JP5185429B2 - 内部に流体が流れる被計測物の曲面の表面温度計測用温度計の施工方法、その表面温度の計測方法、及びこれらの方法に使用する穴あけ治具 - Google Patents

Description

本発明は、内部に流体が流れる被計測物の曲面の表面温度計測用温度計の施工方法、その表面温度の計測方法、及びこれらの方法に使用する穴あけ治具に関するものである。

従来、空調設備等の配管やダクトの他、タンクや熱交換器内を流れる気体や液体等の流体の温度を測定するために、配管やダクトの他、タンクや熱交換器の表面に温度計を設置して配管やダクトの他、タンクや熱交換器内の流体の温度を測定する配管やダクトの他、タンクや熱交換器の表面温度の計測が実施されている。

特開２００２−１９５８８７号公報

このような従来の温度計測においては、配管やダクトの他、タンクや熱交換器の適所に、配管やダクトの他、タンクや熱交換器の表面に到達するように、配管やダクトの他、タンクや熱交換器の表面を覆う断熱材に貫通する貫通孔をあけ、貫通孔内に温度計を挿入して配管等の内部を流れる流体の温度を配管等の表面から間接的に測定している。
斯様な温度計測に用いられる温度計の一例として、特開２００２−１９５８８７号公報に記載されるような管壁温度計が知られている。

上記公報に記載される管壁温度計は、特定の配管口径にのみ対応した温度計であり、そのために温度計本体の取付部の内周壁面を、取付けるべき配管外周の曲率半径とほぼ同じとし、内周壁面の中央には対向する表面側の壁面に貫通する貫通孔を設け、この貫通孔に弾性体と温度検知部材とを挿入して弾性体によって温度検知部材を配管の外周壁面に押し当てると共に、取付部の表面側の壁面が温度計本体の裏面で貫通孔を覆うように密封固着し、温度計本体の表面に太陽電池部と温度表示部を配設したものである。

しかしながら、このような管壁温度計は、同公報に記載されるように特定の配管口径にのみ対応したものであるので、計測配管の口径別に温度計を用意する必要があり、形状の微妙な違いから配管表面と温度計本体との間に隙間のような空気層が形成されて、この空気層の厚みの違いによって個々の温度計ごとの誤差が発生する原因となっている。

また、上記の管壁温度計と別の配管表面温度計として、図１６に示されるような温度計が配管表面計測用温度計として一般的に知られている。

このような温度計１００は、センサータイプの表面温度センサーであり、中央に孔１０３のあるリング型の磁石１０２と、この磁石１０２の中央の孔１０３の配管表面側に感温部Ａが位置するように孔１０３内に配置される熱電対１０６とを有し、中央の孔１０３の隙間に感温部保持用の樹脂１０８を充填し、この充填された樹脂１０８に対して熱電対１０６を支持する脱落防止用補強部材１０４を設けており、熱電対１０6の他方の端部に差込み部１０７が設けられていて所要の計測用計器類に接続できるようになっている。

このセンサータイプの温度計１００は、配管表面を覆う断熱材または保温材に所定の孔を設け、この孔内に温度計の磁石部分を配置して配管表面に吸着することによって設置している。しかし、このようなセンサータイプの温度計１００は、表面温度センサーとして、計測対象が平面であることを前提としており、そのために磁石１０２部分に磁力の弱いフェライト磁石を使用しているのが一般的である。また、感温部Ａには通常の熱電対１０６を使用しているために、熱電対１０６先端の感温部Ａが「点」として計測することになる。

このようなセンサータイプの温度計１００を使用すると、以下のような問題点が発生する。
１）磁力が弱いために配管表面に使用すると、自重によってセンサーとしての温度計が傾く。
２）製作誤差が発生し易く、また、必要な条件を満たすような製作が困難である。
３）所定の穴への保温材充填時、温度計の計測部が傾く可能性がある。

上記の問題点について、以下に詳細に検討する。

先ず、取付け時の問題点として、配管表面は曲面であり、底面が平らな磁石を付けると、配管表面に密着できない部分が生じる。これにより、本来、その磁石が持っている磁力を十分に発揮することができず、一般的に吸着力が低下する。このために、表面温度センサーとしての温度計は、磁力の弱い磁石を使用しているために配管表面上に取付けると、温度計自身や配線の重みによって温度計が簡単に傾いてしまい、配管の上面や側面等の取付け場所によっては、温度計と配管との間に空気層が形成されて計測値が変化する原因となる。

この問題点を解決するための手段として、磁力を強くすることが考えられ、例えばフェライト磁石をネオジム磁石に換えることが考えられる。このような方法ならば、強い磁力が得られ、上述の問題点は解決されるが、しかしながら、温度計を配管から取外す際に、配管と磁石との吸着力が強すぎて、熱電対に大きな負荷がかかることになり、熱電対が磁石と接着している樹脂部分から脱落してしまう。つまり、磁石と熱電対との接着部分の補強が問題となる。

また、磁石部分を持って取外すことも考えられるが、磁石部分が小さいことや、吸着力が強いこと等によって簡単には外れず、困難である。

次に、製作時の問題点として、個々の温度計において、熱電対の感温部の位置がリング型の磁石の中心に配置されていることが重要となる。このようなことは、測定精度と製作の困難さとにつながる問題となる。

さらに、温度計の感温部がリング型の磁石の中心にあれば、感温部が配管の表面の直近に位置するようになるが、感温部が中心からずれていると、温度計取付け向きにより、計測値に誤差が生じるようになる。

また、保温材施工時の問題点としては、冷水や温水の配管等を計測する際、温度計の設置後に結露防止や熱損失防止のために保温材を被覆するようにしている。しかしながら、この保温材の被覆作業中に、センサーとしての温度計が保温材によって押されて傾く可能性がある。温度計が傾いてしまうと、先に説明したと同様な影響が発生することになる。さらに、保温材の種類や施工手順、その他施工法或いは厚み等によって断熱具合が変化するために、施工方法を細かく統一する必要がある。

本発明は、上記問題点に鑑み、表面が曲面である配管やダクトの他、タンクや熱交換器等の表面温度の計測に適した形状の曲面の表面温度計測用温度計を使用して計測条件が一定となる内部に流体が流れる被計測物の曲面の表面温度計測用温度計の施工方法、該施工方法によって得られた計測値と保温材開口部内部温度との関係から補正を行って高精度に、配管やダクトの他、タンクや熱交換器内の温度を計測する、曲面を有し内部に流体が流れる被計測物の表面温度の計測方法、及びこれらの方法に使用する穴あけ治具を提供することを課題とするものである。

上記課題を達成するために、本発明の内部に流体が流れる被計測物の曲面の表面温度計測用温度計の施工方法は、表面温度計測用温度計を、保温材で覆われた曲面の表面に設置するために、該保温材の表面に穴あけ治具を用いて穴を開ける工程と、前記保温材に開けられた穴内に前記温度計を配置して取付ける工程と、前記温度計が設置された保温材の開口部内に何ら充填することなく、前記開口部の入口に外装材を貼って前記開口部を塞ぐ工程と、からなることを特徴とする。

本発明の曲面を有し内部に流体が流れる被計測物の表面温度の計測方法は、表面が保温材で覆われた曲面を有し内部に流体が流れる被計測物の表面温度を計測するために、該保温材の表面に穴を開けて穴内に表面温度計測用温度計を配置して前記温度計を取付ける工程と、前記開口部内の周囲温度を計測するための別の周囲温度計を前記開口部内に配置する工程と、前記周囲温度計を配置した後に前記保温材の開口部を外装材で塞ぐ工程と、曲面表面の温度と前記開口部内の周囲温度とを計測して計測した曲面表面温度と前記開口部内の周囲温度との差により曲面表面温度の計測値の補正を行う工程と、からなることを特徴とする。
また、本発明の穴あけ治具は、上記方法において、一端に刃が形成された中空の円筒部材を有し、前記保温材をグラスウールの外周面をアルミシートにより被覆することにより構成し、前記穴あけ治具の前記刃を刃先角度が１０°〜２０°とし、前記穴あけ治具を前記保温材に押し当てて回転させて穴を開けるものである。

本発明によれば、曲面の表面温度計測用温度計は、表面が曲面である被計測物曲面の表面温度の計測に適した形状をなしており、誰が計測を行っても慣れや不慣れに拘わらず計測条件が一定となる温度計とその施工方法をもたらすものであり、得られる計測値と被計測物の保温材開口部内部の温度との関係から補正を行って高精度に被計測物内の温度を計測することができる。

本参考例１における曲面の表面温度計測用温度計を示す断面概要図、 図１の温度計を取付ける施工方法の手順を示す図で、穴あけ工程を示す図、 図２に続く温度計の取付け工程を示す図、 図３に続いて温度計を設置した後に穴を塞ぐ工程を示す図、 穴あけ治具を示す拡大断面図、 図５の穴あけ治具に装着される保護キャップを示す拡大断面図、 図５の穴あけ治具で配管の保温材に穴を開けて開口部を形成する状態を示す拡大断面概要図、 図５の穴あけ治具を使用した応用例を示す拡大断面概要図、 図８の応用例で、計測終了後に温度計を撤去した状態を示す拡大断面概要図、 本発明の被計測物の表面温度の計測方法において、保温材開口部内の保温施工時の温度誤差を示すグラフ、 保温材開口部をアルミテープで塞いだ時の温度誤差を示すグラフ、 保温材開口部内部に温度計と周囲温度計とを設置した計測方法を示す断面概要図、 図２乃至図４の手順で温度計を設置した時の配管内温度に対する計測値と配管内温度による誤差を周囲温度別に示すグラフ、 配管内温度と保温材開口部内部温度の差に対する計測値と配管内温度との誤差の関係を示すグラフ、 配管内温度に対する計測値の補正後の誤差を示すグラフ、 従来の配管表面温度計測用温度計の一例を示す断面概要図である。

以下に、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
（参考例１）
図１は、本参考例１での被計測物の一例としての配管またはダクトにおける表面温度計測用温度計を示す断面概要図である。

図示されるように、本参考例１で使用する表面温度計測用温度計１は、中央に孔３が形成されたリング型の磁石２と、磁石２の孔３に一端が差し込まれて固着された金属保護管４と、金属保護管４内に配置されて一端が磁石２の配管表面との接触面２ａの近傍に位置された熱電対６と、金属保護管４内に充填されて熱電対６への熱伝導を良好にする充填剤８とを有している。

表面温度計測用温度計１は、図示の如く金属保護管４付の熱電対６に、金属保護管４の外径と一致する内径寸法を有するリング型の磁石２をエポキシ樹脂系接着剤で接着しており、熱電対6の他方の端部に差込み部７が設けられていて所要の計測用計器類に接続できるようになっている。

図示の参考例１においては、配管１０の外周面に磁石２によって取付けられる表面温度計測用の温度計１の下方部分が断面で示されると共に、被計測物としての配管１０の一部が示されており、配管１０の他の部分と配管１０の表面を覆っている保温材等は図示されておらず省略されている。また、配管１０は、冷水や温水等の流体の流通するパイプだけに限られず、空調用のダクトやタンク、熱交換器等の同様なもの等にも使用可能である。

このような表面温度計測用温度計１において、磁石２は、永久磁石の中でも最も磁力の強いネオジム磁石を使用するのが好適であり、熱電対６には金属保護管４付の熱電対を用いており、接着する磁石２と金属保護管４の底面を平らにしていることも重要である。金属保護管４としては、例えばステンレス鋼を使用することができ、円筒形でフラットな底面を有し、上方が開放している。金属保護管４の中に填められる充填剤８には、例えば酸化マグネシウムが用いられる。このような熱伝導性のよい材料を充填した後、樹脂で蓋をすることで温度計１の計測部を構成できる。また、ここでは熱電対６を金属粉で保持する構成としているが、熱伝導性の良い材料を溶融して当該材料周囲に流し、固化させてもよい。

リング型の磁石２の孔３に一端が差し込まれて接着剤によって固着された金属保護管４の内部に熱電対６が配置される。熱電対６は、金属保護管４の軸心に沿って配置されるように金属保護管４内に配置され、先端部が磁石２の配管１０との接触面２ａの近傍に位置されるように、すなわち、先端部が接触面２ａから僅かに離れて位置するように設けることができる。すなわち、熱電対６の先端は配管表面（外周面）と接触させない。これにより配管に微小電流が流れる場合にも計測部がその影響を受けることを避けることができる。

これは、熱電対６の先端部が配管１０の外周面に接触して損傷するのを防止するようにするものである。これにより、温度計１を配管１０の外周面上に設置した時に、磁石２の孔３の接触面２ａに対する感温部を温度計１が良好に備えるようになる。

このような表面温度計測用温度計１においては、磁力の強いネオジム磁石を使用することで、温度計１の自重による傾きを防止することができ、取付け場所の制限をなくすことが可能となる。また、金属保護管を使用することにより、温度計１の取外しに対する問題の危惧も解消されるようになる。すなわち、温度計１の脱着に際しては、配管１０の外周面上に直立状態に起立している温度計１の金属保護管４の上部を持って倒すように温度計１を傾ければ、磁石２の接触面２ａの外周縁の一部を支点としてテコの作用によって磁石2が配管１０の外周面から斜めに起こされ、これによって磁石2が配管１０の外周面から離れるようなる。次いで、金属保護管４部分を持って上方に持ち上げれば、温度計１は容易に配管１０から取外されるようになる。これにより、温度計１の脱着に際して熱電対６の配線には何等力が掛からないために磁石２に対する金属保護管４の脱落防止用の補強も不要となる。

また、このような金属保護管４を使用することによって、温度計１の配管１０に対する磁石２の接触面２ａにおける感温部、金属保護管４内に充填された充填剤8の接触部分が面となり、リング型の磁石２の金属保護管４の底面を一致させることで、感温部が配管１０と確実に接触するようになり、金属保護管４内部に充填された酸化マグネシウムのような熱伝導率の高い充填剤８が充填されているために、個々の温度計１によって熱電対６の測温接点の位置が金属保護管４内部で多少違っていても、このような違いが計測値に与える影響は極めて少なくなる。従って、結果的に、熱電対６の測温接点の位置に厳密な制限が無くなるために製作も容易となる。

このように構成された表面温度計測用温度計１によって以下のような利点が得られる。
１）表面が曲面である被計測物に対しても強力な磁力を発揮し、強固な取付けが可能となり、これによって被計測物の振動や外部からの衝撃に対しても、容易に外れたり、ずれたりすることがなくなる。
２）上記により、取付け姿勢が一定となり、温度計の自重や配線の重さによる傾きが少なくなる。
３）上記から取付けにおける個人差が無くなり、常に一定した計測が可能になる。
４）金属保護管付熱電対を使用して金属保護管内部に酸化マグネシウムのような充填剤を充填することで、熱電対の測温接点が多少ずれても問題が無く、製作誤差を少なくでき、かつ製作も容易となる。
５）磁石と金属保護管の底面を平らにすることで、曲面状の被計測物表面においても必ず金属保護管の底面が被計測物と接触するようになる。
６）温度計の脱着を容易に行うことができる。
７）金属保護管の脱落防止用の補強の必要性がなくなる。

上記利点に関連し、以下に温度計の取付け施工用に製作した穴あけ治具とその施工実施例について詳細に説明する。

なお、上記参考例１においては、温度計を配管表面温度の計測用の温度計として説明したが、配管に限らず、空調用のダクトやタンク、熱交換器等にも適用できることは勿論である。

本発明の内部に流体が流れる被計測物の曲面の表面温度計測用温度計の施工方法は、表面温度計測用温度計を、保温材で覆われた被計測物曲面の表面に設置するために、保温材の表面に穴あけ治具を用いて穴を開ける工程（第1工程）と、
保温材に開けられた穴内に温度計を配置して取付ける工程（第2工程）と、
温度計が設置された保温材の開口部をアルミ箔またはアルミテープで塞ぐ工程（第3工程）と、
から構成されており、これら第1乃至第3の工程が図2乃至図4に各工程毎に示されている。

このような本発明の内部に流体が流れる被計測物の曲面の表面温度計測用温度計の施工方法においては、先に説明した表面温度計測用温度計を被計測物に対して設置する際に、被計測物を覆っている保温材の除去を始めに行うことが必要である。すなわち、既設はもちろん新設であっても被計測物の外周全面に保温材が被覆してあり、これに対し計測部位を露出させる。

この第1の工程の保温材の除去は、図2に示されるように穴あけ治具を用いて行われる。なお、穴あけ治具の詳細な構成については後に詳しく説明するものとする。

これにより誰が施工しても常に同じ大きさの開口部が、被計測物の保温材に対して得られるようにしている。

なお、本実施例においては、本発明での被計測物の一例としての配管またはダクトにおける表面温度計測用温度計の施工方法について説明するものとする。

図２に示されるように、穴を開けるべき配管１０の保温材１２の表面に対して、穴あけ治具２０の刃２４の先を当てがい、穴あけ治具２０を保温材１２に対してねじ込むように押圧する。これにより、穴あけ治具２０の刃２４の先が保温材１２に食い込んで保温材１２の外装材を切断する。これにより開口部１４を形成するようになる。

このようにして、保温材１２に穴が開けられて開口部14が形成されたならば、第2工程として保温材１２の開口部１４内に温度計１が設置される。この第2工程が図３に示されている。

図示されるように、温度計１には先に説明された配管またはダクトの表面温度計測用温度計が使用され、この温度計１が配管１０の保温材１２に開けられた開口部１４内に設置される。設置された表面温度計測用温度計１は、下部の磁石２が配管１０の外周面に吸着して開口部１４内に真っ直ぐに起立した状態に設置されるようになる。この第２工程の状態が図３に示されている。

こうして表面温度計測用温度計１が保温材１２の開口部１４内に設置されたならば、温度計１のリード線等の配線９を配管１０の保温材１２の外周面に沿って延出するように配置して、開口部１４の入口にアルミ箔やアルミテープ１６などの外装材を貼って開口部１４を塞ぐようにする。この第３工程が図４に示されている。このようにして配管１０の保温材１２の開口部１４内に温度計１が設置されたならば、この開口部１４内に何ら充填することなく保温をしないまま開口部１４の入口をアルミ箔またはアルミテープ１６で塞ぐようになる。この保温をしないまま開口部１４をアルミ箔やアルミテープ１６で塞ぐことには、次のような利点と欠点とが見られる。
（利点）
１）保温材充填の作業時に保温材により温度計が傾かない。
２）温度計の設置手順を統一することができる。
３）温度計設置時の作業性を向上することができる。
（欠点）
１）周囲温度の影響が温度計に伝わり易い。
２）アルミテープやアルミ箔の表面での結露の可能性がある。

上記の欠点において、１）の周囲温度の影響については保温材の開口部内部の温度と計測値、配管内の温度との関連性をとらえることによって解決することが可能である。この問題を解決すると、周囲温度の影響を受け易いことは、逆に利点となる。この点についての理由とその計測方法とについては、後に説明する。

また、保温を行わないことに対する結露の可能性については、アルミテープまたはアルミ箔の表面温度は、配管内の温度の影響より周囲温度の影響を強く受ける。そのため、アルミテープまたはアルミ箔の表面温度は結露を発生させるほどまでは低下しないために何ら問題がない。

このような本発明の配管またはダクトの表面温度計測用温度計の施工方法の実施に伴って使用される穴あけ治具とその使用状態と保護キャップとが図５乃至図７に示されている。

図５に示されるように、穴あけ治具２０は、例えばステンレス鋼から成る中空の円筒部材２２から成り、一端に刃２４が形成されている。刃２４は略１０゜〜２０゜の角度が好適であり、一例として、例えば外径が略４０ｍｍで、長さが略１００ｍｍとすることができる。

このような穴あけ冶具２０は、空調用の配管１０の冷水、温水系統に施工してあるアルミ箔付保温筒等の保温材１２に配管表面温度計測用温度計１を取付けるための穴を、開口部１４として開ける場合に使用されるものである。

このように、穴あけ冶具２０は、ステンレス鋼の円筒部材２２にて構成され、一端を先端が鋭くなるように切削されて、刃２４が設けられており、配管１０を覆っている保温材１２を貫通しやすくなっていて配管１２の任意、または所定の場所に一定の大きさの開口部１４を容易に開けることが可能となると共に、誰が施工しても同じ大きさの開口部１４を得ることができるようになっている。また、配管１０の保温材１２は、保温材自体が層状に重なっているために、一度穴あけ冶具２０を用いて保温材１２に対して押し込んで挿入した後、穴あけ治具２０を抜き取ると、穴あけ治具２０が挿入されたところの保温材１２は穴あけ冶具２０の内部にとどまり、きれいに開口部１４を形成することができる。この状態が図７に示されている。なお、本実施例では配管１０の保温材１２は、グラスウールなどの保温材１２外周面が外装材としてのアルミシートで覆われている。

図７に示されるように、配管１０に対して所要の場所の保温材１２に穴あけをする場合に、配管１０を覆っている保温材１２に対して穴あけ治具２０の刃２４を保温材１２の外装材表面に押し当てて回転させ、外装材を切断した後に押して挿入すれば、穴あけ治具２０の刃２４の先端が保温材１２を切断して食い込むので、十分に押し込んだ後に穴あけ治具２０を引き抜けば、穴あけ治具２０の内部にとどまった保温材１２は、穴あけ治具２０の先端の刃２４が削ってあると反対側から押し出されるように除去することができる。このようにして、配管１０の保温材１２に温度計１を設置するための開口部１４を設けることができる。

上述するように、穴あけ治具２０だけを用いて配管１０の保温材１２に開口部１４を設けることが十分に可能であるが、穴あけの度に手の平で穴あけ治具２０の他方の端部を押圧しなければならず、手を痛める恐れがある。このような手を痛める可能性を除去するために、穴あけ治具２０と一緒に使用する保護キャップが図６に示されている。

図示されるように、保護キャップ３０は、ゴムや軟質の合成樹脂材料、断熱性の高いウレタンゴムから作られており、円筒部３２と頂部３４とから形成されている。円筒部３２は、内径寸法が、穴あけ治具２０の外形寸法よりも僅かに小さな寸法に作られ、穴あけ治具２０に嵌めて装着した時に、脱落しないようにピッタリと嵌まる寸法に作られることが好適である。

このような保護キャップ３０を穴あけ治具２０に装着して配管１０の保温材１２に穴を開けるように用いれば、保護キャップ３０がゴムまたは軟質の合成樹脂材料で作られているために手が滑らずに良好に穴を開けることができ、手を痛めることがない。しかも、保護キャップ３０は、穴あけ治具２０の外形寸法よりも僅かに小さな寸法に作られているために自然に脱落することが無く脱落を防止することができる。

また、穴あけ治具２０の使用後は、保護キャップ３０を穴あけ治具２０の刃２４の側に装着することで、穴あけ治具２０の持ち運び中に刃２４が欠けるのを防いだり、人体を傷つけたりすることを防ぐことができる。
（応用例）
上述した穴あけ治具２０を使用した応用例について、次に説明する。

図８および図９に示されるように、この応用例においては、穴あけ治具２０は、配管１０の保温材１２の厚さよりも１０ｍｍ程度長く作られて用意されている。また、保護キャップ３０には、断熱性の高いウレタンゴムを用いて製作している。

このような穴あけ治具２０と保護キャップ３０とを用いて、図８に示されるように穴あけ治具２０を配管１０の保温材１２に対して押し込んで穴を開け、穴あけ治具２０の内部を空にし、穴あけ治具２０の内部に温度計１を装着する。温度計１のリード線等の配線９を穴あけ治具２０の外方に延ばして計測用計器に接続し、断熱性の高いウレタンゴムの保護キャップ３０を穴あけ治具２０の上端に嵌めて装着する。ウレタンゴムのような断熱性の高い保護キャップ３０を使用することによって、センサーとしての温度計１が設置されている穴あけ治具２０の内部が配管挿入型の保護管と似たような条件になる。

こうして、必要な配管１０の表面温度の計測を行って、計測が終了したならば、温度計１のみを撤去することにより、開口した保温材１２を修復する手間が省けると同時に、後日、例えば１年後などに再度計測を行う場合において、再度の穴あけが不要となり、かつ計測条件を一定に保って計測を行うことができ、精度の高い測定値を得ることが可能となる。
（実施例３）
このような表面温度計測用温度計を用いて温度計測を行う場合の計測方法について次に説明する。

本発明の曲面を有し内部に流体が流れる被計測物の表面温度の計測方法は、
表面が保温材で覆われた曲面を有し内部に流体が流れる被計測物の表面温度を計測するために、該保温材の表面に穴を開けて穴内に表面温度計測用温度計を配置して前記温度計を取付ける工程と、
開口部内の周囲温度を計測するための別の周囲温度計を開口部内に配置する工程（第２工程）と、
周囲温度計を配置した後に保温材の開口部をアルミ箔またはアルミテープで塞ぐ工程（第３工程）と、
曲面表面の温度と開口部内の周囲温度とを計測して計測した曲面の表面温度と開口部内の周囲温度との差により曲面の表面温度の計測値の補正を行う工程（第４工程）と、
からなることを特徴とする。

また、本実施例においては、本発明での被計測物の一例としての配管またはダクトにおける表面温度の計測方法について説明するものとする。

本発明での曲面を有し内部に流体が流れる被計測物である配管またはダクトの表面温度（外周面の温度）の計測方法においては、保温材１２の開口部１４内の保温をしても周囲温度の影響を完全に抑えることが不可能であり、周囲温度が１０℃変化すると、その影響は計測値として０．４℃〜０．５℃も変化することになる（図１０参照）。

ここで、一般的な補正方法は、計測箇所近傍の保温外部に設置した別の温度計で周囲温度を計測し、その周囲温度と配管表面温度計の計測値と、配管内温度との関係を導き出して補正を行うようにしている。

しかしながら、この方法では、配管表面温度計測中に周囲温度が急変した場合、周囲温度を計測している温度計は、その変化に合わせて計測値も変化するが、配管表面温度を計測している温度計は、開口部内の保温の影響によって、その影響は直ぐには温度計に伝わらない。つまり、周囲温度計と配管表面温度計の時定数が違うために、周囲温度と計測値、配管内温度の関係は容易に適用できず、さらに、保温材開口部内を熱が伝わる速度も考慮する必要が出てくる。

これに対し、図２乃至図４の施工方法で施工した場合に、周囲温度が１０℃変化することで、計測値は０．７℃〜０．８℃変化することになり（図１１参照）、開口部内を保温した場合と較べて周囲温度の影響を強く受けるようになる。しかしながら、その影響は周囲温度に対して線形であり、補正を容易に行うことができる。

計測値の補正には、従来、外部の周囲温度を計測するところの温度、すなわち本発明では周囲温度計１Ａにより計測した保温材開口部内部温度、を使用する（図１２）。図示されるように配管１０の保温材１２に形成された開口部１４内に、配管表面温度計測用温度計１に加えて周囲温度計１Ａを配置して配管１０の表面の温度と開口部１４内の周囲温度とを計測する。これによって、配管表面温度計測用温度計１と周囲温度計１Ａの時定数の差が少なくなり、結果として、周囲温度が急変する環境下においても精度の高い計測、並びに補正が可能となる。

図１２に示されるようにして、図１の本発明の配管表面温度計測用温度計１を使用して図２乃至図４の手順で温度計1を取付けた際の実験結果としての配管内温度に対する計測値が図１３乃至図１５に示されている。

上記図１３乃至図１５において、計測値の補正は、周囲温度計としての別の温度計によって計測した周囲温度としての保温材開口部内部温度と、保温材開口部内の配管表面温度計測用温度計によって計測した配管表面温度との両計測値の関係をとらえることで行っている。

図１３は、図２乃至図４の手順で、配管表面温度計測用温度計を設置した時の、配管内温度に対する計測値と配管内温度による誤差を周囲温度別に示すグラフであり、図１４は、配管内温度と保温材開口部内部温度の差に対する計測値と配管内温度との誤差の関係を示すグラフであり、図１５は、配管内温度に対する計測値の補正後の誤差を示すグラフである。

これら図１３乃至図１５の状況により、計測値と保温材開口部内部温度とから補正を行い、±０．２℃の精度で計測することが可能である。

すなわち、図１３において、配管内温度の変化に関連して、計測値としての配管内温度に対する誤差（計測値−配管内温度）は、周囲温度により大きくなる。

これにより、保温材開口部内部温度と、配管内温度との関係が、次式で表される。

誤差＝Ａｘ（配管内温度−保温材開口部内部温度）＋Ｂ
但し、Ａは、本発明の計測方法による時定数で、Ｂは、測定器ごとの器差である。

従って、図１５に示されるように、配管内温度と保温材開口部内部温度との差に対する誤差が、±０．２℃以内の精度で計測することが可能になる。

以上に説明したように、曲面の表面温度計測用温度計は、金属保護管付熱電対を使用することで、製作を容易にし、かつ取付け取外し作業を向上させる機能を有するものであり、このような温度計を使用する施工方法は、穴あけ治具の使用と相俟って施工条件を統一することを可能とし、曲面を有し内部に流体が流れる被計測物の表面温度の計測方法は、保温材開口部内部温度による計測値の補正によって、高い精度で計測することが可能である。

配管内を流れる流体の温度計測は勿論のこと、空調用ダクトやタンク、熱交換器等における流体の温度計測に利用することが可能である。

１ 配管の表面温度計測用温度計
２ リング型の磁石
２ａ 接触面
３ 孔
４ 金属保護管
６ 熱電対
８ 充填剤
１０ 配管
１２ 保温材
１４ 開口部
２０ 穴あけ治具
２２ 円筒部材
２４ 刃
３０ 保護キャップ
３２ 円筒部
３４ 頂部

Claims (4)

1. 表面温度計測用温度計を、保温材で覆われた曲面の表面に設置するために、該保温材の表面に穴あけ治具を用いて穴を開ける工程と、
   前記保温材に開けられた穴内に前記温度計を配置して取付ける工程と、
   前記温度計が設置された保温材の開口部内に何ら充填することなく、前記開口部の入口に外装材を貼って前記開口部を塞ぐ工程と、
   からなることを特徴とする内部に流体が流れる被計測物の曲面の表面温度計測用温度計の施工方法。
2. 表面が保温材で覆われた曲面を有し内部に流体が流れる被計測物の表面温度を計測するために、該保温材の表面に穴を開けて穴内に表面温度計測用温度計を配置して前記温度計を取付ける工程と、
   前記開口部内の周囲温度を計測するための別の周囲温度計を前記開口部内に配置する工程と、
   前記周囲温度計を配置した後に前記保温材の開口部を外装材で塞ぐ工程と、
   曲面表面の温度と前記開口部内の周囲温度とを計測して計測した曲面表面温度と前記開口部内の周囲温度との差により曲面表面温度の計測値の補正を行う工程と、からなることを特徴とする曲面を有し内部に流体が流れる被計測物の表面温度の計測方法。
3. 前記外装材は、アルミ箔またはアルミテープであることを特徴とする請求項１または２記載の曲面を有し内部に流体が流れる被計測物の表面温度の計測方法。
4. 請求項１又は２記載の方法に使用する穴あけ治具であって、一端に刃が形成された中空の円筒部材を有し、前記保温材をグラスウールの外周面をアルミシートにより被覆することにより構成し、前記穴あけ治具の前記刃を刃先角度が１０°〜２０°とし、前記穴あけ治具を前記保温材に押し当てて回転させて穴を開けることを特徴とする穴あけ治具。

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