JP6433300B2 - センサ装置 - Google Patents

Description

本願は、測定対象物に押し当てて測定対象物の温度および振動を検出するセンサ装置に関するものである。

例えば特許文献１に開示されているように、測定対象物に押し当てて温度と振動を検出するセンサ装置が知られている。このセンサ装置は、ケーシング（プローブ）と、該ケーシングの先端部に挿入された保護管と、保護管に挿入された振動検出針と、保護管の先端に取り付けられた熱電対とを備えている。振動検出針は、先端が熱電対の貫通孔から突出する状態で保護管に挿入されている。熱電対は、測定対象物と接触する平面部を有している。このセンサ装置では、ケーシングを手で握り、保護管の先端を測定対象物に押し当てて、振動検出針の先端および熱電対の平面部の両方を測定対象物に接触させることによって、測定対象物の振動および温度が検出される。

特開平７−５５５４８号公報

ところで、上述したようなセンサ装置では、測定対象物への押し当て角度によって振動検出針および熱電対の接触度合いが変わり、振動および温度の検出精度が損なわれる場合があった。つまり、測定対象物への押し当て角度によっては、振動検出針および熱電対はその一部しか測定対象物に接触せず、このため振動および温度を精度良く検出できない場合があった。

本願に開示の技術は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、振動検出針および熱電対を測定対象物に接触させて振動および温度を検出するセンサ装置において、振動および温度の検出精度を向上させることにある。

本願のセンサ装置は、筒状のケーシングと、検出ユニットと、保持部材とを備えている。上記検出ユニットは、一方が閉塞端である筒状の取付部材と、先端が上記取付部材の開口端から突出する状態で上記取付部材に挿入された振動検出針と、上記取付部材の開口端に取り付けられた熱電対とを有し、上記ケーシング内に挿入されるものである。上記保持部材は、上記ケーシング内に設けられ、上記取付部材の軸方向中心上に位置する点を揺動中心として揺動可能に上記検出ユニットを保持するものである。そして、本願のセンサ装置は、上記振動検出針および上記熱電対を測定対象物に接触させて該測定対象物の振動および温度を検出するものである。

本願のセンサ装置によれば、取付部材、振動検出針および熱電対を一体とした検出ユニットが、取付部材の軸方向中心上に位置する点を揺動中心として揺動可能に保持されているため、測定対象物に対して振動検出針および熱電対が斜めとなる角度で押し付けられた場合でも、検出ユニットを揺動させることによって振動検出針の先端および熱電対を確実に測定対象物に接触させることができる。これにより、振動検出針および熱電対と測定対象物との接触度合いを良好に保つことができる。したがって、振動および温度の検出精度を向上させることができる。

図１は、実施形態に係るセンサ装置の模式的な構成を示す断面図である。 図２は、実施形態に係るセンサ装置において検出ユニットが揺動した状態を示す図１相当図である。

以下、本願の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本願に開示の技術、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

本実施形態のセンサ装置１は、測定対象物に直接押し付けて該測定対象物の振動および温度の２つを検出する、いわゆるハンディタイプのセンサである。図１に示すように、センサ装置１は、ケーシング１０と、保持部材１１と、検出ユニット２０とを備えている。

ケーシング１０は、円筒状に形成されている。保持部材１１は、やや肉厚の円板状に形成され、ケーシング１０内に設けられている。保持部材１１は、ケーシング１０の後端側に嵌め込まれて該後端を閉塞している。保持部材１１は、後述する検出ユニット２０を保持する部材である。

検出ユニット２０は、取付部材２１と、熱電対２３と、振動検出針２４と、振動伝達部２５とを有している。

取付部材２１は、ケーシング１０よりも小径の円筒状に形成されている。取付部材２１は、一方の端部（後方側端部、即ち図１において上側の端部）が閉塞された摺接部２２となっている。この摺接部２２は、本願の請求項に係る閉塞端を構成している。取付部材２１は、熱電対２３、振動検出針２４および振動伝達部２５が取り付けられる部材である。

熱電対２３は、測定対象物に接触して温度を検出する。熱電対２３は、円板状に形成されており、取付部材２１の開口端（前方側端部、即ち図１において下側の端部）に取り付けられている。具体的に、熱電対２３は、取付部材２１と同軸に取り付けられ、取付部材２１の開口端を閉塞している。熱電対２３の外面（前方側の面）は、測定対象物に接触する接触面２３ａとなっている。また、熱電対２３の中央には貫通孔２３ｂが形成されている。なお、図示しないが、熱電対２３の内面（後方側の面）には熱電対線が接続されている。

振動検出針２４は、細長い棒状の部材であり、取付部材２１に挿入されている。振動検出針２４は、先端２４ａが測定対象物に接触して測定対象物の振動が伝達される。振動伝達部２５は、取付部材２１内に設けられ、振動検出針２４の後端（図１において上端）に接続されている。振動伝達部２５は、測定対象物の振動が振動検出針２４を通じて伝達される。振動伝達部２５は、図示しないが、圧電素子や電極板等を有し、振動検出針２４から伝達された振動を電気信号に変換する。

振動伝達部２５の後方には、バネ部材２６が設けられている。つまり、バネ部材２６は振動伝達部２５と摺接部２２の内面２２ｂとに接続されている。バネ部材２６は、振動伝達部２５および振動検出針２４を前方へ付勢している。このバネ部材２６の付勢により、振動検出針２４は、先端２４ａが、取付部材２１の開口端から突出すると共に熱電対２３の貫通孔２３ｂから突出した状態となる。こうして、検出ユニット２０は、取付部材２１や熱電対２３、振動検出針２４等が一体となったユニットを構成する。検出ユニット２０は、ケーシング１０に挿入されて保持部材１１に保持されている。

そして、本実施形態のセンサ装置１では、検出ユニット２０が、取付部材２１の軸方向中心（即ち、前後方向に延びる軸心）上に位置する点を揺動中心として揺動可能に保持部材１１に保持されている。具体的に、取付部材２１の摺接部２２は、外周面に上述した揺動中心を球心とする球面２２ａを有している。一方、保持部材１１の内面（前方側の面）には、摺接部２２（取付部材２１）の球面２２ａと摺接し、摺接部２２を揺動可能に保持する凹状の球面１１ａが形成されている。つまり、上述した揺動中心は、摺接部２２の球面２２ａの球心であると共に、保持部材１１の球面１１ａの球心でもある。こうして、検出ユニット２０はケーシング１０内において揺動可能となる。

センサ装置１では、振動検出針２４の先端２４ａを測定対象物（例えば、スチームトラップの表面）に当てて押し込むことにより、振動検出針２４の先端２４ａおよび熱電対２３の接触面２３ａの双方が測定対象物に接触する。これにより、測定対象物の振動および温度が検出（測定）される。ここで、例えば図２に示すように、測定対象物に対して振動検出針２４および熱電対２３が斜めとなる角度で押し付けられた場合、検出ユニット２０が図２に示す矢印方向（この矢印方向は一例である）に揺動するので、振動検出針２４の先端２４ａおよび熱電対２３の接触面２３ａが確実に測定対象物に接触する。

以上のように、上記実施形態のセンサ装置１によれば、取付部材２１、振動検出針２４および熱電対２３等が一体となった検出ユニット２０を、取付部材２１の軸方向中心上に位置する点を揺動中心として揺動可能に保持するようにした。そのため、振動検出針２４および熱電対２３が測定対象物に対して斜めに押し付けられても、検出ユニット２０を揺動させることによって振動検出針２４の先端２４ａおよび熱電対２３の接触面２３ａを確実に測定対象物に接触させることができる。これにより、振動検出針２４および熱電対２３と測定対象物との接触度合いを良好に保つことができる。したがって、振動および温度の検出精度を向上させることができる。

本願に開示の技術は、測定対象物に押し当てて温度および振動を検出するセンサ装置について有用である。

１ センサ装置
１０ ケーシング
１１ 保持部材
１１ａ 球面
２０ 検出ユニット
２１ 取付部材
２２ 摺接部（閉塞端）
２２ａ 球面
２３ 熱電対
２４ 振動検出針
２４ａ 先端

Claims (2)

1. 筒状のケーシングと、
   一方が閉塞端である筒状の取付部材と、先端が上記取付部材の開口端から突出する状態で上記取付部材に挿入された振動検出針と、上記取付部材の開口端に取り付けられた熱電対とを有し、上記ケーシング内に挿入される検出ユニットと、
   上記ケーシング内に設けられ、上記取付部材の軸方向中心上に位置する点を揺動中心として揺動可能に上記検出ユニットを保持する保持部材とを備え、
   上記振動検出針および上記熱電対を測定対象物に接触させて該測定対象物の振動および温度を検出する
   ことを特徴とするセンサ装置。
2. 請求項１に記載のセンサ装置において、
   上記取付部材の閉塞端は、外周面に上記揺動中心を球心とする球面を有し、
   上記保持部材は、上記取付部材の閉塞端の球面と摺接し、該閉塞端を揺動可能に保持する球面を有している
   ことを特徴とするセンサ装置。
   

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