JP7486648B1 - フレキシブル型センサの配管取付け用アタッチメント - Google Patents

Abstract

【目的】フレキシブル型センサを測定対象の配管等に取り付ける場合でも、取り付けの際に加えられる押圧力によりセンサが損傷又は損壊してしまうことを防止することができ、更に前記センサが超音波式センサである場合において前記押圧力により接触媒質が移動し離脱してしまうことを防止できる、フレキシブル型センサの配管取付け用アタッチメントを提供する。【構成】フレキシブル型センサ又は探触子をその一方の面が配管側に対向するように保持する保持部を備え、前記保持部は、前記センサが前記保持部側により配管外表面の方向に押圧されるとき前記センサが配管外表面との間で押圧されて損壊等されないように配置・収容できる凹状配置領域（底面が曲面状の凹状部分）を備えた、センサ配管取付け用アタッチメントである。【選択図】 図１

Description

本発明は、フレキシブル型センサの配管取付け用アタッチメントに関する。

従来より、配管の劣化等を検査、診断等するため、種々のセンサ装置を用いて配管の肉厚その他の特性を測定することが行なわれており、そのような測定の多くは、センサ装置を作業者の手で又は機械的に若しくは所定の用具により配管の外表面等に取り付けながら行われている（例えば特許文献１参照）。そして、このようなセンサ装置の配管の外表面等への取り付けに際しては、例えば図８（ａ）に示すような固定具３１と締結具３２とでセンサ装置を配管１０方向に押圧して取付け固定する方法、図８（ｂ）に示すような締結固定具３４でセンサ３３を配管２０方向に押圧して取付け固定する方法などが採用されている。

特開２０１７－１９１０１３号公報 特許第７０６６０９２号公報

しかしながら、配管の検査・測定等のために、センサ装置を作業者の手で又は機械的に若しくは所定の用具により配管の外表面等に取り付ける場合、特にその取付け、保持及び測定を、一時的にではなく例えば１年以上に渡り定期的に測定するなど長期的に継続する場合は、配管外表面からセンサ部分が大きく突出して他の作業の大きな邪魔にならないような薄型（例えばシート状）で、しかも配管外表面の曲面に対応できるフレキシブル型のセンサを使用することが望ましいが、そのようなフレキシブルなセンサ装置（例えば特許文献２参照）を配管外表面に取り付けるときは、取り付けの際に加えられる押圧力などでフレキシブル型センサ装置が損傷又は損壊してしまうなどの問題があった。

さらに、前述のようなフレキシブル型センサ装置が特に超音波式センサであるときは、その探触子側と測定対象側との間に介在された接触媒質が、前記取り付けの際に加えられる押圧力などにより押し出され移動、離脱してしまい、超音波の伝達に支障が生じてしまうなどの問題があった。

本発明はこのような従来技術の問題点に着目してなされたものであって、フレキシブル型センサ、特にフレキシブルで薄型（例えばシート状）のセンサを測定対象（配管）に取り付ける場合でも、取り付けの際に加えられる押圧力などでセンサが損傷又は損壊してしまうことを防止することができ、更にそのようなフレキシブル型センサが超音波式センサであるときにそれと測定対象との間に介在された接触媒質が前記取り付けの際に加えられる押圧力などにより押し出され移動、離脱して超音波の伝達に支障が生じてしまうことを防止することができるフレキシブル型センサの配管取付け用アタッチメントを提供することを目的とする。

このような課題を解決するための本発明によるフレキシブル型センサの配管等取付け用アタッチメントは、フレキシブル型センサを配管等の外表面等に取付け又は保持するための配管等取付け用アタッチメントであって、フレキシブル型センサをその一方の面が前記配管等側に対向するように保持する保持部を備えており、前記保持部は、前記フレキシブル型センサがその内部に配置、収容される凹状配置領域であって、前記保持部が前記配管等の外表面等の方向に押圧されるとき前記フレキシブル型センサが前記配管等の外表面等の方向に押圧されて損傷又は破損されることを防止できる凹状配置領域を備えていることを特徴とするものである。

また、本発明によるフレキシブル型センサの配管取付け用アタッチメントにおいては、前記フレキシブル型センサは配管側に超音波を発信する超音波式センサであり、前記保持部の凹状配置領域は、前記フレキシブル型センサと接触媒質（超音波式センサから発信された超音波を配管側に伝達するための接触媒質）とをその内部に収容できる深さを有するように形成されていてもよい。

また、本発明によるフレキシブル型センサの配管取付け用アタッチメントにおいては、前記保持部の凹状配置領域の底部（底面）は、前記配管の外表面に対応する曲面を有するように形成されていてもよい。

さらに、本発明によるフレキシブル型センサの配管取付け用アタッチメントにおいては、前記アタッチメントは、前記保持部を前記配管の外表面側に押圧するための押圧部と、前記押圧部を前記配管の長手方向に所定距離内で移動可能とする長穴とを有する固定具を備えていてもよい。

本発明においては、前記フレキシブルな薄型センサ（又はその一部）を保持する保持部が、その内部に前記センサを配置・収容できる凹状配置領域を備えるようにしたので、前記フレキシブルなセンサが前記保持部により測定対象の配管の外表面側に取付け・保持される際に、前記保持部側からの押圧力などで前記フレキシブルなセンサが損傷・損壊してしまうなどの不都合を、有効に防止することができる。

また本発明において、前記保持部の凹状配置領域を、その内部に前記フレキシブル型センサと接触媒質（超音波式センサから発信された超音波を配管側に伝達するための接触媒質）とを収容できる深さを有するように形成したときは、前記フレキシブルなセンサが超音波式センサである場合にそれと測定対象（配管）との間に介在された接触媒質が前記保持部による取り付けの際に加えられる押圧力などにより前記センサの対向面側から押し出されて移動、離脱してしまい超音波の伝達に支障が生じてしまうという不都合をも有効に防止することができる。

また本発明において、前記保持部の凹状配置領域の底部（底面）を、前記配管の外表面に対応する曲面を有するように形成したときは、様々な曲面を有する配管外表面に対し前記フレキシブルなセンサを適切に対向又は接触させて配置することができ、前記配管の肉厚等を適正に測定することが可能になる。

さらに本発明において、前記保持部を前記配管の外表面側に固定するための固定具に、前記保持部を前記配管の外表面側に押圧する押圧部と、この押圧部を前記配管の長手方向に所定距離内で移動可能とする長穴とを備えるようにしたときは、前記保持部を前記配管の外表面側に押圧する押圧部を、前記長穴を利用して前記配管の長手方向に移動させることができるので、前記押圧部の位置を前記配管に対して移動・調整することができ、その結果、前記保持部に保持された前記フレキシブル型センサの位置を前記配管に対し移動・調整することができ、前記配管の肉厚等をより適正に測定することができるようになる。

本実施形態に係るフレキシブル型センサの配管取付け用アタッチメントを構成するフレキシブル型センサ用の保持部４を示す斜視図で、（ａ）は凹状配置領域側（平面側）から見た図、（ｂ）は側面側から見た図、（ｃ）は正面側から見た図、（ｄ）は底面側から見た図である。 （ａ）及び（ｂ）は本実施形態により配管に取り付け・保持されるフレキシブル型センサ装置を一方の面と他方の面からそれぞれ示す斜視図である。 図１の保持部４の凹状配置領域４ａ内に図２のセンサ装置に含まれる探触子１を配置、収容した様子を示す斜視図で、（ａ）は図１のアタッチメントの保持部４と図２のセンサ装置の探触子１を並べて示す斜視図、（ｂ）は前記保持部４の凹状配置領域４ａ内に前記探触子１を配置、収容した状態を示す斜視図、（ｃ）はこの状態を前記保持部４の底面側から示す斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、図１の保持部４の凹状配置領域４ａ内に図２のセンサ装置の探触子１を配置、収容した様子を示す斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、探触子１を保持している保持部４（図３及び図４参照）を測定対象となる配管の外周面に固定具及び締結部等で取り付けた状態を示す斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、前記図５（ａ）に示す固定具の改良型を説明するための斜視図である。 （ａ）～（ｄ）は、本発明の他の複数の実施形態における保持部の例を説明するための斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、超音波式センサ装置を測定対象の配管に取り付ける際の従来の方法を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態に係るフレキシブル型センサの配管取付け用アタッチメントについて説明する。

図１は、本実施形態に係るフレキシブル型センサの配管取付け用アタッチメントを構成するフレキシブル型センサ用の保持部４を示す斜視図で、同（ａ）は凹状配置領域側（平面側）から見た図、（ｂ）は側面側から見た図、（ｃ）は正面側から見た図、（ｄ）は底面側から見た図である。図１において、４ａは前記保持部４の一方の面に形成された凹状配置領域であってフレキシブル型センサを配置、収容できる凹部が形成された凹状配置領域、４ｂは前記凹状配置領域４ａ内に配置されたセンサに接続された電源及び信号用ケーブルを挿通させる溝部、４ｃは前記保持部４の底面である。なお、本実施形態において、前記凹状配置領域４ａの底部（底面）は、測定対象となる配管１０の外周面に対応する曲面となるように形成されている。

次に図２（ａ）及び（ｂ）は、例えば配管の超音波探傷試験のため、本実施形態により配管に取り付け保持されるフレキシブル型センサ装置を一方の面と他方の面からそれぞれ示す斜視図である。図２において、１はセンサ装置に含まれる探触子（超音波振動子）であって圧電素子などを備える薄型（略シート状）のフレキシブル性を有する探触子、２は前記探触子１に電源及び信号を供給するための、折り曲げ可能な（フレキシブルな）金属製の螺旋菅（又は蛇腹菅）型カバー付きのケーブル、３は前記ケーブル２を電源及び制御装置（図示省略）に接続する接続端子である。

次に図３及び図４は、図１の保持部４の凹状配置領域４ａ内に図２のセンサ装置の探触子１を配置、収容した様子を示す斜視図で、同（ａ）は図１のアタッチメントの保持部４と図２のセンサ装置の探触子１とを並べて示す図、同（ｂ）は前記保持部４の凹状配置領域４ａ内に前記探触子１を配置、収容した状態を示す図、同（ｃ）はこの状態を前記保持部４の底面側から示す図である。

本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、前記保持部４の凹状配置領域４ａは、前記探触子１を配置したときその全体が前記凹状配置領域４ａの凹状部分内に収まるように形成されている。すなわち、この図３（ｂ）に示す状態では、前記探触子１の略全部が前記凹状配置領域４ａ内に配置、収容されている。よって、この状態では、前記探触子１の一部が前記保持部４の凹状配置領域４ａ内の凹状空間から外側に（前記配管の方向に）突出することは、ない。

したがって、図３（ｂ）に示すような探触子１が配置、収容された保持部４の前記探触子１側を、前記配管の外表面に対向、接触させて押圧、固定した場合でも、前記押圧・固定時の押圧力により前記フレキシブルな探触子１が破損、損傷等される恐れはない。

また、本実施形態では、前記保持部４の凹状配置領域４ａは、前記フレキシブル型の超音波式センサ（又はその一部）である探触子１と接触媒質（超音波式センサから発信された超音波を配管側に伝達するための接触媒質）とをその内部に収容できる深さを有するように形成されている。すなわち、例えば前記センサ（探触子１）の厚さ寸法が１ｍｍであるときは、前記凹状配置領域４ａは、前記１ｍｍ厚のセンサ（探触子１）と接触媒質とを収容できる約１ｍｍ＋αの深さとなるように形成されている。よって、前記探触子１から発信される超音波が配管側に伝達されるためには探触子１と配管外表面との間に例えばグリセリンペースト、油などの接触媒質を介在させる必要があるが、本実施形態では、前記凹状配置領域４ａ内に前記接触媒質と前記探触子１とが一緒に配置、収容されるため、これらが前記凹状配置領域４ａの凹状空間から外側方向（配管の方向）に突出することは無く、前記保持部４をその探触子１の側から配管外表面に対向、接触させて押圧、固定した場合でも、前記押圧・固定時の圧力などにより前記接触媒質が前記探触子１の面からはみ出して移動・離脱して前記探触子１からの超音波から有効に前記配管側に伝達されなくなってしまうなどの恐れはない。

次に図５は、前記探触子１を保持する保持部４（図３及び図４参照）を測定対象となる配管の外周面に固定具で取り付けた状態を示す図である。図５（ａ）において、１１は前記探触子１を保持する保持部４を配管１０側に取り付け固定する固定具、１１ａは固定具１１を構成する枠体、１１ｂは前記枠体１１ａと後述のスクリューシャフト１１ｃに支持されて前記保持部４を前記配管１０側に押圧する押圧部、１１ｃは前記枠体１１ａに支持されて前記配管１０方向に延びるスクリューシャフトであってその前記配管１０側端部に前記押圧部１１ｂが装着されているスクリューシャフト、１１ｄは前記スクリューシャフト１１ｃを前記配管１０方向に移動させこれにより前記押圧部１１ｂを前記配管１０方向に移動させるための調整リング、１６は前記固定具１１の枠体１１ａの両端部を前記配管１０方向に保持することにより前記固定具１１及び前記保持部４を前記配管２０側に固定する締結具である。また図５（ｂ）において、１６は前記探触子１を保持する保持部４をその底面側から保持、加圧し、これにより前記保持部４を前記配管２０方向に押圧し固定する締結具（締結固定具）である。

次に図６（ａ）及び（ｂ）は、前記図５（ａ）に関して説明した固定具１１の改良型を示す斜視図である。図６において、１３は前記探触子１を保持した保持部４を前記配管１０側に取付けて固定する固定具、１３ａは前記固定具１３を構成する枠体、１３ｂは前記枠体１３ａと後述のスクリューシャフト１３ｃに支持されて前記保持部４を前記配管１０側に押圧する押圧部、１３ｃは前記枠体１３ａに支持されながら前記配管１０方向に延びるスクリューシャフト、１３ｄは前記枠体１３ａに支持されたスクリューシャフト１３ｃを前記配管１０方向に移動させる（その結果、前記スクリューシャフト１３ｃの端部に装着された前記押圧部１３ｂも、前記配管１０方向に移動する）ための調整リングである。

この図６に示す改良型の固定具１３においては、前記枠体１３ａの中央に前記配管１０の長手方向に沿って延びる長穴１３ｅが形成されている。この長穴１３ｅは、前記保持部４を押圧する押圧部１３ｂを、それが前記枠体１３ａ及び前記スクリューシャフト１３ｃにより緩く支持されているとき、前記配管１０の長手方向に移動可能とし、これにより、前記押圧部１３ｂにより緩く押圧された前記保持部４の位置を前記配管１０の長手方向に移動・調整可能とするためのものである。

次に図７（ａ）～（ｂ）は、本発明の他の実施形態において使用される保持部を説明するための斜視図である。図７（ａ）及び（ｂ）において、５ａは保持部５の一方の面に形成された、平面略長方形（又は略正方形）状の凹状配置領域、５ｂは前記凹状配置領域５ａ内に配置・収容される探触子１（図２，３参照）に接続された電源及び信号用ケーブル２（図２，３参照）を挿通させる溝部、５ｃは前記保持部５の底面である。この実施形態においても、前記凹状配置領域５ａの底部（底面）は、図７（ａ）に示すように、測定対象となる配管１０の外周面に対応する曲面となるように形成されている。

次に図７（ｃ）は、本発明の更に他の実施形態において使用される保持部６を説明するための斜視図である。図７（ｃ）において、６ａは保持部６の一方の面に形成された、平面略長方形（又は略正方形）状の凹状配置領域、６ｂは前記凹状配置領域６ａ内に配置・収容される探触子１（図２，３参照）に接続された電源及び信号用ケーブル２（図２，３参照）を挿通させる溝部である。この実施形態においても、前記凹状配置領域６ａの底部（底面）は、図７（ｃ）に示すように、測定対象となる配管１０の外周面に対応する曲面となるように形成されている。

次に図７（ｄ）は、本発明の更に他の実施形態において使用される保持部７を説明するための斜視図である。図７（ｄ）において、７ａは保持部７の一方の面に形成された、平面略円形状の凹状配置領域、７ｂは前記凹状配置領域７ａ内に配置・収容される探触子１（図２，３参照）に接続された電源及び信号用ケーブル２（図２，３参照）を挿通させる溝部である。この実施形態においても、前記凹状配置領域７ａの底部（底面）は、図７（ｄ）に示すように、測定対象となる配管１０の外周面に対応する曲面となるように形成されている。

なお前記の図７（ａ）～（ｄ）にそれぞれ図示された他の実施形態において、前記各保持部５，６，７の凹状配置領域５ａ，６ａ，７ａは、その内部に前記フレキシブルな探触子（超音波式センサ）１と接触媒質とが収容され得る深さを有するように形成されている。

以上に説明したように、前記各実施形態においては、前記フレキシブルなシート状探触子（センサ）１を保持する保持部４，５，６，７が、前記探触子１をその内部に配置・収容できる凹状配置領域４ａ，５ａ，６ａ，７ａを備えるようにしたので、前記フレキシブルな探触子１が前記保持部４，５，６，７により前記配管１０，２０の外表面側に取付けられる際に、前記保持部４，５，６，７側から前記配管１０，２０方向に押圧されて前記フレキシブルな探触子１が損傷又は損壊されてしまうなどの不都合を、有効に防止することができる。

また前記各実施形態においては、前記保持部４，５，６，７の凹状配置領域４ａ，５ａ，６ａ，７ａを、その内部に前記フレキシブルな探触子（超音波式センサ）１と接触媒質（超音波を配管側に伝搬させ易くする接触媒質）とが収容され得る深さを有するように形成したので、前記フレキシブルな探触子１が超音波式センサである場合に、それと測定対象との間に介在される接触媒質が前記保持部４，５，６，７による取り付けの際に加えられる押圧力などにより前記探触子１の対向面（接触面）から押し出されて移動・離脱してしまい超音波の伝達に支障が生じてしまうという不都合をも有効に防止することができる。

また前記各実施形態においては、前記保持部４，５，６，７の凹状配置領域４ａ，５ａ，６ａ，７ａの各底部（底面）を、前記配管１０，２０の外表面に対応する曲面を有するように形成したので、様々な態様で湾曲している配管１０，２０外表面に対し前記探触子（センサ）１を適切に配置して前記配管１０，２０に対しその肉厚等を適正に測定することができるようになる。

さらに前記各実施形態においては、前記保持部４，５，６，７を前記配管１０，２０の外表面に固定するための固定具１１，１３（図５（ａ）、図６参照）に、前記押圧部１１ｂ，１３ｂ（前記保持部４，５，６，７を前記配管１０，２０外表面側に固定するための押圧部。図５，６参照）を前記配管１０，２０の長手方向（軸方向）に所定距離内で移動可能とする長穴１３ｅ（図６参照）を、形成するようにした。よって、前記各実施形態によれば、前記フレキシブルな探触子（センサ）１が保持された前記保持部４，５，６，７を押圧する押圧部１１ｂ，１３ｂを、前記長穴１３ｅを利用して前記配管１０，２０の長手方向に移動させることができるので、前記押圧部１１ｂ，１３ｂの位置を前記配管１０，２０に対して移動・調整することができ、その結果、前記保持部４，５，６，７に保持された前記フレキシブルな探触子１の位置を前記配管１０，２０に対して移動・調整して前記配管１０，２０の肉厚等をより適正に測定することができるようになる。

以上本発明の各実施形態について説明したが、本発明ではこれらに限定することなく様々な変更等が可能である。例えば、前記各実施形態ではいずれも、前記フレキシブルなセンサ装置として超音波振動子を備えた超音波式センサを配管１０，２０に取付け固定する場合を例として示したが本発明における前記センサ装置はこれに限られるものではなく、例えば、配管の肉厚以外の温度や気密性など種々の特性を検査・測定するための様々なセンサ装置などであってもよいことはもちろんである。

１ フレキシブル型センサ
２ ケーブル
３ 接続端子
４，５，６，７ 保持部
４ａ，５ａ，６ａ，７ａ 凹状配置領域
４ｂ，５ｂ，６ｂ，７ｂ ケーブル用溝部
１０，２０ 配管
１１，１３ 固定具
１１ａ，１３ａ 固定具の枠体
１１ｂ，１３ｂ 押圧部
１１ｃ，１３ｃ スクリューシャフト
１１ｄ，１３ｄ 調整リング
１３ｅ 長穴
１６ 締結具（又は締結固定具）

Claims (4)

1. フレキシブル型センサを配管の外表面に取付け又は保持するための配管取付け用アタッチメントであって、
   前記フレキシブル型センサをその一方の面が前記配管側に対向するように保持する保持部であって、前記フレキシブル型センサが配置・収容される凹部を備えており、前記配管の外表面側に配置された保持部に対して外からの押圧力が加えられたときでも前記フレキシブル型センサは前記凹部内に収容されたまま前記押圧力により破損されることなく保護されるように構成されている保持部と、
   前記保持部を前記配管の外表面側に押圧する押圧部と、前記押圧部の位置を前記配管の長手方向に所定距離内で移動調整可能とする位置調整部とを備えた固定具と、
   を備えたことを特徴とするフレキシブル型センサの配管取付け用アタッチメント。
2. 前記位置調整部は、前記押圧部の位置を前記配管の長手方向に所定距離内で移動調整可能とする長穴である、請求項１に記載のフレキシブル型センサの配管取付け用アタッチメント。
3. 前記フレキシブル型センサは配管側に超音波を発信する超音波式センサであり、
   前記保持部の凹部は、その内部に前記フレキシブル型センサと接触媒質とを収容できる深さを有するように形成されている、請求項１又は２に記載のフレキシブル型センサの配管取付け用アタッチメント。
4. 前記保持部の凹部の底部は、前記配管の外表面に対応する曲面を有するように形成されている、請求項１又は２に記載のフレキシブル型センサの配管取付け用アタッチメント。