(57)【要約】【課題】熱電対線の腐食を抑制することができる熱電対付き振動センサを提供する。【解決手段】筒状の保護管２４と、保護管２４の開口を覆う薄板金属１７と、保護管２４に収容された検出針１と、薄板金属１７と接続する熱電対線１６ａを含む熱電対とを備えた熱電対付き振動センサであって、測定対象物の温度及び振動を測定する際、薄板金属１７の外側は測定対象物に接触するとともに、薄板金属１７の内側は検出針１の先端に接触する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の保護管と、前記保護管の開口を覆う薄板金属と、前記保護管に収容された検出針と、前記薄板金属と接続する熱電対線を含む熱電対とを備えた熱電対付き振動センサであって、
測定対象物の温度及び振動を測定する際、前記薄板金属の外側は前記測定対象物に接触するとともに、前記薄板金属の内側は前記検出針の先端に接触する、熱電対付き振動センサ。
【請求項２】
前記薄板金属は、クロメル製である、請求項１に記載の熱電対付き振動センサ。
【請求項３】
前記熱電対付き振動センサは、前記検出針の先端が突出する孔を有する金属製円板を、前記薄板金属の内面に有する、請求項１又は２に記載の熱電対付き振動センサ。
【請求項４】
前記金属製円板は、アルメル製である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱電対付き振動センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、測定対象物の振動を検出する振動センサに、温度を検出する熱電対を取付けた、熱電対付き振動センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の熱電対付き振動センサとして、振動板と連結する検出針の先端をケーシングの先よりも突出させたセンサが存在する（例えば特許文献１参照。）。上記センサでは、検出針が通る孔を有する円環形状の温度センサをケーシングの先に配置して、検出針を測定対象物に押し当てることで、温度センサと振動針との双方を測定対象物に接触させるので、温度と振動とを同時計測することができる。
【０００３】
しかしながら、上記従来の熱電対付き振動センサは、温度センサに検出針を突出させる孔が開けられているため、測温接点を含む熱電対の一部が外部に曝されてしまい、熱電対線の溶接部分が腐食して断線するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平３−９３７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願は、このような事情に鑑みなされたもので、熱電対線の腐食を防止することのできる熱電対付き振動センサの提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、以下に開示する熱電対付き振動センサは、筒状の保護管と、前記保護管の開口を覆う薄板金属と、前記保護管に収容された検出針と、前記薄板金属と接続する熱電対線を含む熱電対とを備えた熱電対付き振動センサであって、測定対象物の温度及び振動を測定する際、前記薄板金属の外側は前記測定対象物に接触するとともに、前記薄板金属の内側は前記検出針の先端に接触する。
【発明の効果】
【０００７】
以下に開示する熱電対付き振動センサによれば、熱電対線の腐食を抑制することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係る熱電対付き振動センサの断面図である。
【図２】第２実施形態に係る熱電対付き振動センサの断面図である。
【図３】第３実施形態に係る熱電対付き振動センサの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
〔第１実施形態〕
以下、本願の第１実施形態に係る熱電対付き振動センサについて、図１を参照して説明する。下部に小径の雄ねじが形成された検出針１に、雌ねじが形成された振動伝達板２がねじ結合され、検出針１の大径部下面に振動伝達板２の上面が当接している。振動伝達板２の下側には、上電極板３と圧電素子４と下電極板５とウエイト６とが順次挿入され、ナット７で夫々接触せしめられて検出針１に固定されている。例えば、検出針１と振動伝達板２とはステンレス鋼で形成され、上下電極板３，５はリン青銅で形成され、ウエイト６はジルコニアセラミックで形成される。検出針１と振動伝達板２と上電極板３と圧電素子４と電極板５とウエイト６とから振動センサの振動検出ユニットが形成される。
【００１０】
振動検出ユニットは、振動伝達板２の上面とウエイト６の下面が、手前から向う側へ検出針１を避ける切込みが設けられた上壁９ａと、上壁９ａの向う側の端から下方へ更に手前側へ延びた二股のばね部９ｂとからなるスイッチ金具９に挟まれて保持され、スイッチ金具９のばね部９ｂによって上方へ付勢されることによって、振動伝達板２の上面がスイッチ金具９の上壁９ａの下面に当接されている。また、スイッチ金具９は、上壁９ａから下方に延びた両側の２つの側壁９ｃを有し、この側壁９ｃと上壁９ａとがケーシング１０の内部壁で保持されることによって、振動検出ユニットがケーシング１０に取付けられている。ケーシング１０は、向う側と手前側の２つのケーシング部材から形成され、テーパーねじ１１，１２によって連結されている。例えば、スイッチ金具９はステンレス鋼で形成され、ケーシング１０はポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）で形成されている。上下電極板３，５からの導線（図示せず）は、信号処理回路１３の端子１４，１５へ結線されている。
【００１１】
検出針１の外周には検出針１を保持する検出針保持部材１９が配置され、この検出針保持部材１９は、上部の先端部１９ａと下部の大径部とその中間の長い中空部とからなり、中空部には２つの窓２０ａ，２０ｂが両側に形成されている。検出針保持部材１９の外側には先端部１９ａの外径よりも僅かに大きな内径を有する筒状の保護管２４が挿入されている。保護管２４は検出針保持部材１９の下端に形成された破線で示す突起２５に嵌め合されて抜出しが防止されている。保護管２４はステンレス鋼で形成され、検出針保持部材１９はＰＥＥＫで形成され、リング２２はベークライトで形成されている。
【００１２】
断面概略逆凹状（以下、単に「逆凹状」と称する。）のクロメル製薄板１７（薄板金属）は、保護管２４の外径よりも僅かに大きな内径を有し、保護管２４の開口から突出した検出針１の先端を内面に当接した状態で保護管２４の開口上面に接合されている。逆凹状のクロメル製薄板１７の側面部１７ｂの先端部と保護管２４の外周とは、例えばガラスハーメチック処理によるシール部２１により接合されている。
【００１３】
逆凹状のクロメル製薄板１７の内面中央部に、検出針１の先端が突出する孔を中央部に有するドーナツ状のアルメル製円板１８（金属製円板）が溶接によって接合されている。ドーナツ状のアルメル製円板１８の外径は、例えば保護管２４の内径よりも僅かに小さく形成することができる。クロメル線１６ａはクロメル製薄板１７の側面１７ｂに溶接によって接合されており、アルメル線１６ｂはアルメル製円板１８の下面の一部に溶接によって接合されている。クロメル製薄板１７、アルメル製円板１８、クロメル線１６ａ及びアルメル線１６ｂを含んで熱電対が形成されている。
【００１４】
クロメル線１６ａ及びアルメル線１６ｂは、保護管２４の内周面に沿って下方に延び、クロメル線１６ａ及びアルメル線１６ｂは、それぞれ検出針保持部材１９とケーシング１０との隙間、及び、ケーシング１０間の隙間に敷設され、信号処理回路１３の端子２６，２７に結線されている。なお、クロメル線１６ａ及びアルメル線１６ｂは、それぞれクロメル製薄板１７又はアルメル製円板１８との溶接部から端子２６，２７に至るまで絶縁被覆されている。
【００１５】
クロメル製薄板１７には、例えばドーナツ状のアルメル製円板１８の外径よりも僅かに大きな内径で、かつ、保護管２４の内径よりも僅かに小さな外径を有する溝状の緩衝部１７ａが形成されている。クロメル製薄板１７は可撓性があり、緩衝部１７ａを起点にして上下に変位可能な可動面１７ｃを有するダイアフラム構造を採用している。
【００１６】
クロメル製薄板１７、アルメル製円板１８、クロメル線１６ａ及びアルメル線１６ｂを含む熱電対と、検出針保持部材１９と、リング２２と、保護管２４とから温度センサの測温ユニットが形成されている。測温ユニットが検出針１に通され、ケーシング１０の上端開口から挿入される。テーパーねじ１１，１２に対応するケーシング１０のねじ孔の周囲には夫々上下に切割りが設けられ、テーパーねじ１１，１２がねじ込まれることによって測温ユニットがケーシング１０に固定される。テーパーねじ１１，１２が付勢手段を構成し、このテーパーねじ１１，１２を緩めることによって、測温ユニットをケーシング１０から引抜くことができる。
【００１７】
次に、本実施形態の熱電対付き振動センサの作動について説明する。測温ユニットの先端であるクロメル製薄板１７を測定対象物としてのスチームトラップの表面に押し当てると、クロメル製薄板１７がスイッチ金具９のばね部９ｂの弾性力に抗して検出針１を内側に付勢する。このとき、スチームトラップの機械的振動が検出針１を通して振動伝達板２に伝わり、その圧力変動が圧電素子４に作用する。これに応じて圧電素子４に電圧変動が生じる。この電圧変動は電極板３，５から導線（図示せず）を介して信号処理回路１３の端子１４，１５に送られ、信号処理回路１３で増幅され検波されると共に平均値やピーク値等に演算されて、表示部（図示せず）に表示される。一方、スチームトラップの表面温度がクロメル製薄板１７及びアルメル製円板１８を介した熱電対線１６ａ，１６ｂの電位差によって信号処理回路１３にて検出され、増幅されて表示部（図示せず）に表示される。
【００１８】
本願の第１実施形態によれば、測定対象物に押し当てられるクロメル製薄板１７には、従来のように検出針１の先端が入る中央部の孔が開けられておらず、また保護管２４とクロメル製薄板１７とはガラスハーメチック処理によりシールがされ、保護管２４上部とクロメル製薄板１７との間に隙間がないため、熱電対線の溶接部が外部に曝されておらず、測定対象物の周囲に存在する蒸気等が保護管２４内に入り込む虞がない。しかも、クロメル製薄板１７は耐錆性に優れるため、蒸気等によって熱電対線（クロメル線１６ａ，アルメル線１６ｂ）の溶接部が腐食する虞もない。
【００１９】
例えばクロメル製薄板１７の厚さは、０．０５ｍｍ〜３．２ｍｍが好ましく、０．１ｍｍ以下がより好ましい。このようにクロメル製薄板１７は極めて薄く可撓性があるため、検出針１の先端が測定対象物に直接押し当てられずクロメル製薄板１７越しであっても、測定対象物の温度や振動を正確に測定することができる。
【００２０】
〔第２実施形態〕
以下、本願の第２実施形態に係る熱電対付き振動センサについて、図２を参照して説明する。第２実施形態においては、第１実施形態のクロメル製薄板１７の側面部１７ｂよりも、逆凹状のクロメル製薄板３７の側面部３７ｂの高さをやや高くし、クロメル製薄板３７を保護管２４とねじ結合３８により接合させている。クロメル製薄板３７の側面部の先端と保護管２４の側面とは、第１実施形態と同様、ガラスハーメチック処理等によるシール部２１により接合することができる。図２において、３７ａはクロメル製薄板３７の緩衝部を示す。
【００２１】
尚、その他の構成は、第１実施形態で説明した構成と同一であるから、同一構成箇所には、第１実施形態と同一の番号を付記してその説明は省略する。
【００２２】
〔第３実施形態〕
以下、本願の第３実施形態に係る熱電対付き振動センサについて、図３を参照して説明する。第３実施形態においては、第１実施形態で示した逆凹状のクロメル製薄板１７に代えて、円形平板状のクロメル製薄板４７を使用し、この円形平板状のクロメル製薄板４７と保護管２４の上面とがガラスリング３０を介してシールされている。即ち、クロメル製薄板４７の下面とガラスリング３０の上面とがガラスハーメチック処理等によるシール部（図
示せず）で接合されていると共に、ガラスリング３０の下端と保護管２４の周面（内周面、外周面）とがガラスハーメチック処理等によるシール部２３で接合されている。図３において、４７ａはクロメル製薄板４７の緩衝部を示す。
【００２３】
尚、その他の構成は、第１実施形態で説明した構成と同一であるから、同一構成箇所には、第１実施形態と同一の番号を付記してその説明は省略する。
【００２４】
〔別実施形態〕
上記実施形態においては、アルメル線１６ｂはアルメル１８製円板に溶接されているがこれに限らず、クロメル製薄板１７に直接溶接されていてもよい。この場合、アルメル１８製円板を用いる必要はない。
【００２５】
逆凹状のクロメル製薄板（１７、３７）の底面もしくは円形平板状のクロメル製薄板４７は平面状に形成されているが、緩衝部（１７ａ、３７ａ、４７ａ）を起点にドーム状に外側に湾曲させることもできる。この場合、測温ユニットの先端がスチームトラップに押し当てられると、外側に湾曲したクロメル製薄板（１７、３７、４７）が内側に撓むことにより、検出針１の付勢量をより多くすることができる。
【００２６】
本願においては、熱電対を構成する薄板金属はクロメル製薄板に限定されるものではなく、熱電対の種類もクロメル−アルメル熱電対（Ｋ型）に限定されるものではない。
【００２７】
ガラスハーメチック処理は、コンプレッションシール（圧縮封止）法とマッチングシール（整合封止）法のいずれのシール法でもよく、またシール部（２１、２３）の形成方法もガラスハーメチック処理に限定されるものではない。例えばシール部を溶接によって形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本願は、測定対象物の振動を検出できる共に、測定対象物の温度も検出できる熱電対付き振動センサに利用することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１  検出針
１６ａ  クロメル線
１６ｂ  アルメル線
１７  クロメル製薄板
１８  アルメル製円板
２４  保護管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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