JP2024060335A - Sensor mounting device and measuring device - Google Patents
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Abstract
【課題】配管の様々な箇所でセンサによる検出を実現する。【解決手段】取付装置10は、配管9に対向する状態でプローブ8を保持する保持具1と、保持具1を配管9の軸心Xを中心とする周方向へ移動させる第1アクチュエータ3と、保持具1を前記軸心Xの方向へ移動させる第2アクチュエータ4とを備える。【選択図】図1[Problem] To realize detection by a sensor at various points in a pipe. [Solution] An attachment device 10 includes a holder 1 that holds a probe 8 in a state facing a pipe 9, a first actuator 3 that moves the holder 1 in a circumferential direction centered on an axis X of the pipe 9, and a second actuator 4 that moves the holder 1 in the direction of the axis X. [Selected Figure] Figure 1
Description
ここに開示された技術は、センサの取付装置及び測定装置に関する。 The technology disclosed herein relates to a sensor mounting device and a measurement device.
従来より、配管に関する物理量を検出するセンサが知られている。このようなセンサは、種々の方法で配管に取り付けられている。例えば、特許文献1に記載のセンサの取付装置では、互いに連結された複数のセグメントの1つにセンサが取り付けられている。複数のセグメントには、車輪が設けられている。車輪は、配管の外表面に接触している。取付装置は、配管の軸心に沿って外表面上を走行する。
Sensors that detect physical quantities related to piping are known. Such sensors are attached to piping in various ways. For example, in the sensor attachment device described in
ところで、配管に関する物理量の検出を配管の様々な箇所で実行する場合がある。そのような場合、多くのセンサを様々な場所に配置することが考えられる。しかし、多くのセンサを配置すると、コストが増大すると共にセンサの設置が煩雑となる。 Incidentally, there are cases where detection of physical quantities related to a pipe is performed at various points in the pipe. In such cases, it is conceivable to place many sensors at various locations. However, placing many sensors increases costs and makes sensor installation complicated.
ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、配管の様々な箇所でセンサによる検出を実現することにある。 The technology disclosed here has been developed in light of these issues, and its purpose is to enable detection using sensors at various points in the piping.
ここに開示されたセンサの取付装置は、配管に対向する状態でセンサを保持する保持具と、前記保持具を前記配管の軸心を中心とする周方向へ移動させる第1アクチュエータと、前記保持具を前記軸心の方向へ移動させる第2アクチュエータとを備える。 The sensor mounting device disclosed herein includes a holder that holds the sensor facing the pipe, a first actuator that moves the holder in a circumferential direction around the axis of the pipe, and a second actuator that moves the holder in the direction of the axis.
ここに開示された測定装置は、センサと、配管に対向する状態でセンサを保持する保持具と、前記保持具を前記配管の軸心を中心とする周方向へ移動させる第1アクチュエータと、前記保持具を前記軸心の方向へ移動させる第2アクチュエータとを備える。 The measuring device disclosed herein includes a sensor, a holder that holds the sensor facing the pipe, a first actuator that moves the holder in a circumferential direction about the axis of the pipe, and a second actuator that moves the holder in the direction of the axis.
前記センサの取付装置によれば、配管の様々な箇所でセンサによる検出を実現することができる。 The sensor mounting device allows the sensor to perform detection at various points in the piping.
前記測定装置によれば、配管の様々な箇所でセンサによる検出を実現することができる。 The measuring device allows for sensor detection at various points in the piping.
以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、測定装置100の構成を示す説明図である。
An exemplary embodiment will now be described in detail with reference to the drawings. Figure 1 is an explanatory diagram showing the configuration of the
-測定装置の概略-
測定装置100は、プローブ8と、プローブ8を配管9に取り付ける取付装置10とを備えている。プローブ8は、パルス渦電流探傷(PEC:Pulsed Eddy Current)によって対象物の厚さを測定するために用いられる。プローブ8は、対象物に渦電流を発生させ且つ発生した渦電流を検出する。測定装置100は、プローブ8及び取付装置10を制御する制御装置6をさらに備えていてもよい。プローブ8は、センサの一例である。この例では、プローブ8の対象物は、配管9である。
-Outline of the measuring device-
The
-配管-
この例では、配管9は、蒸気又はドレンが流通する金属製の配管である。例えば、配管9は、屈曲又は湾曲している。すなわち、配管9の軸心Xは、屈曲又は湾曲している。配管9は、例えば、円管である。
-Piping-
In this example, the
図2は、配管9の概略図である。この例では、配管9の一部は、軸心Yを中心に円弧状に湾曲している。具体的には、配管9は、第1直管91と、第1直管91に接続されたエルボ93と、エルボ93に接続された第2直管92とを含んでいる。エルボ93は、第1直管91と第2直管92との間に配置されている。第1直管91における軸心X、及び、第2直管92における軸心Xは、略直線状である。第1直管91における軸心Xの延長線と第2直管92における軸心Xの延長線とは、略直交する。エルボ93における軸心Xは、略円弧状である。エルボ93における軸心Xの曲率中心は、軸心Yである。軸心Yを曲率中心Yともいう。配管9は、JIS(Japanese Industrial Standards)又はISO(International Organization Standardization)等の規格で定められた寸法を有している。例えば、配管9の外径及びエルボ93の曲率半径等が規格で定められている。
2 is a schematic diagram of the
以下、説明の便宜上、軸心X及び曲率半径の両方と直交する直線(即ち、配管9の軸心Xと直交する断面において軸心Xを通り且つ軸心Yと平行な直線)を中心軸とする。軸心X上の異なる点における中心軸を繋げて形成される面を中立面とする。中立面は、配管9に曲げ応力が発生しているとした場合に引張も圧縮も生じない面である。軸心Xを中立軸ともいう。軸心X又は中立面を基準として曲率中心Yの側を「曲げの内側」、曲率中心Yと反対側を「曲げの外側」という。軸心Xを含み中立面と直交する平面を基準面という。配管9の軸心Xの方向を単に「軸心方向」ともいう。
For ease of explanation, the central axis is defined as a straight line perpendicular to both the axis X and the radius of curvature (i.e., a straight line passing through the axis X and parallel to the axis Y in a cross section perpendicular to the axis X of the pipe 9). The neutral plane is defined as a surface formed by connecting the central axes at different points on the axis X. The neutral plane is a surface on which neither tension nor compression occurs when bending stress is generated in the
取付装置10は、図1に示すように、プローブ8を配管9に取り付ける。この例では、取付装置10は、プローブ8を配管9のエルボ93に取り付ける。配管9の外周面は断熱材95で覆われていてもよい。エルボ93の外表面は、断熱材95で覆われている。取付装置10は、断熱材95の上からプローブ8を取り付ける。
As shown in FIG. 1, the
-プローブ-
プローブ8は、非接触型のプローブであり、配管9に近接して配置される。尚、「非接触型」とは、非接触でも使用可能であることを意味し、接触状態での使用を除外するものではない。プローブ8は、変動磁場を形成することによって対象物に渦電流を発生させる。また、プローブ8は、対象物に発生した渦電流の変化を誘導電圧として検出する。
-probe-
The
図3は、プローブ8の構成を示す概略図である。プローブ8は、励磁電流による磁束で配管9に渦電流を発生させる励磁コイル81と、配管9の渦電流を検出する検出コイル82とを備える。プローブ8は、励磁コイル81及び検出コイル82を収容するケーシング83をさらに備えていてもよい。プローブ8は、励磁コイル81によって配管9に渦電流を発生させ、発生した渦電流を検出コイル82で検出する。この例では、プローブ8は、励磁コイル81と検出コイル82とを1組として、2組の励磁コイル81及び検出コイル82を有している。
Figure 3 is a schematic diagram showing the configuration of the
この例では、各組の励磁コイル81の軸心と検出コイル82の軸心とが一直線状になるように、励磁コイル81と検出コイル82とが配列されている。このとき、検出コイル82の方が配管9の近くに配置されている。
In this example, the excitation coils 81 and detection coils 82 are arranged so that the axis of each set of excitation coils 81 and detection coils 82 are aligned in a straight line. In this case, the detection coils 82 are arranged closer to the
励磁コイル81は、電流が印加されることによって、その軸心の方向に磁場を形成する。一方の励磁コイル81と他方の励磁コイル81とは、軸心の方向において互いに反対向きの磁場を形成するように電流が印加される。例えば、一方の励磁コイル81から配管9へ向かって磁束が発生し、配管9から他方の励磁コイル81へ向かって磁束が発生する。その結果、一方の励磁コイル81から発せられる大部分の磁束は、一方の励磁コイル81の軸心の方向に出て配管9内へ入り、配管9内を略円弧状に通過し、他方の励磁コイル81の軸心の方向へ向かい他方の励磁コイル81に入っていく。励磁コイル81に印加する電流を変動させることによって、配管9に発生する磁場が変動し、配管9に渦電流が発生する。
When a current is applied to the
一方、配管9のうち検出コイル82の近傍の部分に発生した渦電流によって、検出コイル82を貫通する磁束が形成される。検出コイル82を貫通する磁束が変化すると、検出コイル82に誘導起電力が発生する。検出コイル82は、この誘導起電力を検出することによって、配管9の渦電流を検出する。
Meanwhile, eddy currents generated in the portion of the
-取付装置-
次に、取付装置10について詳しく説明する。図4は、配管9の軸心Xの方向に見た、取付装置10の模式図である。取付装置10は、図1,4に示すように、配管9に対向する状態でプローブ8を保持する保持具1と、保持具1を配管9の軸心Xを中心とする周方向へ移動させる第1アクチュエータ3と、保持具1を軸心Xの方向へ移動させる第2アクチュエータ4とを備える。保持具1に保持されたプローブ8は、配管9の外表面と対向している。尚、プローブ8と配管9との間には、断熱材95が介在していてもよい。
-Mounting device-
Next, the mounting
=取付具=
取付装置10は、図1に示すように、配管9に取り付けられる取付具5をさらに備えていてもよい。取付具5は、第1取付具5Aと第2取付具5Bとを含んでいる。第1取付具5A及び第2取付具5Bは、配管9の軸心方向における互いに異なる位置において配管9に取り付けられる。この例では、第2取付具5Bは、配管9において、第1取付具5Aが取り付けられた部分の軸心Xと一直線上に並ばない軸心Xを有する部分に取り付けられる。具体的には、第1取付具5Aは、第1直管91に取り付けられ、第2取付具5Bは、第2直管92に取り付けられる。つまり、第1取付具5Aと第2取付具5Bとは、配管9においてエルボ93を介在させて、軸心Xの向きが90度異なる部分に取り付けられている。
=Mounting fixture=
The mounting
第1取付具5Aと第2取付具5Bとは、同じ構成を有している。以下、第1取付具5Aと第2取付具5Bとを区別しない場合には、単に「取付具5」と称する。
The
取付具5は、配管9を把持することによって配管9に取り付けられる。取付具5は、配管9の外周に沿って環状に形成されている。図5は、取付具5の正面図である。詳しくは、取付具5は、軸心Aを中心とする環状に形成されている。取付具5の外周形状は、軸心Aを中心とする略正八角形をしている。取付具5の内周形状は、軸心Aを中心とする略円形をしている。取付具5の説明において、「半径方向」とは軸心Aを中心とする半径方向を、「周方向」とは軸心Aを中心とする周方向を、「軸心方向」とは軸心Aの方向を意味する。
The
取付具5は、第1分割体51と第2分割体52とに分割された分割構造を有している。具体的には、第1分割体51と第2分割体52とは、軸心Aを含む平面に対して対称な形状をしている。第1分割体51及び第2分割体52のそれぞれは、弓型に形成され、より具体的には、軸心Aを中心とする略半円の弧状に形成されている。第1分割体51の長手方向の両端部をそれぞれ第1端部55及び第2端部56と称する。同様に、第2分割体52の長手方向の両端部をそれぞれ第1端部55及び第2端部56と称する。
The mounting
図6は、第1分割体51の斜視図である。例えば、第1分割体51及び第2分割体52のそれぞれは、板金によって形成されている。第1分割体51及び第2分割体52のそれぞれは、取付具5の外周を区画する4つの外周壁53を有している。4つの外周壁53は、概ね周方向に並んでいる。4つの外周壁53のそれぞれは、隣り合う外周壁53と繋がっている。第1分割体51の4つの外周壁53と第2分割体52の4つの外周壁53とは、実質的に正八角柱の側周面を形成する。
Figure 6 is a perspective view of the
第1分割体51の第1端部55と第2分割体52の第1端部55とは、軸心Aと略平行な軸心Bを中心に回転可能に互いに連結されている。第1分割体51と第2分割体52とが軸心Bを中心に相対的に回転することによって、第1分割体51の第2端部56と第2分割体52の第2端部56との間隔が変更される。第1分割体51の第2端部56と第2分割体52の第2端部56とは、ボルト21等によって連結される。第1分割体51の第2端部56と第2分割体52の第2端部56とが連結されることによって、取付具5は、軸心Aを中心とする環状となる。
The
第1分割体51には、図6に示すように、複数の第1ネジ孔57が半径方向に貫通するように形成されている。図示は省略するが、第2分割体52にも、複数の第1ネジ孔57が半径方向に貫通するように形成されている。詳しくは、第1分割体51に2つの第1ネジ孔57が形成され、第2分割体52に2つの第1ネジ孔57が形成されている。4つの第1ネジ孔57は、取付具5が環状の状態において周方向に等間隔で配置されている。
As shown in FIG. 6, the first divided
例えば、ナットが外周壁53に半径方向内側から溶接等によって接合されている。ナットに第1ネジ孔57が形成されている。外周壁53にはナットの第1ネジ孔57と連通する貫通孔が形成されている。
For example, the nut is joined to the outer
各第1ネジ孔57には、図1,5に示すように、取付具5を配管9に固定するためのボルト22が半径方向の外側から螺合される。ボルト22は、第1分割体51及び第2分割体52のそれぞれよりも半径方向内側に突出し得る。
As shown in Figures 1 and 5, a
第1分割体51には、図6に示すように、複数の第2ネジ孔59が貫通形成されている。図示は省略するが、第2分割体52にも、複数の第2ネジ孔59が貫通形成されている。詳しくは、各外周壁53に2つの第2ネジ孔59が厚さ方向に貫通形成されている。例えば、ナットが外周壁53に半径方向内側から溶接等によって接合されている。ナットに第2ネジ孔59が形成されている。外周壁53にはナットの第2ネジ孔59と連通する貫通孔が形成されている。第2ネジ孔59には、後述する第2ベース41を取付具5に取り付けるためのボルト46が半径方向の外側から螺合される。
As shown in FIG. 6, a plurality of second screw holes 59 are formed through the first divided
第1分割体51の第1端部55と第2分割体52の第1端部55とを回転中心として第1分割体51の第2端部56と第2分割体52の第2端部56との間隔が拡げられ、第1分割体51と第2分割体52との間に配管9が位置するように、取付具5は配管9の周囲に配置される。その後、第1分割体51の第2端部56と第2分割体52の第2端部56とがボルト21等によって連結される。これにより、第1分割体51及び第2分割体52は、配管9を囲む。そして、ボルト22が各第1ネジ孔57に半径方向の外側から螺合される。ボルト22の先端は、断熱材95を圧縮して実質的に配管9まで達する。複数のボルト22の先端が実質的に配管9まで達することによって、取付具5が配管9に固定される。
The mounting
=保持具=
保持具1は、図1,4に示すように、本体11と、プローブ8が取り付けられる取付部12とを有している。本体11は、軸心Xを中心とする略円環状に、より詳しくは略円筒状に形成されている。本体11の径は、配管9の外径よりも大きい。つまり、本体11は、配管9の周囲に配置される。本体11は、本体11の外周面において周方向に並ぶギヤ溝を有している。保持具1は、2つの取付部12を有している。2つの取付部12は、本体11のうち周方向における互いに異なる位置に配置されている。具体的には、2つの取付部12は、本体11のうち略180度ずれた位置に配置されている。
=Holding tool=
As shown in Figs. 1 and 4, the
プローブ8は、取付部12にボルトによって取り付けられる。詳しくは、取付部12には、プローブ8が嵌め込まれる設置孔と、プローブ8を取り付けるネジ孔とが形成されている。設置孔は、厚さ方向に取付部12を貫通している。設置孔の周囲に、複数のネジ孔が配置されている。プローブ8は、設置孔に嵌められた状態で、ネジ孔に螺合されるボルトによって取付部12に取り付けられる。
The
=第1アクチュエータ=
第1アクチュエータ3は、保持具1を支持すると共に、保持具1を軸心Xを中心とする周方向に回転させる。第1アクチュエータ3は、保持具1を周方向へ移動可能に支持する第1ベース31と、保持具1を周方向へ駆動する第1駆動器32とを有する。以下、軸心Xを中心とする周方向を配管9の「周方向」ともいう。
=First Actuator=
The
この例では、第1アクチュエータ3は、2つの第1ベース31を有している。2つの第1ベース31は、基準面Pに対して対称に配置されている。各第1ベース31は、概ね、配管9の曲率中心Yを中心とする半径方向へ延びている。第1ベース31は、半径方向外側の端部である第1端部33と、半径方向内側の端部である第2端部34とを有している。第1ベース31は、例えば板金によって形成されている。一方の第1ベース31の第2端部34と他方の第1ベース31の第2端部34とは、シャフト35によって連結されている。シャフト35の軸心は、配管9の曲率中心Yと一致している。
In this example, the
第1駆動器32は、第1端部33に配置されている。第1駆動器32は、図4に示すように、保持具1を配管9の周方向へ案内するガイド37と、電動モータ38と、電動モータ38の出力シャフトと連結され且つ保持具1のギヤ溝に噛合する駆動ギヤ39とを有している。ガイド37は、保持具1の本体11を摺動可能に支持する。電動モータ38が動作すると、駆動ギヤ39が回転し、保持具1が軸心Xを中心に回転する。保持具1に取り付けられたプローブ8も軸心Xを中心に回転する。こうして、第1アクチュエータ3は、プローブ8を配管9の周方向へ移動させる。
The
尚、第1駆動器32は、一方の第1ベース31だけに設けられていてもよい。その場合、他方の第1ベース31の第1端部33には、ガイド37のみが設けられている。つまり、一方の第1ベース31に設けられた電動モータ38及び駆動ギヤ39が、保持具1を配管9の周方向へ駆動し、2つの第1ベース31に設けられたガイド37が、保持具1を配管9の周方向に案内する。
The
=第2アクチュエータ=
第2アクチュエータ4は、保持具1及び第1アクチュエータ3を軸心Xの方向へ移動させる。詳しくは、第2アクチュエータ4は、配管9に固定されて第1アクチュエータ3の第1ベース31を軸心Xの方向へ移動可能に支持する第2ベース41と、第1ベース31を軸心Xの方向へ駆動する第2駆動器42とを有する。第1ベース31は保持具1を支持しているので、第2アクチュエータ4は、第1ベース31を移動させることによって保持具1も移動させる。
=Second Actuator=
The
この例では、第2アクチュエータ4は、図4に示すように、2つの第2ベース41を有している。2つの第2ベース41は、基準面Pに対して対称に配置されている。第2ベース41は、平板状に形成されている。第2ベース41は、例えば板金によって形成されている。第2ベース41は、図1に示すように、第1取付具5A及び第2取付具5Bのそれぞれに取り付けられている。こうして、第2ベース41は、第1取付具5A及び第2取付具5Bを介して配管9に間接的に固定される。詳しくは、第2ベース41には、第2ベース41を第1取付具5Aに取り付けるための2つの取付孔と、第2取付具5Bに取り付けるための2つの取付孔が形成されている。
In this example, the
各2つの取付孔の間隔は、取付具5の各外周壁53に設けられた2つの第2ネジ孔59の間隔と略同じである。第2ベース41は、取付孔を介して一の外周壁53に取り付けられる。2つの取付孔が2つの第2ネジ孔59と連通するように第2ベース41が外周壁53に重ねられ、ボルト46が取付孔を貫通して第2ネジ孔59に螺合させられる。ボルト46を締め付けることによって、第2ベース41が取付具5に取り付けられる。これにより、第2ベース41は、配管9に固定される。
The distance between each of the two mounting holes is approximately the same as the distance between the two second screw holes 59 provided in each outer
第2ベース41は、第1ベース31を配管9の曲率中心Yを中心とする周方向へ回転可能に、即ち、配管9の軸心方向へ移動可能に支持している。具体的には、第2ベース41は、第1ベース31の第2端部34、より詳しくは、シャフト35を曲率中心Yを中心に回転可能に支持する。
The
また、第2ベース41には、曲率中心Yを中心とする略円弧状に延びるガイド孔43が形成されている。第1ベース31は、ガイド孔43に嵌るピン36を有している。つまり、第1ベース31のピン36が第2ベース41のガイド孔43に嵌っている。ガイド孔43は、第1ベース31を曲率中心Yを中心とする周方向に案内する。
The
第2駆動器42は、電動モータ44と、電動モータ44の出力シャフトと連結された駆動ギヤ45とを有している。シャフト35には従動ギヤが設けられている。駆動ギヤ45は、シャフト35の従動ギヤに噛合している。
The
電動モータ44が動作すると、駆動ギヤ45が回転し、シャフト35が曲率中心Yを中心に回転する。第1ベース31が曲率中心Yを中心に回転する。保持具1及びプローブ8は、第1ベース31と共に曲率中心Yを中心に回転し、結果として、配管9の軸心方向へ移動する。こうして、第2アクチュエータ4は、保持具1及びプローブ8を配管9の軸心方向へ移動させる。第2アクチュエータ4は、配管9の曲率中心Yを中心に第1ベース31を回転させることによって、湾曲した配管9の軸心方向へ保持具1及びプローブ8を移動させる。
When the
-制御装置-
図7は、制御装置6の機能ブロック図である。制御装置6は、励磁コイル81に励磁電流を印加する励磁器61と、配管9の渦電流の過渡変化を検出する検出器62と、電動モータ38及び電動モータ44を駆動するドライバ63と、外部機器と通信を行う通信器64と、各種情報を記憶する記憶器65と、少なくとも励磁器61、検出器62、ドライバ63、通信器64及び記憶器65を制御する制御器66とを有している。
-Control device-
7 is a functional block diagram of the
励磁器61は、パルス状の励磁電流を励磁コイル81に供給する。励磁器61は、パルス信号を発生するパルス発生器61aと、パルス発生器61aからのパルス信号を増幅して、励磁電流として出力する送信アンプ61bとを有している。
The
検出器62は、配管9の渦電流に応じて検出コイル82に発生する誘導起電力を検出する。検出コイル82に発生する誘導起電力の過渡変化は、配管9に発生する渦電流の過渡変化と関連している。検出器62は、検出コイル82に発生する電圧を増幅する受信アンプ62aを少なくとも有している。検出器62は、電圧信号にフィルタ処理を施すフィルタをさらに有していてもよい。
The
ドライバ63には、制御器66から指令信号が入力される。ドライバ63は、指令信号を駆動電流に変換して、駆動電流を電動モータ38又は電動モータ44に印加する。
A command signal is input to the
通信器64は、外部機器と無線通信を行う。例えば、通信器64は、検出器62によって検出された電圧信号(即ち、検出信号)を演算装置7に送信する。
The
制御器66は、プロセッサで形成されている。例えば、制御器66は、プローブ8の目標位置に対応する指令信号をドライバ63に出力して、プローブ8を目標位置へ移動させる。さらに、制御器66は、励磁器61に所定期間だけ励磁電流を出力させる一方、励磁電流の出力停止後に検出器62による検出信号を取得する。制御器66は、検出器62からの検出信号をプローブ8の位置と共に記憶器65に記憶させ、記憶器65に記憶された検出信号及びプローブ8の位置情報を所定のタイミングで通信器64を介して演算装置7に送信する。
The
演算装置7は、コンピュータ又はコンピュータネットワーク(所謂、クラウド)で形成されている。演算装置7は、外部機器と通信を行う通信器71と、各種情報を記憶する記憶器72と、検出された渦電流の過渡変化に基づいて配管9の厚さを求める演算器73とを有している。
The
通信器71は、外部機器と無線通信を行う。例えば、通信器71は、制御装置6からの検出信号(即ち、プローブ8の検出信号)を受信する。
The
記憶器72は、プローブ8の検出信号、及び、配管9の厚さを演算するために必要な情報等を記憶している。
The
演算器73は、プロセッサで形成されている。演算器73は、プローブ8の検出信号(即ち、渦電流)に基づいて配管9の厚さを演算する。渦電流に基づいた厚さの測定は、公知の技術が用いられる。例えば、渦電流は、配管9に浸透していくのに従って減衰していく。渦電流は、配管9の表面(プローブ8が対向している面)から裏面に到達するまでの間は徐々に減衰し、裏面に到達すると急激に減衰する。検出コイル82によって検出される電圧も渦電流と同様に変化する。配管9の厚さと検出電圧が急激に減衰するまでの時間とには相関がある。演算器73は、検出電圧が急激に減衰するまでの時間に基づいて、配管9の厚さを演算する。
The
-測定装置の動作-
前述の如く、制御装置6は、取付装置10を制御してプローブ8を所望の検出位置へ移動させ、プローブ8を制御して検出位置における渦電流を検出させる。
- Operation of the measuring device -
As described above, the
例えば、制御装置6は、プローブ8に配管9の表面の広い範囲を走査させ、配管9の様々な位置で渦電流を検出させる。具体的には、制御装置6は、第2アクチュエータ4の電動モータ44を動作させて、保持具1及び第1アクチュエータ3を配管9の軸心方向の所望の位置へ移動させる。さらに、制御装置6は、第1アクチュエータ3の電動モータ38を動作させて、保持具1を配管9の周方向の所望の位置へ移動させる。こうして、制御装置6は、プローブ8を所望の検出位置へ移動させる。その後、制御装置6は、励磁コイル81によって配管9に渦電流を発生させ、検出コイル82によって配管9の渦電流を検出させる。
For example, the
続いて、制御装置6は、第2アクチュエータ4を動作させず、第1アクチュエータ3の電動モータ38を動作させて、配管9の周方向位置が異なる検出位置へプローブ8を移動させる。つまり、配管9の軸心方向へのプローブ8の位置は、変わらない。制御装置6は、プローブ8に新たな検出位置で配管9の渦電流を検出させる。制御装置6は、この処理を繰り返すことによって、配管9の軸心方向におけるプローブ8の位置を固定し、プローブ8を配管9の周方向へ走査させつつ各位置で配管9の渦電流を検出させる。制御装置6は、プローブ8を配管9の周方向へ略180度走査させる。2つのプローブ8が配管9の周方向へ180度異なる位置に配置されているので、各プローブ8が配管9の周囲を半周ずつ操作する。2つのプローブ8によって、軸心Xを中心とする配管9の全周に亘って渦電流が検出される。
Then, the
次に、制御装置6は、第2アクチュエータ4の電動モータ44を動作させて、プローブ8を配管9の軸心方向へ移動させる。軸心方向の異なる位置において、制御装置6は、プローブ8を配管9の周方向へ走査させつつ各検出位置で配管9の渦電流を検出させる。
Next, the
このように、制御装置6は、配管9の軸心方向へのプローブ8の位置を変更しながら、軸心方向の各位置で配管9の周方向へのプローブ8の走査を実行する。こうして、配管9の表面の広範囲における様々な位置での渦電流が検出される。制御装置6は、各検出位置とその位置における渦電流を紐づけて記憶器65に記憶させる。
In this way, the
制御装置6は、配管9の全検出位置での渦電流の検出を周期的に実行する。渦電流の検出周期は、例えば、1日、1週間、又は1月である。制御装置6は、記憶器65に保存された渦電流及び検出位置を周期的に演算装置7へ送信する。送信周期は、例えば、渦電流の検出周期と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
The
演算装置7は、周期的に検出された渦電流に基づいて、配管9の各検出位置における厚さを求める。
The
このような取付装置10によれば、第1アクチュエータ3及び第2アクチュエータ4によってプローブ8を移動させることによって、配管9の軸心方向及び周方向へプローブ8の位置を柔軟に調節することができる。その結果、少ないプローブ8であっても配管9の多くの検出位置で渦電流を検出することができる。
With this mounting
プローブ8の移動を第1アクチュエータ3と第2アクチュエータ4とで分担することによって、配管9の軸心方向及び周方向へプローブ8の移動を容易に実現することができる。具体的には、第1アクチュエータ3は、配管9の周方向へのプローブ8の移動を担当し、第2アクチュエータ4は、配管9の軸心方向へのプローブ8の移動を担当する。第1アクチュエータ3によるプローブ8の移動と第2アクチュエータ4によるプローブ8の移動とを組み合わせることによって、プローブ8の三次元的な移動を容易に実現することができる。特に、配管9のように軸心Xが屈曲又は湾曲していても、第2アクチュエータ4は、プローブ8を配管9の軸心方向へのみ移動させればよいので、軸心方向へのプローブ8の移動を容易に実現できる。
By dividing the movement of the
さらに、測定装置100は、第1アクチュエータ3及び第2アクチュエータ4を自動的に動作させることによって、プローブ8の自動的な走査を実現できる。その結果、多くの検出位置における配管9の厚さを長期的に監視することが容易になる。
Furthermore, the measuring
《その他の実施形態》
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、前記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
Other Embodiments
As described above, the above embodiment has been described as an example of the technology disclosed in this application. However, the technology in this disclosure is not limited to this, and can be applied to embodiments in which modifications, replacements, additions, omissions, etc. are appropriately performed. In addition, it is also possible to combine the components described in the above embodiment to form a new embodiment. In addition, among the components described in the attached drawings and detailed description, not only components essential for solving the problem but also components that are not essential for solving the problem in order to exemplify the technology may be included. Therefore, the fact that these non-essential components are described in the attached drawings and detailed description should not immediately lead to the determination that these non-essential components are essential.
例えば、取付装置10が取り付けられる配管9は、前述の構成に限定されない。配管9のうち第1取付具5Aと第2取付具5Bとの間の部分は、湾曲又は屈曲しておらず、全体的にストレート状に延びていてもよい。あるいは、配管9は、第1取付具5Aと第2取付具5Bとの間において、複数箇所で湾曲又は屈曲していてもよい。取付具5は、配管9に断熱材95を介さずに取り付けられてもよい。
For example, the
配管9のうち直管の部分にプローブ8を取り付ける場合、第2アクチュエータ4は、第1アクチュエータ3を配管9の軸心に沿って移動させる。例えば、第2アクチュエータ4は、レール等のガイドを使うことによって、第1ベース31を配管9の軸心に沿って平行移動させる。その場合、第2駆動器42は、ラックアンドピニオン又は送りネジ機構等であってもよい。あるいは、第2駆動器42は、エアシリンダ又は油圧シリンダ等であってもよい。複雑に湾曲又は屈曲した配管9にプローブ8を取り付ける場合にも、第2アクチュエータ4は、配管9の軸心に沿ったレール等のガイドを使うことによって、第1アクチュエータ3を配管9の軸心に沿って平行移動させる。
When the
前述の取付装置10では、第2アクチュエータ4が、第1アクチュエータ3を配管9に対して配管9の軸心方向へ移動させ、第1アクチュエータ3が、保持具1を第1アクチュエータ3に対して配管9の周方向へ移動させる。これに対し、第1アクチュエータ3と第2アクチュエータ4の位置を逆転させてもよい。つまり、第1アクチュエータ3が、第2アクチュエータ4を配管9に対して配管9の周方向へ移動させ、第2アクチュエータ4が、保持具1を第2アクチュエータ4に対して配管9の軸心方向へ移動させてもよい。
In the above-mentioned
取付装置10の配管9への取付は、取付具5を介した第2ベース41の配管9への取付に限定されない。例えば、配管9に配置されたボルトに、第2ベース41が直接取り付けられてもよい。あるいは、第2ベース41が配管9に溶接等によって直接取り付けられてもよい。
The attachment of the mounting
取付具5の構成は、前述の構成に限定されない。例えば、取付具5は、2分割ではなく、3以上に分割されていてもよい。第1分割体51の一端部と第2分割体52の一端部とは、回転可能に連結されているが、分離可能であってもよい。例えば、第1分割体51と第2分割体52とは完全に分離されており、第1分割体51と第2分割体52とで配管9を挟持するように配管9に取り付けられてもよい。取付具5は、全体として環状に形成されていなくてもよい。
The configuration of the mounting
保持具1の取付部12の個数は、2つに限定されず、1つだけ又は3つ以上であってもよい。つまり、保持具1に保持されるプローブ8の個数は、2個に限定されない。プローブ8の個数は、1個又は3個以上であってもよい。
The number of mounting
第1アクチュエータ3に関し、第1ベース31は、1つであってもよい。第2アクチュエータ4に関し、第2ベース41は、1つであってもよい。
For the
センサは、プローブ8に限定されない。温度センサ等のセンサであってもよい。センサは、配管9等のセンシングの対象物に対して接触して配置されても、非接触で配置されてもよい。
The sensor is not limited to the
制御装置6及び演算装置7は、別体ではなく、単一のユニットであってもよい。また、制御装置6による周期的な走査及び検出も一例に過ぎない。制御装置6は、外部からの指令を受ける度に、プローブ8の走査及びプローブ8による検出を実行してもよい。
The
プローブ8の走査順序は、前述の例に限定されない。つまり、前述の例では、配管9の軸心方向へのプローブ8の位置を固定した状態でプローブ8を配管9の周方向へ走査させ、周方向への走査が完了すると、配管9の軸心方向へプローブ8を移動させて別の軸心方向位置においてプローブ8を配管9の周方向へ再び走査させる。この処理が繰り返される。それに対し、配管9の周方向へのプローブ8の位置を固定した状態でプローブ8を配管9の軸心方向へ走査させ、軸心方向への走査が完了すると、配管9の周方向へプローブ8を移動させて別の周方向位置においてプローブ8を配管9の軸心方向へ再び走査させる。この処理が繰り返されてもよい。
The scanning order of the
本開示の技術をまとめると、以下のようになる。 The technology disclosed herein can be summarized as follows:
[1] 取付装置10は、配管9に対向する状態でプローブ8(センサ)を保持する保持具1と、前記保持具1を前記配管9の軸心Xを中心とする周方向へ移動させる第1アクチュエータ3と、前記保持具1を前記軸心Xの方向へ移動させる第2アクチュエータ4とを備える。
[1] The mounting
この構成によれば、プローブ8は、第1アクチュエータ3及び第2アクチュエータ4によって配管9の周方向及び軸心方向へ移動可能となる。これにより、プローブ8を、配管9の周囲における三次元的な移動を容易に実現できる。その結果、配管9の様々な箇所でプローブ8による検出を実現できる。
With this configuration, the
[2] [1]に記載の取付装置10において、前記第2アクチュエータ4は、前記保持具1及び前記第1アクチュエータ3を前記軸心Xの方向へ移動させる。
[2] In the mounting
この構成によれば、第1アクチュエータ3による配管9の周方向への保持具1の移動と、第2アクチュエータ4による配管9の軸心方向への保持具1の移動とを容易に組み合わせることができる。詳しくは、保持具1は、第1アクチュエータ3によって配管9の周方向へ移動させられる。第2アクチュエータ4は、そのような保持具1及び第1アクチュエータ3を共に、配管9の軸心方向へ移動させる。結果として、保持具1、即ち、プローブ8は、配管9の周方向及び軸心方向へ移動させられる。
This configuration makes it easy to combine the movement of the
[3] [1]又は[2]に記載の取付装置10において、前記第1アクチュエータ3は、前記保持具1を前記周方向へ移動可能に支持する第1ベース31と、前記保持具1を前記周方向へ駆動する第1駆動器32とを有し、前記第2アクチュエータ4は、前記配管9に固定されて前記第1ベース31を前記軸心Xの方向へ移動可能に支持する第2ベース41と、前記第1ベース31を前記軸心の方向へ駆動する第2駆動器42とを有する。
[3] In the mounting
この構成によれば、配管9に固定された、第2アクチュエータ4の第2ベース41が、第1アクチュエータ3の第1ベース31を配管9の軸心方向へ移動可能に支持する。そして、第1ベース31は、配管9の周方向へ移動可能に保持具1を支持する。つまり、第1ベース31は、保持具1を配管9の周方向へ移動可能に支持した状態で、配管9に対して軸心方向へ移動可能に支持されている。これにより、配管9の周方向及び軸心方向への保持具1の移動が実現される。
According to this configuration, the
[4] [1]乃至[3]の何れか1つに記載の取付装置10において、前記第2アクチュエータ4は、湾曲した配管9の前記軸心の方向へ前記保持具1を移動させる。
[4] In the mounting
この構成によれば、湾曲した配管9であっても、第2アクチュエータ4は、保持具1、即ち、プローブ8を配管9の軸心方向へ移動させることができる。前述の如く、配管9の周方向への保持具1の移動は第1アクチュエータ3によって実現されるため、第2アクチュエータ4は、保持具1の、配管9の軸心方向への移動のみを考慮して設計され得る。そのため、様々な形状の配管9に対して、配管9の軸心方向への保持具1の移動を実現しやすくなる。
With this configuration, even for a
[5] 測定装置100は、プローブ8(センサ)と、配管9に対向する状態でプローブ8を保持する保持具1と、前記保持具1を前記配管9の軸心Xを中心とする周方向へ移動させる第1アクチュエータ3と、前記保持具1を前記軸心Xの方向へ移動させる第2アクチュエータ4とを備える。
[5] The
この構成によれば、プローブ8は、第1アクチュエータ3及び第2アクチュエータ4によって配管9の周方向及び軸心方向へ移動可能となる。これにより、プローブ8を、配管9の周囲における三次元的な移動を容易に実現できる。その結果、配管9の様々な箇所でプローブ8による検出を実現できる。
With this configuration, the
100 測定装置
10 取付装置
1 保持具
3 第1アクチュエータ
31 第1ベース
32 第1駆動器
4 第2アクチュエータ
41 第2ベース
42 第2駆動器
8 プローブ(センサ)
9 配管
X 軸心
100
9 Pipe X axis
Claims (5)
前記保持具を前記配管の軸心を中心とする周方向へ移動させる第1アクチュエータと、
前記保持具を前記軸心の方向へ移動させる第2アクチュエータとを備えるセンサの取付装置。 a holder for holding the sensor in a state facing the piping;
A first actuator that moves the holder in a circumferential direction around an axis of the pipe;
and a second actuator that moves the holder in the direction of the axis.
前記第2アクチュエータは、前記保持具及び前記第1アクチュエータを前記軸心の方向へ移動させるセンサの取付装置。 2. The sensor mounting device according to claim 1,
The second actuator is a sensor mounting device that moves the holder and the first actuator in the direction of the axis.
前記第1アクチュエータは、前記保持具を前記周方向へ移動可能に支持する第1ベースと、前記保持具を前記周方向へ駆動する第1駆動器とを有し、
前記第2アクチュエータは、前記配管に固定されて前記第1ベースを前記軸心の方向へ移動可能に支持する第2ベースと、前記第1ベースを前記軸心の方向へ駆動する第2駆動器とを有するセンサの取付装置。 2. The sensor mounting device according to claim 1,
the first actuator includes a first base that supports the holder movably in the circumferential direction, and a first driver that drives the holder in the circumferential direction;
The second actuator is a sensor mounting device having a second base fixed to the piping and supporting the first base movably in the direction of the axis, and a second driver driving the first base in the direction of the axis.
前記第2アクチュエータは、湾曲した配管の前記軸心の方向へ前記保持具を移動させるセンサの取付装置。 The sensor mounting device according to any one of claims 1 to 3,
The second actuator is a sensor mounting device that moves the holder toward the axis of the curved pipe.
配管に対向する状態でセンサを保持する保持具と、
前記保持具を前記配管の軸心を中心とする周方向へ移動させる第1アクチュエータと、
前記保持具を前記軸心の方向へ移動させる第2アクチュエータとを備える測定装置。
A sensor;
a holder for holding the sensor in a state facing the piping;
A first actuator that moves the holder in a circumferential direction around an axis of the pipe;
and a second actuator that moves the holder in the direction of the axis.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2022167645A JP2024060335A (en) | 2022-10-19 | 2022-10-19 | Sensor mounting device and measuring device |
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