JP6760328B2 - 測定装置 - Google Patents

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Description

本開示は、測定装置に関する。
従来より、センサプローブ部と、表示部を有する回路収容部と、を備え、被測定流体が流動する流路内に当該センサプローブ部の一部が配置され、当該センサプローブ部により測定された被測定流体に関する情報等を、流路の外部に配置された当該表示部で表示する測定装置が知られている。
例えば、特許文献１には、表示部としての表示器を、表示方向に沿う軸の周りで回転可能な、測定装置としてのフィールド機器が開示されている。また、特許文献２には、自装置の設置姿勢の傾きに基づいて、表示部としての表示器の表示内容を回転させて出力する、測定装置としてのフィールド機器が開示されている。
特開２０１２−５８０９６号公報 特開２０１２−３７４１９号公報
特許文献１及び２に記載された測定装置によれば、表示方向に沿う軸の周りで表示内容を回転させることができる。ところで、測定装置は、センサプローブ部を、被測定流体の流動方向に対して所定の向きで使用することが要求される場合がある。このような場合、特許文献１又は２に記載された測定装置では、表示部の表示方向がセンサプローブ部の向きと連動するため、表示部の表示方向が使用者所望の方向以外の方向を向くことがある。
本開示の目的は、表示部の表示方向を、センサプローブ部の向きによらずに選択可能な測定装置を提供することである。
幾つかの実施形態に係る測定装置は、被測定流体が流動する流路の流路壁に設けられた開口から挿入可能であり、前記被測定流体の流動方向に対して所定の向きで使用されるセンサプローブ部と、前記流路の外部に配置される表示部を有し、前記センサプローブ部に接続される回路収容部と、を備え、前記回路収容部は、前記センサプローブ部の挿入方向に沿う軸の周りで、前記センサプローブ部に対する複数の回転位置で固定可能である。
一実施形態の測定装置において、前記センサプローブ部は、第１接続部を有し、前記回路収容部は、前記第１接続部に接続される第２接続部を有し、前記第１接続部及び前記第２接続部のうち、一方は、前記挿入方向に沿う軸の周りに配置された複数の第１接続子を含み、他方は、前記複数の回転位置それぞれで、前記複数の第１接続子それぞれに接続可能な第２接続子を含んでもよい。
一実施形態の測定装置において、前記表示部は、表示方向に沿う軸の周りで、前記センサプローブ部に対する複数の回転位置で固定可能であってもよい。
一実施形態の測定装置において、前記回路収容部は、筐体と、前記表示部を有する回路部と、を備え、前記回路部は、第３接続部を有し、前記筐体は、第４接続部を有し、前記第３接続部及び前記第４接続部のうち、一方は、前記表示方向に沿う軸の周りに配置された複数の第３接続子を含み、他方は、前記表示部が前記表示方向に沿う軸の周りで前記センサプローブ部に対して固定可能な複数の回転位置それぞれで、前記複数の第３接続子それぞれに接続可能な第４接続子を含んでもよい。
一実施形態の測定装置において、前記回路収容部は、前記表示部を有する回路部を備え、前記表示部は、第３接続部を有し、前記回路部の前記表示部以外の部分は、第４接続部を有し、前記第３接続部及び前記第４接続部のうち、一方は、前記表示方向に沿う軸の周りに配置された複数の第３接続子を含み、他方は、前記表示部が前記表示方向に沿う軸の周りで前記センサプローブ部に対して固定可能な複数の回転位置それぞれで、前記複数の第３接続子それぞれに接続可能な第４接続子を含んでもよい。
一実施形態の測定装置において、前記回路収容部の前記センサプローブ部に対する複数の回転位置は、略９０°ずつ異なる４つの回転位置を含んでもよい。
一実施形態の測定装置において、前記表示部の前記センサプローブ部に対する複数の回転位置は、略９０°ずつ異なる４つの回転位置を含んでもよい。
一実施形態の測定装置において、前記挿入方向は、前記流路の延在方向と略直交する方向であり、前記表示方向は、前記挿入方向と略直交する方向であってもよい。
一実施形態の測定装置において、前記センサプローブ部は、前記流路壁の外面に取り付け可能な取り付け部を有し、前記取り付け部は、前記センサプローブ部と前記回路収容部との接続位置より前記流路側に位置してもよい。
一実施形態の測定装置において、前記複数の第１接続子及び前記第２接続子それぞれは、前記センサプローブ部及び前記回路収容部を互いに機械的かつ電気的に接続するコネクタであってもよい。
一実施形態の測定装置において、前記コネクタは可動コネクタであってもよい。
一実施形態の測定装置において、前記センサプローブ部は、前記被測定流体を含む測定領域に測定光を照射する発光部と、前記測定光の光軸に沿って前記測定領域と重畳するように延在するプローブ部と、前記プローブ部において前記発光部と反対側の先端に位置し、前記測定光を反射させる反射部と、前記反射部で反射した前記測定光を受光する受光部と、を備えてもよい。
本開示によれば、表示部の表示方向を、センサプローブ部の向きによらずに選択可能な測定装置を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る測定装置の上方からの斜視図である。 図１の測定装置の下方からの斜視図である。 図１の測定装置の第１の使用態様を示す正面図である。 図１の測定装置を分解して示す上方からの斜視図である。 センサプローブ部の第１接続部の一例を示す図である。 回路収容部の第２接続部の一例を示す図である。 回路部の第３接続部の一例を示す図である。 筐体の第４接続部の一例を示す図である。 図１の測定装置の第２の使用態様を示す正面図である。 図１の測定装置の第３の使用態様を示す正面図である。 図１の測定装置の第４の使用態様を示す正面図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。以下の説明中の前後、左右、及び上下の方向は、図中の矢印の方向を基準とする。各矢印の方向は、図１〜図４及び図９〜図１１において、異なる図面同士で互いに整合している。
図１は、本発明の一実施形態に係る測定装置としてのガス分析装置１の上方からの斜視図である。図２は、ガス分析装置１の下方からの斜視図である。図３は、ガス分析装置１の第１の使用態様を示す正面図である。図３は、一例として、流路Ｐ内を流動する被測定流体としての被測定ガスＧの所定の物性量を測定するために、ガス分析装置１が流路壁Ｓに取り付けられている様子を示す。流路Ｐは、例えば、配管、煙道、又は燃焼炉等である。被測定ガスＧの所定の物性量は、例えば、対象成分の成分濃度を含む。図４は、ガス分析装置１を分解して示す上方からの斜視図である。
図１〜図４を参照して、一実施形態に係る測定装置としてのガス分析装置１の機能及び構成について説明する。
図３に示すように、ガス分析装置１は、例えばプロセスガス等を含む被測定ガスＧが流動する流路Ｐの流路壁Ｓに直接取り付けられ、測定対象成分の成分濃度分析を行う。被測定ガスＧは、例えばＣＯ、ＣＯ2、Ｈ2Ｏ、ＣnＨm（炭化水素）、ＮＨ3、及びＯ2等のガスを含む。
ガス分析装置１は、例えば防爆エリア内で使用され、耐圧防爆構造を有するプローブ型ＴＤＬＡＳ（Ｔｕｎａｂｌｅ Ｄｉｏｄｅ Ｌａｓｅｒ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：波長可変ダイオードレーザ吸収分光)式ガス分析計を含む。ここで、プローブ型とは、例えば、光源、反射構造、及び光検出器を一体的に内蔵し、被測定ガスＧが流れる流路Ｐに片側から差し込まれる構造を有するガス分析装置１の種類を意味する。ガス分析装置１は、被測定ガスＧ中に測定光となるレーザ光を照射することで測定対象成分の成分濃度を分析する。
被測定ガスＧに含まれるガス分子は、赤外から近赤外域において、分子の振動及び回転エネルギー遷移に基づく光吸収スペクトルを示す。吸収スペクトルは、成分分子に固有である。測定光に関するガス分子の吸光度は、Ｌａｍｂｅｒｔ−Ｂｅｅｒの法則により、その成分濃度及び光路長に比例する。したがって、吸収スペクトル強度を測定することで測定対象成分の成分濃度が分析可能である。
ＴＤＬＡＳでは、ガス分子が有するエネルギー遷移の吸収線幅よりも十分に狭い線幅の半導体レーザ光を測定光として被測定ガスＧに照射する。半導体レーザの駆動電流を高速変調することで、測定光の波長を掃引する。被測定ガスＧを透過した測定光の光強度を測定して、１本の独立した吸収スペクトルを取得する。
レーザ光の掃引範囲は用途によって異なる。測定対象がＯ2の場合、レーザ光の線幅は例えば０．０００２ｎｍであり、掃引幅は例えば０．１〜０．２ｎｍである。０．１〜０．２ｎｍの掃引幅を掃引することで、吸収スペクトルの測定を行う。取得した１本の吸収スペクトルから濃度換算を行うことにより、測定対象成分の成分濃度が求められる。濃度換算の手法は、ピーク高さ法、スペクトル面積法、及び２ｆ法等の既知の方法を含む。
図１及び図２に示すように、ガス分析装置１は、センサプローブ部１００と、回路収容部２００と、を備える。図１〜図３に示すように、回路収容部２００は、センサプローブ部１００に接続されて使用される。詳細は後述するが、図４に示すように、回路収容部２００は、センサプローブ部１００への接続方向Ａに沿う軸（以下、適宜「接続軸Ｂ」とも記載する。）の周りで、センサプローブ部１００に対する複数の回転位置で固定可能である。詳細は後述するが、図４に示すように、本実施形態では、回路収容部２００が有する表示部２２１は、表示方向Ｃに沿う軸（以下、適宜「表示軸Ｄ」とも記載する。）の周りで、センサプローブ部１００に対する複数の回転位置で固定可能である。以下、ガス分析装置１の各構成部の回転位置が、図１〜図３に示す状態であるとき、第１回転状態と称する。
センサプローブ部１００は、被測定流体の所定の物性値に応じた信号を回路収容部２００に出力する。図３に示すように、センサプローブ部１００は、被測定流体としての被測定ガスＧが流動する流路Ｐの流路壁Ｓに設けられた開口Ｔから少なくとも一部を挿入可能であり、被測定ガスＧの流動方向に対して所定の向きで使用される。図３に、センサプローブ部１００の流路Ｐへの挿入方向Ｅを示している。図３において、被測定ガスＧの流動方向は、白抜き矢印で示している。図４に示すように、センサプローブ部１００の流路Ｐへの挿入方向Ｅは、回路収容部２００のセンサプローブ部１００への接続方向Ａと略同じ方向である。従って、図４に示すように、接続軸Ｂは、接続方向Ａに沿う軸であると共に、挿入方向Ｅに沿う軸である。
本実施形態のセンサプローブ部１００は、図１及び図２に示すように、プローブ部１０と、センサ部２０と、を備える。プローブ部１０は、例えば、断面形状が略円形状である筒状物体である。プローブ部１０は、任意の金属部材により形成されている。
図１に示すように、第１回転状態のプローブ部１０は、左右方向に亘って延在し、上方に向けて開口している開口１２を有する。プローブ部１０は、プローブ部１０の強度を維持するために開口１２に設けられている複数のリブ１３を有する。図２に示すとおり、第１回転状態のプローブ部１０は、その表面の一部を下方から内部に向けて切り欠いた切欠き１４を有する。切欠き１４は、開口１２の左右両端と略同一の左右位置にそれぞれ形成されている。プローブ部１０の延在方向の長さは、例えば、０．５〜２メートル程度である。
図３に示すように、プローブ部１０は、先端の内部に反射部１５を有する。反射部１５は、コーナーキューブプリズム及びレトロリフレクター等の測定光に対する任意の反射構造を含む。反射部１５は、後述する発光部２１からの測定光を反射させる。
センサ部２０は、プローブ部１０の反射部１５が設けられている先端に対して反対側の端部に固定されている。図３に示すように、センサ部２０は、被測定ガスＧに測定光を照射する発光部２１と、反射部１５で反射した測定光を受光する受光部２２と、を有する。センサ部２０の筐体は、例えば、発光部２１及び受光部２２を格納する耐圧防爆容器である。
発光部２１は、被測定ガスＧに対してＴＤＬＡＳによる測定が可能な任意の光源を有する。発光部２１は、例えば、半導体レーザを有する。受光部２２は、被測定ガスＧに対してＴＤＬＡＳによる測定が可能な任意の光検出器を有する。受光部２２は、例えば、フォトダイオードを有する。
図３に示すように、プローブ部１０は、その大部分が流路Ｐの内部に位置する状態で支持されている。図３に示すように、センサ部２０は、流路Ｐの外部に配置された状態で支持されている。具体的に、ガス分析装置１は、プローブ部１０の一部に形成されたフランジ等の取り付け部１１を有し、取り付け部１１が流路壁Ｓに外面に取り付けられることで、流路壁Ｓによって支持されている。このとき、開口１２は、プローブ部１０の対応する内部を流路Ｐ内に露出させる。切欠き１４は、開口１２によって流路Ｐ内に露出しているプローブ部１０の内部と、当該内部よりも下側の流路Ｐ内の空間と、を連通する。
図３に示す例では、流路Ｐは上下方向に延在しており、被測定ガスＧの流動方向は、下方から上方に向かう方向である。このような被測定ガスＧの流動方向に対して、プローブ部１０は、図３に示すように、切欠き１４が下方、すなわち流動方向の上流側を向き、開口１２が上方、すなわち流動方向の下流側を向くような向きで使用されることが要求される。プローブ部１０が被測定ガスＧの流動方向に対して上記のような向きで使用されることで、後述するように、測定領域Ｒ１に被測定ガスＧを満たしつつ、領域Ｒ２及びＲ３にパージガスを満たすことができる。
図３に示すように、本実施形態では、センサプローブ部１００の流路Ｐへの挿入方向Ｅは、被測定ガスＧの流動方向と略直交する。そして、本実施形態のプローブ部１０は、流路Ｐの内部において被測定ガスＧの流動方向と略直交する方向に延在する。そのため、流路Ｐ内を流れる被測定ガスＧの一部は、切欠き１４を介して下方からプローブ部１０内の測定領域Ｒ１に流入する。被測定ガスＧの他の一部は、開口１２から回り込んで上方からプローブ部１０内の測定領域Ｒ１に流入する。このように、流路Ｐを流れる被測定ガスＧは、プローブ部１０の内部を流通する。プローブ部１０の内部を流通した被測定ガスＧは、例えば開口１２から再度流路Ｐ内に流出する。ここで、測定領域Ｒ１は、開口１２によって流路Ｐ内に露出しているプローブ部１０の内部空間を含む。このように、測定領域Ｒ１は、被測定ガスＧによって満たされる。
一方で、プローブ部１０の内部において測定領域Ｒ１の左右両側にそれぞれ形成されている領域Ｒ２及びＲ３には、任意の機構によりパージガスが供給されている。図３において、測定領域Ｒ１と領域Ｒ２との境界、及び測定領域Ｒ１と領域Ｒ３との境界それぞれは、点線によって示されている。パージガスは、反射部１５、発光部２１、及び受光部２２等の光学部品に汚染及び腐食等の不具合が生じないよう、これらの構成部への被測定ガスＧの接触を抑制する。このように、領域Ｒ２及びＲ３は、パージガスによって満たされる。
切欠き１４は、測定領域Ｒ１と領域Ｒ２及びＲ３とにおいて、被測定ガスＧとパージガスとの混合を抑制する。より具体的には、切欠き１４は、流路Ｐからプローブ部１０内の測定領域Ｒ１に被測定ガスＧを導くことで、測定領域Ｒ１へのパージガスの混入を抑制する。同様に、切欠き１４は、領域Ｒ２及びＲ３への被測定ガスＧの混入を抑制する。
発光部２１は、プローブ部１０の反射部１５に向けて測定光を照射する。図３において、測定光のうちの反射部１５で反射する前の光は、出射光Ｌ１として示されている。発光部２１は、被測定ガスＧを含む測定領域Ｒ１に出射光Ｌ１を照射する。出射光Ｌ１は、その光軸に沿って測定領域Ｒ１と重畳するように延在するプローブ部１０の内部を伝搬し、反射部１５に入射する。反射部１５は、プローブ部１０において発光部２１と反対側の先端に位置し、測定領域Ｒ１を通過した出射光Ｌ１を反射させる。図３において、反射部１５で反射した後の測定光は、反射光Ｌ２として示されている。反射光Ｌ２は、測定領域Ｒ１を含むプローブ部１０の内部を再度通過する。受光部２２は、反射部１５で反射し、測定領域Ｒ１を通過した反射光Ｌ２を受光する。
受光部２２は、検出された測定光に関する測定信号を任意の増幅回路によって電気的に増幅した後、測定光の光検出強度をスキャン信号として、後述する回路収容部２００の回路部２２０に出力する。出射光Ｌ１及び反射光Ｌ２それぞれの一部は、プローブ部１０の内部を通過する際に、測定領域Ｒ１に流通する被測定ガスＧによって吸収される。受光部２２によって取得した測定信号に基づいてその吸収スペクトルを測定することで、被測定ガスＧ中の測定対象成分の成分濃度が求まる。
上述したようなプローブ型のガス分析装置１では、設置現場に取り付けられている状態で、発光部２１、反射部１５、及び受光部２２の各光学部品が、所定条件を満たしている。所定条件は、発光部２１から照射された出射光Ｌ１が測定領域Ｒ１を通過して反射部１５で反射し、反射光Ｌ２が測定領域Ｒ１を再度通過して受光部２２に入射するような各構成部の位置関係を含む。反射部１５は、プローブ部１０の周方向に対称に配置されていない場合がある。そのため、センサプローブ部１００は、プローブ部１０と、センサ部２０と、の互いの周方向の位置関係を固定している。
本実施形態の回路収容部２００は、図４に示すように、筐体２１０と、表示部２２１を有する回路部２２０と、蓋２３０と、を備える。回路収容部２００は、センサプローブ部１００から入力された信号を回路部２２０を用いて物性値に変換し、表示部２２１に物性値の情報を表示させる。筐体２１０は、開口２１１を区画し、開口２１１を通じて回路部２２０を内部に収容可能である。蓋２３０は、開口２１１を塞ぐように筐体２１０に取り付け可能である。筐体２１０及び蓋２３０は、筐体２１０の内部に収容された回路部２２０を外部から隔離する。筐体２１０及び蓋２３０は、全体として、例えば、耐圧防爆容器である。
筐体２１０は、センサプローブ部１００に接続される。筐体２１０は、センサプローブ部１００のセンサ部２０と、回路部２２０とを、電気的に接続させる。回路部２２０は、例えば、１つ以上のプロセッサを含む演算部を有する。演算部は、発光部２１及び受光部２２を含むガス分析装置１全体の動作を制御する。
表示部２２１は、流路Ｐの外部に配置される。本実施形態では、図３に示すように、取り付け部１１がセンサプローブ部１００と回路収容部２００との接続位置６より流路Ｐ側に位置している。従って、表示部２２１を含む回路収容部２００の全体が、流路Ｐの外部に配置される。すなわち、回路収容部２００は、流路Ｐの外部で、センサプローブ部１００に接続される。表示部２２１は、センサプローブ部１００により測定された、例えば被測定ガスＧに含まれる対象成分の成分濃度等、被測定ガスＧの所定の物性値の情報等を表示可能である。表示部２２１は、例えば液晶表示デバイスを含む。表示部２２１の表示方向Ｃは、例えば、回路収容部２００のセンサプローブ部１００への接続方向Ａ、及び、センサプローブ部１００の流路Ｐへの挿入方向Ｅ、と平行ではない方向である。本実施形態では、図４に示すように、表示部２２１の表示方向Ｃは、接続方向Ａ、及び、センサプローブ部１００の流路Ｐへの挿入方向Ｅ、と略直交する方向である。図３に示す例では、表示部２２１の表示方向Ｃは紙面手前を向く方向であり、表示内容が正立姿勢の使用者に視認しやすい左右方向の傾きで表示されている。
図３に示すように、蓋２３０は、開口２１１を塞ぐように筐体２１０に取り付けられた状態で、表示部２２１の表示内容を外部から視認可能に透過させる部材を有する。
以下、図５及び図６を参照して、センサプローブ部１００と回路収容部２００との接続の態様について説明する。詳細は後述するが、センサプローブ部１００は、第１接続部を有する。回路収容部２００は、第１接続部に接続される第２接続部を有する。そして、第１接続部及び第２接続部のうち、一方は、接続軸Ｂの周りに配置された複数の第１接続子を含む。第１接続部及び第２接続部のうち、他方は、回路収容部２００が接続軸Ｂの周りでセンサプローブ部１００に対して固定可能な複数の回転位置それぞれで、複数の第１接続子それぞれに接続可能な第２接続子を含む。図５は、センサプローブ部１００の第１接続部の一例を示す図である。図６は、回路収容部２００の第２接続部の一例を示す図である。センサプローブ部１００及び回路収容部２００は、センサプローブ部１００の第１接続部と、回路収容部２００の第２接続部と、を介して、互いに機械的かつ電気的に接続される。
図５に示す例では、センサプローブ部１００のセンサ部２０は、第１接続部として、１つの第１コネクタ１０１と、４つの第１孔部１０２ａ〜１０２ｄと、を有する。図６に示す例では、回路収容部２００の筐体２１０は、第２接続部として、４つの第２コネクタ２１２ａ〜２１２ｄと、４つの第２孔部２１３ａ〜２１３ｄと、を有する。第１接続部は、上述した第２接続子として、１つの第１コネクタ１０１を含む。第２接続部は、上述した複数の第１接続子として、４つの第２コネクタ２１２ａ〜２１２ｄを含む。すなわち、４つの第２コネクタ２１２ａ〜２１２ｄは、図６に示すように接続軸Ｂの周りに配置され、１つの第１コネクタ１０１は、回路収容部２００がセンサプローブ部１００に対して固定可能な複数の回転位置それぞれで、４つの第２コネクタ２１２ａ〜２１２ｄそれぞれに接続可能である。
第１コネクタ１０１が４つの第２コネクタ２１２ａ〜２１２ｄのいずれか１つと接続されると、センサ部２０と、回路部２２０と、が電気的に接続される。図５に示すように、第１コネクタ１０１は、センサプローブ部１００の右端（図４参照）において、接続軸Ｂから所定の距離の位置に配置される。図６に示すように、４つの第２コネクタ２１２ａ〜２１２ｄそれぞれは、回路収容部２００の左端（図４参照）において、接続軸Ｂから当該所定の距離、すなわち第１コネクタ１０１の接続軸Ｂからの距離と等しい距離、であって、接続軸Ｂを中心とする円周に沿って略等間隔に略９０°ずつ異なる位置に配置される。よって、センサプローブ部１００及び回路収容部２００は、接続軸Ｂを中心として、互いに略９０°ずつ異なる位置で、第１コネクタ１０１と、４つの第２コネクタ２１２ａ〜２１２ｄのいずれか１つとを介して、接続することができる。換言すれば、回路収容部２００のセンサプローブ部１００に対して接続される際に取り得る複数の回転位置は、略９０°ずつ異なる４つの回転位置を含む。
第１コネクタ１０１又は４つの第２コネクタ２１２ａ〜２１２ｄとして、例えば、可動コネクタを用いてもよい。可動コネクタを用いることで、接続方向Ａ及び接続方向Ａに直交する方向の少なくともいずれかの方向に可動とすることができ、接続されるコネクタ同士の位置ずれを吸収することができる。
第１コネクタ１０１が４つの第２コネクタ２１２ａ〜２１２ｄのいずれかと接続されるとき、４つの第１孔部１０２ａ〜１０２ｄそれぞれは、４つの第２孔部２１３ａ〜２１３ｄそれぞれに対応する位置に配置される。この状態で、４つの第１孔部１０２ａ〜１０２ｄそれぞれと、４つの第２孔部２１３ａ〜２１３ｄそれぞれとを貫通させるように、ネジ等で固定することで、センサプローブ部１００と回路収容部２００との物理的な接続を補強することができる。
図５及び図６には、第１接続部としての１つの第１コネクタ１０１と、第２接続部としての４つの第２コネクタ２１２ａ〜２１２ｄとを図示したが、第１コネクタが１つの場合、第２コネクタは複数であればよく、具体的には、２つでもよく、３つでもよく、５つ以上でもよい。その場合、複数の第２コネクタそれぞれは、上記同様に、回路収容部２００の左端（図４参照）において、接続軸Ｂから上述の所定の距離に配置される。これにより、回路収容部２００のセンサプローブ部１００に対して接続される際に取り得る複数の回転位置は、上記４つには限定されず、２つ、３つ、又は５つ以上とすることができる。
第１コネクタと第２コネクタとの個数及び配置は、互いに逆の関係であってもよい。すなわち、第１コネクタが複数であり、かつ、第２コネクタが１つであってもよい。さらに、センサプローブ部１００と回路収容部２００とを機械的かつ電気的に接続する第１コネクタ及び第２コネクタに替えて、又は加えて、センサ部２０と、回路部２２０と、を電気的に接続するケーブルを用いてもよい。しかし、ケーブルを用いるよりも、第１コネクタ及び第２コネクタを用いる方が、着脱作業が容易となるので好ましい。
以下、図７及び図８を参照して、回路部２２０と筐体２１０との接続の態様について説明する。詳細は後述するが、回路部２２０は、第３接続部を有する。筐体２１０は、第４接続部を有する。そして、第３接続部及び第４接続部のうち、一方は、表示軸Ｄの周りに配置された複数の第３接続子を含む。第３接続部及び第４接続部のうち、他方は、表示部２２１が表示軸Ｄの周りでセンサプローブ部１００に対して固定可能な複数の回転位置それぞれで、複数の第３接続子それぞれに接続可能な第４接続子を含む。図７は、回路部２２０の第３接続部の一例を示す図である。図８は、筐体２１０の第４接続部の一例を示す図である。回路部２２０及び筐体２１０は、回路部２２０の第３接続部と、筐体２１０の第４接続部と、を介して、互いに機械的に接続される。
図７に示す例では、回路部２２０は、図４に示す後端に、第３接続部としての４つの第３孔部２２２ａ〜２２２ｄを区画している。図８に示す例では、筐体２１０は、開口２１１を通じた内部に、第４接続部としての８つの第４孔部２１４ａ〜２１４ｈを区画している。
４つの第３孔部２２２ａ〜２２２ｄそれぞれは、８つの第４孔部２１４ａ〜２１４ｈのうちの４つの第４孔部２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｅ及び２１４ｆそれぞれに対応する位置に同時に配置可能である。この状態で、４つの第３孔部２２２ａ〜２２２ｄそれぞれと、４つの第４孔部２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｅ及び２１４ｆそれぞれとを貫通させるように、ネジ等で固定することで、回路部２２０と筐体２１０とを物理的に接続することができる。詳細には、第３孔部２２２ａが第４孔部２１４ｆに、第３孔部２２２ｂが第４孔部２１４ｅに、第３孔部２２２ｃが第４孔部２１４ｂに、第３孔部２２２ｄが第４孔部２１４ａに、それぞれ対応する位置に配置可能である（以下、適宜「第１配置位置」と称する。）。また、第３孔部２２２ａが第４孔部２１４ｂに、第３孔部２２２ｂが第４孔部２１４ａに、第３孔部２２２ｃが第４孔部２１４ｆに、第３孔部２２２ｄが第４孔部２１４ｅに、それぞれ対応する位置にも配置可能である（以下、適宜「第２配置位置」と称する。）。回路部２２０が第１配置位置で筐体２１０に接続された状態に対して、回路部２２０が第２配置位置で筐体２１０に接続された状態は、回路部２２０は筐体２１０に対して表示軸Ｄの周りで略１８０°回転された回転位置となる。
４つの第３孔部２２２ａ〜２２２ｄそれぞれは、８つの第４孔部２１４ａ〜２１４ｈのうちの４つの第４孔部２１４ｃ、２１４ｄ、２１４ｇ及び２１４ｈそれぞれに対応する位置にも同時に配置可能である。この状態で、４つの第３孔部２２２ａ〜２２２ｄそれぞれと、４つの第４孔部２１４ｃ、２１４ｄ、２１４ｇ及び２１４ｈそれぞれとを貫通させるように、ネジ等で固定することで、回路部２２０と筐体２１０とを物理的に接続することができる。詳細には、第３孔部２２２ａが第４孔部２１４ｈに、第３孔部２２２ｂが第４孔部２１４ｇに、第３孔部２２２ｃが第４孔部２１４ｄに、第３孔部２２２ｄが第４孔部２１４ｃに、それぞれ対応する位置に配置可能である（以下、適宜「第３配置位置」と称する。）。また、第３孔部２２２ａが第４孔部２１４ｄに、第３孔部２２２ｂが第４孔部２１４ｃに、第３孔部２２２ｃが第４孔部２１４ｈに、第３孔部２２２ｄが第４孔部２１４ｇに、それぞれ対応する位置にも配置可能である（以下、適宜「第４配置位置」と称する。）。回路部２２０が第３配置位置で筐体２１０に接続された状態に対して、回路部２２０が第４配置位置で筐体２１０に接続された状態は、回路部２２０は筐体２１０に対して表示軸Ｄの周りで略１８０°回転された回転位置となる。また、回路部２２０が第１配置位置で筐体２１０に接続された状態に対して、回路部２２０が第３配置位置で筐体２１０に接続された状態は、回路部２２０は筐体２１０に対して表示軸Ｄの周りで略９０°右回りに回転された回転位置となる。
上記のように、図７及び図８に示す例では、第４接続部としての８つの第４孔部２１４ａ〜２１４ｈは、上述した複数の第３接続子として、４つの第４孔部２１４ｂ、２１４ｄ、２１４ｆ、２１４ｈを含み、このとき、第３接続部としての４つの第３孔部２２２ａ〜２２２ｄは、上述した第４接続子として、２つの第３孔部２２２ａ及び２２２ｃを含む。また、第４接続部としての８つの第４孔部２１４ａ〜２１４ｈは、上述した複数の第３接続子として、４つの第４孔部２１４ａ、２１４ｃ、２１４ｅ、２１４ｇを含み、このとき、第３接続部としての４つの第３孔部２２２ａ〜２２２ｄは、上述した第４接続子として、２つの第３孔部２２２ｂ及び２２２ｄを含む。
上記のように、回路部２２０は、表示軸Ｄの周りで、筐体２１０に対する複数の回転位置で固定可能である。回路部２２０は表示部２２１を有し、また、筐体２１０に対するセンサプローブ部１００の表示軸Ｄの周りでの回転位置は固定されている。従って、表示部２２１は、表示軸Ｄの周りで、センサプローブ部１００に対する複数の回転位置で固定可能である。本実施形態では、表示部２２１のセンサプローブ部１００に対する複数の回転位置は、略９０°ずつ異なる４つの回転位置を含む。
図７及び図８には、第３接続部としての４つの第３孔部２２２ａ〜２２２ｄと、第４接続部としての８つの第４孔部２１４ａ〜２１４ｈとを図示したが、第３接続部及び第４接続部の少なくともいずれか一方が複数である限り、個数は限定されない。第３接続部が第４接続部に対応する位置に配置可能な配置位置は、複数であればよく、２つ、３つ、又は５つ以上であってもよい。これに対応して、表示部２２１のセンサプローブ部１００に対する複数の回転位置は、２つ、３つ、又は５つ以上であってもよい。
回路部２２０が、表示軸Ｄの周りで、筐体２１０に対する複数の回転位置で固定可能であるのに替えて、又は加えて、表示部２２１は、表示軸Ｄの周りで、回路部２２０の他の部分に対する複数の回転位置で固定可能であってもよい。その場合、表示部２２１及び回路部２２０の他の部分は、上述したセンサプローブ部１００の第１接続部と回路収容部２００の第２接続部とを介した接続と同様に接続可能であってもよい。すなわち、表示部２２１は、第３接続部を有してもよく、回路部２２０の他の部分は、第４接続部を有してもよい。そして、第３接続部及び第４接続部のうち、一方は、表示軸Ｄの周りに配置された複数の第３接続子を含んでもよい。第３接続部及び第４接続部のうち、他方は、表示部２２１が表示軸Ｄの周りでセンサプローブ部１００に対して固定可能な複数の回転位置それぞれで、複数の第３接続子それぞれに接続可能な第４接続子を含んでもよい。
図９は、本実施形態に係るガス分析装置１の第２の使用態様を示す図である。本使用態様のガス分析装置１は、図３に示した第１の使用態様のガス分析装置１に対して、センサプローブ部１００を、接続軸Ｂ（図４等参照）の周りで、回路収容部２００に対して略１８０°回転させたものである。図９に示す例では、被測定ガスＧの流動方向は、図３に示す例とは反対に、上方から下方に向かう方向である。このような被測定ガスＧの流動方向に対して、プローブ部１０は、図９に示すように、切欠き１４が上方、すなわち流動方向の上流側を向き、開口１２が下方、すなわち流動方向の下流側を向くような向きで使用されることが要求される。プローブ部１０が被測定ガスＧの流動方向に対して上記のような向きで使用されることで、上述したように、測定領域Ｒ１に被測定ガスＧを満たしつつ、領域Ｒ２及びＲ３にパージガスを満たすことができる。
また、図９に示すように、本使用態様のガス分析装置１は、表示部２２１の表示軸Ｄ（図４等参照）の周りでのセンサプローブ部１００に対する回転位置が、図３に示した第１の使用態様のガス分析装置１と同一である。図９に示す例では、表示部２２１の表示方向Ｃは紙面手前を向く方向であり、表示内容が正立姿勢の使用者に視認しやすい左右方向の傾きで表示されている。
図１０は、本実施形態に係るガス分析装置１の第３の使用態様を示す図である。図１０に示す例では、流路Ｐは左右方向に延在しており、被測定ガスＧの流動方向は、右方から左方に向かう方向である。従って、本使用態様のガス分析装置１は、図３に示した第１の使用態様のガス分析装置１を、紙面に直交する軸の周りで、左回りに９０°回転させて使用される。これにより、図１０に示すように、プローブ部１０は、切欠き１４が右方、すなわち流動方向の上流側を向き、開口１２が左方、すなわち流動方向の下流側を向くようにして使用されるので、上述したように、測定領域Ｒ１に被測定ガスＧを満たしつつ、領域Ｒ２及びＲ３にパージガスを満たすことができる。
また、図１０に示すように、本使用態様のガス分析装置１は、図３に示した第１の使用態様のガス分析装置１に対して、表示部２２１を表示軸Ｄ（図４等参照）の周りで、センサプローブ部１００に対して右回りに９０°回転させたものである。これにより、図１０に示すように、表示部２２１の表示方向Ｃは紙面手前を向く方向となり、表示内容が正立姿勢の使用者に視認しやすい左右方向の傾きで表示される。
図１１は、本実施形態に係るガス分析装置１の第４の使用態様を示す図である。図１１に示す例では、流路Ｐは左右方向に延在しており、被測定ガスＧの流動方向は、左方から右方に向かう方向である。従って、本使用態様のガス分析装置１は、図９に示した第２の使用態様のガス分析装置１を、紙面に直交する軸の周りで、左回りに９０°回転させて使用される。これにより、図１１に示すように、プローブ部１０は、切欠き１４が左方、すなわち流動方向の上流側を向き、開口１２が右方、すなわち流動方向の下流側を向くようにして使用されるので、上述したように、測定領域Ｒ１に被測定ガスＧを満たしつつ、領域Ｒ２及びＲ３にパージガスを満たすことができる。
また、図１１に示すように、本使用態様のガス分析装置１は、図９に示した第２の使用態様のガス分析装置１に対して、表示部２２１を表示軸Ｄ（図４等参照）の周りで、センサプローブ部１００に対して右回りに９０°回転させたものである。これにより、図１１に示すように、表示部２２１の表示方向Ｃは紙面手前を向く方向となり、表示内容が正立姿勢の使用者に視認しやすい左右方向の傾きで表示される。
上記したように、本実施形態に係る測定装置としてのガス分析装置１は、センサプローブ部１００と、回路収容部２００と、を備える。センサプローブ部１００は、被測定流体としての被測定ガスＧが流動する流路Ｐの流路壁Ｓに設けられた開口から挿入可能である。センサプローブ部１００は、被測定ガスＧの流動方向に対して所定の向きで使用される。回路収容部２００は、流路Ｐの外部に配置される表示部２２１を有し、センサプローブ部１００に接続される。回路収容部２００は、センサプローブ部１００の挿入方向Ｅに沿う軸（接続軸Ｂ）の周りで、センサプローブ部１００に対する複数の回転位置で固定可能である。従って、本実施形態に係る測定装置としてのガス分析装置１は、表示部２２１の表示方向Ｃを、センサプローブ部１００の向きによらずに選択することができる。
また、上記したように、本実施形態に係る測定装置としてのガス分析装置１において、表示部２２１は、表示方向Ｃに沿う軸（表示軸Ｄ）の周りで、センサプローブ部１００に対する複数の回転位置で固定可能である。従って、本実施形態に係る測定装置としてのガス分析装置１は、表示部２２１による表示内容の角度を、センサプローブ部１００の向きによらずに選択することができる。
また、上記したように、本実施形態に係る測定装置としてのガス分析装置１において、回路収容部２００のセンサプローブ部１００に対して取り得る複数の回転位置は、略９０°ずつ異なる４つの回転位置を含む。ここで、流路Ｐは、例えば配管、煙道、又は燃焼炉である場合、一般的に、水平方向又は鉛直方向に延在する。従って、回路収容部２００がセンサプローブ部１００に対する略９０°ずつ異なる４つの回転位置で固定されれば、表示部２２１の表示方向Ｃを使用者所望の方向に向けやすい。
また、上記したように、本実施形態に係る測定装置としてのガス分析装置１において、表示部２２１のセンサプローブ部１００に対して取り得る複数の回転位置は、略９０°ずつ異なる４つの回転位置を含む。ここで、流路Ｐは、例えば配管、煙道、又は燃焼炉である場合、一般的に、水平方向又は鉛直方向に延在する。従って、表示部２２１がセンサプローブ部１００に対する略９０°ずつ異なる４つの回転位置で固定されれば、表示部２２１の表示内容の角度を、使用者所望の角度にしやすい。
また、上記したように、本実施形態に係る測定装置としてのガス分析装置１において、センサプローブ部１００の挿入方向Ｅは、流路Ｐの延在方向と略直交する方向であり、表示部２２１の表示方向Ｃは、センサプローブ部１００の挿入方向Ｅと略直交する方向である。ここで、流路Ｐは、例えば配管、煙道、又は燃焼炉である場合、一般的に、水平方向又は鉛直方向に延在する。従って、流路Ｐの延在方向に対して、挿入方向Ｅと表示方向Ｃとを上記関係とすることで、表示部２２１の表示方向Ｃを使用者所望の方向により一層向けやすい。
また、上記したように、本実施形態に係る測定装置としてのガス分析装置１において、センサプローブ部１００は、流路壁Ｓの外面に取り付け可能な取り付け部１１を有し、取り付け部１１は、センサプローブ部１００と回路収容部２００との接続位置６より流路Ｐ側に位置する。従って、センサプローブ部１００を流路Ｐに設置した後であっても、回路収容部２００のセンサプローブ部１００に対する接続軸Ｂの周りでの回転位置を変更することができる。
上述の通り、本実施形態に係る測定装置として、ガス分析装置１を例示して説明した。しかし、本実施形態に係る測定装置は、ガス分析装置１には限定されない。例えば、上述のセンサプローブ部１００に替えて後述するセンサプローブ部と、上述の回路収容部２００と同様の回路収容部とを備え、回路収容部が、センサプローブ部の流路への挿入方向に沿う軸の周りで、センサプローブ部に対する複数の回転位置で固定可能な、測定装置としてのカルマン渦流量計であってもよい。カルマン渦流量計が備えるセンサプローブ部は、被測定流体が流動する流路内に配置される渦発生体と、渦発生体によって発生する流体の渦を検出するセンサ部とを備える。センサ部によって検出される渦の情報を回路収容部で解析することで、被測定流体の流量を測定することができる。センサプローブ部は、渦発生体の長辺が流路の上流側に位置するように、被測定流体の流動方向に対して所定の向きで使用される。
本発明は、上述した各実施形態で特定された構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した内容を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
本開示は、測定装置に関する。
１：ガス分析装置（測定装置）
６：センサプローブ部と回路収容部との接続位置
１０：プローブ部
１１：取り付け部
１２：プローブ部の開口
１３：リブ
１４：切欠き
１５：反射部
２０：センサ部
２１：発光部
２２：受光部
１００：センサプローブ部
１０１：第１コネクタ（第１接続部）
１０２ａ〜１０２ｄ：第１孔部（第１接続部）
２００：回路収容部
２１０：筐体
２１１：筐体の開口
２１２ａ〜２１２ｄ：第２コネクタ（第２接続部）
２１３ａ〜２１３ｄ：第２孔部（第２接続部）
２１４ａ〜２１４ｈ：第４孔部（第４接続部）
２２０：回路部
２２１：表示部
２２２ａ〜２２２ｄ：第３孔部（第３接続部）
２３０：蓋
Ａ：回路収容部のセンサプローブ部への接続方向
Ｂ：接続軸
Ｃ：表示部の表示方向
Ｄ：表示軸
Ｅ：センサプローブ部の挿入方向
Ｇ：被測定ガス（被測定流体）
Ｌ１：出射光
Ｌ２：反射光
Ｐ：流路
Ｒ１：測定領域
Ｒ２、Ｒ３：領域
Ｓ：流路壁
Ｔ：流路壁の開口

Claims (10)

  1. 被測定流体が流動する流路の流路壁に設けられた開口から挿入可能であり、前記被測定流体の流動方向に対して所定の向きで使用されるセンサプローブ部と、
    前記流路の外部に配置される表示部を有し、前記センサプローブ部に接続される回路収容部と、を備え、
    前記回路収容部は、前記センサプローブ部の挿入方向に沿う軸の周りで、前記センサプローブ部に対する複数の回転位置で固定可能であり、
    前記センサプローブ部は、第１接続部を有し、
    前記回路収容部は、前記第１接続部に接続される第２接続部を有し、
    前記第１接続部及び前記第２接続部のうち、一方は、前記挿入方向に沿う軸の周りに配置された複数の第１接続子を含み、他方は、前記複数の回転位置それぞれで、前記複数の第１接続子それぞれに接続可能な第２接続子を含み、
    前記複数の第１接続子及び前記第２接続子それぞれは、前記センサプローブ部及び前記回路収容部を互いに機械的かつ電気的に接続するコネクタである、測定装置。
  2. 前記表示部は、表示方向に沿う軸の周りで、前記センサプローブ部に対する複数の回転位置で固定可能である、請求項１に記載の測定装置。
  3. 前記回路収容部は、筐体と、前記表示部を有する回路部と、を備え、
    前記回路部は、第３接続部を有し、
    前記筐体は、第４接続部を有し、
    前記第３接続部及び前記第４接続部のうち、一方は、前記表示方向に沿う軸の周りに配置された複数の第３接続子を含み、他方は、前記表示部が前記表示方向に沿う軸の周りで前記センサプローブ部に対して固定可能な複数の回転位置それぞれで、前記複数の第３接続子それぞれに接続可能な第４接続子を含む、請求項２に記載の測定装置。
  4. 前記回路収容部は、前記表示部を有する回路部を備え、
    前記表示部は、第３接続部を有し、
    前記回路部の前記表示部以外の部分は、第４接続部を有し、
    前記第３接続部及び前記第４接続部のうち、一方は、前記表示方向に沿う軸の周りに配置された複数の第３接続子を含み、他方は、前記表示部が前記表示方向に沿う軸の周りで前記センサプローブ部に対して固定可能な複数の回転位置それぞれで、前記複数の第３接続子それぞれに接続可能な第４接続子を含む、請求項２に記載の測定装置。
  5. 前記回路収容部の前記センサプローブ部に対する複数の回転位置は、略９０°ずつ異なる４つの回転位置を含む、請求項２から４のいずれか一項に記載の測定装置。
  6. 前記表示部の前記センサプローブ部に対する複数の回転位置は、略９０°ずつ異なる４つの回転位置を含む、請求項５に記載の測定装置。
  7. 前記挿入方向は、前記流路の延在方向と略直交する方向であり、
    前記表示方向は、前記挿入方向と略直交する方向である、請求項６に記載の測定装置。
  8. 前記センサプローブ部は、前記流路壁の外面に取り付け可能な取り付け部を有し、
    前記取り付け部は、前記センサプローブ部と前記回路収容部との接続位置より前記流路側に位置する、請求項１から７のいずれか一項に記載の測定装置。
  9. 前記コネクタは可動コネクタである、請求項１から８のいずれか一項に記載の測定装置。
  10. 前記センサプローブ部は、
    前記被測定流体を含む測定領域に測定光を照射する発光部と、
    前記測定光の光軸に沿って前記測定領域と重畳するように延在するプローブ部と、
    前記プローブ部において前記発光部と反対側の先端に位置し、前記測定光を反射させる反射部と、
    前記反射部で反射した前記測定光を受光する受光部と、
    を備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の測定装置。
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