パイプ９１４が介挿されているのは、樹脂材料からなる本体ケース９１４がスチーム配管９５０からの熱で変形や破損するのを抑制するためである。

特許第６３８９０９８号公報

しかしながら、図７に示すような従来技術に係る計測装置９０１では、高精度に計測を行うことが難しいと考えられる。具体的には、従来技術に係る計測装置９０１では、プローブケース９１０と本体ケース９１３との間に接続パイプ９１４が介挿されているのであるが、このようにプローブケース９１０と本体ケース９１３との間に接続パイプ９１４が介挿されてなる構造では、プローブケース９１０と本体ケース９１３との間に間隔Ｌ９が空くこととなる。これより、プローブケース９１０内に収容された温度プローブ９１５および振動プローブ９１６と本体ケース９１３内に収容された回路基板との間を接続する信号線の長さを長くせざるを得ない。よって、従来技術に係る計測装置では、プローブ９１５，９１６と回路基板との間を接続する信号線のインピーダンスが高くなってしまい、ノイズなどの影響が大きくなることで高い計測精度を得ることができなくなると考えられる。

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、高温の計測対象物に固定されながら、高い精度で計測が可能な計測装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る計測装置は、高温の計測対象物に固定される計測装置であって、振動プローブと、温度プローブと、プローブケースと、塞口部材と、回路基板と、本体ケースと、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、一端が前記計測対象物の表面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の表面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露出させた状態で、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ケースであって、筒形状を有する。

前記塞口部材は、前記プローブケースにおける前記振動プローブおよび前記温度プローブのそれぞれの前記一部が突出する側とは反対側の開口を塞ぐ。前記回路基板は、前記振動プローブおよび前記温度プローブと信号線で接続されている。前記本体ケースは、前記回路基板を収容する。前記固定部材は、前記プローブケースを前記計測対象物に固定する。

本態様に係る計測装置において、前記本体ケースは、金属材料から構成されているとともに、前記塞口部材に直に固定されている。

上記態様に係る計測装置では、本体ケースが塞口部材に直に固定されているため、プローブケースと本体ケースとの間に接続パイプが介挿される場合に比べて、振動プローブや温度プローブと回路基板とを接続する信号線を短くすることができる。このため、上記態様に係る計測装置では、各プローブと回路基板との間でのインピーダンスを低く抑えることができ、低ノイズで高い精度での計測が可能である。

また、上記態様に係る計測装置では、本体ケースが金属材料から構成されているので、高温の計測対象物からプローブケースを経由して熱が伝わっても本体ケースが熱により変形や破損するのを抑制することができる。なお、本明細書において「高温」とは、従来の計測装置における本体ケースに使用されていた樹脂材料（例えばＡＢＳ樹脂）の連続使用温度（略１１０℃）を超える温度を指す。

上記態様に係る計測装置において、前記塞口部材は、前記本体ケースが固定される部分に孔を有し、前記本体ケースは、前記塞口部材に固定される部分に設けられ、前記塞口部材の孔に連続する孔を有し、前記振動プローブおよび前記温度プローブと前記回路基板とを接続する前記信号線は、前記塞口部材の孔および前記本体ケースの孔を挿通するように配されている、としてもよい。

上記態様に係る計測装置では、塞口部材および本体ケースのそれぞれに、互いに連続する孔が設けられ、当該孔を挿通して各プローブと回路基板とを接続する信号線が配設されている。このため、プローブケースと本体ケースとの間で信号線を直線的に配することができ、可能な範囲で信号線の長さを短くすることができ、高い精度での計測にさらに好適である。

上記態様に係る計測装置において、前記本体ケース内に収容され、前記回路基板に電力を供給する電池ユニットをさらに備え、前記回路基板および前記電池ユニットのそれぞれは、前記本体ケースの内壁面に対して断熱部材を介して取り付けられている、としてもよい。

上記態様に係る計測装置では、回路基板および電池ユニットのそれぞれが本体ケースの内壁面に対して断熱部材を介して取り付けられているので、耐熱性の高い回路基板や電池ユニットを用いなくても、計測対象物から伝達される熱で本体ケースが高温になっても回路基板や電池ユニットが熱で損傷するのを抑制することができる。

上記態様に係る計測装置において、前記回路基板は、外部と電波を用いた通信を実行する通信回路部を有し、前記本体ケースは、外壁に開けられ、前記電波の通過を許す通信窓と、当該本体ケース内における前記通信窓が開けられた部分の下方の第１領域と、前記回路基板および前記電池ユニットが収容された第２領域との間を仕切る仕切壁と、前記第１領域に面する下部の外壁に開けられ、前記通信窓から浸入した水を外部に排水する排水孔と、を有し、前記仕切壁は、前記第１領域から前記第２領域への水の移動を規制するように前記本体ケースにおける下部の内壁面との間で水密に形成されているとともに、前記本体ケースにおける上部の内壁面との間に、前記通信回路部と前記通信窓との間で前記電波の通過を許す隙間が空くように形成されている、としてもよい。

上記態様に係る計測装置では、本体ケースが仕切壁を有し、当該仕切壁によって第１領域と第２領域とが仕切られているので、仮に通信窓を通して水が本体ケース内に浸入した場合にも回路基板が収容される第２領域への水の浸入を抑制することができる。よって、上記態様に係る計測装置では、雨水や結露水による回路基板の損傷を抑制することができる。

また、上記態様に係る計測装置では、仕切壁が本体ケースにおける下部の内壁面と水密に形成されているので、仮に水が第１領域に浸入した場合にも、当該水が下部の内壁面を伝って第２領域へと浸入するのを抑制することができる。

さらに、上記態様に係る計測装置では、回路基板における通信回路部と通信窓との間で電波の通過を許す隙間が上部の内壁面との間で空くように仕切壁が設けられているので、第２領域への水の浸入を抑制しつつ通信回路部と外部（本体ケースの外部）との間での通信が可能となる。

上記態様に係る計測装置において、前記仕切壁は、前記本体ケースにおける前記下部の内壁面から上方に向けて立設された立壁部と、前記立壁部の上端で連続し、下部から上部へと行くのに従って前記回路基板の上方の一部を覆うように形成された斜壁部と、を有する、としてもよい。

上記態様に係る計測装置では、仕切壁が上部に斜壁部を有するので、通信窓から水が浸入した場合であっても、当該水が回路基板にかかるのを確実に抑制することができる。

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、前記計測対象物に対して下方に垂下した姿勢で固定されており、前記本体ケースは、前記プローブケースの下方に配設されている、としてもよい。

上記態様に係る計測装置では、プローブケースが計測対象物に対して下方に垂下した姿勢で固定され、本体ケースがプローブケースの下方に位置するように配されているので、仮に風などの影響によりプローブケースが傾いて一時的に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から離間したとしても、プローブケースやその内方に収容された振動プローブおよび温度プローブ、さらに金属材料から構成された本体ケースおよびその内方に収容された回路基板などの重みにより、プローブケースが元の垂下した姿勢へと復帰することとなる。よって、上記態様に係る計測装置では、風などの影響によりプローブケースに外力が加わっても、作業者による修復作業を行わなくても計測を継続することが可能である。

上記の各態様に係る計測装置では、高温の計測対象物に固定されながら、高い精度で計測が可能である。

実施形態に係る計測装置の構成を示す斜視図である。 プローブ部の構成を示す断面図である。 プローブ部における蓋部分の構成を示す断面図である。 本体部の構成を示す正面図である。 本体部における回路基板および電池ユニットの取付構造を示す断面図である。 （ａ）は本体ケースを上方から見た上面図、（ｂ）は本体ケースの詳細構造を示す断面図である。 従来技術に係る計測装置の構成を示す側面図である。

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。

１．計測装置１の概略構成
一実施形態に係る計測装置１の概略構成について、図１および図２を用いて説明する。

図１に示すように、計測装置１は、プローブ部１０と、本体部１４と、Ｕ字ボルト１１およびナット１２，１３とを備える。なお、Ｕ字ボルト１１とナット１２，１３とは、プローブ部１０および本体部１４を計測対象物であるスチーム配管５００に固定するための固定部材である。

プローブ部１０は、円筒形状のプローブケース１００と、ステー１０１，１０２とを有する。図２に示すように、プローブ部１０は、その内部空間１０ａ（プローブケース１００内）に収容された温度プローブ１０３および振動プローブ１０４も有する。さらに、プローブ部１０は、プローブケース１００のＺ方向下側の開口を塞ぐように配設された底部材（塞口部材）１０７と、プローブケース１００のＺ方向上側の開口を、温度プローブ１０３の先端（一端）１０３ａを含む一部と振動プローブ１０４の先端（一端）１０４ａを含む一部との挿通を許しつつ塞ぐように配設された蓋部材１０８とを有する。

図１に戻って、ステー１０１とステー１０２とは、プローブケース１００におけるＺ方向上部の外周に固定され、互いにＹ方向の反対側に向けて延びる。ステー１０１およびステー１０２のそれぞれには、Ｕ字ボルト１１のネジ部の挿通を許す通し孔が開けられている。Ｕ字ボルト１１は、ステー１０１，１０２に開けられた通し孔を挿通してＺ方向下方にネジ部の一部が位置するように取り付けられ、ナット１２，１３の螺合により緊結されている。これにより、計測装置１のプローブ部１０は、スチーム配管５００に対してＺ方向下向きに垂下した姿勢で固定されている。

本体部１４は、本体ケース１４０と、蓋１４１と、複数のビス１４２～１４５とを有する。本実施形態では、一例として、本体ケース１４０と蓋１４１とで直方体形状の箱を構成し、ビス１４２～１４５は、本体ケース１４０と蓋１４１との接合に用いられる。なお、本体ケース１４０の内方（内部空間）には、後述する回路基板と電池ユニットとが収容されている。

２．プローブ１０３，１０４の構成
プローブ部１０の内部空間１０ａに収容された温度プローブ１０３および振動プローブ１０４の構成について、図２を用いて説明する。

図２に示すように、プローブ部１０は、円筒形状のプローブケース１００と、円板形状の底部材１０７および蓋部材１０８とによって外殻が構成されている。プローブケース１００は、例えば、アルミニウム合金などの金属部材から構成されている。また、底部材１０７および蓋部材１０８については、ステンレス鋼などの金属部材から構成されている。底部材１０７は、プローブケース１００におけるＺ方向下側の開口を塞ぐように配設され、蓋部材１０８は、プローブケース１００におけるＺ方向上側の開口を塞ぐように配設されている。プローブケース１００に対する蓋部材１０８の取付けは、ビス１０５，１０６を用いてなされている。

温度プローブ１０３および振動プローブ１０４は、それぞれが長尺棒状の部材であって、互いにＸ方向に間隔を空けて配置されている。また、温度プローブ１０３および振動プローブ１０４のそれぞれは、プローブ部１０の内部空間１０ａにおいて、プローブケース１００の内壁面に当接しないように配置されている。

温度プローブ１０３は、Ｚ方向に延びるように配され、先端（一端）１０３ａを含む一部が蓋部材１０８に開けられた孔を挿通してＺ方向上方に突設するように配されている。そして、温度プローブ１０３の先端１０３ａは、スチーム配管５００の表面５００ａの内のＺ方向下部に直に当接している。温度プローブ１０３は、スチーム配管５００の表面５００ａの温度を計測し、Ｚ方向下側から延びる信号線１０３ｂを通じて本体部１４へと計測結果を送出する。なお、後述するが、温度プローブ１０３は、蓋部材１０８に固定されることで姿勢が維持されている。

振動プローブ１０４は、Ｚ方向に延びるように配され、先端（一端）１０４ａを含む一部が蓋部材１０８に開けられた孔を挿通してＺ方向上方に突出するように配設されている。そして、振動プローブ１０４の先端１０４ａは、スチーム配管５００の表面５００ａの内のＺ方向下部に直に当接している。なお、温度プローブ１０３の先端１０３ａと振動プローブ１０４の先端１０４ａとは、スチーム配管５００の管軸Ａｘ５００に沿った方向（Ｘ方向）に互いに離間した箇所でスチーム配管５００の表面５００ａに直に当接している。

振動プローブ１０４は、長手方向における先端１０４ａとは反対側（Ｚ方向下側）に、断熱部１０４ｃ、振動センサ１０４ｂ、および信号線１０４ｄを有する。断熱部１０４ｃは、先端１０４ａを含む探触棒のＺ方向下側に固定され、スチーム配管５００から伝達される熱が振動センサ１０４ｂに伝わり難くする。振動センサ１０４ｂは、断熱部１０４ｃに固定された台座部（図示を省略。）に固定されている。振動センサ１０４ｂ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構成されている。信号線１０４ｄは、振動センサ１０４ｂから延出され、本体部１４へと延びるように配設されており、振動センサ１０４ｂでの計測結果を本体部１４へと送出する。

３．蓋部材１０８へのプローブ１０３，１０４の取付構造
蓋部材１０８への温度プローブ１０３および振動プローブ１０４の取付構造について、図３を用いて説明する。なお、図３は、蓋部材１０８におけるＺ方向の中間部分での断面図である。

図３に示すように、蓋部材１０８は、Ｚ方向（図３の紙面に直交する方向）からの平面視で、略円板形状を有する。蓋部材１０８の外周は、プローブケース１００に内周に隙間なく当接するように填め込まれている。

蓋部材１０８には、４つのネジ孔１０８ｃ，１０８ｄ，１０８ｆ，１０８ｇが設けられている。また、蓋部材１０８には、温度プローブ１０３の挿通を許す貫通孔１０８ａと、振動プローブ１０４の挿通を許す貫通孔１０８ｂとが設けられている。ネジ孔１０８ｃ，１０８ｆは、貫通孔１０８ａに連続し、ネジ孔１０８ｄ，１０８ｇは、貫通孔１０８ｂに連続する。

また、プローブケース１００には、通し孔１００ａ，１００ｂが設けられている。プローブケース１００の通し孔１００ａは、プローブケース１００に蓋部材１０８を填め込んだ状態で、ネジ孔１０８ｃと連続する。また、プローブケース１００の通し孔１００ｂは、プローブケース１００に蓋部材１０８を填め込んだ状態で、ネジ孔１０８ｄに連続する。

上述のように、プローブケース１００に対する蓋部材１０８の取り付けは、ビス１０５，１０６を用いてなされている。具体的に、ビス１０５，１０６は、プローブケース１００の外周側から径方向内側に向けて挿入され、蓋部材１０８のネジ孔１０８ｃ，１０８ｄに螺合される。

蓋部材１０８の貫通孔１０８ａには、温度プローブ１０３の一部が挿入されている。そして、温度プローブ１０３は、ネジ孔１０８ｆに螺合されたイモネジ（雄ネジ）１０９のネジ先端からの押圧を受けて貫通孔１０８ａの内周面に外周面の一部が押し付けられている。

蓋部材１０８の貫通孔１０８ｂには、振動プローブ１０４の一部が挿入されている。そして、振動プローブ１０４は、ネジ孔１０８ｇに螺合されたイモネジ（雄ネジ）１１０のネジ先端からの押圧を受けて貫通孔１０８ｂの内周面に外周面の一部が押し付けられている。

以上のように、プローブケース１００に対して蓋部材１０８が固定されているとともに、蓋部材１０８に対して温度プローブ１０３および振動プローブ１０４が固定されている。

なお、本実施形態で用いるイモネジ１０９，１１０とは、「六角穴付き止めネジ」のことを指す。

４．本体部１４の構成
本体部１４の構成について、図４を用いて説明する。なお、図４は、本体部１４における蓋１４１を取り外した状態を示している。

図４に示すように、本体部１４の内部空間１４ａは、Ｘ方向において、３つの空間１４ｂ～１４ｄに区分けされている。Ｘ方向中央の空間（中央空間）１４ｂと、Ｘ方向左側の空間（側方空間）１４ｃとの間は、仕切壁１４０ｆによって仕切られている。また、中央空間１４ｂとＸ方向右側の空間（側方空間）１４ｄとの間は、仕切壁１４０ｇによって仕切られている。

仕切壁１４０ｆおよび仕切壁１４０ｇのそれぞれは、Ｚ方向下側の壁（本体ケース１４０の側壁）１４０ｅに対して水密に接合されている。また、仕切壁１４０ｆおよび仕切壁１４０ｇのそれぞれは、図４の紙面奥側の壁（本体ケース１４０の底壁）に対しても水密に接合されている。さらに、仕切壁１４０ｆおよび仕切壁１４０ｇのそれぞれは、本体ケース１４０における図４の紙面手前側の開口部を蓋１４１で閉じた際に、蓋１４１の内壁面に対して水密に当接するように設けられている。なお、仕切壁１４０ｆおよび仕切壁１４０ｇのそれぞれは、Ｚ方向上側の壁１４０ｄに対して隙間が空くように設けられている。

本体部１４の内部空間１４ａの内の中央空間１４ｂには、回路基板１４６および電池ユニット１４７が収容されている。なお、本実施形態では、一例として、中央空間１４ｂにおけるＺ方向上部に回路基板１４６を収容し、Ｚ方向下部に電池ユニット１４７を収容しているが、回路基板１４６および電池ユニット１４７の収容に係る配置形態については、適宜に変更が可能である。

回路基板１４６は、４つのビス１４８～１５１により本体ケース１４０の底壁（図４の紙面奥側の壁）に固定されている。電池ユニット１４７は、Ｘ方向の両側に延出されたフランジ部１４７ｃ，１４７ｄを有し、当該フランジ部１４７ｃ，１４７ｄを挿通するビス１５２～１５５により本体ケース１４０の底壁（図４の紙面奥側の壁）に固定されている。

回路基板１４６は、基板本体１４６ａと、コネクタ１４６ｂ，１４６ｃと、通信回路部１４６ｄとを有する。基板本体１４６ａには、図示を省略する複数の電子チップが実装されている。基板本体１４６ａに実装された複数の電池チップは、温度プローブ１０３や振動プローブ１０４から送られてくる計測結果を演算処理する演算処理部や、中継器やプラントの管理室との間で演算結果等の送信や指令信号の受信を行う通信回路部１４６ｄなどを構成している。

なお、本実施形態に係る計測装置１では、ＢＬＥ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ〈「Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ」は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＳＩＧ Ｉｎｃ．の登録商標〉）を用いて中継器などとの間で送受信を行うよう通信回路部１４６ｄが構成されている。

回路基板１４６のコネクタ１４６ｂには、温度プローブ１０３の信号線１０３ｂおよび振動プローブ１０４の信号線１０４ｄが接合されたコネクタ１１１が接続されている。コネクタ１１１に接合される信号線１０３ｂ，１０４ｄは、底部材１０７に設けられた孔１０７ａおよび本体ケース１４０に設けられた孔を通して本体部１４の内部空間１４ａへと配策されている。

ここで、本体ケース１４０における信号線１０３ｂ，１０４ｄを通すために設けられた孔には、本体部１４の内部空間１４ａへの水の浸入を抑制する防水パッキン１５９が取り付けられている。防水パッキン１５９は、一例としてシリコーンゴムから形成されている。防水パッキン１５９には、信号線１０３ｂ，１０４ｄの挿通を許しながら水の通過を抑制する小孔が開けられている。

なお、図４に示すように、本体ケース１４０は、プローブ部１０の底部材１０７に直に固定されている。

回路基板１４６のコネクタ１４６ｃには、電池ユニット１４７から延出するリード線（電源線）１４７ａが接合されたコネクタ１４７ｂが接続されている。

５．本体ケース１４０への回路基板１４６および電池ユニット１４７の取付構造
本体ケース１４０への回路基板１４６および電池ユニット１４７の詳細な取付構造について、図５を用いて説明する。

図５に示すように、本体ケース１４０は、底壁１４０ｃと４つの側壁１４０ｄ，１４０ｅとで構成され、底壁１４０ｃに対向する部分に開口部１４０ａを有する。プローブ部１０の底部材１０７と直に接合される側壁１４０ｄには、底部材１０７の孔１０７ａと連続する孔１４０ｂが設けられている。信号線１０３ｂ，１０４ｄは、孔１０７ａおよび孔１４０ｂを通り、本体部１４の内部空間１４ａへと引き込まれている。

なお、上述のように、孔１４０ｂには、信号線１０３ｂ，１０４ｄの挿通を許しつつ、水の通過を抑制する防水パッキン１５９が取り付けられている。

本体ケース１４０の開口部１４０ａは、矢印Ａで示すように蓋１４１の取り付け／取り外しによって開閉可能となっている。なお、図５では、図示を省略しているが、本体ケース１４０への蓋１４１の取付けは、ビス１４２～１４５によりなされる（図１を参照）。

本体ケース１４０の底壁１４０ｃからは、開口部１４０ａ側に向けて複数のボス１５６～１５８が立設されている。複数のボス１５６～１５８は、断熱部材（例えば、アルミナ）から形成されている。そして、回路基板１４６は、ビス１４８～１５１（図５では、ビス１４９，１５０の図示を省略。）をボス１５６，１５７に設けられた雌ネジに螺合させることで本体ケース１４０に固定されている。

同様に、電池ユニット１４７は、ビス１５２～１５５（図５では、ビス１５３，１５４の図示を省略。）をボス１５８に設けられた雌ネジに螺合させることで本体ケース１４０に固定されている。

６．本体ケース１４０の詳細構造
本体ケース１４０の詳細構造について、図６を用いて説明する。図６（ａ）は本体ケース１４０を上方から見た上面図、図６（ｂ）は本体ケース１４０の内部構造を示す断面図である。

図６（ａ）、（ｂ）に示すように、本体ケース１４０におけるＺ方向上側の側壁１４０ｄには、信号線１０３ｂ，１０４ｄの挿通を許す孔１４０ｂの他に、２つの通信窓１４０ｈ，１４０ｉが設けられている。通信窓１４０ｈは、側方空間１４ｃの上方に設けられており、通信窓１４０ｉは、側方空間１４ｄの上方に設けられている。通信窓１４０ｈ，１４０ｉのそれぞれは、回路基板１４６の通信回路部１４６ｄで送受信される電波（矢印Ｂ１，Ｂ２）に対して遮断波長以上の開口サイズで設けられている。

図６（ｂ）に示すように、本体ケース１４０のＺ方向下側の側壁１４０ｅには、２つの排水孔１４０ｊ，１４０ｋが設けられている。排水孔１４０ｊは、側方空間１４ｃの下方に設けられており、排水孔１４０ｋは、側方空間１４ｄの下方に設けられている。

排水孔１４０ｊ，１４０ｋの形成目的は、仮に通信窓１４０ｈ，１４０ｉから水（雨水、結露水など）が側方空間１４ｃ，１４ｄに浸入してきた場合でも、排水孔１４０ｊ，１４０ｋを通して下方に水を排水するためである（矢印Ｂ３，Ｂ４）。

仕切壁１４０ｆは、Ｚ方向下側の側壁１４０ｅからＺ方向上向きに立設された立壁部１４０ｆ１と、立壁部１４０ｆ１のＺ方向上端部で連続し、下部から上部へと行くのに従ってＸ方向の左側から右側へと傾斜して形成された斜壁部１４０ｆ２とを有する。仕切壁１４０ｇも、Ｚ方向下側の側壁１４０ｅからＺ方向上向きに立設された立壁部１４０ｇ１と、立壁部１４０ｇ１のＺ方向上端部で連続し、下部から上部へと行くのに従ってＸ方向の左側から右側へと傾斜して形成された斜壁部１４０ｇ２とを有する。

仕切壁１４０ｆの斜壁部１４０ｆ２および仕切壁１４０ｇの斜壁部１４０ｇ２のそれぞれは、上部において回路基板１４６のＺ方向上方の一部を覆うように配されている。なお、本実施形態では、仕切壁１４０ｆは、斜壁部１４０ｆ２を含む全体が通信窓１４０ｈが設けられた箇所よりもＸ方向の右寄りの箇所に設けられている。仕切壁１４０ｇは、斜壁部１４０ｇ２を含む全体が通信窓１４０ｉが設けられた箇所よりもＸ方向の左寄りの箇所に設けられている。仕切壁１４０ｆおよび仕切壁１４０ｇを通信窓１４０ｈ，１４０ｉに対して上記のような箇所に設けることによって、通信窓１４０ｈ，１４０ｉを通して浸入してきた水が中央空間１４ｂの側に入って行こうとしても、斜壁部１４０ｆ２，１４０ｇ２で側方空間１４ｃ，１４ｄの方へと誘導される（矢印Ｂ５，Ｂ６）。

なお、上述のように、仕切壁１４０ｆ，１４０ｇは、側壁１４０ｅや底壁１４０ｃ（図５を参照。）の内壁面に対して水密に接合されており、また、本体ケース１４０に蓋１４１を取り付けた場合に蓋１４１の内壁面に水密に当接するように構成されているので、側方空間１４ｃ，１４ｄに浸入した水が回路基板１４６や電池ユニット１４７が収容された中央空間１４ｂへと侵入するのを抑制することができる。

７．効果
本実施形態に係る計測装置１では、本体ケース１４０が底部材１０７に直に固定されているため、プローブケース１００と本体ケース１４０との間に接続パイプが介挿される場合に比べて、信号線１０３ｂ，１０４ｄの長さを短くすることができる。具体的に、図７に示す従来技術に係る計測装置９０１では接続パイプ９１４を設けているのでプローブケース９１０と本体ケース９１３との距離がＬ９となり、プローブと回路基板とを接続する信号線も長くせざるを得ないのに対して、本実施形態では、図４に示すように、プローブ部１０における底部材１０７と本体ケース１４０とが直に固定されているので、信号線１０３ｂ，１０４ｄの長さを従来技術に係る計測装置９０１よりも短いＬとすることができる。このため、計測装置１では、各プローブ１０３，１０４と回路基板１４６との間でのインピーダンスを低く抑えることができ、低ノイズで高い精度での計測が可能である。

また、本実施形態に係る計測装置１では、本体ケース１４０が金属材料（一例として、アルミニウム合金）から構成されているので、高温のスチーム配管５００からプローブケース１００を経由して熱が伝わっても本体ケース１４０が熱により変形や破損するのを抑制することができる。なお、上記における「高温」とは、上述のように、樹脂材料の連続使用温度（例えば、ＡＢＳ樹脂の場合には略１１０℃）を超える温度を指す。

また、本実施形態に係る計測装置１では、底部材１０７および本体ケース１４０のそれぞれに、互いに連続する孔１０７ａ，１４０ｂが設けられ、当該孔１０７ａ，１４０ｂを挿通して各プローブ１０３，１０４から延びる信号線１０３ｂ，１０４ｄが配設されている。このため、プローブケース１００と本体ケース１４０との間で信号線１０３ｂ，１０４ｄを迂回などせずに直線的に配することができ、可能な範囲で信号線の長さを短くすることができ、高い精度での計測にさらに好適である。

また、本実施形態に係る計測装置１では、回路基板１４６および電池ユニッ１４７トのそれぞれが本体ケース１４０における底壁１４０ｃの内壁面に対して断熱部材からなるボス１５６～１５８を介して取り付けられているので、耐熱性の高い回路基板１４６や電池ユニット１４７を用いなくても、スチーム配管５００から伝達される熱で本体ケース１４０が高温になっても回路基板１４６や電池ユニット１４７が熱で変形や損傷するのを抑制することができる。

また、本実施形態に係る計測装置１では、本体ケース１４０が仕切壁１４０ｆ，１４０ｇを有し、当該仕切壁１４０ｆ，１４０ｇによって中央空間（第２領域）１４ｂと側方空間（第１領域）１４ｃ，１４ｄとが仕切られているので、仮に通信窓１４０ｈ，１４０ｉを通して水が本体ケース１４０内に浸入した場合にも回路基板１４６および電池ユニット１４７が収容される中央空間１４ｂへの水の浸入を抑制することができる。よって、計測装置１では、雨水や結露水による回路基板１４６および電池ユニット１４７の損傷を抑制することができる。

また、計測装置１では、仕切壁１４０ｆ，１４０ｇが本体ケース１４０におけるＺ方向下部の側壁１４０ｅにおける内壁面と水密に接合されているので、仮に水が側方空間１４ｃ，１４ｄに浸入した場合にも、当該水が側壁１４０ｅの内壁面を伝って中央空間１４ｂへと浸入するのを抑制することができる。

さらに、計測装置１では、回路基板１４６における通信回路部１４６ｄと通信窓１４０ｈ，１４０ｉとの間で電波の通過を許す隙間ＳＰ１，ＳＰ２（図６（ｂ）を参照。）がＺ方向上部の側壁１４０ｄにおける内壁面との間で空くように仕切壁１４０ｆ，１４０ｇが設けられているので、中央空間１４ｂへの水の浸入を抑制しつつ通信回路部１４６ｄと外部（本体ケース１４０の外部）との間での通信が可能となる。

また、本実施形態に係る計測装置１では、仕切壁１４０ｆ，１４０ｇがＺ方向上部に斜壁部１４０ｆ２，１４０ｇ２を有するので、通信窓１４０ｈ，１４０ｇから水が浸入した場合であっても、当該水が回路基板１４６にかかるのを確実に抑制することができる。

また、本実施形態に係る計測装置１では、プローブケース１００がスチーム配管５００に対してＺ方向下方（鉛直下方）に垂下した姿勢で固定され、本体ケース１４０がプローブケース１００の下方に位置するように配されているので、仮に風などの影響によりプローブケース１００が傾いて一時的に振動プローブ１０４および温度プローブ１０３の各先端１０３ａ，１０４ａがスチーム配管５００の表面５００ａから離間したとしても、プローブケース１００やその内方に収容された振動プローブ１０４および温度プローブ１０３、さらに金属材料から構成された本体ケース１４０およびその内方に収容された回路基板１４６および電池ユニット１４７などの重みにより、プローブケース１００が元の垂下した姿勢へと復帰することとなる。よって、計測装置１では、風などの影響によりプローブケース１００に外力が加わっても、作業者による修復作業を行わなくても計測を継続することが可能である。

以上のように、本実施形態に係る計測装置１では、高温のスチーム配管５００に固定されながら、高い精度で計測が可能である。

［変形例］
上記実施形態では、プローブ部１０の底部材１０７の孔１０７ａおよび本体ケース１４０の孔１４０ｂを挿通するように信号線１０３ｂ，１０４ｄを配設したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、信号線１０３ｂ，１０４ｄをプローブケース１００の側壁に設けた孔から側方へと引き出し、本体ケース１４０の側壁１４０ｅなどに設けた孔から内部空間１４ａ内へと引き入れる態様などを採用することも可能である。このような態様を採用する場合であっても、図７に示すような接続パイプ９１４を省略することにより信号線１０３ｂ，１０４ｄの全長を短くすることが可能であって、プローブ１０３，１０４と回路基板１４６との間でのインピーダンスを低く抑えることが可能である。

上記実施形態では、回路基板１４６および電池ユニット１４７を本体ケース１４０に対して断熱部材からなるボス１５６～１５８を介して取り付けることとしたが、本発明は、必ずしも本体ケースの内壁面と回路基板１４６および電池ユニット１４７との間に断熱部材を介挿させる必要はない。例えば、耐熱性の高い回路基板や電池ユニットを採用すればよい。

上記実施形態では、本体ケース１４０に２つの仕切壁１４０ｆ，１４０ｇを設け、内部空間１４ａに２つの側方空間１４ｃ，１４ｄを有する構成を採用したが、本発明では、１つの仕切壁と１つの側方空間とを有する構成を採用することも可能である。

また、本体ケース１４０に必ずしも通信窓１４０ｈ，１４０ｉを設ける必要はなく、本体ケース１４０の外周面に外部アンテナを固定した構成を採用することも可能である。

上記実施形態では、仕切壁１４０ｆ，１４０ｇがＺ方向上部に斜壁部１４０ｆ２，１４０ｇ２を有する構成を採用したが、本発明では、仕切壁１４０ｆ，１４０ｇが斜壁部１４０ｆ２，１４０ｇ２を有する構成を必ずしも採用する必要はない。この場合であっても、仕切壁１４０ｆ，１４０ｇのＺ方向上端と本体ケース１４０のＺ方向上部の側壁１４０ｄとの間の隙間ＳＰ１，ＳＰ２を電波の通過を許す範囲で狭くすることで中央空間１４ｂへの水の浸入を抑制することができる。

上記実施形態では、本体ケース１４０におけるＺ方向上部の側壁１４０ｄに通信窓１４０ｈ，１４０ｉを設けることとしたが、本発明では、本体ケース１４０における通信窓１４０ｈ，１４０ｉを設ける箇所はこれに限定されるものではない。例えば、本体ケース１４０におけるＺ方向下部の側壁１４０ｅや底壁１４０ｃに通信窓１４０ｈ，１４０ｉを設けることとしてもよい。

上記実施形態では、プローブケース１００が計測対象物であるスチーム配管５００の鉛直下方に垂下した姿勢で固定されてなる構成を採用したが、本発明では、必ずしもプローブケース１００を計測対象物の鉛直下方に垂下した姿勢で配設する必要はない。例えば、計測対象物の上方に起立した姿勢で配設することとしてもよい。この場合には、プローブケース１００への水の浸入を抑制するとの観点から望ましい。

なお、プローブ部１０をスチーム配管５００の上方に固定し、さらにプローブ部１０の上方に本体部１４を固定した構成を採用する場合にも、通信窓１４０ｈ，１４０ｉから雨水が側方空間１４ｃ，１４ｄに浸入することは考えられる。よって、このような構成を採用する場合においても、本体ケース１４０の側方空間１４ｃ，１４ｄの下方に排水孔１４０ｊ，１４０ｋを設けることで上記同様の効果を奏することが可能となる。

上記実施形態では、プローブケース１００と底部材１０７とを互いに別の部材としたが、本発明では、プローブケース１００と底部材とが一体形成されてなる構成を採用することもできる。また、上記実施形態では、底部材１０７の下方に本体ケース１４０を直に固定してなる構成を採用したが、本発明では、底部材１０７の側方に本体ケース１４０を直に固定してなる構成を採用することも可能である。

上記実施形態では、スチーム配管５００に対してプローブケース１００を固定する固定部材として、Ｕ字ボルト１１とナット１２，１３とを採用したが、本発明では、Ｕ字ボルト１１の代わりにワイヤーロープやローラーチェーンなどを用いたり、図７に示すようなクランプ構造などを採用したりすることも可能である。

上記実施形態では、計測装置１の計測対象物をスチーム配管５００としたが、本発明では、スチームトラップを計測対象物とすることも可能である。

１ 計測装置
１０ プローブ部
１４ 本体部
１４ａ 内部空間
１４ｂ 中央空間
１４ｃ，１４ｄ 側方空間
１００ プローブケース
１０３ 温度プローブ
１０３ａ 先端（一端）
１０３ｂ 信号線
１０４ 振動プローブ
１０４ａ 先端（一端）
１０４ｂ 振動センサ
１０４ｄ 信号線
１４０ 本体ケース
１４０ｂ 孔
１４０ｆ，１４０ｇ 仕切壁
１４０ｈ，１４０ｉ 通信窓
１４０ｊ，１４０ｋ 排水孔
１４６ 回路基板
１４６ｄ 通信回路部
１４７ 電池ユニット
１５６～１５８ ボス（断熱部材）
５００ スチーム配管（計測対象物）

本態様に係る計測装置において、前記本体ケースは、金属材料から構成されているとともに、前記塞口部材に直に固定されており、前記プローブケースは、前記計測対象物に対して下方に垂下した姿勢で固定されており、前記本体ケースは、前記プローブケースの下方に配設されている。

また、上記態様に係る計測装置では、本体ケースが金属材料から構成されているので、高温の計測対象物からプローブケースを経由して熱が伝わっても本体ケースが熱により変形や破損するのを抑制することができる。なお、本明細書において「高温」とは、従来の計測装置における本体ケースに使用されていた樹脂材料（例えばＡＢＳ樹脂）の連続使用温度（略１１０℃）を超える温度を指す。
さらに、上記態様に係る計測装置では、プローブケースが計測対象物に対して下方に垂下した姿勢で固定され、本体ケースがプローブケースの下方に位置するように配されているので、仮に風などの影響によりプローブケースが傾いて一時的に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から離間したとしても、プローブケースやその内方に収容された振動プローブおよび温度プローブ、さらに金属材料から構成された本体ケースおよびその内方に収容された回路基板などの重みにより、プローブケースが元の垂下した姿勢へと復帰することとなる。よって、上記態様に係る計測装置では、風などの影響によりプローブケースに外力が加わっても、作業者による修復作業を行わなくても計測を継続することが可能である。

Claims (6)

1. 高温の計測対象物に固定され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の表面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の表面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露出させた状態で、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筒形状のプローブケースと、
   前記プローブケースにおける前記振動プローブおよび前記温度プローブのそれぞれの前記一部が突出する側とは反対側の開口を塞ぐ塞口部材と、
   前記振動プローブおよび前記温度プローブと信号線で接続された回路基板と、
   前記回路基板を収容する本体ケースと、
   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、
   前記本体ケースは、金属材料から構成されているとともに、前記塞口部材に直に固定されている、
   計測装置。
2. 前記塞口部材は、前記本体ケースが固定される部分に孔を有し、
   前記本体ケースは、前記塞口部材に固定される部分に設けられ、前記塞口部材の孔に連続する孔を有し、
   前記振動プローブおよび前記温度プローブと前記回路基板とを接続する前記信号線は、前記塞口部材の孔および前記本体ケースの孔を挿通するように配されている、
   請求項１に記載の計測装置。
3. 前記本体ケース内に収容され、前記回路基板に電力を供給する電池ユニットをさらに備え、
   前記回路基板および前記電池ユニットのそれぞれは、前記本体ケースの内壁面に対して断熱部材を介して取り付けられている、
   請求項１または請求項２に記載の計測装置。
4. 前記回路基板は、外部と電波を用いた通信を実行する通信回路部を有し、
   前記本体ケースは、
   外壁に開けられ、前記電波の通過を許す通信窓と、
   当該本体ケース内における前記通信窓が開けられた部分の下方の第１領域と、前記回路基板および前記電池ユニットが収容された第２領域との間を仕切る仕切壁と、
   前記第１領域に面する下部の外壁に開けられ、前記通信窓から浸入した水を外部に排水する排水孔と、
   を有し、
   前記仕切壁は、前記第１領域から前記第２領域への水の移動を規制するように前記本体ケースにおける下部の内壁面との間で水密に形成されているとともに、前記本体ケースにおける上部の内壁面との間に、前記通信回路部と前記通信窓との間で前記電波の通過を許す隙間が空くように形成されている、
   請求項３に記載の計測装置。
5. 前記仕切壁は、
   前記本体ケースにおける前記下部の内壁面から上方に向けて立設された立壁部と、
   前記立壁部の上端で連続し、下部から上部へと行くのに従って前記回路基板の上方の一部を覆うように形成された斜壁部と、
   を有する、
   請求項４に記載の計測装置。
6. 前記プローブケースは、前記計測対象物に対して下方に垂下した姿勢で固定されており、
   前記本体ケースは、前記プローブケースの下方に配設されている、
   請求項１または請求項２に記載の計測装置。