JPS58193409A - パイプ長測定方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明はドリルパイプのような開口チューブの個々の
そして累積した長さを正確に測定し、指示し及び又は記
録するための改良された方法及び装置に関する。

先行技術の記述 音響上の又は音波が境界のある媒介物の中を移動し、境
界に遭遇したとき反射することは先行技術において長い
間知られてきた。壁又は障害物からの音波の反射の証拠
は聴取されるこだまがある。

音波の反射はまたチューブ又はパイプを降下している音
波が区域において突然の変化に出会ったときにも発生す
る。この現象は多くの研究の対象であり、チューブにお
ける開口及び障害物の場所の決定、およびパイプ長の測
定を含む多くの目的のために使用されてきた。

音の研究に関する歴史的背景は空中の速度が測定される
最も初期の音響上の性質であったことを示している。１
８６２年に、レグナルトは温度と湿度の各種条件につい
てのパイプ中の音速を測定した。アレキサンダー・ウッ
ド、プラッキー・アンド・サン会社が１９４０年にロン
ドンにおいて出版した「音響学（ＡＣＯＵＳＴＩＣ８月
の２５０ページを参照されたい。

１８９６年に、ロード・レイライ（Ｌｏｒｄ　Ｒａｙｌ
ｅｉｇｈはパイプ端から空間的に離れて効果的な即ちイ
ンピーダンス反射表面による開ロバイブ長における修正
を計算した。この修正は無限の７ランジをもって終了す
るパイプに対し、パイプ半径の０．８２倍であると計算
された。経験的に、彼はフランジの無い開口バイブの端
部修正はパイプ半径の０．６倍であることを見い出した
。ドーパ（Ｄｏｖｅｒ　）出版が１８９６年ニューヨー
クにおいて出版したレイライによる「音の理論（Ｔｈｅ
　Ｔｈｅｏｒｇ　ｏｆ　５ｏｕｎｄ月の４８ページを参
照されたい。

１８９７年にヘルムホルツ（Ｈｊｌｍｈｏｌｔｚ　）は
７ランジ無しのパイプに対し放射損失およびインピーダ
ンス変化を補正するために要求される開ロバイブ長にお
ける修正を０．６Ｒ（Ｒは二分割されたパイプ内径であ
る）であると決定した。ヘルムホルツはまた、パイプ内
径の変化が生じる反射音響波の強さを決定した。エルシ
イヴイア（Ｅｌａｅｖｉｅｒ）出版会社が１９５３年に
ニューヨークで出版したリイチャードンン（Ｅ、　Ｇ、
　Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ　）によって編集された［音の
技術面（ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ　ＡＳＰＥＣＴＳＯＦ　５
ＯＵＮＤ　）　Ｊの４９３ページを参照されたい。

チーープを降下する音が区域で突然の変化に出会うとき
に生じる反射の数学的説明はオビソドＷ・イシュバツハ
（０ｔｒｉｄ　Ｗ、　Ｅｓｈｂａｃｈ　）の校正のもと
でジョ゛ンウイリとサンス（Ｊｏｈｎ　Ｗｉｌｅｙ　ａ
ｎｄ　５ｏｎｓ　）によってニューヨークで１９３６年
に出版されたウィリー技術ハンドブックシリーズの第１
巻に含まれる［技術基礎のハンドブック（ＨＡＮＤＢＯ
ＯＫＯＦ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　ＦＵＮＤＡＭＥＮ
ＴＡＬＳ　）　Ｊの９−３８．９−３９．９−４４．９
−４５ページに示　　　　□される。

１９６２年に、ローダン（Ｌｏｕｄｅｎ　）はコペンハ
ーゲンでの第４回目の音響学の間際会議においてパルス
装置によってパイプの終端修正を決定スるための新方法
を述べた論文を提出した。その時まで、音速のこのよう
な測定は連続波を使用して共振を起させるようにしてき
た。ローダンはフランジ無しの開口バイブにとって約０
．６５である距離と修正要素１８′との関係を示した。

パイプ長を決定することで音の使用に関する前述のこと
を要約すると、それは次のような先行技術において知ら
れていた。

１、　開口バイブにおいて、パイプ内径よりも大きい波
長を有する音響パルスはパイプ長を伝え、そしてパイプ
の開口端から反射するだろう。

２、反射はパイプの正確な端では生じなく、端を越えた
０、６５Ｒ（Ｒはパイプ半径である）の距離で生じる。

３、小さいパイプを除いて音速は与えられた温度と湿度
のための外気における音にとっての速度である。

多数の１ジヨイント′の個々のそして累積した長さ又は
ドリル・パイプの長さを決定すること又は把持されるプ
ローブの使用を呼び起こし、導管又はケーブルによって
プローブと共に電子的に通信する離れたハウジングを決
定することは、Ｄ、　Ｔ。

ケイム（Ｋａｙｅｍ　）等に１９８０年１２月２３日に
許可された米國特許４４，２４１，４３０号において先
行技術において提案されている。プローブはスイッチ、
周囲温度を測定する手段、音響パルスを生じる手段、お
よび反射された音響パルスによって作られる音響波を検
出する手段を含んでいる。

パイプの内部との閉じられた通信へとプローブを設置す
るため、及び異なるパイプ径を考慮するために１結合手
段（ｃｏｕｐｌｉｎｇｍｅａｎｓ　）　’と名付けられ
、同じ長さを有するが７ランジの異なる大きさを有する
フランジを設けたチューブがプローブと共に使用のため
に設けられている。ハウジングは装置の要求される要素
及び電子回路の残り物を含んでおり、その装置は数式を
解くことによりパイプ長測定をなすために備えられる電
源を含んでいる。

ケイム等の特許の方法及び装置に関する問題はパイプ内
部との閉ざされた通信にプローブが設けられる要求であ
る。加えて、修正又は補償はインピーダンス反射表面が
パイプ端から一定の間隔を保つ距離だけでなく、インピ
ーダンス反射表面が把持されるプローブから一定間隔を
保つ距離のために、特に、音を作成する手段および反射
音譬波を検出するための手段のために要求されるから、
解かれるべき数式および要求される電子回路は望ましく
ないほど複雑になる。その特許の中で考察されている別
の方法に関しての他の問題はパイプ長測定を行うときに
、パイプ端から一定距離離れているインピーダンス反射
表面の補償を実効するために測定されるパイプの直径を
、各場合に、手動でコンピュータに入れるためのオペレ
ータに対する安来である。その特許の中で開示されてい
る他の別の方法および装置は異なるパイプ直径を考慮す
るために異なる長さのチーープを有する結合手段又は７
ランジを設けたｆ：＝−−プを利用している。開示され
る装置の各型式において、プローブからハウジング分離
に対する要求は携帯可能性をかなり減少し、そのため異
なる７ランジを設けたチューブの使用を必要とするよう
に装置の利用を減じている。

発明の要約 発明の目的は、開口バイブの長さの測定において使用す
るために、パイプ端から一定間隔離れているインピーダ
ンス反射表面を補償するための改良された音響方法およ
び装置を提供することである。

発明の他の目的は変換器（音響発生器及び受信器）がイ
ンピーダンス反射表面から一定間隔離れている距離につ
いての補償が要求されない改良された方法および装置を
提供することである。

本発明の別の目的はパイプ長測定が行なわれる選択され
た端においてパイプの内部と変換器が一定間隔離れて大
気通信する如き改良された方法および装置を゛提供する
ことである。

本発明のさらに他の目的は変換器だけでなく電子要素、
表示要素および電力要素の全部を含んだ軽量の音饗把持
プローブをこのようなパイプ長測定のために提供するこ
とである。

本発明の他の目的はパイプ長測定をなすために簡単な回
路の使用を認めるプローブを永久に付加する如キスタン
ドオフ（＠ｔａｎｄｏｆｆ　）フレームラ与えることで
ある。

本発明のさらに特定の目的は、測定中のノくイブから戻
るこだまを積み重ねた他のパイプからのこだまから分離
するために、溶接される小さいフレームにスタンドオフ
・フレームを使用上備えることであり、その小さいチュ
ーブは小直径パイプ長測定に使用するうえで有利である
。

本発明のさらに特定の目的は非常に大きい直径パイプ長
測定のプローブに移動可能に適用される変換器の配列を
与えることである。

本発明のこのようなそして他の目的を達成することで把
持プローブが与えられ、このプローブには電子回路、音
智変換器を含む部分、電子電力を与える電源を含み、そ
の上にはピストル・トリガ・スイッチと表示装置が設け
られている。

発明の第１の実施例において、ＣＭＯ８，ＴＴＬ。

又はＭＯＳ型である論理回路がその長さを測定するパイ
プ端に導入され、要求されないパイプとの通信を閉ざす
矩形波音響パルスを生じるため、そしてパイプの遠端か
らこだまを検出するために変換器と結合して使用されて
いる。発振器は、パイプ長を往復する発生されたパルス
に要求される時間に従ってカウントを与え、このカウン
トは周囲温度に従って修正される。合計カウントはパイ
プ長測定を与えるために表示される。

パイプの遠端から一定間隔離れたインピーダンス反射表
面を補償するために、プローブ、したがって変換器と測
定下でパイプの内径に従って変化するパイプの近端との
間の距離を確立するためにプローブ結合機械手段又はス
タンドオフ装置が備えられるかもしれない。これは、パ
イプ端から離れているインピーダンス反射表面の間隔に
よって発生される傾向にあるパイプ長測定の誤りのため
に修正する発振器カウントの持続調節に影響する。

スタンドオフ装置はグローブ端に永続して安全に取付け
られる三角形の針金フレームを含み、Ｐ＝０．６２５Ｒ
と等しい距離、Ｐ　＝　（０，５−０，８５）Ｈの可能
範囲内に含まれる距離（Ｒはパイプ半径である）だけパ
イプ近端から変換器を離すように作用する。

内側に溶接された１インチ内径チェープを有する三角形
針金フレームはパイプの遠端から変換器へと戻る戻りこ
だまを導くために備えられるかも知れない。＠接したパ
イプから反射となる誤りを避けるために積み重ねられて
いる小さい直径パイプ長を測定するときこのような小さ
いチューブは利点があり、分離する目的に従事する。

発明に従った第２の実施例において、把持プローブに含
まれる回路はパイプ長測定の方法および実行される測定
の利用における一層大きい柔軟性を可能とするマイクロ
グロセガを含む。特に、この実施例において、夫々が実
質的に同じ振幅を有する２つの矩形波音饗パルスは、パ
イプ端から一定間隔離れているインビイ−ダンス反射回
路子基づくパイプ長の間違った読出しを避けるために使
用される。

この発明の実施例に従って、パイプの遠端から第１の反
射パルスの最大ピークこだまの振幅が感知されそして測
定される。受信増幅器のゲインはそのとき、第１パルス
のピークこだまの振幅の４０％が得られたときに第２の
パルスからのこだまの受信の間、タイマをストップさせ
るために調整され、装置は大気温度変化のために補償さ
れる。

パイプの中の破片はパイプ端からこだまの約５〜２５％
のこだまの戻りを生じることが見いだされた。

伝送されるパルスは０．０００３から０．００１２秒の
持続を有し、その周波数はパイプ中の最大伝導へと同調
される。結局、プローブはパイプ直径の４倍以上離れそ
してパイプと斜めにパイプ端に向けられる。パイプ内部
との閉じた通信へとプローブを位置するためのパイプと
の音響結合は要求されない。

パイプ中の破片に応答することを回避し、そしてこのよ
うな破片が発生しがちな誤りを補償するため、発明の第
１実施例と結合して前述されたようなスタンドオフ針金
７・レームが使用されるかも知れない。発明の第２実施
例において使用するスタンドオフ装置の最良の特徴形状
は経験的に決定することができる。

また、発明の両実施例に従って、把持プローブが、目録
制御のために各パイプの測定長をメモリに入れるために
使用されるかも知れない、この長さはオペレータが設定
するチューブの測定内径に関係するかも知れない。加え
て、メモリは一層大型のコンビーータへ直列データを与
えるために使用されることができる。

より大きい直径のパイプ長を測定するために、変換器の
配列が低周波数の平面波、それゆえ戻りこだまを生じる
ためにプローブと関係することができる。

Ｈｘ図において、発明に従った完備した把持プローブの
前述した実施例が例示されている。通常参照番号１０に
よって指示されているプローブは円筒形ハウジング１２
および押ボタンスイッチ１６が備えられているピストル
・グリップ・ハンドル１４を含んでいる。第２図および
第３図に示されるように、表示装置１８がノ・ウジング
の背面に設けられている。第１図および第４図に示され
るように、プラスチックスクリーン又は格子２０がノ・
ウジング１２の前面に備えられている。

ハウジング１２は、電力源を与えるために７．２ボルト
・ニラカド（Ｎ１ｅａｄ　）電池の如く適当な電池を含
むプローブｌＯのために要求される電子回路および要素
を含んでいる。表示装置１８はディジタル読出しを与え
るために液晶又は発光ダイオードにすることができる。

押ボタンスイッチ２２．２４および２６は、第１図およ
び第２図にみられるように、ハウジング１２の背面方向
の頂部に備えられている。後述するように、スイッチ２
２．２４．２６は、パイプ長の好ましい単位、即ち、た
とえばフィートあるいはメータの選択および１記憶した
計算に対する表示“そして１クリア・メモリ”の如き他
の好ましい操作の選択を可能にするために使用されるこ
とができる。

パイプ端から一定間隔離れている測定のもとでパイプの
遠端におけるインビイ−ダンス反射表面を補償するため
に、パイプ内径に従って変化する測定下で第５図におけ
る想像線で示されているパイプ３２の近端、即ち選択端
３０とプローブｌＯとの間の距離を確定するためにスタ
ンドオフ針金フレーム２８が第５図および第６図に例示
されている。第７図および第８図において、金属である
かも知れない小さい円筒形チューブ３４を含むスタンド
オフ針金フレーム２８の変形が例示されており、その目
的は後述される。第７図において、フレーム２８とチュ
ーブ３４は第５図のパイプ３２よりも一層小さい内径を
有する想像線で示されるパイプ３８の選択端３６と関係
づけて示されている。

発明の一実施例において、ハウジング１２の中に含まれ
ている電子回路は第９図において４０で示される論理回
路を含んでいる。論理回路４０は矩形波音響パルスを発
生し、そしてまた、長さ測定中にあるパイプの遠端から
の戻りこだまを検出するために動作する変換器４２を含
んでいる。変換器４２は好ましくは圧電型又は水晶型で
ある。

ＣＭＯ８，ＴＴＬ又はＭＯＳ型である論理回路４０はピ
ストル・グリップ押釦スイッチ１６、クリップ・フロッ
プ４３、矩形波パルス発生器４４、発振器４６、遅延回
路４８、周囲温度補償センサ５０、計数・表示装置５２
、フリップ・フロップ５４、増幅器５６およびフィート
／メーター電圧シフト５７を含む。

論理回路４０の動作において、スイッチ１６を閉成する
とパルス発生器４４を駆動し、遅延装置４８によって実
効されｚｏ、ｏｏｏ３秒の遅延の後発振器４６を始動す
る。発生されたパルスは％インチ（ｔ“；１．２７ｍ）
から６インチ（６”；１５．２４Ｑ１１）までの内径を
有するパイプのためには好ましくは９．００３から０．
００１２秒の持続を有し、６インチ（６”；１５．２４
　ｃｙｂ　）以上のパイプのためには０．００１から０
．０１’０秒の持続を有する矩形波である。

発振器４６は、装置５２によるフィートにおける測定下
のパイプ長の４桁表示のために、次の関係式が成立する
ような周波数ｆを発振する。

６８Ｆ、湿度７０チでｆ　＝　”””’　＝　５６．４
５０Ｈｚ１９９．９８ ここでＶは与えられた温度でのフィート（又は他の単位
）における音速（６８Ｆ’で１１２８フイート）であり
、９９９９は１秒における発振器４６０合計計数値であ
り、１９９．９８は２Ｘ９９．９９フイートで、９９．
９９フイートは測定される選択最大距離である。

フリップフロップ５４は発生器４４によって発生された
パルスを導くためにセットされ、それによって発生され
たパルスは変換器４２を駆動する。

変換器４２は矩形波電子パルスを大気中にそして測定さ
れるパイプの選択端へと放射される音響平面波へと変換
する。変換器４２によって伝送される音響平面波はパイ
プの遠端においてインビイ−ダンス反射表面から反射さ
れる。その表面はパイプ端からほぼ０．６Ｈの距離離間
している。ここでＲは８インチ（８“は２０．３２ａｍ
）以上のパイプ寸法にとっての内半径である。

フリップフロップ５４は、フリップフロップ４３によっ
て実効される如く、変換器４２が鳴動を停止すると即ち
発振器４６を不動作する如く切り替わる。これは約０．
０００２秒の所定時間以後である反射された音響パルス
はその時、変換器４２によって感知され、フリップフロ
ップ５４を介して増幅器５６および発振器４６へと送ら
れ、発振器４６を不動作とし計数を停止させる。発振器
４６の合計パルス計数は表示装置５２（よって表示され
る。所望なら、合計計数のハードコピーは印字装置によ
って与えられるかも知れない。合計計数はまた計算計数
、即ち、たとえばフィートにおける全長の計数、−束の
パイプの計数、又は個々のパイプの測定のためにコンピ
ュータ、メモリモジュールへと直接入力されるかも知れ
ない。

温度補償センサ５０はプローブｌＯのハウジング１２の
内部に設けられるか又は好ましくは第１図に示されるよ
うにハウジング１２の外部に設けられるかも知れない。

センサ５０がスタンドオフ針金フレーム２８の曲りの内
側に設けられている別の替わりの場所がＭ５図に例示さ
れている。したがって、センサ５０は、測定下の各パイ
プの近端又は選択端に近い空気温度における変化を感知
して応答する位置にある。センサ５０は温度変化で値を
変える抵抗であるかも知れず、そして空気温度変化によ
る音速の変化を補償するために要求されるように発振周
波数を変えるために発振器４６における抵抗・コンデン
サ（ＲＣ）回路と結合されている。

変換器４２は好ましくはハウジング１２の内部、格子２
０の直後に設けられ、可動コイルを利用する周知の商業
上役立つ「ダイナミック」又は「磁気タイプ」でも良く
、電気エネルギーを音響信号エネルギーへ変換するため
の円錐形のダイヤスラムを持っている。このような変換
器４２が使用するとき、また周知タイプの商業的に役立
つセパレート・マイクロホンが入射音響エネルギーを電
気エネルギーに変換するために要求される。

しかしながら、好都合にも圧電又は水晶タイプの変換器
４２が本発明の各実施例において使用されるかも知れな
い。これは、このタイプの変換器４２と共に、付加され
た圧電素子を含む単一のダイヤスラムは音響波を発生し
そして検出する２つの機能を与えるために動作する理由
のためである。

この発明に従って、平らなダイヤスラムが平面音響波を
発生し、そして検出するために最良であるため、平らな
ダイヤフラムを有する圧電変換器４２を使用することが
好ましい。平面音響波の使用はパイプ長測定を行うこと
には利益があることが見い出された。このような圧電変
換器４２の好ましい形は第１θ図および第１１図に例示
されている。

第１θ図および第１１図に示されるように、変換器４２
は、たとえば、薄い金属あるいはプラスチック材料のよ
うな、目的のために適当である技術上知られた材料で形
成された平らなダイヤスラム５８を含んでいる。ダイヤ
フラム５８は、ダイヤフラム５８を支持するために加え
てパンフルの如く作用す゛るリング６０と６２の間に挟
持されている。ダイヤフラム５８の中央には圧電素子６
４が付着されている。付着手橡は各場合において技術上
知られた適当な接着手段によるかも知れない。

設けられたリングはダイヤスラム５８上に接着された圧
電水晶に対するフレー、ムな選択的に支持でき、このよ
うにして再生部材（ｍａｓｓ　）　６６の排除を可能に
している。電気的接続リードは素子６４から延出された
６８で示される。

ダイヤフラム５８の厚さは０．０００５から０．００５
インチ（０，００１２７から０．０１２７ａｇｓ）の範
囲にあるかも知れず、直径はハウジング１２の直径と一
致して選択される。

圧電素子６４は、ぺ／シルバニア州、ステートカレツヂ
のリンデン研究所会社によって製造されたモデル７０１
４０でも良い。再生部材６６は０．０９からｌθグラム
の質量（ｍａ−ｓ　）を含む。

第１０図および第１１図の変換器４２の動作において、
圧電素子６４に供給されるパルス発生器４４からの電気
パルスは音響波を生じるために、ダイヤフラム５８を振
動させるべく圧電作用による寸法の変化を圧電素子６４
に被らせる。逆にいえば、ダイヤフラム５８上の音響波
の圧力衝撃は圧電素子６４を振動させ、その中に電気信
号を発生する圧電素子６４の中に振動によって影響する
寸法変化を生じる。

表示装置５２のディジタル読み取りをフィート、メータ
ー、ヤード又は他の測定単位において認めるために、第
１２図に例示されているように、計数・表示装置５２の
読み出し単位を変えるためのスイッチ７０を含むフィー
ト／メータ電圧シフト装置５７が使用されている。スイ
ッチ７０と結合される抵抗７２．７４．７６が固定され
、各抵抗は異なる値を有している。各抵抗７２．７４．
７６の一端は電源の正極Ｖ＋に結合されている。各抵抗
７２．７４．７６の他端はスイッチ７０によって選択的
にＲＣ回路に結合され、このＲＣ回路は所望の結果、即
ち、スイッチ７０の操作によって選択されるようなフィ
ート、メータ等における装置５２による表示を生じるた
めに要求されるような発振周波数を調節するため、発振
器クロック４６の中にある。

第１３図の概略ダイヤグラムにおいて、回路を含む各種
要素が商業上利用される型、モトローラ、ナショナル・
セミコンダクタ、日立等によって製造されたものである
ことが示されている。このように、パルス発生器４４は
当業者に知られたように接地するために、要求される抵
抗およびコンデンサを含んでいる５５５タイマ・チップ
を含むことが分かる。スリップ・フロップ４３と５４は
４０２０フリツプ・フロップである。発振器４６は温度
補償センサ５０と電圧シフト５７のフィート／メータ抵
抗との結合と同様の電力結合を有する５５５タイマを含
んでいる。計数・表示装置５２は二ニー・ジャーシイ州
、アトランティック嗜ハイランドのケスラー・エリス（
Ｋｅｔｓｌｅｒ　−Ｅｌｌｉｓ　）によって商業的に販
売されているモデルＬＯ４，２２−Ｈ１２−Ｄ−１−ａ
のような電気カウンタを含むことができる。

パイプ端を越えて一定間隔離れたパイプの遠端における
インピーダンス反射表面を補正するために、長さが測定
され内部パイプ直径に従って変化するパイプの近端、す
なわち選択端とプローブ１０との間の距離を確定するた
めにプローブｌＯおよび関連するスタンドオフフレーム
２８が第１４図および第１５図に例示されている。

第１４図に示されているように、スタンドオンフレーム
２８は、Ｐで示されたように、比較的小さい直径パイプ
８０の選択端とプローブ１０との間の距離を自動的に確
定する。パイプの遠端８２からインビイ−ダンス反射表
面までの距離はａで示されている。三角形針金フレーム
の角度はａとＰの和が便宜上、Ｃで示されるような定数
である如きものである。

第１５図に示されるように、スタンドオフフレーム２８
はより大きい直径パイプ８６の選択端８４とプローブｌ
Ｏとの間のＰ′で示される距離、パイプ８６０遠端から
ａ′で示されるインピーダンス反射表面までの距離を確
定する。スタンドオン装置２８の曲り即ち頂点における
角度は再びＰ′とａ′の和が定数Ｃ′に等しくなる如き
ものである。

発振器４６の総計数からａ′を減することにより、補償
がパイプの遠端から一定間隔離れたインビイ−ダンス反
射表面のためになしとげられる。

発明に従って、これは遅延装置４８の使用による如＜、
２Ｃ（ｖは音速である）だけ第９図および第１３図の回
路の発振器４６の開始を遅延することによりなしとげら
れる。遅延装置４８は、この大きさの遅延を与えるよう
に選択される。パイプ端から一定距離離れているインビ
イ−ダンス反射表面によるパイプ長測定における誤りを
補償し、又は訂正するために、発振器４６の計数の持続
の調整がこのように行なわれる。一定距離離れることは
内部パイプ直径の関数であるから、発振器４６の計数の
持続の調整は内部パイプ直径に従っている。

スタンドオフ針金フレーム２８の曲り又は頂点における
角度の変化の範囲および最適角の分析は第１６図の参照
によって与えられる。前述したように、開口バイブのた
めの訂正要素、即ち端訂正αは約０．６５．Ｒ（Ｒはパ
イプの内側の半径）であることが文献において知られて
いる。第１６図の形状から、１０はプローブを、１２は
グローブノ・ウジングを、２８はスタンドオフフレーム
を、８７は測定されるパイプ長を示し、ａ＝０．６５Ｒ
のとき角θは次のように表わされることが明らかである
。

１ θ＝　２　ａｒｃｔａｎ　−＝　２　ａｒｃｔａｎ　儒
丁α ＝２（５７’） ＝１１４＠ 経験によると　α＝（０，４〜０．９）Ｈの範囲でプロ
ーブハウジング１２の与えられた形状のために変化する
ことができることを示し、それからθは９６°から１３
６°までの範囲を変化することが分かる。

あるいは、測定下のパイプ直径のために補正を及はすた
め、第１７図に例示されるように、スイッチ１６０通常
閉接点ＮＣと第１３図の詳細な回路図のカウンタ５２と
の間の８８で示すＲＣ５５５モトローラ・タイマチップ
がまた備えられている。

タイマ８８はカウンタへの入力を遅延するため、カウン
タ・表示装置５２とＮＣ接点との間を循環する。チップ
８８の中のパルス・入力・トランジスタは一遅延期間の
後に切り替わる。

第１８図は、パイプ直径補償を行うために、指数の直径
目盛を有するオペレータ調整用のポテンショメータを含
む他の装置を例示している。特にポテンショメータ９２
に結合される圧縮スプリング９１を有するスプリング付
内側カリノ（ス９０が備えられている。ボテンシ麿メー
タ９２は自動的に直径をセットするために、第１３図の
計数・表示装置５２の中のＲｅ回路に接続されている。

好ましくは、カリパス９０のひとつの位置検出腕は第１
８図に例示したように、格子２０の方へ延出する如くハ
ウジング１２へ接続されるかも知れな℃１゜ この発明の他の好ましい実施例は、第１９〜２３図に例
示される。この実施例に従った方法は、）くイフ禅から
一定間隔離れているインビイ−ダンス反射表面に基づく
パイプ長の誤まった読み出しを回避するため、夫々実質
的に同じ振幅を有する２つの連続する音響パルスを使用
する。第２０図の符号９４で示した尋問パルスと名ずけ
られるかも知れない第１のこのような音響パルスはパイ
プ長を横断し、パイプの遠端を越えたインビイ−ダンス
反射表面において９６で示すような反射波を生しる。音
が止み、即ち消滅するための変換器の時間は９８で示さ
れている。第１の伝送パルスに起因するパイプの遠端か
らの最大ピークを有する反射波の振幅は感知され、そし
て測定される。受信増幅器のゲインは、第１パルスのピ
ークこだまの振幅のほぼ４０％が得られるとき、第２の
即ち測定パルスからこだまの受信の間タイマ又は発振器
カウンタを停止させる如く調節、即ち増加される。

尋問パルスの結果として検出される最大反射ピークのこ
だま分析は第２１図で示され、ここでパイプの遠端は１
００で示され、そしてパイプ遠端からインビイ−ダンス
反射表面の最大の隔りは１０２で示される。発明のこの
実施例に従って遂行される訂正は距離１０４によって示
される。　　　　　“発振器カウンタの計数は測定パル
スが伝送される瞬間に開始する。変換器によって感知さ
れる戻りこだまが尋問パルスの伝達に起因して検出され
る最大反射ピークの４０％である振幅に達するときに発
振器の計数は終了する。この方法において第２１図に示
されるように、インビイ−ダンス反射表面がパイプ端か
ら離れている距離１０４のパイプ長測定における訂正を
行うために、発振器計数の持続調整が行なわれる。距離
１０４がパイプの内部直径の関数であるから、発明のこ
の実施例において発振器計数の持続における調整は内部
パイプ直径に従っている。

パイプ中の波板がパイプ端からこだまの約５〜２５チの
戻りこだまを生じることが分かった。タイマを停止する
ためのトリガー・スレッシホールドはこのようなノイズ
の応答ひいては誤測定を避けるために、ノイズよりも大
きくなされなければならない。

伝送パルスは０．０００３から０．００１２秒Ｑ持続を
有し、周波数はパイプの最大伝導と同調される。結局、
プローブはパイプの直径の４倍以上離れたパイプの近端
に、パイプと斜めに向けられる。

いわば、プローブはパイプの内部と一定距離離れた大気
通信において変換器と共に設置されることができる。パ
イプ内部との閉じた音響通信にプローブを設置するため
に、パイプに対する音響カップリングは必要とされない
。

特に、マイクロプロセッサ１０８を使用するブロック図
形の回路が第１９図に例示されている。

マイクロプロセッサ１０８はパイプの遠端から一定距離
離れた空気温度とインビイ−ダンス反射表面とを補正す
る所望のパイプ長測定を実効するために、入力データを
受け、予めプログラムされた指示に従ってこのようなデ
ータを処理し、そして処理データを出力するために、デ
ィジタル表示装置そして又はプリンタ、補助メモリ等へ
進行する出力と共に接続される。

第１図のピストル・グリップ−押ボタ／スイッチ１６で
あるトリガスイッチ１６、周囲温度補償のための温度感
知抵抗器１１０．、第１図の対応して符号された押ボタ
ンスイッチを含む３つの付加スイッチ２２．２４および
２６、記憶計算書の表示を導くスイッチ２２、メモリを
クリアするスイッチ２４、フィート又はメータにおける
測定パイプ長の出力表示を導くためのスイッチ２６がマ
イクロプロセッサ回路１０８の入力に接続されている。

所望なら、測定の他の装置が使用されるかも知れないこ
とが理解されるだろう。

また、第９図の変換器４２と類似するか一致し第１０図
および第１１図に例示されている１１２で示される変換
器がマイクロプロセッサ回路１０８に接続されている。

この接続は直列関係に接続される第１のダイオード整流
器１１４と第１の増幅器１１６、また直列関係に接続さ
れる第２のダイオード整流器１１８および第２の増幅器
１２０を含み、ダイオード整流器１１．４はダイオード
整流器１１８と反対方向に導通するために接続される。

表示装置ｔ１２４は、所望なら第９図の回路の表示装置
５２と類似するか一致するかも知れない。

第９図の温度補償センサど同様に、第１９図の温度感知
レジスタは測定下のパイプ内の空気温度を感知し、信号
をいわゆるアナログ形に並じる。

第１９図の回路において、そのアナログ信号はマイクロ
プロセッサ回路１０８内でディジタルデータ形に変換さ
れ、そして測定下のパイプ遠端からの反射音響波に対す
る変換器１１２とマイクロプロセッサ１０８の応答を修
正することにおいて使用される。

発明のこの実施例の動作において、マイクロプロセッサ
１０８を連続した動作状態に維持した方が好ましいこと
が分かった。マイクロプロセッサ回路１０Ｂの電子電流
ドレインは、非常に小さいので、プローブｌＯへの電力
供給に使用される単一の７．２ボルト・ニラカドミ源が
絶えずエネルギーを与えられるマイクロプロセッサ１０
８に関して約２年の有効な寿命を有することが期待でき
る。

常時電力が与えられるマイクロプロセッサ１０８と共に
、長さが測定されるパイプの選択端と隣接する位置にプ
ローブが置かれ、そして押ボタン１６が閉成されるとき
、次のシーケンスの工程が生じる。

１、マイクロプロセッサ１０８が１始動（ａｗａｋｅｎ
ｅｄ）”し、空気温度を感知して表示されるべき測定の
単位、フィート又はメータを決定する。

２、　マイクロプロセッサ１０８は変換器１１２を駆動
するために、第１９図にみられるように第１のダイオー
ド整流器１１４と第１の増幅器１１６によって伝送され
る尋問パルスを発生する。

３、マイクロプロセッサ１０８は、変換器１１２のリン
グ・ダウン時間の間、約０．００２秒の固定時間を待つ
。そしてそれから、第２のダイオード１１８と第２の増
幅器１２０によって伝送されるように、変換器１１２か
らの信号を受けるために準備する。

４、信号は受信されるとき、マイクロプロセッサ１０８
のピーク検出器の中へ入り、ピーク検出器は最大ピーク
の振幅を測定する。

５、マイクロプロセッサ１０８はそれからピーク振幅の
ほぼ４０％のレベルに、マイクロプロセッサにおける増
幅器のスレッシホールドをセットする。

６、マイクロプロセッサ１０８はそれから第２パルスを
送り、その反射パルスを待つ。そのパルスが送られてく
ると同時に、マイクロプロセッサの中のクロックがマイ
クロプロセンサー０８中の定周波数発振器のサイクルの
計数を開始する。この計数は、変換器１１２によって感
知され、ダイオード１１８と増幅器１２０によって伝送
される反射波の戻りと同時に停止される。

７、空気温度と測定単位を知り、マイクロプロセッサは
等式を解く。

Ｌ＝″９−（ＴＫ−２７３，５）％−２Ｃ（ＴＫ−２７
３，５）−％ここでＶＯは海面空気圧、２７３．５’Ｋ
における音速であり、ＴＫは周囲空気温度、Ｔはパイプ
を通過する音響パルスの合計測定時間そしてＣはａとＰ
の和を含む上述された定数である。この式を解くことに
より、マイクロプロセッサはパイプ長を計算し、表示駆
動装置１２２およびそれによって表示装置１２４を駆動
する。一方、平方根を取り、マイクロプロセッサにとっ
て時間消耗動作を含む上式を解くよりもむしろ、パイプ
長は、マイクロプロセッサ１０８に温度と湿度を決定さ
せそれからメモリに記憶されているような湿度対温度対
音速のテーブルがら周囲条件下の音速値Ｖを得させるこ
とにより、非常にわずかな遅延で決定されるかも知れな
い。

８、表示装置１２４は次の測定がなされるまで表示し続
け、もし所望なら、マイクロプロセッサは所定間隔後、
表示装置を消すためにプログラムされるかも知れない。

本発明のこの実施例に例示された型において、２つの音
響パルスがパイプ長決定に使用されているが、第３のそ
しておそらく第４の連続したパルスが発振器の計数の持
続調整そのためパイプ長測定の精度をさらに増進するこ
とに使用されるかも知れないことが当業者には明らかで
あろう。

マイクロプロセッサ１０８の中には、個々の読み出しの
蓄積を記憶したメモリが備えられている。

メモリ・タリー・スイッチ２２を駆動することにより、
オペレータは表示装置１２４上に蓄積された記録の読み
出しを実行することができる。

クリア・メモリ・スイッチ２４の操作を行うや否や、４
イクロプロセツサ１０８はグログラミングを除く、前に
蓄積されたデータおよび情報のすべてをクリアする。

当業者が理解されたように、マイクロプロセッサ１０８
の直列出力において、各測定が所望なら補助メモリに記
憶され、又はプローブ１０上に設けることができるハー
ド・コピー・プリンタに印字させることができる。

第２３Ａ図および第２３Ｂ図は第１９図のプロッタ図形
で示される本発明の第２実施例のマイクロプロセッサ回
路の集合的な詳細図を含む。

特に、第２３Ｂに示されるように、マイクロプロセッサ
１０８は６８０５テツプである。マイクロプロセッサに
おける消去・プログラム可能メモリ（ＥＰＲＯＭ）はタ
イプ２７１６　ＥＰＲＯＭである。

増幅器・アナログ／ディジタル変換器１１６と　　　　
　’　　□１２０は４０５２チツプを含んでいる。温度
補償センサ１１０はＬＭ３３６ト７ンジスタである。

第２３Ａ図に示されるような表示駆動装置１２２は４０
５６液晶表示装置である。第２３Ａ図において１２５で
示されるインターフェイスはピン・コネクタである。第
９図と第１３図に結合して述べられた本発明の第１の実
施例における如く、第２３Ａ図および第２３Ｂ図の回路
を含む各揮要素は商業的に利用可能な型になることがで
きる。

パイプ中の破片による反射に対する応答を回避する必要
のため、トリガ・スレッシホールドがパイプ中の破片か
ら生じるこだまよりも大きくされなければならない。結
局、インピーダンス・反射表面の一定間隔の隔りの小さ
い誤りを残す傾向にある。この誤りは第２２図に図形的
に例示され、その中で数字１２６は伝送パルスを示し、
数字１２８はパイプ端からの戻りこだまを、数字１３０
はパイプ中の破片からのこだまを示している。数字１３
２はトリガ・スレッシホールドが越えなければならない
応答レベルを示している。このため戻りこだま１２８の
基部に示されている誤りが生じる。

この誤りを補償するために、発明に従って、第１９図の
マイクロプロセッサ１０８を包含するプローブと共に使
用するために、第２４図に例示されるようなスタンドオ
フ・フレーム１３４が備えることができる。スタンドオ
フ・フレーム１３４は第５〜８図および第１４〜１６図
と結合して述べられた針金フレームと類似しても良い。

しかしながら第２４図に示されたように、針金フレーム
１３４の特有な形状は異なっている。第２２図に例示さ
れる誤りを補償するためのフレーム１３４の最適の特有
形状は経験的に決定される。

非常に大きい直径のパイプ長を測定するため、第２５図
および第２６図において例示されたように、夫々保護用
の格子２０を備えた変換器１１２の配列を含むプローブ
の前端には１３６で示されるアタッチメン）１３６が備
えられている。アタッチメン）１３６は好ましくはプロ
ーブの前端に合わせて、第１９図および第２３図の回路
に差し込むように適用される。第２３図は当業者によっ
て理解される方法の配列の付加的な交換器１１２に便宜
を図るように、このようなアタッチメントによって修正
されている。

このように、本発明に従って開口端を有するパイプ長測
定の方法および装置が提供された。この測定の補償はパ
イプの遠端から一定間隔離れたインビイ−ダンス反射表
面のために影響され、その補償は変換器がインビイ−ダ
ンス反射表面から一定距離離れた距離に対して要求され
ない。そして変換器は選択端におけるパイプの内部と一
定間隔離れた大気通信を行い、変換器と要求されないパ
イプとの間で通信が閉ざすことができる。本装置はさら
に電源を含むパイプ長測定のために要求される要素のす
べては軽量携帯グローブの中に具現化されるかも知れな
いことを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適な実施例からなる把持プローブの
側面図、第２図は第１図のプローブの上面図、第３図は
第１図のプローブの背面図、第４図は第１図のプローブ
の正面図、第５図はフレームの前端に取付けられたスタ
ンドオフ針金７レームを使用した本発明の実施例を例示
する部分側面図、第６図は第５図のプローブの正面図、
第７図は小さい直径のパイプ長を測定することにおいて
特に使用する短小チー−プを使用した本発明の実施例を
例示する側面図、第８図は第７図のプローブ実施例の正
面図、第９図は本発明の第１実施例において使用される
簡略化した回路のブロック図、第１θ図は本発明の使用
のだめの好適な変換器の正面図、第１１図はライン１１
−１１に沿った第１０図の変換器の断面図、第１２図は
所望の測定装置を選択するために第９図の回路の修正図
、第１３図は０ＭＯ８技術が利用される第９図の回路の
詳細な概要図、第１４図は第７図のスタンドオフ・フレ
ームがプローブ、それ数変換器と内部パイプ直径に従う
パイプの近点との間の距離を確定する測定中の小さいパ
イプを例示する側面図、第１５図は大きい直径のパイプ
を有する第７図のスタンドオフ・フレームの使用を例示
する第１４図の場合と同様の側面図、第１６図は、第５
．７．１４．１５図において例示されているスタンドオ
フ針金フレーム蝶適角および変化の範囲を分析するため
に備えられる断面部分を有する部分側面図、第１７図お
よび第１８図はパイプ直径補償を行うための第１θ図の
回路の修正図、第１９図はマイクロプロセッサがパイプ
長測定および表示するために使用されている本発明の第
２実施例のブロック図、第２０図は伝送音響パルスとパ
イプ遠端でのインビイ−ダンス反射表面における反射パ
ルスを時間対振幅の形で例示した図、第２１図は尋問伝
送パルスの結果として検出される最大反射ピークのこだ
ま分析を与える図、第２２図はパイプの破片による反射
時間対振幅の形を例示する図、第２３Ａ図はマイクロプ
ロセッサが使用されている第１９図の回路の詳細な概要
図の左半分を例示する図、第２３Ｂ図は第１９図の回路
の右半分を例示する図、第２４図はパイプの破片を補償
するために第１９．２３Ａ、２３Ｂ図の回路と共に使用
するためのスタンドオフ針金の修正された形を例示する
図、第２５図および第２６図は夫々大きい直径のパイプ
長を測定するために本発明に従ったプローブの修正の側
面図および正面図である。 １０・・・プローブ、１２・・・円筒形ノ１ウジング、
１４−ピストル・クリップ・ノ１ンドル、１６．２２．
２４．２６・・・押ボタンスイッチ、１８・・・表示装
置、２０・−格子、２８・・スタンドオフ針金フレーム
、３２．３８．８６・・・パイプ、３０．３６・・・選
択端、３４・・円筒形チー−プ、　４０・・・論理回路
、４２−・変換器、４３，５４・・・フリップ・フロッ
プ、４４・・・矩形波パルス発生器、４６・・・発振器
、４８・・−遅延回路、５０・・周囲温度補償センサ、
５２・・・計数・表示装置、５６・・・増幅器、５７・
・・フィート／メータ電圧シフト、５８　ダイヤフラム
、６４・・・圧電素子、６６・・・再生部材、７０・・
・スイッチ、７２．７４．７６・・・抵抗、９２・・・
ポテンショメータ、１００・・・パイプ遠端、１０８・
・・マイクロプロセッサ、　１１０・・・温度感知抵抗
器、１１６・・増幅器、１１２・・・変換Ｗ、　　１３
４・・・スタンドオフフレーム。 特許出願人　　ジョン・ダプリー−・ニューマンＦＩＧ
、５ ＦＩＧ　　　６ ＦＩＧ、ＩＯ。 １ ＦＩＧ、＋５ ＦＩＧ、１６ ＦＩＧ、１８゜ ＦＩＧ、２１ ＦＩＩＪ′ｔ）、　　　　　　　ｒ＋Ｇ、　２５ＦＩＧ
　　２３Ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）選択端におけるパイプの内部と一定距離離れた大
   気通信における音響発生および音響検出手段を備え、 前記音響発生手段に少なくとも単一の音響パルスを発生
   させる段階と、 所定範囲の異なるパイプ直径がパイプの選択端からプロ
   ーブまでの距離とパイプの他端から隣接するインピーダ
   ンス反射表面までの和の２倍に等しい値に直接従う発振
   器計数の持続を調節する段階と、 パイプの他端と脚接するインピーダンス反射表面に起因
   する反射音響波を前記音響検出手段と共に検出する段階
   と、 前記検出に応答して前記発振器計数を停止する段階とを
   含むパイプの選択端から開ロバイブ長を測定する方法。 （２）周囲条件における音速を決定する段階と、前記決
   定に従って発振器の動作周波数を調整する段階とを含む
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 （３）パイプ長測定のために一般に使用される単位で前
   記発振器計数を可視的に表示する段階を含む特許請求の
   範囲第２項記載の方法。 （４）パイプ音響発生・音響検出手段の内部で空気と通
   信を与える段階と、 所定範囲の異なるパイプ直径のために、パイプの選択端
   からの距離と前記パイプの他端からインピーダンス反射
   表面までの一定距離との和が便宜上Ｃで示される定数で
   ある如く、前記音響発生・音響検出手段を前記パイプの
   選択端からの距離を離間する段階と。 前記音響発生手段に音響パルスを発生させ、前記音響パ
   ルスの発生と同時に、■を音速とすると遣（秒の遅延の
   後に定周波数発振器のサイクルの計数を開始する段階と
   、 前記パイプの他端と隣接するインピーダンス反射表面に
   起因する反射音響波を検出する段階と、前記検出に応答
   して発振器の計数を停止する段階とを含むパイプの選択
   端からの開ロバイブ長を測定する方法。 （５）周囲温度を測定する段階と、 測定された周囲温度に従って発振器の動作周波数を調整
   する段階とを含む特許請求の範囲第４項記載の方法。 （６）パイプの選択端に尋問音饗パルスを発生し、そし
   て検出する段階と、 前記パイプの他端から反射されて発生する音響波をパイ
   プの選択端において検出し、そして最大ピークの振幅を
   測定する段階と、 実質的に尋問パルスの大きさと同じである大きさを有す
   る第２の音響パルスをパイプの選択端へと発生し、そし
   て検出する段階と、 前記第２の音響パルスに起因するパイプの他端からの反
   射音響波の振幅を検出および測定する段階と、 前記反射音響波の振幅は実質的に最大ピークの振幅より
   も小さいとき発振器の計数を停止する段階とを含むパイ
   プの選択端から開ロバイブ長を測定する方法。 （力　前記発振器の計数が停止する前記第２のパルスに
   起因する音響波の振幅は、前記パイプの破片によって生
   じる傾向にある反射音響波のスレッシホールド以上であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の方法。 （８）前記第２のパルスに起因する反射音響波が最大ピ
   ークのほぼ４０％であるとき前記発振−の計数が停止さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の方法
   。 （９）周囲温度を測定する段階と、 前記測定された周囲温匿に従って発振器の最終計数を調
   整する段階とを含む特許請求の範囲第７項記載の方法。 ＯＩ　　選択端におけるパイプの内部と一定距離離れて
   大気通信を行う前面を有し、前記選択端から開ロバイブ
   長を測定するための把持プローブであって、 前記プローブの前面に隣接する前記グローブに設けられ
   た音響発生器および音響検出器を含む変換器と、 発振器と、 少なくとも単一の音響パルスを前記変換器に発生せしめ
   る手段と、 前記音響パルスの作成と共に定周波数発振器のサイクル
   数の開始を生じる手段と、 所定範囲以上の異なるパイプ直径のために、パイプの前
   記選択端から前記変換器までの距離とパイプの他端から
   隣り合うインピーダンス反射表面までの距離の和の２倍
   に等しい値に従って前記発振器計数の持続を修正するた
   めの手段と、前記パイプの他端と隣り合うインピーダン
   ス反射表面に起因する反射音響波を検出するための前記
   変換器を含む手段と、 前記検出に応答して前記発振器の計数を停止するための
   手段と、 を含むことを％Ｍとする把持プローブ〇〇υ　周囲条件
   のもとで音速を決定するための手段と、前記決定に従っ
   て前記発振器の動作周波数を調整する手段とを含む特許
   請求の範囲第１０項記載の把持プローブ。 圓　パイプ長測定のために一般に使用される単位で可視
   的に発振器計数を表示するために前記発振器と接続され
   る手段を含む特許請求の範囲第１１項記載の把持グロー
   ブ。 ０３バイブ内径と逆比例して変わるパイプの選択端から
   の距離だけプローブを離間するために形成されたパイプ
   ・プローブ結合手段。 α４　選択端におけるパイプの内部と一定間隔離れた大
   気通信へと前記プローブを位置するための機械的手段を
   含み、この機械的手段の形状は、プローブが前記選択端
   から離れている距離はパイプ内径と逆比例して変化する
   如き形状であることを特徴とする選択端からバイブ長を
   測定するための把持音響プローブ。 Ｑ５１　　前記プローブは延長構成部を含み、この第１
   の端に隣り合う音響変換器を含み、そして前記機械的手
   段は前記第１の一端に取付けられており前記機械的手段
   は前記第１の一端の前方に頂点が位置される三角形針金
   フレームを含む特許請求の範囲１４項記載の把持プロー
   ブ。 （１６１前記三角形針金フレームの頂点における角度は
   ９６°から１３６１までの範囲にある特許請求の範囲第
   １５項記載の把持プローブ。 ａ′？）前記三角形針金フレームの頂点と前記プローブ
   の前記第１の一端との間に前記三角形針金フレームに一
   端が釣り合って取付けられる円筒状チューブを含む特許
   請求の範囲第１５項記載の把持プローブ。 ０榎　前記プローブの前記第１の端とその他端との中間
   に位置されるピストル・グリップ・ハンドルを含み、こ
   のハンド〃は、前記プローブの開始動作の押ボタンスイ
   ッチとパイプ長測定を可視的に表示するために他端に表
   示装置とを含む特許請求の範囲第１５項記載の把持プロ
   ーブ。 （１鐘　　前記三角形針金フレームの頂点における曲り
   の内側に設けられる周囲温度補償抵抗器を含む特許請求
   の範囲第１５項記載の把持プローブ。 ００）選択端におけるパイプ内部と一定距離離れて大気
   音響通信する前面を有し、前記選択端からの開ロバイブ
   長を測定するための把持プローブであって、 前記前面に隣り合う前記プローブに設けられる音響発生
   器と音響検出器とを含む変換器と、パルス発生器と、 スリップ・フロップと、 定周波数発振器と、 電源と、 スイッチと、 前記電源に接続するためにスイッチによって駆動され前
   記パルス発生器と前記発振器を動作する手段であり、前
   記パルス発生器が動作されるときパルスを発生し、前記
   発振器が動作されると計数を開始し、 前記フリップフロップに前記パルス発生器を接続する手
   段と、 前記音響発生器に音響パルスを発生させる如く動作する
   ために、前記音響発生器によって発生されるパルスが７
   リンプフロツプを介して伝送される如く前記音響発生器
   に前記スリップフロップを接続する手段と、 前記音響発生器によって生じたパルスに起因スるパイプ
   の遠端に隣り合うインピーダンス反射表面からの音響反
   射は前記音響検出器によって検出され、前記７リツプフ
   ロツプからの前記増幅器への接続と、 前記増幅器から前記発振器への接続と、前記発振器から
   前記表示装置への接続とを含み、前記生じた音響反射の
   検出に基づいて前記音響検出器によって発生される信号
   は前記フリップフロップと前記増幅器によって伝送され
   前記発振器を不動作として計数を停止することを特徴と
   する把持プローブ。 （２１）　　前記パイプの選択端の近傍の空気温度を検
   知するための周囲温度センサと、前記周囲空気温度の変
   化を補償するために、前記発振器の動作周波数を調節す
   るための前記センサに接続される手段を含む特許請求の
   範囲第２０項記載の把持プローブ。 （２渇　　表示装置と、前記発振器から前記発振器り計
   数を表示するための前記表示装置までの接続を含み、こ
   の表示装置は前記プローブの背面に設けられていること
   を特徴とする特許請求の範囲第２１項記載の把持プロー
   ブ。 （ハ）前記音響発生器によるパルスの発生に続いて前記
   クリップ・フロップは前記音響検出器からの信号を受け
   、そして前記増幅器と前記発振器に前記音響発生器の動
   作を減じるのを認める如き信号を伝送する前に所定の持
   続の遅延を導くことを特徴とする特許請求の範囲第２２
   項記載の把持プローブ。 （２）前記変換器の前記音響発生器と前記音響検出器は
   信号装置によって構成され、前記信号装置は圧電素子に
   取付けられる再生部材と共にその中央に実質的に取付け
   られる前記圧電素子を有するダイヤスラムを含む特許請
   求の範囲第２３項記載の把持プローブ。 （ハ）選択端におけるパイプ内部と一定距離離れて大気
   通信する前面を有し、前記選択端からの開ロバイブ長を
   測定するための把持プローブであって、 前記前面−と隣り合う前記プローブに設けられた音響発
   生器と音響検出器を含む変換器と、パルス発生器と、 フリップ−フロップと、 定周波数発振器と、 遅延装置と、 電力源と、 スイッチと、 前記電源に接続するためのスイッチによって制御され前
   記パルス発生器と前記遅延装置を動作する手段であり、
   前記パルス発生器が動作されるときパルスを生じ、 前記パルス発生器を前記７リツプ・フロップに接続する
   手段と、 前記パルス発生器によって発生されたパルスが、前記音
   響発生器を駆動して音響パルスを生じるために前記フリ
   ップ・フロップを介して伝送される如く前記クリップ・
   フロップを前記音響発生器に接続する手段と、 前記プローブの前面から前記選択端までの距離とパイプ
   の遠端からインピーダンス反射表面までの距離の和が便
   宜上Ｃで示される定数であるようにパイプの選択端につ
   いての前記プローブの前面を位置するための手段と、 前記スイッチによる前記遅延装置と前記電源の接続に続
   き、■を音速とすると匹秒の遅延の後に前記発振器に計
   数を開始するために動作する如く前記遅延装置から前記
   発振器までの接続と、前記音響検出器によって検出され
   、前記音響発生器によって発生されるパルスに起因する
   インピーダンス反射弄面からの音簀反射と、 前記フリップ・フロップから前記増幅器までの接続と、 前記増幅器から前記発振器までの接続と、前記発振器か
   ら前記表示装置までの接続とを含み、 前記生じた音響反射の検出に基づいて前記音響検出によ
   って発生される信号は前記フリップ・フロップと前記増
   幅器によって伝送され前記発振器を不動作として計数を
   停止することを特徴とする把持プローブ。 （Ｊ６）　　前記パイプの選択端の近傍における空気温
   度を感知する周囲温度センサと、周囲空気温度の変化を
   補償するために前記発振器の周波数を調整するための前
   記センサに接続される手段を含む特許請求の範囲第２６
   項記載の把持プローブ。 シカ　表示装置と、前記発振器の計数を表示するために
   前記発振器から前記表示装置までの接続とを含み、前記
   表示装置は前記プローブの背面に設けられることを特徴
   とする特許請求の範囲第２６項記載の把持プローブ。 （２８１前記音響発生器によるパルスの発生に続き前記
   クリップ・フロップは前記音響検出器からの、　　　　
   　　　信号を受け、そして前記増幅器と前記発振器に前
   記音響発生器の動作を減じるのを認める如き信号を伝送
   する前に所定持続の遅延を導くことを特徴とする特許請
   求の範囲第２７項記載の把持プローブ。 翰　前記変換器の前記音響発生器と前記音響検出器は信
   号装置によって構成され、前記信号装置は圧電素子に取
   付けられる再生部材と共にその中央に実質的に取付けら
   れる前記圧電素子を有するダイヤフラムを含む特許請求
   の範囲第２８項記載の把持グローブ。 （至）前記ダイヤフラムは平らであることを特徴とする
   特許請求の範囲第２９項記載の把持プローブ。 Ｇυ　前記発振器は抵抗・コンデンサ回路を含み前記プ
   ローブは異なる値を有する複数の抵抗と、測定単位を調
   節することによって前記発振器の動作周波数を変えるた
   めに前記抵抗を前記抵抗・コンデンサ回路を備えた回路
   に選択的に接続するためのスイッチ手段とを含むことを
   特徴とする特許請求の範囲第２７項記載の把持プローブ
   。 （３３パイプ長測定位置にあるときパイプの選択端にお
   けるパイプの内部と一定距離離れて大気通信する前面を
   有する前記選択端から開ロバイブ長の測定するための把
   持グローブであって、パイプの内部から放射される反射
   音響波を検出する手段を含み、音響波を発生して音響ノ
   くルスをパイプの内部へと導くために動作されるとき動
   作し、前記プローブの前面と隣り合って設けられる変換
   器と、 プログラムメモリと、パルス発生器と、定周波数クロッ
   ク発振器を含むマイクロプロセサと、 前記マイクロプロセサを前記変換器へ接続し、この応答
   のスレッシホールドレベルは調節可能である増幅手段を
   含む手段と、 前記マイクロプロセサを動作するスイッチ手段とを含み
   、前記マイクロプロセサは動作されるとき、シーケンス
   動作を実行するために前記メモリに応答して動作するも
   のであり、前記シーケンス動作は、 （、）　　第１の電気パルスを発生するために前記パル
   ス発生器を動作し、それによって前記増幅手段を介して
   前記変換器に第１の音響ノくルスを発生させ、 （ｂ）　　前記第１の音響パルスに起因する反射波の最
   大ピークの振幅を前記変換器と前記増幅手段を介して応
   答しそして測定し、 （ｃ）前記増幅手段の応答のスレシホールドを実質的に
   前記最大ピーク以下である音響レベルに調整し、 （ｄ）　　第２の電気パルスを生じるために前記ノ（ル
   ス発生器を動作し、それによって前記増幅手段を介して
   前記変換器に第２の音饗パルスを発生させ、 （、）　　同時に、前記一定周波数クロック発振器のサ
   イクルを開始するために計数を生じさせ、そして （ｆ）　　前記増幅手段を介し、前記スレッシホールド
   を越えた増幅器を有する反射音響波の前記変換器による
   検出に応答して前記計数を停止することを含むことを特
   徴とする把持プローブ。 （ハ）前記パイプの選択端と隣り合う周囲空気温度に応
   答するために前記プローブに設置された温度応答手段を
   含み、前記周囲空気温度における変化を補償するための
   前記定周波数発振器の動作周波数における調整を行うた
   め、前記メモリは前記スイッチ手段の動作上の作用可能
   状態にある特許請求の範囲第３２項記載の把持プローブ
   。 （財）表示手段と、この表示手段と接続′された表示駆
   動手段と、前記定周波数クロック発振器の計数に従って
   前記表示手段を動作するために前記表示駆動手段を前記
   マイクロプロセサに接続する手段とを含む特許請求の範
   囲第３３項記載の把持プローブ。 Ｃ３５１前記パイプの前面を前記パイプの直径と反比例
   関係にある前記パイプの選択端からの距離離間させるた
   め、前記前面と連結されたスタンドオ・フフレームを含
   む特許請求の範囲第３４項記載の把持プローブ。 （ト）前記メモリは周囲空気条件に対する音速表を記憶
   し、そしてパイプの選択端と隣り合う周囲空気条件に応
   答する手段を含み、この手段は前記光から周囲条件にお
   ける音速を決定し、そして前記パイプ長測定に対する補
   償調整を行うために動作される前記マイクロプロセサへ
   の接続を有ｒる特許請求の範囲第３２項記載の把持プロ
   ーブ。