JPWO2016104312A1 - Sensor device - Google Patents
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Abstract
接触板の折り曲げ片と熱電対線との干渉によって温度の測定精度が低下するのを未然に防止することができるセンサ装置を提供すること。センサ装置1は、筒状のケーシング10と、ケーシング10の先端に挿入される保持部材51とを備えると共に、保持部材51の先端に保持される接触板41と接触板41に接続される熱電対線46,47とを有する温度検出機構40を備え、接触板41が測定対象物に接することで該測定対象物の温度を検出する。接触板41は、後方へ延びて形成され、保持部材51に保持される折り曲げ片43,44を有する。保持部材51には、それぞれ別々にケーシング10の軸方向に延びて形成され、折り曲げ片43,44が挿入されて保持される折り曲げ片用孔53,54および熱電対線46,47が挿入される熱電対線用孔55,56が設けられている。To provide a sensor device capable of preventing a decrease in temperature measurement accuracy due to interference between a bent piece of a contact plate and a thermocouple wire. The sensor device 1 includes a cylindrical casing 10 and a holding member 51 inserted at the tip of the casing 10, and a contact plate 41 held at the tip of the holding member 51 and a thermocouple connected to the contact plate 41. A temperature detection mechanism 40 having lines 46 and 47 is provided, and the temperature of the measurement object is detected when the contact plate 41 contacts the measurement object. The contact plate 41 is formed to extend rearward and has bent pieces 43 and 44 that are held by the holding member 51. Bending piece holes 53 and 54 and thermocouple wires 46 and 47 are formed in the holding member 51 separately extending in the axial direction of the casing 10 and holding the bending pieces 43 and 44 inserted therein. Thermocouple wire holes 55 and 56 are provided.
Description
本願は、測定対象物に押し当てて測定対象物の温度を検出するセンサ装置に関するものである。 The present application relates to a sensor device that presses against a measurement object and detects the temperature of the measurement object.
例えば特許文献1に開示されているように、熱電対を測定対象物に押し当てて温度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、筒状のケーシング(保護管)と、該ケーシングの先端部に挿入された保持部材(断熱管)と、該保持部材の先端に設けられた熱電対とを備えている。熱電対は、接触板と、該接触板に接続された熱電対線とを有している。接触板は、後方へ延びる複数の取り付け片(足)を有し、その取り付け片が保持部材に固定されることで保持される。熱電対線は、後方へ配線されて信号処理回路に接続されている。このセンサ装置では、接触板を測定対象物に押し当てることにより、温度に関する信号が熱電対線を介して信号処理回路に送られて測定対象物の温度が検出される。 For example, as disclosed in Patent Document 1, a sensor device that detects a temperature by pressing a thermocouple against an object to be measured is known. This sensor device includes a cylindrical casing (protection tube), a holding member (heat insulating tube) inserted at the tip of the casing, and a thermocouple provided at the tip of the holding member. The thermocouple has a contact plate and a thermocouple wire connected to the contact plate. The contact plate has a plurality of attachment pieces (legs) extending rearward, and is held by fixing the attachment pieces to the holding member. The thermocouple wire is wired backward and connected to the signal processing circuit. In this sensor device, by pressing the contact plate against the measurement object, a temperature-related signal is sent to the signal processing circuit via the thermocouple wire, and the temperature of the measurement object is detected.
ところで、上述したようなセンサ装置では、接触板の取り付け片と熱電対線とが干渉することで、温度の測定精度が低下する虞があった。 By the way, in the sensor device as described above, there is a possibility that the measurement accuracy of the temperature is lowered due to interference between the attachment piece of the contact plate and the thermocouple wire.
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、接触板の取り付け片と熱電対線との干渉によって温度の測定精度が低下するのを未然に防止することができるセンサ装置を提供することにある。 The technology disclosed in the present application has been made in view of such circumstances, and its purpose is to prevent the temperature measurement accuracy from being lowered due to the interference between the contact plate mounting piece and the thermocouple wire. It is to provide a sensor device that can be used.
本願に開示の技術は、筒状のケーシングと、上記ケーシングの先端に挿入される保持部材とを備えると共に、該保持部材の先端に設けられる接触板と該接触板に接続される熱電対線とを有する熱電対を備え、上記接触板が測定対象物に接することで該測定対象物の温度を検出するセンサ装置を前提としている。そして、上記接触板は、後方へ延びて形成され、上記保持部材に保持される取り付け片を有する。また、上記保持部材には、それぞれ別々に上記ケーシングの軸方向に延びて形成され、上記取り付け片が挿入されて保持される取り付け片用孔および上記熱電対線が挿入される熱電対線用孔が設けられている。 The technology disclosed in the present application includes a cylindrical casing, a holding member inserted into the tip of the casing, a contact plate provided at the tip of the holding member, and a thermocouple wire connected to the contact plate. And a sensor device that detects the temperature of the measurement object when the contact plate is in contact with the measurement object. The contact plate is formed to extend rearward and has an attachment piece that is held by the holding member. Further, the holding member is formed separately extending in the axial direction of the casing, and the attachment piece hole into which the attachment piece is inserted and held, and the thermocouple wire hole into which the thermocouple wire is inserted. Is provided.
本願のセンサ装置によれば、保持部材において、接触板の取り付け片が挿入されて保持される取り付け片用孔と、熱電対線が挿入される熱電対線用孔とを別々に形成するようにした。つまり、取り付け片と熱電対線とが別々の孔に挿入される。これにより、接触板の取り付け片と熱電対線とを干渉(接触)させることなく、熱電対を保持部材に取り付けることができる。したがって、接触板の取り付け片と熱電対線との干渉によって温度の測定精度が低下するのを未然に防止することができる。 According to the sensor device of the present application, in the holding member, the attachment piece hole into which the attachment piece of the contact plate is inserted and held and the thermocouple wire hole into which the thermocouple wire is inserted are separately formed. did. That is, the attachment piece and the thermocouple wire are inserted into separate holes. Thereby, a thermocouple can be attached to a holding member, without making the attachment piece of a contact plate and a thermocouple wire interfere (contact). Accordingly, it is possible to prevent the temperature measurement accuracy from being lowered due to the interference between the contact plate mounting piece and the thermocouple wire.
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。 Hereinafter, embodiments of the present application will be described with reference to the drawings. Note that the following embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the technology disclosed in the present application, applications thereof, or uses thereof.
図1に示す本実施形態のセンサ装置1は、図示しない固定器具に連結して測定対象物(例えば、スチームトラップ)に固定し、該測定対象物の振動および温度の2つを検出する、いわゆる固定タイプのセンサである。センサ装置1は、例えば上下方向に延びる状態で測定対象物に固定される。 A sensor device 1 according to the present embodiment shown in FIG. 1 is connected to a fixing device (not shown) and fixed to a measurement object (for example, a steam trap), and detects so-called vibration and temperature of the measurement object. It is a fixed type sensor. The sensor device 1 is fixed to a measurement object in a state extending in the up-down direction, for example.
センサ装置1は、センサ本体2と、アンテナ3と、接続軸4とを備えている。接続軸4は、中空軸であり、両端がナット5,6によってセンサ本体2とアンテナ3に連結されている。アンテナ3は、図示しないが、信号処理回路や発信部が内蔵されており、センサ本体2によって検出された測定対象物の振動および温度に関する信号が送られる。
The sensor device 1 includes a sensor
図2に示すように、センサ本体2は、ケーシング10と、振動検出機構20と、温度検出機構40と、保持部材51とを備えている。温度検出機構40は、本願の請求項に係る熱電対の一例を構成している。
As shown in FIG. 2, the
ケーシング10は、略円筒状に形成され、大径部11、中径部12および小径部13を有する。大径部11の外周面には、上述したナット5が締結される雄ねじ部11aが形成されている。小径部13の外周面には、上述した固定器具に締結される雄ねじ部13aが形成されている。
The
振動検出機構20は、検出針21と、ホルダー22と、圧電素子25,26と、電極板27,28と、ウエイト29と、皿バネ31と、キャップ32とを備え、ケーシング10に挿入されて測定対象物の振動を検出(測定)するものである。
The
検出針21は、細長い棒状の部材であり、後方側から順に、大径部21a、中径部21bおよび小径部21cが形成されている。検出針21は、ケーシング10と同軸に配置されると共に、先端21dがケーシング10から突出する状態で配置されている。
The
ホルダー22は、内側の金属製ホルダー23と、該金属製ホルダー23を収容保持する外側の樹脂製ホルダー24とで構成されている。金属製ホルダー23および樹脂製ホルダー24は、何れも、有底の円筒状に形成されており、ケーシング10と同軸に配置されている。
The
金属製ホルダー23は、筒状壁の径が異なる大径部23aおよび小径部23bが後方側から順に形成されると共に、底壁23cに挿入孔23dが形成されている。金属製ホルダー23は、底壁23cの挿入孔23dに検出針21の後端が挿入されて固定されている。具体的に、検出針21は、大径部21aが金属製ホルダー23の小径部23b内に位置し、中径部21bの後方側が底壁23cの挿入孔23dに位置している。検出針21の大径部21aは、挿入孔23dよりも大径に形成されており、底壁23cの内面に接している。
In the
金属製ホルダー23の小径部23bには、検出針21の後方に、2つの圧電素子25,26および2つの電極板27,28が収容されている。具体的に、検出針21の大径部21aの後方には、前方側から順に、第1圧電素子25、第1電極板27、第2圧電素子26および第2電極板28が互いに接した状態で配置されている。第1圧電素子25は、検出針21の後端(大径部21a)に接した状態で配置されている。なお、金属製ホルダー23の小径部23bの内面には、圧電素子25,26および電極板27,28の外周を保持するガイド部23eが形成されている。また、2つの電極板27,28は、図示しないが、それぞれ信号線によってアンテナ3の信号処理回路に接続されている。つまり、信号線はセンサ本体2から接続軸4内を通ってアンテナ3内まで配線されている。
Two
ウエイト29、皿バネ31およびキャップ32は、金属製ホルダー23内に収容されて保持されている。本実施形態において、ウエイト29、皿バネ31およびキャップ32は、圧電素子25,26および電極板27,28をその後方から検出針21の後端(大径部21a)に押し付ける押付け部材を構成している。
The
ウエイト29は、金属製ホルダー23において第2電極板28の後方に配置されており、金属製ホルダー23の大径部23aと小径部23bとに跨って収容されている。ウエイト29は、一体形成された頭部29aと軸部29bとで構成され、頭部29aが金属製ホルダー23の大径部23aに位置し、軸部29bが金属製ホルダー23の小径部23bに位置して第2電極板28に接している。ウエイト29は、自身の重力によって圧電素子25,26等を検出針21に押し付ける。皿バネ31は、金属製ホルダー23の大径部23aにおいてウエイト29の後方に配置されている。皿バネ31は、ウエイト29を前方へ付勢することによって圧電素子25,26等を検出針21に押し付ける。キャップ32は、金属製ホルダー23の大径部23aにおいて皿バネ31の後方に2つ配置されている。キャップ32は、外周面に雄ネジが形成された円板状の部材であり、金属製ホルダー23の大径部23aの内面と螺合することで金属製ホルダー23に固定される。キャップ32は、その締め付け力によって皿バネ31およびウエイト29を介して圧電素子25,26等を検出針21に押し付ける。このように、ウエイト29、皿バネ31およびキャップ32は、互いに密接して圧電素子25,26等を検出針21に押し付けている。
The
こうして、圧電素子25,26が押付け部材(ウエイト29、皿バネ31およびキャップ32)によって検出針21に所定の力(初期押付け力)で押し付けられる。これにより、測定対象物以外の振動や力が外乱として圧電素子25,26に作用しても、その外乱を吸収することができ、外乱による影響を受けずにすむ。
Thus, the
樹脂製ホルダー24は、金属製ホルダー23の前方側に配置され、金属製ホルダー23の小径部23bと大径部23aの過半部を収容している。本実施形態では、金属製ホルダー23はその小径部23bが樹脂製ホルダー24に圧入されることにより固定されている。樹脂製ホルダー24は、底壁24cに挿入孔24dが形成されており、その挿入孔24dに検出針21の中径部21bが嵌合している。
The
センサ本体2は、振動検出機構20を前方へ付勢するコイルバネ35(バネ)を備えている。振動検出機構20は、ケーシング10の軸方向(即ち、前後方向)に変位可能にケーシング10に挿入されている。コイルバネ35は、ケーシング10の大径部11に収容され、振動検出機構20の後方側に配置されている。コイルバネ35は、その軸がケーシング10の軸と略同軸となる状態で配置されている。コイルバネ35の一端(後方側端部)は、スナップリング36に支持されている。スナップリング36は、ケーシング10の大径部11の内面に形成された溝11bに嵌め込まれており、コイルバネ35の一端を受けている。コイルバネ35の他端(前方側端部)は、樹脂製ホルダー24(ホルダー22)に接している。そして、コイルバネ35は、樹脂製ホルダー24(ホルダー22)を前方へ付勢することで振動検出機構20を前方へ付勢し、検出針21の先端21dをケーシング10から突出させるように構成されている。
The
樹脂製ホルダー24は、側壁24aの端部(後方端)に厚肉のバネ受け部24bが形成されている。つまり、バネ受け部24bは、ホルダー22の軸方向途中の筒状壁から外方へ突出して形成されている。なお、バネ受け部24bの外周面はケーシング10の大径部11の内面に接している。コイルバネ35の他端は、樹脂製ホルダー24のバネ受け部24bの後方側の面に接している。こうして、コイルバネ35は樹脂製ホルダー24を前方へ付勢することにより振動検出機構20を前方へ付勢する。
The
図3〜図6にも示すように、温度検出機構40(熱電対)は、接触板41(伝熱板)と、2本の熱電対線46,47とを備え、測定対象物の温度を検出(測定)するものである。
As shown in FIGS. 3 to 6, the temperature detection mechanism 40 (thermocouple) includes a contact plate 41 (heat transfer plate) and two
接触板41は、円環状の板部材であり、2つの折り曲げ片43,44を有している(図3、図5参照)。接触板41の中央の孔42は、検出針21の先端21dが突出する。折り曲げ片43,44は、接触板41の周方向における一部が後方(図3において左側)に折り曲げられて成るものであり、本願の請求項に係る取り付け片の一例を構成している。つまり、接触板41の折り曲げ片43,44は、後方へ延びて形成され保持部材51に保持される部分である。接触板41の2つの折り曲げ片43,44は、中央の孔42を間に置いて互いに対向する位置に形成されている。つまり、2つの折り曲げ片43,44は互いに180°ずれた位置に形成されている。なお、後で詳述するが、接触板41は保持部材51の先端に保持される。2本の熱電対線46,47は、一端が接触板41の後方側の面に例えば溶接により接続され(図4参照)、他端がアンテナ3の信号処理回路に接続されている(図示省略)。2本の熱電対線46,47は、例えば、一方がアルメル線で、他方がクロメル線である。
The
保持部材51は、検出針21と接触板41を保持するものである。図3〜図6にも示すように、保持部材51は、略円筒状に形成され、ケーシング10の小径部13の先端側に収容(挿入)されている。保持部材51には、それぞれ軸方向(図3および図4において左右方向)に延びる、1つの検出針用孔52と、2つの折り曲げ片用孔53,54と、2つの熱電対線用孔55,56とが別々に形成されている。なお、折り曲げ片用孔53,54は、本願の請求項に係る取り付け片用孔の一例を構成している。
The holding
検出針用孔52は、保持部材51の中央に形成された貫通孔であり、検出針21の小径部21cが挿入されて保持されている。つまり、検出針21の小径部21cは検出針用孔52にその軸方向に摺動可能に挿入されている。2つの折り曲げ片用孔53,54および2つの熱電対線用孔55,56は、検出針用孔52の周囲に互いに90°間隔で配列された貫通孔である。2つの折り曲げ片用孔53,54は互いに180°ずれた位置に形成され、2つの熱電対線用孔55,56は互いに180°ずれた位置に形成されている。
The
保持部材51は、先端に平面視環状の段差部57が形成されており、この段差部57に温度検出機構40の接触板41が嵌め込まれて保持されている。検出針21は、先端21dが接触板41の孔42から突出する状態で保持部材51(検出針用孔52)に挿入されている。接触板41の2つの折り曲げ片43,44は、それぞれ折り曲げ片用孔53,54に挿入されて保持されている。2本の熱電対線46,47は、それぞれ熱電対線用孔55,56に挿入されている。つまり、2つの折り曲げ片43,44および2つの熱電対線46,47は各々が保持部材51において別々の孔53,54,55,56に挿入されている。
The holding
また、図3および図4に示すように、保持部材51の外周面には2つの突起58,59が形成されている。2つの突起58,59は、何れも保持部材51の周方向に亘って形成されている。具体的に、前側突起58は保持部材51のやや先端寄りに設けられ、後側突起59は保持部材51のやや後端寄りに設けられている。保持部材51は、前側突起58が、ケーシング10の小径部13の内面に形成された段差部13bに接しており、これにより、ケーシング10からの抜け出しが防止される。なお、ケーシング10内には保持部材51をケーシング10の先端側へ付勢するコイルバネ61が設けられており、保持部材51では後側突起59がコイルバネ61の受け部材になっている。
As shown in FIGS. 3 and 4, two
上述したセンサ装置1では、検出針21の先端21dを測定対象物に押し当てて検出針21を押し込むことによって、測定対象物の機械的振動が検出針21に伝わり、圧力変動として圧電素子25,26に作用する。これに応じて圧電素子25,26に電圧変動が生じ、この電圧変動に関する信号が電極板27,28から信号線を介してアンテナ3の信号処理回路に送られて測定対象物の振動が検出(測定)される。また、センサ装置1では、検出針21が押し込まれることによって接触板41が測定対象物に接する。そうすると、測定対象物の熱が接触板41に伝わり、2本の熱電対線46,47において電位差が生じる。そして、この電位差に関する信号がアンテナ3の信号処理回路に送られて測定対象物の温度が検出(測定)される。以上のようにして検出された測定対象物の振動および温度の数値は、アンテナ3の発信部から別の受信部(図示省略)へ無線送信される。
In the sensor device 1 described above, when the
以上のように、上記実施形態のセンサ装置1によれば、保持部材51において、接触板41の折り曲げ片43,44(取り付け片)が挿入されて保持される折り曲げ片用孔53,54(取り付け片用孔)と、熱電対線46,47が挿入される熱電対線用孔55,56とを別々に形成するようにした。つまり、センサ装置1では、折り曲げ片43,44と熱電対線46,47とを別々の孔53,54,55,56に挿入するようにした。これにより、接触板41の折り曲げ片43,44と熱電対線46,47とを干渉(接触)させることなく、温度検出機構40(熱電対)を保持部材51に取り付けることができる。したがって、接触板41の折り曲げ片43,44と熱電対線46,47との干渉によって温度の測定精度が低下するのを未然に防止することができる。
As described above, according to the sensor device 1 of the above embodiment, in the holding
なお、上記実施形態のセンサ装置1において、接触板41の折り曲げ片の数量は1つまたは3つ以上であってもよい。その場合、折り曲げ片用孔の数量も折り曲げ片の数量に応じて変更される。また、2つの熱電対線46,47は互いに共通の熱電対線用孔に挿入するようにしてもよい。
In the sensor device 1 of the above embodiment, the number of bent pieces of the
また、上記実施形態では、測定対象物に固定して振動等を測定するセンサ装置1について説明したが、本願のセンサ装置1は、作業者が手で持って測定対象物に押し当てて測定するハンディタイプのものについても同様の作用効果を得ることができる。 Moreover, in the said embodiment, although the sensor apparatus 1 which fixes to a measurement object and measures a vibration etc. was demonstrated, the sensor apparatus 1 of this application measures by pressing against a measurement object with an operator's hand. Similar effects can be obtained for the handy type.
また、本願のセンサ装置1は、振動検出機構20を省略して、測定対象物の温度のみを検出(測定)するものであってもよい。
Moreover, the sensor apparatus 1 of this application may abbreviate | omit the
本願に開示の技術は、測定対象物に押し当てて測定対象物の温度を検出するセンサ装置について有用である。 The technology disclosed in the present application is useful for a sensor device that presses against a measurement object and detects the temperature of the measurement object.
1 センサ装置
10 ケーシング
40 温度検出機構(熱電対)
41 接触板
43,44 折り曲げ片(取り付け片)
46,47 熱電対線
51 保持部材
53,54 折り曲げ片用孔(取り付け片用孔)
55,56 熱電対線用孔
1
41
46, 47
55,56 Thermocouple wire hole
Claims (1)
上記接触板は、後方へ延びて形成され、上記保持部材に保持される取り付け片を有し、
上記保持部材には、それぞれ別々に上記ケーシングの軸方向に延びて形成され、上記取り付け片が挿入されて保持される取り付け片用孔および上記熱電対線が挿入される熱電対線用孔が設けられている
ことを特徴とするセンサ装置。
A cylindrical casing and a holding member inserted at the tip of the casing, and a thermocouple having a contact plate held at the tip of the holding member and a thermocouple wire connected to the contact plate A sensor device that detects the temperature of the measurement object by contacting the measurement object with the contact plate,
The contact plate is formed to extend rearward and has an attachment piece held by the holding member,
The holding member is provided with a hole for a mounting piece that is formed to extend in the axial direction of the casing separately and is held by inserting the mounting piece and a hole for a thermocouple wire into which the thermocouple wire is inserted. A sensor device.
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